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。
特点： 1）具有化学结构的改变。 2）需要载体，需要能量。 5、金属离子的吸收：细菌通过分泌载铁体摄 取与蛋白结合的Fe3+，形成含铁螯合物，通过 特异的主动输送，进入菌体细胞。
红色化合物 V.P. + (M.R. -)
七、枸橼酸盐利用试验： 原理： 某些细菌（如产气肠杆菌）能利用 枸橼酸盐作为唯一的碳素，分解为碳酸盐，并 分解其中的铵盐生成氨，使培养基由酸性变为 碱性，从而使培养基中的指示剂溴麝香草酚兰 （BTB）由淡绿色变为深蓝色，为阳性。
八、硫化氢试验： 原理：有些细菌如变形杆菌等能分解胱氨 酸，甲硫氨酸等含硫氨基酸，生成硫化氢，若 遇醋酸铅或硫酸亚铁，则生成黑色的硫化铅或 硫化亚铁。
3）稳定期： 此期因营养的消耗、代谢产物的 蓄积等，细菌繁殖速度下降，死亡数逐渐上升， 新繁殖的活菌数与死菌数大致平衡，生长曲线 近似水平线。此期约需8h。 细菌特点：形态及生理状况常有改变，革 兰氏阳性此时可成革兰氏阴性，并产生毒素及 其它代谢产物。 4）衰亡期： 细菌开始大量死亡，死菌数超过 活菌数，生长线呈逐渐下降。 细菌特点：菌体变形或自溶，染色不典型， 难以进行鉴定。
二、氧气： 根据细菌对氧的要求，可将其分为
1、专性需氧菌：必须在有一定浓度的游离氧 的条件下才能生长繁殖。 2、专性厌氧菌：必须在无游离氧或其浓度极 低的条件下才能生长繁殖。
3、兼性厌氧菌：既可行需氧呼吸，又可行厌 氧呼吸，但通常在有氧的条件下比无氧环境 中生长得更好。
三、 厌氧培养基：为培养厌氧菌而设计的， 一般有两种方法人工造成厌氧培养。 1、液体培养基：在肉汤中加入肉渣，再 加入液体石腊封住培养基表面，与空气隔 绝。 2、固体培养基：在密封的容器中加入 10%氢氧化钠和焦性没食子酸，造成无氧 环境，把培养物放入其中培养。
2）按照状态的差异，可将培养基分为： 固体培养基：含有1-2%琼脂，用于细菌的 分离纯化，生物活性的检测等。 半固体培养基：在液体培养基中加入0.5－ 1%左右的琼脂即成。可作穿刺试验，观察 细菌的动力及短期保存菌种。 液体培养基：不加琼脂（即凝固剂）的培 养基。用于扩增纯培养的菌体，确定细菌的 生长性状及生长曲线 。
2、细菌所需的营养物质 1）水：水是微生物细胞的重要组成成份之一， 同时又是一种良好的溶媒，各种生命活动必须有 水才能进行。 2）碳素营养和氮素营养：碳素和氮素都是构 成原生质的必需的主要成分。如糖类、蛋白胨、 牛肉膏都是好的碳素营养和氮素营养。 3）无机盐类：细菌对无机盐的需要很少，但 无机盐对细菌的作用十分重要。这些元素有硫、 钾、钠、镁等。 4）生长因子（素）：具有促进细菌生长和维持 细菌正常发育作用的有机物质，包括维生素、有 机酸、嘌呤、嘧啶等。 实验室常用5-10%鲜血或血清作为生长因子。
六、细菌在培养基中的生长性状
1、在固体培养基上：形成菌落 或菌苔。
各种细菌在一定培养条件下所形成的菌落 具有一定的大小、形状、光泽、颜色、硬度、 透明度等特征，根据这些特征，可作为鉴别细 菌的依据之一。
2、鲜血琼脂培养基上：还可发生溶血，溶血 可分为： α-溶血（也称甲型溶血）：某些细菌在生长 过程中产生过氧化氢，使血红蛋白氧化成正铁 血红蛋白，在菌落周围出现1-2 mm 宽的草绿 色溶血环，称α-溶血。 β-溶血（也称乙型溶血）：某些细菌在生长 过程中能产生溶血毒素，可使菌落周围形成一 个2-4mm宽界限分明、完全透明的无色溶血环， 称β-溶血。
3）按照功能的差异，可将培养基分为：
鉴别培养基：在培养基中加入特定作用底物 及产生显色反应的指示剂，即可凭肉眼根据颜 色识别细菌的培养基。如麦康凯培养基、伊红 美兰培养基。
选择培养基：在培养基加入某种化学物质， 对不同细菌分别产生抑制或促进作用，从而可 从混杂多种细菌的样本中分离出所需要的细菌 的培养基。如S.S. 培养基。
载体蛋白
交换后的基 质变化 特异性
