牧业和工业生产中。人畜胃肠道内，特别是反刍兽瘤胃内的细菌， 有合成B族维生素和维生素K的能力。 5抗生素很多种微生物都能产生抗生素，以放线菌和霉菌为 主，一些细菌也能产生抗生素，如杆菌肽、大肠菌素等。抗生素可 以防治某些动、植物的传染病，有些还具有刺激畜禽和植物生长的 作用。 6毒素病原细菌能产生对动物有毒的物质，即毒素。 7热微生物在代谢中产生的热量可引起环境温度的上升，如 在堆肥中可达6070℃以上的温度。堆肥的制作、生物热消毒的运 用、植物温床以及土壤温度的维持等，都与细菌产热有关。处理不 当的干草堆，有的还因微生物产热而发生自燃现象。 8热原质许多细菌，特别是革兰氏阴性菌，能产生一种多糖物 质，注入人和动物体内，会引起发热反应，称为热原质。 9.色素多种微生物能产生色素，有红、橙、黄、绿、青、蓝、 紫、黑色，有些溶于水，有些只溶于有机溶剂，有些测既不溶于水 也不溶于有机溶剂。 10.光少数细茵能借发光以散发部分能量，大多数发光菌存在 于海洋。 第二节细菌的生长繁殖 一、细菌生长和繁殖的条件细菌细胞生长发有，成熟后进行 繁殖。细菌必须在有符合要求的营养条件下才能生长繁殖，这些条 件包括合适的营养成分、温度、pH,渗透压以及气体条件。按照 各种细菌生长与繁殖的条件要求，可以人工制备各种适合的培养 基，并安排适宜的环境以培养细菌。 二、细菌的繁殖方式细菌以二等分裂法(biary fission)进行 无性繁殖。细菌细胞生长过程中，染色体复制，生长成熟时细胞体 积增大，复制的染色体DNA附着于细胞膜相邻的两个位点上，两 个位点间细胞膜增长，推动两个染色体各向细胞两极移动，最后在 细胞中部产生环状隔膜将菌体分为两半。有的细菌分裂后便形成两 个独立的新细胞。有些细菌的隔膜闭合不全，两个子细胞之间留有 原浆带，可连成各种排列。 三、细菌的繁殖速度与生长曲线细菌每分裂一次，即为一代。 在良好条件下，分裂非常迅速，如大肠杆菌每20-30mim(分枝杆
26 牧业和工业生产中。人畜胃肠道内，特别是反刍兽瘤胃内的细菌， 有合成 B 族维生素和维生素 K 的能力。 5.抗生素 很多种微生物都能产生抗生素，以放线菌和霉菌为 主，一些细菌也能产生抗生素，如杆菌肽、大肠菌素等。抗生素可 以防治某些动、植物的传染病，有些还具有刺激畜禽和植物生长的 作用。 6.毒素 病原细菌能产生对动物有毒的物质，即毒素。 7.热 微生物在代谢中产生的热量可引起环境温度的上升，如 在堆肥中可达 60-70℃以上的温度。堆肥的制作、生物热消毒的运 用、植物温床以及土壤温度的维持等，都与细菌产热有关。处理不 当的干草堆，有的还因微生物产热而发生自燃现象。 8.热原质 许多细菌，特别是革兰氏阴性菌，能产生一种多糖物 质，注入人和动物体内，会引起发热反应，称为热原质。 9.色素 多种微生物能产生色素，有红、橙、黄、绿、青、蓝、 紫、黑色，有些溶于水，有些只溶于有机溶剂，有些则既不溶于水 也不溶于有机溶剂。 10.光 少数细菌能借发光以散发部分能量，大多数发光菌存在 于海洋。 第二节 细菌的生长繁殖 一、细菌生长和繁殖的条件 细菌细胞生长发育，成熟后进行 繁殖。细菌必须在有符合要求的营养条件下才能生长繁殖，这些条 件包括合适的营养成分、温度、pH，渗透压以及气体条件。按照 各种细菌生长与繁殖的条件要求，可以人工制备各种适合的培养 基，并安排适宜的环境以培养细菌。 二、细菌的繁殖方式 细菌以二等分裂法（biary fission）进行 无性繁殖。