微生物的生長與環(huán)境條件

關(guān)于微生物的生長與環(huán)境條件第1頁，共66頁，2023年，2月20日，星期四微生物在適宜的環(huán)境條件下，不斷地吸收營養(yǎng)物質(zhì)，并按照自己的代謝方式進行代謝活動，如果同化作用大于異化作用，則細胞質(zhì)的量不斷增加，體積得以加大，于是表現(xiàn)為生長。簡單地說，生長growth就是有機體的細胞組分與結(jié)構(gòu)在量方面的增加。單細胞微生物如細菌，生長往往伴隨著細胞數(shù)目的增加。當細胞增長到一定程度時，就以二分裂方式，形式兩個基本相的子細胞。這種由于細胞分裂而引起的個體數(shù)目的增加，稱為繁殖reproduction。第2頁，共66頁，2023年，2月20日，星期四在多細胞微生物中，如某些霉菌，細胞數(shù)目的增加（菌絲細胞的不斷延長或分裂）如不伴隨著個體數(shù)目的增加，只能叫生長。只有通過形成無性孢子或有性孢子使得個體數(shù)目增加的過程才叫做繁殖。在一般情況下，當環(huán)境條件適合，生長與繁殖始終是交替進行的。從生長到繁殖是一個由量變到質(zhì)變的過程，這個過程就是發(fā)育development。如果某一或某些環(huán)境條件發(fā)生改變，并超出了生物可以適應(yīng)的范圍時，就會對機體產(chǎn)生抑制乃至殺滅作用。第3頁，共66頁，2023年，2月20日，星期四第一節(jié)純培養(yǎng)微生物群體的生長微生物在自然界總是混雜地生活在一起，要想研究某一種微生物，必須把研究對象從混雜群體中分離出來。微生物學(xué)中將在實驗室條件下從一個細胞或一種細胞群繁殖得到的后代稱為純培養(yǎng)pureculture。

第4頁，共66頁，2023年，2月20日，星期四一、純培養(yǎng)技術(shù)

獲得純培養(yǎng)的方法稀釋倒平板法pourplatemethod涂布平板法spreadplatemethod平板劃線分離法streakplatemethod平行劃線扇形劃線其他形式的連續(xù)劃線稀釋搖管法dilutionshakeculturemethod第5頁，共66頁，2023年，2月20日，星期四利用選擇培養(yǎng)基分離法根據(jù)所要分離的菌種的特性選用培養(yǎng)基，如：①分離真菌用馬丁氏培養(yǎng)基，pH偏酸；分離放線菌用高氏1號，pH中性偏堿。②不同菌對化學(xué)試劑的敏感性：分離放線菌，培養(yǎng)基中加10%酚，抑制細菌、真菌；從土壤中分離真菌，加孟加拉紅，抑制細菌生長。③根據(jù)分離對象的營養(yǎng)特征：分離能發(fā)酵纖維素的菌株，培養(yǎng)基以纖維素為唯一碳源。分離固氮菌，用無氮培養(yǎng)基。第6頁，共66頁，2023年，2月20日，星期四二、微生物生長量的測定

測定單細胞微生物的數(shù)量測定總菌數(shù)totalcount計數(shù)板直接測數(shù)比濁法第7頁，共66頁，2023年，2月20日，星期四第8頁，共66頁，2023年，2月20日，星期四測定微生物的活菌數(shù)viablecount

稀釋平板測數(shù)法diluteplatecount以CFU(colonyformingunits)表示

稀釋培養(yǎng)測數(shù)法（又稱最大概率法，MPNmostprobablenumber）第9頁，共66頁，2023年，2月20日，星期四細胞生物量測定①細胞干重測定：單位體積的培養(yǎng)液中的微生物細胞的干重。②總氮量測定法：用化學(xué)分析方法測出微生物細胞中蛋白質(zhì)或氮元素的含量。③DNA含量測定法：用熒光法測定微生物細胞中DNA含量。④代謝活性法：根據(jù)微生物生命活動的強度來估算生物量。如單位體積培養(yǎng)物在單位時間內(nèi)的O2消耗、糖消耗或產(chǎn)酸產(chǎn)CO2量等，它們在一定程度上間接地反映細胞生物量。第10頁，共66頁，2023年，2月20日，星期四三、細菌純培養(yǎng)的生長

