1、刘潇第九章 细菌的生长繁殖与培养 知识要点l 细菌的生长繁殖l 细菌的人工培养2022-12-30学习目标l掌握细菌生长繁殖的条件、繁殖方式及速度；l熟悉细菌在培养基中的生长现象及意义；l熟悉细菌的代谢产物及意义。前前 言言*细菌是一大类具有细菌是一大类具有独立生命活动独立生命活动的单细胞微生的单细胞微生物，能从外界环境中摄取营养物质，合成自身物，能从外界环境中摄取营养物质，合成自身细胞成分并获得能量，同时不断排出废物，完细胞成分并获得能量，同时不断排出废物，完成新陈代谢，得以生长繁殖。细菌的生长繁殖成新陈代谢，得以生长繁殖。细菌的生长繁殖与环境条件密切相关，条件适宜时，细菌的生与环境条件密切
2、相关，条件适宜时，细菌的生长繁殖及代谢旺盛，改变条件时可使细菌生命长繁殖及代谢旺盛，改变条件时可使细菌生命活动受到抑制或使细菌死亡。活动受到抑制或使细菌死亡。占细胞总重量占细胞总重量80%蛋白质、糖类、脂类、无机盐等；蛋白质、糖类、脂类、无机盐等；15-20%肽聚糖、胞壁酸、磷壁酸、肽聚糖、胞壁酸、磷壁酸、D型氨基酸、脂多糖型氨基酸、脂多糖二氨基庚二酸、吡啶二羧酸、二氨基庚二酸、吡啶二羧酸、2-酮基酮基-3-脱氧辛酸脱氧辛酸水：水：固体成分：固体成分：特有成分：特有成分：第一节第一节 细菌的生长繁殖细菌的生长繁殖 一、细菌的化学组成一、细菌的化学组成1.水水2.碳源碳源:co2、碳酸盐、碳酸盐
3、、糖糖、脂肪、脂肪3.氮源氮源:有机氮有机氮、无机氮、游离氮、无机氮、游离氮4.无机盐无机盐:K、Ca、Na、Mg、S、P等等5.生长因子生长因子(growth factor)：某些细菌生长所必需而又不能自身合成的有机化合物。某些细菌生长所必需而又不能自身合成的有机化合物。种类：种类：B族维生素族维生素 硫胺素、核黄素、生物素、泛酸硫胺素、核黄素、生物素、泛酸 某些必须氨基酸某些必须氨基酸 嘌呤、嘧啶、胆碱嘌呤、嘧啶、胆碱 因子、因子、因子因子 二、细菌生长繁殖的条件二、细菌生长繁殖的条件（重点）（重点）（二）酸碱度（二）酸碱度 大多数病原菌：大多数病原菌：pH7.2pH7.6。霍乱弧菌：霍乱
4、弧菌：pH8.4pH9.2 结核分枝杆菌：结核分枝杆菌：pH6.5pH6.8（三）温度（三）温度 大多数病原菌：大多数病原菌：37（四）气体（四）气体 O2：专性需氧菌：有氧条件：专性需氧菌：有氧条件 微需氧菌：低氧压微需氧菌：低氧压(5-6%)，10%抑制抑制 专性厌氧菌：无氧条件专性厌氧菌：无氧条件 兼性厌氧菌兼性厌氧菌：有氧或无氧，多数致病菌属于此类：有氧或无氧，多数致病菌属于此类 CO2：5%-10%CO2（一）细菌个体的生长繁殖（一）细菌个体的生长繁殖方式：无性二分裂方式：无性二分裂速度：速度：2030分钟分钟/代代 结核分枝杆菌结核分枝杆菌1820小时小时/代代 三、细菌生长繁殖的
5、规律三、细菌生长繁殖的规律细菌生长曲线细菌生长曲线小时小时细菌数目的对数细菌数目的对数迟缓期迟缓期(lag phase)最初培养最初培养1-4小时，菌体不分裂，但菌体增大、代谢活跃小时，菌体不分裂，但菌体增大、代谢活跃 对数期对数期(logarithmic phase)一般持续一般持续6-8小时。活菌数目呈对数直线上升。小时。活菌数目呈对数直线上升。细菌形态、染色、生理活性典型，对外界环境敏感细菌形态、染色、生理活性典型，对外界环境敏感 稳定期稳定期(stationary phase)细菌繁殖数与死亡数接近。细菌繁殖数与死亡数接近。细菌形态、染色、生理活性改变，产生外毒素、抗生素、芽孢细菌形态
