微生物課件6生長zzm01

1、 張作明張作明 分子酶學(xué)工程教育部重點實驗室分子酶學(xué)工程教育部重點實驗室 研究方向：酶工程，生物質(zhì)的轉(zhuǎn)化研究方向：酶工程，生物質(zhì)的轉(zhuǎn)化 聯(lián)系方式：聯(lián)系方式： e-mail: 電話：電話：85155218-601 辦公地址：生命科學(xué)樓辦公地址：生命科學(xué)樓205室室 第六章第六章 微生物的生長繁殖及其微生物的生長繁殖及其 控制控制 （ Microbial Growth and Growth control ） 微生物通過新陳代謝把營養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)變成微生物通過新陳代謝把營養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)變成 細胞物質(zhì)，增加個體重量的過程。細胞物質(zhì)，增加個體重量的過程。生長是一個生長是一個 逐步發(fā)生的逐步發(fā)生的量量變變過程過程;

2、 細胞生長到一定程度進行分裂，產(chǎn)生同細胞生長到一定程度進行分裂，產(chǎn)生同 親代相似的子代細胞的過程。繁殖是一個產(chǎn)生親代相似的子代細胞的過程。繁殖是一個產(chǎn)生 新的生命個體新的生命個體的的質(zhì)質(zhì)變過程。變過程。 在高等生物里這兩個過程可以明顯分開，在高等生物里這兩個過程可以明顯分開， 但在低等特別是在但在低等特別是在單細胞的生物單細胞的生物里，由于細胞里，由于細胞 小，這兩個過程是緊密聯(lián)系又很難劃分的過程。小，這兩個過程是緊密聯(lián)系又很難劃分的過程。 單細胞微生物，單細胞微生物，生長導(dǎo)致細胞數(shù)量生長導(dǎo)致細胞數(shù)量 增加增加（細胞個體增長到一定程度就分（細胞個體增長到一定程度就分 裂成兩個大小基本相等的子代

3、細胞）。裂成兩個大小基本相等的子代細胞）。 多細胞微生物（某些霉菌）多細胞微生物（某些霉菌），生長生長 意味著細胞數(shù)目增加而個體數(shù)目不變意味著細胞數(shù)目增加而個體數(shù)目不變， 只能叫生長，而不能叫繁殖（只有通只能叫生長，而不能叫繁殖（只有通 過形成無性或有性孢子使得個體數(shù)目過形成無性或有性孢子使得個體數(shù)目 增加的過程才叫繁殖）。增加的過程才叫繁殖）。 6.1 6.1 細菌的個體生長細菌的個體生長 6.2 6.2 細菌的群體生長繁殖細菌的群體生長繁殖 6.3 6.3 真菌的生長與繁殖真菌的生長與繁殖 6.4 6.4 環(huán)境對生長的影響及生長的測定環(huán)境對生長的影響及生長的測定 6.5 6.5 微生物生長

4、繁殖的控制微生物生長繁殖的控制 本章內(nèi)容本章內(nèi)容: : 6.1 6.1 細菌的個體生長細菌的個體生長 6.2 6.2 細菌的群體生長繁殖細菌的群體生長繁殖 6.3 6.3 真菌的生長與繁殖真菌的生長與繁殖 6.4 6.4 環(huán)境對生長的影響及生長的測定環(huán)境對生長的影響及生長的測定 6.5 6.5 微生物生長繁殖的控制微生物生長繁殖的控制 本章內(nèi)容本章內(nèi)容: : 6.1 6.1 細菌的個體生長細菌的個體生長 細菌個體生長的過程及控制因素細菌個體生長的過程及控制因素 染色體染色體DNADNA的復(fù)制和分離的復(fù)制和分離 細胞壁的擴增細胞壁的擴增 細菌個體生長的過程及控制因素細菌個體生長的過程及控制因素

5、二分裂二分裂(Binary Fission): 是細菌最主要和普是細菌最主要和普 遍的生長方式。遍的生長方式。 染色體的復(fù)制；染色體的復(fù)制； 細胞延伸；細胞延伸； 隔膜產(chǎn)生；隔膜產(chǎn)生； 分離。分離。 非對稱細胞生長非對稱細胞生長： 芽殖細菌芽殖細菌 (Budding bacteria)： 柄細菌柄細菌(stalked bacteria) 附枝細菌附枝細菌 (Pppendaged bacterium) 二分裂的控制二分裂的控制 絲狀溫度敏感蛋白 (filamentous temperature sensitive, Fts)； Fts細胞中間形成破 裂體(divisome)； Fts含有與肽聚糖

6、合 成相關(guān)的酶； FtsZ在中線聚合為 FtsZ ring。是重要 的藥物靶點。 染色體染色體DNADNA的復(fù)制和分離的復(fù)制和分離 細菌染色體為環(huán)狀細菌染色體為環(huán)狀 DNA分子；分子； 僅含有一個復(fù)制起僅含有一個復(fù)制起 始點；始點； 以以單點雙向單點雙向的方式的方式 進行復(fù)制。進行復(fù)制。 細胞壁的擴增細胞壁的擴增 舊肽聚糖被自溶 素(autolysins)有 限切割； 細胞壁砌塊被細 菌萜醇 (Bactoprenol)穿 膜送至切口處； 通過轉(zhuǎn)肽作用合 成新的細胞壁。 Wall bands 6.1 6.1 細菌的個體生長細菌的個體生長 6.2 6.2 細菌的群體生長繁殖細菌的群體生長繁殖 6.

7、3 6.3 真菌的生長與繁殖真菌的生長與繁殖 6.4 6.4 環(huán)境對生長的影響及生長的測定環(huán)境對生長的影響及生長的測定 6.5 6.5 微生物生長繁殖的控制微生物生長繁殖的控制 本章內(nèi)容本章內(nèi)容: : 6.2 6.2 細菌的群體生長繁殖細菌的群體生長繁殖 群體生長規(guī)律群體生長規(guī)律 生長數(shù)學(xué)模型生長數(shù)學(xué)模型 主要生長參數(shù)主要生長參數(shù) 同步培養(yǎng)同步培養(yǎng)(synchronous culture) 連續(xù)培養(yǎng)（連續(xù)培養(yǎng)（continous culture of microorganisms) 分批培養(yǎng)分批培養(yǎng) Batch culture 分批培養(yǎng)：分批培養(yǎng)：在在“封閉系統(tǒng)封閉系統(tǒng)”中對微生物進中對微生物

8、進 行的培養(yǎng)，既不補充營養(yǎng)物質(zhì)也不移去培行的培養(yǎng)，既不補充營養(yǎng)物質(zhì)也不移去培 養(yǎng)物質(zhì)，保持整個培養(yǎng)液體積不變的培養(yǎng)養(yǎng)物質(zhì)，保持整個培養(yǎng)液體積不變的培養(yǎng) 方式。方式。 生長曲線生長曲線（growth curve）：以時間為橫）：以時間為橫 坐標(biāo)，以坐標(biāo)，以“菌數(shù)菌數(shù)”為縱坐標(biāo)，作出的反映為縱坐標(biāo)，作出的反映 細菌在整個培養(yǎng)期間數(shù)量變化規(guī)律的曲線。細菌在整個培養(yǎng)期間數(shù)量變化規(guī)律的曲線。 1.1.遲緩期遲緩期 2.2.對數(shù)生長期對數(shù)生長期 3.3.穩(wěn)定生長期穩(wěn)定生長期 4.4.衰亡期衰亡期 群體生長規(guī)律群體生長規(guī)律（Population Growth） 1.遲緩期遲緩期(lag phase)(lag