以少量純培養(yǎng)細菌接種一定容積的培養(yǎng)基中經(jīng)過培養(yǎng)生長，最后一次收獲，此稱分批培養(yǎng)(batchculture)。衰亡期穩(wěn)定期對數(shù)期滯留期第11頁，共66頁，2023年，2月20日，星期四①延滯期lagphase（滯留適應(yīng)期）菌種初接入新鮮培養(yǎng)液內(nèi)，微生物細胞需要通過自身生理機能的調(diào)節(jié)逐步適應(yīng)新環(huán)境。表現(xiàn)為細胞數(shù)量不增加了但細胞個體體積增大，代謝活躍。②對數(shù)期logarithmicgrowthphase細菌在這個時期生長旺盛，代謝活力強。分裂速度快，菌數(shù)以指數(shù)級數(shù)增加，代時穩(wěn)定。細胞在形態(tài)、生理等方面較為一致，是研究微生物生理代謝和遺傳變異的好材料。在工業(yè)生產(chǎn)中，也用對數(shù)期細胞作為擴大培養(yǎng)的種子液。第12頁，共66頁，2023年，2月20日，星期四在對數(shù)生長期內(nèi)，細菌數(shù)目的增加是按指數(shù)級數(shù)增加的，即20→21→22→23……2n

這里的指數(shù)n為細菌分裂的次數(shù)或者增殖的代數(shù)，也就是一個細菌繁殖n代產(chǎn)生2n

個細菌。如果在對數(shù)期開始時間t1的菌數(shù)為x1，繁殖n代后到對數(shù)期后期t2的菌數(shù)為x2，則代時（Generationtime，G）（即每增加一代所需要的時間）應(yīng)為：G=（t2-t1）/n第13頁，共66頁，2023年，2月20日，星期四先求代數(shù)n由于x2=x1·2nlgx2=lgx1+nlg2；n=（lgx2-lgx1）/lg2n=3.3·lg(x2/x1)即G=（t2-t1）/3.3·lg(x2/x1)

第14頁，共66頁，2023年，2月20日，星期四例如：在一細菌培養(yǎng)液中第一次測得的細菌數(shù)為104/ml，經(jīng)過培養(yǎng)4h后，又測得菌液中的細菌數(shù)為108/ml，求此菌的世代時間和在此時間內(nèi)繁殖的代數(shù)。根據(jù)公式：G=（t2-t1）/3.3·lg(x2/x1)t2-t1=（4-0）×60min=240min

x2=108x1=104

lg(x2/x1)=lg108~lg104=8-4=4代入上式G=240/3.3×4=240/13.2=18min即在上述培養(yǎng)液中，世代時間為18min。細菌繁殖代數(shù)n=(t2-t1)/G=240/18=13.3

繁代。第15頁，共66頁，2023年，2月20日，星期四③穩(wěn)定期(stationaryphase)又稱恒定期或最高生長期。處于穩(wěn)定期的微生物，新增殖的細胞數(shù)與老細胞的死亡數(shù)幾乎相等，整個培養(yǎng)物中二者處于動態(tài)平衡，此時生長速度，又逐漸趨向零。在一定容積的培養(yǎng)基中，細菌為什么不能按對數(shù)期的高速率無限生長呢?這是由于對數(shù)期細菌活躍生長引起周圍環(huán)境條件條件發(fā)生了一系列變化，某些營養(yǎng)物質(zhì)消耗，有害代謝產(chǎn)物的積累，以及諸如pH、氧化還原電位、溫度等的改變，限制了菌體細胞繼續(xù)以高速度進行生長和分裂。

