细菌的生理与培养 PPT课件

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重要作用。
营养物质合成
一些细菌能够合成维生素B和维生 素K，这些维生素对人类健康至关 重要。
免疫系统调节
细菌可以训练和调节免疫系统，使 其更好地应对外来入侵者和疾病。
细菌感染与疾病
常见细菌感染
包括呼吸道感染、肠道感 染、皮肤感染等。
细菌性传染病
如肺炎、肠道感染和败血 症等，可通过空气、水和 接触传播。
细菌ppt课件
目录
CONTENTS
• 细菌简介 • 细菌的结构与组成 • 细菌的生存与繁殖 • 细菌与人类的关系 • 细菌的利用与保护 • 细菌研究的前沿与展望
01
细菌简介
细菌的基本信息
细菌是一类单细胞生物，具有细胞壁、细胞 膜、细胞质和核等基本结构。
细菌属于原核生物，与真核生物的主要区别 在于其细胞核无核膜和核仁。
细胞壁
细菌细胞壁主要由肽聚糖组成，具有维持细 胞形态、保护细胞内部结构和调节物质交换 等作用。
细胞质
细菌细胞质主要由水、蛋白质、核酸和多糖 等组成，具有进行新陈代谢和能量代谢等作 用。
细菌的遗传物质
DNA
细菌的遗传物质是DNA，它由四 种碱基（腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧 啶和胸腺嘧啶）组成，通过DNA 复制传递遗传信息。
细菌的形状和大小各异，一般呈球形、杆状 或螺旋状，大小在微米级别。
细菌的发现与历史
细菌最早由荷兰科学 家列文虎克于17世纪 发现。
细菌在医学、农业、 工业等领域具有广泛 的应用价值。
细菌在自然界中分布 广泛，对人类生活和 健康具有重要影响。
细菌的分类与特点
革兰氏阳性菌细胞壁较厚，具有 肽聚糖层，对一些抗生素具有耐 药性。

细菌的代谢与能量转换
分解代谢
细菌能够分解有机物获取 能量，如分解糖类物质产 生乳酸或乙醇。
合成代谢
细菌能够利用分解代谢产 生的能量合成自身所需的 物质，如蛋白质、核酸等 。
能量转换
细菌通过氧化磷酸化等方 式将分解代谢产生的化学 能转换为ATP等高能分子 形式。
03
细菌与人类生活
细菌在自然界中的作用
通过学习《细菌》这一课，学 生可以了解细菌的特点、功能 和作用，从而增强对生命科学 的兴趣和好奇心。
教师可以通过引导学生进行探 究性学习、实验操作等方式， 培养学生的科学探究能力和实 践能力。
学习《细菌》这一课可以帮助 学生树立正确的科学观念和思 维方式，提高科学素养和综合 素质。
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分类特征
学习根据细菌的形态、染色反应、生化特性等特征进行分类 的方法，了解常见细菌的分类归属。
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结论与展望
总结细菌的特点与重要性
细菌是微小的生命体，广泛存在于自然环境和生物体内，对生态系统和人类生活产 生重要影响。
细菌具有多种形态和特性，如球形、杆形、螺旋形等，具有不同的生理特征和功能 。
细菌在自然界中发挥着分解作用，参与物质循环，同时也有益于人类，如发酵、制 药等领域的应用。
巴斯德与细菌学的创立
法国科学家巴斯德通过实验证明了细 菌的存在，并提出了细菌与疾病之间 的关系，开创了细菌学的研究。Leabharlann 细菌的种类与分布细菌的种类
细菌种类繁多，目前已知的细菌 有上千种，根据形态、染色等特 点可分为球菌、杆菌、螺形菌等
。
细菌的分布
细菌广泛分布于自然环境中，包括 土壤、水、空气等，同时也在人体 和动物体内存在。

