臨床助理醫(yī)師考試醫(yī)學微生物學復習講義：第3單元細菌的生理

　　第3單元 細菌的生理

　　重點提示

　　本單元內容比較復雜，但歷年出題量不多，考生應當掌握細菌的生長繁殖方式和氧需菌的分類、細菌各種生化反應實驗的原理的用途以及細菌培養(yǎng)的方法和意義，弄清各種細菌合成代謝產物的成分及其醫(yī)學意義。

　　本單元內容與生物化學相關聯(lián)，希望考生能將兩者結合起來，加強記憶。

　　考點串講

　　一、細菌生長繁殖的條件

　　(一)細菌生長的條件

　　1.營養(yǎng)物質 充足的營養(yǎng)物質可以為細菌的新陳代謝和生長繁殖提供必要的原料和充足的能量。

　　2.溫度 各類細菌對溫度的要求不同，以此可以將細菌分為兩類：嗜冷菌和嗜熱菌。

　　3.氣體 根據細菌代謝對分子氧的需要與否，可以將細菌分為四類：①專性需氧菌;②微需氧菌;③兼性厭氧菌;④專性厭氧菌。

　　4.滲透壓 細菌通過補償K+主動轉運和帶正電荷的有機多胺的補償性來調節(jié)細胞內的滲透壓和離子濃度。

　　(二)細菌生長繁殖的方式

　　1.細菌個體的生長繁殖 細菌一般以簡單的二分裂方式進行無性繁殖。細菌分裂數量倍增的時間稱為代時。

　　2.細菌群體的生長繁殖 將一定數量的細菌接種于培養(yǎng)基內，然后以培養(yǎng)時間為橫坐標，活菌數目為縱坐標，可以繪制出細菌的生長曲線。

　　根據細菌濃度，可以將生長曲線分為四個重要的時期：①遲緩期;②對數期;③最大穩(wěn)定期;④衰亡期。

　　細菌的生長曲線在研究工作和生產實踐中都有指導意義。掌握細菌生長規(guī)律，可以人為地改變培養(yǎng)條件，調整細菌的生長繁殖階段，更為有效地利用對人類有益的細菌。

　　二、細菌的分解和合成代謝

　　細菌的新陳代謝是指菌細胞內分解代謝與合成代謝的總和。其顯著特點是代謝旺盛和代謝類型多樣化。

　　(一)細菌的能量代謝

　　1.發(fā)酵 主要包括糖酵解和磷酸戊糖途徑。

　　(1)糖酵解：這是大多數細菌共有的基本代謝途徑，專性厭氧菌產能的唯一途徑。反應最終的受氫體為未徹底氧化的中間代謝產物，產生能量遠比需氧呼吸少。l分子葡萄糖可生成2分子丙酮酸，產生2分子ATP和2分子NADH+H+。

　　(2)磷酸戊糖途徑：是EMP途徑的分支，由己糖生成戊糖的循環(huán)途徑，不是產能的主要途徑。

　　2.需氧呼吸 需氧菌和兼性厭氧菌進行需氧呼吸。

　　3.厭氧呼吸 專性厭氧菌產能效率低的特殊呼吸。

　　(二)細菌的代謝產物

　　1.分解代謝產物和細菌的生化反應 各種細菌所具有的酶不完全相同乙對營養(yǎng)物質的分解能力亦不一致，因而其代謝產物有別。根據此特點，利用生物化學方法來鑒別不同細菌稱為細菌的生化反應試驗。

　　(1)糖發(fā)酵試驗：據此可以鑒別不同的細菌。

　　(2)VP試驗：據此可區(qū)別大腸埃希菌和產氣桿菌。

　　(3)甲基試驗：根據產物的pH可區(qū)分產氣桿菌和大腸埃希菌。

　　(4)枸櫞酸鹽利用試驗：利用如產氣桿菌可以在枸櫞酸鹽培養(yǎng)基上生長而大腸埃希菌不能在該培養(yǎng)基上生長的特性區(qū)分二者。

　　(5)吲哚試驗：有些細菌與試劑中的對二甲基氨基苯甲醛作用，生成玫瑰吲哚而呈紅色，是為吲哚試驗陽性。

　　(6)硫化氫試驗。

　　(7)尿素酶試驗。

　　細菌的生化反應用于鑒別細菌，尤其對形態(tài)、革蘭染色反應和培養(yǎng)特性相同或相似的細菌更為重要。

　　2.合成代謝產物及其醫(yī)學上的意義 細菌利用分解代謝中的產物和能量不斷合成菌體自身成分，如細胞壁、多糖、蛋白質、脂肪酸、核酸等，同時還合成一些在醫(yī)學上具有重要意義的代謝產物(2000)。

