第2章  細(xì)菌的生理

復(fù)習(xí)提要

一、細(xì)菌的營養(yǎng)與生長繁殖

（一)細(xì)菌生長繁殖的基本條件

營養(yǎng)物質(zhì)、能量和適宜的環(huán)境是細(xì)菌生長繁殖的必備條件。

1.營養(yǎng)物質(zhì)  提供必要的原料和能量。根據(jù)細(xì)菌所利用的能源和碳源不同，將其分為兩大營養(yǎng)類型：自養(yǎng)菌（autotroph)和異養(yǎng)菌（heterotroph)。所有的病原菌都是異養(yǎng)菌。

2.酸堿度  每種細(xì)菌都有一個可生長的pH范圍和最適生長pH。多數(shù)病原菌最適pH為7.2～7.6。

3.溫度  各類細(xì)菌對溫度的要求不一，籍此分為嗜冷菌（psychrophile)、嗜溫菌（mesophile)和嗜熱菌（thermophile)。病原菌最適生長溫度為37℃。

4.氣體  病原菌所需氣體是氧和CO₂。一般細(xì)菌在代謝過程中自身產(chǎn)生的CO₂即可滿足。有些細(xì)菌如腦膜炎球菌、淋球菌和布魯菌等，在初代分離培養(yǎng)時需提供5～10%的CO₂才能生長。

根據(jù)細(xì)菌對氧氣的需要分為四類：專性需氧菌（obligate aerobe)、微需氧菌（microaerophilicbacterium)、兼性厭氧菌（facultative anaerobe)和專性厭氧菌（obligate anaerobe)。大多數(shù)病原菌屬于兼性厭氧菌。專性厭氧菌在有氧環(huán)境下不能生長，可能由于缺乏氧化還原電勢高的呼吸酶和分解有毒氧基團(tuán)的酶。

（二)細(xì)菌生長繁殖方式

以二分裂方式（binary fission)進(jìn)行無性繁殖。細(xì)菌分裂數(shù)量倍增所需要的時間稱為代時（generationtime)，多數(shù)細(xì)菌為20～30分鐘。

將一定數(shù)量的細(xì)菌接種于適宜的液體培養(yǎng)基中培養(yǎng)時，細(xì)菌群體生長繁殖可分為四期，即生長曲線：growth curve)：遲緩期（lag phase)、對數(shù)期（log phase)、穩(wěn)定期（stationary phase)和衰亡期（declinephase)。其中，對數(shù)期細(xì)菌的生物學(xué)特性較典型，對外界環(huán)境因素的作用敏感。因此，研究細(xì)菌的形態(tài)染色、生化反應(yīng)、藥物敏感試驗(yàn)等應(yīng)選用該期的細(xì)菌。

二、細(xì)菌的分解和合成代謝

1．細(xì)菌生化反應(yīng)的概念  各種細(xì)菌所具有的酶不完全相同，對營養(yǎng)物質(zhì)的分解能力不一致，因而其代謝產(chǎn)物有差異。檢測細(xì)菌對各種基質(zhì)的代謝作用及代謝產(chǎn)物，借以區(qū)別和鑒定細(xì)菌的生化試驗(yàn)，稱為細(xì)菌的生化反應(yīng)。細(xì)菌的生化反應(yīng)對菌體形態(tài)、革payment-defi.com/kuaiji/蘭染色反應(yīng)和菌落特征相同和相似的細(xì)菌的鑒定尤為重要。

實(shí)驗(yàn)室常用的細(xì)菌生化反應(yīng)有：糖發(fā)酵試驗(yàn)、VP試驗(yàn)、甲基紅試驗(yàn)、枸櫞酸鹽利用試驗(yàn)、吲哚試驗(yàn)、硫化氫試驗(yàn)、尿素酶試驗(yàn)。其中吲哚（I)、甲基紅（M)、VP（V)、枸櫞酸鹽利用（C)四種試驗(yàn)常用于鑒定腸道桿菌。現(xiàn)代臨床細(xì)菌payment-defi.com學(xué)已普遍采用微量、快速和全自動的生化鑒定方法。

2．與醫(yī)學(xué)有關(guān)的合成代謝產(chǎn)物  細(xì)菌利用分解代謝中的產(chǎn)物、能量和輔酶，不斷合成菌體自身成分，如細(xì)胞壁、蛋白質(zhì)、核酸等，同時還合成一些在醫(yī)學(xué)上具有重要意義的代謝產(chǎn)物，其中，毒素、侵襲性酶與細(xì)菌致病性有關(guān)；色素、細(xì)菌素與鑒別細(xì)菌有關(guān)；抗生素和細(xì)菌素能抑制和殺滅其他微生物。

熱原質(zhì)（pyrogen)是細(xì)菌細(xì)胞壁的脂多糖，注入人體或動物體內(nèi)能引起發(fā)熱反應(yīng)。因此，在制備和使用注射藥品過程中應(yīng)嚴(yán)格遵守?zé)o菌操作，防止細(xì)菌污染。

