一.细菌的细胞化学

（1）、细菌的化学组成

细菌的化学组成与其他生物细胞类似，主要由水、无机盐、蛋白质、糖类、脂质、核酸等组成。其中水是最主要的成分，占菌体重量75％～90％，其他固体成分仅占15％～20％。固体成分主要包括：无机盐，如磷、钾、镁、钙、硫、钠、铁等常量元素及钴、锌、锰、铜、钼等微量元素；蛋白质主要为核蛋白、糖蛋白和脂蛋白；以及糖类、脂类、核酸（DNA和RNA）等。细菌还有一些真核细胞所没有的特殊化学组分，如肽聚糖、胞壁酸、磷壁酸、D型氨基酸、二氨基庚二酸（DAP),吡啶二羧酸（DPA) , 2-酮基-3-脱氧辛酸（KDO)、脂多糖(ITS)等。

（2）、细菌物理性状

1．带电现象细菌蛋白质具有两性游离性，即在溶液中可电离成带正电荷的氨基(NH₄⁺）和带负电荷的羧基（C00^-)。在不同pH值的溶液中同一细菌所带电荷不同。革兰阳性菌等电点（pI)为pH2～3，革兰阴性菌PI为pH4～5，因此，在中性或弱碱性环境中革兰阳性菌与革兰阴性菌虽均携带负电荷，但革兰阳性菌所带负电荷比革兰阴性菌多，从而导致革兰阳性菌与革兰阴性菌对同种染料的亲和力不同，另外还与细菌的凝集反应、沉淀反应、杀菌及抑菌作用等有密切关系。

2．表面积 细菌的体积越小．其单位体积的细胞表面积越大。表面积大则有利于菌体内、外物质的交换，因此，细菌生长繁殖迅速、代谢非常旺盛。

3．光学性质 细菌细胞为无色半透明体，当光线照射细菌时，细菌可吸收一部分光，同时折射一部分光，故细菌悬液呈混浊状态。细菌数量越多，其浊度越大。通常可用比浊法或分光光度计粗略估算细菌的数量。

4．半透性 细菌细胞壁与细厂胞膜均具有半透性，利于细菌内、外物质的交换，如允许水及小分子物质通过，对大分子物质则选择性通过。

5.渗透压 细菌内部含有多种营养物质及无机盐等，导致革兰阳性菌的渗透压高达2026.5～2533.1 kPa(20～25个大气压），革兰阴性菌的渗透压达506.6～608.0 kPa(5～6个大气压）。通常因有细胞壁保护，故在低渗环境中细菌不会胀裂死亡。但在某些特殊环境中，如纯水中菌体会吸水胀裂死亡，在非常高渗的环境中菌体内水分逸出，胞质浓缩，导致细菌不能生长繁殖。

二.细菌的营养

（1）、细菌的营养类型

因不同细菌的酶系统不同，所以对营养的要求也不同。根据细菌对营养的需求可将其分为自养菌和异养菌两种类型。

a．自养菌（autotroph )此类细菌能够利用环境中简单的无机物为原料，合成其菌体所需成分。例如自养菌可利用CO₂,CO₃^2-,N₂,NH₃,NO₂^-,NO₃^-等获得碳源和氮源。所需能量来自于无机物氧化，称为化能自养菌；所需能量通过光合作用获得，则称为光能自养菌。

b．异养菌（heterotroph）此类细菌不能在简单的无机化合物环境中生长，必须在含有多种有机物，如糖类、蛋白质等环境中才能生长繁殖。以有机物为原料合成菌体成分并获得能量。其中有些异养菌以动植物尸体或腐败食物为营养来源，称为腐生菌(saprophyte)；有些异养菌寄生于其他生物体内，从宿主获取营养，称为寄生菌（parasite)所有致病菌均为异养菌，且大多数为寄生菌。

(2)、细菌的营养物质

细菌最基础的营养成分包括水、碳源、氮源、无机盐及生长因子等，是细菌生长繁殖、新陈代谢所必需的。

a．水水是重要的媒介及溶剂，细菌吸收营养、渗透、分泌、调节温度以及菌体内一切化学反应都必须在有水的条件下万能进行。

b.碳源碳源是细菌菌体的重要组成成分，同时也是细菌生长繁殖的主要能量来源。细菌主要从含碳化合物（如糖类、有机酸等）获得碳源。

c．氮源氮源也是细菌菌体主要组成成分，但不能提供能量。多数细菌主要从有机氮化物如氨基酸、蛋白胨等获得氮源，少数细菌可利用无机氮源如铵盐、硝酸盐等作为氮源。

d．无机盐 细菌在生长繁殖过程中需要各种无机盐以提供必需的生长元素，包括常量元素和微量元素。无机盐的主要功能如下：①合成菌体成分；②构成酶系统成分，维持酶活性；③参与能量的储存和转运；④调节细菌内、外渗透压；⑤与细菌的生长繁殖及致病性密切相关。

e．生长因子 某些细菌在生长繁殖时需要一些自身不能合成且必需的营养物质，称为生长因子（growth factor)。如B族维生素、某些氨基酸、嘌呤、嘧啶等，某些细菌还需要一些特殊的生长因子，如流感。嗜血杆菌需要X,V因子。

(3)、细菌营养物质的吸收

细菌细胞壁和细胞膜具有半透性，可以使水分子自由通过，选择性通过小分子物质，而对大分子物质需经细胞分泌的胞外酶分解成小分子物质后再吸收。其吸收方式主要有被动扩散和主动转运两种方式。

a．被动扩散 被动扩散主要依靠细胞内、外浓度差，营养物质从浓度高的一侧扩散至浓度低的一侧。此过程中无需耗能。被动扩散包括单纯扩散和易化扩散两种，前者顺浓度差扩散不需要细胞组分帮忙，后者扩散时则需要细胞中一些特殊载体蛋白帮助其进行跨膜转运。

b．主动转运 主动转运指细菌通过某种耗能的过程将营养物质从浓度低的一侧转运至浓度高的一侧。通过主动转运，细菌可将外界浓度远低于细胞内浓度的物质逆浓度差摄入细胞内以提供本身所需，是细菌摄取营养的主要方式。