细菌的化学组成和物理性状

需要
周浆间隙 受体蛋白 离子梯度 透性酶泵 磷酸转 移酶系
能量
高能磷酸 键（ATP） 电势能 高能磷酸键

营养物质的获取实施、完成，必经由生物膜半透性 完成
（三）细菌生长的条件因素

营养物质和能量 适宜的环境因子

营养物质和能量
– 碳源、氮源、水、无机离子、生长因子 – 提供原料、能量

– 肉汤培养基 – 普通琼脂培养基 – 蛋白胨水

增菌培养基(enrichment medium)：基础培 养基中加入一些特殊的营养物质，以满足营 养要求较高的细菌生长。

迟缓期 (lag phase): 适应、活化期 对数期 (logarithmic phase)：迅速生长期，典型性 稳定期 (stationary phase):新生、死亡平衡特征产物积累期

衰亡期 (decline phase)：营养少，代谢物蓄积，菌体死亡
细菌群体的生长曲线（growth curve）
吲 哚 试 验
大肠杆菌：+ 产气杆菌：–
阳 性
乙型副伤寒沙门 氏菌和变形杆菌
H2S试 验
含硫氨基酸 硫化氢 遇铁或铅
硫化物
试尿 验素 酶 对 照 阳 性 阴 性
变形杆菌 （尿素酶）
尿素
氨（碱性）
（2）合成代谢产物及其在医学上的意义
A 、具致病作用
1 、热原质(pyrogen) —— G—的内毒素（脂多糖）；G＋的致热性多糖 致热性 0.001ug/公斤 发热 耐热性 180℃ 2hr 250℃ 30min 去除方法：干烤、高压18磅 3hr、过滤吸附
附：细菌获取营养物质的方式
摄取营养的 方式
浓度方向 高——低

（研究细菌生理）
稳定期
细菌繁殖速度减弱，死亡数逐步上 升，细菌繁殖数与死亡数大致平衡。
原因：营养物质消耗，有毒的代谢 产物堆积， PH值EH值等理化条件 不适，细菌繁殖受到抑制，生长速 率开始下降。
特点：活菌数保持相对稳定，
总菌数达最高水平；细菌代谢 物积累达到最高峰；是生产收
获时期。
稳定期细菌形态和生理性状常 有改变。例如：G+ 染色反应可 为阴性，一些细菌的芽孢和外 毒素、抗生素等代谢产物产于 此期。
特点： 生长速率常数等于零 菌体粗大 ＲＮＡ含量增加 代谢活力强 对不良条件抵抗能力降低 此期长短与接种龄、接种量、 培养基成分有关。
对数生长期（8-18h）
特点：酶系活跃， 代谢最强，分裂旺 盛，菌数呈几何级 增多。活菌数和总 菌数接近。
此期细胞的化学组 成及形态，生理特 性比较一致。
素、细胞色素氧化酶 缺乏分解有毒氧基团的酶：SOD、触酶、过氧化物
酶
2O2- + 2H+ SOD H2O2+O2 2H2O2 触酶 2H2O +O2 H2O2+AH2 过氧化物酶 2H2O+A
繁殖方式：二分裂 细菌以几何级数比例 持续增加（1-2-4-8--）
繁殖速度
个体繁殖速度
多数细菌分裂繁殖速度很快，20-30 分钟一代，培养18-24小时。肉眼可见菌落 （细菌集团）。
/ml
Ⅰ.迟缓期 Ⅱ.指数期 Ⅲ.稳定期 Ⅳ.衰亡期
细 菌 数 目 （ 个
） 对 数
ⅠⅡ
Ⅲ
总菌数 活菌数
Ⅳ
培养时间
迟缓期（约1-4小时）
细菌接种到新的培养基后 并不立即生长繁殖，原因是细胞的 生理状态需要一段时间来适应新的 培养环境，在这段时间内，细胞中 的酶和中间代谢产物逐渐堆积，直 到足够量后才进行分裂繁殖。