第16頁，共66頁，2023年，2月20日，星期四穩(wěn)定期的細胞內(nèi)開始積累貯藏物，如肝糖、異染顆粒、脂肪粒等，大多數(shù)芽孢細菌也在此階段形成芽孢。如果為了獲得大量菌體，就應(yīng)在此階段收獲，因這時細胞總數(shù)量最高；這一時期也是發(fā)酵過程積累代謝產(chǎn)物的重要階段，某些放線菌抗生素的大量形成也在此時期。從上可以看出，穩(wěn)定期的微生物，在數(shù)量上的達到了最高水平，產(chǎn)物的積累也達到了高峰，此時，菌體的總產(chǎn)量與所消耗的營養(yǎng)物質(zhì)之間存在著一定關(guān)系，這種關(guān)系，生產(chǎn)上稱為產(chǎn)量常數(shù)。第17頁，共66頁，2023年，2月20日，星期四④衰亡期(declinephase)細菌死亡率逐漸增加，群體中活菌數(shù)目急劇下降，出現(xiàn)了“負生長”。其中有一段時間，活菌數(shù)換幾何級數(shù)下降，故有人稱之為“對數(shù)死亡階段”。這一階段的細胞，有的開始自溶，產(chǎn)生或釋放出一些產(chǎn)物，如氨基酸、轉(zhuǎn)化酶、外肽酶或抗生素等。菌體細胞也呈現(xiàn)多種形態(tài)，有時產(chǎn)生畸形，細胞大小懸殊，有的細胞內(nèi)多液泡，革蘭氏染色反應(yīng)的陽性菌變成陰性反應(yīng)等。第18頁，共66頁，2023年，2月20日，星期四并不是所有細胞均處于完全相同的生理狀態(tài)，因此，在細菌生長的整個周期，細菌數(shù)和培養(yǎng)時間，往往是一條緩慢上升以后又逐漸下降的曲線。認識和掌握細菌生長曲線，對指導(dǎo)發(fā)酵生產(chǎn)具有很大作用：計算生長速率和代時；不同生長期的細胞在結(jié)構(gòu)和生理上可能有很大差別，了解了這些，就能根據(jù)需要進取樣和收獲；不同的生長期理化因子對微生物的影響了可能不同。一般來說，對數(shù)生長期的細胞較為一致，因此常用于研究細胞的新陳代謝。第19頁，共66頁，2023年，2月20日，星期四四、連續(xù)生長當微生物在一個固定的容器中生長時，由于養(yǎng)料的消耗，代謝產(chǎn)物的積累，必然會導(dǎo)致微生物生長速度減慢，為了保持微生物能長時期的處于對數(shù)生長期，就要采用連續(xù)培養(yǎng)continuousculture，即在一個恒定容積的流動系統(tǒng)中，一方面以一定的速度不斷地加入新的培養(yǎng)基，另一方面又以相同的速度流出培養(yǎng)物，這樣就可以使容器中微生物的數(shù)量和營養(yǎng)狀態(tài)保持恒定，使微生物長期處于旺盛生長階段。

第20頁，共66頁，2023年，2月20日，星期四恒濁連續(xù)培養(yǎng)不斷調(diào)節(jié)流速而使細菌培養(yǎng)物濁度保持恒定的連續(xù)培養(yǎng)叫恒濁連續(xù)培養(yǎng)。由光電裝置檢測培養(yǎng)容器中的濁度，根據(jù)濁度變化控制新鮮培養(yǎng)液流入和舊培養(yǎng)流出速度，使容器內(nèi)菌液濃度恒定。工業(yè)發(fā)酵中用此法可獲得大量菌體及代謝產(chǎn)物。第21頁，共66頁，2023年，2月20日，星期四恒化培養(yǎng)控制恒定流速，使由于細菌生長而耗去的營養(yǎng)物及時得到補充，又叫恒組成連續(xù)培養(yǎng)。這樣，細菌的生長速率將取決于限制性因子的濃度。恒化連續(xù)培養(yǎng)多用于微生物學(xué)的研究工作中。從遺傳學(xué)角度來講，它允許我們作長時間的細菌培養(yǎng)而能從中分離不出的變種；從生理學(xué)方面看，能幫助我們觀察細菌在不同生活條件下的變化，尤其是DNA、RNA及蛋白質(zhì)合成的變化；同時它也是研究自然條件下微生物生態(tài)體系比較理想的實驗?zāi)Ｐ?，因為，生長在自然界的微生物一般都處于低營養(yǎng)濃度條件下，生長也較慢。而恒定連續(xù)培養(yǎng)正好可通過調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)來維持培養(yǎng)基成分的低營養(yǎng)養(yǎng)濃度，使之與自然條件相類似。第22頁，共66頁，2023年，2月20日，星期四第23頁，共66頁，2023年，2月20日，星期四五、同步培養(yǎng)在分批培養(yǎng)中，各個細胞的生理狀態(tài)、代謝活動并不完全一樣。如果以群體測定結(jié)果的平均值來代表單個細胞的生長或生理特性是不符合客觀實際的，然而利用單個細胞進行研究又是很困難的。為了解決這一問題，就必須設(shè)法使群體處于同一發(fā)育階段，使群體和個體行為變得一致，因而發(fā)展了單細胞的同步培養(yǎng)技術(shù)。同步培養(yǎng)法是：能使培養(yǎng)的微生物處于比較一致的生長發(fā)育階段上的培養(yǎng)方法叫同步培養(yǎng)法synchronousculture。第24頁，共66頁，2023年，2月20日，星期四機械法又稱選擇法微生物的子細胞與成熟細胞，通過機械法就可使它們在一定程度上分開來。然后用同樣大小的細胞進行培養(yǎng)便可獲得同步培養(yǎng)物。

