第二章细菌的生长繁殖与代谢
细菌的生理
医学中的应用 细菌学研究 生物制品的制备 工农业 生产中的应用 制造各种产品 处理垃圾 制造菌肥农药等
基因 工程中的应用
表达重组DAN制备产品
连续培养系统：是一个 恒定体积的流动系统， 新鲜培养基以恒定的速 度流入，又以相同的速 率流出，细菌始终保持 在对数生长期。
连续培养系统
第三节 细菌人工培养
一、细菌生长繁殖条件
1.培养基 （1）水分 人工培养细菌应用蒸馏水、无离子水。 （2）含碳化合物 葡萄糖、乳糖、蔗糖及麦芽糖。
（3）含氮化合物
第二章 细菌的生理
第一节 细菌的新陈代谢
一、细菌的酶
1、酶的性质
根据酶作用的部位不同 胞内酶
胞外酶
2、酶作用原理
固有酶 根据酶生成的条件不同 诱导酶
转移酶类 水解酶类 裂合酶类 连接酶类
3、细菌酶的种类
根据酶催化的化学反应类型不同
酶催化的化学反应类型
裂合酶
二、细菌的新陈代谢产物
1.分解产物
（1）糖的分解产物
酸类 琥 甲 乙 乳 丁 珀 酸 酸 酸 酸 酸 丙 酮 正 乙 甘 丙 醇 油 醇 丁 异 烯 丙 二 醇 醇
酮类
糖
丙酮酸
醇类
乙 酰 甲 基 甲 醇
气体
H2
CO2
（2）蛋白质的分解产物
无机物质：水、NH3、CO2、 H2、H2S、H2SO4、磷酸等 含氮有机物质：甲胺、尸胺、 酪胺、腐胺、组胺、色胺等 有机酸类：饱和酸、不饱和 酸、酮酸、羧酸 其他：甲烷、酚、甲酚、尿 素、硫醇、粪臭素等
一般以简单的二分裂法进行无性繁殖，个别细菌如结 核杆菌偶有分枝繁殖的方式。 2.世代时间 一个细菌分裂为两个菌体所需的时间。
3.第二章 细菌的生物学特性,第三节细菌的生长繁殖
一、细菌生长繁殖的条件
（二）环境
3.气体：
(三) 厌氧微生物与氧的关系
1.专性厌氧微生物 产甲烷菌在无氧条件下才生存，遇氧就死亡的微生物。厌氧微生 物不具有过氧化氢酶，被生成的H2O2杀死。O2产生游离O2-˙ ，因专 性厌氧微生物不具破坏O2-˙的超氧化物歧化酶（SOD）而被O2-˙杀死。
梭菌属Clostridium)、拟杆菌属(Bacteroides)、梭杆菌属 (Fusobacterium)、脱硫弧菌属(Desulfovibrio)、所有产甲烷菌
（二）环境
2.温度：
嗜冷性微生物，尤其是专性嗜冷性微生物能在0℃生长。有的在 零下几摄氏度甚至更低也能生长，它们的最适宜温度是5～10℃ 之间。（冰箱中的微生物 ）。只有冻结时才破坏微生物生长。 即使在南、北极仍然有细菌生长，在冰河的表面和雪原地区经 常能见到一种嗜冷藻，叫雪藻（多属于Chlamydomonas nivalis）。其孢子呈现鲜艳的红色。
一、细菌生长繁殖的条件
（一）营养物质
5.水
菌体重要成分。细胞组分、溶媒、参与代谢、适宜反应温度的 保障、维持大分子构象稳定。
一、细菌生长繁殖的条件
（一）营养物质
化学元素
主要元素 微量元素
C、H、O、N、S、P Na、K、 Ca Mg、Fe、Mn
结构组成 渗透压、一）营养物质
脂类 结核分枝杆菌含量高（４０％） 特有成分 肽聚糖 、磷壁酸、吡啶二羧酸
一、细菌生长繁殖的条件
（一）营养物质
组分
水
蛋白 质
核酸
糖类
脂类 维生
素
所占比重
细菌重量7090%
固形成分4080%
干重 3%
固形成分1030%
02第二章 细菌的生理
原理：
葡萄糖
丙酮酸 大肠杆菌分解 （无脱羧酶） 乙醛 乳酸 甲酸 琥珀酸 乙酰甲基甲醇(呈中性) （pH>5.4） 碱性条件下被空气中的氧氧化 产气杆菌脱羧酶作用
乙酸
乙醇
二乙酰