9、 phase) 定義：定義：指少量微生物接種到新培養(yǎng)液中后，指少量微生物接種到新培養(yǎng)液中后， 在開始培養(yǎng)的一段時間內(nèi)細胞數(shù)目不增加的在開始培養(yǎng)的一段時間內(nèi)細胞數(shù)目不增加的 時期。時期。 特點：特點：細菌接種到新鮮培養(yǎng)基而處于一個新細菌接種到新鮮培養(yǎng)基而處于一個新 的生長環(huán)境，因此在一段時間里并不馬上分的生長環(huán)境，因此在一段時間里并不馬上分 裂，細菌的數(shù)量維持恒定，或增加很少；此裂，細菌的數(shù)量維持恒定，或增加很少；此 時胞內(nèi)合成代謝活躍，時胞內(nèi)合成代謝活躍，RNARNA、蛋白質(zhì)等物質(zhì)、蛋白質(zhì)等物質(zhì) 含量有所增加，相對地此時的細胞體積最大；含量有所增加，相對地此時的細胞體積最大； 細胞敏感。細胞敏

10、感。 培養(yǎng)基成分培養(yǎng)基成分：微生物接種到一個新的環(huán)境，：微生物接種到一個新的環(huán)境， 暫時缺乏足夠的能量和必需的生長因子；暫時缺乏足夠的能量和必需的生長因子； 種齡種齡：“種子種子”老化老化(即處于非對數(shù)生長期即處于非對數(shù)生長期) 或末充分活化；或末充分活化； 接種量接種量：多少明顯影響：多少明顯影響 操作操作：接種時造成的損傷等。：接種時造成的損傷等。 產(chǎn)生原因：產(chǎn)生原因： 通過遺傳學(xué)方法改變種的遺傳特性使遲緩?fù)ㄟ^遺傳學(xué)方法改變種的遺傳特性使遲緩 期縮短；期縮短； 利用對數(shù)生長期的細胞作為利用對數(shù)生長期的細胞作為“種子種子”； 盡量使接種前后所使用的培養(yǎng)基組成不要盡量使接種前后所使用的培養(yǎng)基組

11、成不要 相差太大；相差太大； 適當(dāng)擴大接種量等方式縮短遲緩期，克服適當(dāng)擴大接種量等方式縮短遲緩期，克服 不良的影響。不良的影響。 解決措施：解決措施： 2.2.對數(shù)生長期對數(shù)生長期(log Phase)(log Phase) 又稱指數(shù)生長期又稱指數(shù)生長期(exponential phase)(exponential phase)。細菌。細菌 經(jīng)過遲緩期進入對數(shù)生長期，并以最大的速經(jīng)過遲緩期進入對數(shù)生長期，并以最大的速 率生長和分裂，導(dǎo)致細菌數(shù)量呈對數(shù)增加，率生長和分裂，導(dǎo)致細菌數(shù)量呈對數(shù)增加， 而且細菌內(nèi)各成分按比例有規(guī)律地增加，很而且細菌內(nèi)各成分按比例有規(guī)律地增加，很 明顯，此時期內(nèi)的細菌生

12、長是平衡生長。明顯，此時期內(nèi)的細菌生長是平衡生長。 對數(shù)生長期細菌的代謝活性、酶活性高而穩(wěn)對數(shù)生長期細菌的代謝活性、酶活性高而穩(wěn) 定，大小比較一致，生活力強，因而它廣泛定，大小比較一致，生活力強，因而它廣泛 地在生產(chǎn)上用作地在生產(chǎn)上用作“種子種子”，在科研上作為理，在科研上作為理 想的實驗材料。想的實驗材料。 影響指數(shù)期增代時間的因素影響指數(shù)期增代時間的因素 菌種：菌種：大腸桿菌：大腸桿菌：12.5-17 Min；枯草桿菌：；枯草桿菌：26- 32 Min; 釀酒酵母：釀酒酵母：120 Min; 活躍硝化桿菌：活躍硝化桿菌： 1200 Min； 營養(yǎng)成分：營養(yǎng)成分：在豐富的培養(yǎng)基中短；在豐富的

13、培養(yǎng)基中短； 營養(yǎng)物質(zhì)濃度：營養(yǎng)物質(zhì)濃度：既影響生長速率也影響生長總既影響生長速率也影響生長總 量；量； 溫度：溫度：最適溫度。最適溫度。 E. Coli在不同溫度下的代時在不同溫度下的代時 溫度溫度 (oC)代時（代時（min）溫度溫度 (oC)代時（代時（min） 108603522 151204017.4 20904520 254047.577 3029 3.3.穩(wěn)定生長期穩(wěn)定生長期(stationary phase)(stationary phase) 營養(yǎng)物質(zhì)消耗：營養(yǎng)因子；營養(yǎng)比例失調(diào)。營養(yǎng)物質(zhì)消耗：營養(yǎng)因子；營養(yǎng)比例失調(diào)。 代謝產(chǎn)物積累：有機酸；醇；毒素等。代謝產(chǎn)物積累：有機酸；

14、醇；毒素等。 pHpH等環(huán)境變化：等環(huán)境變化：pHpH值、氧化還原勢等。值、氧化還原勢等。 穩(wěn)定生長期的活細菌數(shù)最高并維持穩(wěn)定。細菌分裂增穩(wěn)定生長期的活細菌數(shù)最高并維持穩(wěn)定。細菌分裂增 加的數(shù)量等于細菌死亡的數(shù)量。開始存儲糖原、異染加的數(shù)量等于細菌死亡的數(shù)量。開始存儲糖原、異染 顆粒等，顆粒等，多數(shù)芽孢桿菌在此時期形成芽孢。積累抗生多數(shù)芽孢桿菌在此時期形成芽孢。積累抗生 素、維生素等次級代謝產(chǎn)物。素、維生素等次級代謝產(chǎn)物。 采取適當(dāng)措施可延長穩(wěn)定生長期，獲得更多的菌體物采取適當(dāng)措施可延長穩(wěn)定生長期，獲得更多的菌體物 質(zhì)或代謝產(chǎn)物。質(zhì)或代謝產(chǎn)物。 微生物的二次生長曲線微生物的二次生長曲線 微生物

15、在同時含有速效碳源（或氮源）和遲效碳源微生物在同時含有速效碳源（或氮源）和遲效碳源 （或氮源）的培養(yǎng)基生長時，會首先利用速效碳源直（或氮源）的培養(yǎng)基生長時，會首先利用速效碳源直 到耗盡，然后經(jīng)過短暫停滯后，再利用遲效碳源或氮到耗盡，然后經(jīng)過短暫停滯后，再利用遲效碳源或氮 源重新生長，這種生長或應(yīng)答稱為二次生長（源重新生長，這種生長或應(yīng)答稱為二次生長（diauxic growth）。）。 4.4.衰亡期衰亡期(decline(decline或或death phase)death phase) 營養(yǎng)物質(zhì)耗盡和有毒代謝產(chǎn)物的大量積累，營養(yǎng)物質(zhì)耗盡和有毒代謝產(chǎn)物的大量積累， 細菌死亡速率逐步增加和活細

