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1、第二章,细菌的生理,一 细菌的化学组成水,无机盐,蛋白质,糖,脂类,核酸等。水:占细胞总重量75-90%。有机物:碳,氢,氮,氧,磷,硫；无机离子:钾,钠,铁,镁,钙,氯。原核细胞型微生物特有物质：肽聚糖,磷壁酸,胞壁酸,吡啶二羧酸,D型氨基酸,二氨基庚二酸。,第一节 细菌的理化性状,二 细菌的物理性状半透明 混浊度,用比浊法测定数量。体积微小 交换面大,代谢旺盛,繁殖快。带电现象 G+等电点2-3,G-等电点4-5,中性或弱碱性溶液中带负电。半透性 水和小分子物质吸收和排泄。渗透压高 含高浓度营养物质和无机盐。,第二节 细菌的营养与生长繁殖,一 营养类型,根据营养要求分为:自养菌:简单无机物
2、CO2 N2为原料,氧化或光合作用获得能量,合成菌体成分。异养菌:蛋白,糖等有机物为营养,获取能量,合成菌体成分。从宿主体内获取营养-寄生菌,致病菌。动植物尸体腐败食物为营养-腐生菌。,二 细菌的营养物质水:营养物质先溶于水,吸收和代谢进行。碳:提供能量,病原菌主要来源于糖。氮:菌体原料,来源于氨基酸,蛋白胨。无机盐:常用元素:磷,硫,钾,钠,镁,钙,铁；微量元素:钴,锌,锰,铜,钼。无机离子:氯。,无机盐功能构成菌体成分酶组成部分调节细胞内外渗透压与细菌的生长繁殖和致病有关白喉杆菌在高铁环境易产生毒素。结核杆菌-分枝菌素,载铁体。生长因子:需要但不能合成,氨基酸,维生素,嘌呤,嘧啶。流感嗜血
3、杆菌。,三 细菌摄取营养物质的机制被动扩散:胞外酶分解成小分子物质。由浓度高向浓度低方向扩散。不需要能量,动力来自浓度梯度。有些物质-甘油,需菌细胞特异性蛋白帮助或促进营养物跨膜转运,易化扩散。,主动转运系统;依赖于周浆间隙结合蛋白转运系统营养物先与周浆间隙受体蛋白结合,再转送给细胞膜上ATP结合型载体,ATP水解产能,透过细胞膜进入细胞质内。G+菌以膜结合脂蛋白为该系统的受体蛋白。,化学渗透驱使转运系统膜两侧质子或离子浓度差产生的质子动力或钠动力,营养物越膜转移。载体是电化学离子梯度透性酶,在氧化状态与营养物结合,还原状态时构象改变,营养物释放进入细胞。基团转移营养物转运过程中即被磷酸化,转
4、运与代谢同步进行。,四 影响细菌生长的环境因素,细菌生长繁殖的条件营养物质 水,氮-蛋白胨,碳-糖,无机盐,生长因子。氢离子浓度 保证酶活性,中性或弱碱性。pH7.0-7.6;霍乱pH8.4;结核pH6.7。温度嗜冷菌10-20;嗜热菌50-60;嗜温菌30-37。空肠弯曲菌42。,气体环境 O2和CO2专性需氧 完善的呼吸酶系统,分子氧为受氢体完成呼吸,结核杆菌,霍乱弧菌。微需氧 含氧5-6%生长好,如幽门螺杆菌。兼性需氧 都能生长,有氧更好,致病菌。专性厌氧菌 有氧环境产生超氧阴离子和H2O2。缺乏过氧化氢酶,化物酶,呼吸酶。初次培养加入CO2,促进细菌繁殖。渗透压 自然界各种环境,培养基
5、标准配制。,五 细菌的生长繁殖细菌个体生长繁殖 二分裂,20-30/次。细菌群体的生长繁殖-生长曲线迟缓期 适应新环境,代谢活跃,体积增大。对数期 加速期,活菌数几何级数增长,上升形态,染色典型,适宜各种实验研究。稳定期 营养物质消耗,代谢产物堆积,细菌繁殖数量与死亡数相等。衰退期 繁殖减慢,死亡增加,形态不典型。,20分裂一次,1hr3次;7hr200万个;10hr10亿。,第三节 细菌的新陈代谢与能量转换,一 细菌的能量代谢发酵 有机物为受氢体,无氧条件下进行。呼吸 无机物为受氢体。需氧呼吸 分子氧为受氢体。厌氧呼吸 硝酸盐等其它无机物为受氢体,无氧条件下进行。,EMP途径糖酵解,大多数细