（pH≤4.5） 与蛋白胨中精氨酸的胍基作用
加入甲基红
pH 4.4-4.6
（红→黄）
呈红色 ( V.P. -) M.R. +
第二章 细菌的生理
• 第一节 细菌细胞的代谢过程 • 第二节 细菌的生长繁殖 • 第三节 细菌的人工培养
§2－1 程Байду номын сангаас
细菌细胞的代谢过
细菌细胞的代谢过程按其功能分 为：物质摄取、生物合成、聚合作用 及组装四个步骤。
一、物质摄取 ：指从周围环境获得营养 。 营养物质进出细胞的方式有： 1、单纯扩散（被动扩散）：细胞膜两侧的 物质靠浓度差（浓度梯度）进行分子扩散的 过程。 特点：1）无特异性和选择性，速度较 慢。 2） 不需要载体，不消耗能量。 2、促进扩散：指某些物质与位于细胞膜上 的特异性载体蛋白相结合，而将其转运到细 胞内的过程。 特点：1）具有特异性和选择性。 2）需要载体，但不消耗能量。
四、组装：细菌细胞结构的组装有两种方 式： 1、自我组装：如鞭毛、核糖体等 2、指导组装：如细菌表面的膜结构等
§2－2 细菌的生长繁殖
一、细菌个体的生长繁殖： 1、繁殖方式：二等分分裂法。 2、繁殖速度： 世代时间：一个菌体分裂为两个菌体所需 的时间 称为世代时间。 有的细菌繁殖快，如大肠杆菌及许多其 它病原菌（体）在适宜的条件下，20分钟 分裂一次（即一代），而有的细菌繁殖慢， 如分枝杆菌需18-24小时才分裂 一次。
3、主动输送：指某些物质与位于细胞膜上的 特异性载体蛋白相结合后逆浓度梯度“泵”入 细胞内的过程。 特点： 1）具有特异性和选择性。 2）需要载体，需要能量。 4、基团转位：指物质在运输的同时受到化学 修饰，从而源源不断输入细胞的过程。
第二章第二节细菌的生长繁殖与变异导学案 -
第二章细菌概述
第二节细菌的生长繁殖与变异导学案2016.2
学习目标：
1理解细菌生长繁殖的基本条件;细菌的合成代谢产物及意义2了解细菌在液体培养基中的生长现象
学习重点：细菌生长繁殖的基本条件;细菌的合成代谢产物及意义学习过程：
【复习回顾】细菌细胞的结构
【自主探究】
一、细菌的生长繁殖
（一）细菌生长繁殖的条件
1.，包括
2.，一般为
3.，一般为
4.，主要是和
根据细菌对氧气的需求的不同将细菌分为四类：
1 ，2
3 ，4
（二）细菌在液体培养基有等现象。
（三）细菌的合成代谢产物及其意义
1.，概念：
意义：
2.概念：
意义
3.意义：
4.概念：
意义
5.意义
6.意义
♥小讨论联系实际判断细菌对氧气需求的不同类型。
【课堂练习】P20
【学习小结及反思】回顾本节学习目标，看你是否完成？还有哪些有待课下加强？
【教学反思】。
第二章 细菌的生理
二、生物合成（biosynthesis）
与其他生物类似 吸收的各种前体代谢物通过各种代谢途径， 合成所需物质：多种氨基酸、核苷酸、糖、脂肪酸及其大分 子物质。但细菌不能自身合成，须从环境中获得。各种细菌 的合成途径和合成能力不同，对营养的需要以及代谢产物也 不尽相同，可作为细菌鉴定指标。
三、聚合作用（polymerization）
3 、稳定期（ stationary phase ）此时因营 养的消耗、代谢产物的蓄积等，细菌繁殖 速度下降，死亡数逐步上升，新繁殖的活 菌数与死菌数大致平衡。该朔细菌的形态 及生理性状常有改变，革兰氏阳性菌此时 可染成阴性。毒素等代谢产物大多此时产 生。大肠杆菌的稳定期持续约8h。 4、衰亡期 （decline phase）细菌开始大 量死亡，死菌数超过活菌数。如不移植到 新的培养基，最终可全部死亡。此期细菌 的菌体变形或自溶，染色不典型，难以进 行鉴定。
