細菌(xìjūn)的生理

消毒與滅菌

細菌的遺傳與變異中西醫結合(jiéhé)學院張學敏第一頁，共九十八頁。細菌的生理消毒與滅菌遺傳與變異本章節重點掌握：細菌的營養、生長繁殖(fánzhí)的條件及繁殖(fánzhí)方式細菌在培養基內的生長現象，菌落的概念熟悉醫學上具有重要意義的代謝產物消毒、滅菌、無菌、無菌操作和防腐的概念熟悉消毒滅菌方法：高壓蒸汽滅菌，紫外線殺菌掌握細菌變異機理：表型變異（誘導酶）和基因型變異（突變，基因的轉移和重組：轉化、轉導、溶原性轉化和接合）第二頁，共九十八頁。2022/10/182細菌的生理消毒與滅菌遺傳與變異細菌(xìjūn)的生理

第三頁，共九十八頁。細菌的生理消毒與滅菌遺傳與變異一、細菌(xìjūn)的營養細菌從周圍環境中吸收作為代謝活動所必需的有機或無機化合物稱為營養物質。決定細菌營養物質的因素：①該物質能否經一定的方式(fāngshì)進入細胞；②細菌是否具有相應的酶，使進入細胞的物質用于細菌的新陳代謝。細菌的營養物質有兩方面作用：①用于組成細菌細胞的各種成分；②供給細菌新陳代謝中所需能量。第四頁，共九十八頁。2022/10/184細菌的生理消毒與滅菌遺傳與變異（一）細菌(xìjūn)的營養物質各類細菌對營養物質的要求差別很大。包括水、碳源、氮源、無機鹽和生長因子等。其主要營養元素及其生理功能見表。1．水：細菌濕重的80～90%為水。細菌代謝過程中所有的化學反應、營養的吸收和滲透、分泌、排泄均需有水才能進行(jìnxíng)。2．碳源：各種無機或有機的含碳化合物（CO2、碳酸鹽、糖、脂肪等）都能被細菌吸收利用，作為合成菌體所必需的原料，同時也作為細菌代謝的主要能量來源。致病性細菌主要從糖類中獲得碳，己糖是組成細菌內多糖的基本成分，戊糖參與細菌核酸組成。第五頁，共九十八頁。2022/10/185細菌的生理消毒與滅菌遺傳與變異3．氮源：從分子態氮到復雜的含氮化合物都可被不同的細菌利用。但多數病原菌是利用有機氮化物如氨基酸、蛋白胨作為氮源。少數細菌（如固氮菌）能以空氣中的游離氮或無機(wújī)氮如硝酸鹽、銨鹽等為氮源，主要用于合成菌體細胞質及其他結構成分。第六頁，共九十八頁。2022/10/186細菌的生理消毒與滅菌遺傳與變異4．無機鹽：鉀、鈉、鈣、鎂、硫、磷、鐵、錳、鋅、鈷、銅、鉬等是細菌生長代謝中所需的無機鹽成份。除磷、鉀、鈉、鎂、硫、鐵需要量較多外，其他只需微量。各類無機鹽的作用為：①構成菌體成份；②調節菌體內外滲透壓；③促進酶的活性或作為某些輔酶組分；④某些元素與細菌的生長繁殖及致病作用密切相關。如白喉桿菌產毒株其毒素產量明顯受培養基中鐵含量(hánliàng)的影響。培養基中鐵濃度降至7mg/L時，可顯著增加毒素的產量，故在培養產毒株白喉桿菌PW2制備類毒素的生產中，多采用含鐵很少的培養基，其毒素產量可達細菌產生蛋白量的5%以上，約占細菌外分泌總蛋白的75%以上，使培養基含毒素量達500ug/L研究認為低鐵可影響細胞壁的通透性，利于毒素釋放。亦有人認為宿主含鐵蛋白可抑制白喉毒素基因，故低鐵時可導致白喉毒素產量增高。第七頁，共九十八頁。2022/10/187細菌的生理消毒與滅菌遺傳與變異5．生長因子：很多細菌在其生長過程中還必需一些自身不能合成的化合物質，稱為生長因子（Growthfactor）。生長因子必須從外界(wàijiè)得以補充，其中包括維生素、某些氨基酸、脂類、嘌呤、嘧啶等。各種細菌對生長因子的要求不同，如大腸桿菌很少需要生長因子，而有些細菌如肺炎球菌則需要胱氨酸、谷氨酸、色氨酸、天冬酰胺、核黃素、腺嘌呤、尿嘧啶、泛酸、膽堿等多種生長因子。致病菌合成能力差，生長繁殖過程必需供復雜的營養物質以使其獲得相應的生長因子。有些生長因子僅為少數細菌所需，如流行性感冒桿菌需V、X兩種因子，而金黃色葡萄球菌生長過程可合成較多的V因子。第八頁，共九十八頁。2022/10/188細菌的生理消毒與滅菌遺傳與變異（二）細菌(xìjūn)的營養類型根據細菌營養要求(yāoqiú)和能量來源的不同，可將其分為兩類。自養菌：此類細菌能在完全含無機物的環境中生長繁殖。它們具有各種完備的酶系統，能利用二氧化碳或碳酸鹽作為碳源，氨或硝酸鹽作為氮源，合成菌體的原生質。其能源主要來自無機物氧化時放出的能量。一部分有光合能力的細菌則可直接獲取光能。第九頁，共九十八頁。2022/10/189細菌的生理消毒與滅菌遺傳與變異異養菌：