二、生物合成（biosynthesis）
与其他生物类似 吸收的各种前体代谢物通过各种代谢途径， 合成所需物质：多种氨基酸、核苷酸、糖、脂肪酸及其大分 子物质。但细菌不能自身合成，须从环境中获得。各种细菌 的合成途径和合成能力不同，对营养的需要以及代谢产物也 不尽相同，可作为细菌鉴定指标。
三、聚合作用（polymerization）
3 、稳定期（ stationary phase ）此时因营 养的消耗、代谢产物的蓄积等，细菌繁殖 速度下降，死亡数逐步上升，新繁殖的活 菌数与死菌数大致平衡。该朔细菌的形态 及生理性状常有改变，革兰氏阳性菌此时 可染成阴性。毒素等代谢产物大多此时产 生。大肠杆菌的稳定期持续约8h。 4、衰亡期 （decline phase）细菌开始大 量死亡，死菌数超过活菌数。如不移植到 新的培养基，最终可全部死亡。此期细菌 的菌体变形或自溶，染色不典型，难以进 行鉴定。

特点：


需要特异性的载体蛋白顺浓度梯度运输
不消耗能量

运输SO42-、PO43-、糖（真核）
胞外
细胞膜
胞内
促进扩散示意图
3、主动运输 (active transport)
特点： 是微生物吸收营养的主要方式 可逆浓度梯度运输，耗能 需载体蛋白，有特异性
运输有机离子、无机离子、氨基酸、乳糖等糖类
第二章 细菌的生理
主要内容：
细菌的代谢
细菌的生长繁殖
细菌的人工培养 细菌的生化试验
第一节
细菌细胞的代谢过程
细菌与其他生物一样，有独立的 生命活动，涉及复杂的新陈代谢。 细菌的生理涉及细菌的组分、营养 要求、能量代谢、生物生长合成繁 殖及基因调控等。
细菌与动物真核生物新陈代谢的主要区别 有如下几点:

（二）、细菌的物理性状 光学性质：细菌为半透明体。。 表面积 带电现象
与染色、凝集、抑杀菌有关系 半透性 渗透压
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二、 细菌的营养与生长繁殖
（一） 根据细菌所利用的能源和碳源的不同， 将细菌分为两大营养类型——自养菌和异养菌。 •自养菌(autotroph)：以简单的无机物为原料，合成 菌体成分。化能自养和光能自养菌 •异养菌(heterotroph)：以多种有机物为原料，合成 菌体成分并获得能量。异养菌包括腐生菌(saprophyte) 和寄生菌(parasite)。
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基本内容
细菌的理化性状 细菌的营养与生长繁殖 细菌的代谢产物及其意义 细菌的人工培养 细菌的分类与命名
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Hale Waihona Puke 一、 细菌的理化性状（一） 细菌的化学组成 成分 水、无机盐、蛋白质、糖类、脂质、核酸 元素 特有化学组成
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化学组成
水
75-90%
5
蛋白质、糖类、脂质 核酸、无机盐
肽聚糖、胞壁酸、 磷壁酸、D型AA、 DAP、吡啶二羧酸
色氨酸
吲哚（靛基质）
+
二甲基氨 基苯甲醛
玫瑰吲哚（红色）
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（+） （—）
IMViC：常用于肠道杆菌的鉴定 吲哚(indol)、甲基红(methyl red) 、VP 及 (citrateutilization)试验的合称. 例如 大肠杆菌为“+ + - -”
产气杆菌为“- - + +”
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(二)合成代谢产物及其医学意义
水
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营养成分 糖类
功效作用 合成菌体成分；供给能量
氨基酸、蛋白质
合成菌体成分
磷、硫、钾、钠、 钙、镁、铁、钴、 锌、锰、铜等

