细菌的生理ppt课件

氮源谱
｛ ｛ ｛
有机氮 无机氮
蛋白质 核酸 氨基酸 尿素 NH3 铵盐 硝酸盐 N2
4、无机盐
作用
｛
参与微生物中氨基酸和酶的组成（如P、S等） 调节微生物的原生质胶体状态，维持 细胞的渗透与平衡（如Na＋）
酶的激活剂（如Mg2＋）
根据微生物对矿质元素需要量大小可以把它分成 大量元素：Na、K、Mg、Ca、S、P等。 微量元素是指那些在微生物生长过程中起重要作用，而机体对 这些元素的需要量极其微小的元素，通常需要量在10-6--108mol/L：锌、锰、钠、氯、钼、硒、钴、铜、钨、镍、硼等。
1、简单扩散(simple diffusion) 简单扩散是物质非特异性地从浓度较高一侧被 动或自由地透过膜向浓度较低一侧扩散的过程。 特点： 1）简单扩散驱动力是细胞膜两侧物质的浓度差， 即浓度梯度，不需要代谢能，物质不能进行逆浓 度运输。 2）物质在运输过程中，既不与膜上的分子发生 反应，本身的分子结构也不发生变化。 3）主要吸收的物质是水，一些气体（CO2， O2）,一些水溶性小分子（乙醇，甘油）和某些离 子（Na+）等。
第二节 细菌的生理
一、细菌细胞的理化性状
一）细菌细胞的化学组成 1、化学元素 主要元素：六种，97% 微量元素：3%
2、化学组分 1）水分
2）有机物 蛋白质、核酸、糖类、脂类、维生素
3）无机物 无机盐类
二）细菌的物理性质
1、细菌的带电现象 2、细菌的比面积 3、细菌的布朗运动 4、细菌的光学性质 5、细胞膜的半渗透性
有机碳 碳源谱 无机碳
异养微生物
自养微生物
微生物利用的碳源物质主要有糖类、有机酸、醇、脂 类、烃、CO2及碳酸盐等。
对于为数众多的化能异养微生物来说，有些碳源 （双功能营养物质）是兼有能源功能营养物。
目前在微生物工业发酵中所利用的碳源物质主要是单 糖、淀粉、麸皮、米糠等。
3、氮源
凡是能被用来构成菌体物质中或代谢产物中氮素来源 的营养物质称为氮源。
5、生长因子
生长因子：那些微生物生长所必需而且需要量很 小，但微生物自身不能合成的或合成量不足以满足机 体生长需要的有机化合物 。
包括维生素、嘌呤、某些氨基酸、嘧啶等。
二）细菌吸收营养物质的方式 细胞膜由于有高度选择透性而在营养物质 的进入与代谢产物的排出上起着极其重要 的作用。物质主要通过简单扩散、促进扩 散、主动运输和基团转位进出微生物细胞。 简单扩散 促进扩散 主动运输 基团移位
4、基团转位(group translocation)
基团转位是在运输过程中，除了物质分子发生 化学变化这一特点外，其他特点都与主动运输相 同。这种运输方式主要存在于厌氧微生物中，用 于许多单（或双）糖与糖的衍生物以及核苷与脂 肪酸的运输，目前在好氧微生物中还未发现有这 种运输方式，也未发现用这种运输方式运输氨基 酸。
3、主动运输(active transport) 主动运输是微生物吸收营养物质的一种主要方 式，物质在运输过程要消耗代谢能，由载体蛋白 参与的逆浓度梯度的物质转运。 特点 1）载体蛋白与被转运物质有专一性。 2）物质在膜外表面与载体蛋白亲和力大，在膜 内表面亲和力小，这种亲和力大小的改变是由于 载体蛋白构型变化，这需要消耗能量。 3）主动运输的物质有许多无机离子 (K+ 、SO42、PO43- )、一些糖类（乳糖、葡萄糖）、氨基 酸和有机酸等。
细菌生长繁殖的速度 多数细菌繁殖速度极快，每20—30 min 分裂一次 少数细菌生长速度缓慢
五）细菌的人工培养
（一）培养基 培养基是人工配制的，适合微生物生长繁殖或产生代 谢产物的营养基质。 培养基几乎是一切对微生物进行研究和利用工作的基础 任何培养基都应该具备微生物生长所需要六大营养要素：
（2）微需氧菌
（3）耐氧菌 （4）兼性厌氧菌 （5）专性厌氧菌
二）细菌生长繁殖的方式和速度
细菌主要是通过无性繁殖产生后代。其繁殖 方式是二分裂，简称裂殖。 细菌的繁殖过程分为三个连续步骤：
① 核的分裂和隔膜的形成；
② 横隔壁形成； ③ 子细胞分裂。 另外有的细菌还存在：三分裂和复分裂。
（三）细菌的繁殖 1、裂殖 （fission） 1）、二分裂（binary fission）
2、促进扩散(facilitated diffusion)
促进扩散是有些物质借助细胞膜的一种载体蛋 白从浓度较高的一侧透过膜向浓度较低的一侧扩 散。 特点 ： 1）需要膜上的载体蛋白与物质结合并转运。载 体蛋白有特异性。 2）驱动力是浓度梯度，因此不需要代谢能量， 不能逆浓度运输。 3）物质本身在分子结构上也不会发生变化。 4）多见于真核微生物。
红螺细菌
化能有机异养型 有机物 （化能异养型）
化学能 氢细菌、硫杆菌、亚硝化单胞 (无机物氧化) 菌属(Nitrosomonas)、甲烷杆 菌属(Methanobacterium)、醋 杆菌属(Acetobacter) 化学能 假单胞菌属、芽孢杆菌属、乳 （有机物氧化) 酸菌属、真菌、原生动物
四）细菌的生长繁殖 一）细菌生长繁殖的条件
1．充足的营养物质 2、合适的酸碱度
大多数细菌的最适pH6.8-7.4
嗜中性细菌 6.0-8.0
嗜碱性细菌 10.5
嗜酸性细菌 3.0
3、适宜的温度 嗜温菌 37℃ 嗜热菌 50-60℃ 嗜低温 0-30℃
4、必要的气体环境
（1）专性需氧菌
如：结核分枝杆菌、枯草芽孢杆菌。 如：空肠弯曲菌、幽门螺杆菌。 乳酸菌 大多数病原菌 如：破伤风梭菌、脆弱类杆菌
Hale Waihona Puke 三）细菌的营养类型自养型生物
生长利用的营养物质的方式
异养型生物
生物生长过程中能量的来源
光能营养型 化能营养型
营养类型 碳源 能源 三、微生物的营养类型
光能无机自养型 CO2 （光能自养型） 光能有机异养型 有机物 （光能异养型） 化能无机自养型 CO2 （化能自养型） 光能 光能
举例 着色细菌、蓝细菌、藻类
二、细菌的营养与繁殖 一）细菌的营养物质及其生理功能 水 质营 碳源 氮源 养 物 无机盐 生长因子
1、水
生理功能主要有 ①作为细胞的组成成分。 ②起到溶剂与运输介质的作用； ③参与细胞内一系列化学反应；
④热的良好导体；
⑤维持蛋白质、核酸等生物大分子稳定的天然构象；
2、碳源
在微生物生长过程中能为微生物提供碳素来源的物质