细菌细胞生长过程中，染色体复制，生长成熟时细胞体 积增大，复制的染色体 DNA 附着于细胞膜相邻的两个位点上，两 个位点间细胞膜增长，推动两个染色体各向细胞两极移动，最后在 细胞中部产生环状隔膜将菌体分为两半。有的细菌分裂后便形成两 个独立的新细胞。有些细菌的隔膜闭合不全，两个子细胞之间留有 原浆带，可连成各种排列。 三、细菌的繁殖速度与生长曲线 细菌每分裂一次，即为一代。 在良好条件下，分裂非常迅速，如大肠杆菌每 20-30min（分枝杆
菌则需几小时)即可分裂一次。外界环境因素对细菌的生长繁殖有 很大的影响和限制，使得细菌不能无限制地生长繁殖下去，在特定 环境或培养基（特别是液体培养基）内，常呈现一定的生长曲线 (growth curve),并可区分为4个时期（图1-15）。在不同时期中， 细菌的繁殖速度不同，形态和生理特性也会有变化（包括外形、大 小、染色反应、发酵活力、代谢产物、抵抗力等)。了解这些情况， 对培养、观察、利用和控制细菌是有意义的。 (1)迟缓期lag phase)此期内细菌逐渐适应新的环境，菌体增 大，合成增加，细菌数量并不增加，碱性染色反应较好，对消毒剂 和其他有害物有高度敏感性。 (2)对数期(logarithmic phase))此期内菌体繁殖速度最快，细 菌数依几何级数增加，菌体大小、染色反应均较典型，对不良理 化因素和抗菌药物敏感。该期内病原菌的致病力最强。 (仔)稳定期(stationary phase))这一时期因营养的消耗、代谢产 物的积累等，细菌繁殖速度下降，死亡增多，新生菌数约等于死亡 菌数，繁殖与死亡近乎平衡，形态及生理性状常有改变，革兰氏阳 性菌可染成阴性，毒素等代谢产物此时期积累多。 (4)衰亡期(decline phase)细菌开始大量死亡，死菌数超过活 菌数，细菌如不移植新的培养基，最后将全部死亡。形态上常出现 衰老型、退化型或自溶，染色不典型。 细胞新个体的形成即细菌的生长繁殖，分别表现为个体和群体 两方面。 一、细菌个体的生长繁殖 细菌以二等分分裂法(binary fission)进行无性繁殖。已知大肠 杆 菌菌体的分裂过程涉及30多个基因的调控 细菌每分裂一次，即为一代。在良好条件下，分裂非常迅速， 如大肠杆菌每20-30min(分支杆菌等繁殖较慢，需18-24h才分裂 次。)即可分裂一次。一个菌体分裂为两个菌体所需的时间称为 世代时间(generation time).大肠杆菌及许多其他病原菌在适宜的条 件下，分裂一次仅需20min,而细菌染色体DNA的复制约需40min: 之所以能如此，是因为在上一轮的复制还未完成时，下一轮的细胞 分裂已经启动。此外，染色体DNA存在多个复制叉，可使子代的 27
27 菌则需几小时）即可分裂一次。外界环境因素对细菌的生长繁殖有 很大的影响和限制，使得细菌不能无限制地生长繁殖下去，在特定 环境或培养基（特别是液体培养基）内，常呈现一定的生长曲线 （growth curve），并可区分为 4 个时期（图 1-15）。在不同时期中， 细菌的繁殖速度不同，形态和生理特性也会有变化（包括外形、大 小、染色反应、发酵活力、代谢产物、抵抗力等）。了解这些情况， 对培养、观察、利用和控制细菌是有意义的。 (1)迟缓期(lag phase) 此期内细菌逐渐适应新的环境，菌体增 大，合成增加，细菌数量并不增加，碱性染色反应较好，对消毒剂 和其他有害物有高度敏感性。 (2)对数期(logarithmic phase) 此期内菌体繁殖速度最快，细 菌数依几何级数增加，菌体大小、染色反应均较典型，对不良理、 化因素和抗菌药物敏感。该期内病原菌的致病力最强。 (3)稳定期(stationary phase) 这一时期因营养的消耗、代谢产 物的积累等，细菌繁殖速度下降，死亡增多，新生菌数约等于死亡 菌数，繁殖与死亡近乎平衡，形态及生理性状常有改变，革兰氏阳 性菌可染成阴性，毒素等代谢产物此时期积累多。 (4)衰亡期（decline phase) 细菌开始大量死亡，死菌数超过活 菌数，细菌如不移植新的培养基，最后将全部死亡。形态上常出现 衰老型、退化型或自溶，染色不典型。 细胞新个体的形成即细菌的生长繁殖，分别表现为个体和群体 两方面。 一、细菌个体的生长繁殖 细菌以二等分分裂法(binary fission)进行无性繁殖。已知大肠 杆 菌菌体的分裂过程涉及 30 多个基因的调控。 细菌每分裂一次，即为一代。在良好条件下，分裂非常迅速， 如大肠杆菌每 20-30min（分支杆菌等繁殖较慢，需 18-24h 才分裂 一次。）即可分裂一次。一个菌体分裂为两个菌体所需的时间称为 世代时间(generation time)。大肠杆菌及许多其他病原菌在适宜的条 件下，分裂一次仅需 20min，而细菌染色体 DNA 的复制约需 40min。 之所以能如此，是因为在上一轮的复制还未完成时，下一轮的细胞 分裂已经启动。此外，染色体 DNA 存在多个复制叉，可使子代的
染色体DNA同时开始部分复制. 某些抗生素可抑制细菌聚合作用及组装，如使用非致死浓度的 这些抗生素，可影响细胞的分裂，导致菌体形态异常，如使用抗生 素的样本中的大肠杆菌，往往呈长丝状。 二、细菌群体的生长繁殖 外界环境因素对细菌的生长繁殖有很大的影响和制约，使得细 菌不能无限制生长繁殖下去，在特定环境或培养基（特别是液体培 养基)内，定时取样检查活菌数，可发现其生长过程具有规律性。 以时间为横坐标，以活菌数的对数为纵坐标，常呈现一定的生长 曲线(growth curve),并可区分为4个时期（图2-6）。在不同时期 中，细菌的繁殖速度不同，形态和生理特性也会有变化（包括外形、 大小、染色反应、发酵活力、代谢产物、抵抗力等)。了解这些情 况，对培养、观察、利用和控制细菌是有意义的。 1迟缓期(1 ag phase)是细菌对新环境的适应时期。此时菌体 增大，代谢活跃，合成并积累所需酶系统。RNA含量明显增多， 但DNA的量无变化，此时细菌数并不增加。这一过程一般约需 1-4h。 2.对数期(logarithmic phase)此期内菌体繁殖速度最快，细菌 数依几何级数增加，生长曲线接近一条斜的直线。其形态、菌体大 小、染色特性及生理活性均较典型，对不良理、化因素和抗菌药物 敏感。该期内病原菌的致病力最强。大肠杆菌的对数期可持续 6-10h 3稳定期((stationary phase)这一时期因营养的消耗、代谢产 物的积累等，细菌繁殖速度下降，死亡增多，新繁殖的活菌数与死 菌数大致平衡。该期细菌的形态及生理性状常有改变，革兰氏阳性 菌可染成阴性，毒素等代谢产物此时期积累多。大肠杆菌的稳定期 持续约8h。 4.衰亡 沼过活 对数用 稳定刺 菌数。如不 的菌体 变形或自浮 细菌的 动物体 内因受诸 细菌的 生长规律的 时间 图115细菌生长曲线图 28
