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第二章细菌生理学

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细菌的代谢途径和生理学

细菌的代谢途径和生理学

细菌的代谢途径和生理学细菌是一种非常微小的单细胞生物体，在自然界中广泛存在。

它们以不同的方式代谢，并借此从它们所处的环境中获得能量。

在本文中，我们将深入探讨细菌的代谢途径和生理学。

1. 介绍细菌是一种原生生物体，它们没有真正的细胞核并以不同的方式代谢。

在不同的代谢途径中，细菌会利用不同的物质来获得能量并进行生长，如糖类、氮气和硫磺等。

不同的代谢方式也意味着细菌在不同的情况下需要不同的营养物质和适宜的环境进行生长和繁殖。

下面将对几种常见的细菌代谢途径和生理学进行讨论。

2. 厌氧代谢在厌氧代谢中，细菌不需要氧气来进行代谢。

相反，它们使用有机物质作为电子受体，并通过产生有机酸或气体等末端代谢产物来获得能量。

这些电子受体包括硝酸盐、铁、二氧化碳和多种有机化合物等。

厌氧菌可以分为两大类：以无机物质作为电子受体的和以有机物质作为电子受体的。

利用有机物质的厌氧菌包括放线菌、厌氧发酵菌和厌氧硝化菌。

厌氧发酵菌以糖类为能量来源，并产生乳酸、丙酮酸和乙醇等有机酸，这些有机酸可以再用于某些其他生物和过程的代谢。

厌氧硝化菌使用硝酸盐作为电子受体，并产生氮气。

3. 好氧代谢好氧代谢是指细菌通过使用氧气来进行代谢过程。

这种代谢方式通常发生在需要较高氧气含量的环境中，如水和土壤中。

使用氧气作为电子受体可以获得更多能量，同时产生的代谢产物也更少。

大多数好氧细菌使用氧气来进行呼吸作用，并产生水和二氧化碳。

这些细菌包括链球菌、葡萄球菌和变形菌等。

也有一些好氧菌可以使用光合作用来获得能量，如紫细菌和绿细菌等。

4. 混合代谢混合代谢在很大程度上是指任意组合厌氧和好氧代谢方式。

几乎所有细菌都可以采用混合代谢方式来进行代谢，并且根据环境和生长条件的不同，它们可以调整代谢方式以适应不同的情况。

例如，在自然环境中，某些良性细菌可以通过厌氧代谢来进行代谢，由于相应条件的突发变化，它们之后切换到好氧代谢的方式，以来适应新的环境。

5. 总结在细菌的代谢途径和生理学中，不同的细菌使用不同的代谢策略来获得能量、产生废物和进行生长。

细菌学：第二章 细菌的分类形态和进化

细菌学：第二章 细菌的分类形态和进化
• 用于沙门氏菌、葡萄球菌毒素、 E.ColiO157 和单核细胞增生李斯特氏菌等 快速检测
免疫学技术
• 2、酶免疫技术 • 利用抗原、抗体反应高度特异性和酶
促反应高度敏感性，通过肉眼或显微 镜观察及分光光度计测定，达到在细 胞或亚细胞水平上示踪抗原或抗体部 位，及对其进行定量目的。
免疫学技术
• 3、免疫印迹技术
↓ cDNA序列测定
↓ 反推rRNA序列 – 细菌基因组16S rDNA 可以直接以PCR 放大，然后测序
Eubacteria （真细菌界）
Archaebacteria （古细菌界）
Eukarya （真核生物界）
利用16SrRNA建立分子进化树
• 同一菌种的各个细菌，在某些方面仍有一定的差异， 可再分成亚种（subspecies）
☆分类是根据微生物的相似性和亲缘关系，将微生物归入不同的分类类群。 ☆鉴定是确定一个新的分离物属于已经确认的分类单元的过程。
☆命名是根据国际命名法规给微生物分类单元以科学的名称。
5 界 论
6 界 论
8 界 论
三域学说
古古生生菌菌
– 系统分类学Phylogenetic Classification
• 亚种以下的分类等级为型（type），以区别某些特殊 的特征。
• 例如：抗原结构不同而分的血清型（serotype）；对 噬菌体敏感性不同的噬菌体型（phagetype）；对细菌 素敏感性不同的细菌素型（bacteriocin-type），生化 反应和某些生物学性状不同的生物型（biotype）。
4）rRNA在细胞中含量大(约占细胞中RNA的90%)，也易于提取；
5）16SrRNA普遍存在于真核生物和原核生物中(真核生物中其同 源分子是18SrRNA)。因此它可以作为测量各类生物进化的工具。