（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

三、细菌的营养类型
• 自养型 这类细菌酶系统完善，能利用无 机碳（CO2、C、H2CO3）合成菌体有机碳。
分为光能和化能自养型两类。
• 异养型 这类细菌酶系统不完善，只能利 用有机碳作为养料。分为光能异养菌和化 能异养菌两大类。绝大多数病原菌都属于 化能异养菌。
第四节
细菌的新陈代谢
一、细菌的酶 胞外酶、胞膜酶、固有酶、适应酶 与医学有关的酶类： 卵磷脂酶、透明质酸酶、胶原酶、 溶纤蛋白酶、凝血浆酶、溶血素、尿素酶
（一）培养基的种类和常用培养基
• 培养基的概念： 将细菌所需的各 种营养物质按一定比 例混合在一起，并调 节到适宜的PH，这种 人工配制的适合细菌 生长繁殖的细菌营养 物，称为培养基。
营养物质 释放营养物质 细胞内
渗
载体
透
酶
复合物
周围间隙蛋白 载体回位
二、细菌的营养需要


Байду номын сангаас
水分—新陈代谢所需媒介。 含碳化合物—用来合成菌体的 糖、蛋白质、核酸等，亦作为 能量来源。 含氮化合物—用来合成菌体的 各种含氮化合物。
矿物质—在细菌代谢中起着酶激活物 的作用，用来构成酶的辅基，对于维 持原生质胶体状态和细胞渗透性具有 较大作用。 Vit—在代谢中起重要作用（如B簇Vit 起着辅酶或辅基的作用。
二、细菌的繁殖方式和速度
• 多数细菌为横分裂式繁殖 （1→2→2² →2³ →2ⁿ）。少数 细菌如酵母进行出芽繁殖 。 近年来，电子显微镜观察 可见，某些细菌也存在有 性结合。 • 绝大多数细菌繁殖速度为 15-30min一代。但菌种不 同其繁殖速度亦不同，如 大肠杆菌20min繁殖一代， 结核杆菌较慢，需0.5-18h 才能繁殖一代。

合成菌体成分；维持酶活性；调节 渗透压；某些元素与细菌生长繁殖 及致病性有关 补充细菌自身不能合成的有机营养 成分、呼吸辅酶 营养吸收和代谢
水
细菌摄取营养物质的机制
• 被动扩散
–简单扩散 –易化扩散
• 主动转运系统
–依赖于周浆间隙结合蛋白的转运系统 –化学渗透驱使转运系统 –基团转移
三、细菌的生长繁殖
From:CDC
三、细菌人工培养的意义
在医学中的应用
病原学诊断
•传染病的诊断与防治 •细菌的研究 •生物制品的制备
通过药敏实验选择抗生素
在工农业生产中的应用 在基因工程中的应用
第三节
细菌的代谢产物及意义
• 细菌新陈代谢包括分解代谢与合成代谢
营养物质分解和转化为能量的过程：分解代谢 所产生的能量用于细胞组分的合成：合成代谢
液体培养基
固体斜面培养基
半固体培养基
（二）细菌在培养基中的生长现象
一.液体培养基中生长情况 1.混浊生长，大多数细菌
2.沉淀生长，少数链状细菌
3.膜状生长，枯草芽孢杆菌等需氧菌
菌膜
对照
菌沉淀
均匀浑浊
二. 半固体培养基中生长 情况
有鞭毛细菌： 扩散生长，周围浑浊 无鞭毛细菌： 沿穿刺线生长，周围透明
第二章
细菌的生理
第一节 细菌的生长繁殖
一、细菌的理化性状
细菌的化学组成
–成分
• 水、无机盐、蛋白质、糖类、脂类、核酸
–元素 • 碳、氢、氧、氮、磷、硫 –特有化学组成 • 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
细菌的物理性状
带电现象——蛋白质，带负电荷。与染色、凝 集、抑杀菌有关系。 表面积——细菌体积微小，相对表面积大。 光学性质——细菌为半透明体。 半透性——细菌的细胞壁和细胞膜都有半透性， 可进行物质交换。 渗透压——菌体内为高渗透压（G+菌20～25个 大气压，G-菌5～6个）（L型）