二、生物的合成：指吸收的各种前体代谢物 通过代谢途径的网络，合成多种氨基酸、核 苷酸、糖、脂肪酸及其它合成大分子所需物 质的过程。
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 复制 细菌DNA的聚合作用称为复制。其DNA 复制从基因组的特定起始部位开始，进行半保 留复制。最后由酶连接成完成DNA链。 转录 细菌的转录是由同一个RNA聚合酶、催 化合成细菌 mRNA、tRNA 及 rRNA。该酶还可以 RNA作为母板合成DNA互补链。 翻译 是蛋白质合成过程。20种氨基酸激活 后与相应的 tRNA结合，形成的氨基酰-tRNA与 核糖体结合。氨基酸根据 mRNA上的密码子序列 聚合成多肽。 细菌具有高效的翻译合成能力。
三、氧化发酵（O/F）试验：
原理： 不同细菌对不同糖的分解能力及 代谢产物不同，有的能产酸并产气，有的则 不能，根据指示剂颜色变化及发酵法、发酵 管内是否有气泡判断。
四、吲哚试验： 有些细菌如变形杆菌、大肠 杆菌、霍乱弧菌等到能分解培养基中的色氨酸 生成吲哚。如在培养中加入对2-甲基-氨基苯甲 醛，则与吲哚结合生成红色的玫瑰吲哚，为阳 性。 五、VP试验：用于鉴别大肠杆菌和产气杆菌， 采用葡萄糖蛋白胨水来鉴别。 六、甲基红试验(同上)
§2－3
细菌的人工培养
一、培养基：指人工配制的含有细菌生长 繁殖所必需的营养物质的基质。 培养基经灭菌后才能使用。
1、培养基种类
1）按照营养组成的差异，可将培养基分为 基础培养基：含有多数细菌生长繁殖所需要 的基本营养成分。 营养培养基：若在基础培养中加入5-10％的 血液或血清，即为营养培养基。最常用的是 血琼脂培养基。
细菌在半固体培养上的培养特征
§2-4
细菌生化试验
一、氧化酶试验： 用此试验来检测细菌是 否有该酶存在。 原理：氧化酶在有分子氧或细胞色素C存 在时，可氧化4-甲基-对苯二胺，出现紫 色反应。 如假单胞菌属、气单胞菌属等阳性， 肠杆菌科均为阴性，可区别。
二、接触酶试验： 把过氧化氢滴加在细菌的 表面，若有此酶存在，能被催化分解为水和 氧气，出现气泡，为接触酶阳性，否则为阴 性。
单纯扩散
主动运输
促进扩散
基团转位
tab2.1 细菌细胞内外物质交换方式比较表
交换方式 单纯扩散 高浓度 ↓ 低浓度 促进扩散 高浓度 ↓ 低浓度 主动运输 低浓度 ↓ 高浓度 基团转移 低浓度 ↓ 高浓度
物质运输方向
能
量
不消耗 不需要
无 无
不消耗 需 要
无 有
消 耗 需 要
无 有
消 耗 需要
基质被磷酸 化 有
3、在液体培养基中：可呈均匀混浊、轻度混 浊、液体清亮、产生沉淀或表面生长等。 4、在半固体培养基中：用于检查细菌是否有 鞭毛，采用穿刺接种。 有鞭毛：细菌沿穿刺线扩散生长。
没鞭毛：细菌只能在穿刺线上生长。
菌膜
液 体 培 养 基
菌沉淀 均匀浑浊
对照
表面
浮膜状
沉淀
均匀混浊
中间
细菌在肉汤培养基中的生长特征
CO2培养
四、温度：不同细菌对温度有不同适应范围 嗜冷菌：最适宜温度为10-20℃
嗜温菌：最适宜温度为20-40℃
嗜热菌：最适宜温度为50-60℃
绝大多数细菌，特别是病原菌，其最适宜温 度为35-37℃。
五、酸碱度：每种细菌均有一个可适应的pH范 围及最适生长pH。 多数病原菌的最适pH为7.2—7.6。
二、细菌群体的生长繁殖： 1、生长曲线：将细菌 接种在液体培养基并置于 适宜的温度中，定时取样 检查活菌数，以时间为横 坐标，以活菌数的对数为 纵坐标，得出一条曲线， 称生长曲线。
迟缓期
稳定期
衰亡期
对数期
2、生长曲线的分期： 可以把它分为四个时期 1）迟缓期：细菌接种到新环境中的一个适应过 程。这一过程一般约需1-4h 。 细菌特点：菌体增大，代谢活跃，但细菌数 并不增加。 2）对数期： 细菌此时生长迅速，活菌数以几 何级数增长， 达到顶峰，生长曲线接近一条斜 的直线。此期约需6-10h。 细菌特点：形态、染色特性及生理活性均 较典型。