一、細(xì)菌的能量代謝
細(xì)菌的能量代謝主要是通過生物氧化合成ATP的過程，其方式主要有加氧、脫氫和脫電子反應(yīng)，細(xì)菌以脫氫更為常見。以氧分子作為氫受體的稱為有氧呼吸，以有機(jī)物作為氫受體的稱為無氧發(fā)酵。不同細(xì)菌在不同環(huán)境中生物氧化的方式、途徑及產(chǎn)物都各不相同。如需氧菌以有氧呼吸為主，兼性厭氧菌根據(jù)環(huán)境中氧分子的含量可進(jìn)行有氧呼吸或無氧酵解，厭氧菌主要為無氧發(fā)酵。
二、細(xì)菌的新陳代謝
細(xì)菌的生理中心是新陳代謝，其最大的特點(diǎn)為繁殖速度快、代謝種類多。細(xì)菌的新陳代謝是從周圍環(huán)境中攝取營養(yǎng)物質(zhì)開始，主要包括分解代謝和合成代謝。分解代謝指細(xì)菌通過分解糖類、脂類、蛋白質(zhì)而獲得細(xì)菌生長繁殖所需的能量及原料；合成代謝是將小分子物質(zhì)合成為復(fù)雜的大分子物質(zhì)，這一過程要消耗能量，是同化過程。分解代謝為合成代謝提供前體和能量，合成代謝又是分解代謝的基礎(chǔ)，兩者相輔相成，是細(xì)菌生命活動的最基本過程。
（一）細(xì)菌的分解代謝及生化反應(yīng)
不同的細(xì)菌其酶系統(tǒng)不同，故對營養(yǎng)物質(zhì)的分解能力、分解方式及分解產(chǎn)物亦不同。因此，可利用生物化學(xué)反應(yīng)檢測細(xì)菌對不同基質(zhì)的分解能力及分解產(chǎn)物以鑒別細(xì)菌，稱為細(xì)菌的生化反應(yīng)（biochemical reaction)。
1．糖的分解 細(xì)菌通過產(chǎn)生的胞外酶將周圍環(huán)境中的多糖分解為單糖，進(jìn)而轉(zhuǎn)化為丙酮酸。進(jìn)行有氧呼吸的細(xì)菌通過三羧酸循環(huán)將丙酮酸徹底分解生成C02、水及其他代謝物，而進(jìn)行無氧酵解的細(xì)菌則通過不同途徑發(fā)酵丙酮酸，產(chǎn)生各種酸、醛、酮、醇等。所以可通過糖酵解試驗(yàn)鑒別細(xì)菌，如有些細(xì)菌分解糖類產(chǎn)酸產(chǎn)氣，培養(yǎng)基中酸堿指示劑變色且有氣泡產(chǎn)生；有些細(xì)菌分解糖類只產(chǎn)酸不產(chǎn)氣，培養(yǎng)基中只有酸堿指示劑變色而無氣泡產(chǎn)生。
2．蛋白質(zhì)的分解 不同細(xì)菌對蛋白質(zhì)的分解能力不同，只有少數(shù)能夠通過胞外酶分解蛋白質(zhì)為短肽，將其吸收后再進(jìn)一步通過胞內(nèi)酶在菌體內(nèi)分解為氨基酸。又因蛋白酶專一性較強(qiáng)，可根據(jù)細(xì)菌能否分解蛋白質(zhì)鑒別細(xì)菌。而大多細(xì)菌雖能夠分解氨基酸，但分解能力也不相同，亦可用于鑒別細(xì)菌。
（二）細(xì)菌的合成代謝及其醫(yī)學(xué)意義
細(xì)菌將攝取的營養(yǎng)成分及分解代謝獲得的原料和能量用于合成菌體本身成分，如肽聚糖、核酸、多糖、脂肪酸、蛋白質(zhì)等。此外還可合成分泌其他具有醫(yī)學(xué)意義的代謝產(chǎn)物。