6、、染色、生理活性改变，产生外毒素、抗生素、芽孢 衰退期衰退期(decline phase)死亡数超过活菌数。死亡数超过活菌数。细菌变长、肿胀、畸形细菌变长、肿胀、畸形、自溶自溶细菌生长曲线特点细菌生长曲线特点 四、细菌的代谢产物及意义四、细菌的代谢产物及意义根据细菌具有不同的酶，根据细菌具有不同的酶，对糖、蛋白质分解能力对糖、蛋白质分解能力及分解后产生的产物不同用生化方法来鉴定细菌及分解后产生的产物不同用生化方法来鉴定细菌称称：细菌的生化反应细菌的生化反应1.糖发酵试验糖发酵试验机理：机理：葡萄糖葡萄糖 HCOOH CO2+H2方法：肉汤培养基方法：肉汤培养基（pH7.4）+葡萄糖葡萄糖酚红酚
7、红红色培养基红色培养基空空白白对对照照大大肠肠杆杆菌菌痢痢疾疾杆杆菌菌37，培养，培养18-24h（一）分解代谢产物及生化反应（一）分解代谢产物及生化反应 脱氢酶脱氢酶2.VP(Voges-Proskauer)试验试验 由由Voges和和Proskauer两学者创建，故名。两学者创建，故名。葡萄糖葡萄糖丙酮酸丙酮酸乙酰甲基甲醇乙酰甲基甲醇强碱强碱+氧气氧气双乙酰双乙酰V-P阳性阳性产气杆菌产气杆菌脱羧脱羧分解分解红色化合物红色化合物萘酚萘酚肌肌 酸酸肌肌 酐酐大肠杆菌大肠杆菌葡萄糖葡萄糖丙酮酸丙酮酸乙酰甲基甲醇乙酰甲基甲醇 葡萄糖葡萄糖蛋白胨蛋白胨培养基培养基VP试验试验阴性阴性阳性阳性产气杆
8、菌产气杆菌大肠杆菌大肠杆菌3.甲基红试验甲基红试验（methyl red test，MR）机理：机理：大肠杆菌大肠杆菌产气杆菌产气杆菌葡萄糖葡萄糖乳乳 糖糖PH4.5PH5.4甲基红指示甲基红指示剂呈红色剂呈红色甲基红指示甲基红指示剂呈桔黄色剂呈桔黄色甲基红试甲基红试验阳性验阳性甲基红试甲基红试验阴性验阴性丙酮酸丙酮酸中性产物中性产物脱羧脱羧丙酮酸丙酮酸机理：产气杆菌在以枸橼酸盐为唯一碳源的培养基上生长，分机理：产气杆菌在以枸橼酸盐为唯一碳源的培养基上生长，分 解枸橼酸盐产生解枸橼酸盐产生CO2，并转变为碳酸盐，同时分解培养，并转变为碳酸盐，同时分解培养 基中的铵盐生成氨，使培养基由中性变为碱
9、性，含溴麝基中的铵盐生成氨，使培养基由中性变为碱性，含溴麝 香草酚蓝（香草酚蓝（BTB）指示剂的培养基由淡绿色变为深兰色，）指示剂的培养基由淡绿色变为深兰色，此为枸橼酸盐利用试验阳性。此为枸橼酸盐利用试验阳性。大肠杆菌不能利用枸橼酸盐，故在此培养基上不能生长，大肠杆菌不能利用枸橼酸盐，故在此培养基上不能生长，培养基仍为绿色，为枸橼酸盐利用试验阴性。培养基仍为绿色，为枸橼酸盐利用试验阴性。4.枸橼酸盐利用试验枸橼酸盐利用试验(citrate utilization test)产气杆菌：产气杆菌：+（深蓝深蓝）大肠杆菌：大肠杆菌：-（绿色绿色）5.吲哚吲哚（indol）试验试验大肠杆菌大肠杆菌变形
10、杆菌变形杆菌霍乱弧菌霍乱弧菌二甲基氨二甲基氨基苯甲醛基苯甲醛色氨酸色氨酸吲哚吲哚玫瑰吲哚玫瑰吲哚（红色）（红色）6.H2S试验试验变变 形形 杆杆 菌菌乙型副伤寒杆菌乙型副伤寒杆菌含硫氨基酸含硫氨基酸硫化氢硫化氢黑色沉淀黑色沉淀含含FeSO4的培养基的培养基 利用分解代谢的产物和能量，合成新的物质利用分解代谢的产物和能量，合成新的物质合成合成产物产物毒素和侵袭性酶毒素和侵袭性酶热原质热原质色素色素抗生素抗生素细菌素细菌素维生素维生素 （二）合成代谢产物及医学意义（二）合成代谢产物及医学意义（重点）（重点）热原质（热原质（pyroten)：细菌合成的，使机体发热的物，如脂多糖细菌合成的，使机体发