特点：
需要特异性的载体蛋白顺浓度梯度运输
不消耗能量
运输SO42-、PO43-、糖（真核）
胞外
细胞膜
胞内
促进扩散示意图
3、主动运输 (active transport)
特点： 是微生物吸收营养的主要方式 可逆浓度梯度运输，耗能 需载体蛋白，有特异性
运输有机离子、无机离子、氨基酸、乳糖等糖类
第二章 细菌的生理
主要内容：
细菌的代谢
细菌的生长繁殖
细菌的人工培养 细菌的生化试验
第一节
细菌细胞的代谢过程
细菌与其他生物一样，有独立的 生命活动，涉及复杂的新陈代谢。 细菌的生理涉及细菌的组分、营养 要求、能量代谢、生物生长合成繁 殖及基因调控等。
细菌与动物真核生物新陈代谢的主要区别 有如下几点:
第二章 细菌概论(二)
课时授课计划审签编号组织教学：考勤、填写教学日志1基本课题：第二节细菌的生长繁殖与变异教学目标：1. 列出细菌的代谢产物说明其意义。
（重点）2. 简述细菌的人工培养。
3. 说出细菌生长繁殖的规律。
（重点）4. 理解细菌遗传与变异的机理。
（难点）5. 简述细菌的变异在医学实践中的应用。
（重点）教学内容教学设计时间（分）复习旧课：细菌的特殊结构有哪些？ 4第二节细菌的生长繁殖与变异一、细菌的生长繁殖（一）细菌生长繁殖的条件师生共同分析总结。
10（二）细菌生长繁殖的规律利用挂图解释生长曲线。
10二、细菌的代谢产物及意义201. 列举临床实例讲解其意义。
2. 利用板图讲解。
三、细菌的人工培养 1. 利用板图讲解细菌的生10长现象。
2. 重点放在实验课上讲解。
四、细菌的变异（一）细菌变异的现象结合临床实例及预防接种25阐述细菌的变异现象。
（二）细菌的遗传物质 5由生物学知识引入。
（三）细菌变异的机制简介、自学。
5 （四）细菌变异的实际意义应用临床实例讲解。
5小结 41. 列出细菌的代谢产物说明其意义。
2. 热原质具有什么特点？在临床实践中有何实际意义？布置作业与预习 1 作业：列出细菌的代谢产物说明其意义。
预习：第五节细菌的致病性与感染课后分析第二章细菌的生长繁殖与变异细菌与其他生物细胞一样，不断从外界环境中获得营养，合成自身细胞成分并获得能量，同时不断排除废物，完成新陈代谢，得以生长繁殖。
一、细菌的生长繁殖（一）细菌生长繁殖的条件1.营养物质：包括水分、碳源、氮源、无机盐类、生长因子。
2.酸碱度：大多数为pH7.2-7.6。
3.温度：大多数病原菌为37度。
4.气体：氧和二氧化碳。
（1）专性需氧菌：如结核杆菌。
（2）专型厌氧菌：如破伤风杆菌。
（3）兼性厌氧菌：大多数病原菌属此。
（二）细菌生长繁殖的规律1.细菌的繁殖方式：无性二分裂方式进行繁殖。
2.细菌的繁殖速度：一般20-30分钟，个别分裂缓慢。
3.细菌的生长曲线（1）迟缓期：最初1-3小时，菌数不增加。
第二章微生物的生长规律
培养物中所有微生物细胞都处于同一生长阶段，并都能同时分裂的生 长方式。 同步培养方法
诱导法：采取控制培养温度、培养基成分和某些代谢抑制剂等，
诱导形成同步生长的过程。
筛选法：将处于不同生长阶段的细胞，通过差异离心技术或滤膜
影响指数期的因素
➢ 菌种： 不同菌种的代时差异极大 ➢ 营养成分：营养越丰富，代时越短 ➢ 营养物浓度：影响微生物的生长速率和总生长量 ➢ 培养温度：影响微生物的生长速率
指数期的实践意义
➢ 是代谢、生理研究的良好材料 ➢ 是增殖噬菌体的最适宿主菌龄 ➢ 是发酵生产中用作“种子”的最佳种龄 ➢ G+染色鉴定时采用此期微生物
研究滞留适期长短的意义？
