第 二 章 细菌的生理 PHYSIOLOGY OF BACTERIA

一、细菌的理化性状 （一）细菌的化学组成： 水：８０％，游离水+结合水 无机盐：固体成份的１０％， 磷最多，钾、镁、硫、 水、无机盐、蛋白质、糖、脂、核酸 水：８０％，游离水+结合水 无机盐：固体成份的１０％， 磷最多，钾、镁、硫、 钠、铁等，微量铜、锌、锰。 生长因子：维生素，某些氨基酸，嘌呤，嘧啶，X因子，V因子

（二）细菌的物理性状： 带电现象: 表面积:体积小、表面积大 半透明:细菌悬液呈混浊状。 半透性: 渗透压:高

二、细菌的营养与生长繁殖 （一）细菌的营养类型 （二）细菌的营养物质 （三）细菌摄取营养物质的机制 （四）影响细菌生长的环境因素 （五）细菌的生长繁殖

（一）细菌的营养类型 1、自营菌(autotroph): 蓝藻 2、异营菌(heterotroph)： 不利用简单的无机物为原料，必须供给予 多种有机物，如蛋白质、氨基酸、维生素、酶 类等才能合成原生质，能量以有机氧化中得， 包括腐生菌和寄生菌两种。

（二）细菌的营养物质 水：溶剂、介质 碳源：原料，能量来源 氮源：合成原生质和其它结构的原料 无机盐：常用元素、微量元素 生长因子：

无机盐：钾、钠、钙、镁、硫、氯、铁、锰、锌、铜、 钴，其中磷、钾、钠、镁、铁需要量较多。 作用：1.构成菌体成份 2.调节细胞内外渗透压 3.酶的活性 4.特殊功能 5、与细菌的生长繁殖、致病性有关

（三）细菌摄取营养物质的机制 被动扩散 主动转运系统 依赖于周浆间隙蛋白的转运系统 化学渗透驱使转运系统 基团转移

（四）影响细菌生长的环境因素 营养物质、PH、温度、渗透压、气体。 根据细菌对气体的需求，细菌可分为四类： 专性需氧菌（obligate aerobe) 专性厌氧菌（obligate anaerobe) 微需氧菌(microaerophilic bacteria) 兼性厌氧菌(facultative anaerobe)

Obligate anaerobes 专性厌氧菌 缺乏分解有毒氧基团的酶：catalase 触酶, peroxidase 过氧化物酶, superoxide dismutase 超氧化物歧化酶 缺乏氧化还原电势高的呼吸酶：细胞色素、细胞色素氧化酶 破伤风梭菌、肉毒梭菌 2O2- + 2H+ SOD H2O2+O2 2H2O2 触酶 2H2O +O2 H2O2+AH2 过氧化物酶 2H2O+A

（五）细菌的生长繁殖 细菌个体的生长繁殖： 二分裂（binary fission） 细菌群体的生长繁殖： 1、迟缓期（lag phase） 2、对数期（logarithmic phase） 3、稳定期（stationary phase） 4、衰亡期（decline phase）

细菌的生长繁殖 细菌个体的生长繁殖：二分裂（binary fission），20-30min生长繁殖一代。

迟缓期(lag phase)：是细菌对新环境的短期适应阶段。 细菌群体的生长繁殖 迟缓期(lag phase)：是细菌对新环境的短期适应阶段。 对数生长期(logarithmic phase)：细菌生物学性状典型, 对外界环境因素的作用最敏感。 稳定期(stationary phase): 生物学性状发生改变，产生内外毒素，形成芽胞。 衰亡期(decline phase): 死亡菌数明显超出活菌数。

对数期： 细菌的形态最典型，对外界敏感，是观察细菌形态、进行药敏实验的最佳时期

三、细菌的新陈代谢与能量代谢 1、细菌的能量代谢 发酵 有氧呼吸 厌氧呼吸

2、细菌的分解代谢产物和生化反应 （1）糖发酵试验 （2）VP试验 （3）吲哚试验（indole test) 通过生化实验的方法检测细菌对各种基质的代谢作用及其代谢产物，从而鉴别细菌的反应，统称为细菌的生化反应。 （1）糖发酵试验 （2）VP试验 （3）吲哚试验（indole test) （4）甲基红试验(methyl red test MR) （5）枸椽酸盐利用试验 （6）硫化氢试验、尿素酶试验

