细菌的结构和培养

东方

细菌基本结构包括细胞壁、细胞膜、细胞浆及核质。
    （一）细胞壁（Cell wall）细胞壁为细菌表面比较复杂的结构。是一层较厚（5～80nm）、质量均匀的网状结构，可承受细胞内强大的渗透压而不破坏。细胞壁坚韧而有弹性。
    （二）细胞膜（Cell membrane）或称胞膜(Cytoplasmic membrane)位于细胞壁内侧，包绕在细菌胞浆外的具有弹性的半渗透性脂质双层生物膜。主要由磷脂及蛋白质构成，膜不含胆固醇是与真核细胞膜的区别点。细胞膜有选择性通透作用，与细胞壁共同完成菌体内外的物质交换。膜上有多种呼吸酶，参与细胞的呼吸过程。膜上有多种合成酶，参与生物合成过程。细菌细胞膜可以形成特有的结构。
    （三）胞浆（Cytoplasm）是无色透明胶状物，基本成份是水、蛋白质、脂类、核酸及少量无机盐。细胞浆中还存在一些胞浆颗粒。
    （四）核质（Nnclear materal）或拟核(Nucleoid)是细菌的遗传物质，决定细菌的遗传特征。集中在细胞浆的某一区域，多在菌体中部。它与真核细胞的细胞核不同点在于四周无核膜，故不成形，也无组蛋白包绕。一个菌体内一般含有1～2个核质。现已证明，细菌的核质是由双股DNA组成的单一的一根环状染色体反复回旋盘绕而成，细菌的染色体是裸露的DNA。二、特殊结构
细菌的特殊结构包括荚膜、鞭毛、菌毛和芽胞。
　　（一）荚膜：荚膜是某些细菌在细胞壁外包绕的一层界限分明，且不易被洗脱的粘稠性物质，其厚度≥0.2μm，为荚膜；厚度<0.2μm，为微荚膜。荚膜对碱性染料的亲和性低，不易着色，普通染色只能看到菌体周围有一圈未着色的透明带；如用墨汁作负染色，则荚膜显现更为清楚。其成分多为糖类，用荚膜染色法于光学显微镜下可见菌体外一层肥厚的透明圈。其功能是：①对细菌具有保护作用；②致病作用；③抗原性；④鉴别细菌的依据之一。　
　          （二）鞭毛：鞭毛是由细胞质伸出的蛋白性丝状物，其长度通常超过菌体数倍。弧菌、螺菌及部分杆菌具有鞭毛。鞭毛纤细，长3～20μm，直径仅10～20nm，不能直接在光学显微镜下观察到。经特殊的鞭毛染色使鞭毛增粗并着色后，才能在光学显微镜下看到，也可直接用电子显微镜观察到。按鞭毛数目和排列方式，可分为：①周鞭毛，菌体周身随意分布的许多鞭毛；②单鞭毛，位于菌体一侧顶端仅l根鞭毛；③双鞭毛，位于菌体两端各1根鞭毛；④丛鞭毛，位于菌体极端有数根成丛的鞭毛。其功能是：①鉴定价值，鞭毛是细菌的运动器官，细菌能否运动可用于鉴定。②致病作用：鞭毛运动能增强细菌对宿主的侵害，因运动往往有化学趋向性，可避开有害环境或向高浓度环境的方向移动。③抗原性：鞭毛具有特殊H抗原，可用于血清学检查。
　　（三）菌毛：许多革兰阴性菌和个别阳性菌，细菌表面有极其纤细的蛋白性丝状物，称为菌毛。菌毛比鞭毛更细，且短而直，硬而多，须用电镜才能看到。菌毛可分为普通菌毛和性菌毛两类。
　　1.普通菌毛：该菌毛遍布整个菌体表面，形短而直，约数百根。普通菌毛是细菌的粘附器官，细菌藉菌毛的粘附作用使细菌牢固粘附在细胞上，并在细胞表面定居导致感染。
　　2.性菌毛：性菌毛比普通菌毛长而粗，仅有1～10根，中空呈管状。通常把有性菌毛的细菌称为雄性菌（F+菌）。无性菌毛的细菌称为雌性菌（F-菌）。带性菌毛的细菌具有致育性，细菌的毒力质粒和耐药质粒都能通过性菌毛的接合方式转移。性菌毛能将F+菌的某些遗传物质转移给F-菌，使后者也获得F+菌的某些遗传特性。细菌的抗药性与某些细菌的毒力因子均可通过此种方式转移。
（四）芽胞：芽胞是某些细菌（主要是革兰阳性杆菌）在一定条件下，细胞质、核质脱水浓缩而形成的圆形或椭圆形的小体。由于芽胞对热、干燥、辐射、化学消毒剂等理化因素具有强大抵抗力，故在医学实践中具有重要意义：①抵抗力强的芽胞可在自然界存活多年，成为某些疾病的潜在传染源；②特别注意能形成芽胞的细菌污染了病房、手术室等，必须封闭房间进行彻底灭菌；③因芽胞对理化因素的抵抗力强，故可以芽胞是否被杀死而作为判断灭菌效果的指标；④细菌芽胞的形状、大小、位置等随菌种而异，具有重要鉴别价值。其功能是：①芽胞的抵抗力很强；②芽胞在适宜条件可以发育成相应的细菌；③鉴定细菌的依据之一。
    细菌培养是一种用人工方法使细菌生长繁殖的技术。大多数细菌可用人工方法培养，即将其接种于培养基上，使其生长繁殖。培养出来的细菌用于研究、鉴定和应用。
一.培养基的种类