2）指数期
特点： ➢代谢活性强，生长速率最 快，细胞呈指数增长 ➢世代时短而稳定，生长速 率恒定 ➢ 群体的生理特性较一致
对数生长期
对数期（指数生长期）
Nt=2n N0 n=3.33(lgNt-lgN0)
G=t/n=0.301t/(lgNt-lgN0)
n——繁殖代数 G——世代时(每繁殖一代所需的时间) N0——对数生长期开始微生物数量 Nt——对数生长期经过时间t后微生物数量
过滤技术使它们分开，再行培养。
二、单细胞微生物的群体生长曲线
绝大多数微生物个体微小，个体质量和体积的变 化不易观察，所以常是以微生物的群体作为研究对象， 以微生物群体细胞的数量或群体细胞物质量的增加作为
生长的指标。
在纯培养条件下，微生物的群体生长随着时间的增 加，表现出明显的规律性，即开始缓慢，逐渐加快，达 到最高阶段后，又逐渐下降，呈现一个曲线式的生长过 程。
第二节 细菌的生长繁殖
第二节细菌的生长繁殖生长繁殖的三大要素。
掌握细菌生长繁殖的条件、影响因素及规律对临床医学及基础研究均有重要意义。
一、细菌生长繁殖的条件1．充足的营养：必须有充足的营养物质才能为细菌的新陈代谢及生长繁殖提供必需的原料和足够的能量。
2．适宜的温度：细胞生长的温度极限为-7℃～90℃。
各类细菌对温度的要求不同，可分为嗜冷菌（Psychrophiles）,最适生长温度为（10℃～20℃）；嗜温菌（Mesophiles）,20℃～40℃;嗜热菌（Thermophiles）,在高至56℃～60℃生长最好。
病原菌均为嗜温菌，最适温度为人体的体温，即37℃，故实验室一般采用37℃培养细菌。
有些嗜温菌低温下也可生长繁殖，如5℃冰箱内，金黄色葡萄球菌缓慢生长释放毒素，故食用过夜冰箱冷存食物，可致食物中毒。
3．合适的酸碱度：在细菌的新陈代谢过程中，酶的活性在一定的PH范围才能发挥。
多数病原菌最适PH为中性或弱碱性（pH7.2～7.6）。
人类血液、组织液PH为7.4，细菌极易生存。
胃液偏酸，绝大从数细菌可被杀死。
个别细菌在碱性条件下生长良好，如霍乱孤菌在PH8.4～9.2时生长最好;也有的细菌最适pH偏酸，如结核杆菌（pH6.5～6.8）、乳本乡杆菌（pH5.5）。
细菌代谢过程中分解糖产酸，PH下降，影响细菌生长，所以培养基中应加入缓冲剂，保持PH稳定。
4．必要的气体环境：氧的存大与否和生长有关，有些细菌仅能在有氧条件下生长；有的只能在无氧环境下生长；而大多数病原菌在有氧及无氧的条件下均能生存。
一般细菌代谢中都需CO2，但大多数细菌自身代谢所产生的CO2即可满足需要。
有些细菌，如脑膜炎双球菌在初次分离时需要较高浓度的CO2（5～10%），否则生长很差甚至不能生长。
二、细菌生长繁殖的方式与速度细菌的生长繁殖包括菌体各组分有规律的增长及菌体数量的增加。
细菌以简单的二分裂方式无性繁殖，其突出的特点为繁殖速度极快。
细菌分裂倍增的必须时间，称为代时（Generation time）,细菌的代时决定于细菌的种类又受环境条件的影响，细菌代时一般为20～30分钟，个别菌较慢，如结核杆菌代时为18～20小时，梅素螺旋体为33个小时。
第二章第2节细菌的代谢产物
奈曼旗民族职专 护理组 姚立超
复习旧知
• 1、细菌生长繁殖的四个阶段及特点 • 2、细菌人工培养的意义
细菌的代谢产物
1.细菌的合成代谢产物
与致病有关 与治疗有关
合成代 谢产物
抗生素
毒素
侵袭性酶
维生素
与鉴别细菌有关
色素
热原质
细菌素
热原质
许多革兰阴性菌及少数革兰阳性菌合成
一种物质，注入人体或动物体内可引起