（1）脂多糖(LPS)
LPS是Ｇ－菌的内毒素 组成：
脂质A：毒性部分 核心多糖：属特异性 特异多糖：菌体O抗原
（种特异性）
（2）外膜：
类似于细胞膜结构，外膜内镶嵌着 多种蛋白质称为外膜蛋白（OMP）
（3）脂蛋白：
位于肽聚糖和外膜之间，使外膜与 肽聚糖层构成一整体
4.细胞壁功能
❖ 维持细菌形态，承受细胞内高渗透压 ❖ 参与菌体内外的物质交换 ❖ 带有多种抗原表位，可以诱发机体的
第一章
细菌的基本性状
细菌（bacterium）：是属原核生物界的一种单细胞 微生物。 广义细菌：
包括细菌、放线菌、支原体、衣 原体、立克次体、螺旋体 狭义细菌： 专指其中数量最大、种类最多、
具有典型代表性的细菌
第一节 细菌的形态结构与理化性状
一、细菌的大小与形态
测量单位 微米 （m）
基本形态三种： 球菌；杆菌；螺形菌
近年来研究较深入的膜蛋白
• 青霉素结合蛋白：参与肽聚糖的合成，是 青 霉素的作用靶位
• 蛋白分泌系统：G-菌所有，I～V型（由细 胞膜蛋白、外膜蛋白和辅助 蛋白组成）
• 双组分信号传导系统：与毒力和致病性有 关 组氨酸蛋白激酶 反应调控蛋白
• 细胞质（cytoplasm）
成分：
无色透明胶状物，由水、蛋白 质、脂类、核酸及少量无机盐组成
专性厌氧菌在有氧环境中不能生长 的机制
• 缺乏氧化还原电势（Eh）高的呼吸酶
人组织的Eh约为150mV，普通培养基在有氧环境中 Eh可达300mV，细菌必须有高Eh的呼吸酶类（如细胞色 素和细胞色素氧化酶）才能氧化环境中的营养物质。
• 缺乏分解有毒氧基团的酶
细菌在有氧环境中代谢会产生具有强力杀菌作用的氧 基团，如O2-和H2O2，厌氧菌缺乏分解这些有毒氧基团的 酶类（如超氧化物歧化酶、触酶、过氧化物酶）

（3）流动蒸汽消毒法
（4）间歇蒸汽灭菌法 应用：适用于不耐高温的营养物质的灭菌
（5）高压蒸汽灭菌法
应用最广泛，灭菌效果最好 压力—103.4KPa（1.05kg/cm2） 温度—121.3℃ 维持时间—15～20分钟
应用：适用于耐高温、耐潮湿物品的灭菌
相同温度下，湿热的灭菌效力比干热大，原因： 1、蛋白质在有水的条件下，易变性 2、湿热穿透力强 3、湿热存在潜热
3.鉴别培养基 利用细菌分解糖类 和蛋白质的能力及其代谢产物的不同， 在培养基中加入特定的底物和指示剂， 通过指示剂的反应不同来鉴别细菌。
如：单糖发酵管、伊红-美蓝琼脂 培养基、克氏双糖铁琼脂等。
4.选择培养基 在培养基中加入抑制剂，抑 制标本中的杂菌生长，利于所需细菌的生长。
如： SS琼脂
麦康凯培养基
第六节 细菌的分类
一、分类原则与层次
❖ 原则：传统分类、种系分类 ❖ 层次：界、门、纲、目、科、属、种 ❖ 在细菌中常用属和种、亚种、型（噬菌体
型、血清型、生物型等）
❖ 不同来源的同一菌种的细菌称为该菌的不 同菌株（strain）
❖ 标准菌株或模式菌株：具有某种细菌典型 特征的菌株
❖ 最具权威的：《伯杰氏系统细菌学手册》
殖体（包括结核杆菌）、真菌和大多数病毒 （包括含碘消毒剂、醇类消毒剂等）
含碘消毒剂：
皮肤黏膜、物体表面等
醇类消毒剂：
3、低效消毒剂 ——可杀灭多数细菌繁殖体，但不能杀灭
细菌芽胞、结核杆菌及某些抵抗力较强的真 菌和病毒 （包括季铵盐类消毒剂（新洁尔灭）、氯己定 （洗必泰）、高锰酸钾等）
皮肤黏膜、物体表面、 地面等
（二）辐射杀菌法
1、紫外线 波长：265～266nm 原理：损伤细菌DNA 特点：杀菌力强、穿透力弱