细菌生理学

细菌生理学

（二）、细菌的物理性状 光学性质：细菌为半透明体。。 表面积 带电现象
与染色、凝集、抑杀菌有关系 半透性 渗透压
6
二、 细菌的营养与生长繁殖
（一） 根据细菌所利用的能源和碳源的不同， 将细菌分为两大营养类型——自养菌和异养菌。 •自养菌(autotroph)：以简单的无机物为原料，合成 菌体成分。化能自养和光能自养菌 •异养菌(heterotroph)：以多种有机物为原料，合成 菌体成分并获得能量。异养菌包括腐生菌(saprophyte) 和寄生菌(parasite)。
2
基本内容
细菌的理化性状 细菌的营养与生长繁殖 细菌的代谢产物及其意义 细菌的人工培养 细菌的分类与命名
3
Hale Waihona Puke 一、 细菌的理化性状（一） 细菌的化学组成 成分 水、无机盐、蛋白质、糖类、脂质、核酸 元素 特有化学组成
4
化学组成
水
75-90%
5
蛋白质、糖类、脂质 核酸、无机盐
肽聚糖、胞壁酸、 磷壁酸、D型AA、 DAP、吡啶二羧酸
色氨酸
吲哚（靛基质）
+
二甲基氨 基苯甲醛
玫瑰吲哚（红色）
26
（+） （—）
IMViC：常用于肠道杆菌的鉴定 吲哚(indol)、甲基红(methyl red) 、VP 及 (citrateutilization)试验的合称. 例如 大肠杆菌为“+ + - -”
产气杆菌为“- - + +”
27
(二)合成代谢产物及其医学意义
水
10
营养成分 糖类
功效作用 合成菌体成分；供给能量
氨基酸、蛋白质
合成菌体成分
磷、硫、钾、钠、 钙、镁、铁、钴、 锌、锰、铜等

细菌的生理学

细菌的生理学

细菌的营养物质有两方面作用：
用于组成细菌细胞的各种成分
供给细菌新陈代谢中所需能量 各类细菌所要求的营养物质主要包括水、碳源、氮源、无机盐和生长因子等。
二、细菌的营养物质
营养物质
水
碳源（糖）
氮源 （氨基酸 蛋白胨）
无机盐
生长 因子
重要溶剂
菌体成分 能源
菌体成 分原料
某些菌需之
菌体及酶的组分 能量储存及转运 调节渗透压 与繁殖及致病相关
01
基团移位(Group translocation)
02
基团移位是另一种类型的主动运输，它与主动运输方式的不同之处在于它有一个复杂的运输系统来完成物质的运输，而物质在运输过程中发生化学变化。
03

05
06
运送步骤:
1
膜外环境中的糖先与外膜表面的酶2结合，再被转运到内膜表面。这时，糖被P-HPr上的磷酸激活，并通过酶2的作用将糖-磷酸释放到细胞内。
在适宜的人工培养条件下，多数细菌繁殖速度极快，每20-30分钟分裂一次（一代）。
细菌分裂时，菌细胞首先增大，染色体复制。在革兰氏阳性菌中，细菌染色体与中价体相连，当染色体复制时，中价体亦一分为二，各向两端移动，分别拉着复制好的一根染色体向细胞的两侧移动。接着细胞中部的细胞膜由外向内陷入，逐渐伸展，形成横隔。同时细胞壁亦向内生长，成为两个子代细胞的胞壁，最后由于肽聚糖水解酶的作用，使细胞壁肽聚糖的共价键断裂，分裂成为两个子细胞。
细菌的生长繁殖
一个微生物细胞
合适的外界条件，吸收营养物质，进行代谢
如果同化作用的速度超过了异化作用
个体的生长 原生质的总量（重量、体积、大小）就不断增加
如果各细胞组分是按恰当的比例增长时，则达到一定程度后就会发生繁殖，引起个体数目的增加。

医学微生物学

医学微生物学

医学微⽣物学绪论⼀、名词解释1、微⽣物（microorganism）：是存在于⾃然界的⼀⼤群体型微⼩、结构简单、⾁眼直接看不见，必须借助光学显微镜或电⼦显微镜放⼤数百倍、数千倍，甚⾄数万倍才能观察到的微⼩⽣物。