嗜热微生物
嗜热机制：
细胞内的Ｅ具强抗热性 产生的多胺，热亚胺和高温精胺物质对蛋 白质等组织结构具有保护作用。 核酸也具有热稳定性的保护结构。 细胞膜含有较多的饱和脂肪酸和直链脂肪 酸，使膜具有稳定性。
必要气体
主要是O2与CO2
根据细菌对氧的需求，可分为4类：
➢ 专性需氧菌：超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶 ➢微需氧菌 ➢兼性厌氧菌 ➢专性厌氧菌：缺乏氧化还原电势高的呼吸酶：细胞色
1.碳源：构成细胞及代谢产物的骨架 ；是大多数
微生物代谢所需的能量来源 2.氮源：为微生物提供合成细胞物质代谢产物的 原料，氮源一般不做能源，只有硝化细菌利用铵 盐，亚硝酸盐作氮源,同时也作能源。同时也做能 源。
营养物质
3.无机盐： ➢ 构成微生物细胞的组成成分 ➢ 调解渗透压， PH值和氧化还原电位 ➢ 构成酶活性基的组成成分，维持E活性。Mg、
特点：
➢生长速率常数等于零 ➢菌体粗大 ➢ＲＮＡ含量增加 ➢代谢活力强
➢对 不 良 条 件 抵 抗 能 力 降低
此 期 长 短 与 接 种 龄 、 接种量、培养基成分有 关。
细菌繁殖方式与速度
对数生长期（8-18h）
特点：酶系活跃， 代谢最强，分裂旺 盛，菌数呈几何级 增多。活菌数和总 菌数接近。
细菌的化学组成
细菌的化学组成 水、无机盐（P）、Pr、糖、脂、 核酸，尚含有特殊化学组成（肽聚 糖、胞壁酸、磷壁酸、DAP、DPA 仅见于原核细胞型生物）。
细菌的物理性状
物理性状 ➢ 光学性质：半透明体，细菌悬液呈混 浊状态。 ➢ 表面积：比表面积远大于其它生物， 有利于同外界物质交换，因此细菌的代 谢旺盛，繁殖迅速。 ➢ 带电现象：在中性或弱碱性环境中， PH> 等 电 点 ， 羧 基 电 离 ， 细 菌 带 负 电 G+>G

营养类型
根据微生物对营养需求的不同，可分为自养型、 异养型和兼性营养型。
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微生物的生长曲线与测定方法
生长曲线
描述微生物在适宜条件下 生长繁殖的四个阶段，即 延迟期、对数期、稳定期 和衰亡期。
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测定方法
包括直接计数法（如显微 镜计数法、平板菌落计数 法）和间接测定法（如比 浊法、生理指标法等）。
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微生物与环境的相互作用关系
微生物通过代谢活动影响环境，如分解有机物、 转化无机物等
环境因素如温度、湿度、pH值等对微生物的生长 和代谢具有重要影响
微生物与环境之间存在着复杂的相互作用关系， 既有互利共生也有竞争关系
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微生物在环境保护中的应用
利用微生物处理污水和废气，降低污染物浓度
命名规则
采用双名法，即属名和种名，用斜体拉丁文表示，属名在前，种名在后。例如：Escherichia coli（大肠埃希氏菌 ）。
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微生物的鉴定方法与步骤
鉴定方法
表型鉴定（形态学、生理生化特征）、遗传学鉴定（基因型、DNA序列分析）、血清学鉴定（抗原抗 体反应）等。
鉴定步骤
采集样品、分离纯化、形态观察、生理生化试验、血清学试验、分子生物学试验等。
遗传物质传递
包括DNA复制、转录和翻译等过程 ，实现遗传信息的传递和表达。
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04
微生物的代谢与调 控
202代谢与呼吸作用
能量代谢途径
ATP合成机制
包括发酵、无氧呼吸和有氧呼吸等， 不同微生物采用不同的代谢途径获取 能量。
微生物通过底物水平磷酸化和氧化磷 酸化两种方式合成ATP，为细胞提供 能量。