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 。

C
吲哚试验
试剂：蛋白胨水培养基
原理：分解色氨酸产生 吲哚，与吲哚试剂形成 红色化合 结果判断： 阳性：上层变红 阴性：不变色 （—） 吲哚试验 （+）
I 大肠埃希菌 产气杆菌 + -
M + -
Vi +
C试验 +
2、细菌的合成代谢产物（与医学有关的产物）
利用分解代谢的产物和能量，合成新的物质
合成 产物
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细菌的人工培养
培养基：是由人工方法培配置而成的，专供微 生物生长繁殖使用的混合营养物制品。
按其营养组成和用途分类：基础培养基、营养培 养基、 选择培养基、鉴别培养基、厌氧培养基。 按其物理状态分类：固体培养基、液体培养基、 半固体培养基。
固体培养基中
--分离培养
菌落（R型）
第二节 细菌的生理学
主要内容： 1.细菌的理化性质；
2.细菌的生长代谢；
3.细菌的人工培养； 4.细菌的分类；
细菌的理化性状
一、化学组成
水： 占细胞总重等 无机离子： 钾、钠、铁、镁、钙等
特有成分：肽聚糖、胞壁酸、磷壁酸等
80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 水 蛋白质 糖类 无机盐 脂类 核酸
殖 的 条 件
①对氧气要求：专性需氧菌 微需氧菌 4、对气体要求 兼性厌氧菌 专性厌氧菌 ②对CO2要求： 5% CO2
（六）细菌生长繁殖的规律
细菌个体的生长繁殖
细菌以二分裂法进行无性
繁殖，多数细菌每20－30分
钟繁殖一代，少数细菌如结
核杆菌的代时为18－20小时。
• 若以大肠杆菌每20min分裂一次的速度计算， 一个细胞连续分裂48ｈ或144代之后，可以 产生2.2×1043个子细胞，其质量将超过 2.2×1025吨，约为地球质量的3680倍。显 然这种条件是不可能在自然界存在的。

在高等生物里这两个过程能够显著分开，但在低等尤其 是在单细胞生物中，因为细胞小，这两个过程是紧密联
络又极难划分过程。
细菌的生理学
第25页
一个微生物细胞
适当外界条件，吸收营养物质，进行代谢 假如同化作用速度超出了异化作用
个体生长 原生质总量（重量、体积、大小）就不停增加
假如各细胞组分是按恰当百分比增加时，则到达一 定程度后就会发生繁殖，引发个体数目标增加。
营养吸收和代谢
细菌的生理学
第8页
三、细菌摄取营养物质机制
被动扩散 主动运转系统
细菌的生理学
第9页
1.被动扩散
单纯扩散 是一个最简单物质交换方式。细胞 膜两侧物质靠浓度差(浓度梯度)进行分子扩散，不 需要能量。此种方式无特异性或选择性，细胞内外 溶质浓度平衡时，扩散便停顿，不是物质运输主要 方式。如02、水、乙醇等。
细菌的生理学
第12页
单纯扩散与促进扩散比较
细菌的生理学
第13页
2．主动运输(Active transport)
主动运输是广泛存在于微生物中一个主要物质运 输方式。
细菌的生理学
第14页
（1）依赖于周浆间隙结合蛋白转运系统 （periplasmic-binding protein-dependent transport system）:
基本内容
细菌理化性状 细菌营养与生长繁殖 细菌新陈代谢和能量转换 细菌人工培养 细菌分类
细菌的生理学
第1页
第一节 细菌理化性状
一、细菌化学组成
成份
水、无机盐、蛋白质、糖类、脂质、核酸
元素
碳、氢、氧、氮、磷、硫
特有化学组成
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