離心沉降分離法過濾分離法硝酸纖維薄膜法機械法同步培養(yǎng)物是在不影響細菌代謝的情況下獲得的，因而菌體的生命活必然較為正常。但此法有其局限性，有些微生物即使在相同的發(fā)育階段，個體大小也不一致，甚至差別很大，這樣的微生物不宜采用這類方法。

第25頁，共66頁，2023年，2月20日，星期四調(diào)整生理條件的同步法（誘導(dǎo)法）溫度調(diào)整法將微生物的培養(yǎng)溫度控制在亞適溫度條件下一段時間，使細胞的生長在分裂前不久的階段稍微受到抑制，然后將培養(yǎng)溫度提高或降低到最適生長溫度，大多數(shù)細胞就會進行同步分裂。營養(yǎng)條件調(diào)整法即控制營養(yǎng)物的濃度或培養(yǎng)基的組成以達到同步生長。例如限制碳源或其他營養(yǎng)物，使細胞只能一次分裂而不能繼續(xù)生長，從而獲得了剛分裂的細胞群體，然后再轉(zhuǎn)入適宜的培養(yǎng)基中，它們例進入了同步生長。用最高穩(wěn)定期的培養(yǎng)物接種第26頁，共66頁，2023年，2月20日，星期四抑制DNA合成法利用代謝抑制劑阻礙DNA合成相當一段時間，然后再解除其抑制，也可達到同步化的目的。試驗證明：氨甲蝶呤、5-氟脫氧尿苷、羥基尿素、胸腺苷、脫氧腺苷和脫氧鳥苷等，對細胞DNA合成的同步化均有作用。

第27頁，共66頁，2023年，2月20日，星期四總之，機械法對細胞正常生理代謝影響很少；而誘導(dǎo)同步分裂雖然方法多，應(yīng)用較廣，但對正常代謝有時有影響，而且對其誘導(dǎo)同步化的生化基礎(chǔ)了解很少，化學(xué)誘導(dǎo)同步化的本質(zhì)還是一個尚待研究的問題。必須根據(jù)待試微生物的形態(tài)、生理性狀來選擇適當?shù)姆椒?。同步生長的時間，因菌種和條件而變化，由于同步群體的個體差異，同步生長不能無限地維持，往往會逐漸破壞，最多能維持2~3個世代，又逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)殡S機生長，即非同步化。第28頁，共66頁，2023年，2月20日，星期四第二節(jié)真菌的生長

一、菌絲的生長繁殖

菌絲生長與營養(yǎng)有關(guān)。營養(yǎng)豐富，分支多而密，營養(yǎng)貧乏，分支少而稀。菌絲的生長是頂端生長，菌絲各個部分都有極性之分，即位于前端的為幼齡菌絲，位于后面的為老齡菌絲。菌絲生長與營養(yǎng)有關(guān)，營養(yǎng)豐富則分支點與菌絲生長頂端的距離短，即分支多而頻繁；營養(yǎng)貧乏分支點同菌絲生長頂端距離長，即分支少。菌絲在固體培養(yǎng)基或在液體培養(yǎng)中靜止培養(yǎng)時形成菌落，在液體培養(yǎng)中振蕩培養(yǎng)時則形成菌絲球。第29頁，共66頁，2023年，2月20日，星期四二、孢子生長