28 染色体 DNA 同时开始部分复制。 某些抗生素可抑制细菌聚合作用及组装，如使用非致死浓度的 这些抗生素，可影响细胞的分裂，导致菌体形态异常，如使用抗生 素的样本中的大肠杆菌，往往呈长丝状。 二、细菌群体的生长繁殖 外界环境因素对细菌的生长繁殖有很大的影响和制约，使得细 菌不能无限制生长繁殖下去，在特定环境或培养基（特别是液体培 养基）内，定时取样检查活菌数，可发现其生长过程具有规律性。 以时间为横坐标，以活菌数的对数为纵坐标，，常呈现一定的生长 曲线（growth curve），并可区分为 4 个时期（图 2-6）。在不同时期 中，细菌的繁殖速度不同，形态和生理特性也会有变化（包括外形、 大小、染色反应、发酵活力、代谢产物、抵抗力等）。了解这些情 况，对培养、观察、利用和控制细菌是有意义的。 1.迟缓期(1ag phase) 是细菌对新环境的适应时期。此时菌体 增大，代谢活跃，合成并积累所需酶系统。RNA 含量明显增多， 但 DNA 的量无变化，此时细菌数并不增加。这一过程一般约需 1-4h。 2.对数期(logarithmic phase) 此期内菌体繁殖速度最快，细菌 数依几何级数增加，生长曲线接近一条斜的直线。其形态、菌体大 小、染色特性及生理活性均较典型，对不良理、化因素和抗菌药物 敏感。该期内病原菌的致病力最强。大肠杆菌的对数期可持续 6-10h。 3.稳定期(stationary phase) 这一时期因营养的消耗、代谢产 物的积累等，细菌繁殖速度下降，死亡增多，新繁殖的活菌数与死 菌数大致平衡。该期细菌的形态及生理性状常有改变，革兰氏阳性 菌可染成阴性，毒素等代谢产物此时期积累多。大肠杆菌的稳定期 持续约 8h。 4.衰亡期(decline phase) 细菌开始大量死亡，死菌数超过活 菌数。如不移植到新的培养基，最终可全部死亡。此期细菌的菌体 变形或自溶，染色不典型，难以进行鉴定。 细菌的生长曲线是在体外人工培养条件下观察到的，在动物体 内因受诸多因素的制约，未必能出现此种典型的曲线，但对细菌的 生长规律的研究及实践有重要的参考价值
第三节细菌的人工培养 人工培养细菌，是对细菌进行分离、培养、鉴定以及进一步利 用的重要步骤。人工培养细菌除需要提供充足的营养物质以外，还 需要有合适的酸碱度、温度以及必要的气体环境。 一、培养基 培养基(culture medium)是人工配制的基质，含有细菌等生长 繁殖所必需的营养物质，常用于分离、培养、鉴定和研究细菌等微 生物。培养基的种类：1按营养成分，可分为基础培养基(basal medium)及营养培养基(nutrient medium)。前者是由牛肉浸液 加适量的蛋白胨、NaC1、磷酸盐、pH调至7.4-7.6而成。用于培养 对营养要求不高的细菌，并用于制备营养培养基。在基础培养基中 添加葡萄糖、血液或血清等，即为营养培养基。用于对营养要求较 高的细菌进行培养。 2按物理性状可分为固体培养基、半固体培养基及液体培养基3 类。基础培养基和营养培养基若不加凝固剂即为液体培养基(iquid medium)。常用于细菌的扩大培养。在液体培养基中加1%-2%的琼 脂、煮沸融化、冷却38-40℃后即凝固成固体培养基(solid medium), 用于细菌的分离、纯化及生物活性检测。正是有了固体培养基，才 能进行细菌的纯化及鉴定种类繁多的细菌。若向液体培养基中加 0.5%琼脂则为半固体培养基(semi-solid medium),可作穿刺接种 观察细菌动力等。 