需要利用有機物質作為營養和能源的細菌稱為異養菌。它們利用糖類、有機酸為碳源；蛋白質、蛋白棟、各種(ɡèzhǒnɡ)氨基酸作為氮源。僅有少數異氧菌能利用無機氮化合物。異養菌的能源來自有機物的分解。有些異養菌能引起動植物尸體腐爛分解、食物腐敗變質，即從無生命的有機物質中攝取營養，這些細菌稱為腐物寄生菌或腐生菌。還有些異養菌寄生于活的動植物體內，從宿主體內的有機物質中獲得營養和能量，這類細菌稱為寄生菌。致病菌的大部分屬于寄生菌。第十頁，共九十八頁。2022/10/1810細菌的生理消毒與滅菌遺傳與變異二、細菌(xìjūn)的生長繁殖（一）細菌生長繁殖的條件營養物質：一般細菌所需要的營養物質有水分、無機鹽類、蛋白胨(或氨基酸)和糖等。對營養要求較高的細菌還需要某些生長因子。這些營養物質是細菌進行新陳代謝的基礎。人工培養細菌時，用培養基滿足細菌對營養物質的需要。酸酸度：營養物質的吸收、分解以及能量(néngliàng)的產生，都需要酶來參與反應。酶活性必須在一定的酸堿度和溫度下才能發揮作用。絕大多數細菌和放線菌生長最適宜的pH為中性或弱鹼性(pH7.0-7.6)。個別細菌如霍亂弧苗在pH為7.8-8.0中生長最好，所以常利用堿性培養基(pH8.4-9.2)分離霍亂弧菌，因為堿性條件能抑制其它細菌生長，起到抑制作用。第十一頁，共九十八頁。2022/10/1811細菌的生理消毒與滅菌遺傳與變異溫度：細胞生長的溫度極限為-7℃～90℃。各類細菌對溫度的要求(yāoqiú)不同，可分為嗜冷菌,最適生長溫度為（10℃～20℃）；嗜溫菌,20℃～40℃;嗜熱菌,在高至56℃～60℃生長最好。病原菌均為嗜溫菌，最適溫度為人體的體溫，即37℃，故實驗室一般采用37℃培養細菌。有些嗜溫菌低溫下也可生長繁殖，如5℃冰箱內，金黃色葡萄球菌緩慢生長釋放毒素，故食用過夜冰箱冷存食物，可致食物中毒。第十二頁，共九十八頁。2022/10/1812細菌的生理消毒與滅菌遺傳與變異氣體環境：氧的存大與否和生長有關，有些細菌僅能在有氧條件下生長；有的只能在無氧環境下生長；而大多數病原菌在有氧及無氧的條件下均能生存。一般細菌代謝中都需CO2，但大多數細菌自身代謝所產生的CO2即可滿足需要(xūyào)。有些細菌，如腦膜炎雙球菌在初次分離時需要(xūyào)較高濃度的CO2（5～10%），否則生長很差甚至不能生長。第十三頁，共九十八頁。2022/10/1813細菌的生理消毒與滅菌遺傳與變異根據細菌代謝時對氧氣的需要與否分為四類：專性需氧菌：具有完善的呼吸酶系統，需要分子氧作為受氫體以完成需氧呼吸，在無游離氧的環境中不能生長。如結核桿菌、霍亂弧菌。微需氧菌：在低氧壓（5-6％）生長最好，氧壓大于10％對其有抑制作用。如空腸彎曲菌、幽門螺桿菌。兼性厭氧菌：兼有需氧呼吸和發酵兩種功能(gōngnéng)，不論在有氧或無氧環境中均能生長，以有氧時較好。大多數病原菌屬此類。專性厭氧菌：缺乏完善的呼吸酶系統，利用氧以外的其他物質作為受氫體，只能在無氧的環境中進行發酵。在有游離氧存在時，不但不能利用分子氧，且還將受其毒害，甚至死亡。如破傷風梭菌等。第十四頁，共九十八頁。2022/10/1814細菌的生理消毒與滅菌遺傳與變異（二）細菌生長繁殖(fánzhí)方式1．細菌個體的生長繁殖細菌一般以簡單的二分裂法進行無性繁殖，個別細菌如結核桿菌偶有分枝繁殖的方式。在適宜條件下，多數細菌繁殖速度極快，分裂一次需時僅20～30分鐘。球菌可從不同平面(píngmiàn)分裂，分裂后形成不同方式排列。桿菌則沿橫軸分裂。細菌分裂時，菌細胞首先增大，染色體復制。第十五頁，共九十八頁。2022/10/1815細菌的生理消毒與滅菌遺傳與變異2．細菌群體生長繁殖(fánzhí)規律細菌繁殖速度之快是驚人的。大腸桿菌的代時為20分鐘，以此計算，在最佳條件下7小時后，1個細胞可繁殖到200萬上，10小時后可超過10億，24小時后，細菌繁殖的數量可龐大到難以計數據和程度。但實際上，由于細菌繁殖中營養物質的消耗，毒性產物的積聚及環境PH的改變，細菌絕不可能始終保持原速度無限增殖，經過一定時間后，細菌活躍增殖的速度逐漸減慢，死亡細菌逐增、活菌率逐減。第十六頁，共九十八頁。