第4章微生物生长.ppt

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1、第第 4 4 章章 微生物的生长微生物的生长1 1 1 1 微生物生长的概念微生物生长的概念微生物生长量的测定微生物生长量的测定微生物的群体生长规律微生物的群体生长规律环境因素对微生物生长的影响环境因素对微生物生长的影响内容提要v1.微生物的生长vv一个微生物细胞在合适的外界环境条件下，不断地吸收营养一个微生物细胞在合适的外界环境条件下，不断地吸收营养物质，并按其自身的代谢方式进行新陈代谢。如果同化作用物质，并按其自身的代谢方式进行新陈代谢。如果同化作用的速度超过了异化作用，则其原生质的总量（重量、体积、的速度超过了异化作用，则其原生质的总量（重量、体积、大小）就不断增加，于是出现了个体的生长

2、现象。如果这是大小）就不断增加，于是出现了个体的生长现象。如果这是一种平衡生长，即各细胞组分是按恰当的比例增长时，则达一种平衡生长，即各细胞组分是按恰当的比例增长时，则达到一定程度后就会发生繁殖，从而引起个体数目的增加，这到一定程度后就会发生繁殖，从而引起个体数目的增加，这时，原有的个体已经发展成一个群体。随着群体中各个个体时，原有的个体已经发展成一个群体。随着群体中各个个体的进一步生长，就引起了这一群体的生长，这可从其重量、的进一步生长，就引起了这一群体的生长，这可从其重量、体积、密度或浓度作指标来衡量。体积、密度或浓度作指标来衡量。v微生物的生长表现在微生物的个体生长与群体生长两个水平上。

3、4.1 微生物生长的概念微生物生长的概念v2.微生物个体生长 表现为个体质量和体积的增加。v3.微生物群体生长v以微生物细胞的数量或微生物群体细胞物质量的增加作为生长的指标。vv个体生长个体繁殖群体生长vv群体生长个体生长个体繁殖4.1 微生物生长的概念微生物生长的概念v因而要了解微生物的生长规律，就要了解因而要了解微生物的生长规律，就要了解微生物的个体生长和群体生长两个方面。微生物的个体生长和群体生长两个方面。4.1 微生物生长的概念微生物生长的概念4.2 微生物生长量的测定v微生物特别是单细胞微生物，体积很小，个体生长很难测定，意义也不大。通常测定微生物的生长是测群体的生长，而测定繁殖则都

4、要建立在计数这一基础上。4.2 微生物生长量的测定方法 可根据菌体细胞量、菌体体积、重量直接测定，也可以根据某种细胞物质的含量或某个代谢活动速度间接测定。微微生生物物生生长长测测量量方方法法个体计数法个体计数法重重 量量 法法生理指标法生理指标法一、测微生物总数1、计数器直接计数缺点：不能区分死菌与活菌；不适于对运动细菌的计数；需要相对高的细菌浓度；个体小的细菌在显微镜下难以观察；利用血球计数板，在显微镜下计算一定容积里样品中微生物的数量。2、电子计数器计数（略）、电子计数器计数（略）3 3、染色涂片计数染色涂片计数 将已知体积的待测材料均匀涂布在载玻片的已知面积内，染色后显微镜下计数。一般1

5、cm2 均匀涂片0.01ml样品。选择几个至十几个视野计数细胞数量。借助镜台测微尺测直径可计算出视野的直径：每ml总数=视野平均菌数1 cm2/视野面积100稀释倍数 涂片染色法涂片染色法1 1视野菌液视野菌液(ml)(ml)(0.01ml(0.01ml 1cm1cm2 2)*)*视野面积视野面积视野面积视野面积(cm(cm2 2)提问：数了125个小格中有90个细菌，样品中的细菌浓度是多少？(90(90个个125)*400/0.1ml=2880125)*400/0.1ml=2880个个/ml/ml适用范围适用范围：测定个体较大的细菌或原生动物测定个体较大的细菌或原生动物细细菌菌个个体体若若太

6、太小小、过过多多，由由于于每每一一小小格格中中细细菌菌层层层层叠叠加加，相相互遮挡，难以准确计数。互遮挡，难以准确计数。数数数数细菌（或其他微生物或细胞）数目，（细菌（或其他微生物或细胞）数目，（一般数一般数125125个小个小格格），折算折算样品细菌浓度；样品细菌浓度；5 5、比例计数法、比例计数法 将将菌菌液液与与等等体体积积血血液液混混合合后后涂涂片片，计计算算细细菌菌数数与与红红细胞比例。根据比例来计数细胞比例。根据比例来计数4 4、比浊法、比浊法 测定菌数的快速方法。菌液中细胞浓度与浑浊度成正比，因此测定悬液的光密度就可以反映细胞浓度。将未知细胞数的悬液与已知细胞数悬液相比来计数。比

