《细菌生理》PPT课件.ppt

1、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

2、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CO2、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

3、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

4、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O2被还原成H2O或H2O2，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

5、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

6、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CO2，H2） 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

7、一些气体 脱羧基 生成胺类、OC2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,

8、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14小时。,2、对数期（logarithmic phase） 细菌繁殖迅速，活菌数以几何级数2n形式增长，生长曲线近一条斜直

9、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818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