6、菌共有的基本代谢方式。是专性厌氧菌唯一产能途径。反应最终受氢体是未彻底氧化的中间代谢产物,产能少。1分子葡萄糖能生成2分子丙酮酸,产生2分子ATP和2分子NADH+H+。,磷酸戊糖途径EMP途径的分支,由己糖生成戊糖的循环途径。功能是为生物合成提供前体和还原能。产能效果仅为EMP途径的50%,不是产能的主要途径。,需氧呼吸1分子葡萄糖在有氧条件下彻底氧化,生成CO2,H2O;产生38分子ATP。葡萄糖经EMP途径生成丙酮酸,脱羧产生乙酰辅酶A,进入三羧酸循环彻底氧化。脱出的氢进入电子传递链,进行氧化磷酸化,最终以分子氧为受氢体。需氧菌和兼性厌氧菌进行需氧呼吸。,厌氧呼吸 专性厌氧菌,无需氧电子
7、传递链和完整的三羧酸循环,以无机氧化物为受氢体。1分子葡萄糖经厌氧酵解只产生2分子ATP。最终以外源性无机氧化物为受氢,CO2。产能效率低。需氧菌和兼性厌氧菌都能进行厌氧呼吸。,二 细菌的分解代谢产物糖发酵试验 用于肠道菌的鉴定葡,乳,麦,甘,蔗单糖液体;溴甲酚紫。接种后置37,24hr;观察指标:产酸产气。结果：致病菌分解葡,麦,甘,产酸;不分解乳糖,蔗糖。非致病菌分解葡,乳,麦,甘;产酸产气。不分解蔗糖。,吲哚试验 蛋白胨水培养基细菌分解色氨酸产生吲哚,与二甲基氨基苯甲醛反应,产生玫瑰红色。大肠埃希菌,霍乱弧菌,变形杆菌阳性。甲基红试验 葡萄糖培养基+甲基红 产气杆菌分解葡萄糖产丙酮酸,脱
8、羧成乙酰甲基甲醇,pH5.4,桔黄色为阴性。大肠埃希菌产丙酮酸后不再反应,培养液成酸性pH5.4,红色为阳性。,VP试验 葡萄糖培养基产气杆菌使2分子丙酮酸缩合成乙酰甲基甲醇,再被氧化成二乙酰,与胍基化合物反应,成红色化合物,阳性。大肠杆菌产丙酮酸后停止反应,阴性。枸橼酸盐利用试验 枸橼酸盐(唯一碳源)+溴麝香草芬蓝只有能利用枸橼酸盐的菌才能生长,绿转蓝色,阳性。大肠埃希菌阴性。,+,IMViC 鉴定肠道菌的经典试验大肠杆菌结果:+-;产气杆菌结果:-+。尿素酶试验2%尿素+酚红:变形菌分解尿素产氨,红色。硫化氢试验细菌分解培养基中胱氨酸和甲硫氨酸,产硫化氢,与铅或铁离子生成黑色硫化物。,三.
9、细菌的合成代谢产物热原质 G-产生,脂多糖,引起人和动物发热。耐热,容器250干烤,液体用石棉虑板。毒素和侵袭性酶内毒素 脂多糖-脂类A,G-死亡裂解产生。外毒素 G+和 G-产生,毒蛋白,活菌产生。侵袭性酶 透明质酸酶,血浆凝固酶。,色素 脂溶性-菌落显色,水溶性-培养基。抗生素 微生物产生,能抑制或杀死其它微生物的物质,多粘菌素,杆菌肽。维生素 大肠艾希菌大量产生维生素B和K。细菌素 有抗菌作用的蛋白质,只对近缘关系的细菌有杀灭或抑制作用,大肠菌素。,水溶性色素,脂溶性色素,第四节 细菌的人工培养,培养基的种类基础培养基:肉汤,蛋白胨水,营养琼脂。增菌培养基:血清培养基,碱性蛋白胨水。鉴别
10、培养基:SS琼脂,抗生素培养基。选择培养基:底物+指示剂;糖发酵管。厌氧培养基:吸氧剂,还原剂,指示剂,苞肉。物理状态:液体,固体,半固体培养基。,培养基的制备 配制:称量,溶解,过滤;调整pH,分装;高压蒸汽灭菌：103.4kpa；1.05kg/cm2121.315-20,细菌在培养基生长现象液体培养基 浑浊 大多数细菌沉淀 链状生长菌菌膜 专性需氧菌 结核杆菌枯草杆菌,固体培养基划线接种-分离培养菌落colony挑选一个菌落-纯种转种-纯培养,半固体培养基有鞭毛细菌：扩散生长,周围浑浊。无鞭毛细菌：沿穿刺线生长,周围透明观察动力,保存菌种。,人工培养细菌的用途感染性疾病的病原学诊断和药物选