7、浊计数法比浊计数法v浊浊细菌悬浮液的浊度细菌悬浮液的浊度n n细细细细菌菌菌菌不不不不完完完完全全全全透透透透光光光光，一一一一定定定定范范范范围围围围内内内内菌菌菌菌溶溶溶溶液液液液的的的的混混混混浊浊浊浊度度度度与与与与菌菌菌菌数数数数量量量量成成成成正比正比正比正比以生物量为指标测定微生物的生长以生物量为指标测定微生物的生长比浊法比浊法在一定波长下，测定菌悬液的光密度，以光密度(optical density,即O.D.)表示菌量。实验测量时应控制在菌浓度与光密度成正比的线性范围内，否则不准确。5.5.比浊法比浊法（二）（二）测定活菌数测定活菌数1 1、液体稀释培养基计数：、液体稀释培养

8、基计数：将待测样品作连续10倍稀释，一直稀释到稀释液的少量接种到新鲜培养基中没有或极少生长。记录每个稀释度出现生长的试管数，再用最大或然率理论，查MPN（most probable number，最大可能数量）表，根据样品的稀释倍数就可计算出其中的活菌含量。无菌水无菌水n n稀释平板计数法稀释平板计数法稀释平板计数法稀释平板计数法固体培养法固体培养法固体培养法固体培养法第一步：菌样巧妙稀释第一步：菌样巧妙稀释第一步：菌样巧妙稀释第一步：菌样巧妙稀释得到不同得到不同稀释度稀释度 （1010-x-x）菌液菌液菌样被菌样被菌样被菌样被无菌水无菌水无菌水无菌水不同稀不同稀不同稀不同稀释倍率释倍率释倍率

9、释倍率后平板后平板后平板后平板培养图培养图培养图培养图 10-2 10-3 10-4 10-5 各各各各取取取取1ml1ml1ml1ml，均均均均匀匀匀匀涂涂涂涂布布布布于于于于冷冷冷冷固固固固体体体体培培培培养养养养基基基基平平平平板板板板上上上上或或或或与与与与温温温温热热热热液液液液态态态态固固固固体体体体培培培培养养养养基基基基混合混合混合混合冷却冷却冷却冷却。第三步：培养第三步：培养第三步：培养第三步：培养稀稀稀稀 释释释释 度度度度过过过过 低低低低，菌菌菌菌 落落落落 密密密密集集集集 无无无无 法法法法计数计数计数计数可可以以计计数数，但但数数量量过过多多，费费时时费力费力数量

10、合数量合数量合数量合适，统适，统适，统适，统计计算，计计算，计计算，计计算，作为结作为结作为结作为结果果果果数数量量太太少少，误误 差差 因因 素素太太 大大，不不做计数做计数第二步：接种平板第二步：接种平板第二步：接种平板第二步：接种平板每一个细菌会生成一个每一个细菌会生成一个每一个细菌会生成一个每一个细菌会生成一个菌落菌落菌落菌落v一一般般计计数数平平板板的的细细菌菌生生长长菌菌落落数数以以3030030300个个为为宜。宜。n n第四步第四步第四步第四步：计数计数计数计数n细菌数量细菌数量=？n细菌数量细菌数量=数出的菌落数数出的菌落数/稀释度稀释度n例如：例如：1010-5-5稀释度时

11、菌落数为稀释度时菌落数为125125个个n细菌数量细菌数量=125/10=125/10-5-5=1.25=1.2510107 7个个/mLmLn 平板计数法是采用最广的一种活菌计数法平板计数法是采用最广的一种活菌计数法n如国标法水中如国标法水中细菌总数细菌总数的测定的测定 。n注意：注意：作空白及取平行样（作空白及取平行样（2 23 3组）均值减小误差组）均值减小误差平平均均 稀释液体计数法稀释液体计数法v特点：特点：液体培养、统计学查表计数液体培养、统计学查表计数v又称又称MPNMPN法法 （或最可能数法）（或最可能数法）vM Mostost P Probablerobable N Numb

12、umbererv例如例如测定测定SRBSRB（硫酸盐还原菌，厌氧）硫酸盐还原菌，厌氧）的数量的数量v提问：提问：能用稀释平板法计数吗？为什么？能用稀释平板法计数吗？为什么？v一一般般不不能能，厌厌氧氧菌菌暴暴露露在在空空气气中中不不能能生生长长（除除非非厌厌氧氧培培养养箱）箱）n对这类菌可以利用它们生长时产生的硫化亚铁黑色特征进对这类菌可以利用它们生长时产生的硫化亚铁黑色特征进行行深层隔氧液体培养深层隔氧液体培养，按，按MPNMPN法进行计数。法进行计数。3 3 2 010 -4 10-5 10-63 10-10-2 10-3 10-4 10-5（1 1）稀释）稀释）稀释）稀释（2 2 2 2

