细菌吃什么

别看细菌的个头小，食量却很大。大肠杆菌体肠道的普通细菌，在最合适的条件下，每小时可以消耗相当于自身重量 2000 倍的糖，而人要完成这样一个规模需要4年时间。这是因为细菌吸收快、消化快，细菌的整个身体都可用来吸收营养物质你说，它能不比只有一张嘴巴的人或动物吃得快吗?营养物质被细菌吸收后迅速消化，产生的能量和物质大部分被用去生儿育女了。它们繁衍后代的速度很快，在合适的条件下，一个细菌往往不到半天，子孙后代就成千上万，因此也不难理解为什么它们的胃口那么好。

细菌都是“大肚汉”，吃得多，繁殖快

在第一章第二节“细菌有哪些?”中已经提到，细菌的食谱很广，什么都吃。其实,那只是泛泛而谈,具体到某一种细菌可不一定,细菌对食物的要求还是蛮多的，比如说要吃好吃的。细菌根本就是一个追求口腹之欲的家伙，它有它偏爱的食物，比如葡萄糖和蔗糖它就喜欢前者,当把两种糖同时喂给它们吃时,它们首先大嚼葡萄糖对蔗糖理都不理，只有葡萄糖享用完了，它们才会想起身边还有没吃的东西。

细菌不光追求美食，还懂得营养，这家伙还要食物营养均衡对于一个普通细菌而言，如果要让它长得最好，它的食物中除了水分外,至少还要包括碳源(能提供碳素来源的物质,如糖)、氮源(能提供氮素来源的物质,如蛋白质)、无机盐(如磷、硫、镁、钙、铁等)生长因子(需求量极小，但必需，如泛酸、叶酸等)。并且，这些东西要按一定的比例配制，不同种类的细菌具体需求和配制比例都不一样。

了解细菌的这些癖好对于人类的发酵工业可谓至关重要，摸不准细菌的需求，给的食物不合胃口，细菌可是要闹脾气的，发酵得到的产品也就会少得多，其实这也不怪它们，吃都没吃爽快，还替你费力干活?

菌海战术:看谁吃得过谁

别看细菌没有大脑，可做事情还挺有远见，它们也懂得未雨绸缪。许多细菌在食物过剩的情况下会在体内储藏一些营养物质，这样就可以备不时之需，碰到“饥荒”之时就可以熬过去了。它们储藏的物质种类很多，包括糖原、淀粉、磷素、氮素等。许多细菌有一种特殊的储藏物质叫聚-β-羟基丁酸,这是一种碳素，于1929年被科学家发现，由于它无毒、可塑、易降解,因此成为生产医用塑料生物降解塑料的良好材料。

在那些物质资源比较匮乏的地方，细菌种群之间往往会为了食物而发生争斗，细菌会使出浑身解数夺取更多的食物。它们的招数很多,一个简单而有效的手段就是“菌海”战术,一些细菌的繁殖速度非常快，这样在较短的时间内，它们的“人口”就压倒了那些繁殖速度慢的细菌,一个馒头我咬上十口而你只能咬上一口，显然那些个体数量多的细菌种群占尽了便宜，虽然有时僧多粥少，也许种群内的每个细菌都没吃饱，但总比把宝贵的食物丢给竞争对手强，这无疑保证了种群利益的最大化。

抗生素因为大量应用于人类的医疗事业中而广为人知

细菌夺取食物的另一策略就是优先控制关键的营养物质。这颇有点像“擒贼先擒王”，控制了那些至关重要的营养物质,即使其他营养物质堆积如山，它们的对手也无福消受了。

铁是细菌的一种重要营养元素，它对于保持细胞内许多酶的活性必不可少，若吃不到铁，许多细菌都会萎靡不振。铁在自然界中其实并不稀缺，但绝大部分铁要么是以细菌不能食用的化学形态存在，要么是深埋在矿物颗粒中，而自然界中细菌能够食用的所谓生物有效铁少之又少。因此，在漫长的自然演化过程中，细菌进化出了获取铁的独特能力

许多细菌都能分泌一种叫铁载体的化合物，它能够将铁离子(一种生物有效铁)紧紧束缚住，这样其他微生物就休想再将这些铁据为已有了。此外，铁载体还可以帮助细菌将一些深埋于矿物或其他螯合物中的铁离子拽出来，正因铁载体有如此妙用，细菌才会遍布土壤、海洋这些“有效铁”资源匮乏的广大区域，也使某些病原细菌敢于侵袭人体细胞。人体细胞中的铁离子是与铁转移蛋白、血红蛋白这些成分紧密结合在一起的，但病原细菌使用铁载体夺取这些铁离子犹如探囊取物，铁载体堪称这些病菌侵犯人体的一把杀手锏。

泡菜中含有大量的乳酸菌

细菌还能发动“化学战直接杀伤对手，让它们没有力量再和自己争夺生存资源。细菌使用的“化学武器”很多，最常见的是抗生素，这是微生物分泌的一些能有效杀死其他微生物的代谢物。抗生素因为大量应用于人类的医疗事业中而广为人知。除此之外，一些细菌还能放出像氰化氢这样的毒气令对手命赴黄泉。泡菜坛中的乳酸菌也是一个打化学战的能手，泡菜坛中的无氧状态很适合蔬菜上乳酸菌的生长，它们在生长过程中分泌出大量乳酸一般的细菌哪受得了这些酸液的折腾，因此杂菌毫无生长的机会否则泡菜将不再有沁人的香味而是臭不可闻。人体皮肤上的一些正常栖居菌可以将人体分泌的油脂分解成脂肪酸，这些脂肪酸足以抑制一些外来有害细菌的生长,看来人类从细菌化学战中也获益匪浅。

