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第二章 细菌的生理 知识要点： 细菌的理化性状 光学性质 表面积 带电现象 细菌的新陈代谢 细菌的生化反应 合成代谢产物

第一节 细菌的理化性状 一、细菌的化学组成 水、无机盐、蛋白质、糖类、脂质和核酸等。 原核细胞型微生物特有的化学组成，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、细菌的物理性状 1．光学性质 细菌为半透明体。可用比浊法或分光光度计计数。相差显微镜观察。 2．表面积 生物体代谢与表面积/体积比有关系。 细菌体积微小，相对表面积大，有利于同外界进行物质交换。 3． 电现象 中性或弱碱性环境中，细菌均带负电荷，尤以前者所带电荷更多。细菌的带电现象与细菌的染色反应、凝集反应、抑菌和杀菌作用等都有密切关系。 4． 半透性 细菌的细胞壁和细胞膜都有半透性 5． 渗透压 一般革兰阳性菌的渗透压高达20～25个大气压，革兰阴性菌为5～6个大气压。

第二节 细菌的营养 一、细菌的营养类型 1．自养菌（autotroph）： 以无机物为原料，如利用CO2、CO32―作为碳源，利用N2、NH3、NO2―、NO3―等作为氮源，合成菌体成分。 2．异养菌（heterotroph）： 以有机物为原料，如蛋白质、糖类等。 3．腐生菌（saprophyte）；寄生菌（parasite）。所有的病原菌都是异

时间：20分钟 了解细菌特性

时间：15分钟 重点： 学习好资料 欢迎下载 养菌，大部分属寄生菌。 二、细菌的营养物质 水、碳源、氮源、无机盐和生长因子等。 三、细菌摄取营养物质的机制 1．被动扩散： 营养物质从浓度高向浓度低的一侧扩散，驱动力是浓度梯度，不需要提供能量。 2．主动转运系统： 营养物质从浓度低向浓度高的一侧转运，并需要提供能量。 第三节 细菌的生长与繁殖 一、影响细菌生长的环境因素 营养物质、能量和适宜的环境是细菌生长繁殖的必备条件。 1．氢离子浓度（pH） 2．温度 病原菌均为嗜温菌，最适37℃。 热休克蛋白（heat-shock proteins，Hsp）：有耐热性，对菌细胞内的热敏感蛋白质起稳定作用。 3．渗透压 4．气体 专性需氧菌（obligate aerobe） 如结核分枝杆菌、霍乱弧菌。 微需氧菌（microaerophilic bacterium） 在低氧压（～5%）下生长最好，氧浓度＞10%对其有抑制作用。如空肠弯曲菌、幽门螺杆菌。 兼性厌氧菌（facultative anaerobe） 兼有需氧呼吸和无氧发酵两种功能。大多数病原菌属于此。 专性厌氧菌（obligate anaerobe） 缺乏完善的呼吸酶系统，利用氧以外的其他物质作为受氢体，只能在无氧环境中进行发酵。 原因： 缺乏氧化还原电势（Eh）高的呼吸酶,只能在120mV以下的Eh时生长，有氧时Eh 高于此值，故不能生长。 缺乏分解有毒氧基团的酶：细菌在有氧环境中代谢时，常产生具有强烈杀菌作用的超氧阴离子（O2-）和过氧化氢（H2O2）。需氧菌有超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）和触酶（catalase） SOD 2O 2- + 2H+ —————→ H2O2 + O2 触酶 2H2O2 —————→ 2H2O + O2 病原菌多属哪种营养类型？

了解细菌摄取营养物质的机制

时间：30分钟 重点掌握： 影响细菌生长的环境因素。

难点： 专性厌氧菌只能在无氧环学习好资料 欢迎下载 过氧化物酶 H2O2 + AH2 —————→ 2H2O +A（某种有机物） 专性厌氧菌缺乏这三种酶，故在有氧时受到有毒氧基团的影响而不能生长繁殖。 二、细菌的生长与繁殖 （一）细菌个体的生长繁殖 二分裂方式（binary fission）进行无性繁殖。 代时（generation time）：细菌分裂数量倍增所需要的时间，多数细菌为20～30分钟。 （二）细菌群体的生长繁殖 生长曲线（growth curve）（如下图）。 根据细菌浓度，生长曲线可分为六期，即A～F， 研究细菌的生物学性状（形态染色、生化反应、药物敏感试验等）应选用对数生长期的细菌。在培养后的 8～18小时。 第四节 细菌的新陈代谢 细菌的新陈代谢 细菌细胞内分解代谢与合成代谢的总和，显著特点是代谢旺盛和代谢类型多样化。 分解代谢是底物分解和转化为能量的过程。 合成代谢是指所产生的能量用于细胞组分的合成过程。 一、细菌的能量代谢 细菌能量代谢活动中主要涉及ATP形式的化学能。 细菌的有机物分解或无机物氧化过程中释放的能量通过底物磷酸化或氧化磷酸化合成ATP。 生物体能量代谢的基本生化反应是生物氧化。 以有机物为受氢体的称为发酵；以无机物为受氢体的称为呼吸，其中以分子氧为受氢体的是需氧呼吸，以其他无机物（硝酸盐、硫酸盐等）为受氢体的是厌氧呼吸。 现以葡萄糖为例，简述细菌的能量代谢。 境中发酵的原因。