13、）稀释接种样品）稀释接种样品）稀释接种样品）稀释接种样品在液体表面加一层无菌液体石蜡隔绝氧气，恒温恒温3737培养培养1414天天记录变黑的试管情况记录变黑的试管情况（3 3）培养）培养1mlml+9mlml培培培培养养养养基基基基n n提问：为什么有些试提问：为什么有些试管变黑有些没有？管变黑有些没有？n n稀释程度、取样概率稀释程度、取样概率The most probable number method（液体稀释法）主要适用于只能进行液体培养的微生物，或采用液体鉴别培养基进行直接鉴定并计数的微生物。对未知样品进行十倍稀释，然后根据估算取三个连续的稀释度平行接种多支试管，对这些平行试管的微生

14、物生长情况进行统计，长菌的为阳性，未长菌的为阴性，然后根据数学统计计算出样品中的微生物数目。比例计数法比例计数法v比例样品菌液与等体积的血液混合，观测二者比例提问：提问：提问：提问：如果如果如果如果平均每个视野中平均每个视野中细菌数量细菌数量/红血球红血球的数量的数量比例为比例为5.55.5：1 1，则细菌数量，则细菌数量=？5.54005.5400万个万个/m l/m l=2.210=2.2107 7个个/mLmL样品样品n红红血血球球数数已已知知(男男性性400500400500400500400500万万万万个个个个mlmlmlml，女女性性35045035045035045035045

15、0万万万万个个个个mlmlmlml)，平均平均400400万个万个/ml/ml细细细细菌菌菌菌红红红红血血血血球球球球2、薄膜计数法：如果测定量大而含菌浓度很低的样品（如空气、水）中的活菌数，可将样品用微孔薄膜（硝化纤维素薄膜）过滤，再与膜一起放到培养基或浸透培养液支持物表面培养。膜过滤培养法膜过滤培养法当样品中菌数很低时，可以将一定体积的湖水、海水或饮用水等样品通过膜过滤器，然后将将膜转到相应的培养基上进行培养，对形成的菌落进行统计。以数量变化对微生物生长情况进行测定以数量变化对微生物生长情况进行测定3、菌落计数（平板菌落）计数法、菌落计数（平板菌落）计数法统计查表计算统计查表计算 v根据不

16、同稀释度变黑试管v统计出数量指标v三位数及其中最低稀释度v（取变黑的管数最多、稀释度又最低的生长管数，为第一位数字，后面两个稀释度的生长管数后两位数）v查表查表v表表MPNMPN表表 （三）（三）计算生长量：测细菌重量计算生长量：测细菌重量（1）测细胞干重：一般干重为湿重的20-25%。收集单位体积培养液中菌体，干燥器内加热或减压干燥，直接用仪器测定。（2）测细胞含N量确定细胞浓度：凯氏定氮法测N，总蛋白含量=含N量%6.25（3）通过DNA测定计算浓度：荧光法，每个菌平均含DNA 8.410-5ng（4）生理指标：测定微生物对氧的吸收、发酵糖产酸量或二氧化碳产量。二、研究微生物生长的方法二、

17、研究微生物生长的方法 微微生生物物生生长长分分个个体体生生长长和和群群体体生生长长。培培养养方方法法有有分分批培养和连续培养。批培养和连续培养。4.3.1 分批培养分批培养 分分批批培培养养是是在在一一个个封封闭闭的的、有有一一定定体体积积的的液液体体培培养养基基的的容容器器中中接接种种少少量量细细菌菌在在特特定定条条件件下下进进行行培培养养。在分批培养中微生物只完成一次生长循环。在分批培养中微生物只完成一次生长循环。细细菌菌的的生生长长曲曲线线：将将少少量量细细菌菌接接种种到到一一定定体体积积的的新新鲜鲜液液体体培培养养基基中中进进行行分分批批培培养养，定定时时取取样样，以以细细菌菌数数目目

18、的的对对数数为为纵纵坐坐标标，培培养养时时间间为为横横坐坐标标，可可绘绘制制出出细菌的生长曲线。细菌的生长曲线。停滞期停滞期生长曲线可分：生长曲线可分：对数期对数期 静止期静止期 衰亡期衰亡期 1 1、停滞期（迟滞期或适应期）（、停滞期（迟滞期或适应期）（lag phaselag phase）:将将细细菌菌接接种种到到某某一一培培养养基基后后，细细菌菌并并不不立立即即繁繁殖殖而而是是经经过过一一段段适适应应期期才才能能生生长长繁繁殖殖。调调整整适适应应表表现现在合成多种酶、完善体内的酶系统及其他细胞成分。在合成多种酶、完善体内的酶系统及其他细胞成分。特点：（1）细胞质均匀（2）代谢活力强（3）