当然，兵来将挡，水来土掩，面对化学战，细菌也不会坐以待毙，它们会使出浑身解数来对付化学武器的进攻，比如，许多细菌可以通过多种方式，将天然突变获得的对付抗生素的基因传给同类细菌或遗传给后代，使它们在抗生素的攻击下仍能泰然自若。科学家曾调查了来自土壤的480种不同芽孢细菌，发现其中每1种对至少7种现有的抗生素有耐药性，这实在令人惊讶。

培养基上分泌抗生素的细菌菌落杀死周围的细菌从而产生一个抑菌圈

谈到细菌抵御抗生素，有必要再谈谈生物膜，而这又要从细菌在自然界中的生活方式说起。很多人可能会认为细菌像一个个独行侠客一样游荡在天地间，事实上它们更愿意过一种群体的生活，生物膜就是这种群体生活方式的一种典型形式细菌在几乎任何潮湿或与水接触的固体表面都能形成生物膜。生物膜的形成过程也不太复杂，先是个别细菌偶然黏附到固体表面，然后细菌向细胞外分泌大量黏胶状的多糖物质，这些物质可以将细菌紧紧地固定在固体表面于是细菌开始在固体表面生长繁殖，并且吸引同类甚至异类细菌来此定居，逐渐铺满整个表面。

生活在生物膜中的细菌

生物膜对细菌有百利而无一弊，比如，它的吸附能力很强，环境中微量的营养物质也能被它拦截;生物膜还对抗生素有超乎寻常的抵御能力，这主要是因为生物膜中的多糖物质可以阻碍抗生素的渗透，使进入生物膜内部的抗生素大大减少，同时由于这种阻碍也给细菌调节自身以抵抗抗生素提供了时间

生物膜能有效地保护细菌，但对于人类来说却不见得是个好消息，人类的很多病原菌也能形成生物膜，由于不易被抗菌药物消灭:使它就像个菌巢，不断地从这里游出细菌攻击人体组织，导致感染反复发生、迁延不愈。当然，万事万物皆如硬币一样具有两面，生物膜对人类也并非一无是处，现在它被广泛用于污水处理，许多由多种细菌构成的生物膜分解污物的能力惊人，不少污水通过生物膜后得到大大的净化。

科学家曾发现自然界中的细菌还会玩小孩子常玩的“石头、剪子、布”的游戏，即我虽然在你那里损失了，但可以从别人那里捞回来。科学家做过这样的试验，将三个大肠杆菌菌株A、B、C接种到培养基的三边,菌株A繁殖速度慢,但能释放出一种毒素;菌株 B能被A的毒素杀死;菌株C能抵御A分泌的毒素，繁殖速度比A快但比B慢。试验结果显示:A用毒素杀死了相邻B的菌斑而繁殖速度快的B占领了C的领地，C则蔓延到了生长缓慢的A的菌斑上，三个菌株在一曲循环竞争的“华尔兹”中实现了共存，这是一种“损人利已”的共存。

深海中一些鱼类闪烁的光芒是生活在它们身上的细菌发出来的

自然界中也有互惠互利的和平共存，如一种叫阿拉伯糖乳杆菌的细菌能产生叶酸但需要苯丙氨酸，而粪链球菌能产生苯丙氨酸却需要叶酸，如果两种细菌共同生活在不含有苯丙氨酸和叶酸的地方则都能正常生长。

一些细菌还能和更高级的生物互惠共存，黑暗的深海中大部分鱼类都能够发光，这些光芒可以帮助鱼儿在黑暗中看清道路、识别配偶或者诱捕食物，光芒对它们的生存极为重要，但其中一些鱼类闪烁的光芒却不是自己发出来的，而是生活在它们身上的细菌发出来的。当然，这些小家伙决不会傻乎乎地白为这些鱼儿耗力发光，而是有交换条件的，那就是鱼儿的身体必须分泌出它们生活所需的食物。

如果细菌竭尽所能也不能保证食物的充足供给，那么只有使用最后一招--通过休眠度过危机，但并非所有的细菌都具备这样的本领，只有少数几类细菌有这长眠不醒的福分，其中最著名的就是芽孢细菌。这类细菌在遭遇天灾或食物匮乏时，体内都能产生一个芽孢，芽孢的耐干燥、热、辐射的能力特别强，当环境重新变得适宜细菌生活时，芽孢又萌发为菌体。

体内已生出芽孢的细菌，因为芽孢的折光性强，显微镜下它们的亮度很大

芽孢的休眠能力相当惊人，长眠几百年甚至几千年的芽孢重新萌发的例子并不鲜见。多年前，一组美国科学家曾唤醒了休眠在一个古老地下岩洞的盐结晶体中的芽孢，它们已足足沉睡了 2.5 亿年。不过，休眠并非细菌所愿，它们会尽其所能逃避这种结局。科学家发现，枯草芽孢杆菌在面临饥饿时为了避免进入休眠状态，能够释放一种毒素杀死它周围羸弱的同胞，吸收这些同胞尸体放出的营养使它们能够再残喘一段时间，并在这段时间里持续繁殖以努力将种族的生命之火传承下去。

参考文献：

谢小军. 你好！我的细菌朋友[M]. 石家庄: 河北科学技术出版社, 2015.

菌株总结：

菌株名称：营养琼脂/Nutrient Agar

菌株编号：HZB875014

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更新日期：2024-12-19

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编制人：木木