細(xì)菌細(xì)菌生長細(xì)菌繁殖吸取營養(yǎng)新陳代謝第1頁，共57頁。第二節(jié)細(xì)菌的營養(yǎng)與生長繁殖

第三節(jié)細(xì)菌的新陳代謝

第2頁，共57頁。第二節(jié)細(xì)菌的營養(yǎng)與生長繁殖1.細(xì)菌細(xì)胞的化學(xué)組成2.細(xì)菌所需的營養(yǎng)物質(zhì)3.吸收營養(yǎng)物質(zhì)的方式4.細(xì)菌的營養(yǎng)類型5.細(xì)菌的生長繁殖（掌握）6.細(xì)菌的人工培養(yǎng)（熟悉）

第3頁，共57頁。營養(yǎng)物質(zhì)（nutrient）：細(xì)菌生長繁殖、進(jìn)行生理活動(dòng)所需的物質(zhì)，是細(xì)菌生存的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。營養(yǎng)（nutrition）：獲得和利用營養(yǎng)物質(zhì)的過程，是細(xì)菌維持和延續(xù)其生命形式的一種生理過程。第4頁，共57頁。一、細(xì)菌細(xì)胞的化學(xué)組成1.化學(xué)元素（chemicalelements）mainlyelementstraceelementschemicalelements

C、H、O、N、S、P

結(jié)構(gòu)組成

Na、K、Ca

滲透壓、電勢(shì)

Mg、Fe、Mn

輔酶第5頁，共57頁。組分所占比重存在形式主要功能水細(xì)菌重量70-90%結(jié)合水參與有機(jī)物組成游離水溶媒，參與各種生理活動(dòng)蛋白質(zhì)固形成分40-80%簡(jiǎn)單蛋白細(xì)胞結(jié)構(gòu)的基本物質(zhì)、酶組分，參與各種生命活動(dòng)復(fù)合蛋白核酸干重3%DNA遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)RNA參與控制蛋白質(zhì)的生物合成糖類固形成分10-30%復(fù)雜組分細(xì)菌細(xì)胞壁、莢膜等結(jié)構(gòu)游離形式貯藏性能源脂類固形成分1-7%脂肪酸、磷脂等各種膜成分，細(xì)胞壁成分，能源性物質(zhì)維生素維生素B族輔酶前體2、化學(xué)組分(chemicalcomponents)第6頁，共57頁。

脂類結(jié)核分枝桿菌含量高（４０％）特有成分肽聚糖、磷壁酸、吡啶二羧酸第7頁，共57頁。二、細(xì)菌需要的營養(yǎng)物質(zhì)營養(yǎng)物質(zhì)nutrient碳源carbonsource氮源nitrogensource無機(jī)鹽inorganicsalt生長因子growthfactor水water第8頁，共57頁。1.碳源：合成菌體的必需原料，獲取能量的來源

無機(jī)碳源和有機(jī)碳源

各種有機(jī)碳源中，容易被細(xì)菌吸收的是糖類物質(zhì)如：葡萄糖、蔗糖、麥芽糖、果糖、甘露醇等2.氮源：合成菌體蛋白（結(jié)構(gòu)、功能）、核酸

無機(jī)氮源、有機(jī)氮源和氮?dú)夥肿哟蠖鄶?shù)利用前兩種

固氮菌有固氮作用，可以借助特殊的酶將分子態(tài)的氮轉(zhuǎn)化成氨和其他氮化物第9頁，共57頁。3.無機(jī)鹽：細(xì)胞生長必需的各種金屬元素及微量元素酶或輔酶的組分調(diào)節(jié)酶活性調(diào)節(jié)胞內(nèi)滲透壓、氧化還原電位特殊類型細(xì)菌的能源維持生物大分子和細(xì)胞結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性

第10頁，共57頁。4.生長因子：菌體自身不能合成或合成量不足,需要外源加入的、微量即可的營養(yǎng)物質(zhì)。如：維生素、氨基酸等

營養(yǎng)缺陷型細(xì)菌

流感嗜血桿菌需X（高鐵血紅素）,V因子（輔酶Ⅰ或Ⅱ），而金葡可產(chǎn)生，兩者共培養(yǎng)時(shí)出現(xiàn)衛(wèi)星菌落現(xiàn)象

5.水：菌體重要成分

功能細(xì)胞組分、溶媒、參與代謝、適宜反應(yīng)溫度的保障、維持大分子構(gòu)象穩(wěn)定

第11頁，共57頁。

三、吸收營養(yǎng)物質(zhì)的方式

借助細(xì)胞壁和細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能完成第12頁，共57頁。營養(yǎng)物質(zhì)運(yùn)輸方式簡(jiǎn)單擴(kuò)散