2、病原微⽣物：少数微⽣物具有致病性，能引起⼈类和动、植物的病害，这些微⽣物称为病原微⽣物。

3、机会致病性微⽣物：有些微⽣物在正常情况下不致病，只有在抵抗⼒低下导致致病，这类微⽣物称为机会致病性微⽣物。

⼆、微⽣物的分类及特点按其⼤⼩、结构、组成等分为三类：1、⾮细胞型微⽣物是最⼩的⼀类微⽣物。

⽆典型的细胞结构，⽆产⽣能量的酶系统，只能在活细胞内⽣长增殖。

核酸类型为DNA或RNA。

如病毒。

2、原核细胞型微⽣物⽆核膜、核仁。

细胞器不完整，只有核糖体。

DNA和RNA同时存在。

细菌种类繁多，包括细菌、放线菌、⽀原体、⾐原体、⽴克次体、螺旋体。

3、真核细胞型微⽣物细胞分化程度⾼，有核膜和核仁。

细胞器完整。

如真菌。

三、微⽣物与⼈类的关系绝⼤数微⽣物对⼈类和动、植物是有益的，⽽且有些是必需的。

只有少数微⽣物引起⼈类和动、植物的病害。

第⼀章细菌的形态与结构⼀、名词解释1、中介体（mesosome）:细菌部分细胞膜内陷、折叠、卷曲形成的囊状物，称为中介体。

2、质粒（plasmid）质粒是染⾊体外的物质，存在于细胞质中。

为闭合双链环状DNA，带有遗传信息，控制细菌某些特定的遗传性状。

3、芽孢（spore）：某些细菌在⼀定的条件范围下，胞质脱⽔浓缩，在菌体内形成⼀个圆形或卵圆形⼩体，是细菌的休眠形式，称为芽孢。

功能：对热⼒、⼲燥、辐射、化学消毒剂等理化因素均有强⼤的抵抗⼒。

表现为：○1芽孢含⽔较少，蛋⽩质不易受热变性；○2芽孢具有多层致密的厚膜，理化因素不易渗⼊；芽孢的核⼼和⽪质中含有吡啶⼆羧酸，其与钙结合⽣成盐能提⾼芽孢中各种酶的热稳定性。

4、荚膜（capsule）：某些细菌在细胞壁外包绕⼀层粘液性物质，厚度⼤于等于0.2微⽶，边界明显者称为荚膜。

细菌生理学

细菌生理学

沙门菌、变形杆菌＋
Pb2S/FeS黑色沉淀
H2S 试验
（7）尿素分解试验
• 变形杆菌有尿素酶，能分解尿素产氨， 使培养基变碱，以酚红为指示剂则变红， 为＋。
• 沙门菌尿素分解试验-。
尿
素
对照
阳性
阴性
分
解
试
验
（二）细菌的合成代谢
• 合成代谢的特殊产物 • 致病作用：热原质、毒素或毒性酶类 • 鉴别作用：色素、细菌素 • 治疗药用作用：抗生素、维生素等
+1.5~2.5%琼脂
半固体培养基 液体培养基
固体培养基
观察细菌动力 大量繁殖细菌 细菌的分离和纯化
短期保存菌种
2、按形式不同分类：
固体平板培养基 液体培养基 固体斜面培养基 半固体高层培养基
3、按用途分类：
（1）基础培养基 （2）营养培养基 （3）选择培养基 （4）鉴别培养基 （5）厌氧培养基
• （1）糖发酵试验
• 不同微生物利用糖的能力不同，即使同一种 糖，代谢途径不同、分解终末产物不同。
糖
酸
pH值下降，指示剂改变颜色，
试验＋
酸+气
阳性结果
糖
阴性结果
发
酵
试
验
（2）甲基红试验（methyl red）
葡萄糖
丙酮酸
各种酸类（甲酸、乙酸、）
pH≤4.5
指示剂甲基红变红，试验＋
阳性
阴性
甲 基 红 试 验
4.气体 多数细菌生长繁殖需要O2与CO2 。 O2用以氧化营养物质产生能量，供细菌生长 繁殖之用。 CO2与体内某些有机酸结合参与 三羧酸循环和蛋白质与核酸的合成。大部分 细菌在代谢过程中产生的CO2即可满足自身需 要，但少数细菌，如布氏菌、脑膜炎球菌等 在初次分离时需提供5%10%的CO2 。