無性孢子繁殖孢子的生長包括:孢子腫脹（外源腫脹，不需營養(yǎng)；內(nèi)源腫脹，需要營養(yǎng)）;萌發(fā)管形成;菌絲生長。有性孢子繁殖第一階段是質(zhì)配（plasmogamy）第二階段為核配（karyogamy）第三階段是減數(shù)分裂（meiosis）第30頁，共66頁，2023年，2月20日，星期四第三節(jié)環(huán)境條件對微生物生長的影響生長是微生物與外界環(huán)境因素共同作用的結(jié)果。環(huán)境條件的改變，在一定限度內(nèi)，可能上能引起微生物形態(tài)，生理、生長、繁殖等特征的改變，或者抵抗、適應(yīng)環(huán)境條件的某些改變；當環(huán)境條件的變化超過一定極限，則導(dǎo)致微生物的死亡。研究環(huán)境條件與微生物之間的相互關(guān)系意義重大。本節(jié)將較多地涉及各種物理、化學(xué)因素對微生物生長的抑制與致死的影響。第31頁，共66頁，2023年，2月20日，星期四防腐antisepsis它是一種抑菌作用。利用某些理化因子，使物體內(nèi)外的微生物暫時處于不生長繁殖但又未死亡的狀態(tài)。這是一種防止食品腐敗和其他物質(zhì)霉變的技術(shù)措施。如低溫、干燥、鹽腌、糖漬等等。消毒disinfection是指殺死或消除所有病原微生物的措施，可達到防止傳染病傳播的目的。例如將物體煮沸10min，就可殺死病原菌的營養(yǎng)體，但絕非殺死所有的芽孢，常用于牛奶、食品以及某些物體表面的消毒。利用消毒劑（disinfectant），也可進行皮膚、體膜或體內(nèi)的處理。第32頁，共66頁，2023年，2月20日，星期四滅菌sterilization是指用物理或化學(xué)因子，殺滅物體中的所有生活微生物，包括最耐熱的細菌芽孢。這是一種徹底的殺菌措施。通過滅菌的物品不再存在任何有生命的有機體。化學(xué)治療chemotherapy是指利用某些具有選擇毒性的化學(xué)藥物(如磺胺)或抗生素，對生物體的深部感染進行治療，可以有效地消除宿主體內(nèi)的病原體，但對宿主卻沒有或基本上沒有損害。第33頁，共66頁，2023年，2月20日，星期四一、溫度對微生物生長的影響微生物生長的溫度類型第34頁，共66頁，2023年，2月20日，星期四低溫型微生物psychrophiles又稱嗜冷微生物，可分為專性嗜冷和兼性嗜冷兩種。它們常分布在地球兩極地區(qū)的水域和土壤中，這里大部分地區(qū)幾乎終年冰凍，即使在其微小的液態(tài)水間隙中也有微生物的存在；它們或者分布在平均溫度為5℃左右的海洋中，或分布在只有1~2℃的海洋深處；有的分布于冷泉。冷藏食物的腐敗往往由這類微生物引起。機理：細胞內(nèi)的酶在低溫下仍能有效地發(fā)揮作用；細胞膜中不飽和脂肪酸含量較高，細胞膜在低溫下仍保持半流動狀態(tài)，從而能進行活躍的物質(zhì)代謝。第35頁，共66頁，2023年，2月20日，星期四中溫型微生物mesophiles它們又可分為室溫性微生物和體溫性微生物。室溫性微生物適于20~30℃生長，如土壤微生物、植物病原微生物。體溫性微生物多為人及溫血動物的病原菌，它們生長的極限范圍在10~45℃，最適生長溫度與其宿主體溫相近，在25~40℃之間，人體寄生菌為37℃左右。中溫型微生物不能在低于10℃的條件下生長：與蛋白質(zhì)的合成和反饋抑制有關(guān)。低于10℃時蛋白質(zhì)的合成過程不能啟動；10℃以下的低溫，使很多酶對反饋抑制變得異常敏感。第36頁，共66頁，2023年，2月20日，星期四高溫型微生物themophiles它們適于在45~50℃以上的溫度中生長，在自然界中的分布僅局限制于某些地區(qū)，比如堆肥在發(fā)酵過程中溫度常高達60~70℃。能在55~70℃中生長的微生物有Bacillus、Methanobacterium等。分布于溫泉中的細菌，有的可在近于100℃的高溫中生長。這些耐高溫的微生物，經(jīng)常給罐頭工業(yè)、發(fā)酵工業(yè)帶來麻煩。一般而言，原核生物能在比真核生物更高的溫度下生長；非光合微生物能在比光合微生物耐溫。第37頁，共66頁，2023年，2月20日，星期四高溫型微生物能在高溫下生存和生長，是由于菌體內(nèi)的酶和蛋白質(zhì)比起中溫型微生物蛋白質(zhì)對熱更穩(wěn)定；同時核糖體和其他成分對高溫也具較大的抗性；細胞膜中飽和脂肪酸含量高，可以形成更強的疏水鍵，從而使膜在高溫下能保持其穩(wěn)定性并具正常的功能。不同微生物的致死溫度不同。多數(shù)細菌、酵母菌、霉菌的營養(yǎng)細胞和病毒，在50~65℃條件下12min可致死；少數(shù)動物病毒亦具較強的抗熱性；噬菌體較其宿主細胞抗熱；放線菌和霉菌孢子比營養(yǎng)細胞的抗熱性強，76~80℃條件下10min才被殺死；細菌芽孢抗熱性最強，100℃以下處理相當時間才能致死。第38頁，共66頁，2023年，2月20日，星期四同一菌種不同菌株或不同菌齡，其抗熱性也可能不同。一般幼齡的比老齡的對熱敏感。例如菌齡為1.75h和2.75h的大腸桿菌在53℃加熱15min，其菌數(shù)分別下降10，000倍和2，000倍，而菌齡為62h，在同樣條件下菌數(shù)只下降12倍。培養(yǎng)基的成分對微生物的抗熱性也有影響。例如在富含蛋白質(zhì)的培養(yǎng)基上生長的細菌，可能由于在菌體周期形成了一層蛋白質(zhì)膜而提高了抗熱能力。

