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1、关于微生物的生长及其控制(2)第1页，讲稿共60张，创作于星期日重点：重点：细菌生长曲线的定义、各时期的特点、应用及生产指导意义。控制微生物生长繁殖及控制微生物生长的条件及原理。第2页，讲稿共60张，创作于星期日第第一一节节 微生物的微生物的个体与个体与群体生长和繁殖群体生长和繁殖 第3页，讲稿共60张，创作于星期日一、微生物的个体生长与繁殖一、微生物的个体生长与繁殖1、细菌的个体生长与繁殖、细菌的个体生长与繁殖单细胞原核微生物持续生长直至分裂单细胞原核微生物持续生长直至分裂成两个新的细胞，这个过程称为二等分成两个新的细胞，这个过程称为二等分裂。裂。第4页，讲稿共60张，创作于星期日2、细菌拟
2、核、细菌拟核DNA的复制与分离的复制与分离细菌的拟核（细菌的拟核（nucleoid）即染色体）即染色体（bacterialchromosome）是一环形双）是一环形双链链DNA分子。分子。第5页，讲稿共60张，创作于星期日细菌分裂时染色体细菌分裂时染色体DNADNA的复制的复制第6页，讲稿共60张，创作于星期日第7页，讲稿共60张，创作于星期日二、微生物的群体生长规律二、微生物的群体生长规律 就就单单细细胞胞微微生生物物来来说说，在在特特定定的的环环境境中中，不不同同种种的的微微生生物物表表现现出出趋趋势势相相近近的的生长动力学规律。生长动力学规律。第8页，讲稿共60张，创作于星期日细菌纯培养
3、生长曲线图细菌纯培养生长曲线图第9页，讲稿共60张，创作于星期日细菌生长曲线的分期细菌生长曲线的分期滞留适应期滞留适应期对数生长期对数生长期稳定生长期稳定生长期衰亡期衰亡期第10页，讲稿共60张，创作于星期日1.1.滞留适应期滞留适应期（Lag phaseLag phase）特点：1）细菌数量不增加或增加很少，代谢活跃；2）细胞内RNA，尤其是rRNA的含量很高，细胞的嗜碱性强；3）细胞体积增大，拉长；4）细胞内的代谢活力强，特别是合成一些必需的酶类；5）抗性有所降低，对不良环境因素表现很敏感。第11页，讲稿共60张，创作于星期日2.2.对数期对数期（Log phaseLog phase）特点
4、1）代时最短，生长速度最快；2）细胞稳定（平衡）生长：细胞内各种物质按比例生长，菌体成分均匀；3）酶活性高，代谢稳定，菌体大小基本一致。第12页，讲稿共60张，创作于星期日3.3.稳定期稳定期（Stationary phaseStationary phase）特点：1）生长速度为零，新生=死亡，达到动态平衡；2）活菌数的总量达到最大值；3）胞内的储藏物开始形成（如肝糖粒、脂肪粒等）；4）某些芽孢菌的芽孢开始形成；5）某些细菌过量积累次级代谢产物，如抗生素、维生素等。第13页，讲稿共60张，创作于星期日4.4.衰亡期衰亡期（Death phaseDeath phase）特点：1）生长速率负增长；
5、2）细胞形态多样，出现畸形，形成衰退型；3）蛋白水解酶活跃，出现细胞自溶现象；4）芽孢细菌芽孢大量释放。第14页，讲稿共60张，创作于星期日第二节第二节微生物的培养与生长量测定微生物的培养与生长量测定第15页，讲稿共60张，创作于星期日一、微生物纯培养技术一、微生物纯培养技术纯培养纯培养(Pureculture)：微生物学中将：微生物学中将在实验室条件下从一个细胞或一种细胞在实验室条件下从一个细胞或一种细胞群繁殖得到的后代称为纯培养。群繁殖得到的后代称为纯培养。第16页，讲稿共60张，创作于星期日获得纯培养的技术获得纯培养的技术稀释平板分离法稀释平板分离法平皿划线分离法平皿划线分离法单细胞挑取