2022/10/1816細菌的生理消毒與滅菌遺傳與變異將一定數的細菌接咱適當培養基后，研究細菌生長過程的規律(guīlǜ)，以培養時間為橫坐標，培養物中活菌數的對數以縱坐標，可得出一條生長曲線。細菌群體的生長繁殖可分為四期：遲緩期、對數期、穩定期、衰亡期。第十七頁，共九十八頁。2022/10/1817細菌的生理消毒與滅菌遺傳與變異第十八頁，共九十八頁。2022/10/1818細菌的生理消毒與滅菌遺傳與變異三、細菌(xìjūn)的新陳代謝細菌新陳代謝的兩個突出特點：①代謝活躍。②代謝類型多樣化。細菌的代謝通路包括合成(héchéng)與分解兩大類。第十九頁，共九十八頁。2022/10/1819細菌的生理消毒與滅菌遺傳與變異<一>細菌(xìjūn)的代謝產物細菌分泌(fēnmì)胞外酶將多糖、蛋白質等大分子營養物質分解為單糖、小肽或氨基酸，然后吸收進入菌體，再經氧化或胞內酶分解形成菌體可利用的成分，此謂細菌的分解代謝。細菌以營養原料及生物氧化產生的能量，合成菌體及相應的代謝產物，此謂合成代謝。細菌在分解和合成代謝中能產生多種代謝產物，在細菌的鑒定及生化反應中有實際意義。第二十頁，共九十八頁。2022/10/1820細菌的生理消毒與滅菌遺傳與變異(一)分解代謝產物(chǎnwù)的檢測細菌的分解代謝產物因各種細菌具備的酶不完全相同，而有所差異。各代謝產物可通過生化試驗(shìyàn)的方法檢測，通常稱為細菌的生化的反應。第二十一頁，共九十八頁。2022/10/1821細菌的生理消毒與滅菌遺傳與變異1．糖代謝(dàixiè)測定1）糖發酵試驗：細菌對各種糖的分解能力及代謝產物不同，可借以鑒別細菌。一般非致病菌能發酵多種單糖，如大腸桿菌(dàchánɡɡǎnjūn)能分解葡萄糖和乳糖，產生甲酸等產物，并有甲酸解氫酶，可將其分解為CO2和H2，故生化反應結果為產酸產氣，以“⊕”表示。傷寒桿菌分解葡萄糖產酸，但無解氫酶。故生化結果為產酸不產氣，以“+”表示。傷寒桿菌及一般致病菌大都不能分解乳糖，以“-”表示。第二十二頁，共九十八頁。2022/10/1822細菌的生理消毒與滅菌遺傳與變異（2）甲基紅試驗：產氣桿菌使丙酮酸脫羧后形成中性產物，培養液pH＞5.4，甲基紅指示劑呈桔黃色，為甲基紅試驗陰性(yīnxìng)，大腸桿菌分解葡萄糖產生丙酮酸，培養液呈酸性pH＜5.4，指示劑甲基紅呈紅色，稱甲基紅試驗（Methylredtest,MR）陽性。第二十三頁，共九十八頁。2022/10/1823細菌的生理消毒與滅菌遺傳與變異（3）VP試驗：大腸桿菌與產氣桿菌均分解葡萄糖⊕，為區分兩菌可采用VP試驗及甲基紅試驗。產氣桿菌能使丙酮酸脫羧、氧化（在堿性溶液中）生成二乙酰，后者可與含胍基的化合物反應，生成紅色(hóngsè)化合物，稱VP陽性。大腸桿菌分解葡萄糖產生丙酮酸，VP陰性。第二十四頁，共九十八頁。2022/10/1824細菌的生理消毒與滅菌遺傳與變異（4）枸櫞酸鹽利用(lìyòng)試驗（Citrateultiliazationtest）:能利用枸櫞酸鹽作為唯一碳源的細菌如產氣桿菌，分解枸櫞酸鹽生成碳酸鹽，同時分解培養基的銨鹽生成氨，由此使培養基變為堿性，使指示劑溴麝香草酚藍（BTB）由淡綠轉為深藍，此為枸櫞酸鹽利用試驗陽性。第二十五頁，共九十八頁。2022/10/1825細菌的生理消毒與滅菌遺傳與變異2．蛋白質代謝(dàixiè)測定（1）吲哚試驗（Indoltest）：含有色氨酸酶的細菌（如大腸桿菌、變形桿菌等）可分解色氨酸生成吲哚，若加入二甲基氨基(ānjī)苯甲醛，與吲哚結合，形成玫瑰吲哚，呈紅色，稱吲哚試驗陽性。第二十六頁，共九十八頁。2022/10/1826細菌的生理消毒與滅菌遺傳與變異（2）硫化氫試驗(shìyàn)：變形桿菌、乙型副傷寒桿菌等能分解含硫氨基酸如胱氨酸、甲硫氨酸等，生成硫化氫。在有醋酸鉛或硫酸亞鐵存在時，則生成黑色硫化鉛或硫化亞鐵，可借以鑒別細菌。3．尿素分解試驗