色 素
如葡萄球菌产生的 金黄色色素、绿脓 杆菌产生的绿脓素， 可用于鉴别细菌。
柠檬色
具抑菌或杀菌 作用，但抑菌 谱窄，主要用 于细菌分型和 流行病的调查。
细菌素
2.细菌的分解代谢产物
（1）糖的分解产物：有机酸、醇类 和气体。
（2）蛋白质的分解产物：大肠埃希菌
乙型副伤寒沙门菌
复习思考题
1．细菌的主要合成代谢产物有哪些？在医学上 有何意义？ 2．何谓热原质？如何去除？
对组织细胞有毒害作用如 透明质明酸酶、血浆凝固 酶等。
毒 素 与 酶
糖的分解产物
大肠 杆菌 乳糖 + 伤寒杆 菌 —
说明： 细菌分解乳糖产酸 分解葡萄糖产酸产气
葡萄糖
+
+ห้องสมุดไป่ตู้
酚红
发热反应。革兰阴性菌产生的热原质为
脂多糖。耐热，用高压灭菌法不能破坏， 可经 250 ℃ 30 分钟或 180 ℃ 4 小时高温处 理，液体中的热原质可用离子交换剂或
过滤方法除去。
细菌性感 染和某些 肿瘤的治 疗
维生素
如 B 族维生素 和维生素 K 等， 可用于治疗 维生素缺乏 所致的疾病
抗生素
白色
第二章细菌的生理
需要消耗能量； 营养物质可以进行逆浓度转运。
1. 依赖于周浆间隙结合蛋白的转运系统
2. 化学渗透驱使转运系统
3. 基团转移
依赖于周浆间隙结合蛋白的转运系统
化学渗透驱使转运系统
基团转移
三、影响细菌生长的环境因素
营养物质 氢离子浓度(pH)
嗜中性菌：pH 6.0~8.0 （病原菌 pH 7.2~7.6） 嗜酸性菌：pH 3.0 嗜碱性菌：pH 10.5
第三节 细菌的新陈代谢与能量转换
小分子 外界 营养物质
主动转运 被动转运
胞 质
分解代谢 catabolism 合成代谢 anabolism
一、细菌的能量代谢
发酵：细菌将有机物氧化释放的电子直接交给底物本身未完全氧化
的某种中间产物，同时释放能量并产生各种不同的代谢产物。以有机 物为受氢体。
生物体内葡萄糖被降解成丙酮酸的过程称为糖酵解。
无机盐的作用
作为酶活性中心的组成部分，维持酶的活性；
参与能量的储存和转运；
维持细菌的渗透压平衡； 参与细菌的致病作用。
第二节 细菌的营养与生长繁殖
细菌的营养物质：
水---营养物质必须先溶于水。 碳源---来源于糖类，提供能量。 氮源---来源于蛋白质、氨基酸等，合成菌体成分。 无机盐---钾、钠、钙、镁、磷、硫等。 生长因子---生长必需但自身不能合成的物质，如维生素、 氨基酸、嘌呤、嘧啶等。
侵袭性酶 损伤机体组织，促进细菌侵袭和扩散
3. 色素
金黄色葡萄球菌——金黄色色素（脂溶性） 铜绿假单胞菌—— 绿色色素（水溶性） 可用于细菌鉴别
金黄色葡萄球菌
铜绿假单胞菌
4. 抗生素(antibiotics)
细菌的生理(重点)
细菌的生理活动包括摄取营养物质和合成各种所需物质，进行新陈代谢及生长繁殖。
细菌具有独立的生命活动能力，处于适宜的环境条件下，可从外界环境中摄取营养物质，获得能量，具有代谢旺盛、繁殖迅速的特点。
第一节细菌的理化性状一、化学组成1.与其他生物细胞相似，含有包括水、蛋白质、无机盐、糖类、脂类和核酸等多种化学成分。
2.水占75-90%，为主要成分。
3.去除水分后，主要为有机物，包括碳、氢、氮、氧、磷和硫。
还有少量无机离子，包括钾、钠、铁、镁、钙、氯等，用以构成菌细胞的各种成分、维持酶的活性和跨膜化学梯度。
4.还含有一些原核细胞型微生物所特有的化学组成，如肽聚糖、胞壁酸、磷壁酸、D型氨基酸、二氨基庚二酸、吡啶二羧酸等。
二、物理性状1.光学性质细菌为无色半透明小体，细菌悬液呈混浊状态。