第39頁，共66頁，2023年，2月20日，星期四高溫殺菌干熱滅菌①焚燒滅菌法此法滅菌徹底，迅速簡便，但使用范圍有限。常用于接種工具、污染物品以及實驗動物尸體等廢棄物的處理。②干熱滅菌法主要在干燥箱中利用熱空氣進行滅菌。通常160~170℃處理2h便可達到滅菌的目的。此法只適用于玻璃器皿、金屬用具等耐熱物品的滅菌。其優(yōu)點是可保持物品干燥。第40頁，共66頁，2023年，2月20日，星期四濕熱滅菌①煮沸消毒法物品在水中煮沸15min以上，可殺死細菌的所有營養(yǎng)細胞和部分芽孢。這種方法適用于注射器、解剖用具等的消毒。②高壓蒸汽滅菌法是實驗室及生產(chǎn)中常用的滅菌方法。加壓則可提供高于100℃的蒸汽。加之蒸汽熱穿透力強，可迅速引起蛋白質(zhì)凝固變性。所以高壓蒸汽滅菌在濕熱滅菌法中效果最佳、應(yīng)用較廣。一般培養(yǎng)基、各種緩沖溶液、玻璃器皿等，常采用1kg/cm2(121℃)處理15~30min即可達到滅菌的目的。第41頁，共66頁，2023年，2月20日，星期四③間歇滅菌法常壓下100℃處理15~30min，以殺死其中的營養(yǎng)細胞。冷卻后，置于一定溫度(28~37℃)保溫過夜，使其中可能殘存的芽孢萌發(fā)營養(yǎng)細胞，再以同樣方法加熱處理。如此反復(fù)三次，可殺滅所有芽孢和營養(yǎng)細胞，以達到滅菌的目的。此法的缺點是滅菌比較費時，一般只用于不耐熱的藥品、營養(yǎng)物、特殊培養(yǎng)基等的滅菌。在缺乏高壓蒸汽滅菌設(shè)備時亦可用于一般物品的滅菌。

第42頁，共66頁，2023年，2月20日，星期四④巴斯德消毒法即用較低的溫度處理牛奶、酒類等飲料，以殺死其中的病原菌如結(jié)核桿菌、傷寒桿菌等，但又不損害營養(yǎng)與風(fēng)味。如用62~63℃則處理30min，若以71℃，只需15min。處理后的物品應(yīng)迅速冷卻至10℃左右即可飲用。這種方法只能殺死大多數(shù)腐生菌的營養(yǎng)體而對芽孢無損害。此法是基于結(jié)核桿菌的致死溫度62℃15min而規(guī)定的。

第43頁，共66頁，2023年，2月20日，星期四微生物的致死溫度在一定時間內(nèi)（如10min）殺死微生物所需要的最低溫度稱為微生物的致死溫度。微生物的致死時間在一定溫度下殺死微生物所需要的最短時間稱為微生物的致死時間。溫度愈高，致死時間愈短。D值decimusvalue為在特定溫度下使微生物菌數(shù)減少10倍所需的時間。第44頁，共66頁，2023年，2月20日，星期四二、pH值對微生物生長的影響