變形桿菌具有尿素酶，可分解尿素產生氨，培養基呈堿性，以酚紅為指示劑檢測呈紅色，由此區別于沙門氏菌。第二十七頁，共九十八頁。2022/10/1827細菌的生理消毒與滅菌遺傳與變異第二十八頁，共九十八頁。2022/10/1828細菌的生理消毒與滅菌遺傳與變異吲哚(yǐnduǒ)（I）、甲基紅（M）、VP（V）、枸櫞酸鹽利用（C）四種試驗，常用于鑒定腸道桿菌，合稱之為IMViC試驗。大腸桿菌呈“++－－”，產氣桿菌為“－－++”。第二十九頁，共九十八頁。2022/10/1829細菌的生理消毒與滅菌遺傳與變異（二）合成(héchéng)代謝產物及臨床意義細菌(xìjūn)通過新陳代謝不斷合成菌體成分，如多糖、蛋白質、脂肪、核酸、細胞壁及各種輔酶等。此外，細菌(xìjūn)還能合成很多在醫學上具有重要意義的代謝產物。第三十頁，共九十八頁。2022/10/1830細菌的生理消毒與滅菌遺傳與變異1．熱原質（Pyrogen）:熱原質即菌體中的脂多糖，大多是革蘭氏陰性菌產生的。注入人或動物體內能引起發熱反應，故名熱原質。熱原質耐高熱，高壓蒸汽滅菌（121℃，20’）不能使其破壞，加熱（180℃4h；250℃45‘；650℃1’）才使熱原質失去作用。除去熱原質最好的方法是蒸餾。也可用特殊吸附劑處理或超濾膜過濾方法去除(qùchú)。生物制品或注射液必須使用無熱原質水制備。第三十一頁，共九十八頁。2022/10/1831細菌的生理消毒與滅菌遺傳與變異2．毒素與酶：細菌可產生內、外毒素及侵襲性酶，與細菌的致病性密切相關。內毒素（Endotoxin）即革蘭氏陰性菌細胞壁的脂多糖，其毒性成分為類脂A。菌體死亡崩解后釋放出來。外毒素(Exotoxin)是由革蘭氏陽性菌及少數革蘭氏陰性菌在生長代謝(dàixiè)過程中釋放至菌體外的蛋白質。具有抗原性強、毒性強、作用特異性強的突出特點。某些細菌可產生具有侵襲性的酶，能損傷機體組織，促進細菌的侵襲、擴散，是細菌重要的致病因素，如鏈球菌的透明質酸酶等。第三十二頁，共九十八頁。2022/10/1832細菌的生理消毒與滅菌遺傳與變異3．色素（Pigment）：有些細菌能產生色素，對細菌的鑒別有一定意義。細菌色素有兩類：①水溶性色素，能彌散至培養基或周圍組織，如綠膿桿菌產生的綠膿色素使培養基或膿汗呈綠色。②脂溶性色素，不溶于水，僅保持在菌落內使之呈色而培養基顏色不變，如金黃色葡萄球菌色素。細菌色素的產生需一定條件（營養豐富(fēngfù)、氧氣充足、溫度適宜），無光合作用，對細菌的功能尚不清。第三十三頁，共九十八頁。2022/10/1833細菌的生理消毒與滅菌遺傳與變異檸檬色第三十四頁，共九十八頁。2022/10/1834細菌的生理消毒與滅菌遺傳與變異4．抗生素（Antibiotic）:某些微生物代謝過程(guòchéng)中可產生一種能抑制或殺死某些其他微生物或癌細胞的物質，稱抗生素?？股囟嘤煞啪€菌和真菌產生，細菌僅產生少數幾種，如多粘菌素、桿菌肽等。5．細菌素（Bactericin）:某些細菌能產生一種僅作用于有近緣關系的細菌的抗菌物質，稱細菌素。細菌素為蛋白類物質，抗菌范圍很窄，無治療意義，但可用于細菌分型和流行病學調查。細菌素以生產菌而命名。大腸桿菌產生的細菌素稱大腸菌素，綠膿桿菌產生的稱綠膿菌素，霍亂弧菌產生的稱弧菌素。第三十五頁，共九十八頁。2022/10/1835細菌的生理消毒與滅菌遺傳與變異細菌(xìjūn)的人工培養第三十六頁，共九十八頁。細菌的生理消毒與滅菌遺傳與變異掌握了細菌對營養的需要及生長繁殖的規律，即可采用人工方法培養細菌。人工培養細菌需供給(gōngjǐ)細菌生長適宜的培養基和選擇合適的培養方法。第三十七頁，共九十八頁。2022/10/1837細菌的生理消毒與滅菌遺傳與變異一、培養基培養基（Culure

Medium）是適合細菌生長繁殖的各種營養物質按一定比例配制而成的營養基質，可供細菌生長繁殖。培養基本身必須無菌，并且pH也應適合細菌生長。培養基的PH一般為7.2－7.6，對少數細菌按其生長要求(yāoqiú)調整PH為偏酸或偏堿。第三十八頁，共九十八頁。2022/10/1838細菌的生理消毒與滅菌遺傳與變異培養基的分類(fēnlèi)培養基按其用途可分為以下幾類：1．基礎培養基（hasalmedium）含有一般細菌生長繁殖所需的最基本(jīběn)營養物質。如肉浸液、肉膏湯，其組成為肉膏、蛋白胨、氯化鈉和水。2．營養培養基（nutrientmedium）在基礎培養基中添加某些特殊的營養物質（如葡萄糖、血液、血清、動物腹腔液、酵母浸膏、生長因子等），以滿足營養要求較高的細菌生長。最常用的營養培養基是血瓊脂平板。第三十九頁，共九十八頁。2022/10/1839細菌的生理消毒與滅菌遺傳與變異3．選擇培養基（selectlymedium）利用細菌對某些化學物質的敏感性不同，在培養基中加人該物質，以抑制混雜細菌，篩選出目的菌，用以分離細菌。