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.稳定期(S1 tationaryphas5e):该期的生长菌群总数处于平坦阶段,但细菌群体活力变化较大。由于培养基中营养物质消耗、毒性产物 (有机酸、H202等)积累PH下降等不利因素的影响,细菌繁殖速度新趋下降,相对细菌死亡数开始逐新增加,此期细菌增殖数与死亡数新趋 平衡。细菌形态、染色、生物活性可出现改变,并产生相应的代谢产物如外毒素、内毒素、抗生素、以及芽抱等 4.衰亡期(Declinephas©):随着稳定期发展,细菌繁殖越来越慢,死亡菌数明显增多。活菌数与培养时间呈反比关系,此明细菌变长肿 胀或畸形衰变,甚至菌体自溶,难以辩认其形。生理代谢活动趋于停滞。故陈旧培养物上难以鉴别细菌, 体内及自然界细菌的生长繁殖受机体免疫因素和环境因素的多方面影响,不会出现象培养基中那样典型的生长曲线,掌握细菌生长规律 可有目的地研究控制病原菌的生长,发现和培养对人类有用的细菌。 第三节细菌的新陈代谢 细菌新陈代谢有两个突出的特点:④代谢活跃。细菌菌体微小,相对表面积很大,因此,物因交换频繁。迅速,呈现十分活跃的代谢。② 代谢类型多样化。各种细菌其营养要求、能量来源。南系统。代谢产物各不相同,形成多种多样的代谢类型,适应复杂的外界环境。 细菌的代谢通路包括合成与分解两大类。细菌的合成代谢与真核细菌类似,但其分解代谢因细菌酶系统的不同,差异甚大。分解代谢可伴 有ATP及其他形式能量的产生。 一、细菌的能量代途 细菌代谢所需能量,绝大多数是通过生物氧化作用而获得的 ,所调生物氧化即在酶的作用下生物细电内所发生的系列氧化还原反应 致病菌获得能量的基质主要是类,通过的氧化或酵解释放能量,并以高能磷酸能的形式(ADP,ATP)储存能量。 细首生物氧化的类型分为呼吸与发酵,在生物化过程中,细苗的营养物(如)经氧酶作用所脱下的氢,需经过 系列中间递氧体如 铺确,铺确、黄素蛋白等)的传递转运,最后将氧交给 氢体。以无机物 受氢体的生物化过程。称 其中以分子氧为受氧体的粉 而以无机化合物(如销酸盐、硫酸盐)为受氢体的称厌氧呼吸 中以各种有机物为受氢休的称 多病原菌只 行器原吸或发 1需氧呼吸(Rs ory :细菌的呼吸链位于细胞膜上,需氧呼吸伴有氧化磷酸化作用,产生大量能量并以高能磺酸键形式贮存于 可产生38个分子A 能量很低。通过无氧发酵 ,1分子萄萄糖只能产生2分子 ATP,仅 能通 菌的呼吸类型 主要分为四类 be)如结核杆苦 (2)专性厌氧 ()兼性 在有氧或 以有氧时9 ,大多 ia)如空肠弯曲 环中均能 宜在低氧压下生长,氧压增高对其有抑制作用 一般细菌在代谢 质 过氧 其原因 再菌缺乏细胞色素与细胞色素氧化确 和 不能消除有氧 下所产生的超氧 难以存 有氧分 。从而失去活性 ,使细菌生长受 因可有多种因素与机理 表3-2约 菊的生物氧化与产 发] 机化合 2个AP 二、细菌的代谢产物 细菌分论胞外酶将多糖、蛋白质等大分子营养物质分解为单糖、小肽或氨基酸,然后吸收进入菌体,再经氧化或胞内薛分解形成菌体可利 用的成分,此调细菌的分解代谢。细菌以营养原料及生物氧化产生的能量,合成菌体及相应的代谢产的,此调合成代谢, 细菌在合超和合成代中能产生多种代产物,在细菌的鉴定及生化反应中有实际音义 (一)分解代谢产物的检测 细菌的分解代谢产物因各种细菌具备的酶不完全相同,而有所差异。