19、蛋白质和RNA含量增加（4）体积显著增加，许多杆菌可长成长丝状（5）形成诱导酶的能力强（6）对环境变化敏感 影响因素：影响因素：（1）接种量。）接种量。接种接种量大，停滞期可缩短量大，停滞期可缩短（2）菌龄。）菌龄。菌种年菌种年轻，对数生长期接种，轻，对数生长期接种，停滞期可能很短甚至停滞期可能很短甚至不明显不明显（3）营养。）营养。如果种子培养基与新接种的培养基成分如果种子培养基与新接种的培养基成分相同，则对菌生长有利。从丰富培养基转入贫营养基，相同，则对菌生长有利。从丰富培养基转入贫营养基，停滞时间拉长，反之减少；停滞时间拉长，反之减少；（4）菌种特性。）菌种特性。大肠杆菌停滞期长，分枝杆

20、菌长大肠杆菌停滞期长，分枝杆菌长 2 2、对数期（指数期）、对数期（指数期）log phaselog phase 细菌生长速度达到最大，数量以几何级数增加。特点：（1）细菌迅速分裂，菌数按几何级数增加；（2）世代时间最短，而且恒定；（3）生长速度最高而且恒定；（4）代谢活力强无死亡；（5）菌体整齐，体积恢复到原来大小；（6）对环境敏感，生理性状及菌体成分较一致世代时间的计算：世代时间的计算：x2=x12n以对数表示：以对数表示：lgx2=lgx1+nlg2生长速率常数生长速率常数平均世代时间平均世代时间v世代：由世代：由1个细胞分裂成为个细胞分裂成为2个细胞的间隔被个细胞的间隔被称为世代。称为

21、世代。v代时：就是一个世代所需的时间，因而也就代时：就是一个世代所需的时间，因而也就是群体细胞数目扩大是群体细胞数目扩大1倍所需的时间，有时也倍所需的时间，有时也被称为倍增时间。被称为倍增时间。影响因素：影响因素：（1 1）温温度度。在适温范围内，每增加10，生长速度提高1倍；（2）营养；）营养；营养越丰富，代时越短营养越丰富，代时越短（3）氧气。）氧气。好氧菌若能供给充足的氧，可能使对数期延长。对数期的实践意义对数期的实践意义 是代谢、生理研究的良好材料是代谢、生理研究的良好材料 是增殖噬菌体的最适宿主菌龄是增殖噬菌体的最适宿主菌龄 是发酵生产中用作是发酵生产中用作“种子种子”的最佳种龄的最

22、佳种龄 G G+染色鉴定时采用此期微生物染色鉴定时采用此期微生物 3 3、稳定期（稳定期（stationary phasestationary phase）由由于于营营养养消消耗耗，供供应应不不足足及及代代谢谢产产物物的的积积累累，这这时一部分菌死亡，细菌进入时一部分菌死亡，细菌进入稳定期稳定期。稳定期稳定期到来的原因主要是：营养物尤其是生长限制因子的耗尽；营养物的比例失调，例如CN比值不合适等；酸、醇、毒素或H2O2等有害代谢产物的累积；pH、氧化还原势等物化条件越来越不适宜。特点：特点：（1）菌数达到最高峰；（2）活菌数达到动态平衡；（3）生长速率为零；（4）开始积累贮存物质影响因素：影响

23、因素：（1）前期主要是营养，补充营养可延长静止期；（2）后期主要是代谢产物的积累；（3）离子、pH等物化条件失去平衡 4 4、衰亡期、衰亡期 decline phasedecline phase 由于营养缺乏和代谢产物积累造成自身中毒，细胞生长受阻，时间和菌数对数呈反比，生长曲线直线下降。特点：特点：（1）生长速率为负值，活菌数减少；（2）细菌发生自溶现象autolysis（3）代谢产物大量积累；（4）形态多变，出现畸形或衰退形。4.3.2 4.3.2 连续培养连续培养 原原理理：如果在培养器中不断补充新鲜营养物质并及时不断地以同样速度排出培养物，理论上讲，对数生长期可以无限延长。1 1、恒浊

24、连续培养、恒浊连续培养 不断调节流速而使细菌培养液浊度保持恒定的培养方法。根据培养器内微生物的生长密度，并借光电控制系统来控制培养液流速，以取得菌体密度高、生长速度恒定的微生物细胞。恒浊连续培养可以不断提供具有一定生理状态的细胞，可以得到以最高生长速率进行生长的培养物，在微生物工业上运用此法可得到大量菌体及相应的代谢产物如乳酸、乙醇。2 2、恒化连续培养、恒化连续培养 维持进水中的营养成分恒定，从而保持细菌的恒定生长速率称恒化连续培养，也称恒组成连续培养。恒化连续培养基中，某种必须的营养物质必须在低浓度作为限制性因子，其他成分过量。这样，细菌的生长速率取决于限制性因子的浓度。常用的限制性营养物