细菌培养的方法
• （一）需氧培养法 （二）二氧化碳培养法 （三）厌氧培养法 （一）需氧培养法 临床细菌室最常用的培养方法，适于 一般需氧和兼性厌氧菌的培养。 置于35℃温箱中孵育18～24h。
• （二）二氧化碳培养法 有些细菌初次分离培养时须置5%～l0%C02环境才能生长良好。 1.二氧化碳培养箱：是一台特制的培养箱，既能调节CO2的含量 ，又能调节所需的温度。CO2从钢瓶通过培养箱的CO2运送管进入培 养箱内，调节好所需CO2浓度自动控制器后，将接种好的培养基直接 放入培养箱中培养即可。适于大型实验室应用。 2.烛缸法：将已接种好的培养基置干燥器内，并放入点燃的蜡烛 。干燥器盖的边缘涂上凡士林，盖上盖子，烛光经几分钟后自行熄灭 ，此时干燥器内CO2含量约占5%～10%，然后将干燥器放入35℃温箱 内培养。培养时间一般为18～24h，少数菌种需培养3～7d或更长。 3.化学法：按每升容积加入碳酸氢钠0.4g和浓盐酸0.35ml的比例， 分别置于容器内。
细菌的新陈代谢
酶催化整个细胞的全部代谢活动 能量代谢 细菌代谢所需能量主要是以生物氧化作用而获得的
细菌合成代谢产物及其意义
• （1）热原质：大多数为革兰阴性菌合成的菌体脂多糖 （2）毒素： ◇ 内毒素：G-菌的脂多糖 ◇ 外毒素：G+菌产生的蛋白质，毒性强且有高度的选择性 （3）侵袭性酶：有些细菌还能产生具有侵袭性的酶，如卵磷脂 酶、透明质酸酶等 注：毒素和侵袭性酶在细菌致病性中甚为重要 （4）色素： ◇ 水溶性色素 ◇ 脂溶性色素 注：有鉴定作用 （5）抗生素 （6）细菌素 （7）维生素
• （三）厌氧培养法 适用于专性厌氧菌和兼性厌氧菌的培 养。 常用的厌氧培养法有： ①疱肉培养基法；②焦性没食子酸法 ；③厌氧罐法；④气袋法；⑤厌氧手套箱 法。

主动转运系统
需要消耗能量； 营养物质可以进行逆浓度转运。
1. 依赖于周浆间隙结合蛋白的转运系统
2. 化学渗透驱使转运系统
3. 基团转移
依赖于周浆间隙结合蛋白的转运系统
化学渗透驱使转运系统
基团转移
三、影响细菌生长的环境因素
营养物质 氢离子浓度(pH)
嗜中性菌：pH 6.0~8.0 （病原菌 pH 7.2~7.6） 嗜酸性菌：pH 3.0 嗜碱性菌：pH 10.5
第三节 细菌的新陈代谢与能量转换
小分子 外界 营养物质
主动转运 被动转运
胞 质
分解代谢 catabolism 合成代谢 anabolism
一、细菌的能量代谢

发酵：细菌将有机物氧化释放的电子直接交给底物本身未完全氧化
的某种中间产物，同时释放能量并产生各种不同的代谢产物。以有机 物为受氢体。
生物体内葡萄糖被降解成丙酮酸的过程称为糖酵解。
无机盐的作用
作为酶活性中心的组成部分，维持酶的活性；
参与能量的储存和转运；
维持细菌的渗透压平衡； 参与细菌的致病作用。
第二节 细菌的营养与生长繁殖
细菌的营养物质：
水---营养物质必须先溶于水。 碳源---来源于糖类，提供能量。 氮源---来源于蛋白质、氨基酸等，合成菌体成分。 无机盐---钾、钠、钙、镁、磷、硫等。 生长因子---生长必需但自身不能合成的物质，如维生素、 氨基酸、嘌呤、嘧啶等。
侵袭性酶 损伤机体组织，促进细菌侵袭和扩散
3. 色素
金黄色葡萄球菌——金黄色色素（脂溶性） 铜绿假单胞菌—— 绿色色素（水溶性） 可用于细菌鉴别
金黄色葡萄球菌
铜绿假单胞菌
4. 抗生素(antibiotics)

