第二節

細菌的生長繁殖與變異精選課件〔一〕細菌生長繁殖的條件1.營養物質2.溫度3.pH4.氣體一、細菌的生長繁殖精選課件1.營養物質細菌生長繁殖需要豐富的營養物質，包括水、碳水化合物、氮化物、無機鹽、生長因子等。精選課件2.溫度依據細菌對溫度的需求不同，可以將其分為嗜冷菌、嗜溫菌、嗜熱菌三大類。病原菌一般為嗜溫菌，適宜的生長溫度為15～40℃，并且大多數病原菌的最適溫度為37℃。精選課件3.pH大多數細菌的最適pH為7.2～7.6，許多細菌在代謝過程中分解糖，產生酸，使pH下降，抑制細菌生長。精選課件4.氣體與細菌生長繁殖有關的氣體主要是氧氣和二氧化碳，此外，有些固氮菌能夠固定空氣中的氮氣。精選課件根據細菌對氧的需要情況分為：專性需氧菌〔aerobe〕:必須在有氧的環境中才能生長繁殖。如結核分枝桿菌專性厭氧菌〔anaerobe〕:缺乏呼吸酶，只有在無氧狀態下才能生長。如破傷風芽胞梭菌兼性厭氧菌〔facultativeanaerobe〕:在有氧或無氧狀態下均能生長，但在有氧時生長較好。大多數病原菌屬于此類。微需氧菌:在低氧狀態下生長最好。精選課件〔二〕細菌生長繁殖的方式與速度細菌主要以二分裂方式進行無性繁殖，一個細菌分為兩個菌體所需的時間稱為世代時間，簡稱世代。在適宜的人工條件下，多數細菌的世代為20～30min。如果按20min繁殖一代計算，10h后，一個細菌可以繁殖10億個以上的細菌。細菌細胞的分裂是從染色體的復制開始的。為了使遺傳物質能均等地分配給兩個子代細胞，染色體的復制與細胞分裂需要配合密切。精選課件〔三〕細菌群體生長及生長曲線細菌生長曲線是專指單細胞微生物的。它是將少量的單細胞微生物接種純種到一定容積的液體培養基后，在適宜的條件下培養，定時取樣測定細胞數量。以細胞增長數目的對數做縱坐標，以培養時間做橫坐標，繪制一條如以下圖的曲線，我們稱這條曲線為細菌的生長曲線。根據生長曲線的變化規律，可以把生長曲線分為四個時期：延遲期、對數期、穩定期、衰亡期。

精選課件精選課件1.延遲期又稱停滯期，是微生物細胞進入一個新環境的適應時期。此時的微生物數量不增加，細胞的形態變大或者變長。處在延遲期的細胞代謝能力強，對外界的理化因素敏感，細胞代謝活潑，積累了足夠的酶、輔酶和中間代謝產物。為細胞分裂增殖做準備。精選課件2.對數期又稱指數期，是細菌細胞適應了新的環境后生長最為旺盛的一個時期，在此時期細胞的數目以幾何級數增長，故稱對數期。對數期有以下幾個特點：1〕生長速率常數最大2〕細胞平衡生長，菌體內的成分最為均勻3〕酶系活潑，代謝旺盛從以上幾個特點可以看出，此時期是研究菌體的最正確時期。精選課件3.穩定期又稱恒定期或最高生長期。這個時期的特點是生長速率常數為0，即新繁殖的細胞數目與死亡的細胞數目相等。這時菌體的產量到達最高點。在穩定期，細胞開始儲藏糖原、異染粒和脂肪等貯藏物，多數的芽孢菌在這時產生芽孢，有些微生物在穩定期時還開始合成抗生素等次生代謝產物。精選課件4.衰亡期在衰亡期中，個體的死亡速度超過個體的新生速度，因此，整個群體就呈現負增長，活細胞的數目明顯下降。這時，細胞形態多樣，例如會產生很多膨大、不規那么的退化形態；有些微生物因蛋白水解酶活力的增強而發生自溶；有些微生物會在此時期釋放對人類有用的抗生素等次生代謝產物；在芽孢桿菌中，芽孢的釋放往往也發生在這一時期。精選課件微生物生長規律對工業生產的指導：〔1〕縮短延遲期延遲期的存在那么使發酵周期延長，為提高設備的使用率及降低生產本錢那么需縮短延遲期。〔2〕把握對數期連續投放或補加發酵原料，會使菌體隨營養濃度增加而生長速率上升，從而可獲得大量的菌體。精選課件微生物生長規律對工業生產的指導：〔3〕延長穩定期對于合成產物與微生物細胞的形成過程同步的，穩定期的末期為最正確收獲期，因此，延長穩定期可以獲得更多的產品。〔4〕監控衰亡期微生物在衰亡期，細胞活力明顯下降，同時由于逐漸積累的代謝毒物可能會與代謝產物起某種反響或影響提純，或使其分解。因而必須掌握時間，在適當的時候結束發酵。精選課件〔三〕細菌的人工培養培養基：用人工方法配制的適合于細菌生長繁殖的營養物質。精選課件一、培養基〔一〕按培養基的物理性狀不同分類液體培養基半固體培養基固體培養基〔二〕按培養基的用途不同分類：根底培養基營養培養基選擇培養基鑒別培養基厭氧培養基精選課件二、細菌在液體培養基中的生長現象菌膜生長沉淀生長混濁生長對照精選課件二、細菌在半固體培養基中的生長現象沿穿剌線生長向四周擴散生長精選課件二、細菌在固體培養基中的生長現象菌落：由單個細菌分裂繁殖后形成一堆肉眼可見的細菌集團。