25、质有作为N源的氨、氨基酸；作为C源的葡萄糖、麦芽糖、乳酸；生长因子、无机盐等。稀稀释释度度（率率）：新鲜培养基流入的速度为f，培养器中培养液体积为V，稀释度为D=f/V，表示单位时间内，新加入的培养基体积与培养器内培养基总体积之比。随着D增大，细菌浓度先升后降，但在相当大范围内这种变化不明显。当稀释度增大到最大比生长速率时，微生物的增长速率赶不上流出速率，结果必然是到某一时刻，微生物浓度降到维持生长所必需的最低浓度（临界浓度）之下，这时培养器内微生物浓度趋于零。这时的D为临界稀释度。临界稀释度。同步生长：一个细胞群体中各个细胞都在同一时间进行同步生长：一个细胞群体中各个细胞都在同一时间进行分裂

26、的状态，称为同步生长分裂的状态，称为同步生长（synchronous growth），进进行同步分裂的细胞称为同步细胞。行同步分裂的细胞称为同步细胞。同步细胞群体在任何一时刻都处在细胞周期的同一相，彼同步细胞群体在任何一时刻都处在细胞周期的同一相，彼此间形态、生化特征都很一致，因而是细胞学、生理学和此间形态、生化特征都很一致，因而是细胞学、生理学和生物化学等研究的良好材料。生物化学等研究的良好材料。4.3.3同步生长同步生长（synchronous growth）同步培养技术同步培养技术（synchronous culture）：）：设法使群体中的设法使群体中的所有细胞尽量都处于同样的细胞生长

27、和分裂周期中。所有细胞尽量都处于同样的细胞生长和分裂周期中。同步培养法：能获得处于同一生长阶段的群体细胞的培同步培养法：能获得处于同一生长阶段的群体细胞的培养方法养方法 获得同步生长的方法：获得同步生长的方法：获得同步生长的方法主要有两类：获得同步生长的方法主要有两类：环境条件诱导法：变换温度、光线、培养基等。造成与正常细胞周期不同环境条件诱导法：变换温度、光线、培养基等。造成与正常细胞周期不同的周期变化。的周期变化。机械法：选择性过滤、梯度离心。物理方法，随机选择，不影响细胞代谢。机械法：选择性过滤、梯度离心。物理方法，随机选择，不影响细胞代谢。4.4.1温度对微生物生长的影响温度是影响微生

28、物生长的最重要因素之一。温度对微生物的影响具体表现在：影响酶活性，温度变化影响酶促反应速率，最终影响细胞合成。影响细胞膜的流动性，温度高，流动性大，有利于物质的运输，温度低，流动性降低，不利于物质运输，因此，温度变化影响营养物质的吸收与代谢产物的分泌。影响蛋白质、核酸等大分子物质。4.4 环境因素对微生物生长的影响环境因素对微生物生长的影响从微生物整体来看从微生物整体来看:生长的温度范围一般在生长的温度范围一般在-10 100 极端下限为极端下限为-30，极端上限为，极端上限为105300 但对于特定的某一种微生物：但对于特定的某一种微生物：只能在一定温度范围内生长，在这个范围内，每种微生物都

29、有只能在一定温度范围内生长，在这个范围内，每种微生物都有自己的生长温度三基点，即最低、最适、最高生长温度自己的生长温度三基点，即最低、最适、最高生长温度处于最适生长温度时，生长速度最快，代时最短。处于最适生长温度时，生长速度最快，代时最短。超过最低生长温度时，微生物不生长，温度过低，甚至会超过最低生长温度时，微生物不生长，温度过低，甚至会死亡。死亡。超过最高生长温度时，微生物不生长，温度过高，甚至会超过最高生长温度时，微生物不生长，温度过高，甚至会死亡。死亡。（1 1）微生物生长的三个温度基点）微生物生长的三个温度基点微生物类型生长温度最低 最适 最高嗜冷微生物兼性嗜冷微生物嗜温微生物嗜热微生

30、物超嗜热或嗜高温微生物 45 45 5565 80 65 8090 100根据微生物的最适生长温度的不同，可将微生物划为根据微生物的最适生长温度的不同，可将微生物划为五个类型五个类型高温对微生物的影响高温对微生物的影响 高温下蛋白质不可逆变性，膜受热出现小孔，破坏细高温下蛋白质不可逆变性，膜受热出现小孔，破坏细胞结构（溶菌）。胞结构（溶菌）。低温对微生物的影响低温对微生物的影响 当环境温度低于微生物的最适生长温度时，微生物的当环境温度低于微生物的最适生长温度时，微生物的生长繁殖停止，当微生物的原生质结构并未破坏时，不会生长繁殖停止，当微生物的原生质结构并未破坏时，不会很快造成死亡并能在较长时间