二分裂 重点： 细菌繁殖方式。 生长曲线。 学习好资料 欢迎下载 发酵 糖酵解 大多数细菌共有的基本代谢途径，专性厌氧菌产能的唯一途径。反应最终的受氢体为未彻底氧化的中间代谢产物，产生能量远比需氧呼吸少。1 分子葡萄糖可生成2 分子丙酮酸，产生2 分子ATP 和2 分子NADH + H+。 关于丙酮酸以后的代谢随细菌的种类不同而异。 磷酸戊糖途径 糖酵解途径的分支，由己糖生成戊糖的循环途径。其主要功能是为生物合成提供前体和还原能，不是产能的主要途径。 需氧呼吸 1分子葡萄糖在有氧条件下彻底氧化，生成CO2 、H2O，并产生38分子ATP。分子氧为受氢体。需氧菌和兼性厌氧菌进行需氧呼吸。 厌氧呼吸 专性厌氧菌没有需氧电子传递链和完整的三羧酸循环，1 分子葡萄糖经厌氧糖酵解只能产生2 分子ATP， 最终以外源的无机氧化物（CO2 、SO42- 、NO3—） 作为受氢体的一类产能效率低的特殊呼吸。 二、细菌的代谢产物 （一） 分解代谢产物和细菌的生化反应 1．糖发酵试验 不同细菌分解糖类的能力和代谢产物不同。 2．VP（Voges-Proskauer）试验 大肠埃希菌和产气肠杆菌均能发酵葡萄糖，两者不能区别。但产气肠杆菌能使丙酮酸脱羧生成中性的乙酰甲基甲醇，后者在碱性溶液中被氧化生成二乙酰，二乙酰与含胍基化合物反应生成红色化合物，是为VP试验阳性。大肠埃希菌VP试验阴性。 3．甲基红（methyl red）试验 产气肠杆菌分解葡萄糖产生丙酮酸，再经脱羧后生成中性的乙酰甲基甲醇，甲基红呈桔黄色，为阴性。大肠埃希菌分解葡萄糖产生丙酮酸，培养液pH ≤4.5，甲基红呈红色，为甲基红试验阳性。 4．枸橼酸盐利用（citrate utilization）试验 如产气肠杆菌利用铵盐作为唯一氮源，并利用枸橼酸盐作为唯一碳源时，可在枸橼酸盐培养基上生长，分解枸橼酸盐生成碳酸盐，分解铵盐生成氨，使培养基变为碱性，是为该试验阳性。大肠埃希菌为阴性。 5．吲哚（indol）试验 如大肠埃希菌、变形杆菌、霍乱弧菌等能分解培养基中的色氨酸生成吲哚（靛基质），经与试剂中的对二甲基氨基苯甲醛作用，生成玫瑰吲哚而呈红色，为吲哚试验阳性。 6．硫化氢试验 如沙门菌、变形杆菌等能分解培养基中的含硫氨基酸（如胱氨酸、甲硫氨酸）生成硫化氢，硫化氢遇铅或铁离子生成黑色的硫化物。 7．尿素酶试验 变形杆菌有尿素酶，能分解培养基中的尿素产生氨，使培养基变碱，以酚红为指示剂检测为红色，是为尿素酶试验阳性。 时间：20分钟

问题： 可用于细菌鉴定的生化发应有哪些？原理是什么？ 学习好资料 欢迎下载 吲哚（I）、甲基红（M）、VP（V）、枸橼酸盐利用（C）四种试验常用于鉴定肠道杆菌，称为IMViC试验。例如大肠埃希菌对这四种试验的结果是“++--”，产气肠杆菌则为“--++”。 （二）合成代谢产物及其医学上的意义 1．热原质（pyrogen） 或称致热原，产生热原质的细菌大多是革兰阴性菌，热原质即其细胞壁的脂多糖。 热原质耐高温，高压蒸气灭菌（121℃、20分钟）不被破坏，250℃高温干烤才能破坏热原质。制备和使用注射药品过程中应严格防止细菌污染。 2．毒素与侵袭性酶 外毒素exotoxin）；内毒素（endotoxin）外毒素毒性强于内毒素。 某些细菌可产生具有侵袭性的酶，促使细菌的侵袭和扩散，如产气荚膜梭菌的卵磷脂酶，链球菌的透明质酸酶等。 3．色素（pigment） 一类为水溶性，能弥散到培养基或周围组织，如铜绿假单胞菌产生的色素使培养基或感染的脓汁呈绿色。另一类为脂溶性，不溶于水，只存在于菌体，如金黄色葡萄球菌的色素。 4．抗生素（antibiotic） 产生的一类能抑制或杀死某些其他微生物或肿瘤细胞的物质，称为抗生素。抗生素大多由放线菌和真菌产生，细菌产生的少，只有多粘菌素（polymyxin）、杆菌肽（bacitracin）等。 5．细菌素（bacteriocin） 作用范围狭窄，仅对与产生菌有亲缘关系的细菌有杀伤作用，如大肠埃希菌产生的细菌素称大肠菌素（colicin），其编码基因位于Col质粒上。 6．维生素（vitamin） 如人体肠道内大肠埃希菌合成的B族维生素和维生素K可被人体吸收利用。 第五节 细菌的人工培养 一、培养细菌的方法 根据不同标本及不同培养目的，可选用不同的接种和培养方法，常用细菌分离培养和纯培养两种方法。 病原菌的人工培养一般采用 35℃～37℃，培养18～24小时。 二、培养基 培养基（culture medium）是由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。 按营养组成和用途不同，分为： 基础培养基 （basic medium）： 含有基本营养成分如营养肉汤（nutrient broth）、营养琼脂（nutrient agar）、蛋白胨水等。 增菌培养基 （enrichment medium）： 在这种培养基上生长的是营养要求相同的细菌群。

重点： 应用检测代谢产物细菌鉴定。

重点： 细菌合成代谢产物主要有哪些？有何医学意义？