16、菌逐步減少，細菌死亡速率逐步增加和活細菌逐步減少， 標(biāo)志進入衰亡期。該時期細菌代謝活性降標(biāo)志進入衰亡期。該時期細菌代謝活性降 低，細菌衰老并出現(xiàn)自溶，死亡的細菌以低，細菌衰老并出現(xiàn)自溶，死亡的細菌以 對數(shù)方式對數(shù)方式增加。但在衰亡期的后期，由于增加。但在衰亡期的后期，由于 部分細菌產(chǎn)生抗性也會使細菌死亡的速率部分細菌產(chǎn)生抗性也會使細菌死亡的速率 降低。降低。 6.2 6.2 細菌的群體生長繁殖細菌的群體生長繁殖 群體生長規(guī)律群體生長規(guī)律 生長數(shù)學(xué)模型生長數(shù)學(xué)模型 主要生長參數(shù)主要生長參數(shù) 同步培養(yǎng)同步培養(yǎng)(synchronous culture) 連續(xù)培養(yǎng)（連續(xù)培養(yǎng)（continous cul

17、ture of microorganisms) 分批培養(yǎng)分批培養(yǎng) Batch culture 生長數(shù)學(xué)模型生長數(shù)學(xué)模型 比生長速率比生長速率( (）（）（specific growth specific growth raterate）：單位數(shù)量細菌或物質(zhì)在單位時間：單位數(shù)量細菌或物質(zhì)在單位時間 內(nèi)增加的量。內(nèi)增加的量。 代時（代時（generation time, generation time, ）：在細菌：在細菌 個體生長里，每個細菌分裂繁殖一代所需個體生長里，每個細菌分裂繁殖一代所需 的時間。的時間。 倍增時間（倍增時間（doubling time):doubling time):在群

18、體生長在群體生長 里細菌數(shù)量增加一倍所需的時間稱為里細菌數(shù)量增加一倍所需的時間稱為。 在在對數(shù)生長期對數(shù)生長期中，微生物的生長可用如中，微生物的生長可用如 下數(shù)學(xué)模型：下數(shù)學(xué)模型： dN dt N= N: 每毫升培養(yǎng)液中細胞的數(shù)量每毫升培養(yǎng)液中細胞的數(shù)量 ：比生長速率：比生長速率 t：培養(yǎng)時間（：培養(yǎng)時間（h） 積分積分 lnNt-lnN0= (t1-t0)lgNt-lgN0= (t1-t0) 2.303 = lgNt-lgN0 t1-t0 2.303 代時（）代時（）：在細菌個體生長里，：在細菌個體生長里， 每個細菌分裂繁殖一代所需的時間。每個細菌分裂繁殖一代所需的時間。 G = t - t

19、0Nt = 2N0 lnNt-lnN0= (t1-t0) G = lnNt-lnN0 = ln Nt N0 = ln2 = 0.639 根據(jù)定義： 0.639 = 1 G R G = 同時：同時： =R 0.639 6.2 6.2 細菌的群體生長繁殖細菌的群體生長繁殖 群體生長規(guī)律群體生長規(guī)律 生長數(shù)學(xué)模型生長數(shù)學(xué)模型 主要生長參數(shù)主要生長參數(shù) 同步培養(yǎng)同步培養(yǎng)(synchronous culture) 連續(xù)培養(yǎng)（連續(xù)培養(yǎng)（continous culture of microorganisms) 分批培養(yǎng)分批培養(yǎng) Batch culture 主要生長參數(shù)主要生長參數(shù) 遲緩時間（遲緩時間（T T

20、）：微生物在生長過程中，在：微生物在生長過程中，在 實際條件下達到對數(shù)生長期所需時間與理實際條件下達到對數(shù)生長期所需時間與理 想條件下達到對數(shù)生長期所需時間之差。想條件下達到對數(shù)生長期所需時間之差。 比生長速率比生長速率：莫諾方程：莫諾方程 總生長量總生長量：在某一時間里，通過培養(yǎng)所獲在某一時間里，通過培養(yǎng)所獲 得的微生物總量與原來接種的微生物量之得的微生物總量與原來接種的微生物量之 差。差。 作圖法求遲緩時間（作圖法求遲緩時間（T） 當(dāng)SKs時， S+KsS， 則= max，微生物生 長處于對數(shù)期，是零零 級反應(yīng)級反應(yīng)。 當(dāng)S Ks時， S+Ks Ks ，則= maxS/ Ks ， 微生物生

21、長底物濃度 正相關(guān)，是一級反應(yīng)一級反應(yīng)。 混合級反應(yīng)區(qū)混合級反應(yīng)區(qū)，即生 長與底物濃度不呈比 例關(guān)系。 6.2 6.2 細菌的群體生長繁殖細菌的群體生長繁殖 群體生長規(guī)律群體生長規(guī)律 生長數(shù)學(xué)模型生長數(shù)學(xué)模型 主要生長參數(shù)主要生長參數(shù) 同步培養(yǎng)同步培養(yǎng)(synchronous culture) 連續(xù)培養(yǎng)（連續(xù)培養(yǎng)（continous culture of microorganisms) 分批培養(yǎng)分批培養(yǎng) Batch culture 同步培養(yǎng)同步培養(yǎng)(synchronous culture)(synchronous culture) 同步培養(yǎng)：使群體中不同步的細胞轉(zhuǎn)變成同步培養(yǎng)：使群體中不同步的

22、細胞轉(zhuǎn)變成 能同時進行生長或分裂的群體細胞的方法。能同時進行生長或分裂的群體細胞的方法。 同步生長：以同步培養(yǎng)方法使群體細胞能同步生長：以同步培養(yǎng)方法使群體細胞能 處于同一生長階段，并同時進行分裂的生處于同一生長階段，并同時進行分裂的生 長方式稱為長方式稱為。 獲得同步培養(yǎng)物的方法獲得同步培養(yǎng)物的方法 機械方法機械方法 離心離心 過濾過濾 硝酸纖維素濾膜法硝酸纖維素濾膜法 環(huán)境條件控制技術(shù)環(huán)境條件控制技術(shù) 溫度溫度 培養(yǎng)基成分培養(yǎng)基成分 其它其它 機械法優(yōu)點：不影響菌體的代謝機械法優(yōu)點：不影響菌體的代謝 與活性，與活性， 細胞保持自然狀態(tài)。細胞保持自然狀態(tài)。 環(huán)境條件控制技術(shù)獲得環(huán)境條件控制技

23、術(shù)獲得 同步培養(yǎng)物同步培養(yǎng)物 溫度：溫度：通過適宜溫度與不適宜溫度的交替 處理，獲得同步培養(yǎng)物； 培養(yǎng)基成分控制：培養(yǎng)基成分控制：先在貧瘠培養(yǎng)基培養(yǎng)， 然后轉(zhuǎn)到營養(yǎng)豐富培養(yǎng)基培養(yǎng)，獲得同步 培養(yǎng)物； 其它：其它： 光合菌-光照與黑暗交替培養(yǎng) 產(chǎn)芽孢菌-產(chǎn)芽孢后，殺死營養(yǎng)細胞，然 后刺激芽孢出芽繁殖。 6.2 6.2 細菌的群體生長繁殖細菌的群體生長繁殖 群體生長規(guī)律群體生長規(guī)律 生長數(shù)學(xué)模型生長數(shù)學(xué)模型 主要生長參數(shù)主要生長參數(shù) 同步培養(yǎng)同步培養(yǎng)(synchronous culture) 連續(xù)培養(yǎng)（連續(xù)培養(yǎng)（continous culture of microorganisms) 分批培養(yǎng)分批