3按培养基的特殊用途，还可分为鉴别培养基、选择培养基、厌氧 培养基等。 在培养基中加入特定作用底物及产生显色反应的指示剂，即可 凭肉眼根据颜色识别，这就是鉴别培养基(differential medium)。在 培养基中加入某种化学物质，对不同细菌分别产生抑制或促进作 用，从而可从混杂多种细菌的样本分离出所需细菌，此即为选择培 养基(selective medium)。最常用的有麦康凯(MacConkey)培养基， 内含胆酸盐，能抑制革兰氏阳性茵的生长，有利于大肠杆菌及沙门 氏菌的生长。在实际使用中，鉴别与选择两种功能往往结合在一种 培养基之中。 二、人工培养细菌的其它条件 1氧气根据细菌对氧的需求，可将其分为需氧菌、厌氧菌及 29
29 第三节 细菌的人工培养 人工培养细菌，是对细菌进行分离、培养、鉴定以及进一步利 用的重要步骤。人工培养细菌除需要提供充足的营养物质以外，还 需要有合适的酸碱度、温度以及必要的气体环境。 一、培养基 培养基(culture medium) 是人工配制的基质，含有细菌等生长 繁殖所必需的营养物质，常用于分离、培养、鉴定和研究细菌等微 生物。培养基的种类：1.按营养成分，可分为基础培养基（basal medium）及营养培养基（nutrient medium）。前者是由牛肉浸液 加适量的蛋白胨、NaCl、磷酸盐、pH 调至 7.4-7.6 而成。用于培养 对营养要求不高的细菌，并用于制备营养培养基。在基础培养基中 添加葡萄糖、血液或血清等，即为营养培养基。用于对营养要求较 高的细菌进行培养。 2.按物理性状可分为固体培养基、半固体培养基及液体培养基 3 类。基础培养基和营养培养基若不加凝固剂即为液体培养基(liquid medium）。常用于细菌的扩大培养。在液体培养基中加 1%-2%的琼 脂、煮沸融化、冷却 38-40℃后即凝固成固体培养基（solid medium）， 用于细菌的分离、纯化及生物活性检测。正是有了固体培养基，才 能进行细菌的纯化及鉴定种类繁多的细菌。若向液体培养基中加 0.5%琼脂则为半固体培养基（semi-solid medium），可作穿刺接种 观察细菌动力等。 3.按培养基的特殊用途，还可分为鉴别培养基、选择培养基、厌氧 培养基等。 在培养基中加入特定作用底物及产生显色反应的指示剂，即可 凭肉眼根据颜色识别，这就是鉴别培养基(differential medium)。在 培养基中加入某种化学物质，对不同细菌分别产生抑制或促进作 用，从而可从混杂多种细菌的样本分离出所需细菌，此即为选择培 养基(selective medium)。最常用的有麦康凯(MacConkey)培养基， 内含胆酸盐，能抑制革兰氏阳性菌的生长，有利于大肠杆菌及沙门 氏菌的生长。在实际使用中，鉴别与选择两种功能往往结合在一种 培养基之中。 二、人工培养细菌的其它条件 1.氧气 根据细菌对氧的需求，可将其分为需氧菌、厌氧菌及