6、法单细胞挑取法利用选择性培养基分离法利用选择性培养基分离法富集培养富集培养二元培养：是纯培养的一种特殊形式，二元培养：是纯培养的一种特殊形式，主要用于分离寄生微生物的方法。主要用于分离寄生微生物的方法。共培养共培养(Coculture)第17页，讲稿共60张，创作于星期日二、同步培养二、同步培养 通过通过机械方法机械方法和和调控培养条件调控培养条件使某一群体中的使某一群体中的所有所有微生物个体微生物个体细胞细胞尽可能尽可能处于同一生长和分裂周期处于同一生长和分裂周期中，从而使细胞群体中各个体中，从而使细胞群体中各个体处于分裂步调一致的生长状态，这种生长状态称为处于分裂步调一致的生长状态，这种生
7、长状态称为同步生长同步生长(synchronous growth)(synchronous growth)。第18页，讲稿共60张，创作于星期日同步培养方法同步培养方法机械方法环境条件控制技术离心方法离心方法过滤分离法过滤分离法硝酸纤维素滤膜法硝酸纤维素滤膜法温度温度培养基成份控制培养基成份控制光照和黑暗交替培养光照和黑暗交替培养第19页，讲稿共60张，创作于星期日硝硝酸酸纤纤维维素素滤滤膜膜法法离离心心法法第20页，讲稿共60张，创作于星期日三、三、微生物生长量的测定微生物生长量的测定1.直接计数法（全数法）直接计数法（全数法）2.间接计数法（活菌计数法）间接计数法（活菌计数法）3.测定细胞
8、物质量测定细胞物质量第21页，讲稿共60张，创作于星期日1.1.直接计数法（全数法）直接计数法（全数法）计数器计数计数器计数:1、血球计数板、血球计数板2、细菌计数板、细菌计数板涂片染色计数法：涂片染色计数法：比浊法比浊法缺点：1、不能区分死菌与活菌；2、不适于对运动细菌的计数；3、需要相对高的细菌浓度；4、个体小的细菌在显微镜下难以观察；第22页，讲稿共60张，创作于星期日2.间接计数法（活菌计数法间接计数法（活菌计数法）平板菌落计数法平板菌落计数法液体稀释培养测数（液体稀释培养测数（MostProbableNumbermethod,MPN法）法）薄膜过滤计数法（全数）薄膜过滤计数法（全数）
9、第23页，讲稿共60张，创作于星期日第24页，讲稿共60张，创作于星期日3.3.测定细胞物质量测定细胞物质量（1）干重法：以干重、湿重直接衡量微生物群体的生物量。（2）含氮量、DNA测定法：通过样品中蛋白质、核酸含量的测定间接推算微生物群体的生物量。（3）其他生理指标测定法：l 物质的消耗l 对氧的吸收l 二氧化碳的释放量等第25页，讲稿共60张，创作于星期日第三节第三节微生物生长繁殖的控制微生物生长繁殖的控制第26页，讲稿共60张，创作于星期日一一些些基基本本术术语语灭菌灭菌(Sterilization)抑制抑制(Inhibition)死亡死亡(Death)防腐防腐(Antisepsis)消
10、毒消毒(Dis-infection)第27页，讲稿共60张，创作于星期日灭菌灭菌（sterilization)是指利用某种杀死物体中包括芽孢在是指利用某种杀死物体中包括芽孢在内的所有微生物的一种措施内的所有微生物的一种措施.第28页，讲稿共60张，创作于星期日抑制抑制(inhibition)是在亚致死剂量因子作用下导致微生是在亚致死剂量因子作用下导致微生物生长的停止，但在移去这种因子后生物生长的停止，但在移去这种因子后生长仍可以恢复的生物学现象。长仍可以恢复的生物学现象。第29页，讲稿共60张，创作于星期日死亡死亡(death)是在致死剂量因子或亚致死剂量因子是在致死剂量因子或亚致死剂量因子长