24、培養(yǎng) Batch culture 連續(xù)培養(yǎng)（連續(xù)培養(yǎng)（continous culture)continous culture) 在微生物的整個培養(yǎng)期間，通過一定的方式使微在微生物的整個培養(yǎng)期間，通過一定的方式使微 生物能以恒定的生物能以恒定的比生長速率比生長速率生長并能持續(xù)生長下生長并能持續(xù)生長下 去的一種培養(yǎng)方法。去的一種培養(yǎng)方法。 恒濁器連續(xù)培養(yǎng)：通過連續(xù)培養(yǎng)裝置中的光電系恒濁器連續(xù)培養(yǎng)：通過連續(xù)培養(yǎng)裝置中的光電系 統(tǒng)控制培養(yǎng)液中統(tǒng)控制培養(yǎng)液中菌體濃度恒定菌體濃度恒定，使細菌生長連續(xù)，使細菌生長連續(xù) 進行的一種培養(yǎng)方式。進行的一種培養(yǎng)方式。 恒化器連續(xù)培養(yǎng)：在整個培養(yǎng)過程中通過控制培恒化器

25、連續(xù)培養(yǎng)：在整個培養(yǎng)過程中通過控制培 養(yǎng)基中某種營養(yǎng)物質(zhì)的濃度基本恒定的方式，保養(yǎng)基中某種營養(yǎng)物質(zhì)的濃度基本恒定的方式，保 持細菌的持細菌的比生長速率恒定比生長速率恒定的培養(yǎng)方法。的培養(yǎng)方法。 A.A.恒濁培養(yǎng)系統(tǒng)恒濁培養(yǎng)系統(tǒng) B.B.恒化培養(yǎng)系統(tǒng)恒化培養(yǎng)系統(tǒng) 1.1.盛無菌培養(yǎng)基的容器盛無菌培養(yǎng)基的容器 2. 2. 控制流速閥控制流速閥 3. 3. 培養(yǎng)室培養(yǎng)室 4. 4. 排出管排出管 5. 5. 光源光源 6. 6. 光電池光電池 7. 7. 排出物排出物 恒濁器：根恒濁器：根 據(jù)培養(yǎng)室內(nèi)據(jù)培養(yǎng)室內(nèi) 微生物的生微生物的生 長密度，借長密度，借 光電控制系光電控制系 統(tǒng)來控制培統(tǒng)來控制培

26、養(yǎng)基的流速，養(yǎng)基的流速， 以取得菌體以取得菌體 密度高、生密度高、生 長速率恒定長速率恒定 的微生物細的微生物細 胞的連續(xù)培胞的連續(xù)培 養(yǎng)器養(yǎng)器。 恒化器：培恒化器：培 養(yǎng)基流速恒養(yǎng)基流速恒 定，通過控定，通過控 制培養(yǎng)基中制培養(yǎng)基中 某一生長限某一生長限 制性底物的制性底物的 濃度來調(diào)節(jié)濃度來調(diào)節(jié) 微生物的生微生物的生 長速率長速率, ,使使 微生物維持微生物維持 恒定生長速恒定生長速 率的連續(xù)培率的連續(xù)培 養(yǎng)裝置。養(yǎng)裝置。 兩種連續(xù)培養(yǎng)系統(tǒng)的比較兩種連續(xù)培養(yǎng)系統(tǒng)的比較 恒化器中的菌體濃度不由稀釋率決定，而由生長限制性底物濃恒化器中的菌體濃度不由稀釋率決定，而由生長限制性底物濃 度決定。通過

27、控制流速可得到生長速率不同但密度基本恒定的度決定。通過控制流速可得到生長速率不同但密度基本恒定的 培養(yǎng)物，微生物始終在低于其最高生長速率下進行生長繁殖。培養(yǎng)物，微生物始終在低于其最高生長速率下進行生長繁殖。 遺傳學(xué)：突變株分離；遺傳學(xué)：突變株分離； 生理學(xué)：不同條件下的代謝變化；生理學(xué)：不同條件下的代謝變化； 生態(tài)學(xué)：模擬自然營養(yǎng)條件建立實驗?zāi)Ｐ蜕鷳B(tài)學(xué)：模擬自然營養(yǎng)條件建立實驗?zāi)Ｐ?6.1 6.1 細菌的個體生長細菌的個體生長 6.2 6.2 細菌的群體生長繁殖細菌的群體生長繁殖 6.3 6.3 真菌的生長與繁殖真菌的生長與繁殖 6.4 6.4 環(huán)境對生長的影響及生長的測定環(huán)境對生長的影響及生

28、長的測定 6.5 6.5 微生物生長繁殖的控制微生物生長繁殖的控制 本章內(nèi)容本章內(nèi)容: : 6.4 6.4 環(huán)境對生長的影響及生長的測定環(huán)境對生長的影響及生長的測定 環(huán)境對微生物生長的影響環(huán)境對微生物生長的影響 （Effect of Environment on GrowthEffect of Environment on Growth） 微生物生長的測定微生物生長的測定 （measurement of Growthmeasurement of Growth） 環(huán)境對微生物生長的影響環(huán)境對微生物生長的影響 （Effect of Environment on GrowthEffect of En

29、vironment on Growth） 營養(yǎng)物質(zhì)營養(yǎng)物質(zhì)(nutrient)(nutrient) 水的活性水的活性(water activity)(water activity) 溫度溫度(temperatures)(temperatures) pHpH 氧氧(O(O2 2) ) 營養(yǎng)物質(zhì)不足導(dǎo)致微生物生長所需要的營養(yǎng)物質(zhì)不足導(dǎo)致微生物生長所需要的 能量、碳源、氮源、無機鹽等成分不足，能量、碳源、氮源、無機鹽等成分不足， 機體合成細胞物質(zhì)的能力下降，嚴重時機體合成細胞物質(zhì)的能力下降，嚴重時 導(dǎo)致細胞自溶。導(dǎo)致細胞自溶。 營養(yǎng)物質(zhì)過剩時常出現(xiàn)底物抑制現(xiàn)象，營養(yǎng)物質(zhì)過剩時常出現(xiàn)底物抑制現(xiàn)象， 或

30、只生長不產(chǎn)生代謝產(chǎn)物，或生長受抑或只生長不產(chǎn)生代謝產(chǎn)物，或生長受抑 制，嚴重時導(dǎo)致微生物死亡。制，嚴重時導(dǎo)致微生物死亡。 1.1.營養(yǎng)物質(zhì)營養(yǎng)物質(zhì) (nutrient)(nutrient) 微生物在生長過程中，對培養(yǎng)基的水活性微生物在生長過程中，對培養(yǎng)基的水活性 有一定的要求，每種微生物生長都有最適有一定的要求，每種微生物生長都有最適 的水活性，高于或低于所要求的的水活性，高于或低于所要求的水活性值水活性值， 都會通過影響培養(yǎng)基的都會通過影響培養(yǎng)基的滲透壓力滲透壓力變化而影變化而影 響微生物的生長速率。微生物不同，生長響微生物的生長速率。微生物不同，生長 所需要的最適水活度也不同。所需要的最適

31、水活度也不同。 2.2.水活性（水活性（water activity)water activity) 15-30 % 3 % 3.3.溫度溫度 (temperatures)(temperatures) 嗜冷微生物（低溫微生物嗜冷微生物（低溫微生物） 嗜冷機制嗜冷機制： 酶系在低溫下仍能起催化作用酶系在低溫下仍能起催化作用 細胞膜含較多的不飽合脂肪酸在低溫下仍細胞膜含較多的不飽合脂肪酸在低溫下仍 具有通透性。具有通透性。 低溫對微生物的影響低溫對微生物的影響 代謝降低代謝降低 生長繁殖停滯生長繁殖停滯 仍然存活仍然存活 常在低溫下對菌種和食品保藏常在低溫下對菌種和食品保藏 嗜熱微生物的嗜熱機制嗜