细菌的酶不一样，对营养物质的分解能力不一样 糖发酵试验 葡萄糖 HCOOH 脱氢酶 CO2+H2

大肠杆菌 变形杆菌 色氨酸 吲哚 霍乱弧菌 对二甲基氨基苯甲醛 玫瑰吲哚 indole test (+)

甲基红试验：(methyl red test MR) 产气杆菌产酸少，PH在5.4以上，甲基红呈桔黄色为甲基红试验(－)。 大肠杆菌分解葡萄糖时，丙酮酸不能转化为乙酰甲基甲醇， 故培养基酸性较强，在ＰＨ4.5以下，甲基红指示剂呈红色， 为甲基红试验（+）。

VP试验： 大肠杆菌：葡萄糖 产酸产气 产气 杆菌：葡萄糖 丙酮酸+气 二乙酰+胍基(培养基里) 红色化合物 大肠杆菌VP试验(－），产气荚膜杆菌VP试验(＋) 脱羧 乙酰甲基甲醇 KOH

IMViC试验（肠道细菌鉴别） I - 吲哚（indol）试验 M - 甲基红（methyl red）试验 V - VP（Voges-Proskauer）试验 C -枸橼酸盐利用（citrate utilization）试验

硫化氢试验 尿素酶试验

3.Synthetic Products/ anabolite 合成代谢产物 热原质/致热原Pyrogen 毒素与侵袭性酶 Toxin and invasive enzyme 色素 抗生素 Pigment Antibiotic 细菌素 Bactericin 维生素 Vitamin

Pyrogen 热原质 一般为细菌的内毒素(LPS) 注入人体或动物体内能引起发热反应。 耐高温，耐消毒剂 去除方法：250℃干烤、蒸馏、吸附剂等 制备和使用注射药品过程无菌操作

Toxins and Invasive Enzyme 毒素与侵袭性酶 外毒素 Exotoxin 内毒素 Enotoxin 侵袭性酶 Invasive Enzyme

Pigments 色素 水溶性色素（如铜绿假单胞菌） 脂溶性色素（如金黄色葡萄球菌） 铜绿假单胞菌 金黄色葡萄球菌

四、细菌人工培养 培养细菌的方法 培养基 细菌在培养基中的 生长情况 人工培养细菌的用途

细菌在培养基中的生长现象 Bacterial growth in artificial media Bacteria in liquid media液体培养基： Bacteria on agar plates固体培养基： Bacteria on semisolid plates半固体培养基 液体培养基 固体斜面培养基 半固体培养基

Phenomena of bacterial growth 细菌的生长现象 在液体培养基中：沉淀、混浊、菌膜 沉淀生长 混浊生长 菌膜生长

在固体培养基上：菌落colony 一般经18～24小时培养后，单个细菌即可繁殖成一堆肉眼可见的细菌集团，称为菌落 不同细菌菌落在大小、形状、颜色、气味、透明度、表面光滑/粗糙、湿润/干燥、边缘整齐、溶血性不同

细菌的菌落一般可分为三种： 粗 糙 型 菌 落 黏 液 型 菌 落 光 滑 型 菌 落 光滑型菌落(smooth colony，S型菌落） 新分离的细菌大多呈光滑型菌落，表面光滑、湿润、边缘整齐。 粗糙型菌落(rough colony，R型菌落） 菌落表面粗糙、干燥、呈皱纹或颗粒状，边缘大多不整齐。 黏液型菌落（mucoid colony，M型菌落） 菌落黏稠、有光泽，似水珠样。细菌多有厚荚膜或丰富粘液层。

半固体培养基 无动力 有动力 有鞭毛的细菌在其中仍可自由游动，沿穿刺线呈羽毛状或云雾状混浊生长。无鞭毛细菌只能沿穿刺线表面呈明显的线状生长 用于细菌的动力试验 无动力 有动力

人工培养细菌的用途 医学 感染性疾病的病原学诊断 细菌学研究 生物制品的制备 工农业生产 基因工程中应用

思考题： 什么是细菌的生长曲线？该曲线有何特点？掌握细菌的生长规律对生产有何指导意义？ 请设计简单的实验来区别大肠杆菌和产气杆菌。