观察-染色法-相差显微镜。
2.表面积细菌体积微小，表面积相对较大，有利于细菌的内外物质交换。
3.带电现象细菌的固有成分50-80%是蛋白质，主要为兼性离子氨基酸组成。
G+菌的等电点pH为2-3G-菌的等电点pH为4-5因此，在弱碱性或近中性环境中细菌均带负电荷，等电点越低带负电荷越多。
意义：细菌的带电现象与细菌的染色反应、凝集反应和抑菌杀菌作用有着密切关系。
4.半通透性意义：细菌为了利于内外物质交换，有利于营养物质的吸收和代谢产物的排出，其细胞壁和细胞膜都为半通透性。
5.渗透压细菌体内由于含有高浓度的营养物质和无机盐，其渗透压极高。
革兰阳性菌渗透压高达20-25个大气压，革兰阴性菌也有5-6个大气压。
意义：细菌一般处于相对低渗的环境，有坚韧的细胞壁保护不致崩裂。
细菌若处于高渗环境中，菌内水分逸出，胞质脱水浓缩，细菌就不能繁殖。
一、细菌的营养物质1.水：溶解营养物质，有利于营养物质的吸收与代谢。
2.碳源：主要来源于糖类，是合成菌体的糖类、脂类、蛋白质、核酸的成分，又是细菌的能量来源。
3.氮源：来源于氨基酸、蛋白质等，合成菌体成分。
细菌的生长繁殖与代谢 ppt课件
第三节 细菌的新陈代谢
一、分解代谢产物和细菌的生化反应
临床意义：鉴别细菌 举例：IMVC试验是吲哚试验（I）、甲 基红试验（M）、VP试验（V）、枸橼 酸盐利用试验（C）的合称，常用于鉴 别肠道杆菌。
16 16
二、合成代谢产物及其在医学上的意义 （一）与致病有关的代谢产物
1. 毒素 ：外毒素、内毒素 2. 侵袭性酶 3. 热原质
33
1、掌握细菌合成代谢的产物及意义。 2、熟悉细菌生长繁殖的条件、方式、
速度及规律，细菌在培养基中的生长 现象。 3、了解培养基的制备和种类，细菌人 工培养的意义，细菌分解代谢的产物 及意义。
44
第一节 细菌的生长繁殖
一、细菌生长繁殖的条件(人类呢？)
营养物质 水
碳源（无机物 CO2、有机物 糖、淀 粉）
33 33
第3节 细菌遗传变异的实际意义
疾病预防：利用毒力变异制备疫苗， 如卡介苗（可预防什么疾病？？？） 基因工程：利用细菌基因型变异原理， 制备生物制品（如胰岛素、干扰素、 乙肝疫苗等）
34 34
课后要求
课后问题：写在作业本上 课后目标检测：写在书上 检查时间和方式：下次课检查并提问
35 35
医学上重要的质粒 F质粒（接合性质粒）：传递质粒 R质粒（耐药性质粒） Col质粒（细菌素质粒） Vi质粒（毒力质粒）
29 29
三、转位因子：在DNA分子中移动 四、噬菌体
感染细菌、真菌等的病毒 严格的宿主特异性，
只能在活的微生物 细胞内复制。 抵抗力 ：较强
30 30
噬菌体与宿主细菌关系
毒性 噬菌体
氮源（无机物N2 、有机物 蛋白质…） 无机盐（K、Na、Ca、Mg、S、P···） 生长因子（维生素、氨基酸、嘌呤、
微生物第二章 细菌的生理学
细菌类型 生长范围 最适生长温度 嗜冷菌 -5~30℃ 10~20℃ 嗜温菌 10~45℃ 20~40℃ 嗜热菌 25~95℃ 50~60℃
26
3．氢离子浓度（pH）
H+影响代谢过程酶活性，从而影响营养物质吸收。多 数细菌最适pH7.2-7.6。 每种细菌都有一个可生长的pH范围,以及最适生长pH。 嗜中性细菌生长的pH范围是6.0～8.0 嗜酸性细菌最适生长pH可低至3.0 嗜碱性细菌最适生长pH可高达10.5。 多数病原菌最适pH为7.2～7.6,在宿主体内极易生存； 个别细菌如霍乱弧菌在 pH8.4-9.2 生长最好 , 结核分枝 杆菌生长的最适pH为6.5-6.8.