第2章 细菌概述试卷及答案

第2章细菌概述试卷及答案1. 测量细菌大小的单位是 [单选题] *A.毫米B.微米(正确答案)C.微微米D.纳米E.厘米2. 观察细菌形态常用 [单选题] *A.荧光显微镜B.普通光学显微镜(正确答案)C.电子显微镜D.相差显微镜E.暗视野显微镜3. 用显微镜油镜观察细菌，放大倍数是 [单选题] *A.10倍B.40倍C.100倍D.1000倍(正确答案)E.10000倍4. 哪种是细菌的基本形态 [单选题] *A.球状B.杆状C.弧状D.螺旋状E.以上都是(正确答案)5. 革兰染色阳性时，细菌的颜色应为 [单选题] *A.紫蓝色(正确答案)B.红色C.黄色D.绿色E.灰色6. 革兰染色阴性时，细菌的颜色应为 [单选题] *A.蓝紫色B.红色(正确答案)C.黄色D.绿色E.灰色7. 抗酸染色阳性时，细菌的颜色应为： [单选题] *A.蓝紫色B.红色(正确答案)C.黄色D.绿色E.灰色8. 革兰染色是最常用细菌染色法，其实际意义有: [单选题] *A.鉴别细菌B.指导临床选用抗菌药C.了解细菌致病性D.A＋BE.A＋B＋C(正确答案)9. 细菌的基本结构有 [单选题] *A.细胞壁B.细胞膜C.细胞质D.核质E.以上都有(正确答案)10. 革兰阳性菌对青霉素敏感是由于哪种细胞壁成分比革兰阴性菌多？ [单选题] *A.脂多糖B.脂蛋白C.脂质双层D.磷壁酸E.肽聚糖(正确答案)11. 细胞壁的主要作用是 [单选题] *A.保护菌体B.维持菌形C.是青霉素的作用部位D.A＋BE.A＋B＋C(正确答案)12. 哪种结构是细菌蛋白质合成场所，成为红霉素等抗生素的作用部位？ [单选题] *B.细胞膜C.肽聚糖D.核糖体(正确答案)E.核质13. 青霉素杀菌机理是: [单选题] *A.破坏细菌的核酸B.抑制核糖体C 抑制细胞壁磷壁酸的合成D.抑制细胞壁肽聚糖的合成(正确答案)E.影响细胞膜的通透性14. 下列哪种是细菌的特殊结构？ [单选题] *A.鞭毛(正确答案)B.细胞壁C.细胞膜D.核质E.细胞质15. 哪种结构与鉴别细菌有关 [单选题] *A.异染颗粒(正确答案)B.细胞膜C.细胞质D.菌毛E.以上均可16. 哪种结构控制细菌的耐药性变异 [单选题] *B.异染颗粒C.质粒(正确答案)D.核蛋白体E.以上均是17. 与细菌定植而致病有关的细菌结构是 [单选题] *A.芽胞B.普通菌毛(正确答案)C.荚膜D.鞭毛E.性菌毛18. 细菌具有抗吞噬作用而增强致病性的结构是 [单选题] *A.芽胞B.菌毛C.荚膜(正确答案)D.鞭毛E.质粒19. 细菌必须具有哪种结构才能运动 [单选题] *A.芽胞B.菌毛C.荚膜D.鞭毛(正确答案)E.质粒20. 关于芽胞的说法，正确的是 [单选题] *A.抵抗力强B.作为灭菌标准C.是休眠状态.D.可鉴别细菌E.以上都对(正确答案)21. 在临床上以杀灭下列哪种细菌的结构作为灭菌的标准或指标： [单选题] *A.荚膜B.细胞壁C.鞭毛D.芽胞(正确答案)E.质粒22. 可传递细菌耐药性的结构是 [单选题] *A.普通菌毛B.性菌毛(正确答案)C.芽孢D.胞质颗粒E.质粒23. 细菌分裂数量倍增所需要的时间称为代时，多数细菌代时为 [单选题] *A.10～20minB.20～30min(正确答案)C.30～60minD.7～10hE.18～20h24. 细菌的生长繁殖方式是： [单选题] *A.有丝分裂B.二分裂(正确答案)C.多分裂D.减数分裂E.复制25. 大多数病原菌最适宜的pH为 [单选题] *A.3.0B. 6.5～6.8C.7.2～7.6(正确答案)D.10.5E. 8.4～9.226. 除哪种外，都是所有细菌生长必不可少的条件？ [单选题] *A.合适的温度B.营养C.适当的酸碱度D.水分E.氧气(正确答案)27. 细菌生长繁殖的条件不包括 [单选题] *A.丰富的营养物质B.必要的气体环境C.合适的温度D.合适的酸碱度E.充足的光线(正确答案)28. 关于细菌对氧的需要分类，下列哪项是正确的 [单选题] *A.兼性厌氧菌B.专性厌氧菌C.专性需氧菌D.微需氧菌E.以上都是(正确答案)29. 单个细菌在固体培养基上的生长现象称为 [单选题] *A.菌苔B.菌膜C.菌落(正确答案)D.菌丝E.菌团30. 注射液中出现哪种现象说明被细菌污染？ [单选题] *A.沉淀B.絮状物C.混浊D.菌膜E.以上都是(正确答案)31. 在药片或固体食物上，有灰黄色的细菌污染现象，应该称为 [单选题] *A.菌膜B.菌体C.沉淀D.菌苔(正确答案)E.混浊32. 细菌的哪些代谢产物对人致病 [单选题] *A.内毒素B.外毒素C.酶类D.热原质E. 以上都可(正确答案)33. 抗生素由哪种微生物代谢产生 [单选题] *A.病毒B.真菌.细菌和放线菌(正确答案)C.支原体D.衣原体E.螺旋体34. 与细菌致病性无关的代谢产物是： [单选题] *A.内毒素B.外毒素C.细菌素(正确答案)D.热原质E.酶类35. 细菌的耐药性变异是指 [单选题] *A.人体內的细菌对药物产生耐受(正确答案)B.人体对细菌产生耐受C.人体对药物产生耐受D.A+BE.A+B＋C36. L型细菌是缺乏哪种结构的变异 [单选题] *A.细胞壁(正确答案)B.细胞膜C.鞭毛D.芽胞E.菌毛37. 金葡菌对青霉素产生抵抗力属于 [单选题] *A.形态变异B.毒力变异C.耐药性变异D.菌落变异(正确答案)E.以上都不是38. 卡介苗的制造是利用牛型结核分枝杆菌的 [单选题] *A.形态变异B.毒力变异(正确答案)C.耐药性变异D.菌落变异E.以上都不是39. 水中的细菌主要引起 [单选题] *A.消化道感染(正确答案)B.皮肤感染C.呼吸道感染D.创伤感染E.泌尿生殖道感染40. 正常情况下无菌的部位是 [单选题] *A.鼻咽腔B.淋巴液(正确答案)C.泌尿生殖道D.口腔E.肠道41. 下列哪种细菌可以存在于正常人体，属于条件致病菌 [单选题] *A.霍乱弧菌B.痢疾杆菌C.白喉杆菌D.大肠杆菌(正确答案)E.结核杆菌42. 人体常见的正常菌群不包括 [单选题] *A.葡萄球菌B.大肠杆菌C.结核杆菌(正确答案)D.乳酸杆菌E. 酵菌母43. 正常菌群的生理学意义在于 [单选题] *A.生物拮抗B.营养作用C.免疫作用D.抗衰老作用E.以上都是(正确答案)44. 关于正常菌群的概念是 [单选题] *A.存在于自然界的非致病细菌B.恢复期时病人排泄的病原菌C.存在于自然界，入侵人体才会致病的细菌D.从外部侵入尚未引起疾病的病原菌E.存在于正常人体，通常情况下不致病的微生物(正确答案)45. 菌群失调是指菌群局部小生态内细菌种类.数量的变化。