各代谢产物可通过生化试验的方法检测,通常称为细萄的生化的反 应 1。法代谢测定 (1)糖发醇试验:细菊对各种桔的分解能力及代谢产物不同,可借以鉴别细菌。一般非致病菌能发酵多种单糖,如大肠杆菌能分解萄萄糖 有乳糖,产生甲酸等产物,并有甲酸解氧确,可将其分解为C02和2,故生化反应结果为产酸产气,以“细”表示。伤寒杆菌分解萄萄德产酸。 但无解氧。故生化结果为产酸不产气。以“+”表示。伤童杆萄及 一铅致病菌大都不能分解到,以“”表示 (2)VP试验:大肠杆菌与产气杆均分解萄萄糖 ,为区分两菌可采用VP试验及甲基红试验。产气杆菌能使丙酮酸脱、氧化(在碱性 溶液中)生成二乙,后者可与含基的化合物反应,生成红色化合物,称VP阳性。大肠杆菌分解葡葡德产生丙丽酸,V阴性」 ()甲慕红试验:产气杆菌使丙丽酸脱羧后形成中性产物,培养液H>5,4,甲基红指示剂呈桔黄色,为甲基红试验明性,大肠杆菌分解 萄萄糖产生丙酮酸。 培养液呈酸性pH<5.4,指示剂甲基红呈红色,称甲基红试验(Methyl red e,MR)阳性, 3.稳定期(Stationaryphase):该期的生长菌群总数处于平坦阶段,但细菌群体活力变化较大。由于培养基中营养物质消耗、毒性产物 (有机酸、H2O2等)积累PH下降等不利因素的影响,细菌繁殖速度渐趋下降,相对细菌死亡数开始逐渐增加,此期细菌增殖数与死亡数渐趋 平衡。细菌形态、染色、生物活性可出现改变,并产生相应的代谢产物如外毒素、内毒素、抗生素、以及芽胞等。 4.衰亡期(Declinephase):随着稳定期发展,细菌繁殖越来越慢,死亡菌数明显增多。活菌数与培养时间呈反比关系,此期细菌变长肿 胀或畸形衰变,甚至菌体自溶,难以辩认其形。生理代谢活动趋于停滞。故陈旧培养物上难以鉴别细菌。 体内及自然界细菌的生长繁殖受机体免疫因素和环境因素的多方面影响,不会出现象培养基中那样典型的生长曲线。掌握细菌生长规律, 可有目的地研究控制病原菌的生长,发现和培养对人类有用的细菌。 第三节 细菌的新陈代谢 细菌新陈代谢有两个突出的特点:①代谢活跃。细菌菌体微小,相对表面积很大,因此,物质交换频繁、迅速,呈现十分活跃的代谢。② 代谢类型多样化。各种细菌其营养要求、能量来源、酶系统、代谢产物各不相同,形成多种多样的代谢类型,适应复杂的外界环境。 细菌的代谢通路包括合成与分解两大类。细菌的合成代谢与真核细菌类似,但其分解代谢因细菌酶系统的不同,差异甚大。分解代谢可伴 有ATP及其他形式能量的产生。 一、细菌的能量代谢 细菌代谢所需能量,绝大多数是通过生物氧化作用而获得的。所谓生物氧化即在酶的作用下生物细胞内所发生的系列氧化还原反应。 致病菌获得能量的基质主要是糖类,通过糖的氧化或酵解释放能量,并以高能磷酸键的形式(ADP、ATP)储存能量。 细菌生物氧化的类型分为呼吸与发酵。在生物化过程中,细菌的营养物(如糖)经脱氢酶作用所脱下的氢,需经过一系列中间递氢体(如 辅酶I、辅酶II、黄素蛋白等)的传递转运,最后将氢交给受氢体。以无机物为受氢体的生物氧化过程,称为呼吸,其中以分子氧为受氢体的称 需氧呼吸;而以无机化合物(如硝酸盐、硫酸盐)为受氢体的称厌氧呼吸。生物氧化中以各种有机物为受氢体的称为发酵。大多数病原菌只进 行需氧呼吸或发酵。 1.需氧呼吸(Resperitory):细菌的呼吸链位于细胞膜上,需氧呼吸伴有氧化磷酸化作用,产生大量能量并以高能磷酸键形式贮存于 ATP中。