11、热的物，如脂多糖 耐高温（耐高温（121.3,20min不能破坏不能破坏)高压蒸汽灭菌法不易使其破坏，需蒸馏、吸附、过滤去高压蒸汽灭菌法不易使其破坏，需蒸馏、吸附、过滤去除除毒素和侵袭性酶毒素和侵袭性酶：主要的致病物质，包括外毒素、内毒素、侵袭性酶主要的致病物质，包括外毒素、内毒素、侵袭性酶 外毒素：外毒素：G+及少数及少数G-菌产生的毒性极强的蛋白质。菌产生的毒性极强的蛋白质。内毒素：内毒素：G-菌细胞壁中的脂多糖。菌细胞壁中的脂多糖。色素色素(pigmen)脂溶性、脂溶性、水溶性。水溶性。鉴定细菌鉴定细菌 抗生素抗生素(antibiotic)某些细菌、真菌、放线菌产生的能抑制和杀灭其它他微
12、某些细菌、真菌、放线菌产生的能抑制和杀灭其它他微生物和肿瘤细胞的物质。生物和肿瘤细胞的物质。如青霉素、链霉素等。如青霉素、链霉素等。功能：抗菌谱广，广泛用于治疗细菌感染性疾病和肿瘤。功能：抗菌谱广，广泛用于治疗细菌感染性疾病和肿瘤。维生素维生素(vitamin)营养机体，可供人体吸收利用。如大肠埃希菌合成的维营养机体，可供人体吸收利用。如大肠埃希菌合成的维生素生素B，K 细菌素细菌素(bacteriocin)细菌产生仅对亲缘细菌破坏作用的蛋白质。细菌产生仅对亲缘细菌破坏作用的蛋白质。具有种和型的特异性。具有种和型的特异性。功能：抗菌谱窄，多用于细菌的分型鉴定和流行病学调查。功能：抗菌谱窄，多用
13、于细菌的分型鉴定和流行病学调查。第二节第二节 细菌的人工培养细菌的人工培养 一、培养基一、培养基(culture medium)人工配制适合于细菌人工配制适合于细菌生长繁殖的营养基质生长繁殖的营养基质 培养基按其组成和用途不同，分为以下几类：培养基按其组成和用途不同，分为以下几类：1.基础培养基基础培养基 牛肉膏、牛肉汤牛肉膏、牛肉汤+蛋白胨蛋白胨+氯化纳氯化纳+磷酸盐磷酸盐+水水2.营养培养基营养培养基 基础培养基基础培养基+葡萄糖、血液等葡萄糖、血液等3.鉴别培养基鉴别培养基 基础、营养培养基基础、营养培养基+指示剂指示剂4.选择培养基选择培养基 基础、营养培养基基础、营养培养基+抑制性化
14、学物质抑制性化学物质 5.厌氧培养基厌氧培养基 基础、营养培养基基础、营养培养基+无氧环境无氧环境按照物理状态分类按照物理状态分类液体培养基液体培养基固体培养基固体培养基半固体培养基半固体培养基2-3%琼脂琼脂0.3-0.5%琼脂琼脂 二、细菌在培养基中的生长现象二、细菌在培养基中的生长现象（一）细菌在液体培养基中的生长现象（一）细菌在液体培养基中的生长现象（重点）（重点）（大多数）（大多数）（链状菌）（链状菌）（专性需氧菌）（专性需氧菌）（二）细菌在固体培养基中的生长现象（二）细菌在固体培养基中的生长现象菌落菌落(colony)：细菌在固体培养基上出现由单个细菌：细菌在固体培养基上出现由单个
15、细菌 生长繁殖形成的肉眼可见的细菌集团生长繁殖形成的肉眼可见的细菌集团意义：鉴别细菌、分离细菌意义：鉴别细菌、分离细菌菌苔菌苔(mossy)：多个菌落融合形成的细菌集团：多个菌落融合形成的细菌集团（三）细菌在半固体培养基中的生长现象（三）细菌在半固体培养基中的生长现象有有鞭鞭毛毛菌菌无无鞭鞭毛毛菌菌有有鞭鞭毛毛菌菌无无鞭鞭毛毛菌菌 三、人工培养细菌的实际意义三、人工培养细菌的实际意义1.感染性疾病的诊断和防治感染性疾病的诊断和防治标本标本增菌培养增菌培养分离培养分离培养纯培养纯培养生化鉴定生化鉴定显微镜观察显微镜观察染色染色初步诊断初步诊断确定诊断确定诊断诊断诊断标本标本青青庆庆红红链链红红青