微生物基础知识


第二节 细菌的基本结构
• 细菌的特殊结构包括荚膜、鞭毛、菌毛、芽胞。 • 一、荚膜 某些细菌细胞壁外围包绕一层界限分明、且不易被洗脱的粘液性 物质，其厚度≥0．2um，称为荚膜（capsule）；厚度<0．2um者， 称为微荚膜。荚膜对碱性染料的亲和性低，不易着色，普通染色只能 看到菌体周围有一圈未着色的透明带；如用墨汁作负染色，则荚膜显 现更为清楚（图1-7）。
• 三、 细胞质 • 细胞质(cytoplasm)为细胞膜所包绕的胶状物质，基本成分为水、 无机盐、核酸、蛋白质和脂类等。胞质内还含何多种重要结构 • 1．核蛋白体（ribosome）游离存存于胞质中的小颗粒，其直径为 18nm，沉降系数为70S，由50S与30S大小两个亚基组成；其化学成 分由RNA(70％)和蛋白质（30％）组成，是细菌合成蛋白质的场所。 每个菌体内约含数万个核蛋白体。 • 2．质粒（plasmid）染色体外的遗传物质，为环状闭合的双股DNA。 医学上重要的质粒有F因子、R因子、Col因子等。 • 3．胞质颗粒（cytoplasmic granules）大多数为营养贮藏物，包括 多糖、脂类、磷酸盐等。较常见的细菌胞质颗粒为异染颗粒 (metachromatic granules)。 • 四、核质 细菌没有完整的细胞核，其遗传物质仅由裸露的双股DNA盘绕而 成，无核膜包绕，称作核质(nuclear materia1)。因细菌细胞质中含有 大量RNA，用碱性染料时着色很深，将核质掩盖，不易显露。若先用 酸或RNA酶处理，使RNA分解，再用Feulgen法染色，便可在光学显 微镜下呈现球状、棒状或哑铃状核质。
第一节 细菌的形态
• 一．细菌的基本形态 细菌有球菌、杆菌和螺形菌三种基本形态（图l—1）。 （一）球菌（coccus） 外形呈圆球形或近似球形。按其分裂繁殖时细胞分裂的平面不同、 菌体的分离是否完全，以及分裂后菌体之间相互粘附的松紧程度不同， 可形成不同的排列方式。 • 1．双球菌（dip1ococcus）在一个平面上分裂，分裂后两个细菌 成对排列。 • 2．链球菌（strept0coccus）在一个平面上分裂，分裂后多个细 菌相连成链状。 • 3．四联球菌（tetrads）在两个互相垂直的平面上分裂，分裂后四 个菌体排列在一起呈正方形。 • 4．八叠球菌（sarcina）在三个互相垂直的平面上分裂，分裂后 八个菌体排在一起呈立方形。 • 5．葡萄球菌（staphylococcus）在多个不规则的平面上分裂， 分裂后排列不规则，许多菌体堆积如葡萄状。

