兽医微生物学-细菌的生理

类 元素水平 型
C·H·O·N·X 有 C·H·O·N 机 碳
C·H·O
C·H
无 C(?) 机 碳 C·O
C·O·X
表3 细菌的碳源谱
化合物水平
培养基原料水平
复杂蛋白质、核酸等 多数氨基酸、简单蛋白质 等 糖、有机酸、醇、脂类等
烃类
—
牛肉膏、蛋白胨、花生饼粉等 一般氨基酸、明胶等
葡萄糖、蔗糖、各种淀粉、糖 蜜等 天然气、石油及其不同馏份、 石蜡油等 —
氮 分子态氮：固氮微生物以分子氮为唯一氮源
源 种
无机态氮：硝酸盐、铵盐几乎所有微生物能利用
类 有机态氮：蛋白质及其降解产物
表4 细菌的氮源谱
类 元素水平 型
N·C·H·O·X 有 机 氮 N·C·H·O
化合物水平
复杂蛋白质、核酸等
尿素、一般氨基酸、简单蛋白质 等
培养基原料水平
牛肉膏、酵母膏、饼粕 粉、蚕蛹粉等
尿素、蛋白胨、明胶等
N·H
无 机 N·O 氮
N
NH3、铵盐等 硝酸盐等 N2
(NH4)2SO4等 KNO3等 空气
4、无机盐（mineral salts）
无机盐 是微生物生长必不可少的一类营养物质，它们
为机体生长提供多种重要的生理功能（见下图），包括大量 元素和微量元素。
大量元素：P、S、K、Mg、Ca、Na、Fe等。 （细菌生长所需浓度在10-3~10-4mol/L）
50~80
32~75
碳水化合物 7~40
12~28
27~63
脂肪 4~40
5~20
2~15
2. 细菌的物理性状
（1）光学性质：细菌为半透明，可用比浊法或分光光 度计估计细菌数量。
（2）表面积：1cm3体积的葡萄球菌，其表面积可达 60000cm2；
（3）带电现象： （4）半透性：利于营养物质交换 （5）渗透压：
微量元素：Cu、Zn、Mn、Mo、Co等。 （细菌生长所需浓度在10-6~10-8mol/L）
一般微生物生长所需要的无机盐有：硫酸盐、磷酸盐、 氯化物以及含有钠、钾、镁、铁等金属元素的化合物。
大 量 元
无素
机
盐微
量 元 素
无机盐的生理功能
一般功能
细胞内一般分子成分 如P、S、Ca、Mg、Fe等
酶的激活剂（Mg2+等）
元素 碳 氮 氢 氧 磷 硫
表1 细菌细胞中几种主要元素的含量 （干重的百分数）
细菌
酵母菌
霉菌
50
49.8
47.9
15
12.4
5.2
8
6.7
6.7
20
31.1
40.2
3
—
—
1
—来自百度文库
—
表2 细菌细胞的化学组成
主要成分 菌
水分 85~90 （占细胞鲜重的%）
蛋白质 14~15
细菌 75~85
酵母菌
霉
70~80
1. 水（water）
细菌细胞含水约占细胞鲜重的70－90％， 水作 用是多方面的。
水的功能： A. 是细胞中生化反应的良好介质； B. 营养物质和代谢产物都必须溶解在水里， 才能被吸收或排出细胞外； C. 水的比热高，能有效的吸收代谢过程中放 出的热量，不致使细胞的温度骤然上升； D. 维持细胞的膨压（控制细胞形态）。
CO2 NaHCO3
CO2 NaHCO3、CaCO3、白垩等
3. 氮源(nitrogin source)
❖ 凡是可以构成微生物细胞和代谢产物中氮素来源的 营养物质都称为氮源。
❖ 氮源功能：为微生物提供合成细胞物质代谢产物的 原料，
❖ 氮源一般不做能源，只有硝化细菌利用铵盐，亚硝 酸盐作氮源,同时也作能源。
一. 细菌的理化性状
1. 化学组成
细菌细胞的化学组成，与其他高等动植物细胞 一样，细菌细胞也是大量元素：碳、氢、氧、氮、磷、 硫（这六种元素占细菌细胞干重的97％，表1）和微 量元素：铁、锰、锌等构成。细菌细胞中这些元素主 要以蛋白质、糖、脂、核酸、维生素及它们的降解产 物、代谢产物等有机物质，水和无机盐等无机物质的 形式存在（表2）。水是细菌细胞中的一种主要成分， 一般可占细胞干重的90％以上。
二. 细菌的营养需要
(一)细菌的营养要素 (二)细菌的营养类型 (三)细菌的呼吸类型 (四)细菌的营养摄取
水（water） 碳源 （carbon source） 氮源（nitrogen source） 无机盐（mineral salts）
生长因子（growth factor）
(一) 细菌的营养要素
这些生长因素多半是辅基或辅酶的主要成分，对 细菌的生命活动至关重要。充足的生长因素可使细菌 生长加快数百倍。
各种细菌对生长因素的需要情况有所不同。某些 微生物能合成和积累生长因素的特性，已被用于人类 生产和医药、食品、饲料等。
（二）细菌的营养类型
1. 根据生长所需要的营养物质的性质，可将细菌分成 异养型细菌：生长时需要复杂的有机物质作为营养物质 自养型细菌：生长时能以简单的无机物质作为营养物质 植物、动物属于异养型生物，而细菌既有异养型的 也有自养型的，大多数细菌属于异养型生物，少数细菌 属于自养型生物。
2. 根据生长时能量的来源不同，又可将细菌分成 化能营养型细菌：依靠化合物氧化释放的能量进行生长 光能营养型细菌：依靠光能进行生长 动物和大部分细菌属于化能营养型生物，它们从 物质的氧化过程中获得能量。植物和少部分细菌属于 光能营养型生物
2. 碳源(carbon source)
凡能构成微生物细胞或代谢产物中碳元素 来源的营养物质都称为碳 源 。
碳源功能：碳素构成细胞及代谢产物的骨架 碳素 是大多数微生物代谢所需的能量来源
无机C源：CO2、碳酸盐，只能被自养
碳源种类：
微生物利用
有机C源：各种糖类，其次是有机酸、
醇类、 脂类和烃类化合物
兽医微生物学
2020年6月
第一章 细菌学基础
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节 第七节
细菌的形态与结构 细菌的生理 细菌的生态 细菌的致病 细菌的控制 细菌的变异 细菌的鉴定
第二节 细菌的生理
一. 细菌的理化性质 二. 细菌的营养需要 三. 细菌的生长繁殖 四. 细菌的新陈代谢 五. 细菌的人工培养
生理调节物质 渗透压的维持（Na+等） pH的稳定
特殊功能
化能自养菌的能源 如S2-、Fe2+、NH4+、NO2-等
无氧呼吸时的氢受体,如NO3-、SO42-等
酶的激活剂（Cu2+、Mn2+ 、Zn2+等）
特殊分子结构成分（Co、Mo等）
5. 生长因子（growth factor）：
有些细菌的生长还需要少量的生长因子，生长因 子实际上就是细菌生长所必需的微量有机物质，包括 维生素类(特别是B族维生素)和一些有机酸、嘌呤、嘧 啶等，如硫胺素、核黄袁、生物素、泛酸、叶酸等。