细胞壁、膜有半透性 G+菌 20~25大气压 G-菌 5~6大气压
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渗透压
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第二节 细菌的营养与生长繁殖
一、细菌的营养物质




水：营养的吸收与代谢均需水 碳源：合成菌体成分，提供能量 病原菌主要来源于糖类 氮源：合成菌体成分 病原菌主要来源于氨基酸、蛋白胨等 无机盐：常用元素（K\Na\Ca\Mg\P\S\Fe) 微量元素（Co\Mn|Mo\Zn) 生长因子：生长必需但自身不能合成的物质， 如维生素、氨基酸等。

有助于细菌鉴别
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-
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抗生素(Antibiotics)：多粘菌素、杆菌肽
细菌素(Bacteriocins)


抗菌蛋白，只能杀伤有亲缘关系的细菌， 无治疗意义，用于细菌分型、流行病学调 查。
大肠杆菌产生大肠菌素(Colicin)


维生素

某些肠道菌合成，如B族维生素、VK。
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第一节 细菌的理化性状
一、细菌的化学组成
水 占细胞总重量75%-90%
有机物 碳、氢、氮、氧、磷、硫等
无机离子 钾、钠、铁、镁、钙、氯等 特有成分
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肽聚糖、胞壁酸、磷壁酸等
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二、细菌的物理性状
光学性质 表面积 带电现象 半透性 半透明 体积小、表面积大 G+菌 pI 2~3 G-菌 pI 4~5 中性环境 带负电荷
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四、影响细菌生长的因素

营养物质充足 氢离子浓度(pH)
多数病原菌最适pH为7.2～7.6

温度
多数病原菌最适37℃

（3）流动蒸汽消毒法
（4）间歇蒸汽灭菌法 应用：适用于不耐高温的营养物质的灭菌
（5）高压蒸汽灭菌法
应用最广泛，灭菌效果最好 压力—103.4KPa（1.05kg/cm2） 温度—121.3℃ 维持时间—15～20分钟
应用：适用于耐高温、耐潮湿物品的灭菌
相同温度下，湿热的灭菌效力比干热大，原因： 1、蛋白质在有水的条件下，易变性 2、湿热穿透力强 3、湿热存在潜热
3.鉴别培养基 利用细菌分解糖类 和蛋白质的能力及其代谢产物的不同， 在培养基中加入特定的底物和指示剂， 通过指示剂的反应不同来鉴别细菌。
如：单糖发酵管、伊红-美蓝琼脂 培养基、克氏双糖铁琼脂等。
4.选择培养基 在培养基中加入抑制剂，抑 制标本中的杂菌生长，利于所需细菌的生长。
如： SS琼脂
麦康凯培养基
第六节 细菌的分类
一、分类原则与层次
❖ 原则：传统分类、种系分类 ❖ 层次：界、门、纲、目、科、属、种 ❖ 在细菌中常用属和种、亚种、型（噬菌体
型、血清型、生物型等）
❖ 不同来源的同一菌种的细菌称为该菌的不 同菌株（strain）
❖ 标准菌株或模式菌株：具有某种细菌典型 特征的菌株
❖ 最具权威的：《伯杰氏系统细菌学手册》
殖体（包括结核杆菌）、真菌和大多数病毒 （包括含碘消毒剂、醇类消毒剂等）
含碘消毒剂：
皮肤黏膜、物体表面等
醇类消毒剂：
3、低效消毒剂 ——可杀灭多数细菌繁殖体，但不能杀灭
细菌芽胞、结核杆菌及某些抵抗力较强的真 菌和病毒 （包括季铵盐类消毒剂（新洁尔灭）、氯己定 （洗必泰）、高锰酸钾等）
皮肤黏膜、物体表面、 地面等
（二）辐射杀菌法
1、紫外线 波长：265～266nm 原理：损伤细菌DNA 特点：杀菌力强、穿透力弱