32、熱微生物的嗜熱機制 細胞內(nèi)的酶具強抗熱性細胞內(nèi)的酶具強抗熱性 產(chǎn)生的多胺，熱亞胺和產(chǎn)生的多胺，熱亞胺和 高溫精胺物質(zhì)對蛋白質(zhì)等高溫精胺物質(zhì)對蛋白質(zhì)等 組織結(jié)構(gòu)具有保護作用。組織結(jié)構(gòu)具有保護作用。 核酸也具有熱穩(wěn)定性的保護結(jié)構(gòu)。核酸也具有熱穩(wěn)定性的保護結(jié)構(gòu)。 細胞膜含有較多的飽和脂肪酸和直鏈脂肪酸，細胞膜含有較多的飽和脂肪酸和直鏈脂肪酸， 使膜具有穩(wěn)定性。使膜具有穩(wěn)定性。 溫度對微生物的影響溫度對微生物的影響 影響酶活性影響酶活性 影響細胞膜的流動性影響細胞膜的流動性 影響物質(zhì)的溶解度影響物質(zhì)的溶解度 4. pH4. pH 影響細胞膜透性與穩(wěn)定性影響細胞膜透性與穩(wěn)定性 影響物質(zhì)溶解度影響物質(zhì)溶解

33、度 影響細胞表面電荷分布，因此影響微生物影響細胞表面電荷分布，因此影響微生物 生長、繁殖，發(fā)育。生長、繁殖，發(fā)育。 各類微生物能夠生長的各類微生物能夠生長的pHpH值較寬，但細胞值較寬，但細胞 內(nèi)部內(nèi)部pHpH值卻接近中性。值卻接近中性。 微生物的活動也能改變環(huán)境中的微生物的活動也能改變環(huán)境中的pHpH值值 專性好氧菌專性好氧菌（obligate aerobeobligate aerobe） 兼性厭氧菌兼性厭氧菌（facultative anaerobe)facultative anaerobe) 微好氧菌微好氧菌（microaerophilic bacteriamicroaerophilic

34、 bacteria） 耐氧厭氧菌耐氧厭氧菌（aerotolerent anaerobeaerotolerent anaerobe） 專性專性厭氧菌厭氧菌（obligate obligate anaerobeanaerobe) ) 5.5.氧氧 功能：使好氧菌免受超氧功能：使好氧菌免受超氧 化物陰離子自由基的毒害化物陰離子自由基的毒害 超氧化物歧化酶超氧化物歧化酶 （superoxide dismutase， SOD）是一種能夠催化超 氧化物通過歧化反應(yīng)轉(zhuǎn)化 為氧氣和過氧化氫的金屬 酶。 Cu-Zn-SOD Mn-SOD Fe-SOD Ni-SOD 過氧化氫酶（過氧化氫酶（ CatalaseCa

35、talase ） 過氧化氫酶過氧化氫酶是一個同源 四聚體；并且每個亞基 的活性位點都含有卟啉 血紅素基團，用于催化 過氧化氫的反應(yīng)。過氧 化氫酶是具有最高轉(zhuǎn)換 數(shù)的酶之一；一個過氧 化氫酶分子可以每秒將 數(shù)百萬個過氧化氫分子 轉(zhuǎn)化為水和氧氣。 單位時間里微生物數(shù)量或生物量（單位時間里微生物數(shù)量或生物量（Biomass）的變化。）的變化。 微生物生長微生物生長 的測定方法的測定方法 計數(shù)法計數(shù)法 重量法重量法 生理指標(biāo)法生理指標(biāo)法 二、微生物生長的測定二、微生物生長的測定 評價培養(yǎng)條件、營養(yǎng)物質(zhì)等對微生物生長的影響；評價培養(yǎng)條件、營養(yǎng)物質(zhì)等對微生物生長的影響； 評價不同的抗菌物質(zhì)對微生物產(chǎn)生抑制

36、評價不同的抗菌物質(zhì)對微生物產(chǎn)生抑制(或殺死或殺死)作用的效果；作用的效果； 客觀地反映微生物生長的規(guī)律?？陀^地反映微生物生長的規(guī)律。 微生物生長的測定可應(yīng)用于：微生物生長的測定可應(yīng)用于： 1 1、計數(shù)法、計數(shù)法 （1 1） 直接計數(shù)法直接計數(shù)法 采用特殊的計數(shù)板（血球計數(shù)板），在顯微鏡下對微生物數(shù)采用特殊的計數(shù)板（血球計數(shù)板），在顯微鏡下對微生物數(shù) 量進行直接計數(shù)（計算一定容積里樣品中微生物的數(shù)量）量進行直接計數(shù)（計算一定容積里樣品中微生物的數(shù)量） 缺點缺點:(1)不能區(qū)分死不能區(qū)分死 菌與活菌；菌與活菌；(2)只適只適 用于單細胞狀態(tài)的用于單細胞狀態(tài)的 微生物或絲狀微生微生物或絲狀微生 物的

37、孢子；不適于物的孢子；不適于 對運動細菌的計數(shù)；對運動細菌的計數(shù)； (3)需要相對高的菌需要相對高的菌 體濃度體濃度(106/mL以上以上)； (4)個體小的細菌在個體小的細菌在 顯微鏡下難以觀察。顯微鏡下難以觀察。 優(yōu)點優(yōu)點：快速：快速 其它直接計數(shù)方法：其它直接計數(shù)方法： 將已知顆粒濃度的樣品（例如血液）與待測細胞濃度的樣品將已知顆粒濃度的樣品（例如血液）與待測細胞濃度的樣品 混勻后在顯微鏡下根據(jù)二者之間的比例直接推算待測微生物細胞混勻后在顯微鏡下根據(jù)二者之間的比例直接推算待測微生物細胞 濃度。濃度。 比例計數(shù)比例計數(shù) 過濾計數(shù)過濾計數(shù) 當(dāng)樣品中菌數(shù)很低時，可以將一定體積的湖水、海水或飲用

38、當(dāng)樣品中菌數(shù)很低時，可以將一定體積的湖水、海水或飲用 水等樣品通過膜過濾器。然后將濾膜干燥、熒光染色，并經(jīng)處理水等樣品通過膜過濾器。然后將濾膜干燥、熒光染色，并經(jīng)處理 使膜透明，再在顯微鏡下計算膜上使膜透明，再在顯微鏡下計算膜上(或一定面積中或一定面積中)的細菌數(shù)。的細菌數(shù)。 活菌計數(shù)活菌計數(shù) 采用特定的染色技術(shù)也可分別對活菌和死菌進行分別計數(shù)（采用特定的染色技術(shù)也可分別對活菌和死菌進行分別計數(shù)（ 美蘭，能區(qū)分死菌和活菌的熒光試劑盒）美蘭，能區(qū)分死菌和活菌的熒光試劑盒） 該法最常用。通該法最常用。通 常用來測定細菌常用來測定細菌 、酵母菌等單細、酵母菌等單細 胞微生物的生長胞微生物的生長 情況