系列生化反应。
5
(二)、无机盐：
占细菌重量的2%～3%; 常量营养元素:
P、 K、 Ca、 Mg、 Na、Cl、 S等 微量营养元素: Cu、 Fe、 Zn、 Mn、 Si、Al、Co等。 作用: 构成菌体成分 作为酶的组成部分,维持酶的活性 调节渗透压
6
(三)、有机物
1.蛋白质和含氮化合物：
第二章 细菌生理学
细菌的生理活动包括摄取和合成营养物质, 进行新陈代谢及生长繁殖。整个生理活动 的中心是新陈代谢,细菌的代谢活动十分活 跃而且多样化,乃至繁殖迅速是其显著的特 点。
研究细菌的生理活动不仅是基础生物学科 的范畴,而且与医学、环境卫生、工农业生 产等都密切相关。
1
2
第一节 细菌的理化性状
（4）化能异养菌：能量来源于化学反应，以有机物作为碳源。
病原菌
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腐生型：利用无生命的有机物获得营养物质 寄生型：从活的寄生体内获取营养物质。
中间类型（兼性腐生或兼性寄生）如大肠杆 菌。
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培养基种类
1、基础培养基 含有培养一般细菌的最基本成分。又 分为：液体培养基、固体培养基和半固 体培养基三种。在液体（肉汤）培养基 中，加入2-3%琼脂即为固体培养基，加 入0.2- 0.5%琼脂即为半固体培养基。
温度(temperature):
细菌生长的最适温度随菌种不同而 异，一般病原菌要求与体温相同 （37℃），如牛羊病原菌需37℃，鱼类 病原菌则要求22℃。
不同细菌的适合生长温度
类别
温度(℃)
嗜冷菌(psychrophile) 10～20
嗜温菌(mesophile)
30～37
嗜热菌(thermophile) 50～60
气体
与细菌生长繁殖有关的气体是氧气和二氧化碳。
O2 ：根据细菌代谢时对氧气的需要与否分三类： 1.专性需氧菌：具有完善的呼吸酶系统，需要分子氧作为受氢体以完成需氧 呼吸，仅能在有氧环境下生长。如结核分枝杆菌。微需氧菌：在低氧压 （5%~6%），生长最好高氧压对其有抑制作用。如：空肠弯曲菌。 2.兼性厌氧菌：兼有有氧呼吸和无氧发酵两种功能，在有氧、无氧环境中均 能生长，但以有氧时 生长较好。大多数病原菌属于此类，如葡萄球菌。 3.专性厌氧菌：缺乏完善的呼吸酶系统，只能进行无氧发酵，必须在无氧 环境中生长。如破。伤风芽胞梭菌 有氧环境不能生长的原因 1.缺乏细胞色素及细胞色素氧化酶 2.缺乏超氧化物歧化酶
1. 繁殖方式----细菌以简单的无性二分裂方式（1→2→2²→2³→2ⁿ） 进行繁殖。
繁殖速度----多数细菌，繁殖一代所需时间（代时）约20~30min。 但少数细菌代时较长，如结核分枝杆菌代时为18小时。
➢细菌群体的生长繁殖 2.繁殖规律----生长曲线（growth curve)
迟缓期 (lag phase) ， 对数期 (logarithmic phase) 稳定期 (stationary phase) ，衰退期 (decline phase)
第二章细菌的生长繁殖与 代谢
第一节 细菌的生长繁殖
一、细菌的生长繁殖的条件 细菌的种类不同，生长繁殖所需的条件不完全 相同，基本条件：
营养物质
水、碳源、氮源、无机盐及生长因子为细菌的代谢 及生长繁殖提供必需的原料和充足的能量。