31、内保持活力，当温度提高时，很快造成死亡并能在较长时间内保持活力，当温度提高时，可以恢复正常的生命活动。可以恢复正常的生命活动。低温保藏菌种就是利用这个原理。一些细菌、酵母菌低温保藏菌种就是利用这个原理。一些细菌、酵母菌和霉菌的琼脂斜面菌种通常可以长时间地保藏在和霉菌的琼脂斜面菌种通常可以长时间地保藏在44的冰箱的冰箱中。中。当温度过低，造成微生物细胞冻结时，有的微生物会当温度过低，造成微生物细胞冻结时，有的微生物会死亡，有些则并不死亡。死亡，有些则并不死亡。（2 2）高温与低温对微生物的影响）高温与低温对微生物的影响造成死亡的原因：造成死亡的原因：冻结时细胞水分变成冰晶，冰晶对细胞膜产生机械损

32、伤，冻结时细胞水分变成冰晶，冰晶对细胞膜产生机械损伤，膜内物质外漏。膜内物质外漏。冻结过程造成细胞脱水。冻结过程造成细胞脱水。v2.2.氧气对微生物生长的影响氧气对微生物生长的影响 微生物对氧的需要和耐受力在不同的类群中变化很大，根据微生物与氧的关系,可把它们分为几种类群:v好氧菌:专性好氧菌专性好氧菌;微好氧菌微好氧菌v兼性厌氧菌:耐氧厌氧菌：耐氧厌氧菌：v厌氧菌:(专性专性)厌氧菌厌氧菌专性好氧菌（专性好氧菌（strict aerobe）必须在有分子氧的条件下才能生长，有完整的呼吸链，以分子氧作为最终氢受体，细胞含有超氧物歧化酶（SOD，superoxide dismutase）和过氧化氢

33、酶。在有氧或无氧条件下均能生长，但有氧情况下生长得更好，在有氧时靠呼吸产能，无氧时接发酵或无氧呼吸产能；细胞含有SOD和过氧化氢酶。微好氧菌（微好氧菌（microaerophilic bacteria）只能较低的氧分压下才能正常生长，通过呼吸链并以氧为最终氢受体而产能兼性好氧菌（兼性好氧菌（facultative aerobe）耐氧菌（耐氧菌（aerotolerant anaerobe）可在分子氧存在下进行厌氧生活的厌氧菌。生活不需可在分子氧存在下进行厌氧生活的厌氧菌。生活不需要氧，分子氧也对它无毒害。不具有呼吸链，依靠专性发酵要氧，分子氧也对它无毒害。不具有呼吸链，依靠专性发酵获得能量。细胞

34、内存在获得能量。细胞内存在SOD和过氧化物酶，但缺乏过氧化和过氧化物酶，但缺乏过氧化氢酶。氢酶。厌氧菌（厌氧菌（anaerobe）分子氧对它有毒害，短期接触空气，也会抑制其生长甚分子氧对它有毒害，短期接触空气，也会抑制其生长甚至致死；在空气或含有至致死；在空气或含有10%CO2的空气中，在固体培养基表的空气中，在固体培养基表面上不能生长，只有在其深层的无氧或低氧化还原电势的面上不能生长，只有在其深层的无氧或低氧化还原电势的环境下才能生长；生命活动所需能量通过发酵、无氧呼吸、环境下才能生长；生命活动所需能量通过发酵、无氧呼吸、循环光合磷酸化或甲烷发酵提供；细胞内缺乏循环光合磷酸化或甲烷发酵提供；

35、细胞内缺乏SOD和细胞和细胞色素氧化酶，大多数还缺乏过氧化氢酶。色素氧化酶，大多数还缺乏过氧化氢酶。影响膜表面电荷的性质及膜的通透性，进而影影响膜表面电荷的性质及膜的通透性，进而影响对物质的吸收能力。响对物质的吸收能力。改变酶活、酶促反应的速率及代谢途径：如：改变酶活、酶促反应的速率及代谢途径：如：酵母菌在酵母菌在pH4.5-5pH4.5-5产乙醇，在产乙醇，在 pH6.5pH6.5以上产甘油、以上产甘油、酸。酸。环境环境pHpH值还影响培养基中营养物质的值还影响培养基中营养物质的离子化程离子化程度，从而影响营养物质吸收，度，从而影响营养物质吸收，或或有有毒物质的毒性。毒物质的毒性。3.pH3

36、.pH值对值对微生物生长的影响微生物生长的影响微生物的生长微生物的生长pHpH值范围极广，从值范围极广，从pH2pH28 8都有微生物能生长。都有微生物能生长。但是绝大多数种类都生活在但是绝大多数种类都生活在pH5.0pH5.09.09.0之间。之间。微生物生长的微生物生长的pHpH值三基点：值三基点：各种微生物都有其生长的最低、最适和最高各种微生物都有其生长的最低、最适和最高pHpH值。低于值。低于最低、或最低、或超过超过最高生长最高生长pHpH值时，微生物生长受抑制或导值时，微生物生长受抑制或导致死亡。致死亡。不同的微生物最适生长的不同的微生物最适生长的pHpH值不同，根据微生物生长的值不