39、或樣品中所情況或樣品中所 含微生物個體的含微生物個體的 數(shù)量（細菌、酵數(shù)量（細菌、酵 母菌、孢子）。母菌、孢子）。 即平板菌落計即平板菌落計 數(shù)法，又稱活數(shù)法，又稱活 菌計數(shù)法菌計數(shù)法 采用培養(yǎng)平板計數(shù)法要求操作熟練、準確，否則難以得到正采用培養(yǎng)平板計數(shù)法要求操作熟練、準確，否則難以得到正 確的結(jié)果。確的結(jié)果。 樣品充分混勻；樣品充分混勻； 每支移液管及涂布每支移液管及涂布 棒只能接觸一個稀釋棒只能接觸一個稀釋 度的菌液；度的菌液； 同一稀釋度三個以同一稀釋度三個以 上重復(fù)上重復(fù),取平均值；取平均值； 每個平板上的菌落每個平板上的菌落 數(shù)目合適，便于準確數(shù)目合適，便于準確 計數(shù)。計數(shù)。 一個菌

40、落可能是多個細胞一起形一個菌落可能是多個細胞一起形 成，所以在科研中一般用菌落形成單成，所以在科研中一般用菌落形成單 位（位（colony forming units， CFU）來）來 表示，而不是直接表示為細胞數(shù)。表示，而不是直接表示為細胞數(shù)。 （3）膜過濾培養(yǎng)法）膜過濾培養(yǎng)法 當(dāng)樣品中菌數(shù)很低時，可以將一定體積的湖水、海水或飲用當(dāng)樣品中菌數(shù)很低時，可以將一定體積的湖水、海水或飲用 水等樣品通過膜過濾器，然后將濾膜轉(zhuǎn)到相應(yīng)的培養(yǎng)基上進行培水等樣品通過膜過濾器，然后將濾膜轉(zhuǎn)到相應(yīng)的培養(yǎng)基上進行培 養(yǎng)，對形成的菌落進行統(tǒng)計。養(yǎng)，對形成的菌落進行統(tǒng)計。 （4） 比濁法比濁法 在一定波長在一定波長

41、下，測定菌懸下，測定菌懸 液的光密度，液的光密度， 以光密度以光密度 (optical density 即即OD值值)表示表示 菌量。菌量。 實驗測量時應(yīng)控制在菌濃度與光密度成正比的線性范圍內(nèi)，實驗測量時應(yīng)控制在菌濃度與光密度成正比的線性范圍內(nèi)， 否則不準確。否則不準確。 2 2、質(zhì)量法、質(zhì)量法 測定絲狀菌生長的有效方法測定絲狀菌生長的有效方法1. 重量法重量法 2. 蛋白質(zhì)及蛋白質(zhì)及DNA含量測定法含量測定法 采用凱氏定氮法測出含氮量。蛋白質(zhì)含氮量為采用凱氏定氮法測出含氮量。蛋白質(zhì)含氮量為16%，細，細 胞中蛋白質(zhì)含量占細胞固形物的胞中蛋白質(zhì)含量占細胞固形物的50%80%，一般以，一般以65

42、%為代為代 表。表。 蛋白質(zhì)總量蛋白質(zhì)總量=含氮量含氮量 16%=含氮量含氮量 6.25 細胞總量細胞總量=蛋白質(zhì)總量蛋白質(zhì)總量 65%=蛋白質(zhì)總量蛋白質(zhì)總量 1.54 3 3、 生理指標(biāo)法生理指標(biāo)法 生理指標(biāo)法主要用于科學(xué)研究，分析微生物生理活性生理指標(biāo)法主要用于科學(xué)研究，分析微生物生理活性 常用的指標(biāo)：呼吸強度、耗氧量、酶活性、生物熱常用的指標(biāo)：呼吸強度、耗氧量、酶活性、生物熱 樣品中微生物數(shù)量越多或生長越旺盛，這些指標(biāo)愈明樣品中微生物數(shù)量越多或生長越旺盛，這些指標(biāo)愈明 顯，因此可以借助特定的儀器如瓦勃氏呼吸儀、微量量熱顯，因此可以借助特定的儀器如瓦勃氏呼吸儀、微量量熱 計等設(shè)備來測定相應(yīng)

43、的指標(biāo)。計等設(shè)備來測定相應(yīng)的指標(biāo)。 與生長量相平行的生理指標(biāo)很多，它們都可用作微生物與生長量相平行的生理指標(biāo)很多，它們都可用作微生物 生長的測定。生長的測定。 6.1 6.1 細菌的個體生長細菌的個體生長 6.2 6.2 細菌的群體生長繁殖細菌的群體生長繁殖 6.3 6.3 真菌的生長與繁殖真菌的生長與繁殖 6.4 6.4 環(huán)境對生長的影響及生長的測定環(huán)境對生長的影響及生長的測定 6.5 6.5 微生物生長繁殖的控制微生物生長繁殖的控制 本章內(nèi)容本章內(nèi)容: : 6.5 6.5 微生物生長繁殖的控制微生物生長繁殖的控制 消毒消毒(Disinfection) ：利用某些理化方法利用某些理化方法殺死

44、殺死物體表面或內(nèi)部物體表面或內(nèi)部 所有對人體或動植物有害的所有對人體或動植物有害的病原菌病原菌，對被消毒對象基本，對被消毒對象基本 無害的措施。包括無害的措施。包括化學(xué)消毒劑化學(xué)消毒劑和和巴氏消毒法巴氏消毒法等。等。 滅菌滅菌 (sterilizatin): 采用強烈理化因素，使物體內(nèi)外包括芽采用強烈理化因素，使物體內(nèi)外包括芽 孢在內(nèi)的孢在內(nèi)的所有微生物所有微生物永遠喪失其生長繁殖能力的措施。永遠喪失其生長繁殖能力的措施。 包括殺菌和溶菌等手段。包括殺菌和溶菌等手段。 化療化療(Chemotherapy)：即化學(xué)治療。利用具有即化學(xué)治療。利用具有高度選擇毒力高度選擇毒力 的化學(xué)物質(zhì)，的化學(xué)物質(zhì)

45、，抑制或殺死抑制或殺死宿主體內(nèi)宿主體內(nèi)病原微生物病原微生物，對宿主，對宿主 本身沒有或基本沒有毒害作用的一種治療措施。本身沒有或基本沒有毒害作用的一種治療措施。 防腐防腐(Antisepsis)：在某些理化因素作用下在某些理化因素作用下抑制抑制霉腐微生物的霉腐微生物的 生長繁殖，以防止食品和其他物品等發(fā)生霉腐的措施。生長繁殖，以防止食品和其他物品等發(fā)生霉腐的措施。 防腐方法：低溫、干燥、缺氧、高滲、防腐劑等。防腐方法：低溫、干燥、缺氧、高滲、防腐劑等。 6.5 6.5 微生物生長繁殖的控制微生物生長繁殖的控制 控制微生物的控制微生物的化學(xué)物質(zhì)化學(xué)物質(zhì) 控制微生物的控制微生物的物理因素物理因素

46、抗微生物劑抗微生物劑(Antimicrobial agent)(Antimicrobial agent)：一類能夠殺死微生物一類能夠殺死微生物 或抑制微生物生長的化學(xué)物質(zhì)。來源于天然或人工合成?；蛞种莆⑸锷L的化學(xué)物質(zhì)。來源于天然或人工合成。 抑菌劑抑菌劑 Bacteriostatic agent 殺菌劑殺菌劑 Bactericide 溶菌劑溶菌劑 Bacteriolysis 化學(xué)物化學(xué)物 質(zhì)的抗質(zhì)的抗 微生物微生物 能力的能力的 測定測定 液體培養(yǎng)法液體培養(yǎng)法: 最低抑制濃度（最低抑制濃度（MIC）試驗）試驗 平板培養(yǎng)法平板培養(yǎng)法: 抑菌圈（抑菌圈（zone of inhibition）試