11、时间作用下，导致微生物生长能力不长时间作用下，导致微生物生长能力不可逆丧失，即使这种因子移去后生长仍可逆丧失，即使这种因子移去后生长仍不能恢复的生物学现象。不能恢复的生物学现象。第30页，讲稿共60张，创作于星期日防腐防腐（antisepsis)是在某些化学物质或物理因子作用下，是在某些化学物质或物理因子作用下，能防止或抑制微生物生长的一种措施，能防止或抑制微生物生长的一种措施，它能防止食品腐败或防止其它物质霉变。它能防止食品腐败或防止其它物质霉变。第31页，讲稿共60张，创作于星期日消毒消毒（disinfection)是利用某种方法杀死或灭活物质或物是利用某种方法杀死或灭活物质或物质中所有病
12、原微生物的一种措施质中所有病原微生物的一种措施,它可以它可以起到防止感染或传播的作用起到防止感染或传播的作用.第32页，讲稿共60张，创作于星期日二、控制微生物的化学物质二、控制微生物的化学物质 1抗微生物剂抗微生物剂抗微生物剂抗微生物剂(antimicrobialagcnt)是一类能够杀死微是一类能够杀死微生物或抑制微生物生长的化学物质生物或抑制微生物生长的化学物质。第33页，讲稿共60张，创作于星期日抗微生物剂通常又将它们分为抗微生物剂通常又将它们分为消毒剂消毒剂：可杀死微生物，通常用于非生物材料的灭菌或消毒。：可杀死微生物，通常用于非生物材料的灭菌或消毒。防腐剂防腐剂：能杀死微生物或抑制
13、其生长，但对人及动物的体表组：能杀死微生物或抑制其生长，但对人及动物的体表组织无毒性或毒性低，可作为外用抗微生物药物。织无毒性或毒性低，可作为外用抗微生物药物。HgCl2、CuSO4、碘液、氯气、乙烯氧化物、甲醛剂、臭氧、碘液、氯气、乙烯氧化物、甲醛剂、臭氧有机汞、有机汞、0.1%-1硝酸银、碘液、硝酸银、碘液、70%乙醇、乙醇、3过氧化氢过氧化氢第34页，讲稿共60张，创作于星期日各种抗微生物化学制剂杀菌能力的比较标准：各种抗微生物化学制剂杀菌能力的比较标准：石炭酸系数：石炭酸系数：指在一定时间内被试药剂能杀死全部供试菌的最指在一定时间内被试药剂能杀死全部供试菌的最高稀释度和达到同效的石炭酸
14、的最高稀释度的比率。高稀释度和达到同效的石炭酸的最高稀释度的比率。一般规定处理时间为一般规定处理时间为10分钟，而供试菌定为分钟，而供试菌定为Salmonella typhi（伤寒沙门氏菌）。（伤寒沙门氏菌）。在临床上最早使用的消毒剂在临床上最早使用的消毒剂-石炭酸石炭酸第35页，讲稿共60张，创作于星期日2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，干扰了代谢的正可以和特定的酶结合，从而阻碍了酶的功能，干扰了代谢的正常进行，这些物质称为抗代谢物。
15、常进行，这些物质称为抗代谢物。叶酸对抗物（磺胺）、叶酸对抗物（磺胺）、嘌呤对抗物（嘌呤对抗物（6-巯基嘌呤）、巯基嘌呤）、苯丙氨酸对抗物（对氟苯丙氨酸）、苯丙氨酸对抗物（对氟苯丙氨酸）、尿嘧啶对抗物（尿嘧啶对抗物（5-氟尿嘧啶）氟尿嘧啶）胸腺嘧啶对抗物（胸腺嘧啶对抗物（5-溴胸腺嘧啶）溴胸腺嘧啶）第36页，讲稿共60张，创作于星期日3抗生素抗生素抗生素抗生素(Antibiotic)是由某些生物合成或半合成的一类次级是由某些生物合成或半合成的一类次级代谢产物或衍生物，它们在很低浓度时就能抑制或影响它种代谢产物或衍生物，它们在很低浓度时就能抑制或影响它种生物的生命活动，如杀死微生物或抑制其生长。生
