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文档之家› 3.第二章 细菌的生物学特性,第三节细菌的生长繁殖
3.第二章 细菌的生物学特性,第三节细菌的生长繁殖
一、细菌生长繁殖的条件
(二)环境
3.气体:
(三) 厌氧微生物与氧的关系
1.专性厌氧微生物 产甲烷菌在无氧条件下才生存,遇氧就死亡的微生物。厌氧微生 物不具有过氧化氢酶,被生成的H2O2杀死。O2产生游离O2-˙ ,因专 性厌氧微生物不具破坏O2-˙的超氧化物歧化酶(SOD)而被O2-˙杀死。
梭菌属Clostridium)、拟杆菌属(Bacteroides)、梭杆菌属 (Fusobacterium)、脱硫弧菌属(Desulfovibrio)、所有产甲烷菌
(二)环境
2.温度:
嗜冷性微生物,尤其是专性嗜冷性微生物能在0℃生长。有的在 零下几摄氏度甚至更低也能生长,它们的最适宜温度是5~10℃ 之间。(冰箱中的微生物 )。只有冻结时才破坏微生物生长。 即使在南、北极仍然有细菌生长,在冰河的表面和雪原地区经 常能见到一种嗜冷藻,叫雪藻(多属于Chlamydomonas nivalis)。其孢子呈现鲜艳的红色。
一、细菌生长繁殖的条件
(一)营养物质
5.水
菌体重要成分。细胞组分、溶媒、参与代谢、适宜反应温度的 保障、维持大分子构象稳定。
一、细菌生长繁殖的条件
(一)营养物质
化学元素
主要元素 微量元素
C、H、O、N、S、P Na、K、 Ca Mg、Fe、Mn
结构组成 渗透压、一)营养物质
脂类 结核分枝杆菌含量高(40%) 特有成分 肽聚糖 、磷壁酸、吡啶二羧酸
一、细菌生长繁殖的条件
(一)营养物质
组分
水
蛋白 质
核酸
糖类
脂类 维生
素
所占比重
细菌重量7090%
固形成分4080%
干重 3%
固形成分1030%
固形成分 1-7%
存在形式
结合水 游离水 简单蛋白 复合蛋白 DNA RNA 复杂组分 游离形式 脂肪酸、磷脂
一、细菌生长繁殖的条件
(三)其他不利环境因子对微生物的影响
极端温度
极端pH
不 利
重金属
的
卤素
环 境
紫外辐射
因
电离辐射
子
超声波
表面活性剂
二、细菌的繁殖方式和速度
细菌多为无性繁殖。
二分裂方式(binary fission)
二、细菌的繁殖方式和速度
细菌多为无性繁殖。
二分裂方式(binary fission)
二、细菌的繁殖方式和速度
各种微生物的代时
二、细菌的繁殖方式和速度
不同种的微生物其生长繁殖速度不同,其代时不同: 原核微生物的生长速度快于真核微生物。 专性厌氧古菌的代时长于好氧菌的,嗜树甲烷杆菌
细菌的生物学特性
学习 目标
掌握 细菌生长需要的营养物质;细菌生长的基本规律 熟悉 细菌对氧气需要的特点;细菌生长需要的环境;细菌
生长曲线
了解 细菌生长四个时期的特点
第三节
细菌的生长繁殖
一、细菌生长繁殖的条件
一、细菌生长繁殖的条件
(一)营养物质
碳源 carbon source
氮源 nitrogen source
营养物质
无机盐 inorganic salt
生长因子 growth factor
水 water
一、细菌生长繁殖的条件
(一)营养物质
1.碳源
合成菌体的必需原料,获取能量的来源; 无机碳源(二氧化碳)和有机碳源,区分自养型和异养型; 各种有机碳源中,容易被细菌吸收的是糖类物质,如:葡萄糖、 蔗糖、麦芽糖、果糖、甘露醇等。
一、细菌生长繁殖的条件
(一)营养物质
2.氮源
合成菌体蛋白(结构、功能)、核酸; 无机氮源(铵盐、硝酸盐和氨水)、有机氮源(花生饼粉、蛋白胨)和氮 气分子,大多数利用前两种; 固氮菌有固氮作用,可以借助特殊的酶将分子态的氮转化成氨 和其他氮化物。
一、细菌生长繁殖的条件
(一)营养物质
3.无机盐
细胞生长必需的各种金属元素及微量元素。
在细菌体中磷酸盐、磷酸脂、嘌呤和嘧啶以高度浓缩的状态 存在,G+菌在菌体内还浓聚某些氨基酸,使得细菌体内的渗透 压较高,约(20~25)×101 kPa;
G-菌的渗透压低些,约(5~6)×101kPa。 培养基的渗透压通常小于菌体内的渗透压。
一、细菌生长繁殖的条件
(二)环境
4.渗透压: 微生物在不同渗透压的溶液中呈不同的反应: ① 在等渗溶液中微生物生长很好。微生物在质量浓度为5~ 8.5g/L的NaCl溶液中,生长良好。 ② 在低渗溶液 (NaCl,0.1g/L)中,溶液中水分子大量渗入微 生物体内,使微生物细胞发生膨胀,严重者破裂。 ③ 在高渗溶液(NaCl,200g/L)中,微生物体内水分子大量渗 到体外,使细菌发生质壁分离。