细菌总论


厌氧菌厌氧机制
◆缺乏氧化还原电势（Eh）高的呼吸酶：即缺乏细胞色 素和细胞色素氧化酶;
◆缺乏分解有毒氧基团的酶：即缺乏超氧化物歧化酶 （SOD）、过氧化氢酶、过氧化物酶。
2O2- + 2H+ SOD H2O2 + O2 （清除 O2- ） 2H2O2 过氧化氢酶 2H2O + O2 （清除H2O2） H2O2 + AH2 过氧化物酶 2H2O + A(有机物)
杆菌(bacillus)
不同杆菌的大小、长短、粗细很不一致。
大
中
小
炭疽芽胞杆菌 3-10 μm
大肠埃希菌 2-3 μm
布鲁菌 0.6-1.5 μm
杆菌的形态多样
分枝杆菌
双歧杆菌
螺形菌(spiral bacterium)
弧菌
螺菌
二、细菌的结构
基本结构：细胞壁、细胞膜、细胞质、核质 特殊结构：荚膜、鞭毛、菌毛、芽胞
+ 柯氏试剂（对二甲基氨基苯甲醛）
玫瑰吲哚复合物（红色 ）
糖 发 酵 试 验
H2S试验
吲
哚
试
阳
验
性
（二）合成性代谢产物
1、热原质（pyrogen）
细菌合成的一种注入人体或动物体内能引起发热反 应的物质，又叫致热原。产生细菌：多为G-菌，热原 质=脂多糖
2、毒素和侵袭性酶 3、色素 4、抗生素 5、细菌素 6、维生素
革兰阳性菌与阴性菌细胞壁结构比较
细胞壁 构型、强度
肽聚糖 糖脂含量 磷壁酸
外膜
革兰阳性菌 三维立体结构、较坚韧
厚、多层，50层 糖多脂少 + -
革兰阴性菌 二维平面结构、较疏松
薄、层少，1-2层 糖少脂多 +

3.细菌生理教案

3.细菌生理教案一、教材分析本节课主要介绍细菌的生理特征，是微生物学中的重要内容。

通过对细菌生理的学习，使学生了解细菌的基本特性，为后续学习其他微生物打下基础。

二、学情分析本校XX专业XX班，共有XX名学生。

学生的学习基础参差不齐，大部分学生具备基本的生物学基础知识，但部分学生基础较为薄弱。

学生的学习习惯良好，能够积极参与课堂活动，但主动探究和独立思考的能力有待提高。

三、教学三维目标知识目标：掌握细菌的生理特征。

能力目标：能够分析细菌的生长曲线，具备实验操作能力。

情感态度与价值观：培养学生对微生物学的兴趣，树立严谨的科学态度。

四、教学重难点重点：细菌的生理特征。

难点：细菌生长曲线的分析。

为突破重点，化解难点，采用以下教学方法：讲解、示范、小组讨论和实验探究。

五、教学任务通过本次教学，使学生掌握细菌的生理特征，理解细菌生长曲线的意义，并能够进行简单的实验操作。

六、教学方法讲授法：通过讲解使学生了解细菌的基本特征。

直观演示法：利用教学视频和实物展示细菌的形态和结构。

实验法：通过实验探究细菌的生长过程。

七、教学准备教材及活页教材：为学生提供必要的学习资料。

教学视频：展示细菌的生长过程。

实验器材：显微镜、培养皿、细菌样本等。

教学课件：展示重点和难点内容，辅助教学。

八、教学过程1.课程导入教学时间：5分钟教学内容：通过提问导入新课教师行为：教师提出问题：“同学们，你们知道我们生活中常见的细菌有哪些吗？它们有哪些生理特征呢？”学生行为：学生思考并回答问题，可能会提到一些常见的细菌名称，如大肠杆菌、葡萄球菌等。