16、物的生命活动，如杀死微生物或抑制其生长。自本世纪自本世纪40年代以来，已找到上万种新抗生素，合成了近年代以来，已找到上万种新抗生素，合成了近10万种半合成抗生素，但其中在临床上常用的仅几十种。万种半合成抗生素，但其中在临床上常用的仅几十种。第37页，讲稿共60张，创作于星期日三、控制微生物的物理因素三、控制微生物的物理因素 温度温度辐射作用辐射作用过滤过滤渗透压渗透压干燥干燥超声波超声波第38页，讲稿共60张，创作于星期日1.高温灭菌高温灭菌高压蒸汽灭菌法高压蒸汽灭菌法高压蒸汽灭菌的温度越高，微生物死亡越快。通常高压蒸汽灭菌的温度越高，微生物死亡越快。通常情况下温度为情况下温度为121.3。第
17、39页，讲稿共60张，创作于星期日干热灭菌干热灭菌烘箱内热空气灭菌烘箱内热空气灭菌火焰灼烧火焰灼烧干热灭菌干热灭菌温度：温度：150-170；时间：时间：1-2h对象：金属器械、玻璃器皿等对象：金属器械、玻璃器皿等第40页，讲稿共60张，创作于星期日将待消毒物品如注射器、金属用具、解剖用具等在将待消毒物品如注射器、金属用具、解剖用具等在水中煮沸水中煮沸15min或更长时间，以杀死细菌或其他微生或更长时间，以杀死细菌或其他微生物的营养体和少部分的芽孢或孢子。物的营养体和少部分的芽孢或孢子。煮沸消毒煮沸消毒如果在水中适当加如果在水中适当加1碳酸钠或碳酸钠或2一一5的石炭酸的石炭酸则杀菌效果更好。则
18、杀菌效果更好。第41页，讲稿共60张，创作于星期日间隙灭菌法间隙灭菌法例如第一次蒸煮后杀死微生物营养体，冷却，培养过夜，例如第一次蒸煮后杀死微生物营养体，冷却，培养过夜，孢子萌发，又第二次蒸煮，杀死营养体。这样反复孢子萌发，又第二次蒸煮，杀死营养体。这样反复23次次就可以完全杀死营养体和芽孢，也可保持某些营养物质不就可以完全杀死营养体和芽孢，也可保持某些营养物质不被破坏。被破坏。第42页，讲稿共60张，创作于星期日高高温温对对牛牛奶奶及及其其热热敏敏感感物物质质不不适适宜宜，因因为为高高热热破破坏了食品的营养与风味。坏了食品的营养与风味。巴氏消毒法巴氏消毒法具具体体方方法法低温维持法：只要在低
19、温维持法：只要在63下维持下维持30min高温瞬时法：只要在高温瞬时法：只要在72下维持下维持15s超高温法：只要在超高温法：只要在135-150下维持下维持2-6s第43页，讲稿共60张，创作于星期日2辐射作用辐射作用(radiationSterilization)微波微波:通过热产生杀死微生物的作用；通过热产生杀死微生物的作用；紫外线紫外线(UV):使使DNA分子中相邻的嘧啶形成嘧啶二聚体，分子中相邻的嘧啶形成嘧啶二聚体，抑制抑制DNA复制与转录等功能，杀死微生物；复制与转录等功能，杀死微生物；X射线和射线和y射线射线:使其他物质氧化或产生自由基使其他物质氧化或产生自由基(OH、H)破破坏
20、和改变生物大分子的结构，以抑制或杀死微生物。坏和改变生物大分子的结构，以抑制或杀死微生物。第44页，讲稿共60张，创作于星期日3过滤作用过滤作用不不耐耐热热的的液液体体培培养养基基的的灭灭菌菌第45页，讲稿共60张，创作于星期日第第四四节节环境对生长的影响环境对生长的影响第46页，讲稿共60张，创作于星期日一、温度一、温度第47页，讲稿共60张，创作于星期日各类微生物生长的温度范围各类微生物生长的温度范围微生物类型微生物类型生长温度生长温度最低最低最适最适最高最高嗜冷微生物嗜冷微生物0以下以下1520兼性嗜冷微生物兼性嗜冷微生物020-3035；嗜温微生物嗜温微生物15-2020-4545以上
