在自然界中,生物体能够根据外部环境的变化,从而做出反应,这就是生命现象的基础。这些反应是通过涉及组成这些生物的单个细胞来实现的。以细菌行为为例,选择大肠杆菌(Escherichia coli)作为模型生物,并利用分子生物学技术和统计物理模型,从鞭毛运动的角度研究了分子和细胞的运动行为。果糖,是葡萄糖的同分异构体。胆碱是人类的半必需营养素,机体除了从作为大分子磷脂酰胆碱(PC)的一部分获取胆碱以外,不能通过其他途径生成胆碱。在这里,我们通过使用微流控和乳胶小球标记鞭毛法,表征了大肠杆菌对0m M至50m M不同浓度果糖,以及对不同浓度胆碱的趋化和运动行为,以及果糖对大肠杆菌在物体表面聚集的影响。基于以上考虑,我们将通过添加不同营养因子来系统研究细菌运动行为的改变以及趋化系统的变化。本论文的研究结果,主要有下面几个方面:(1)果糖可以促进大肠杆菌的生长,并且随着浓度的增加,促进效果增强,当浓度高于5m M后,促进生长的效果没有继续增强。(2)果糖显著降低野生型大肠杆菌逆时针(CCW)转动速度,并且CCW转动速度在0.1m M,1m M,10m M浓度显著性降低,但是对顺时针(CW)转动速度没有影响。另一方面,果糖可以促进大肠杆菌在玻璃表面的聚集。然而,胆碱并没有显著改变大肠杆菌马达的转动速度。(3)野生型细胞能够对果糖的刺激作出反应,表明果糖是大肠杆菌的引诱剂,而趋化性缺陷的大肠杆菌JY27/pKAF131、HCB429/pKAF131和HCB316/p FD313不能感受到果糖的刺激。