11、择。标本:早,准;呼吸,消化,泌尿,皮肤。生物制品疫苗,类毒素,抗毒素,免疫血清。基因工程 胰岛素,干扰素,乙肝疫苗。工农业生产抗生素,维生素,氨基酸;发酵食品;环保;菌肥。,抗生素敏感试验,红,绿,庆,青,链,第五节 细菌的分类,表型分类根据形态和生理特征形态,结构,染色,培养,生化,抗原。分析分类电泳,色谱,质谱方法分析菌体组份,代谢产物,图谱特征,细胞脂类和蛋白分析。基因分类遗传物质 DNAG+Cmol%,核酸杂交,16S。,属 genera 由密切相关的种组成,如金黄色葡萄球菌,表皮葡萄球菌属于葡萄球菌属。种 species 细菌的基本分类单位。型 type 同一种细菌基本性状相同,而
12、某些方面的特征稍有不同,便可分为不同的型别。株strain 对不同来源的同一菌种的细菌称为该菌的不同菌株。,第三章,消毒灭菌与病原微生物实验室生物安全,灭菌sterilization：杀灭物体上所有微生物的方法,手术器械,注射器等。消毒disinfection：杀死物体上或环境中病原微生物的方法,消毒剂。防腐antisepsis：防止或抑制皮肤表面细菌生长繁殖的方法,安全有效。,第一节 常用术语,清洁cleaning：是指通过除去尘埃和一切污秽以减少微生物数量的过程。无菌asepsis无活菌,是灭菌的结果。无菌操作 防止细菌进入人体或其它物品的操作技术。,第一节 消毒灭菌的方法,物理消毒灭菌法
13、热力,辐射,滤过,干燥,低温。热力灭菌法干热灭菌焚烧:废弃物,人及动物尸体。烧灼:接种环,试管。干烤:1711hr;160hr;121;16hr,玻璃。红外线:电磁波,1-10um最强,类似干烤。,湿热灭菌原理:蛋白易凝固,穿透力强,潜热效应。巴氏消毒法:61.1-62.8,30;71.7,15-30秒。煮沸法:100,5芽孢1-2hr,碳酸氢钠105流动蒸汽消毒法:蒸笼,繁殖体,15-30。间歇蒸汽灭菌法:流动蒸汽消毒3次。高压蒸汽灭菌法:103.4kpa,121.3,15-20。预真空压力蒸汽灭菌器:抽气98%,3-4快。,高压蒸汽灭菌器,辐射杀菌法紫外线UV 265-266nm最强,使D
14、NA链上相邻的2个胸腺嘧啶形成二聚体,干扰复制转录。穿透力弱,纸张,玻璃,尘埃,水,蒸气。空气和物体表面消毒,手术室,无菌室。对皮肤,眼睛有损伤。电离辐射 高能量射线,输液器,食品,消毒微波 microwave 穿透玻璃,陶瓷,塑料,水分子快速运动,摩擦产热,迅速。,滤过除菌法滤菌器 filter物理阻留,去除液体或空气中细菌真菌。含微孔,小于细菌,血清等不耐热液体。空气除菌-生物洁净技术超级空气净化无菌操作台或层流室。初,中,高3级高效空气过滤器,除掉空气中尘埃颗粒,并在空间形成层流空气。,滤 菌 器,空 气 净 化 台,干燥与低温抑菌法干燥抑菌法脑膜炎球菌,淋球菌,霍乱弧菌特敏感。结核杆菌
15、,芽孢杆菌抗干燥很强。保存食品,盐,糖;脱水蔬菜。低温抑菌法保存菌种。冷冻真空干燥。,化学消毒灭菌法高效消毒剂 杀灭所有微生物包括芽孢。含氯消毒剂:次氯酸钠,漂白粉等。水中产氯,次氯酸,新生态氧,杀菌。饮用水,皮肤,地面,排泄物,污水。过氧化物消毒剂:过氧化氢,过氧乙酸。醛类消毒剂:戊二醛,甲醛。环氧乙烷:高效杀菌,易燃,有毒性。,中效消毒剂 杀灭结核菌,真菌。内窥镜,喉镜,麻醉器材,皮肤粘膜消毒。含碘消毒剂:碘酊,碘伏:沉淀蛋白,氧化杀菌,皮肤体温计。醇类消毒剂:乙醇:70-75%,皮肤粘膜消毒。异丙醇:作用强,毒性强,器材体温计。,低效消毒剂季铵盐类消毒剂新洁尔灭:表面活性剂,清洁作用。皮