1分子葡萄糖经三羧酸循环完全氧化后,可产生38个分子ATP以供细菌合成代谢和生长繁殖之用。 2.发酵(Fermentation):酶系统不完善的细菌,生物氧化过程不彻底,所产生的能量很低。通过无氧发酵,1分子葡萄糖只能产生2分子 ATP,仅为需氧呼吸所产生能量的1/19。专性厌氧菌和兼性厌氧菌都能通过发酵获取能量。 3.细菌的呼吸类型:根据细菌对氧的需要不同,主要分为四类:(1)专性需氧菌(Obligateaerobe)如结核杆菌;(2)专性厌氧菌 (Obligate anaerobe)如破伤风杆菌;(3)兼性厌氧菌(Facultative anaerobe)在有氧或无氧或无氧环境中均能生长,但以有氧时生长较好,大多 数病原菌属此类;(4)微需氧菌(Microaerophilic bacteria)如空肠弯曲菌,宜在低氧压下生长,氧压增高对其有抑制作用。一般细菌在代谢中 需少量的CO2,以提供细菌合成核酸中的嘌呤、嘧啶等。 专性厌氧菌不能呼吸,只能发酵。其原因是:①厌氧菌缺乏细胞色素与细胞色素氧化酶,因此不能氧化那些氧化还原电势较高的氧化型物 质。②厌氧菌缺乏过氧化氢酶、过氧化物酶和超氧化物歧化酶(Superoxidedismutase),不能清除有氧环境下所产生的超氧离子(O2-)和过氧 化氢(H2O2),因而难以存活。③有氧条件下,细菌某些酶的-SH基被氧化为S-S基(如琥珀酸脱氢酶等),从而酶失去活性,使细菌生长受 到抑制。总之,厌氧菌的厌氧原因可有多种因素与机理。 表3-2 细菌的生物氧化与产能 生物氧化类型 受氢体 需氧情况 产生能量(1分子葡萄糖) 需氧呼吸 分子氧 需氧 38个ATP 厌氧呼吸 无机化合物 厌氧 发酵 有机化合物 厌氧 2个ATP 二、细菌的代谢产物 细菌分泌胞外酶将多糖、蛋白质等大分子营养物质分解为单糖、小肽或氨基酸,然后吸收进入菌体,再经氧化或胞内酶分解形成菌体可利 用的成分,此谓细菌的分解代谢。细菌以营养原料及生物氧化产生的能量,合成菌体及相应的代谢产的,此谓合成代谢。 细菌在分解和合成代谢中能产生多种代谢产物,在细菌的鉴定及生化反应中有实际意义。 (一)分解代谢产物的检测 细菌的分解代谢产物因各种细菌具备的酶不完全相同,而有所差异。各代谢产物可通过生化试验的方法检测,通常称为细菌的生化的反 应。 1.糖代谢测定 (1)糖发酵试验:细菌对各种糖的分解能力及代谢产物不同,可借以鉴别细菌。一般非致病菌能发酵多种单糖,如大肠杆菌能分解葡萄糖 有乳糖,产生甲酸等产物,并有甲酸解氢酶,可将其分解为CO2和H2,故生化反应结果为产酸产气,以“⊕”表示。伤寒杆菌分解葡萄糖产酸, 但无解氢酶。故生化结果为产酸不产气,以“+”表示。伤寒杆菌及一般致病菌大都不能分解乳糖,以“-”表示。 (2)VP试验:大肠杆菌与产气杆菌均分解葡萄糖⊕,为区分两菌可采用VP试验及甲基红试验。产气杆菌能使丙酮酸脱羧、氧化(在碱性 溶液中)生成二乙酰,后者可与含胍基的化合物反应,生成红色化合物,称VP阳性。大肠杆菌分解葡萄糖产生丙酮酸,VP阴性。 (3)甲基红试验:产气杆菌使丙酮酸脱羧后形成中性产物,培养液pH>5.4,甲基红指示剂呈桔黄色,为甲基红试验阴性,大肠杆菌分解 葡萄糖产生丙酮酸,培养液呈酸性pH<5.4,指示剂甲基红呈红色,称甲基红试验(Methyl red test,MR)阳性
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