第二章--细菌生理

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第二章,细菌的生理,第一节,细菌的营养与代谢,一、细菌的营养,（一）细菌的营养需要,水,无机盐类,含碳化合物,含氮化合物,生长因子,1,、水在菌体细胞中的作用,重要组成成分、代谢必须成分，主要起溶剂作用。,2,、含碳化合物的作用,简称碳素（,C,素），细菌获取能量的主要来源，合成菌体成分的必须原料。,3,、含氮化合物的作用,简称氮素（,N,素），合成菌体成分的重要原料。,4,、无机盐类,细菌所须无机盐类有,P,、,S,、,K,、,Na,、,Ca,、,Mg,、,Fe,、,Cl,、,Mn,、,Zn,、,Co,等。,无机盐的作用：,构成菌体组成成分,参与能量转化,维持细胞胶体状态，调节渗透压,参与酶促反应,5,、生长因子,一些能促进细菌生长的物质，主要有,B,族维生素类、某些氨基酸、嘌呤及嘧啶等。,在菌体中的作用：,构成辅酶或酶的辅基,促进菌体生长,为某些细菌生长的必须成分,（二）细菌摄取营养的方式,单纯扩散,促进扩散,主动运输,基团转位,（三）细菌的营养类型,根据细菌获取碳素和能量的方式，将细菌分成以下营养类型,化能异养菌,自养菌,异养菌,光能自养菌,化能自养菌,光能异养菌,细菌,1,、自养菌（,autotropy,）,只能从简单的无机物（如,CO,2,、碳酸盐）中获取碳素，不能利用有机含碳物。,根据获取能量方式分,2,类：,光能自养菌,可从光获取能量，将光能转变成化学能,化能自养菌,不能利用光能而靠氧化无机物获能,2,、异养菌（,heterotrophy,）,不能利用无机物，只能从有机含碳物（如糖、醇、有机酸）中获取碳素。,根据获取能量方式不同也分,2,类：,光能异养菌,从光获取能量,化能异养菌,以氧化有机物获取能量,病原菌均为化能异养菌。,根据生活方式异养菌分三类：,腐生菌,存在于土壤、水和空气中，以无生命的有机物（如动物尸体、植物残体、食品、饲料等）作为营养物质。,寄生菌,寄生于活的动植物体内，从寄主体内获取营养。,兼性寄生菌,即可从活体又可从死体获取营养。,二、细菌的代谢,（一）细菌的酶,细菌细胞虽小，但含有代谢所需的完整酶系统（大肠杆菌含,30,种以上的酶）,根据生成条件分为：,固有酶,诱导酶,（适应酶）,根据存在和发挥作用的部位分为：,胞外酶,胞内酶,了解细菌酶的意义,不同的细菌含有不同的酶系统，因此，不同细菌的代谢途径、体内生化反应的过程及代谢产物均有不同。,很多细菌体内还发现有限制性核酸内切酶、修饰酶、,DNA,聚合酶等，这些酶在核酸结构的研究及基因工程中为重要的工具酶。,有些细菌产生的酶，与细菌的毒力有关。,（二）细菌的呼吸,细菌利用自身酶类，在对物质进行氧,化还原的过程中取得能量称细菌的呼,吸。,根据,受氢体,将细菌的呼吸分为：,1,、需氧呼吸,以游离的分子氧为受,H,体的呼吸，称需氧呼吸，简称呼吸。,此过程,O,2,被还原成,H,2,O,或,H,2,O,2,，从而产生能量。需氧菌为此种呼吸，必须在有氧的环境进行。,2,、厌氧呼吸,以氧以外的其他无机物或有机物为受氢体的呼吸称厌氧呼吸或发酵。,此过程底物脱下的,H,交给了分子氧以外的其他受,H,体，使后者被还原，从而产生能量。厌氧菌为此种呼吸，必须在无氧的条件下进行。,呼吸酶,与菌体内生物氧化过程（呼吸）有关的酶类称呼吸酶。呼吸酶均为胞内酶，其主要作用是裂解碳链，释放能量。,不同的细菌含有不同的呼吸酶，故它们的生物氧化过程不同，呼吸时对氧的需要情况也不同。根据细菌呼吸时对氧的需求，可将细菌分成三种类型：,需氧菌,如结核杆菌,厌氧菌,如破伤风梭菌,兼性厌氧菌,如大肠杆菌,（三）细菌的代谢产物,细菌的营养物质复杂，代谢产物也很多，这些物质，有的是最终产物，有的是中间产物；有的是分泌物，有的是排泄物。