16、肤粘膜,地面。氯已定洗必泰:皮肤粘膜,地面。高锰酸钾氧化杀菌作用皮肤粘膜,餐具,水果,蔬菜消毒。,第三节 消毒灭菌的应用,一 医疗器械物品的消毒灭菌高危器械物品 注射器,手术器械,注射液体,导管进入无菌组织物品。灭菌使用。中危器械物品 呼吸机,麻醉机,胃镜,支气管镜,体温计接触黏膜。消毒使用。低危器械物品 治疗盘,食品器皿,便盆用后清洗,消毒即可。快速周转医疗器械 内窥镜,牙科器械。,二 室内空气消毒灭菌物理消毒紫外线照射 1.5w/m3 1hr,空气物体表面。滤过除菌法 0.2um高效过滤,除去尘埃。化学消毒过氧乙酸喷雾 0.5%水溶液30ml/m3 1hr。过氧化氢喷雾 0.3%溶液,30
17、ml/m3 1hr。二氧化氯熏蒸 水溶解饱合液自然逸散。中药烟熏,手和皮肤的消毒医护人员带菌,院内感染重要途径,30%。勤洗手,会洗手,肥皂,水;乙醇,次氯酸钠。粘膜的消毒 口腔-过氧化氢,泌尿-氯已定pp。病人排泄物分泌消毒 粪尿脓痰,次氯酸钠。病人污染物品 蒸,煮,熏,擦;过氧乙酸浸泡,烧。饮用水消毒 氯气消毒,或漂白粉。环境消毒 房间-过氧乙酸喷洒,厕所-生石灰,污水-氯。,第四节 影响消毒灭菌效果的因素,微生物种类 芽孢菌,结核菌强;肠道病毒强。微生物的物理状态 营养缺陷下生长的微生物抵抗力强。数量,温度,酸碱度,有机物显著影响消毒剂的效果,洗净后消毒。消毒剂的性质,浓度,作用时间表面
18、活性剂对G-效果好,芽孢菌,真菌无效。浓度高比低效果好,但乙醇70-75%最好。,第五节 病原微生物实验室生物安全,病原微生物所致的安全问题:实验室的安全隐患,生物武器,生物恐怖,重大传染病的暴发流行。核心是防扩散和防感染。我国法令包括:病原微生物的分类管理,实验室的分级管理,实验室感染的控制,监督和法律责任。,一 病原微生物的分类根据传染性,感染后对个体或者群体的危害程度,分为四类：第一类:能引起人类或者动物非常严重疾病的微生物,以及我国尚未发现或者已经宣布消灭的微生物,天花病毒等29种。第二类:能引起人类或者动物严重疾病,比较容易在人与人,动物与人,动物与动物间传播的微生物,HIV,SRA
19、S,结核,霍乱,禽流感等70种。,第三类:能引起人或动物疾病,但对人,动物或环境不构成严重危害,实验室感染后很少引起严重疾病,可有效治疗和预防的微生物。肝炎病毒,流感病毒,鼻病毒,破伤风,伤寒,痢疾等275种。第四类:在通常情况下不会引起人或动物疾病的微生物。如小鼠白血病病毒等。第一,二类统称为高致病性病原微生物。,二、病原微生物实验室的分级,一、二级实验室不得从事高致病性病原微生物实验活动。三级,四级实验室从事高致病性病原微生物实验活动。高致病性病原微生物实验,人以上共同进行。一个实验室,只能从事一种高致病性病原微生物的相关实验。有健全安全保卫制度。,实验室人员应掌握实验室技术规范,操作规程
20、,生物安全防护知识和操作技能。有符合要求的防护用品,建立健康档案,进行预防接种。实验室应有科学,严格的管理制度,定期对实验室设施设备,材料进行检查,维护和更新。对废水,废气等废物进行合理处置,防止环境污染。,三 实验室感染的控制以及监督和法律责任实验室感染控制工作 定期检查实验室的生物安全防护。菌种,毒种和样本保存使用。实验室排放的废水和废气以及其他废物处置等实施情况。,实验室发生高致病性病原微生物泄漏1.封闭实验室和可能造成扩散的场所；2.开展流行病学调查；3.对病人隔离治疗,相关人员医学检查；4.对密切接触者进行医学观察；5.进行现场消毒；6.对染疫或者疑似染疫的动物采取隔离,扑杀等措施。,监督的主要内容监督病原微生物实验室执行国家有关法律,行政法规,国家标准和要求的记录,档案及报告的情况。法律责任的核心是承担造成传染病传播,流行或者其他严重后果的法律责任。,思考题,思考题,1.细菌的营养要求和生长繁殖条件？2.细菌生长曲线分哪4个阶段？3.细菌对氧的需要分几种类型？4.细菌的合成代谢产物有哪几种？5.常用的消毒剂有哪些种类?6.为什么湿热灭菌法的效果比干热法好?7.紫外线杀菌的作用机制和注意事项?,