3.气体: 兼性厌氧菌 :兼有需氧呼吸和无氧发酵两种功能, 有无O2 的环境下皆可生长,但以有氧时生长态势 较好,大多数病原菌都属此类。
专性厌氧菌: O2对其生长有毒害作用, 如:破伤风梭菌
一、细菌生长繁殖的条件
(二)环境
3.气体: 专性厌氧菌在有氧条件下不能生长的原因:
缺乏细胞色素和细胞色素氧化酶 —— 不能获得营养物质 缺乏超氧化物歧化酶、过氧化氢酶——超氧阴离子、过氧化
等
维生素B族
主要功能
参与有机物组成 溶媒,参与各种生理活动 细胞结构的基本物质、酶组分,参与各 种生命活动 遗传的物质基础 参与控制蛋白质的生物合成 细菌细胞壁、荚膜等结构 贮藏性能源
各种膜成分,细胞壁成分,能源性物质
辅酶前体
一、细菌生长繁殖的条件
(一)营养物质
吸收营养物质的方式,借助细胞壁和细胞膜的结构和功能 完成。
酶或辅酶的组分 调节酶活性 调节胞内渗透压、氧化还原电位 特殊类型细菌的能源 维持生物大分子和细胞结构的稳定性
一、细菌生长繁殖的条件
(一)营养物质
4.生长因子
菌体自身不能合成或合成量不足,需要外源 加入的、微量即可的 营养物质。
如:维生素、 氨基酸等 营养缺陷型细菌 流感嗜血杆菌需X(高铁血红
素)和V因子(辅酶Ⅰ或Ⅱ),而 金葡可产生,两者共培养时出现卫 星菌落现象
最高温度
20~30 45~50 70~80 110~113
一、细菌生长繁殖的条件
(二)环境
2.温度: 嗜热菌或嗜超热菌:凡在55~75℃生长良好,在37℃以下不生长 者为专性嗜热菌;凡在55~75℃生长良好,在37℃以下生长者 为兼性嗜热菌;75℃以上生长良好的为嗜超热菌。
一、细菌生长繁殖的条件
运输方式
简单扩散 促进扩散 主动运输
基团转移
浓度方向
高→低 高→低 低→高
低→高
载体
—
载体
特异性 渗透酶 磷酸转 移酶系
动力
浓度梯度 浓度梯度
能量
高能磷酸键
构型变化
— + +
+
营养物质
水、脂肪酸
氨基酸、单糖 离子、糖类、
氨基酸 糖类、脂肪酸、核苷
一、细菌生长繁殖的条件
(一)营养物质
按照碳源、能源及电子供体性质的差异分类,细菌的营养 类型可分为:
二、细菌的繁殖方式和速度
细菌多为无性繁殖。
细菌繁殖速度非常快,繁殖一代所需时间随细菌种类和环境 条件不同而异。
代时(世代时间):细菌两次细胞分裂之间的时间。
每一种微生物的代时由它的遗传性决定,在一定的培养条件(如 营养组成、pH、温度和通气等)下形成; 大肠杆菌: 20~30min/代;结核分枝杆菌:18小时/代 环境条件发生改变,其代时也会改变。 例如:大肠杆菌在37℃的肉汤培养基中培养时,代时为15min; 在相同温度的牛乳培养基中培养时,代时为12.5min。
一、细菌生长繁殖的条件
(二)环境
3.气体:
(三) 厌氧微生物与氧的关系
1.专性厌氧微生物 产甲烷菌在无氧条件下才生存,遇氧就死亡的微生物。厌氧微生 物不具有过氧化氢酶,被生成的H2O2杀死。O2产生游离O2-˙ ,因专 性厌氧微生物不具破坏O2-˙的超氧化物歧化酶(SOD)而被O2-˙杀死。
梭菌属Clostridium)、拟杆菌属(Bacteroides)、梭杆菌属 (Fusobacterium)、脱硫弧菌属(Desulfovibrio)、所有产甲烷菌
氢的毒害作用 超氧化物歧化酶_生成H2O2 过氧化物酶_分解H2O2
一、细菌生长繁殖的条件
(二)环境
3.气体:
氧与微生物的关系 ① 专性好氧菌;② 微好氧菌;③ 兼性厌氧菌;④ 耐氧厌氧菌;⑤ 专性厌氧菌
一、细菌生长繁殖的条件
(二)环境
3.气体:
(一) 好氧微生物与氧的关系
好氧微生物有:芽孢杆菌属、假单胞菌属、动胶菌属、黄杆菌属、 微球菌属、无色杆菌属、球衣菌属、根瘤菌、固氮菌、硝化细菌、 硫化细菌、无色硫磺细菌、大多数放线菌、霉菌、原生动物和微型 后生动物等。
一、细菌生长繁殖的条件
(二)环境
3.气体: 根据细菌对O2需要的特点将其分为五类。
需氧菌 :有完善的呼吸酶系统,仅在有氧时生长。 如:结核杆菌
微需氧菌:低氧分压时长势良好,过高则抑制。 如: 空肠弯曲菌
耐氧菌:一般不需要O2 , O2 存在也影响不大。 如:乳酸菌
一、细菌生长繁殖的条件
(二)环境
一、细菌生长繁殖的条件
(二)环境
2.温度: 嗜冷微生物能在低温生长的原因:
① 嗜冷微生物具备更有效地进行催化反应的酶; ② 其主动输送物质的功能运转良好,能有效地集中必需的 营养物质; ③ 其细胞质膜含有大量不饱和脂肪酸,在低温下能保持半 流动性。
一、细菌生长繁殖的条件
(二)环境
2.温度: 低温对嗜中温和高温微生物生长不利,在低温条件下,其代谢 极微弱,处于休眠状态,但不致死。 处于低温下的微生物一旦获得适宜温度,即可恢复活性,以原 来的生长速率生长繁殖。