運(yùn)輸方式濃度方向載體動(dòng)力構(gòu)型變化營養(yǎng)物質(zhì)簡(jiǎn)單擴(kuò)散高→低—濃度梯度—水、脂肪酸促進(jìn)擴(kuò)散高→低載體濃度梯度+氨基酸、單糖主動(dòng)運(yùn)輸?shù)汀咛禺愋詽B透酶能量＋離子、糖類、氨基酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移低→高磷酸轉(zhuǎn)移酶系高能磷酸鍵＋糖類、脂肪酸、核苷基團(tuán)轉(zhuǎn)移促進(jìn)擴(kuò)散主動(dòng)運(yùn)輸?shù)?3頁，共57頁。四、細(xì)菌的營養(yǎng)類型按照碳源、能源及電子供體性質(zhì)的差異分類營養(yǎng)類型光能營養(yǎng)型化能營養(yǎng)型光能自養(yǎng)型光能異養(yǎng)型化能自養(yǎng)型化能異養(yǎng)型腐生型寄生型第14頁，共57頁。五、細(xì)菌的生長繁殖（一）細(xì)菌生長繁殖的條件主要環(huán)境因素：營養(yǎng)物質(zhì)、溫度、pH值、氧氣等1.營養(yǎng)物質(zhì)：提供原料、能量2.酸堿度：即pH值細(xì)菌細(xì)胞借此調(diào)節(jié)胞膜的狀態(tài)以保證酶促反應(yīng)的進(jìn)行大多數(shù)細(xì)菌的

特殊如：

第15頁，共57頁。3.溫度：對(duì)細(xì)菌的生長速度影響最大致病菌一般37℃，過高殺菌，過低抑菌細(xì)菌以此分為：嗜冷菌：－5℃-30℃最適10℃-20℃嗜溫菌:10℃-50℃最適30℃-37℃嗜熱菌：25℃-80℃最適50℃-60℃4.氣體：

CO2O2

CO2:少數(shù)細(xì)菌初次分離培養(yǎng)需5-10%CO2

獲得方法：燭缸法、CO2培養(yǎng)箱

第16頁，共57頁。O2:代謝時(shí)對(duì)氧分子的需求程度不同分為：需氧菌：有完善的呼吸酶系統(tǒng)，僅在有氧時(shí)生長，如：結(jié)核桿菌微需氧菌：低氧分壓時(shí)長勢(shì)良好，過高則抑制，如:空腸彎曲菌耐氧菌：一般不需要O2，O2存在也影響不大如：乳酸菌第17頁，共57頁。兼性厭氧菌：兼有需氧呼吸和無氧發(fā)酵兩種功能，有無O2的環(huán)境下皆可生長，但以有氧時(shí)生長態(tài)勢(shì)較好，大多數(shù)病原菌都屬此類專性厭氧菌：O2對(duì)其生長有毒害作用，如：破傷風(fēng)梭菌專性厭氧菌在有氧條件下不能生長的原因：缺乏細(xì)胞色素和細(xì)胞色素氧化酶——不能獲得營養(yǎng)物質(zhì)缺乏超氧化物歧化酶、過氧化氫酶——超氧陰離子、過氧化氫的毒害作用

超氧化物歧化酶_生成H2O2

過氧化物酶_分解H2O2

第18頁，共57頁。（二）細(xì)菌的繁殖方式細(xì)菌多無性繁殖

細(xì)菌以簡(jiǎn)單的二分裂方式進(jìn)行繁殖，繁殖一代所需時(shí)間約20~30min；但少數(shù)細(xì)菌代時(shí)較長，如:結(jié)核分枝桿菌代時(shí)為18h-24h。第19頁，共57頁。第20頁，共57頁。六、細(xì)菌的人工培養(yǎng)（一）培養(yǎng)基(medium)

人工配制的滿足細(xì)菌及其他微生物生長繁殖或積累代謝產(chǎn)物的營養(yǎng)基質(zhì)。配制注意事項(xiàng)合適配方注意成分濃度比例pH適宜

無菌第21頁，共57頁。培養(yǎng)基的類型按主要營養(yǎng)物質(zhì)的來源：天然培養(yǎng)基和合成培養(yǎng)基按物理狀態(tài)：固體、液體、半固體培養(yǎng)基按用途：基礎(chǔ)培養(yǎng)基營養(yǎng)培養(yǎng)基選擇培養(yǎng)基鑒別培養(yǎng)基厭氧培養(yǎng)基第22頁，共57頁。（二）細(xì)菌的培養(yǎng)方法及生長現(xiàn)象