教学设计目的：通过提问，引导学生思考并回答问题，激发学生对新课的兴趣。

同时，了解学生对细菌的基本认知情况，为后续教学提供依据。

2.知识讲解教学时间：10分钟教学内容：讲解细菌的生理特征教师行为：结合教材和活页教材，详细讲解细菌的生理特征，包括营养方式、代谢、繁殖等。

通过图解和实例帮助学生理解细菌的生长过程。

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21
常见碳源及种类
微生物利用的碳源物质主要有糖类、有机酸、 醇、脂类、烃、CO2及碳酸盐等。 微生物利用碳源物质具有选择性,糖类是一般微 生物较容易利用的良好碳源和能源物质。 葡萄糖、果糖、麦芽糖、蔗糖、淀粉、半乳糖、 乳糖、甘露糖、纤维二糖、纤维素、半纤维素、 甲壳素、本质素等 单糖优于双糖,已糖优于戊糖,淀粉优于纤维素, 纯多糖优于杂多糖
36
二、细菌的营养类型
1．根据碳素来源区分：
（1）自养菌：只能从无机物中取得碳源的细菌，利用CO2 ， H2CO3合成有机物。如硝化菌。
（2）异养菌：凡是从有机物中取得碳源的细菌叫异养菌。 只能利用有机碳合成所需的含碳有机物，大部分是病原菌。 2．据能量来源分为 （1）光能营养菌：将光能转变为化学能的细菌，土壤和水 中细菌。 （2）化能营养菌：从无机物和有机物中取得能量的细菌。 大部分细菌属于这种类型。
（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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四种营养类型区别
营养类型
光能自养型
主要碳源
二氧化碳 有机物 二氧化碳 有机物
能源
光能 光能 无机物 有机物
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维生素：
有的微生物自己不能合成维生素，需要外 加，主要是B族维生素、硫胺素、叶酸、泛
酸、核黄素等。
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氨基酸
各种菌合成AA的能力有很大差别，一般G－菌强
于G＋，大肠杆菌自己能合成全部AA，沙门氏菌
能合成大部分AA，有的菌合成AA能力极弱，如
肠道串珠菌需从外界补充19种AA。
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碱基：
嘧啶和嘌呤是核酸和辅E的重要组分，是许多
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5、多相胶体性质：
细胞质中含有各种蛋白质，其结构、成分、
功能各不相同，为多相胶体pro，因此在细胞
内可同时进行性质不同的生化反应，结果细胞
外浓度低的物质可以被选择性吸收而浓缩于C
内。
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6、比重
• • • • • • 决定于菌体内水分和其他物质的多少. 一般大于1 灵杆菌 1.054 枯草杆菌 1.2-1.3(1.35) 一个细菌的重量约为 1X10-9—1X10-10
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二、物理性状
光学性质 体表面积 带电现象 半透性 半透明 体积小、表面积大
革兰阳性菌 pH2~3 中性环境带负电荷 革兰阴性菌 pH4~5
细胞壁、膜有半透性 革兰阳性菌 20~25大气压 革兰阴性菌 5~6大气压
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渗透压
1 、光学性质
细菌为半透明体,当光线照射至细菌,部分被吸 收,部分被折射,故细菌悬液呈混浊状态。
N· H· C· O N· H
尿素、一般氨基酸、简单蛋白 质等 NH3、铵盐等 硝酸盐等 N2
无 机 氮
N· O N
氮源种类：
☆分子态氮：固氮微生物以分子氮为唯 一氮源 无机态氮：硝酸盐、铵盐几乎所有微 生物能利用 有机态氮：蛋白质及其降解产物 • a、速性氮源：实验常用牛肉膏、蛋白质、
酵母膏做氮源 • b、迟速性氮源：生产用玉米浆、豆饼、 葵花饼、花生饼 等。
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3.糖类：
• 主要以多糖、脂多糖、粘多糖形式存在，并与脂类、 蛋白质形成复合物。 • 构成细胞壁、菌体抗原、荚膜。 • G＋细胞壁中脂多糖与肠杆菌科细菌的分群定型有 关。
4.脂类：
• 占菌体干重的1-10%。 • 包括中性脂肪、脂肪酸、类脂 • 大肠杆菌3.6-7.9%;枯草杆菌3-4%;结核杆菌22.3%
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2、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。
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微生物氮源谱
类 型 有 机 氮 元素水平 N· H· X C· O· 化合物水平 复杂蛋白质、核酸等 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 (NH4)2SO4等 KNO3等 空气
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。
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细菌生理活动包括：
碳源物质利用的选择性
目前在微生物工业发酵中所利用的碳源物质 主要是单糖、怡糖、糖蜜(制糖工业副产品)、 淀粉(玉米粉、山芋粉、野生植物淀粉)、麸 皮、米糠等。 例如在以葡萄糖和半乳糖为碳源的培养基中， 大肠杆菌(Escherichia coli)首先利用葡萄 糖,然后利用半乳糖,前者称为大肠杆菌的速 效碳源，后者称为迟效碳源。