兼性厌氧菌。需氧菌(aerobe)行需氧呼吸，必须在有一定浓度的游 离氧的条件下才能生长繁殖。厌氧菌(anaerobe)行厌氧呼吸，必须 在无游离氧或其浓度极低的条件下才能存活。其原因是，细菌在代 谢过程中产生对南体有毒性的过氧化氢(HO2以、超氧阴离子(Ox)和 羟自由基(OH)等，厌氧菌部分或全部缺乏降解这些产物的酶，如 过氧化氢酶、过氧化物酶、超氧化物歧化酶等，因Oz或HO2的毒 性作用死亡。兼性厌氧菌(facultative anaerobe)既可行需氧呼吸，又 可行厌氧呼吸，通常在有氧条件比无氧环境生长更好。 厌氧培养基(anaerobic medium)是为培养厌氧菌而设计的，方 法是在培养基中加入还原剂如巯基乙酸钠等，或用石蜡或凡士林封 住培养基表面，隔绝空气，有的还需放入无氧气培养箱维持无氧环 境。庖肉培养基(cooked meat medium)是常用的厌氧培养基，其中 含不饱和脂肪酸和谷胱甘肽的肉渣起到还原剂的作用。 2温度不同细菌对温度有不同适应范围，各种细菌又有各自 的可生长温度范围及最适温度。根据细菌对温度的适应范围，可将 细菌分为三类：嗜冷菌psychrophile),生长范围-5-30C℃，最适生长 10-20C:嗜温菌(mesophile,)生长范围10-45℃，最适20-40℃： 嗜热菌(termophile),生长范围25-95C,最适50-60℃。病原菌己 适应动物的体温，因此均为嗜温菌。某些嗜冷菌对鱼类等变温动 物有致病性。 3.酸碱度pH影响微生物的生长，每种细菌均有一个可适应 的pH范围及最适生长pH。虽然大多数细菌在pH6-8之间可以生 长，但多数病原菌的最适pH为7.2-7.6，个别偏酸，如鼻疽假单胞 菌(Pseudomonas mallei)为pH6.4-6.6;或偏碱，如肠球菌 (Enterococcus)为DH9.6。 30
30 兼性厌氧菌。需氧菌(aerobe)行需氧呼吸，必须在有一定浓度的游 离氧的条件下才能生长繁殖。厌氧菌(anaerobe)行厌氧呼吸，必须 在无游离氧或其浓度极低的条件下才能存活。其原因是，细菌在代 谢过程中产生对菌体有毒性的过氧化氢(H2O2)、超氧阴离子(O2 - )和 羟自由基(OH- )等，厌氧菌部分或全部缺乏降解这些产物的酶，如 过氧化氢酶、过氧化物酶、超氧化物歧化酶等，因 O2 -或 H2O2 的毒 性作用死亡。兼性厌氧菌(facultative anaerobe)既可行需氧呼吸，又 可行厌氧呼吸，通常在有氧条件比无氧环境生长更好。 厌氧培养基(anaerobic medium) 是为培养厌氧菌而设计的，方 法是在培养基中加入还原剂如巯基乙酸钠等，或用石蜡或凡士林封 住培养基表面，隔绝空气，有的还需放入无氧气培养箱维持无氧环 境。庖肉培养基(cooked meat medium)是常用的厌氧培养基，其中 含不饱和脂肪酸和谷胱甘肽的肉渣起到还原剂的作用。 2.温度 不同细菌对温度有不同适应范围，各种细菌又有各自 的可生长温度范围及最适温度。根据细菌对温度的适应范围，可将 细菌分为三类：嗜冷菌(psychrophile)，生长范围-5-30℃，最适生长 10-20℃；嗜温菌(mesophile)，生长范围 10-45℃，最适 20-40℃； 嗜热菌(termophile)，生长范围 25-95℃，最适 50-60℃。病原菌已 适应动物的体温，因此均为嗜温菌。 某些嗜冷菌对鱼类等变温动 物有致病性。 3.酸碱度 pH 影响微生物的生长，每种细菌均有一个可适应 的 pH 范围及最适生长 pH。虽然大多数细菌在 pH6-8 之间可以生 长，但多数病原菌的最适 pH 为 7.2-7.6，个别偏酸，如鼻疽假单胞 菌 (Pseudomonas mallei) 为 pH6.4-6.6 ；或偏碱，如肠球菌 (Enterococcus)为 pH9.6