16、青链链庆庆密聚划线接种密聚划线接种培养培养药浸纸片药浸纸片最敏感药物最敏感药物治疗治疗2.细菌的鉴定与研究细菌的鉴定与研究例如：嗜肺军团菌例如：嗜肺军团菌3.生物制品的制备生物制品的制备结核杆菌结核杆菌（有毒）（有毒）培养基培养基（胆汁、甘油、马铃薯）（胆汁、甘油、马铃薯）卡介苗卡介苗（BCG）接种接种13年年230代代本章小结与知识拓展本章小结与知识拓展人工培养细菌的意义人工培养细菌的意义 （一）在医学中的应用（一）在医学中的应用 1.细菌的鉴定和研究：对细菌进行鉴定，研究其形态、细菌的鉴定和研究：对细菌进行鉴定，研究其形态、生理、抗原结构、致病性、遗传与变异等生物学性状，生理、抗原结构、致
17、病性、遗传与变异等生物学性状，均需人工培养细菌才能实现。均需人工培养细菌才能实现。2.细菌性疾病的诊断和治疗：细菌感染引起的疾病，细菌性疾病的诊断和治疗：细菌感染引起的疾病，常须从患者体内分离出病原菌才能确诊。同时对分离常须从患者体内分离出病原菌才能确诊。同时对分离出的病原菌作药物敏感试验，帮助临床选择有效的药出的病原菌作药物敏感试验，帮助临床选择有效的药物进行治疗。物进行治疗。本章小结与知识拓展本章小结与知识拓展人工培养细菌的意义人工培养细菌的意义 （一）在医学中的应用（一）在医学中的应用 3.生物制品的制备：人工分离培养所得的纯种细菌及生物制品的制备：人工分离培养所得的纯种细菌及其代谢产物
18、，可制成疫苗、类毒素、诊断用标准菌液，其代谢产物，可制成疫苗、类毒素、诊断用标准菌液，或经类毒素、纯种细菌免疫动物后制备抗毒素及诊断或经类毒素、纯种细菌免疫动物后制备抗毒素及诊断血清，用于传染性疾病的诊断、预防与治疗。血清，用于传染性疾病的诊断、预防与治疗。4.细菌毒力分析及细菌学指标的检测：人工培养细菌细菌毒力分析及细菌学指标的检测：人工培养细菌后，再用免疫学和其他方法检测细菌的毒力因子，并后，再用免疫学和其他方法检测细菌的毒力因子，并配合动物实验来鉴定细菌的侵袭力和进行毒力分析；配合动物实验来鉴定细菌的侵袭力和进行毒力分析；也可通过定量培养计数等，对饮水、食品等的微生物也可通过定量培养计数
19、等，对饮水、食品等的微生物学卫生指标进行检测。学卫生指标进行检测。本章小结与知识拓展本章小结与知识拓展 人工培养细菌的意义人工培养细菌的意义（二）其他方面的应用（二）其他方面的应用 1.在工农业生产中的应用：利用细菌的培养和发酵，在工农业生产中的应用：利用细菌的培养和发酵，可提纯精制出抗生素、维生素、氨基酸、醇类、味精可提纯精制出抗生素、维生素、氨基酸、醇类、味精等产品，还可用于石油脱蜡、污水处理、制造菌肥等。等产品，还可用于石油脱蜡、污水处理、制造菌肥等。2.在基因工程中的应用：由于细菌繁殖快，容易培养，在基因工程中的应用：由于细菌繁殖快，容易培养，故常用细菌作为基因受体细胞。如将人或动物细胞中故常用细菌作为基因受体细胞。如将人或动物细胞中编码胰岛素的基因重组到质粒上，再导入大肠埃希菌，编码胰岛素的基因重组到质粒上，再导入大肠埃希菌，就能从大肠埃希菌的培养液中获得大量基因工程胰岛就能从大肠埃希菌的培养液中获得大量基因工程胰岛素。基因工程制造干扰素、乙型肝炎疫苗等都已成功。素。基因工程制造干扰素、乙型肝炎疫苗等都已成功。