微生物在pH4~9之間都可以生長。細菌、藻類、原生動物最適pH為6.5~7.5放線菌最適pH7.5~8.0，pH5~10霉菌、酵母最適pH5~6pH值影響微生物生長的主要作用在于：①引起細胞膜電荷的變化，從而影響了微生物對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收；②影響代謝過程中酶的活性；③改變營養(yǎng)物質(zhì)的可給性以及有害物質(zhì)的毒性。第45頁，共66頁，2023年，2月20日，星期四微生物生長繁殖的最適pH與其合成某種代謝產(chǎn)物的pH通常是不一樣的。例如丙酮丁醇梭菌生長繁殖最適pH是5.5~7.0，丙酮丁醇梭菌合成丙酮丁醇的最適pH是4.3~5.3。微生物在不同的pH下積累的代謝產(chǎn)物是不一樣的。黑曲霉在pH2~3的環(huán)境中發(fā)酵蔗糖以產(chǎn)檸檬酸為主，產(chǎn)草酸極少；而在pH近中性時發(fā)酵蔗糖產(chǎn)生大量的草酸，檸檬酸產(chǎn)量很低。第46頁，共66頁，2023年，2月20日，星期四可利用微生物對pH要求的不同，控制雜菌的污染。無機酸如硫酸、鹽酸等殺菌力雖強，但腐蝕性大；某些有機酸如苯甲酸可用作防腐劑；酸菜、飼料青貯則是利用乳酸菌發(fā)酵產(chǎn)生的乳酸抑制腐敗性微生物的生長。強堿可用作殺菌劑，但由于其毒性大，用途局限于對排泄物及倉庫、棚舍等環(huán)境的消毒。強堿對G+與病毒比對G-作用強。結(jié)核分枝桿菌抗堿力特強。第47頁，共66頁，2023年，2月20日，星期四三、氧與氧化還原電位氧與微生物生長的關(guān)系可將微生物分成五類：①專性好氧微生物Strictaerobes

②專性厭氧微生物Strictanaerobes

③兼性好氧微生物facultativeaerobes

④微需氧微生物microaerophilicbacteria⑤耐氧微生物aerotolerantanaerobes分子態(tài)氧影響培養(yǎng)基中氧化還原電位即Eh

值。第48頁，共66頁，2023年，2月20日，星期四Eh與微生物生長的關(guān)系影響Eh的因素很多，分子態(tài)氧的影響尤為重要。其次是培養(yǎng)基中氧化還原物質(zhì)的影響。不同的微生物對氧化還原電位的要求不一樣。好氣微生物要求Eh值在+0.1伏以上，以0.3~0.4伏為宜。兼性好氧微生物Eh值在0.1伏以上行好氣性呼吸，Eh值在0.1伏以下行厭氣性呼吸。厭氣性微生物Eh

值在~0.1伏以下為宜。向培養(yǎng)基中通入空氣或加入氧化劑可提高基質(zhì)中的Eh

值，以培養(yǎng)好氣微生物。在培養(yǎng)基中加入還原性物質(zhì)如半胱氨酸、亞硫酸鈉、Na2S等可降低基質(zhì)中的氧化還原電位，以培養(yǎng)厭氣性微生物。

第49頁，共66頁，2023年，2月20日，星期四輻射是指通過空氣或外層空間以波動方式從一個地方傳播或傳遞到另一地方的能源。它們或是離子或是電磁波。電磁輻射包括可見光、紅外線、紫外線、X射線和γ射線等可見光只有光能營養(yǎng)型的微生物才需要400~800nm可見光進行光合作用。有的微生物對光有趨光性，如閃光須霉。擔(dān)子菌形成子實體也需要散射光的照射。微生物細胞經(jīng)照射后，在有氧情況下，產(chǎn)生光化學(xué)氧化反應(yīng)，生成H2O2，能發(fā)生強烈氧化作用，引起細胞死亡。四、輻射

