第二章细菌的生理.ppt

第二章 细菌的生理 第一节 细菌的理化性状 一、细菌的化学组成 水 约占细菌重量的80%。包括游离水和结合水 无机盐 占固体成分的10%左右 磷、钾、镁、钙、硫、钠、铁等 蛋白质 含量随菌种、菌龄和培养条件而不同，占固体成分的50-80%，多数为复合蛋白，如糖蛋白、脂蛋白等 糖类 脂类 各种细菌的含量差别很大 核酸 RNA和DNA 细菌所特有的化学物质 肽聚糖、磷壁酸、 二、 细菌的物理性状 带电现象 G+pI 2-3/G-pI 4-5， 在近似于中性或弱碱性的环境中，细菌均带负电 表面积 光学性质 半透明体 半透性 细菌细胞壁和细胞膜都有半透性， 渗透压 细菌菌体内渗透压高 第二节 细菌的营养与生长繁殖 一、细菌的营养类型 根据细菌对营养物质的需要，可将细菌分成两大类型 ⒈ 自养菌(autotrophy) 能以简单的无机物为原料，如CO2、N2、NH3 等合成复杂的菌体原生质。 化能自养菌(chemotroph)细菌所需能量可以来自无机物的氧化称为 光能自养菌（phototroph)通过光合作用获得能量称为 ⒉ 异养菌(hetrotrophy) 。 ⑴腐生菌(saprophyte) 以无生命的有机物不能利用简单的无机物为原料，必须供给多种有机物质如蛋白质、氨基酸、维生素、糖类等，才能合成菌体的原生质。其代谢所需要的能量大多从有机物的氧化中获得，如动植物尸体、腐败的食物等作为营养物质 ⑵寄生菌(parasite)寄生于活体内，从宿主体内的有机物质中获取营养。 所有的病原菌都是异养菌，大部分是寄生菌 二、细菌的营养物质 ⒈ 水 ⒉碳源 合成细菌成分的必须原料，细菌获得能量的主要来源。病原菌主要从糖类中获得碳 ⒊氮源 多数病原菌必须有机氮化物，如氨基酸、蛋白胨等有机氮化物中获得氮。 ⒋无机盐 构成菌体成分、调节渗透压、参与酶的活性 ⒌生长因子 除上述营养物质外，许多细菌的生长还必一些其自身不能合成的生长因子, 主要有B族维生素、某些氨基酸、嘌呤、嘧啶等。? 三、细菌摄取营养的机理 ⒈被动吸收或被动扩散 营养物质从浓度高一侧向浓度低的一侧扩散，驱动力为浓度梯度，不需要提供能量 ⒉主动吸收（转运）细菌吸收营养的主要方式，特点是营养物质从浓度低一侧向浓度高的一侧，需要提供能量。主要有三种转运方式： ⑴依赖于周浆间隙结合蛋白的转运 营养物质与周浆间隙内受体蛋白结合→受体蛋白构型改变→转至细胞膜ATP结合型载体→ATP水解提供能量，营养物质进入胞浆。 ⑵化学渗透驱使转运 利用膜内外两侧质子或离子浓度差产生的质子动力或钠动力作为驱使营养物质越膜转移的能量，载体为电化学离子梯度透性酶。 ⒊基团移位(group translocation) 营养物质在转运的过程中被磷酸化，并将营养物质的转运与代谢相结合，更为有效地利用能量 四、影响细菌生长的环境因素 营养物质 pH值 温度 嗜冷菌 –5～30℃，最适10～20℃ 嗜温菌 10～45℃，最适20～40℃ 嗜热菌 25～95℃，最适50～60℃ 气体 根据代谢时对分子氧的需要与否，分为： ⑴ 专性需氧菌 细菌具备完善的呼吸酶系统，需要分子氧作为受氢体以完成需氧呼吸，在无游离氧的环境下不能生长。如结核分支杆菌 ⑵ 微需氧菌 细菌在低氧压下（5%～10%）生长最好，氧浓度＞10%对其有抑制作用。如空肠弯杆菌，红斑丹毒丝菌 ⑶ 专性厌氧菌 细菌缺乏完善的呼吸酶系统，只能在无氧的环境中进行发酵。在有游离氧存在时，不但不能利用分子氧，而且还将受其毒害，甚至死亡。 ⑷ 兼性厌氧菌 兼有需氧呼吸和发酵两种功能。不论有氧或无氧环境中都能生长，但以有氧时生长较好。大多数病原菌属于此类。 渗透压 五、细菌的生长繁殖 表现为细菌的组分和数量的增加 细菌个体的生长繁殖 二分裂(binary fission)方式进行无性繁殖。 代时(generation time) 细菌群体的生长繁殖 --- 细菌生长曲线 ⒈ 迟缓期(lag phase) 迟缓期长短不一，与菌种、接种物的菌龄和菌量，营养物的不同有关。 ⒉对数期(logarithmic phase),又称指数期(exponential phase) 细菌生长达到顶峰状态。此期细菌的形态、染色特性、生理活性等都较典型，对外界环境因素的作用比较敏感，研究细菌的性状最好选用此期的细菌（多数细菌约在培养8-18小时左右）。 ⒊ 稳定期（stationary phase）在此期中，细菌可出现种种形态和生理的改变，G+菌有时变为G-菌。细菌的一些代谢产物，如外毒素、抗生素等以及芽胞多在此期