生长因子：某些细菌生长必须而又不能自生合成的 一类有机化合物，主要是B族维生素，某些氨基酸，嘌 呤，嘧啶等。
磷
合 成 菌 体 结 构 成 分（ 核 酸 、磷 脂 、核 蛋 白 、辅 酶 ） 贮存成转运能量（ATP 高能磷酸键）
钾 细胞内重要的及细胞膜的 作用
锰 微量营养物质，参与某些酶的辅基
钙 芽胞成分之一，某些酶的辅因子
铁 细胞色素和过氧化氢，维生素 B12 及其辅酶组分
矿物质—在细菌代谢中起着酶激活物 的作用，用来构成酶的辅基，对于维 持原生质胶体状态和细胞渗透性具有 较大作用。
Vit—在代谢中起重要作用（如B簇Vit 起着辅酶或辅基的作用。
元素 氢
氧
碳 氮 硫
生理功能 组成细胞水分及有机物 参与细胞水分及有机物合成；细胞呼吸中的电子 受体 细胞有机物的组成，提供能量来源 蛋白质、核酸和辅酶的组成 蛋白质组分、某些辅酶的组分（如辅酶 A）
4、鉴别培养基 利用细菌分解底物及其代谢产物 的不同，可在培养基中加入某种物 质和指示剂，即制为鉴别培养基， 以测定不同细菌的生化反应。
2、营养培养基
于基础培养基中加入高营养物质如葡萄 糖、血液、血清、腹水、生长因子等，以 满足营养要求较高的细菌生长需要。有的 细菌还需加入特殊物质，如结核杆菌需加 入鸡蛋清、马铃薯、甘油等才能良好生长
3、选择培养基
利用细菌对某种物质敏感程度的不同，可 在培养基中加入抑制某些细菌生长的药物， 而选择性地让欲分离的细菌旺盛生长的培养 基如胆盐和蔷薇色酸可以选择性地抑制G+菌 的生长，而不影响Gˉ菌的生长。在培养基 中加入二药后可选择性地分离出肠道杆菌。
（一）培养基的种类和常用培养基
• 培养基的概念：
将细菌所需的各 种营养物质按一定比 例混合在一起，并调 节到适宜的PH，这种 人工配制的适合细菌 生长繁殖的细菌营养 物，称为培养基。
• 培养基必需符合以 下条件：
• 营养物 • 适宜的PH环境 • 温度和渗透压 • 无菌
▪ 培养基（culture medium）分类
酸碱度/氢离子浓度(pH)：
PH对细菌发育影响很大，大多数病原菌 最适酸碱度为PH7.2-7.6，少数细菌可在 特殊PH条件下生长，如霍乱弧菌在 PH8.8-9.2时均能生长（最适为7.88.0），乳酸杆菌在PH 3.4-4.5时可生长， 霉菌则在PH 3.0-6,0，结核杆菌:6.5 ～ 6.8生长良好。
细菌群体的生长繁殖
三、细菌的人工培养
• 用人工的方法，将细菌从自然界、动物体 或病料中分离出来，其目的是为了研究细 菌的形态、生理特性、生物学特性或制取 细菌的某种代谢产物等。这对于传染病的 诊断、流行病学调查、菌苗制备、微生物 的工业生产都具有重要意义。为此，了解 和掌握细菌分离培养的有关基础知识是十 分必要的。
水分—新陈代谢所需媒介。
含碳化合物—用来合成菌体的糖、蛋白质、 核酸等，亦作为能量来源。
含氮化合物—用来合成菌体的各种含氮化 合物。
矿物质—在细菌代谢中起着酶激活物 的作用，用来构成酶的辅基，对于维 持原生质胶体状态和细胞渗透性具有 较大作用。
Vit—在代谢中起重要作用（如B簇 Vit起着辅酶或辅基的作用。
CO2 ：对细菌生长也很重要，大部分细菌在 代谢中产生的C O2可满足需要，个别细菌初 次分离时需人工供给5%~10%C O2
细菌适合生长的气体环境
类别
举例
专性需氧菌 结核杆菌,霍乱弧菌
微需氧菌 空肠弯曲/幽门螺杆菌
兼性厌氧菌 大多数细菌
专性厌氧菌 破伤风梭菌等
二、细菌的繁殖方式与速度
➢细菌个体的生长繁殖