这些物质有的对细菌有利，有的有害，有的既无利也无害。对人和动物也是这三种情况。,细菌的代谢产物可归为两大类，即分解产物和合成产物。,1,、分解产物,糖类的分解产物,不同细菌含有不同的酶，所以，它们分解糖类的能力和途径不同，但分解过程中都可产生,丙酮酸,（中间产物），丙酮酸再进一步分解，得到的产物随着细菌的不同而不同。,糖的分解产物：,气体（如,CO,2,，,H,2,）,酸类（如甲酸、乙酸、丙酸、乳酸、琥珀酸等）,醛类（如乙醛等）,醇类（如乙醇、乙酰甲基甲醇等）,酮类（如丙酮等）,蛋白质的分解产物,蛋白质在菌体蛋白酶的作用下被分解成氨基酸进入菌体内，氨基酸再进一步分解，其过程和产物随细菌的不同而不同。,氨基酸分解：,脱氨基 生成氨、各种酸类一些气体,脱羧基 生成胺类、,OC,2,和吲哚等物,脂类的分解产物,脂类在细菌脂酶的作用下分解成甘油和脂肪酸，进一步分解形成醛、酮、酸、过氧化物和水等。,细菌的生化试验,由于不同细菌对营养物质分解的途径和得到产物不同，所以检查细菌的代谢途径和代谢产物对鉴定细菌至关重要，此类试验称细菌的生化试验，如糖发酵试验、,MR,试验、,VP,试验、吲哚试验等。,2,、合成产物,细菌在代谢过程中除能合成自身结构成分外，还能合成一些其他代谢产物，其中一些在医学上有重要意义，有的与致病性有关，有的可用于治疗某些疾病，有的可用于鉴定细菌。,医学上重要的合成产物有：,毒素,侵袭性酶,热原质,色素,抗生素,细菌素,维生素,第二节,细菌的生长繁殖,一、细菌生长繁殖的方式,细菌以,二分裂,法进行无性繁殖。,将一定数量的细菌接种在合适的液体培养基中，于适宜温度下培养，定时取样检查活菌数，可发现其生长过程有一定的规律性。以培养时间为横坐标，以活菌数的对数为纵坐标，可得出一条生长曲线，该曲线可分为,4,个时期。,二、细菌的生长曲线,A,迟缓期,B,对数期,C,稳定期,D,衰亡期,1,、迟缓期（,lag phase,）,细菌适应新环境阶段，此时菌体增大，代谢活跃，合成并积累所需酶系统，,RNA,含量增多，但菌数并不增多。,此期一般持续,1,4,小时。,2,、对数期（,logarithmic phase,）,细菌繁殖迅速，活菌数以几何级数,2,n,形式增长，生长曲线近一条斜直线。通常，该期的病原菌致病性最强，其形态、染色特性及生理生化活性均较典型，对环境因素影响较为敏感。研究细菌的性状最好用此期的细菌。,对数期多数细菌持续,8,18,小时。,3,、稳定期（,stationary phase,）,由于营养物消耗和代谢产物积累，细菌的繁殖速度减慢，死亡加快，新繁殖的活菌数与死亡数大致平衡。总菌数虽有增加，但活菌数相对稳定。,此期细菌可出现种种形态和生理特性的改变，革兰氏阳性菌此时可染成阴性，细菌的代谢产物如外毒素、抗生素及细菌的芽胞等多在此期产生。,4,、衰亡期（,decline phase,）,由于营养物的进一步消耗和代谢产物的进一步积累，细菌开始大量死亡，死亡数超过了繁殖数，活菌数急剧减少。此时细菌的形态显著改变，生理代谢活动也趋于停滞，如不移植到新的培养基，细菌最终将全部死亡。,第三节,细菌的人工培养,人工培养细菌应满足的几个条件：,充足的营养物质,合适的酸碱度,合适的温度,合适的渗透压,合适的气体环境,1,、要有充足的营养物质,要选择合适的培养基应，为细菌生长繁,殖提供充足的营养成分。,2,、要有合适的酸碱度,病原菌最适生长,pH,为,7.0,7.4,。,3,、要有合适的温度,病原菌最适生长温度一般为,37,。,4,、要有合适的渗透压,与细菌细胞等渗的渗透压环境。,5,、要有合适的气体环境,需氧菌需在有氧环境培养,厌氧菌则要在无氧条件下培养,有些菌生长需一定浓度的,CO,2,环境。,