1．熱原質(zhì) 本質(zhì)為革蘭陰性菌外膜成分脂多糖，因其注入人或動物體內(nèi)即可引起發(fā)熱反應(yīng)，故稱熱原質(zhì)（pyrogen)，又名致熱原。熱原質(zhì)耐高溫，高壓蒸汽滅菌（121.3℃,20min）不能被破壞，250℃高溫干烤可破壞熱原質(zhì)。用吸附或?yàn)V過除菌（石棉濾板）可清除液體中大部分熱原質(zhì)。因熱原質(zhì)無揮發(fā)性，故以蒸餾法去除熱原質(zhì)效果最好。如果注射用液體被細(xì)菌污染，即使經(jīng)高壓蒸汽滅菌或?yàn)V過除菌也有可能存在熱原質(zhì)，注入人體后可引起輸液反應(yīng)，因此，在制備和使用注射藥品時必須嚴(yán)格遵守?zé)o菌操作原則，防止細(xì)菌污染。
2．毒素及侵襲性酶 細(xì)菌產(chǎn)生的毒素主要有兩種，一種是由多數(shù)革蘭陽性菌及少部分革蘭陰性菌在生長繁殖過程中分泌產(chǎn)生的蛋白質(zhì)類物質(zhì)，稱外毒素（exotoxin)，其毒性作用強(qiáng)，可引起特殊的臨床癥狀；另一種是由革蘭陰性菌死亡裂解后釋放的脂多糖，稱內(nèi)毒素（endotoxin)，其毒性作用相對較弱。
某些細(xì)菌可產(chǎn)生促使細(xì)菌擴(kuò)散、利于細(xì)菌侵襲、損傷機(jī)體細(xì)胞的酶類，因與細(xì)菌的致病有關(guān)，故稱為侵襲性酶。如金黃色葡萄球菌產(chǎn)生的血漿凝固酶,A群鏈球菌產(chǎn)生的鏈激酶、鏈道酶、透明質(zhì)酸酶等。
3．色素 有些細(xì)菌在分裂繁殖過程中可產(chǎn)生不同顏色的色素，可用于鑒別細(xì)菌。色素有兩種，一種為水溶性色素，一種為脂溶性色素。前者能夠使菌落及其周圍培養(yǎng)基著色，如銅綠假單胞菌產(chǎn)生的綠膿素；后者不溶于水，僅使菌落本身具有顏色，如金黃色葡萄球菌產(chǎn)生金黃色色素、表皮葡萄球菌產(chǎn)生白色色素。
4．抗生素 有些微生物在生長繁殖過程中可產(chǎn)生某些抑制或殺滅其他微生物及腫瘤細(xì)胞的物質(zhì)，稱為抗生素(antibiotic)?？股囟嘤煞啪€菌及真菌產(chǎn)生，如鏈霉素、青霉素等，少部分由細(xì)菌產(chǎn)生，如多黏菌素、桿菌肽等。
5．細(xì)菌素 有些細(xì)菌可產(chǎn)生對于親緣菌具有抗菌作用的蛋白質(zhì)，稱為細(xì)菌素(bactericin)，如大腸埃希菌產(chǎn)生的大腸菌素（colicin)、霍亂弧菌產(chǎn)生的弧菌素（vibriocin)銅綠假單胞菌產(chǎn)生的綠膿菌素（pyocin)等。細(xì)菌素雖具有抗菌作用，但由于其抗菌譜較窄，只對親緣菌有抑制作用，故臨床上一般不用于治療，主要用于細(xì)菌的分型及流行病學(xué)調(diào)查。
6．維生素 有些細(xì)菌能夠合成分泌某些維生素（vitamine)，不僅能提供自身所需，還可分泌至周圍環(huán)境，營養(yǎng)其他生物。如大腸埃希菌為人體腸道正常菌群，能夠合成分泌B族維生素及維生素K被人體吸收利用。
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