三、細(xì)菌的人工培養(yǎng)

1．培養(yǎng)基的概念 培養(yǎng)基（culture medium)是由人工方法配制而成的，專供微生物生長繁殖所需的混合營養(yǎng)物制品。培養(yǎng)基的制備原則是：充足的營養(yǎng)物質(zhì)，合適的pH，滅菌后方可使用。

培養(yǎng)基按營養(yǎng)組成和用途，分為基礎(chǔ)培養(yǎng)基（basic medium)、增菌培養(yǎng)基（enrichmentmedium)、鑒別培養(yǎng)基（differential medium)、選擇培養(yǎng)基（selective medium)和厭氧培養(yǎng)基（anaerobicmedium)等；按物理性狀分為液體培養(yǎng)基、半固體培養(yǎng)基和固體培養(yǎng)基三大類。

2．細(xì)菌在培養(yǎng)基中的生長表現(xiàn)  大多數(shù)細(xì)菌在液體培養(yǎng)基生長繁殖后呈均勻混濁狀態(tài)；少數(shù)出現(xiàn)沉淀和形成菌膜。

無鞭毛的細(xì)菌在半固體培養(yǎng)基中僅沿穿刺線生長，有的鞭毛細(xì)菌可沿穿刺線生長并向四周游動擴(kuò)散，所以半固體培養(yǎng)基可用作檢查細(xì)菌有無鞭毛和動力。

在固體培養(yǎng)基上，單個細(xì)菌分裂繁殖后形成肉眼可見的細(xì)菌集團(tuán)，稱為菌落（colony)，菌落的特征有助于鑒別細(xì)菌。將單菌落移種到另一培養(yǎng)基中，生長出來的細(xì)菌均為純種，成為純培養(yǎng)（pureculture)。故固體培養(yǎng)基可用作純種的分離。

3．人工培養(yǎng)細(xì)菌在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用  ①感染性疾病的病原學(xué)診斷。由細(xì)菌引起的感染性疾病，最確切最可靠的診斷依據(jù)是，從病人材料中把病原菌分離培養(yǎng)出來，并鑒定其菌屬、種和型。藥物敏感試驗(yàn)?zāi)苤笇?dǎo)臨床選用抗菌藥物；②細(xì)菌學(xué)研究；③生物制品的制備，制備疫苗、類毒素、抗毒素等用于防治，制備菌液、抗血清等用于診斷。

試  題

【A型題】

1.在自然界中，細(xì)菌與其他生物相比，繁殖速度較快，主要原因是細(xì)菌:

A.細(xì)胞膜有半透性，允許水分及營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入菌體內(nèi)

B.體積小，相對表面積大，有利于同外界進(jìn)行物質(zhì)交換

C.代謝類型多樣化

D.表面帶有電荷，可以吸附營養(yǎng)物質(zhì)，利于吸收

 E.具有多種酶系統(tǒng)

2.細(xì)菌的繁殖方式是:

 A.復(fù)制　　  B.二分裂法

 C.孢子生成  D.形成芽胞

 E.有絲分裂

3.繁殖速度最慢的細(xì)菌是:

A.大腸桿菌  B.幽門螺桿菌

C.鼠疫桿菌  D.產(chǎn)氣莢膜梭菌

E.結(jié)核桿菌

4.對人類致病的細(xì)菌都是:

 A.自營菌 B.異營菌

 C.專性需氧菌D.兼性厭氧菌

E.專性厭氧菌

5.需在微需氧條件下才能生長的細(xì)菌是:

 A.結(jié)核桿菌  B.破傷風(fēng)梭菌

 C.腦膜炎球菌D.大腸桿菌

 D.幽門螺桿菌

6.哪一項(xiàng)不屬于細(xì)菌生化反應(yīng):

A.吲哚試驗(yàn)  　　  B.動力試驗(yàn) 

C.糖發(fā)酵試驗(yàn) 　  D.硫化氫試驗(yàn)

 E.尿素酶試驗(yàn)

7.可區(qū)分傷寒沙門菌和痢疾志賀菌的檢查是:

A.革蘭染色法　　  B.尿素酶試驗(yàn) 

C.動力試驗(yàn) 　 D.葡萄糖發(fā)酵試驗(yàn)

 E.乳糖發(fā)酵試驗(yàn)

8.檢查細(xì)菌對糖和蛋白質(zhì)分解產(chǎn)物的主要意義在于:

 A.了解細(xì)菌生長繁殖的能力

 B.了解細(xì)菌的致病性強(qiáng)弱

 C.幫助鑒別細(xì)菌的種類

 D.確定細(xì)菌抵抗力的強(qiáng)弱

 E.了解細(xì)菌對營養(yǎng)的需要

9.研究抗菌藥物的殺菌效果，最好是選用細(xì)菌生長的:

