第二章--细菌生理.ppt

第二章 细菌的生理 第一节 细菌的营养与代谢 一、细菌的营养 （一）细菌的营养需要 水 无机盐类 含碳化合物 含氮化合物 生长因子 1、水在菌体细胞中的作用 重要组成成分、代谢必须成分，主要起溶剂作用。 2、含碳化合物的作用 简称碳素（C素），细菌获取能量的主要来源，合成菌体成分的必须原料。 3、含氮化合物的作用 简称氮素（N素），合成菌体成分的重要原料。 4、无机盐类 细菌所须无机盐类有P、S、K、Na、Ca、Mg、Fe、Cl、Mn、Zn、Co等。 无机盐的作用： ① 构成菌体组成成分 ② 参与能量转化 ③ 维持细胞胶体状态，调节渗透压 ④ 参与酶促反应 5、生长因子 一些能促进细菌生长的物质，主要有B族维生素类、某些氨基酸、嘌呤及嘧啶等。 在菌体中的作用： ① 构成辅酶或酶的辅基 ② 促进菌体生长 ③ 为某些细菌生长的必须成分 （二）细菌摄取营养的方式 ① 单纯扩散 ② 促进扩散 ③ 主动运输 ④ 基团转位 （三）细菌的营养类型 根据细菌获取碳素和能量的方式，将细菌分成以下营养类型 化能异养菌 自养菌 异养菌 光能自养菌 化能自养菌 光能异养菌 细菌 1、自养菌（autotropy） 只能从简单的无机物（如CO2、碳酸盐）中获取碳素，不能利用有机含碳物。 根据获取能量方式分2类： 光能自养菌 可从光获取能量，将光能转变成化学能 化能自养菌 不能利用光能而靠氧化无机物获能 2、异养菌（heterotrophy） 不能利用无机物，只能从有机含碳物（如糖、醇、有机酸）中获取碳素。 根据获取能量方式不同也分2类： 光能异养菌 从光获取能量 化能异养菌 以氧化有机物获取能量 病原菌均为化能异养菌。 根据生活方式异养菌分三类： 腐生菌 存在于土壤、水和空气中，以无生命的有机物（如动物尸体、植物残体、食品、饲料等）作为营养物质。 寄生菌 寄生于活的动植物体内，从寄主体内获取营养。 兼性寄生菌 即可从活体又可从死体获取营养。 二、细菌的代谢 （一）细菌的酶 细菌细胞虽小，但含有代谢所需的完整酶系统（大肠杆菌含30种以上的酶） 根据生成条件分为： 固有酶 诱导酶（适应酶） 根据存在和发挥作用的部位分为： 胞外酶 胞内酶 了解细菌酶的意义 不同的细菌含有不同的酶系统，因此，不同细菌的代谢途径、体内生化反应的过程及代谢产物均有不同。 很多细菌体内还发现有限制性核酸内切酶、修饰酶、DNA聚合酶等，这些酶在核酸结构的研究及基因工程中为重要的工具酶。 有些细菌产生的酶，与细菌的毒力有关。 （二）细菌的呼吸 细菌利用自身酶类，在对物质进行氧 化还原的过程中取得能量称细菌的呼 吸。 根据受氢体将细菌的呼吸分为： 1、需氧呼吸 以游离的分子氧为受H体的呼吸，称需氧呼吸，简称呼吸。 此过程O2被还原成H2O或H2O2，从而产生能量。需氧菌为此种呼吸，必须在有氧的环境进行。 2、厌氧呼吸 以氧以外的其他无机物或有机物为受氢体的呼吸称厌氧呼吸或发酵。 此过程底物脱下的H交给了分子氧以外的其他受H体，使后者被还原，从而产生能量。厌氧菌为此种呼吸，必须在无氧的条件下进行。 呼吸酶 与菌体内生物氧化过程（呼吸）有关的酶类称呼吸酶。呼吸酶均为胞内酶，其主要作用是裂解碳链，释放能量。 不同的细菌含有不同的呼吸酶，故它们的生物氧化过程不同，呼吸时对氧的需要情况也不同。根据细菌呼吸时对氧的需求，可将细菌分成三种类型： 需氧菌 如结核杆菌 厌氧菌 如破伤风梭菌 兼性厌氧菌 如大肠杆菌 （三）细菌的代谢产物 细菌的营养物质复杂，代谢产物也很多，这些物质，有的是最终产物，有的是中间产物；有的是分泌物，有的是排泄物。这些物质有的对细菌有利，有的有害，有的既无利也无害。对人和动物也是这三种情况。 细菌的代谢产物可归为两大类，即分解产物和合成产物。 1、分解产物 ① 糖类的分解产物 不同细菌含有不同的酶，所以，它们分解糖类的能力和途径不同，但分解过程中都可产生丙酮酸（中间产物），丙酮酸再进一步分解，得到的产物随着细菌的不同而不同。 糖的分解产物： 气体（如CO2，H2） 酸类（如甲酸、乙酸、丙酸、乳酸、琥珀酸等） 醛类（如乙醛等） 醇类（如乙醇、乙酰甲基甲醇等） 酮类（如丙酮等） ② 蛋白质的分解产物 蛋白质在菌体蛋白酶的作用下被分解成氨基酸进入菌体内，氨基酸再进一步分解，其过程和产物随细菌的不同而不同。 氨基酸分解： 脱氨基 生成氨、各种酸类一些气体 脱羧基 生成胺类、OC2和吲哚等物 ③ 脂类的分解产物 脂类在细菌脂酶的作用下分解成甘油和脂肪酸，进一步分解形成醛、酮、酸、过氧化物和水等。 细菌的生化试验 由于不同细菌对营养物质分解的途径和得到产物不同，所以检查细菌的代谢途径和代谢产物对鉴定细菌至关重