47、驗）試驗 最低抑制濃度：抑制某病原菌生長的最低濃度。最低抑制濃度：抑制某病原菌生長的最低濃度。 抗菌物質(zhì)濃度由高到低抗菌物質(zhì)濃度由高到低 抗微生物劑抗微生物劑 非選擇性非選擇性 （對所有細胞均有毒性）（對所有細胞均有毒性） 有選擇性有選擇性 （對病原微生物毒性更強（對病原微生物毒性更強） 消毒劑消毒劑(Disinfectant) 防腐劑防腐劑(Antisepsis) 抗代謝藥物抗代謝藥物 抗生素抗生素 中草藥有效成分中草藥有效成分 （化學(xué)治療劑）（化學(xué)治療劑） （一）化學(xué)消毒劑（或滅菌劑）與石炭酸系數(shù)（一）化學(xué)消毒劑（或滅菌劑）與石炭酸系數(shù) 化學(xué)消毒劑是指對一切活細胞都有毒性，不能用作活細化學(xué)

48、消毒劑是指對一切活細胞都有毒性，不能用作活細 胞或機體內(nèi)治療用的化學(xué)藥劑，它們通常用來殺死非生物材胞或機體內(nèi)治療用的化學(xué)藥劑，它們通常用來殺死非生物材 料上的微生物。料上的微生物。 當(dāng)消毒劑處于低濃度時，往往會對微生物的生命活動起當(dāng)消毒劑處于低濃度時，往往會對微生物的生命活動起 刺激作用，隨著濃度的遞增，相繼出現(xiàn)抑菌和殺菌作用。刺激作用，隨著濃度的遞增，相繼出現(xiàn)抑菌和殺菌作用。 化學(xué)消毒劑相對殺菌強度的表述：石炭酸系數(shù)（化學(xué)消毒劑相對殺菌強度的表述：石炭酸系數(shù)（phenol coefficient , P. C.，又稱酚系數(shù)），又稱酚系數(shù)） 將某一消毒劑作不同的稀釋，在一定條件、一定時間（將某

49、一消毒劑作不同的稀釋，在一定條件、一定時間（ 一般一般10min）致死全部供試微生物（常用金黃色葡萄球菌或）致死全部供試微生物（常用金黃色葡萄球菌或 傷寒沙門氏菌）的最高稀釋度與達到同樣效果的酚的最高稀傷寒沙門氏菌）的最高稀釋度與達到同樣效果的酚的最高稀 釋度的比值，即為石炭酸系數(shù)。釋度的比值，即為石炭酸系數(shù)。 常用的消毒劑舉例常用的消毒劑舉例 70乙醇乙醇 陽離子去垢劑（季銨化合物）陽離子去垢劑（季銨化合物） 0.20.5mg/L氯氣氯氣 含氯化合物（含氯化合物（0.2%0.5%氯氯 胺、次氯酸鈉、二氧化氯）胺、次氯酸鈉、二氧化氯） 0.10.5硫酸銅硫酸銅 600mg/L氧化乙烯（即環(huán)氧氧

50、化乙烯（即環(huán)氧 乙烷）乙烷） 0.510甲醛甲醛 37溶液（福爾馬林）或甲溶液（福爾馬林）或甲 醛醛 2%戊二醛溶液戊二醛溶液 過氧化氫過氧化氫 碘液碘液 0.050.1二氯化汞二氯化汞 （升汞）（升汞） 1mg/L臭氧臭氧 0.2過氧乙酸過氧乙酸 含酚化合物（含酚化合物（35石炭石炭 酸、酸、2煤酚皂即來蘇水）煤酚皂即來蘇水） 醫(yī)療器械和實驗室物品表面醫(yī)療器械和實驗室物品表面 醫(yī)療器械、食品等設(shè)備醫(yī)療器械、食品等設(shè)備 凈化生活用水凈化生活用水 奶制品與食品工業(yè)設(shè)備、生活奶制品與食品工業(yè)設(shè)備、生活 用水用水 游泳池及生活用水殺藻劑游泳池及生活用水殺藻劑 溫度敏感的實驗材料如塑料溫度敏感的實驗材

51、料如塑料 38溶液用于表面消毒溶液用于表面消毒 用于滅菌用于滅菌 用作高效消毒劑、滅菌劑用作高效消毒劑、滅菌劑 氣體用作滅菌劑氣體用作滅菌劑 醫(yī)療器械、實驗物品表面消毒醫(yī)療器械、實驗物品表面消毒 實驗室物品表面消毒實驗室物品表面消毒 飲用水飲用水 用作高效消毒劑、滅菌劑用作高效消毒劑、滅菌劑 實驗室物品表面消毒實驗室物品表面消毒 脂溶劑、蛋白變性劑脂溶劑、蛋白變性劑 與膜上磷脂相互作用與膜上磷脂相互作用 氧化劑氧化劑 氧化劑氧化劑 蛋白沉淀劑蛋白沉淀劑 烷化劑烷化劑 烷化劑烷化劑 烷化劑烷化劑 烷化劑烷化劑 氧化劑氧化劑 與蛋白質(zhì)中酪氨酸結(jié)合與蛋白質(zhì)中酪氨酸結(jié)合 與蛋白質(zhì)的巰基結(jié)合與蛋白質(zhì)的巰

52、基結(jié)合 強氧化劑強氧化劑 強氧化劑強氧化劑 蛋白變性劑蛋白變性劑 試試 劑劑適適 用用 范范 圍圍作作 用用 機機 理理 工業(yè)領(lǐng)域工業(yè)領(lǐng)域消消 毒毒 劑劑 應(yīng)應(yīng) 用用 造紙造紙 皮革皮革 塑料塑料 紡織紡織 木材木材 冶金冶金 石油石油 空調(diào)空調(diào) 電力電力 核工業(yè)核工業(yè) 有機汞化物、酚化合物有機汞化物、酚化合物 重金屬、酚化合物重金屬、酚化合物 陽離子去垢劑陽離子去垢劑 重金屬、酚化合物重金屬、酚化合物 酚化合物酚化合物 陽離子去垢劑陽離子去垢劑 汞化合物、酚化合物、汞化合物、酚化合物、 陽離子去垢劑陽離子去垢劑 氯氣、酚化合物氯氣、酚化合物 氯氣氯氣 氯氣氯氣 在生產(chǎn)中抑制微生物的生長在生產(chǎn)

53、中抑制微生物的生長 在產(chǎn)品中作為抑菌因子存在在產(chǎn)品中作為抑菌因子存在 在塑料的水狀分散相中抑制細菌生長在塑料的水狀分散相中抑制細菌生長 阻止室外使用的遮棚、帳篷的纖維受阻止室外使用的遮棚、帳篷的纖維受 微生物侵染腐爛微生物侵染腐爛 防止木質(zhì)結(jié)構(gòu)的變質(zhì)腐爛防止木質(zhì)結(jié)構(gòu)的變質(zhì)腐爛 阻止細菌在切割用乳劑中生長阻止細菌在切割用乳劑中生長 阻止細菌在石油及石油產(chǎn)品的復(fù)性和阻止細菌在石油及石油產(chǎn)品的復(fù)性和 儲存過程中生長儲存過程中生長 阻止細菌在冷卻塔中生長阻止細菌在冷卻塔中生長 阻止細菌在冷凝器及冷卻塔中生長阻止細菌在冷凝器及冷卻塔中生長 阻止阻止抗輻射微生物抗輻射微生物在核反應(yīng)堆生長在核反應(yīng)堆生長 工