如分離腸道病原菌所用的SS培養基含膽鹽，可抑制革蘭陽性菌的生長，拘檬酸鹽和煌綠能抑制大腸埃希菌，從而有利于腸道病原菌（沙門菌屬、志賀菌屬）的分離。4．鑒別培養基（differentialmedium）給培養基中加入某種底物和指示劑，使細菌培養后出現某種肉眼可見的變化，用以鑒別細菌。如在無糖基礎培養基（蛋白胨水）中加入糖類和指示劑，可觀察(guānchá)細菌對糖類的分解能力，以鑒別細菌；醋酸鉛培養基可用于檢查細菌能否分解含硫氨基酸。第四十頁，共九十八頁。2022/10/1840細菌的生理消毒與滅菌遺傳與變異5．厭氧培養基（anaerobicmedium）專供厭氧菌的分離和培養，因為專性厭氧菌須在無氧環境中才能生長。厭氧培養法主要有：①將普通培養基置于無氧環境中（專性厭氧缸或真空(zhēnkōng)干燥缸內）培養；②在培養基中加入還原劑，以降低培養基的氧化還原電勢，并加入美蘭作為氧化還原指示劑，同時可在液體培養基表面用凡士林或石蠟封閉以隔絕空氣，造成無氧環境。常用有庖肉培養基等。第四十一頁，共九十八頁。2022/10/1841細菌的生理消毒與滅菌遺傳與變異根據培養基的物理性狀，可分為液體培養基、固體培養基、半固體培養基。三種培養基的成分可完全相同，只要在液體培養基中加入不同濃度的凝固劑（瓊脂）即可制成固體培養基（2％－3％瓊脂）和半固體培養基（0.2％－1.5％瓊脂）。液體培養基常用于大量(dàliàng)繁殖細菌，固體培養基用于分離純化細菌，半固體培養基常用于觀察細菌的動力及保存菌種。第四十二頁，共九十八頁。2022/10/1842細菌的生理消毒與滅菌遺傳與變異（二）細菌(xìjūn)的接種方法液體培養基：接種環固體培養基：接種環平板－平行劃線法、分區劃線法斜面(xiémiàn)－蛇行劃線法半固體培養基：接種針穿刺接種法第四十三頁，共九十八頁。2022/10/1843細菌的生理消毒與滅菌遺傳與變異（三）培養(péiyǎng)方法一般情況下，根據不同細菌的營養需求，選擇合適的培養基接種細菌，置于培養箱內，在37℃下培養18－24小時即可。對有特殊要求或生長速度緩慢的細菌可適當調整(tiáozhěng)培養條件和培養時間。第四十四頁，共九十八頁。2022/10/1844細菌的生理消毒與滅菌遺傳與變異（四）細菌(xìjūn)在培養基中的

生長情況1．液體培養基：兼性厭氧菌生長后使液體呈均勻混濁狀態。鏈球菌等少數細菌可沉淀生長。專性需氧菌則多生長在液體表面，形成菌膜。2．固體培養基：將細菌劃線接種于固體培養基表面，在合適溫度下培養一段時間后，在培養基表面出現由單個細菌分裂繁殖而形成的、肉眼可見的細菌集團，稱為(chēnɡwéi)菌落（colony）。挑取一個菌落轉種到另一個新鮮培養基中則可獲得該菌的純種，稱為純培養。第四十五頁，共九十八頁。2022/10/1845細菌的生理消毒與滅菌遺傳與變異菌落的觀察：不同細菌菌落的大小、顏色、透明度、表面與邊緣情況、光滑或粗糙、濕潤(shīrùn)或干燥、有無溶血性等表現各不相同，有助于識別和鑒定細菌。第四十六頁，共九十八頁。2022/10/1846細菌的生理消毒與滅菌遺傳與變異邊緣(biānyuán)皺紋狀第四十七頁，共九十八頁。2022/10/1847細菌的生理消毒與滅菌遺傳與變異表面(biǎomiàn)光滑第四十八頁，共九十八頁。2022/10/1848細菌的生理消毒與滅菌遺傳與變異溶血(rónɡxuè)第四十九頁，共九十八頁。2022/10/1849細菌的生理消毒與滅菌遺傳與變異3．半固體培養基：用穿刺針接種細菌于半固體培養基中，培養后有鞭毛的細菌沿穿刺線向周圍擴散生長，可見整個(zhěnggè)培養基呈云霧狀，穿刺線模糊不清。無鞭毛的細菌只能沿穿刺線生長，不向周圍擴散，培養基仍透明，穿刺線清晰可見。第五十頁，共九十八頁。2022/10/1850細菌的生理消毒與滅菌遺傳與變異（二）細菌(xìjūn)的命名細菌的命名采用拉丁雙名法，每個菌名由兩個拉丁單詞組成。第一個為屬名(shǔmínɡ)，用名詞，第一個字母大寫，可以簡寫為第一個大寫字母；第二個為種名，用形容詞，小寫，全名用斜體字印刷，不可簡寫。中文命名次序與拉丁文相反，種名在前，屬名(shǔmínɡ)在后。例如：大腸埃希菌：Eschrichia

coli［E.