 A.遲緩期　　B.對數(shù)生長期

 C.穩(wěn)定期 　　  D.衰亡期 

E.對數(shù)生長期和穩(wěn)定期

10.在細(xì)菌的生長過程中，哪一項(xiàng)不是遲緩期的特點(diǎn)。

 A.細(xì)菌體積增大

 B.代謝活躍

 C.細(xì)菌極少分裂

 D.細(xì)菌的繁殖數(shù)和死亡數(shù)大致平衡，細(xì)菌總數(shù)不增加

 E.細(xì)菌的生物學(xué)性狀不典型

11.在堿性條件下生長良好的細(xì)菌是:

 A.大腸桿菌  B.霍亂弧菌

 C.結(jié)核桿菌  C.乳桿菌

 D.鼠疫桿菌

【X型題】

12.分離致病性腸桿菌科菌時，應(yīng)選用的培養(yǎng)基是:

A.營養(yǎng)瓊脂平板 B.血平板

C.選擇培養(yǎng)基D.鑒別培養(yǎng)基

 E.厭氧培養(yǎng)基

13.與致病作用無關(guān)的細(xì)菌合成代謝產(chǎn)物有:

A.抗毒素　　    B.細(xì)菌素

 C.毒素 　　 D.色素

　E.侵襲性酶類

14.有關(guān)“熱原質(zhì)”的敘述，哪一項(xiàng)是正確的:

A.主要是革蘭陰性菌的合成代謝產(chǎn)物。

 B.是細(xì)菌的內(nèi)毒素成分

 C.微量熱原質(zhì)注入人體能引起發(fā)熱反應(yīng)

 D.可被高壓蒸汽滅菌法(121℃,20min)破壞

 E.注射藥劑中不得含有熱原質(zhì)

15.有關(guān)“細(xì)菌群體生長周期”的敘述，錯誤的是:

 A.可分為遲緩期、對數(shù)期、穩(wěn)定期和衰亡期

 B.細(xì)菌的形態(tài)及染色性在穩(wěn)定期較典型

 C.細(xì)菌的抗生素和外毒素多在對數(shù)生長期產(chǎn)生

 D.研究抗菌藥物的殺菌效果最好選用細(xì)菌生長的對數(shù)生長期

 E.細(xì)菌的芽胞多在穩(wěn)定期產(chǎn)生

16.培養(yǎng)基制備的原則有:

 A.充足的營養(yǎng)物質(zhì)  B.合適的pH值

 C.必要的氣體D.須經(jīng)滅菌處理

 E.根據(jù)培養(yǎng)對象和目的而選用

17.在初代分離培養(yǎng)時，需要增加CO₂濃度的細(xì)菌是:

A.幽門螺桿菌B.淋球菌

C.布魯菌     D.腦膜炎球菌

E.銅綠假單胞菌

[思考題]

18．細(xì)菌分離培養(yǎng)和生化反應(yīng)在感染性疾病診斷中有何意義？為什么？

19．根據(jù)培養(yǎng)基的性質(zhì)與用途，可將培養(yǎng)基分為幾類？

參考答案

【A型題】

 1.B 2.B^* 3.E 4.B 5.E

 6.B 7.C 8.C 9.B10.D

11.B

【X型題】

12.C^* D^*13.C E  14.A^* B^* C^* E^*

15.B C 16.A B D E 17.B C D

疑難解析

【題2】 細(xì)菌以二分裂方式進(jìn)行無性繁殖，沒有有絲分裂。真菌繁殖可通過孢子生成，一條菌絲可產(chǎn)生多個孢子，孢子又可發(fā)芽，發(fā)育成菌絲體。病毒是以復(fù)制的方式進(jìn)行增殖，即借助于宿主細(xì)胞提供的場所和原料合成核酸和蛋白質(zhì)外殼等，然后裝配成子代病毒。

【題12】 糞便標(biāo)本中常含有很多雜菌，應(yīng)根據(jù)檢驗(yàn)?zāi)康木�的不同而選用具有選擇和鑒別作用的培養(yǎng)基，如SS、伊紅-美藍(lán)平板、三糖鐵培養(yǎng)基等，盡可能地抑制雜菌，以利于病原菌的檢出，并能將致病菌與非致病菌區(qū)分開來。

【題14】 熱原質(zhì)是大多數(shù)革蘭陰性菌和少數(shù)革蘭陽性菌合成的一種物質(zhì)，注入人體或動物體能引起發(fā)熱反應(yīng)。熱原質(zhì)是細(xì)菌細(xì)胞壁中的脂多糖組分，即內(nèi)毒素。熱原質(zhì)耐高溫，高壓蒸汽滅菌（121℃ 20分鐘)亦不被破壞。用吸附劑和特殊石棉濾板可除去液體中的大部分熱原質(zhì)，蒸餾法效果更好。玻璃器皿需在250℃ 高溫干烤，才能破壞熱原質(zhì)。因此，在制備和使用注射藥劑過程中應(yīng)嚴(yán)格遵守?zé)o菌操作，防止細(xì)菌污染。