37、同，根据微生物生长的最适最适pHpH值，将微生物分为：值，将微生物分为：嗜碱微生物：硝化细菌、尿素分解菌、多数放线菌嗜碱微生物：硝化细菌、尿素分解菌、多数放线菌 耐碱微生物：许多链霉菌耐碱微生物：许多链霉菌 中性微生物：绝大多数细菌，一部分真菌中性微生物：绝大多数细菌，一部分真菌 嗜酸微生物：硫杆菌属嗜酸微生物：硫杆菌属 耐酸微生物：乳酸杆菌、醋酸杆菌耐酸微生物：乳酸杆菌、醋酸杆菌不同微生物对不同微生物对pHpH要求不同要求不同4.5 4.5 微生物生长繁殖的控制微生物生长繁殖的控制几个基本概念几个基本概念灭菌（sterilization）采用强烈的理化因素使任何物体内外部采用强烈的理化因素使

38、任何物体内外部的一切微生物永远丧失其生长繁殖能力的措施，实质上可分的一切微生物永远丧失其生长繁殖能力的措施，实质上可分杀菌（杀菌（bacteriocidation）和溶菌（）和溶菌（bacterioly-sis）两种，前者指）两种，前者指菌体虽死，但形体尚存，后者则指菌体杀死后，其细胞发生菌体虽死，但形体尚存，后者则指菌体杀死后，其细胞发生溶化、消失的现象。溶化、消失的现象。消毒（disinfection）是一种采用较温和的理化因素，仅杀是一种采用较温和的理化因素，仅杀死物体表面或内部一部分对人体有害的病原菌，而对被消死物体表面或内部一部分对人体有害的病原菌，而对被消毒的物体基本无害的措施。毒

39、的物体基本无害的措施。防腐（antisepsis）是利用某种理化因素完全抑制霉腐微生是利用某种理化因素完全抑制霉腐微生物的生长繁殖，从而达到防止食品等发生霉腐的措施。物的生长繁殖，从而达到防止食品等发生霉腐的措施。化疗（chemotherapy）即化学治疗。利用具有高度选择毒力利用具有高度选择毒力（对病原菌具有高度毒力而对宿主无显著毒性）的化学物质（对病原菌具有高度毒力而对宿主无显著毒性）的化学物质来抑制宿主体内病原微生物的生长繁殖，借以达到治疗该传来抑制宿主体内病原微生物的生长繁殖，借以达到治疗该传染病的一种措施。染病的一种措施。4.5.1控制微生物的化学物质控制微生物的化学物质抗微生物剂抗

40、代谢物抗生素酸和碱：医院病房常用乙酸消毒。重金属极其盐类：升汞有机化合物：醇、醛、酚是常用的杀菌剂。氧化剂：高锰酸钾、双氧水等 卤素：氯，碘是常用的消毒剂染色剂 表面活性剂 nwsuaf-micro抗微生物剂抗微生物剂(antimicrobial agent)杀死微生物或抑制微生物生长的化学物质杀死微生物或抑制微生物生长的化学物质抗代谢物抗代谢物(antimetabolite)有些化合物在结构上与生物体所必需的代谢物很相似，以至可以和特定的酶结合，从而阻碍了酶的功 能。干扰代谢的正常代谢。这些物质称为抗代谢物。叶酸 磺胺类药物 nwsuaf-micro嘌呤 6巯基嘌呤氨基酸 5甲基色氨酸 吡哆

41、醇 异烟肼 每种抗生素都有一定的杀菌范围，称为抗菌谱。nwsuaf-micro抗生素抗生素(antibiotic)是由微生物在代谢过程中产生（有的可人工合成）具是由微生物在代谢过程中产生（有的可人工合成）具有一定浓度下抑制或杀死其他微生物的有机化合物。有一定浓度下抑制或杀死其他微生物的有机化合物。抑制细胞壁的形成干扰蛋白质合成抑制核酸复制影响细胞膜的功能高温灭菌辐射作用过滤作用高渗作用超声波4.5.2 控制微生物的物理因素控制微生物的物理因素1.高温灭菌（消高温灭菌（消毒）法毒）法是最是最常用的物理方法。常用的物理方法。高温可引起蛋白高温可引起蛋白质、核酸等活性质、核酸等活性大分子氧化或变大分