细菌的生理活动包括摄取营养物质和合成各种所需物质，进行新陈代谢及生长繁殖。

细菌具有独立的生命活动能力，处于适宜的环境条件下，可从外界环境中摄取营养物质，获得能量，具有代谢旺盛、繁殖迅速的特点。

第一节细菌的理化性状一、化学组成1.与其他生物细胞相似，含有包括水、蛋白质、无机盐、糖类、脂类和核酸等多种化学成分。

2.水占75-90%，为主要成分。

3.去除水分后，主要为有机物，包括碳、氢、氮、氧、磷和硫。

还有少量无机离子，包括钾、钠、铁、镁、钙、氯等，用以构成菌细胞的各种成分、维持酶的活性和跨膜化学梯度。

4.还含有一些原核细胞型微生物所特有的化学组成，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、物理性状1.光学性质细菌为无色半透明小体，细菌悬液呈混浊状态。

观察-染色法-相差显微镜。

2.表面积细菌体积微小，表面积相对较大，有利于细菌的内外物质交换。

3.带电现象细菌的固有成分50-80%是蛋白质，主要为兼性离子氨基酸组成。

G+菌的等电点pH为2-3G-菌的等电点pH为4-5因此，在弱碱性或近中性环境中细菌均带负电荷，等电点越低带负电荷越多。

意义：细菌的带电现象与细菌的染色反应、凝集反应和抑菌杀菌作用有着密切关系。

4.半通透性意义：细菌为了利于内外物质交换，有利于营养物质的吸收和代谢产物的排出，其细胞壁和细胞膜都为半通透性。

5.渗透压细菌体内由于含有高浓度的营养物质和无机盐，其渗透压极高。

革兰阳性菌渗透压高达20-25个大气压，革兰阴性菌也有5-6个大气压。

意义：细菌一般处于相对低渗的环境，有坚韧的细胞壁保护不致崩裂。

细菌若处于高渗环境中，菌内水分逸出，胞质脱水浓缩，细菌就不能繁殖。

一、细菌的营养物质1.水：溶解营养物质，有利于营养物质的吸收与代谢。

2.碳源：主要来源于糖类，是合成菌体的糖类、脂类、蛋白质、核酸的成分，又是细菌的能量来源。

3.氮源：来源于氨基酸、蛋白质等，合成菌体成分。

气体 根据细菌代谢时对分子氧的需要与否， 可以分为四类。
1．专性需氧菌 (obligate aerobe) 具有 完善的呼吸酶系统，需要分子氧作为受氢体以 完成需氧呼吸，仅能在有氧环境下生长。如结 核分枝杆菌、霍乱弧菌。
2 ． 微 需 氧 菌 (microaerophilic bacterium) 在低氧压 (5％～6％) 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。
各类无机盐的功用如下：①构成有机化合物， 成为菌体的成分；②作为酶的组成部分，维持 酶的活性；③参与能量的储存和转运；④调节 菌体内外的渗透压；⑤某些元素与细菌的生长 繁殖和致病作用密切相关。
生长因子 许多细菌的生长还需一些自身不 能合成的生长因子 (growth factor)，通常为 有机化合物，包括维生素、某些氨基酸、嘌呤、 嘧啶等。少数细菌还需特殊的生长因子，如流 感嗜血杆菌需要X、V两种因子，X因子是高铁 血红素，V因子是辅酶I或辅酶Ⅱ，两者为细菌 呼吸所必需。
枸橼酸盐利用 (citrate utilization)
枸橼酸盐利用 (citrate utilization) 试验 当某些细菌 (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，并分解铵盐生成氨，使培养基变为碱性， 是为该试验阳性。
合成代谢产物及其在医学上的意义
热原质 (pyrogen) 或称致热原。是细菌合 成的一种注入人体或动物体内能引起发热反应 的物质。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℃、20min )亦 不被破坏，250℃高温干烤才能破坏热原质。
毒素与侵袭性酶 细菌产生外毒素和内毒素 两类毒素。外毒素 (exotoxin) 是多数革兰阳 性菌和少数革兰阴性菌在生长繁殖过程中释放 到菌体外的蛋白质；内毒素 (endotoxin) 是 革兰阴性菌细胞壁的脂多糖,当菌体死亡崩解后 游离出来。