coli］第五十一頁，共九十八頁。2022/10/1851細菌的生理消毒與滅菌遺傳與變異不同來源的同一菌種稱為菌株（siral）。例如從不同的白喉病人咽部分離出5種白喉棒狀桿菌，即為5株白喉棒狀桿菌。具有某種細菌典型(diǎnxíng)特征的菌株，稱為該菌的代表菌株（過去稱為標準菌株）第五十二頁，共九十八頁。2022/10/1852細菌的生理消毒與滅菌遺傳與變異消毒(xiāodú)與滅菌第五十三頁，共九十八頁。細菌的生理消毒與滅菌遺傳與變異一、消毒(xiāodú)滅菌的基本概念消毒（Disinfection）殺滅物體上病原微生物的方法。用以消毒的藥物稱為消毒劑一般消毒劑在常用濃度下，只對細菌繁殖體有效。對于芽胞則需要提高消毒劑的濃度和延長作用的時間。滅菌(mièjūn)（Sterilization）殺滅物體上所有的微生物（包括細菌芽胞在內的全部病原微生物和非病原微生物）的方法。因此，滅菌比消毒的要求高。第五十四頁，共九十八頁。2022/10/1854細菌的生理消毒與滅菌遺傳與變異無菌（Asepsis）物體上或容器內無活菌存在的意思。無菌操作是防止微生物進入機體或其他物品的操作技術。例如，進行外科手術或微生物學實驗時，須注意無菌操作。防腐（Antisepsis）防止或抑制微生物生長繁殖(fánzhí)的方法。用于防腐的化學藥物稱為防腐劑。許多藥物在低濃度時只有抑菌作用，濃度增高或延長作用時間，則有殺菌作用。第五十五頁，共九十八頁。2022/10/1855細菌的生理消毒與滅菌遺傳與變異二、消毒滅菌(mièjūn)的方法<一>物理(wùlǐ)法：有熱力、紫外線、輻射、超聲波、濾過、干燥和低溫等。第五十六頁，共九十八頁。2022/10/1856細菌的生理消毒與滅菌遺傳與變異（一）熱力(rèlì)滅菌高溫對細菌有明顯的致死作用。熱力滅菌主要是利用高溫使菌體變性或凝固，酶失去活性，而使細菌死亡。此外，高溫亦可導致胞膜功能損傷而使小分子物質以及降解(jiànɡjiě)的核糖體漏出。干熱的致死作用與濕熱不盡相同，一般屬于蛋白變性、氧化作用受損和電解質水平增高的毒力效應。熱力滅菌是最可靠而普遍應用的滅菌法，包括濕熱滅菌和干熱滅菌法。第五十七頁，共九十八頁。2022/10/1857細菌的生理消毒與滅菌遺傳與變異1．濕熱(shīrè)滅菌法在同樣的溫度下，溫熱的殺菌效果比干熱好，其原因有：①蛋白質凝固(nínggù)所需的溫度與其含水量有關，含水量愈大，發生凝固(nínggù)所需的溫度愈低。濕熱滅菌的菌體蛋白質吸收水分，因而較同一溫度的干熱空氣中易于凝固(nínggù)。②溫熱滅菌過程中蒸氣放出大量潛熱，加速提高溫度。因而濕熱滅菌比干熱所要溫度低，如在同一溫度下，則濕熱滅菌所需時間比干熱短。③濕熱的穿透力比干熱大，使深部也能達到滅菌溫度，故濕熱比干熱收效好。第五十八頁，共九十八頁。2022/10/1858細菌的生理消毒與滅菌遺傳與變異濕熱滅菌法包括有：（1）煮沸法：煮沸100℃，5分鐘，能殺死一般細菌的繁殖(fánzhí)體。許多芽胞需經煮潮5～6小時才死亡。水中加入2%碳酸鈉，可提高其沸點達105℃。既可促進芽胞的殺滅，又能防止金屬器皿生銹。煮沸法可用于飲水和一般器械（刀剪、注射器等）的消毒。第五十九頁，共九十八頁。2022/10/1859細菌的生理消毒與滅菌遺傳與變異（2）流通蒸汽滅菌法：利用100℃左右(zuǒyòu)的水蒸汽進行消毒，一般采用流通蒸汽滅菌器（其原理相當于我國的蒸籠），加熱15到39分鐘，可殺死細菌繁殖體。消毒物品的包裝不宜過大、過緊以利于蒸汽穿透。第六十頁，共九十八頁。2022/10/1860細菌的生理消毒與滅菌遺傳與變異（3）間歇滅菌法：利用反復多次的流通蒸汽，以達到滅菌的目的。一般用流通蒸汽滅菌器，100℃加熱15～30分鐘，可殺死其中的繁殖體；但芽胞尚有殘存。取出后放37℃孵箱過夜，使芽胞發育成繁殖體，次日再蒸一次，如此連續三次以上。本法適用于不耐高溫的營養物（如血清培養基）的滅菌。（4）巴氏消毒法（Pasteurization）：利用熱力殺死液體中的病原菌或一般的雜菌，同時不致嚴重損害其質量(zhìliàng)的消耗方法。由巴斯德創用以消毒酒精類，故名。加溫61.1～62.8℃半小時，或71.7℃15～30秒鐘。常用于消毒牛奶和酒類等。第六十一頁，共九十八頁。2022/10/1861細菌的生理消毒與滅菌遺傳與變異（5）高壓蒸汽(zhēnɡqì)滅菌法：是在專門的壓力蒸汽滅菌器中進行的，是熱力滅菌中使用最普遍、效果最可靠的一種方法。其優點是穿透力強，滅菌效果可靠，能殺滅所有微生物。其滅菌條件為：壓力102.969KPa（1.05Kg／cm2），溫度121.3℃，15～30分鐘。