細(xì)菌的能量代謝和生化反應(yīng)的原理如下:
一、細(xì)菌的能量代謝
細(xì)菌合成細(xì)胞組分和獲得能量的基質(zhì)(生物氧化的底物)主要為糖類,通過糖的氧化或酵解釋放能量,并以高能磷酸鍵的形式(ADP、ATP)儲(chǔ)存能量。生物體能量代謝的基本生化反應(yīng)是生物氧化。生物氧化的方式包括加氧、脫氫和脫電子反應(yīng),細(xì)菌則以脫氫或氫的傳遞更為常見。
發(fā)酵是大多數(shù)細(xì)菌共有的基本代謝途徑,專性厭氧菌產(chǎn)能的惟一途徑。反應(yīng)最終的受氫體為未徹底氧化的中間代謝產(chǎn)物,產(chǎn)生能量遠(yuǎn)比需氧呼吸少。1分子葡萄糖可生成2分子丙酮酸,產(chǎn)生2分子ATP和2分子NADH+H+。
需氧呼吸將1分子葡萄糖在有氧條件下徹底氧化,生成C02、H2O,并產(chǎn)生38分子ATP。需氧呼吸中,葡萄糖經(jīng)過糖酵解途徑生成丙酮酸,后者脫羧產(chǎn)生乙醫(yī)“學(xué)教育網(wǎng)搜集整理酰輔酶A后進(jìn)入三羧酸循環(huán)徹底氧化。然后將脫出的氫進(jìn)入電子傳遞鏈進(jìn)行氧化磷酸化,最終以分子氧作為受氫體。需氧菌和兼性厭氧菌進(jìn)行需氧呼吸。
厭氧呼吸是專性厭氧菌在沒有需氧電子傳遞鏈和完整的三羧酸循環(huán)的條件下,將1分子葡萄糖經(jīng)厭氧糖酵解只能產(chǎn)生2分子ATP,最終以外源的無機(jī)氧化物(C0、SO42-、N0-)3作為受氫體的一類產(chǎn)能效率低的特殊呼吸。
二、細(xì)菌生化反應(yīng)的原理
各種細(xì)菌所具有的酶不完全相同,對(duì)營養(yǎng)物質(zhì)的分解能力亦不一致,因而其代謝產(chǎn)物有別,可以利用生化方法來鑒別不同細(xì)菌,稱為細(xì)醫(yī)“學(xué)教育網(wǎng)搜集整理菌的生化反應(yīng)試驗(yàn),常見的有糖發(fā)酵試驗(yàn)、VP試驗(yàn)、甲基紅試驗(yàn)、枸櫞酸鹽利用試驗(yàn)、吲哚試驗(yàn)、硫化氫試驗(yàn)、尿素酶試驗(yàn)等。
細(xì)菌的生化反應(yīng)用于鑒別細(xì)菌,尤其對(duì)形態(tài)、革蘭染色反應(yīng)和培養(yǎng)特性相同或相似的細(xì)菌更為重要。吲哚試驗(yàn)、甲基紅試驗(yàn)、VP試驗(yàn)、枸櫞酸鹽利用試驗(yàn)常用于鑒定腸道桿菌,合稱為IMViC試驗(yàn)。例如大腸埃希菌對(duì)這四種試驗(yàn)的結(jié)果是“+ + - -”,產(chǎn)氣腸桿菌則為“- - + +”。