1.固體培養(yǎng)法：細(xì)菌的分離、純化、鑒定、保存、計(jì)數(shù)

2.液體培養(yǎng)法：收集菌體、獲得發(fā)酵產(chǎn)物、菌種鑒定

3.半固體培養(yǎng)法：觀察運(yùn)動(dòng)、保種、測(cè)定生化反應(yīng)

4.厭氧培養(yǎng)法：厭氧菌的培養(yǎng)第23頁，共57頁。細(xì)菌在固體培養(yǎng)基中的生長情況光滑型菌落粗糙型菌落粘液型菌落第24頁，共57頁。液體培養(yǎng)基中沉淀生長混濁生長表面生長第25頁，共57頁。菌膜菌沉淀均勻渾濁對(duì)照第26頁，共57頁?；鞚嵘L沿穿刺線生長無鞭毛細(xì)菌半固體培養(yǎng)基中有鞭毛細(xì)菌第27頁，共57頁。（三）細(xì)菌的生長繁殖規(guī)律

—生長曲線生長曲線（growthcurve）

描述細(xì)菌群體在整個(gè)培養(yǎng)期間的菌數(shù)變化規(guī)律的曲線。典型的生長曲線可分為延遲期、對(duì)數(shù)期、穩(wěn)定期和衰亡期。第28頁，共57頁。2、細(xì)菌群體的生長繁殖

遲緩期(lagphase):適應(yīng)、活化期

對(duì)數(shù)期(logphase)：迅速生長期，典型性

穩(wěn)定期(stationaryphase)：新生、死亡平衡特征產(chǎn)物積累期

衰亡期(declinephase)：營養(yǎng)少，代謝物蓄積，菌體死亡第29頁，共57頁。細(xì)菌群體的生長曲線（growthcurve）

——以此指導(dǎo)對(duì)細(xì)菌的研究和生產(chǎn)實(shí)踐第30頁，共57頁。（四）細(xì)菌生長量的測(cè)定測(cè)定依據(jù)：細(xì)菌的數(shù)目、重量及生理指標(biāo)1.計(jì)數(shù)法：直接計(jì)數(shù)、間接計(jì)數(shù)、比濁法

2.重量法：濕重法、干重法3.生理指標(biāo)法：呼吸強(qiáng)度、耗氧量、酶活性等第31頁，共57頁。復(fù)習(xí)題目1.營養(yǎng)；營養(yǎng)物質(zhì)；培養(yǎng)基；生長曲線2.專性厭氧菌在有氧環(huán)境下不能生長的原因。3.試述細(xì)菌群體生長繁殖的規(guī)律。4.細(xì)菌生長量的測(cè)定方法有哪些？第32頁，共57頁。按主要營養(yǎng)物質(zhì)的來源：天然培養(yǎng)基和合成培養(yǎng)基以保證酶促反應(yīng)的進(jìn)行—胞外酶短肽、AA1×G——乳酸＋2×ATP輔助鑒定細(xì)菌、診斷傳染病選擇培養(yǎng)基第二節(jié)細(xì)菌的營養(yǎng)與生長繁殖

第三節(jié)細(xì)菌的新陳代謝V因子（輔酶Ⅰ或Ⅱ），而金葡可產(chǎn)生，2、細(xì)菌群體的生長繁殖按主要營養(yǎng)物質(zhì)的來源：天然培養(yǎng)基和合成培養(yǎng)基試述細(xì)菌群體生長繁殖的規(guī)律。氮源：合成菌體蛋白（結(jié)構(gòu)、功能）、核酸

第三節(jié)細(xì)菌的新陳代謝細(xì)菌的新陳代謝(metabolism)是指菌體細(xì)胞內(nèi)分解代謝與合成代謝的總和，其顯著特點(diǎn)是代謝旺盛和代謝類型的多樣化

比表面積（表面積/體積）：人——0.024細(xì)菌——5000

名詞：分解代謝(catabolism)

合成代謝(anabolism)第33頁，共57頁。細(xì)菌的酶存在部位產(chǎn)生方式專一性限制與修飾系統(tǒng)第34頁，共57頁。1、能量的代謝主要以糖類為底物，通過氧化或酵解釋放能量，并以高能磷酸鍵的形式（ADP、ATP）儲(chǔ)存起來。具體的產(chǎn)能方式及其途徑如下：第35頁，共57頁。（1）糖分解