適用于耐高溫、耐水物品的滅菌。第六十二頁，共九十八頁。2022/10/1862細菌的生理消毒與滅菌遺傳與變異高壓(gāoyā)蒸汽滅菌器第六十三頁，共九十八頁。2022/10/1863細菌的生理消毒與滅菌遺傳與變異2．干熱(ɡànrè)滅菌法干熱滅菌比濕熱滅菌需要更高的溫度(wēndù)與較長的時間。（1）干烤：利用干烤箱，加熱160～180℃2小時，可殺死一切微生物，包括芽胞菌。主要用于玻璃器皿、瓷器等的滅菌。第六十四頁，共九十八頁。2022/10/1864細菌的生理消毒與滅菌遺傳與變異（2）燒灼和焚燒：燒灼是直接用火焰殺死微生物，適用于微生物實驗室的接種針等不怕熱的金屬器材的滅菌。焚燒是徹底的消毒方法，但只限于處理廢棄的污染物品，如無用(wúyònɡ)的衣物、紙張、垃圾等。焚燒應在專用的焚燒爐內進行。第六十五頁，共九十八頁。2022/10/1865細菌的生理消毒與滅菌遺傳與變異3、輻射(fúshè)殺菌法紫外線是一種低能量的電磁輻射，波長范圍為240～280nm,最適的波長為260nm，這與DNA吸收光譜范圍相一致。其殺菌原理是紫外線易被核蛋白吸收，使DNA的同一條螺旋體上相鄰的堿基形成胸腺嘧啶二聚體，從而干攏DNA的復制，導致細菌死亡或變異。紫外線的穿透能力弱，不能通過普通玻璃、塵埃，只能用于消毒物體表面及空氣、手術室、無菌操作實驗室及燒傷病房，亦可用于不耐熱物品表面消毒。殺菌波長的紫外線對人體皮膚、眼睛均有損傷(sǔnshāng)作用，使用時應注意防護。第六十六頁，共九十八頁。2022/10/1866細菌的生理消毒與滅菌遺傳與變異4、濾過(lǜɡuò)除菌法將液體(yètǐ)或空氣通過含有微細小孔的濾器，只允許小于孔徑的物體如液體(yètǐ)和空氣通過，大于孔徑的的物體不能通過。主要用于一些不耐熱的血清、毒素、抗生素、藥液、空氣等除菌。一般不能除去病毒、支原體和細菌的L型。濾器的種類很多。實驗室等處應用的超凈工作臺，就是利用過濾除菌的原理去除進入工作臺空氣中的細菌。第六十七頁，共九十八頁。2022/10/1867細菌的生理消毒與滅菌遺傳與變異（二）化學(huàxué)消毒滅菌法化學藥物能影響細菌的化學組成、物理結構和生理活動，從而發揮防腐，消毒，甚至滅菌(mièjūn)的作用。防腐劑的濃度高或作用時間長，也可達到消毒的目的。消毒及防腐藥物對人體組織有害，只能外用或用于環境消毒。第六十八頁，共九十八頁。2022/10/1868細菌的生理消毒與滅菌遺傳與變異（一）化學(huàxué)消毒劑1．化學消毒劑的種類化學消毒劑的種類很多，其殺菌作用亦不盡相同。一般可根據(gēnjù)用途與消毒劑的特點選擇使用（見P140，表13-2）2．化學消毒劑的作用機制不同的化學消毒劑其作用原理也不完全相同，大致歸納為三個方面。一種化學消毒劑對細菌的影響常以其中一方面為主，兼有其他方面的作用。第六十九頁，共九十八頁。2022/10/1869細菌的生理消毒與滅菌遺傳與變異（1）改變細胞(xìbāo)膜通透性表面活性劑、酚類及醇類可導致胞漿膜結構紊亂并干擾其正常功能。使小分子代謝物質溢出胞外，影響細胞(xìbāo)傳遞活性和能量代謝。甚至引起細胞(xìbāo)破裂。（2）蛋白變性或凝固酸、堿和醇類等有機溶劑可改變蛋白構型而攏亂多肽鏈的折疊方式，造成蛋白變性。如乙醇、大多數重金屬鹽、氧化劑、醛類、染料和酸堿等。（3）改變蛋白與核酸功能基團的因子作用于細菌胞內酶的功能基（如SH基）而改變或抑制其活性。如某些氧化劑和重金屬鹽類能與細菌的-SH基結合并使之失去活性。第七十頁，共九十八頁。2022/10/1870細菌的生理消毒與滅菌遺傳與變異3．影響消毒劑作用的因素（1）消毒劑的性質(xìngzhì)、濃度與作用時間（2）微生物的污染程度（3）微生物的種類和生活狀態（4）環境因素（5）溫度、濕度、酸堿度（6）化學拮抗物第七十一頁，共九十八頁。2022/10/1871細菌的生理消毒與滅菌遺傳與變異（二）防腐劑用于防腐的藥物稱為防腐劑。生物制劑（如疫苗、類毒素、抗毒素等）中常加入(jiārù)防腐劑，以防止雜菌生長。常用防腐劑有0.5%石炭酸、0.01%硫柳汞和0.1～0.2%甲醛等。第七十二頁，共九十八頁。2022/10/1872細菌的生理消毒與滅菌遺傳與變異細菌的遺傳(yíchuán)與變異第七十三頁，共九十八頁。細菌的生理消毒與滅菌遺傳與變異在一定的培養條件下這些性狀在親代與子代間表現相同，為遺傳。然而也可出現親代與子代間的變異。如果細菌的變異是由于細菌所處外界環境條件的作用，引起細菌的基因表達調控變化(biànhuà)而出現的差異，則稱為表型變異。