　　(1)熱原質或稱致熱原：是細菌合成的一種注入人體或動物體內能引起發(fā)熱反應的物質，稱為熱原質，熱原質即其細胞壁的脂多糖。

　　(2)毒素與侵襲性酶：細菌產生外毒素和內毒素兩類毒素，在細菌致病作用中甚為重要。

　　(3)色素：某些細菌能產生不同顏色的色素，有助于鑒別細菌。

　　(4)抗生素：某些微生物代謝過程中產生的一類能抑制或殺死某些其他微生物或腫瘤細胞的物質，稱為抗生素。

　　(5)細菌素：某些菌株產生的一類具有抗菌作用的蛋白質稱為細菌素。

　　(6)維生素：細菌能合成某些維生素，除供自身需要外，還能分泌至周圍環(huán)境中。

　　三、細菌的人工培養(yǎng)

　　(一)培養(yǎng)細菌的方法

　　1.人工培養(yǎng)細菌，除需要提供充足的營養(yǎng)物質外，尚要有適宜的環(huán)境條件。

　　2.根據不同標本及不同培養(yǎng)目的，可選用不同的接種和培養(yǎng)方法。常用的有細菌的分離培養(yǎng)和純培養(yǎng)兩種方法。

　　3.病原菌的人工培養(yǎng)一般采用35～37℃，培養(yǎng)時間多數為l8～24h，但有時需根據菌種及培養(yǎng)目的作最佳選擇。

　　(二)培養(yǎng)基

　　培養(yǎng)基是由人工方法配制而成的，專供微生物生長繁殖使用的混合營養(yǎng)物制品。培養(yǎng)基按其營養(yǎng)組成和用途不同，分為以下幾類：①基礎培養(yǎng)基;②增菌培養(yǎng)基;③選擇培養(yǎng)基;④鑒別培養(yǎng)基;⑤厭氧培養(yǎng)基。

　　根據培養(yǎng)基的物理狀態(tài)的不同分為液體、固體和半固體三大類。

　　(三)細菌在培養(yǎng)基中的生長情況

　　1.在液體培養(yǎng)基中的生長情況 大多數細菌在液體培養(yǎng)基中生長繁殖后呈現(xiàn)均勻渾濁狀態(tài);少數鏈狀的細菌則呈沉淀生長;枯草芽胞桿菌、結核分枝桿菌等專性需氧菌呈表面生長，常形成菌膜。

　　2.在固體培養(yǎng)基中的生長情況 細菌在固體培養(yǎng)基上一般以菌落形式生長，細菌的菌落一般分為三型：①光滑型菌落;②粗糙型菌落;③黏液型菌落。

　　(四)人工培養(yǎng)細菌的用途

　　1.在醫(yī)學中的應用

　　(1)感染性疾病的病原學診斷：明確感染性疾病的病原菌必須取病人有關標本進行細菌分離培養(yǎng)、鑒定和藥物敏感試驗，其結果可指導臨床用藥。

　　(2)細菌學的研究：有關細菌生理、遺傳變異、致病性和耐藥性等研究都離不開細菌的培養(yǎng)和菌種的保存等。

　　(3)生物制品的制備：供防治用的疫苗、類毒素、抗毒素，以免疫血清及供診斷用的軍液、抗血清等均來自培養(yǎng)的細菌或其代謝產物。

　　2.在工農業(yè)生產中的應用 細菌培養(yǎng)和發(fā)酵過程中多種代謝產物在工農業(yè)生產中有廣泛用途，可制成抗生素、維生素、氨基酸、有機溶劑、酒、醬油、味精等產品。細菌培養(yǎng)物還可生產酶制劑，處理廢水和垃圾，制造菌肥和農藥等。

　　3.在基因工程中的應用 將帶有外源性基因的重組DNA轉化給受體菌，使其在菌體內能獲得表達。