54、業(yè)生產(chǎn)常用的消毒劑工業(yè)生產(chǎn)常用的消毒劑 （二）防腐劑（二）防腐劑(antisepsis) 防腐劑具有殺死或抑制微生物生長的能力，但對于動物或防腐劑具有殺死或抑制微生物生長的能力，但對于動物或 人體的組織無毒害或較小毒害作用。大多數(shù)化學(xué)防腐劑常用于人體的組織無毒害或較小毒害作用。大多數(shù)化學(xué)防腐劑常用于 洗手或處理表面?zhèn)?，洗手或處理表面?zhèn)?，有些防腐劑用作消毒劑同樣有效有些防腐劑用作消毒劑同樣有效?70乙醇乙醇 酚類（六氯酚、氯二甲苯酚等）酚類（六氯酚、氯二甲苯酚等） 陽離子去垢劑（季銨化合物如陽離子去垢劑（季銨化合物如 殺藻胺）殺藻胺） 3過氧化氫溶液過氧化氫溶液 2.5碘酒碘酒 有機汞化合

55、物（有機汞化合物（2紅汞）紅汞） 0.11硝酸銀硝酸銀 皮膚皮膚 肥皂、洗液、化妝品、除肥皂、洗液、化妝品、除 臭劑臭劑 肥皂、洗液肥皂、洗液 皮膚皮膚 皮膚皮膚 皮膚皮膚 預(yù)防新生兒眼炎預(yù)防新生兒眼炎 脂溶劑、蛋白變性劑脂溶劑、蛋白變性劑 破壞細胞膜破壞細胞膜 與膜上磷脂相互作用與膜上磷脂相互作用 氧化劑氧化劑 與蛋白質(zhì)中酪氨酸結(jié)合與蛋白質(zhì)中酪氨酸結(jié)合 與蛋白質(zhì)的巰基結(jié)合與蛋白質(zhì)的巰基結(jié)合 蛋白沉淀劑蛋白沉淀劑 試試 劑劑適適 用用 范范 圍圍作作 用用 機機 理理 常用的化學(xué)防腐劑劑舉例常用的化學(xué)防腐劑劑舉例 生物防腐劑是由動植物組織或微生物細胞代謝產(chǎn)生的具有殺生物防腐劑是由動植物組織或微

56、生物細胞代謝產(chǎn)生的具有殺 死或抑制微生物生長能力的防腐劑。死或抑制微生物生長能力的防腐劑。有些可用于食品防腐有些可用于食品防腐。如。如 Natamycin, Polylysine, Nisin等。等。 （三）化學(xué)治療劑（三）化學(xué)治療劑 化學(xué)治療劑是指具有選擇性毒力的，能在生化學(xué)治療劑是指具有選擇性毒力的，能在生 物體內(nèi)使用物體內(nèi)使用, 殺死體內(nèi)病原微生物而不影響人體情殺死體內(nèi)病原微生物而不影響人體情 況的、可以控制傳染病發(fā)生的化學(xué)物質(zhì)。常用于況的、可以控制傳染病發(fā)生的化學(xué)物質(zhì)。常用于 口服或注射。口服或注射。 化學(xué)治療劑種類：主要包括化學(xué)合成的化學(xué)治療劑種類：主要包括化學(xué)合成的抗代抗代 謝物謝

57、物，以及生物合成的，以及生物合成的抗生素抗生素（抗生素、半合成（抗生素、半合成 抗生素、酶抑制劑、微生物藥物素等）。抗生素、酶抑制劑、微生物藥物素等）。 1. 抗代謝物抗代謝物 (Antimetabolite) 定義：又稱代謝拮抗物或代謝類似物定義：又稱代謝拮抗物或代謝類似物(metabolite analogue)，是，是 一類在化學(xué)結(jié)構(gòu)上與微生物細胞所必需的代謝物一類在化學(xué)結(jié)構(gòu)上與微生物細胞所必需的代謝物(即生長因子即生長因子) 很相似，可干擾微生物正常代謝活動的化學(xué)物質(zhì)。很相似，可干擾微生物正常代謝活動的化學(xué)物質(zhì)。 葉酸葉酸 磺胺磺胺、 嘌呤嘌呤 6-巰基嘌呤巰基嘌呤、 苯丙氨酸苯丙氨酸

58、 對氟苯丙氨酸對氟苯丙氨酸、 尿嘧啶尿嘧啶 5-氟尿嘧啶氟尿嘧啶、 胸腺嘧啶胸腺嘧啶 5-溴胸腺嘧啶溴胸腺嘧啶 抗代謝物主要是一些生長因子類似物抗代謝物主要是一些生長因子類似物: 抗代謝藥物的三種作用：抗代謝藥物的三種作用： 與正常代謝產(chǎn)物與正常代謝產(chǎn)物競爭競爭酶的活性中心酶的活性中心，從而使微生物，從而使微生物正正 常代謝所需的重要物質(zhì)無法合成常代謝所需的重要物質(zhì)無法合成，如，如磺胺類磺胺類藥物。藥物。 假冒假冒正常代謝物正常代謝物，使微生物，使微生物合成出無正常生理活性的合成出無正常生理活性的 假產(chǎn)物假產(chǎn)物，如，如8-重氮鳥嘌呤重氮鳥嘌呤取代鳥嘌呤合成的核苷酸會產(chǎn)生取代鳥嘌呤合成的核苷酸會

59、產(chǎn)生 無正常功能的無正常功能的RNA。 與某一生化合成途徑終產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)類似與某一生化合成途徑終產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)類似，通過，通過反饋反饋調(diào)調(diào) 節(jié)破壞正常代謝節(jié)破壞正常代謝調(diào)節(jié)機制，例如調(diào)節(jié)機制，例如 6-巰基嘌呤巰基嘌呤可抑制腺嘌可抑制腺嘌 呤核苷酸的合成。呤核苷酸的合成。 磺胺類藥物：磺胺類藥物：最早發(fā)現(xiàn)，也是最常見的化學(xué)治療劑，抗菌譜廣，最早發(fā)現(xiàn)，也是最常見的化學(xué)治療劑，抗菌譜廣， 能治療多種傳染性疾病。能治療多種傳染性疾病。 大多數(shù)革蘭氏陽性細菌大多數(shù)革蘭氏陽性細菌（肺炎球菌、溶血性鏈球菌等）（肺炎球菌、溶血性鏈球菌等） 某些革蘭氏陰性細菌某些革蘭氏陰性細菌（痢疾桿菌、腦膜炎球菌、流感桿菌等）（

60、痢疾桿菌、腦膜炎球菌、流感桿菌等） 對對放線菌放線菌也有一定的作用。也有一定的作用。 最簡單的磺胺類藥物是最簡單的磺胺類藥物是對氨基苯磺酰胺對氨基苯磺酰胺，簡稱磺胺。，簡稱磺胺。 磺胺是四氫葉酸合成前體對氨基苯甲酸（磺胺是四氫葉酸合成前體對氨基苯甲酸（PABA）的結(jié)構(gòu)類似物）的結(jié)構(gòu)類似物 磺胺類藥物的作用機理：磺胺類藥物的作用機理： 很多很多細菌必需利用細菌必需利用PABA來合成四氫葉酸來合成四氫葉酸。 但但PABA可由細菌自可由細菌自 身合成，也可從外界獲得。而磺胺的存在則可身合成，也可從外界獲得。而磺胺的存在則可與與PABA競爭性地競爭性地 與二氫蝶酸合成酶結(jié)合，阻止四氫葉酸的合成與二氫蝶