(一)细菌生长繁殖的条件
1.营养物质 细菌生长繁殖需要的营养物质包括水、糖类、蛋白质和无机盐等。某些细菌还需要某些生长因子。
2.酸碱度 大多数病原菌生长繁殖所需的最适p H为7.2～7.6,个别细菌如霍乱弧菌在p H为8.4～9.2时生长最好,结核分枝杆菌在p H为6.5～6.8时最适宜。
3.温度 绝大多数病原菌的最适生长温度为37℃。
4.气体环境 根据细菌对氧的需要情况,可分为4类。
(1)专性需氧菌:细菌必须在有氧条件下才能生长繁殖,如结核分枝杆菌。
(2)微需氧菌:细菌在低氧压(5%～6%)环境中生长良好,如空肠弯曲菌。
(3)兼性厌氧菌:细菌在有氧和无氧的环境下均能生长繁殖,但有氧时生长较好。大多数致病菌属于兼性厌氧菌。
(4)专性厌氧菌:细菌只能在无氧条件下生长繁殖,如破伤风梭菌。
此外,某些细菌如脑膜炎奈瑟菌在初次分离培养时,必须供给5%～10%的二氧化碳。
(二)细菌的繁殖方式与速度
1.细菌的繁殖方式 细菌是以二分裂法进行无性繁殖。
2.细菌的繁殖速度 在适宜的条件下,多数细菌繁殖速度很快。繁殖一代所需时间为代时,多数细菌代时需20～30min,个别细菌如结核分枝杆菌分裂较慢,代时需18～20h。
重点提示
在人工培养细菌时,细菌繁殖一定时间后,由于营养物质的消耗和代谢产物的积累,繁殖速度会逐渐减慢甚至停止;在自然界中受诸多因素的影响,繁殖速度远没有这么快。
(三)细菌的人工培养
培养基是用人工配制的供细菌生长繁殖的营养基质。根据培养基用途的不同可分为基础培养基、营养培养基、选择培养基、鉴别培养基、厌氧培养基等。根据其物理性状的不同可分为液体培养基、固体培养基和半固体培养基。
将细菌接种于培养基中,置37℃恒温箱内,经18～24h培养后,即可观察到细菌有不同的生长现象(结核分枝杆菌可在数周后观察),在鉴别细菌和临床工作中有一定实际意义。
1.在液体培养基中的生长现象 将不同细菌接种在液体培养基中,经培养后可出现浑浊、沉淀和菌膜。液体培养基主要用于增菌培养。
2.在固体培养基上的生长现象 将细菌用划线接种的方法接种于固体培养基上,经一定时间培养后,由单个细菌生长繁殖所形成的肉眼可见的细菌集团,称为菌落。菌落的形态特征有助于鉴别细菌。多个菌落相互融合,称为菌苔。固体培养基主要用于分离细菌等。
3.在半固体培养基上的生长现象 用穿刺接种法将细菌接种于半固体培养基,经培养后,有鞭毛的细菌呈扩散生长,穿刺线模糊不清;无鞭毛的细菌只沿穿刺线生长,穿刺线清晰。半固体培养基主要用于检测细菌的动力和保存菌种。
重点提示
在临床上如发现注射液浑浊、沉淀或者有漂浮物时,应考虑被细菌污染而严禁使用。
人工培养细菌在医学中有着重要意义:传染性疾病的病原学诊断及指导治疗;细菌的研究与鉴定;生物制品的制备等。
(四)细菌的代谢产物及意义
细菌新陈代谢过程中可产生不同的合成代谢产物和分解代谢产物,这些代谢产物有的与细菌致病性有关,有的与鉴别细菌有关,有的与治疗有关。
1.与致病性有关的代谢产物 主要有毒素、侵袭性酶以及热原质。
(1)毒素和侵袭性酶:毒素是病原菌在代谢过程中合成的对机体有毒性作用的物质,包括外毒素和内毒素。侵袭性酶是某些病原菌在代谢过程中产生的胞外酶,具有保护细菌、损伤机体组织,促进细菌生长繁殖、扩散和蔓延的作用。如金黄色葡萄球菌产生的血浆凝固酶和乙型溶血性链球菌产生的透明质酸酶、链激酶、链道酶等。
(2)热原质:是细菌合成的极微量注入机体可引起发热反应的物质。热原质大多是由革兰阴性菌产生的,为细胞壁中的脂多糖成分,耐热,不被高压蒸汽灭菌所破坏,250℃高温才能破坏热原质;液体中的热原质需要离子交换剂和特殊石棉滤板等方法除去。
重点提示
在制备和使用生物制品、注射液、抗生素等过程中应严格无菌操作,防止细菌污染,确保无热原质存在。
2.与治疗有关的代谢产物 主要包括抗生素和维生素。
(1)抗生素:是某些微生物在代谢过程中产生的一类能抑制或杀灭其他微生物或肿瘤细胞的物质。大多数抗生素是由放线菌和真菌产生的,如青霉素、链霉素等。由细菌产生的抗生素很少,仅有多黏菌素、杆菌肽等。
(2)维生素:某些细菌能合成自身所需要的维生素,并能分泌到菌体外供人体吸收利用。如人类肠道内的大肠埃希菌能合成维生素B族和维生素K等,以供人体吸收利用。
3.用于鉴别细菌有关的代谢产物 主要有色素、细菌素以及分解代谢产物。
(1)色素:有些细菌能产生色素,有助于细菌的鉴别。细菌色素有两类:①水溶性色素,可溶于水,如铜绿假单胞菌产生的绿色色素可使培养基或脓汁呈绿色;②脂溶性色素,不溶于水,如金黄色葡萄球菌产生的金黄色色素,使菌落呈现金黄色。
(2)细菌素:某些细菌可产生仅对有近缘关系的细菌具有抗菌作用的蛋白质,称细菌素。由于其抗菌谱狭窄,故治疗意义不大,多用于细菌的分型鉴定和流行病学调查。
(3)细菌的分解代谢产物:各种细菌所具有的酶不完全相同,对糖和蛋白质分解的能力和分解产物也不同,检测细菌的分解代谢产物可用于细菌的鉴别。通常将检测细菌的分解代谢产物来鉴别细菌的方法称为细菌的生化反应。常用的有糖发酵试验、VP试验、靛基质试验、甲基红试验、硫化氢试验、枸橼酸盐利用试验等。
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