表型變異因為并未發生細菌基因型的改變，不能遺傳，所以是非遺傳變異。遺傳使細菌保持種屬的相對穩定性，而基因型變異則使細菌產生變種與新種，有利于細菌的生存及進化。第七十四頁，共九十八頁。細菌的生理消毒與滅菌遺傳與變異一、細菌(xìjūn)的遺傳物質（一）細菌染色體細菌作為原核型微生物，沒有完整(wánzhěng)的核結構，但卻有核區（或核質）。在電鏡下觀察，核區有盤旋堆積的DNA纖維。細菌染色體DNA與其他生物相同，由互補的雙鏈核苷酸組成。細菌的染色體與生物細胞染色體不同，前者不含有組蛋白，基因是連續的，無內含子。由于細菌核區DNA的功能與真核細胞染色體的功能相同，因此又稱其為細菌染色體。第七十五頁，共九十八頁。細菌的生理消毒與滅菌遺傳與變異（二）質粒細菌的DNA除大部分集中于核質（染色體）內，尚有少部分（約1～2%）存在于染色體外，稱為質粒。質粒與染色體的相似處為：質粒亦為雙鏈環形DNA，不過其分子量遠比染色體為小，僅為細菌染色體DNA的0.5～3%。質粒亦可攜帶遺傳信息，可決定(juédìng)細菌的一些生物學特性。然而質粒卻有一些與染色體DNA不同的特性。第七十六頁，共九十八頁。細菌的生理消毒與滅菌遺傳與變異質粒DNA基本特征：1、質粒可以獨立復制2、質粒DNA所編碼的基因產物(chǎnwù)賦予細菌某些性狀特征，如耐藥性（R質粒）等3、質粒并非細菌生存所必不可少的遺傳物質4、質?？梢詡鬟f(轉移)5、質?？煞譃橄嗳菪耘c不相容性兩種第七十七頁，共九十八頁。細菌的生理消毒與滅菌遺傳與變異目前已在很多種細菌中發現質粒。比較重要的質粒有決定性菌毛的F因子，決定耐藥性的R因子以及決定產大腸桿菌素的Col因子等。耐藥性質粒的分子量相對較小，而與致病性有關(yǒuguān)的質粒則為大質粒。革蘭氏陰性菌一般都帶有質粒。某些革蘭氏陽性菌如葡萄球菌也有質粒。第七十八頁，共九十八頁。細菌的生理消毒與滅菌遺傳與變異（三）噬菌體噬菌體是能感染細菌、放線菌、真菌、螺旋體的病毒。噬菌體分布廣泛，凡是有細菌存在(cúnzài)的場所，就可能有相應噬菌體的存在(cúnzài)。噬菌體有嚴格的宿主特異性，只寄居于易感宿主菌體內。第七十九頁，共九十八頁。細菌的生理消毒與滅菌遺傳與變異噬菌體進入細菌細胞后，能在敏感宿主菌內復制增殖并使之裂解的噬菌體稱為毒性噬菌體

有些噬菌體不在敏感細菌內增殖，其基因整合于細菌基因組中，成為(chéngwéi)細菌DNA的一部分，當細菌分裂時，噬菌體的基因亦隨著分布至兩個子代細菌的基因中。這種噬菌體稱為溶源性噬菌體或溫和噬菌體。整合在細菌DNA上的噬菌體基因稱為前噬菌體，帶有前噬菌體的細菌稱為溶源性細菌第八十頁，共九十八頁。細菌的生理消毒與滅菌遺傳與變異溶源性噬菌體能正常繁殖，但這種帶噬菌體的溶源狀態有時能自發終止，結果導致噬菌體增殖(zēngzhí)而引起細菌裂解。用紫外線照射或過氧化氫等處理溶源性細菌，可誘導前噬菌體從細菌的DNA分開，而開始其溶菌性周期。偶爾溶源性細菌也可失去前噬菌體。第八十一頁，共九十八頁。細菌的生理消毒與滅菌遺傳與變異（四）轉座因子轉座因子是一類存在于細菌染色體、質?；蚴删wDNA分子上的一段特異(tèyì)的、具有轉位特性的、獨立的核苷酸序列片段，它能在DNA分子中移動，不斷改變它們在基因組的位置，能從一個基因組轉移到另一個基因組中。主要有三類：插入序列轉座子轉座噬菌體或前噬菌體第八十二頁，共九十八頁。2022/10/1882細菌的生理消毒與滅菌遺傳與變異二、細菌(xìjūn)變異(基因型)機理一、細菌的突變突變即細菌的遺傳物質發生突然而穩定的改變當突變發生在DNA一對或少數幾對堿基引起(yǐnqǐ)改變時，稱為點突變。另一種類型的突變涉及大段DNA的改變如插入或缺失幾百個堿基對，稱為染色體畸變。在細菌中點突變較多見第八十三頁，共九十八頁。細菌的生理消毒與滅菌遺傳與變異二、基因的轉移與重組在基因轉移中，提供DNA的細菌為供體菌，而接受DNA的細菌是受體菌。外源性遺傳物質有供體菌轉入某受體菌的過程稱為基因轉移。受體菌接納外源性遺傳物質并與受體菌的DNA整合(zhěnɡhé)在一起稱為基因重組?；虻霓D移與重組有以下幾種：第八十四頁，共九十八頁。細菌的生理消毒與滅菌遺傳與變異（一）轉化轉化是受體菌直接攝取供體菌游離的DNA片段，通過與染色體重組，獲得了供體菌的部分遺傳(yíchuán)特性。轉化的DNA可以是細菌溶解后釋放的，也可用人工方法抽提而獲得。第八十五頁，共九十八頁。細菌的生理消毒與滅菌遺傳與變異第八十六頁，共九十八頁。細菌的生理消毒與滅菌遺傳與變異（二）轉導以噬菌體為媒介，把供細菌的基因轉移到受體菌內，導致(dǎozhì)后者基因改變的過程