细菌生理学 (Physiology)

细菌的营养类型 • 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（ autotroph ）• 异养菌（ heterotroph ） 腐生菌 寄生菌 大部分病原菌

细菌的营养物质• 水• 碳源• 氮源• 无机盐• 生长因子 growth factor ：细菌生长必需，而

自身不能合成的化合物 如维生素、某些氨基酸、嘌呤、嘧啶等 流感嗜血杆菌 X 因子（高铁血红素） V 因子（辅酶Ⅰ或Ⅱ）

细菌的生长繁殖

细菌的生长繁殖环境因素• 营养：• 温度： • pH ：• 气体环境 : 氧气、二氧化碳• 渗透压

氧• 专性需氧菌 (obligate aerobe) 结核分枝杆菌 • 微需氧菌（ microaerophilic bacterium ） 氧浓度 5~6% ，空肠弯曲菌、幽门螺杆菌• 兼性厌氧菌 (facultative anaerobe) 大多数病原菌 • 专性厌氧菌 (obligate anaerobe) 破伤风梭菌、肉毒梭菌 缺乏氧化还原电势高的呼吸酶：细胞色素、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

细菌的生长繁殖个体繁殖：二分裂方式（ binary fission ）

代时 (generation time) ：多数为 20~30 min

细菌群体的生长繁殖1 ．迟缓期 (lag phase)

2 ．对数期 (logarithmic phase)

3 ．稳定期 (stationary phase)

4 ．衰亡期 (decline phase)

细菌的生长曲线 growth curve

活菌数的对数

培养时间

迟缓 对数期 稳定期 期 衰亡期

细菌的能量代谢• 有氧呼吸• 发酵

细菌的代谢产物与生化反应 细菌的酶不一样，对营养物质的分解能力不一样• 糖发酵试验 葡萄糖 HCOOH 脱氢酶 CO2+H2

V - VP （ Voges-Proskauer ）试验

葡萄糖→丙酮酸→乙酰甲基甲醇 →二乙酰→红色化合物 +

胍基化合物

葡萄糖→丙酮酸 × × 乙酰甲基甲醇 -

- +

M - 甲基红（ methyl red ）实验葡萄糖→丙酮酸→乙酰甲基甲醇 甲基红 -

葡萄糖→丙酮酸 甲基红 +

- +

C - 枸橼酸盐利用（ citrate utilization ）试验

利用枸橼酸盐生长 +

不能利用 -

- +

I- 吲哚（ indol）试验

色氨酸→吲哚→玫瑰吲哚 ↑ 吲哚试剂

- +

IMViC 试验

I - 吲哚（ indol ）试验

M - 甲基红（ methyl red ）试验

V - VP （ Voges-Proskauer ）试验

C - 枸橼酸盐利用（ citrate utilization ）试验

I M Vi C 试验

大肠埃希菌 + + - -

产气杆菌 - - + +

• 硫化氢试验 + （ FeS 黑色）• 尿素酶试验

合成代谢产物• 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。LPS

耐高温 去除方法： 250℃干烤、蒸馏、吸附剂等 制备和使用注射药品过程无菌操作• 毒素与侵袭性酶 • 色素 • 抗生素 某些微生物代谢过程中产生的一类能抑制或杀死某些微生物或肿瘤细胞的物

质• 细菌素• 维生素

细菌的人工培养 • 培养基（ culture medium ） 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 • 培养基的分类：基础培养基（ basic medium ）

增菌培养基（ enrichment medium ） 选择培养基（ selective medium ） 鉴别培养基（ differential medium ） 厌氧培养基（ anaerobic medium ）

液体培养基 固体培养基 半固体培养基

细菌在培养基中的生长情况

• 液体培养基：表面生长 均匀混浊生长 沉淀生长

• 固体培养基：菌落，菌苔

• 半固体培养基：

无动力 有动力

培养基的用途• 液体培养基：增菌

• 固体培养基：纯化，增菌

• 半固体培养基：动力检测，保种

细菌的人工培养• 在医学中的应用：诊断；细菌鉴定；生物制品。 • 在工农业生产中的应用 ：• 在基因工程中的应用

细菌的分类 • 古细菌、真细菌、真核生物• 细菌的分类层次 界、门、纲、目、科、属、种 • 种 (species) 是细菌分类的基本单位。生

物学性状基本相同的细菌群体构成一个菌种；

• 性状相近关系密切的若干菌种组成一个菌属（ genus ）

• 同一菌种的各个细菌，虽性状基本相同，但在某些方面仍有一定差异，差异较明显的称亚种 (subspecies, subsp.) ，差异小的则为型 (type) 。

血清型 (serotype)噬菌体型 (phage-type)细菌素型 (bacteriocin-type)生物型 (biotype)

菌株 (strain)

• 对不同 来源的同一菌种的细菌称为该菌的不同菌株 (strain) 。

• 标准菌株 (standard strain) 或模式菌株(type strain ）：具有某种细菌典型特征的菌株

细菌的命名• 拉丁双名法 Escherichia coli （ E. coli ） 属名 种名• 中文： 大肠埃希菌 种名 属名