微生物必须的生长因素。
有些微生物不仅不能合成嘧啶和嘌呤，而且不
能将补充的嘧啶和嘌呤结合在核苷酸上，还必
须供给核苷酸，有的菌需补充卟啉或其衍生物， 还有的菌需供给（低碳）脂肪酸等。
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5、水
微生物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：是细胞中生化反应的良好介质；营养 物质和代谢产物都必须溶解在水里，才能被吸收 或排出体（细胞）外；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；维持细胞的膨压（控制细胞形态）。
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1 碳源( source of carbon)
在细菌生长过程中为细菌提供碳素来源。 在细胞内经过一系列复杂的化学变化后成为 微生物自身的细胞物质(如糖类、脂、蛋白 质等)和代谢产物,碳可占一般细菌细胞干重 的一半。 同时,绝大部分碳源物质在细胞内生化反应 过程中还能为机体提供维持生命活动所需的 能源,因此碳源物质通常也是能源物质。 但是有些以CO2作为唯一或主要碳源的微生物 生长所需的能源则并非来自碳源物质。
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第二节
细菌的营养与代谢
一、细菌的营养要求
微生物需要从外界获得营养物质,而
这些营养物质主要以有机和无机化合物的
形式为微生物所利用,也有小部分以分子 态的气体形式被微生物利用。
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细菌的营养要求
氮源（nitrogen source） 碳源 （carbon source） 无机盐（mineral salts） 生长因子（growth factor） 水（water）
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4、生长因子（growth factor）
通常指那些微生物生长所必需而且需要量很小, 但微生物自身不能合成或合成量不足以满足机体 生长需要的有机化合物。各种微生物需求的生长 因子的种类和数量是不同的。分类：维生素 、 氨基酸与嘌呤及嘧啶三大类。
功能 作为酶的辅基或辅酶参与新陈代谢; 合成核苷、核苷酸和核酸。
菌数越多浊度越大,使用比浊法或分光光度计 可以粗略地估计细菌的数量。由于细菌具有这 种光学性质,可用相差显微镜观察其形态和结 构。
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2 、表面积
• 细菌体积微小,相对表面积大。有利于同外 界进行物质交换。
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3 、带电现象
• 细菌固体成分的50%-80% 是蛋白质,蛋白 质由兼性离子氨基酸组成。 • 革兰阳性菌pH为2-3,革兰阴性菌pH为4～ 5,故在近中性或弱碱性环境中,细菌均带 负电荷,尤以前者所带负电荷更多。 • 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。
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微生物的碳源谱
类 元素水平 型 C· O· X H· N· 有 机 C· O· H· N 碳 C· O H· C· H 无 C(?) 机 O 碳 C· C· X O· 化合物水平 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 — CO2 NaHCO3 培养基原料水平 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 — CO2 NaHCO3、CaCO3、等
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4 、半透性、渗透压
半透性 细菌的细胞壁和细胞膜都有半透性,允 许水及部分小分子物质用过,有利于吸收营养和排 出代谢产物。 渗透压 细菌体内含有高浓度的营养物质和无机 盐,一般革兰氏阳性菌的渗透压高达20-25个大气 压,革兰氏阴性菌为5-6个大气பைடு நூலகம்。细菌所处一般 环境相对低渗,但有坚韧细胞壁的保护不致崩裂。 若处于比菌内渗透压更高的环境中,菌体内水分逸 出,胞质浓缩,细菌就不能生长繁殖。
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(三)、有机物
1.蛋白质和含氮化合物：
占细菌的重量50%～80%; 包括：复合蛋白:核蛋白、糖蛋白、脂蛋白； 简单蛋白:球蛋白、白蛋白、麦谷蛋白 作用: •构成菌体的主要成分; •作为酶,催化代谢反应;
2 .核酸：
DNA:存在于染色体和质粒中。
RNA:存在于细胞质和细胞膜中。 是细菌的遗传物质。
代表菌
蓝细菌 红螺细菌 硫杆菌 大肠杆菌
光能异养型
化能自养型
化能异养型
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四种营养类型划分不是绝对的 红螺菌既可利用光能，也可利用化能。 氢单胞菌是异养和自养的过渡型（称兼性自养型）。
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三、细菌体内外物质的运送
细菌 75~85 50~80 12~28 5~20 10~20 2~30
酵母菌 70~80 32~75 27~63 2~15 6~8 3.8~7
霉菌 85~90 14~15 7~40 4~40 1 6~12
(一)、水分：
生命活动离不开水。占细菌体重的75～80%。分为
结合水：与菌体其他成份结合，不参与渗透作用也