导图社区 细菌的生理
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细菌的生理
细菌的理化特性
细菌的化学组成
水、无机盐、蛋白质、糖类、脂类、核酸
特有成分:肽聚糖、胞璧酸、磷璧酸、D型氨基酸、二氨基庚二酸(DAP)、吡啶二羧酸(DPA)
细菌的物理性状
光学性质:半透明体
带电荷:中性或弱碱性环境下,细菌均带负电荷
半透性:允许水及部分小分子物质通过
渗透压:含有高浓度的营养物质和无机盐,其渗透压比其它生物细胞高
细菌的营养
细菌生命活动需要的营养物质
营养物质
水
良好的溶剂、组成成分、调节温度、维持膨压
碳源
构成细胞物质的或代谢产物中碳素来源的营养物质
菌体组分的原料、能量的来源
氮源
构成菌体物质的或代谢产物中氮素来源的营养物质
构成蛋白质、核酸
无机盐
合成菌体成分、酶的辅基、维持渗透压、pH值等
生长因子
微生物生长过程中不能自已合成的、生长繁殖必需的、需要量较少的、外界加入的
B族维生素、某些氨基酸、嘌呤、嘧啶
细菌分类(按营养类型)
自营菌
以简单的无机物为原料,如利用CO2、CO32-作为碳源,利用N2、NH3、NO2-、NO3-等作为氮源,合成复杂的原生质
所需能量来自化学能和光能
异营菌
所有病原菌都是异营菌,大部分属寄生菌
须以赖多种有机物质才能合成菌体原生质并获得能量
分类
腐生菌
腐生菌从动、植物尸体、腐败食物等作为营养物
寄生菌
寄生菌寄生于活体内,从宿主体内的有机物取得营养
细菌生理活动的物理条件
物理条件
PH值
酶的活性需要合适的PH值
温度
病原菌在长期进化过程中已适应人体环境,均为嗜温菌,适宜的生长温度为人体的体温
渗透压
一般培养基的盐浓度是安全的
气体
氧气:不同的细菌对氧气需求不同,可分为不同的代谢类型
CO2:代谢过程产生的可满足需要,或人工给与5~10%
细菌分类(按对氧气的要求)
专性需氧菌
完善的呼吸酶系统,分子氧为受氢体,在无氧的条件下不能生长
如结核杆菌、霍乱弧菌等
微需氧菌
在低氧压(5~6%)下生长最好
如空肠弯曲菌、幽门螺杆菌
兼性厌氧菌
兼有需氧呼吸和发酵两种功能,有氧/无氧均能生长,有氧时生长较好
大多数病原菌
专性厌氧菌
缺乏完善的呼吸酶系统,只能在无氧下进行发酵。有游离氧存在时,甚至死亡
如破伤风杆菌、脆弱类杆菌等
细菌吸收营养的机制
被动扩散:不消耗能量
主动运输:消耗能量
依赖结合蛋白的转运
基团转移
细菌的新陈代谢
新陈代谢=分解代谢+合成代谢
细菌的能量代谢
生物氧化的两种方式:加氧、脱氢和失去电子
细菌的生物氧化主要是脱氢和失去电子
受氢体不同,细菌的生物氧化分为呼吸和发酵
呼吸:受氢体为无机物
发酵:受氢体为有机物
病原微生物只进行需氧呼吸和发酵,没有厌氧呼吸
细菌的代谢产物
分解性代谢产物与细菌的生化反应
根据细菌具有的酶、分解的营养物质、生成的代谢产物的不同等,可用生化方法定细菌,称细菌的生化反应
如糖发酵实验 、VP实验 、甲基红试验 、枸橼酸盐利用试验、吲哚试验、硫化氢试验等
IMViC试验
包括吲哚、甲基红、 VP 、枸橼酸盐利用
大肠杆菌++--,产气杆菌--++
常见的生化反应
对糖的发酵
VP试验
甲基红试验
单糖发酵试验
对蛋白质的发酵
吲哚实验
硫化氢试验
其他试验
尿素酶试验
枸橼酸盐利用试验
合成代谢产物
定义:利用分解代谢的产物和能量,合成新的物质,即合成代谢产物
产物
热原质
主要为脂多糖,大多为革兰氏阴性菌
耐高温
去除:石棉滤板,蒸馏效果最好
毒素和侵袭性酶
色素:鉴别细菌
抗生素:广谱抑制或杀伤其他微生物
细菌素:对近缘细菌有抑制和杀伤作用
维生素
肠道内的大肠埃希菌能合成B族和维生素K
细菌的生长繁殖
繁殖方式:二分裂法
代时:细菌繁殖一代所需的时间
生长曲线
将一定量的细菌接种于合适的培养基,以细菌的对数为纵坐标,生长时间为横标,所绘制的曲线
反映了细菌群体的生长规律
可分为四期
迟缓期
代谢活跃,体积增大,胞质丰富,但不分裂
对数期
指数形式分裂,细菌的生理特点典型
研究细菌的性状时,选用该期的细菌
稳定期
繁殖数与死亡数几乎相等,细菌产生芽孢、外毒素、抗生素等
衰亡期
繁殖缓慢,死菌数超过活菌数。细菌形态和生理特点出现改变
细菌的人工培养
培养基
概念:用人工方法配制而成的,专供微生物生长繁殖使用的混合营养物制品
培养细菌常用的方法
原料:能量、酸碱度、温度和气体
接种细菌于适宜的培养基,置于37℃培养箱内孵育18~24h即有大量的细菌生长繁殖
培养基的种类
按营养组成和用途
基础培养基:牛肉浸液、肉膏汤、蛋白胨水
营养培养基:在基础培养基基础上添加一些营养物质
选择培养基:加某种物质可选择性抑制特定细菌的生长
鉴别培养基:加特定细菌作用底物
按物理状态
液体培养基
用于大量繁殖细菌,必须种入纯种细菌
固体培养基
用于细菌的分离和纯化
半固体培养基
观察细菌的动力和短期保存细菌
细菌在培养基中的生长情况
液体培养基:均匀混浊、沉淀、菌膜
固体培养基:菌苔、菌落
光滑型菌落(S):表面光滑、湿润,边缘整齐
粗糙型菌落(R):表面粗糙、干燥,呈皱纹或颗粒状,边缘不整齐
黏液型菌落:粘稠、有光泽,似水珠样
浑浊生长:有鞭毛细菌
沿穿刺线生长(线性生长):无鞭毛细菌
人工培养细菌的用途
医学中的应用
感染性疾病的诊断
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
基因工程中的应用
表达重组DNA制备产品