第50頁，共66頁，2023年，2月20日，星期四紫外線紫外線對微生物有殺傷作用，UV的波長在136~400nm之間，以波長為265~266nm的殺菌力最強。在醫(yī)療衛(wèi)生和無菌操作中廣泛應(yīng)用。紫外線穿透能力差，只適用于空氣及物體表面消毒。紫外輻射的殺菌機制復(fù)雜，最明顯的是形成胸腺嘧啶二聚體。UV照射引起的微生物損傷在有光時可在DNA修復(fù)酶的作用下進行修復(fù)，此稱為光復(fù)合作用，所以微生物經(jīng)UV照射后應(yīng)放在黑暗處，特別是在誘變育種中。第51頁，共66頁，2023年，2月20日，星期四電離輻射X射線與α射線、β射線和γ射線均為電離輻射。它們的波長很短（X射線0.06~13.6nm；γ射線0.01~0.14nm）有足夠的能量從分子中逐出電子而使之電離。電離輻射的殺菌作用通過射線引起細胞中水分子在吸收能量后導(dǎo)致電離所產(chǎn)生的自由基起作用。γ射線是由某些放射性同位素如60Co發(fā)射出的高能輻射，具較強的穿透力，能致死所有的生物?，F(xiàn)已制出了用于不耐熱的大體積物品消毒的γ射線裝置。第52頁，共66頁，2023年，2月20日，星期四干燥會導(dǎo)致細胞失水而造成代謝停止以至死亡。不同微生物種類，干燥時微生物所處的環(huán)境條件，干燥的程度均影響干燥對微生物的效果。結(jié)核分枝桿菌又特別耐干燥，在此環(huán)境中，100℃20min仍能生存；鏈球菌用干燥法保存幾年而不喪失致病性。休眠孢子抗干燥能力也很強，在干燥條件下可長期不死，這一特性已用于菌種保藏。生產(chǎn)或科研中常用真空干燥法來保藏細菌、病毒及立克次氏體達數(shù)年之久。此外，用于干菌苗、干疫苗的制造效果也頗有價值。在日常生活中常用烘干、曬干和熏干等方法來保存食物。

五、干燥第53頁，共66頁，2023年，2月20日，星期四六、滲透壓若置微生物于高滲溶液(如20%NaCl)中，水將通過細胞膜從細胞內(nèi)進入細胞周圍的溶液中，造成細胞脫水，使細胞不能生長甚至死亡。相反，若將微生物置于低滲溶液(如0.01%NaCl)或水中，外環(huán)境中的水將從溶液進入細胞內(nèi)引起細胞膨脹，甚至使細胞破裂。由于一般微生物不能耐受高滲透壓，所以日常生活中常用的高濃度的鹽或糖保存食物，如腌漬蔬菜、肉類及蜜餞等。糖的濃度通常為50~70%，鹽的濃度為10~15%。第54頁，共66頁，2023年，2月20日，星期四七、超聲波超聲波(頻率在20000Hz以上)具有強烈的生物學(xué)作用。超聲波的作用是使細胞破裂，幾乎所有的微生物都能受其破壞，其效果與頻率、處理時間、微生物種類、細胞大小、形狀及數(shù)量等均有關(guān)系。淋病奈氏球菌對其極為敏感，而發(fā)光細胞卻要處理1.5h才死亡。病毒的抗性較強。一般來說，高頻率比低頻率殺菌效果好，球菌較桿菌抗性強。細胞芽孢具更強的抗性，大多數(shù)情況下不受超聲波影響?？蒲兄谐Ｓ么朔ㄆ扑榧毎?。第55頁，共66頁，2023年，2月20日，星期四八、化學(xué)藥物

重金屬鹽重金屬離子帶正電荷，易與帶負電荷的菌體蛋白質(zhì)結(jié)合，使蛋白質(zhì)變性，有較強的殺菌作用。升汞（HgCl2）：0.05~0.1%用于非金屬器皿的消毒。紅汞：2%水溶液用于皮膚，粘膜及小傷口的消毒。硫柳汞：0.01~0.1%用于皮膚及手術(shù)部位的消毒，生物制品防腐。銅鹽：波爾多液含CuSO4，用來殺真菌，防治植物病害。

第56頁，共66頁，2023年，2月20日，星期四氧化劑高錳酸鉀：0.1%用于皮膚，尿道及蔬芽，水果消毒。H2O2：1~3%用于表面消毒如傷口消毒。過氧乙酸：0.2~0.5%用于皮膚、塑料、玻璃、人造纖維消毒。鹵素化合物漂白粉：10~20%用于地面和廁所消毒；0.5~1%的上清液用于空氣及物體表面消毒，亦可作飲水消毒劑。Cl2：0.2~0.5mg/L可作