　　培养基（culture medium）是细菌生长繁殖所需要的各种营养物质的人工制品。适宜的培养基能使细菌在体外迅速生长繁殖，便于对细菌进行分离和鉴别。可分为基础培养基、营养培养基、选择培养基、鉴别培养基、厌氧菌用培养基和特殊培养基。　　（一）基础培养基
　
　只含有细菌生长所需的最基本营养成分，应用最广泛，为制备多种培养基的基础，常见的有肉汤培养基、琼脂培养基。　　（二）营养培养基
　　在基础培养基中加入葡萄糖、血液、血清、腹水或酵母浸膏等有机物，可供营养要求较高的细菌生长需要或增菌用。如结核分枝杆菌培养基中添加鸡蛋、马铃薯、甘油等。
　　（三）选择培养基
　　利用不同种类细菌对化学物质的敏感性不同而制成，使分离菌大量繁殖而抑制其它细菌生长的培养基。培养基中含有的抑制剂能抑制非目的菌生长或使其生长不佳，有利于目的菌的检出和识别。选择培养基多为固体平板，用于从标本中分离某些特定的细菌。
　　（四）鉴别培养基
　　培养基中加有某些特定成分，如糖、醇类和指示剂等，用于检查细菌的各种生化反应，以资鉴别和鉴定细菌。
　　（五）厌氧培养基
　　专性厌氧菌须在无氧条件下才能生长，故需在培养基中加入半胱氨酸、硫乙醇酸钠等还原剂，降低培养基中氧化还原电势，并应与外界空气隔绝，使培养基本身为无氧的环境。
　　（六）特殊培养基
　　为某些需要在特殊条件下才能生长的细菌培养之用。如高渗盐增菌培养基、高渗糖增菌培养基、改良 Kagan氏培养基等。二、接种方法
根据待检标本的性质，培养目的及所用培养基的种类，采用不同的接种方法。常用的有平板划线分离培养法、斜面接种法、液体接种法和穿刺接种法。
　　（一）平板划线分离培养法
　　分离培养法就是通过划线使标本或培养物中混杂的多种细菌在培养基表面逐一分散生长，各自形成菌落，以便根据菌落形态及特征，挑选单个菌落，经过移种而获得纯种细菌（纯培养）。 分离细菌最常用的为平板划线分离法。　
　1．将接种环火焰灭菌，待冷却后取标本或混合菌液。　
　2．用左手持起平板，使平皿盖向上放于台面上或打开平皿盖。　
　3．左手斜持（45℃角）平板，右手持已取材的接种环，在酒精灯上方5～6cm处作连续划线法分离细菌。划线时，接种环与平板呈30～40°角，轻轻接触平板，以腕力平行滑动接种环。应避免将琼脂划破。先在平板上 l／5处轻轻涂布，然后即可左右来回以作连续划线接种，线与线间留有适当距离，做到线密而不重复，将整个平板表面布满划线。　
　如果菌量较大可采用分区划线法。可将平皿分为若干个区（一般为5个区）。先在平板上 l区轻轻涂布，再在2，3……区划线。每划完一个区域，均将接种环灭菌一次，冷后再化下一个区域。每一区域的划线均接触上一区域的接种线 l～2次，使菌量逐渐减少，以获得单个菌落（见图20-1）。
    4．划线完毕，盖好皿盖，做好标记将平皿倒置，置37℃培养18～24小时后观察结果。
　　（二）斜面接种法
　　主要用于划线分离培养所获得的单个菌落的移种，以得到纯种细菌和保存菌种，以及观察细菌的某些培养特性。
　　1．取菌种管置左手食指、中指、无名指之间，拇指压住管底部上侧面。　　2．火焰灭菌接种环。　　3．以右手小指与手掌拔取棉塞（如同时持有两管，可用小指与无名指拔取另一棉塞），将管口迅速通过火焰 l～2次。　　4．将已灭菌的接种环伸入菌种管中，从斜面上取少许菌，迅速伸入待接种的培养基管中，在斜面底部向上划一条直线，然后从底部起向上作曲折连续划线，直至斜面上方顶端。37℃孵箱中培养18～24小时即可观察结果。
　　（三）液体接种法
　　肉汤、胨水、发酵管等均系液体培养基。用于增菌，观察细菌生长现象和检测细菌的生化反应等。
　　1．持好菌种管及培养基管。
　　2．灭菌接种环，由菌种管取菌，伸入培养基管中，在接近液面的管壁上方轻轻研磨，并沾取少许培养基液体调和，使接种物充分混合于培养基的液体中。
　　3．液体培养一般以18～24小时观察生长特征为好。
　　（四）穿刺接种法
　　试管内半固体培养基采用此法接种，多用于保存菌种、观察动力及做厌氧培养等。亦可用于观察细菌的某些生化反应。　　1．持好菌种管和培养基管。
　　2．以灭菌接种针从菌种管取菌。
　　3．接种针直刺入培养基的中心（半固体或一般琼脂高层）直达管底部（深入培养基3/4处）或沿管壁刺入（醋酸铅高层），接种后接种针应沿原路退出。
　　4．经培养后即可观察结果。沿穿刺线生长，线外的培养基清亮者表示细菌无动力；穿刺线模糊不清，或沿穿刺线向外扩散生长，或整个培养基混浊者表示细菌有动力。