21、以上嗜热微生物嗜热微生物4555-6580超嗜热或嗜高温微生物超嗜热或嗜高温微生物6580-90100以上以上第48页，讲稿共60张，创作于星期日二、氢离子浓度二、氢离子浓度（pH）微生物微生物最低最低PH最适最适PH最高最高PH细菌细菌3-56.5-7.58-10酵母菌酵母菌2-34.5-5.57-8霉菌霉菌1-34.5-5.57-8第49页，讲稿共60张，创作于星期日三、湿度、渗透压三、湿度、渗透压 湿度湿度：一般是指环境空气中含水量的多少，有一般是指环境空气中含水量的多少，有时也泛指物质中所含水份的量。时也泛指物质中所含水份的量。一般的生物细胞含水量在一般的生物细胞含水量在7090%。湿
22、润的。湿润的物体表面易长微生物，这是由于湿润的物体表面物体表面易长微生物，这是由于湿润的物体表面常有一层薄薄的水膜，微生物细胞实际上就生长常有一层薄薄的水膜，微生物细胞实际上就生长在这一水膜中。在这一水膜中。第50页，讲稿共60张，创作于星期日四、氧和氧化还原电位四、氧和氧化还原电位第51页，讲稿共60张，创作于星期日氧氧根据氧与微生物生长的关系可将微生物根据氧与微生物生长的关系可将微生物分为：分为：好氧性微生物好氧性微生物微好氧性微生物微好氧性微生物氧的忍耐型微生物氧的忍耐型微生物兼性厌氧性微生物兼性厌氧性微生物专性厌氧性微生物专性厌氧性微生物第52页，讲稿共60张，创作于星期日(e)Mic
23、roaerophiles,aerobic organisms that do not tolerate atmospheric concentrations of oxygen-growth occurs only in a narrow band of optimal oxygen concentration(c)Obligate anaerobes-oxygen is toxic,and there is no growth near the surface.(d)Aerotolerant anaerobes-growth occurs evenly throughout the tube
24、 but is not better at the surface because the organisms do not use oxygen.(b)Facultative anaerobes growth is best near the surface,where oxygen is available,but occurs throughout the tube.(a)Obligate aerobes-growth occurs only in the short distance to which the oxygen diffuses into the medium.第53页，讲
25、稿共60张，创作于星期日第54页，讲稿共60张，创作于星期日氧化还原电位势氧化还原电位势(Eh)好氧微生物：好氧微生物：+0.1V；最适；最适+0.3+0.4V；厌氧微生物：厌氧微生物：-0.1V;产甲烷细菌：产甲烷细菌：-330mV；第55页，讲稿共60张，创作于星期日微生物生长过程中培养基氧化微生物生长过程中培养基氧化还原电位的变化还原电位的变化第56页，讲稿共60张，创作于星期日五、氧以外的气体五、氧以外的气体氮气固氮微生物氮气固氮微生物CO2自养型微生物自养型微生物H2具有氢酶的微生物具有氢酶的微生物CH4甲烷氧化菌甲烷氧化菌其他其他第57页，讲稿共60张，创作于星期日六、辐射六、辐射(Radiation)第58页，讲稿共60张，创作于星期日紫外线紫外线（Ultraviolet1363900nm）250280nm最强；最强；UV杀菌机理：杀菌机理：1）形成胸腺嘧啶二聚体；）形成胸腺嘧啶二聚体；2）电离辐射作用。）电离辐射作用。第59页，讲稿共60张，创作于星期日感感谢谢大大家家观观看看第60页，讲稿共60张，创作于星期日