带电现象：均带负电。其带电现象与染色反应、凝集
反应、抑菌和杀菌作用等密切相关。
表面积：较一般生物体大一万倍 光学性质：半透明颗粒（透射、折射）——浑浊现象 半透性：细胞壁、细胞膜 渗透压：G+菌，20-24个大气压、
G-菌， 5-6个大气压
二、细菌的代谢
1. 细菌生长的化学条件
2. 细菌生长的物理条件
人体各部位常见的正常菌群
部位 常见菌种
皮肤
口腔 胃 肠道 鼻咽腔
表皮葡萄球菌、类白喉杆菌、绿脓杆菌、耻垢杆菌等
链球菌（甲型或乙型）、乳酸杆菌、螺旋体、梭形杆菌、 白色念球菌、（真菌）表皮葡萄球菌、肺炎球菌、奈瑟氏 球菌、类白喉杆菌等 正常一般无菌 类杆菌、双歧杆菌、大肠杆菌、厌氧性链球菌、粪链球菌 、葡萄球菌、白色念球菌、乳酸杆菌、变形杆菌、破伤风 杆菌、产气荚膜杆菌等 甲型链球菌、奈氏球菌、肺炎球菌、流感杆菌、乙型链球 菌、葡萄球菌、绿脓杆菌、大肠杆菌、变形杆菌等
1、参与细菌内外物质交换； 2、与细菌的能量生成和利用有关； 3、与细菌的生物合成有关； 4、中介体参与细菌的呼吸及生物合成。
中介体
扩大了细胞膜的表面积， 相应地增加呼吸酶的含量，
有拟线粒体之称
细胞质: 由水、蛋白质、脂质、核酸、少量糖和无
机盐组成的胶状物质。 1、核糖体：又称核蛋白体，是细菌合成蛋 白质的埸所。


1.细菌生长繁殖的条件

营养物质：水、碳源、氮源、无机盐及生长因子。 pH:

大多数细菌的最适pH为pH7.2～7.6。 结核杆菌pH6.6～6.8

霍乱弧菌pH8.8～9.0

温度：病源菌均为嗜温菌，最适生细菌生长繁殖的方式
二分裂方式（binary fission）进行无性繁殖

细菌类型 生长范围 最适生长温度 嗜冷菌 -5~30℃ 10~20℃ 嗜温菌 10~45℃ 20~40℃ 嗜热菌 25~95℃ 50~60℃
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3．氢离子浓度（pH）
H+影响代谢过程酶活性，从而影响营养物质吸收。多 数细菌最适pH7.2-7.6。 每种细菌都有一个可生长的pH范围,以及最适生长pH。 嗜中性细菌生长的pH范围是6.0～8.0 嗜酸性细菌最适生长pH可低至3.0 嗜碱性细菌最适生长pH可高达10.5。 多数病原菌最适pH为7.2～7.6,在宿主体内极易生存； 个别细菌如霍乱弧菌在 pH8.4-9.2 生长最好 , 结核分枝 杆菌生长的最适pH为6.5-6.8.
系列生化反应。
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(二)、无机盐：
占细菌重量的2%～3%; 常量营养元素:
P、 K、 Ca、 Mg、 Na、Cl、 S等 微量营养元素: Cu、 Fe、 Zn、 Mn、 Si、Al、Co等。 作用: 构成菌体成分 作为酶的组成部分,维持酶的活性 调节渗透压
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(三)、有机物
1.蛋白质和含氮化合物：
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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第一节 细菌的理化性状
（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。