可根據菌落大小、形狀、顏色、邊緣、氣味、透明度、外表光滑度、濕潤度及溶血情況等特片初步鑒定細菌。精選課件各種細菌的菌落精選課件三、人工培養細菌的意義：細菌性疾病的診斷細菌的鑒定與研究生物制品的制備細菌學指標的檢測在工農業生產和基因工程中的應用精選課件二細菌的代謝產物一、與致病有關的代謝產物1.毒素〔toxins〕包括內毒素和外毒素外毒素(exotoxin)是多數革蘭陽性菌和少數革蘭陰性菌在生長繁殖過程中釋放到菌體外的毒性蛋白質；內毒素(endotoxin)是革蘭陰性菌細胞壁的脂多糖。2.熱原質〔pyrogen〕大多數革蘭陰性菌和少數革蘭陽性菌合成的多糖，極微量注入人或動物體內即可引起發熱反響。3.侵襲性酶類〔invasiveenzymes〕某些病原菌在代謝過程中產生的具有損傷機體組織、促使細菌侵襲和擴散的致病性物質。如金葡產生的血漿凝固酶。精選課件二、與治療有關的代謝產物1.抗生素〔antibiotics〕某些微生物在代謝過程中產生的一類能抑制和殺死某些病原微生物和腫瘤細胞的化學物質。2.維生素〔vitamin〕某些細菌能合成自身所需的維生素，并能分泌到菌體外供人體吸收利用。精選課件

三、與鑒別細菌有關的代謝產物1.色素〔pigments〕細菌的色素有兩類——水溶性色素：能彌散到培養基或周圍組織；脂溶性色素：不溶于水，只存在于菌體，使菌落顯色而培養基顏色不變。2.細菌素〔bacteriocins〕某些細菌產生的僅對近緣菌株有抗菌作用的蛋白質。3.糖的分解產物4.蛋白質的分解產物精選課件四、分解代謝產物和細菌的生化反響糖發酵試驗VP試驗甲基紅試驗枸櫞酸鹽利用試驗吲哚試驗硫化氫試驗尿素酶試驗自動化儀器分析精選課件糖發酵試驗精選課件陰性陽性VP試驗大腸桿菌：-產氣桿菌：+精選課件陽性陰性對照甲基紅試驗大腸桿菌：+產氣桿菌：-精選課件枸櫞酸利用試驗大腸桿菌：-產氣桿菌：+精選課件陽性吲哚試驗大腸桿菌：+產氣桿菌：-精選課件H2S試驗精選課件對照陽性陰性尿素酶試驗精選課件三細菌的遺傳與變異一、細菌遺傳與變異的概念遺傳(heredity)：使細菌的性狀保持相對穩定，且代代相傳，使其菌種得以保存。變異(variation)：在一定條件下，子代與親代之間以及子代與子代之間的生物學性狀出現的差異。

1.遺傳性變異：是細菌的基因結構發生了改變，故又稱基因型變異。常發生于個別的細菌，不受環境因素的影響，變異發生后是不可逆的，產生的新性狀可穩定地遺傳給后代。

2.非遺傳性變異：細菌在一定的環境條件影響下產生的變異，其基因結構未改變，稱為表型變異。易受到環境因素的影響，凡在此環境因素作用下的所有細菌都出現變異，而且當環境中的影響因素去除后，變異的性狀又可復原，表型變異不能遺傳。

精選課件二、細菌的變異現象形態結構的變異毒力變異耐藥性變異精選課件細菌的大小和形態的變異：在不同的生長時期可不同，生長過程中受外界環境的影響也可發生變異。如：鼠疫耶爾森菌在3%-6%的氯化鈉的培養基中形態的改變。細菌的特殊結構的變異：如莢膜〔肺炎鏈球菌〕,芽胞〔炭疽芽孢桿菌〕也可發生變異。〔一〕形態結構的變異精選課件毒力增強：無毒力的白喉棒狀桿菌常寄居在咽喉部，不致病；當感染了β-棒狀噬菌體后變成溶原性細菌，那么獲得產生白喉毒素的能力，引起白喉。毒力減弱：有毒菌株長期在人工培養基上傳代培養，可使細菌的毒力減弱或消失。卡介苗(BCG)是有毒的牛型分枝桿菌在含有膽汁、甘油、馬鈴薯的培養基上，經過13年，連續接種230代，獲得的一株毒力減弱但仍保持免疫原性的變異株。〔二〕毒力變異精選課件耐藥性