酶制剂
利用微生物产生的酶，对 食品原料进行加工处理， 提高食品质量和产量。
生物防腐剂
利用微生物的抗菌作用， 生产天然、安全的食品防 腐剂。
微生物学在医药工业中的应用
抗生素生产
利用微生物发酵生产各种抗生素， 用于治疗细菌感染等疾病。
疫苗制备
利用微生物制备各种疫苗，预防 传染病的发生。
基因工程药物
利用基因工程技术，将微生物作 为“工程菌”，生产各种生物药
微生物感染的预防与治疗策略
预防措施
包括注重个人卫生、保持环境清洁、避免接触感染源等。此外，还可以通过锻炼身 体、增强营养等提高自身免疫力，预防微生物感染。
治疗策略
针对不同类型的微生物感染，采取不同的治疗策略。如细菌感染可采用抗生素治疗； 病毒感染可采用抗病毒药物治疗；真菌感染可采用抗真菌药物治疗等。同时，还可 以采取支持治疗、对症治疗等措施，缓解患者的症状。
微生物的能量转换
包括ATP的生成和利用。
微生物的物质运输
包括主动运输、被动运输和胞吞胞吐等。
微生物的细胞膜与细胞壁
细胞膜的结构与功能，细胞壁的组成与作用。
微生物的遗传与变异
微生物的遗传物质
DNA和RNA。
微生物的基因突变
类型、特点和意义。
微生物的基因重组
方式、过程和意义。
微生物的育种与基因工程
育种方法，基因工程技术在微生物育种中的应用。
微生物防治技术的发展趋势
01
新型疫苗的研发与应用
随着生物技术的不断发展，新型疫苗的研发和应用成为微生 物防治领域的重要趋势。如基于mRNA技术的疫苗、重组蛋 白疫苗等，具有更高的安全性和有效性。
02 03
微生物组学在防治中的应用

适的药物治疗。
在工业生产中的应用
发酵工程
01
微生物学在发酵工程中发挥了重要作用，如利用酵母
菌发酵生产酒精、醋酸等。
食品加工
02 微生物学技术可用于食品加工和保存，如利用乳酸菌
制作酸奶、泡菜等。
化学品生产
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微生物学方法可用于生产许多重要的化学品，如利用
霉菌生产青霉素等。
在环境保护中的应用
废水处理
真菌的形态通常包括菌丝、子实体和孢子等。菌丝是真菌的 繁殖结构，子实体则是产生孢子的结构，孢子是真菌的繁殖 体。
真菌的结构
真菌的结构通常包括细胞壁、细胞膜、细胞质和细胞核等。 真菌的细胞壁通常由几丁质、纤维素等多糖组成，细胞膜则 是由磷脂和蛋白质组成。
真菌的繁殖和培养
真菌的繁殖
真菌可以通过有性繁殖和无性繁殖两种方式进行繁殖。有性繁殖是通过配子结合产生孢子的方式，无 性繁殖则是通过孢子直接萌发产生菌丝的方式。
真菌的培养
真菌的培养通常需要在一定的温度、湿度和营养条件下进行。常用的培养基包括沙土培养基、麦芽汁 培养基和琼脂培养基等。培养过程中需要注意温度、湿度和通气等条件，以保证真菌的正常生长和繁 殖。
真菌与人类的关系及利用
真菌与人类的关系
真菌与人类的关系复杂多样，既有对人 类有益的一面，也有对人类有害的一面 。有些真菌可以用于生产食品、饮料和 调味品等，如酵母菌可以用来发酵面包 和酒类；但也有些真菌可以引起人类和 动物的疾病，如引起脚气的真菌。
固体培养基形成琼脂平板 ，用于菌落的分离和观察 ；液体培养基用于大规模 的培养和发酵。
微生物的分离和鉴定技术
纯培养技术
通过划线接种、稀释涂布等方法 ，将微生物从混合样品中分离出
来，获得单一菌株。