42、子氧化或变性失活而导致微性失活而导致微生物死亡。生物死亡。煮沸消毒法煮沸消毒法将水加热至将水加热至100100，煮沸，煮沸15min15min30min30min，可杀死所有营养细胞可杀死所有营养细胞和部分芽孢，达到消毒物的目的。和部分芽孢，达到消毒物的目的。巴斯德消毒法（巴斯德消毒法（PasteurizationPasteurization）：）：用较低的温度来杀死其中的病源微生物，这样既保持用较低的温度来杀死其中的病源微生物，这样既保持食品的营养风味，又进行了消毒食品的营养风味，又进行了消毒该法一般是将待消毒的液体食品置于该法一般是将待消毒的液体食品置于6262处理处理3030minmin

43、，然后迅然后迅速冷却。即可达到消毒目的。速冷却。即可达到消毒目的。低温长时法低温长时法(Low temperature long time,LTLT)(Low temperature long time,LTLT)；62.930min62.930min处理牛奶处理牛奶高温瞬时法（高温瞬时法（Hightemperatureshorttime,HTST):Hightemperatureshorttime,HTST):71.615s71.615s处理牛奶处理牛奶超高温瞬时灭菌法超高温瞬时灭菌法(UltrapasteurizationUltrapasteurization):):让液体食品停留让液体食

44、品停留在在140140左右左右3-4s3-4s，急剧冷却至急剧冷却至7575，经匀质化后冷却至，经匀质化后冷却至2020。间歇灭菌法：间歇灭菌法：将待灭菌物品在将待灭菌物品在80-100蒸煮蒸煮15-60min，冷冷却后搁置室温（却后搁置室温（28-37）下过夜，并重复以上）下过夜，并重复以上过程三遍以上。过程三遍以上。其蒸煮过程可杀死微生物的营养体，但不能杀其蒸煮过程可杀死微生物的营养体，但不能杀死芽胞，室温过夜促使残留的芽孢萌发成营养死芽胞，室温过夜促使残留的芽孢萌发成营养体，再经蒸煮过程可杀死新的营养体；循环三体，再经蒸煮过程可杀死新的营养体；循环三次以上可保证彻底灭菌的目的。次以上可保

45、证彻底灭菌的目的。适用于不耐高温的物品灭菌，如不适于高压灭适用于不耐高温的物品灭菌，如不适于高压灭菌的特殊培养基、药品的灭菌。菌的特殊培养基、药品的灭菌。缺点是麻烦、缺点是麻烦、费时。费时。紫外线灭菌紫外线灭菌使用紫外灯照射，可以根据使用紫外灯照射，可以根据1 1W/MW/M3 3来计算剂量，来计算剂量，若若以面积计算，一般以面积计算，一般3030W W的紫外灯可用于的紫外灯可用于1515M M2 2的房间的房间消毒，照射时间为消毒，照射时间为20203030分钟，有效照射距离为分钟，有效照射距离为1 1米左右。米左右。射线灭菌射线灭菌Co60Co60放射性元素可放出放射性元素可放出射线。射线

46、。灭菌剂量：灭菌剂量：20205050KGYKGY4.5.34.5.3辐射辐射采用比细菌小的筛子或滤膜作各种过滤器，当空气采用比细菌小的筛子或滤膜作各种过滤器，当空气或液体流经筛子或滤膜时，微生物不能通过滤孔而或液体流经筛子或滤膜时，微生物不能通过滤孔而被阻留在一侧，从而达到灭菌的目的。但不能除去被阻留在一侧，从而达到灭菌的目的。但不能除去病毒病毒实验室中常用的滤器：滤膜过滤器、蔡氏过滤器、实验室中常用的滤器：滤膜过滤器、蔡氏过滤器、玻璃过滤器、磁土过滤器等玻璃过滤器、磁土过滤器等过滤介质：醋酸纤维素膜、硝酸纤维素膜、聚丙烯过滤介质：醋酸纤维素膜、硝酸纤维素膜、聚丙烯膜以及石棉板、烧结陶瓷、烧

47、结玻璃等。膜以及石棉板、烧结陶瓷、烧结玻璃等。滤器孔径：滤器孔径：常用常用0 0.22.22 m、0.45 m。应用：对于含酶、血清、维生素和氨基酸等热敏物应用：对于含酶、血清、维生素和氨基酸等热敏物质除菌。质除菌。4.5.44.5.4过滤除菌法过滤除菌法作业作业v作业作业v1、微生物的生长曲线可分几期？其划分的、微生物的生长曲线可分几期？其划分的依据是什么？依据是什么？v2、什么是微生物的最适生长温度？温度对、什么是微生物的最适生长温度？温度对同一微生物的生长速度、生长量、代谢速同一微生物的生长速度、生长量、代谢速度、代谢产物积累量的影响是否相同？研度、代谢产物积累量的影响是否相同？研究它有何实践意义？究它有何实践意义？v3、试比较杀菌、商业灭菌、消毒、防腐的、试比较杀菌、商业灭菌、消毒、防腐的异同点。异同点。