動物微生物學

24馬有智4細菌生理活動包括攝取和合成營養物質,進行新陳代謝及生長繁殖。代謝活躍、多樣化、繁殖迅速是細菌的生理特點。第二章微生物的生理細菌生理研究及其應用：

-動物體正常菌群,特別是益生菌:如何促進其生長繁殖和產生有益的代謝產物。

-致病菌:了解其代謝與致病的關系，設計和尋找有關診斷和防治的方法。

-利用細菌代謝活動來凈化環境，開發極端環境的微生物資源。第一節細菌的化學組成水分占細胞總重量的75%-90%。無機鹽（鉀、鈉、鐵、鎂、鈣、氯等）、蛋白質、糖類、脂質和核酸等。原核細胞型微生物所特有的化學組成：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。第二節細菌的營養與生長繁殖一、細菌的營養類型二、細菌的營養物質三、細菌攝取營養物質的機制四、影響細菌生長的環境因素五、細菌的生長繁殖

一、細菌的營養類型自養菌以簡單的無機物為原料合成菌體成分。如以CO2、CO32-為碳源，以N2、NH3、NO2-、NO3-等為氮源。化能自養菌,通過無機物的氧化獲得能量。光能自養菌，通過光合作用獲得能量。根據細菌利用的能源和碳源不同分兩大類型：異養菌必須以多種有機物為原料,如蛋白質、糖類等，才能合成菌體成分并獲得能量。腐生菌：以動植物尸體、腐敗食物等作為營養物;寄生菌：寄生于活體內;從宿主的有機物獲得營養。所有的病原菌都是異養菌,大部分屬寄生菌。二、細菌的營養物質

微生物利用外界營養物質的形式主要是有機和無機化合物,也有小部分是分子態的氣體形式。根據營養物質在機體中生理功能的不同,可將它們分為碳源、氮源、無機鹽、生長因子和水五大類。1碳源為微生物生長過程提供碳素來源經過一系列化學變化后成為微生物自身的細胞物質(如糖類、脂、蛋白質等)和代謝產物。絕大部分碳源還能為機體提供維持生命活動所需的能源。主要有糖類、有機酸、醇、脂類、烴、CO2及碳酸鹽等。2氮源氮源物質為微生物提供氮素來源,主要用來合成細胞中的含氮物質,只有少數自養微生物能同時利用銨鹽、硝酸鹽作為氮源與能源。在碳源物質缺乏時,某些厭氧微生物在厭氧條件下可以利用某些氨基酸作為能源物質。氮源物質包括蛋白質及其降解產物(胨、肽、氨基酸等)、銨鹽、硝酸鹽、分子氮、嘌呤、脲、胺、酰胺、嘧啶、氰化物等。

3無機鹽常量元素磷、硫、鉀、鈉、鎂、鈣、鐵等微量元素鈷、鋅、錳、銅、鉬等功能:構成有機化合物,作為菌體的成分;作為酶的組成部分,維持酶的活性;參與能量的儲存和轉運;調節菌體內外的滲透壓;某些元素與細菌的生長繁殖和致病作用密切相關。

4生長因子指微生物生長所必需而且需要量很小,但微生物自身不能合成或合成量不足以滿足生長需要的有機化合物。分類：維生素、氨基酸與嘌呤及嘧啶三大類功能：

補充培養基,維持微生物正常生長;作為酶的輔基或輔酶參與新陳代謝;合成核苷、核苷酸和核酸。四、影響細菌生長的環境因素營養物質充足的營養物質可以為細菌的新陳代謝及生長繁殖提供必要的原料和能量。氫離子濃度(pH)

每種細菌都有一個可生長的pH范圍,以及最適生長pH。多數病原菌最適pH為7.2～7.6,在宿主體內極易生存；個別細菌如霍亂弧菌在pH8.4-9.2生長最好,結核分枝桿菌生長的最適pH為6.5-6.8.溫度氣體溫度對細菌生長的影響病原菌多為嗜溫菌,最適生長溫度為人的體溫,即37℃。細菌類型

生長范圍

最適生長溫度

嗜冷菌

嗜溫菌

嗜熱菌

-5-30℃

10-45℃

25-95℃

10-20℃

20-40℃

50-60℃

氣體根據細菌代謝是否需要分子氧而分為四類:專性需氧菌:僅能在有氧環境下生長。如結核分枝桿菌、霍亂弧菌。微需氧菌:在低氧環境(5%-6％)生長最好、氧濃度>10%對其有抑制作用。如空腸彎曲菌、幽門螺桿菌。兼性厭氧菌:兼有需氧呼吸和無氧發酵兩種功能,不論在有氧或無氧環境中都能生長,大多數病原菌屬于此。專性厭氧菌:缺乏完善的呼吸酶系統,利用氧以外的其他物質作為受氫體，只能在無氧環境中發酵。有游離氧存在時，不但不能利用分子氧，還受其毒害,甚至死亡。如破傷風梭菌。

五、細菌的生長繁殖個體生長繁殖:

一般以簡單的二分裂方式進行無性繁殖。細菌分裂數量倍增所需要的時間稱為代時(generationtime),多數細菌為20-30min。個別細菌繁殖速度較慢,如結核分枝桿菌的代時達18-20h。

群體生長繁殖:

一定數量的細菌接種于適宜的液體培養基中,定時取樣檢查活菌數,可發現其生長過程的規律性。以培養時間為橫坐標,培養物中的活菌數的對數為縱坐標,可繪制出一條生長曲線（growthcurve）。生長曲線穩定期對數生長期遲緩期衰亡期細菌數時間生長曲線遲緩期

細菌進入新環境后的短暫適應階段。該期菌體增大,代謝活躍,為細菌的分裂繁殖合成并積累充足的酶、輔酶和中間代謝產物;但分裂遲緩;繁殖極少。遲緩期一般為1-4h。對數期細菌生長迅速,活菌數以幾何級數增加,生長曲線圖上細菌數的對數呈直線上升。一般細菌對數期在培養后的8～18h。

此期細菌的形態、染色性、生理活性等都較典型,對外界環境因素的作用敏感。因此,研究細菌的生物學性狀(形態染色、生化反應、藥物敏感試驗等)應選用該期的細菌。穩定期由于培養基中營養物質消耗,有害代謝產物積聚,該期細菌繁殖速度漸減,死亡數逐漸增加,細菌形態、染色