第二节--细菌的生理.ppt

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1、第二节细菌的生理一、细菌细胞的理化性状一）细菌细胞的化学组成1、化学元素主要元素：六种，97%微量元素：3%2、化学组分1）水分2）有机物蛋白质、核酸、糖类、脂类、维生素3）无机物无机盐类二）细菌的物理性质1、细菌的带电现象2、细菌的比面积3、细菌的布朗运动4、细菌的光学性质5、细胞膜的半渗透性二、细菌的营养与繁殖一）细菌的营养物质及其生理功能水碳源氮源无机盐生长因子营养物质1、水生理功能主要有①作为细胞的组成成分。②起到溶剂与运输介质的作用；③参与细胞内一系列化学反应；⑤维持蛋白质、核酸等生物大分子稳定的天然构象；④热的良好导体；2、碳源在微生物生长过程中能为微生物提供碳素来源的物质碳源谱有

2、机碳无机碳异养微生物自养微生物目前在微生物工业发酵中所利用的碳源物质主要是单糖、淀粉、麸皮、米糠等。对于为数众多的化能异养微生物来说，有些碳源（双功能营养物质）是兼有能源功能营养物。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。凡是能被用来构成菌体物质中或代谢产物中氮素来源的营养物质称为氮源。3、氮源氮源谱｛有机氮无机氮NH3铵盐硝酸盐N2｛｛蛋白质核酸氨基酸尿素4、无机盐作用｛参与微生物中氨基酸和酶的组成（如P、S等）调节微生物的原生质胶体状态，维持细胞的渗透与平衡（如Na＋）酶的激活剂（如Mg2＋）微量元素是指那些在微生物生长过程中起重要作用，而机体对这些元素的需

3、要量极其微小的元素，通常需要量在10-6--10-8mol/L：锌、锰、钠、氯、钼、硒、钴、铜、钨、镍、硼等。根据微生物对矿质元素需要量大小可以把它分成大量元素：Na、K、Mg、Ca、S、P等。5、生长因子生长因子：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的或合成量不足以满足机体生长需要的有机化合物。包括维生素、嘌呤、某些氨基酸、嘧啶等。二）细菌吸收营养物质的方式细胞膜由于有高度选择透性而在营养物质的进入与代谢产物的排出上起着极其重要的作用。物质主要通过简单扩散、促进扩散、主动运输和基团转位进出微生物细胞。简单扩散促进扩散主动运输基团移位1、简单扩散(simplediffusi

4、on)简单扩散是物质非特异性地从浓度较高一侧被动或自由地透过膜向浓度较低一侧扩散的过程。特点：1）简单扩散驱动力是细胞膜两侧物质的浓度差，即浓度梯度，不需要代谢能，物质不能进行逆浓度运输。2）物质在运输过程中，既不与膜上的分子发生反应，本身的分子结构也不发生变化。3）主要吸收的物质是水，一些气体（CO2，O2）,一些水溶性小分子（乙醇，甘油）和某些离子（Na+）等。2、促进扩散(facilitateddiffusion)促进扩散是有些物质借助细胞膜的一种载体蛋白从浓度较高的一侧透过膜向浓度较低的一侧扩散。特点：1）需要膜上的载体蛋白与物质结合并转运。载体蛋白有特异性。2）驱动力是浓度梯度，因此

5、不需要代谢能量，不能逆浓度运输。3）物质本身在分子结构上也不会发生变化。4）多见于真核微生物。3、主动运输(activetransport)主动运输是微生物吸收营养物质的一种主要方式，物质在运输过程要消耗代谢能，由载体蛋白参与的逆浓度梯度的物质转运。特点1）载体蛋白与被转运物质有专一性。2）物质在膜外表面与载体蛋白亲和力大，在膜内表面亲和力小，这种亲和力大小的改变是由于载体蛋白构型变化，这需要消耗能量。3）主动运输的物质有许多无机离子(K+、SO42-、PO43-)、一些糖类（乳糖、葡萄糖）、氨基酸和有机酸等。4、基团转位(grouptranslocation)基团转位是在运输过程中，除了物质

6、分子发生化学变化这一特点外，其他特点都与主动运输相同。这种运输方式主要存在于厌氧微生物中，用于许多单（或双）糖与糖的衍生物以及核苷与脂肪酸的运输，目前在好氧微生物中还未发现有这种运输方式，也未发现用这种运输方式运输氨基酸。异养型生物自养型生物生长利用的营养物质的方式生物生长过程中能量的来源光能营养型化能营养型三）细菌的营养类型三、微生物的营养类型四）细菌的生长繁殖一）细菌生长繁殖的条件1．充足的营养物质2、合适的酸碱度大多数细菌的最适pH6.8-7.4嗜中性细菌6.0-8.0嗜碱性细菌10.5嗜酸性细菌3.03、适宜的温度嗜温菌37℃嗜热菌50-60℃嗜低温0-30℃4、必要的气体环境（1）专

7、性需氧菌如：结核分枝杆菌、枯草芽孢杆菌。（2）微需氧菌如：空肠弯曲菌、幽门螺杆菌。（3）耐氧菌乳酸菌（4）兼性厌氧菌大多数病原菌（5）专性厌氧菌如：破伤风梭菌、脆弱类杆菌细菌主要是通过无性繁殖产生后代。其繁殖方式是二分裂，简称裂殖。细菌的繁殖过程分为三个连续步骤：①核的分裂和隔膜的形成；②横隔壁形成；③子细胞分裂。另外有的细菌还存在：三分裂和复分裂。二）细菌生长繁殖的方式和速度（三）细菌的繁殖1、