A、EMP（糖酵解）

1×G＝2×丙酮酸＋2×（NADH+H+）+2×ATP

B、磷酸戊糖途徑（一磷酸己糖途徑）

1己糖——1×甘油醛-＋6×（NADPH+H+

）+3CO2

P第36頁，共57頁。（2）需氧呼吸：EMP＋三羧循環(huán)＋電子傳遞鏈（呼吸酶系）

1×G——CO2+H2O+38×ATP（3）發(fā)酵

1×G——乳酸＋2×ATP第37頁，共57頁。2、細(xì)菌的代謝產(chǎn)物：

分解產(chǎn)物與合成產(chǎn)物（1）分解代謝產(chǎn)物和細(xì)菌的生化反應(yīng)細(xì)菌的生化反應(yīng)實(shí)驗(yàn)：酶系不同對(duì)底物分解能力不同最終代謝產(chǎn)物不同第38頁，共57頁。對(duì)糖的分解：

需氧TCAC：CO2、H2O多糖—胞外酶單糖丙酮酸厭氧酸、醛、醇等對(duì)蛋白質(zhì)的分解：脫氨基酶NH3+酸Pr.—胞外酶短肽、AA脫羧基酶胺+CO2第39頁，共57頁。常見的生化反應(yīng)對(duì)糖的發(fā)酵對(duì)蛋白質(zhì)的發(fā)酵枸櫞酸鹽利用試驗(yàn)?zāi)蛩孛冈囼?yàn)甲基紅試驗(yàn)吲哚試驗(yàn)硫化氫試驗(yàn)單糖發(fā)酵試驗(yàn)VP試驗(yàn)其他試驗(yàn)第40頁，共57頁。糖發(fā)酵：?jiǎn)翁羌姿酑O2+H2O硫化氫試驗(yàn)：胱氨酸醋酸鉛硫化鉛硫化氫甲硫氨酸硫酸亞鐵硫化亞鐵第41頁，共57頁。尿素酶試驗(yàn)：尿素——尿素酶氨（酚紅指示劑變紅）吲哚試驗(yàn)（霍亂紅反應(yīng)）：色氨酸靛基質(zhì)+對(duì)二甲基氨玫瑰靛基質(zhì)（吲哚）基苯甲醛（紅色）第42頁，共57頁。糖發(fā)酵試驗(yàn)不同細(xì)菌分解糖類的能力和代謝產(chǎn)物不同。乳糖：大腸埃希菌可分解，而致病性腸道桿菌則不能。第43頁，共57頁。糖—VP試驗(yàn)陰性陽性大腸桿菌：-產(chǎn)氣桿菌：+二分子丙酮酸+乙酰甲基甲醇二乙酰胍基化合物（紅色沉淀）第44頁，共57頁。陽性陰性對(duì)照大腸桿菌：+產(chǎn)氣桿菌：—產(chǎn)氣葡萄糖丙酮酸乙酰甲基甲醇中性PH>5.4甲基紅試驗(yàn)第45頁，共57頁。枸櫞酸利用試驗(yàn)大腸桿菌：—產(chǎn)氣桿菌：+枸—唯一碳源，銨—N源，生氨，堿性，為陽第46頁，共57頁。陽性吲哚試驗(yàn)大腸桿菌：+產(chǎn)氣桿菌：—第47頁，共57頁。H2S試驗(yàn)乙型副傷寒沙門氏菌和變形桿菌含硫氨基酸硫化氫遇鐵或鉛硫化物第48頁，共57頁。尿素酶試驗(yàn)對(duì)照陽性陰性變形桿菌（尿素酶）尿素氨（堿性）第49頁，共57頁。輔助鑒定細(xì)菌、診斷傳染病1、分解糖產(chǎn)物(1)糖發(fā)酵試驗(yàn)：此類菌具有脫氫酶，可分解多糖、單糖產(chǎn)生多種酸和氣體

(2)甲基紅試驗(yàn)：（3）VP試驗(yàn)：第50頁，共57頁。2、分解蛋白：吲哚試驗(yàn)、硫化氫試驗(yàn)3、枸櫞酸鹽利用試驗(yàn)——吲哚（I）、甲基紅（M）、VP（V）、枸掾酸鹽利用（C）四種實(shí)驗(yàn)常用于鑒定腸道桿菌，合稱為IMViC實(shí)驗(yàn)。以上示例中可知：——大腸桿菌：“＋＋－－”——產(chǎn)氣腸桿菌：“－－＋＋”4、尿素酶試驗(yàn)第51頁，共57頁。

IMViC試驗(yàn)大腸埃希菌++--產(chǎn)氣桿菌--++第52頁，共57頁。（2）合成代謝產(chǎn)物A、具致病作用1、熱原質(zhì)(pyrogen)——G—的內(nèi)毒素（脂多糖