微生物的生長(zhǎng)及其控制教學(xué)課件

1、第七章微生物的生長(zhǎng)及其控制微生物生長(zhǎng)的研究方法環(huán)境因素對(duì)微生物生長(zhǎng)的影響微生物生長(zhǎng)的控制第1頁(yè)，共74頁(yè)。第一節(jié)微生物生長(zhǎng)的研究方法微生物純培養(yǎng)的分離微生物的培養(yǎng)方法微生物的同步生長(zhǎng)與同步培養(yǎng)方法微生物生長(zhǎng)的測(cè)定方法第2頁(yè)，共74頁(yè)。2022/8/42生物個(gè)體由小到大的增長(zhǎng)，即表現(xiàn)為細(xì)胞組分與結(jié)構(gòu)在量方面的增加 生長(zhǎng)指生物個(gè)體數(shù)目的增加 繁殖在單細(xì)胞微生物中，生長(zhǎng)繁殖的速度很快，而且兩者始終交替進(jìn)行，個(gè)體生長(zhǎng)與繁殖的界限難以劃清，因此實(shí)際上常群體生長(zhǎng)作為衡量微生物生長(zhǎng)的指標(biāo)。群體生長(zhǎng)的實(shí)質(zhì)是包含著個(gè)體細(xì)胞生長(zhǎng)與繁殖交替進(jìn)行的過(guò)程。第3頁(yè)，共74頁(yè)。2022/8/43一、微生物純培養(yǎng)的分離 平板

2、劃線(xiàn)分離法 稀釋倒平板法 單孢子或單細(xì)胞分離法 利用選擇性培養(yǎng)基分離法 純培養(yǎng)：從一個(gè)單細(xì)胞微生物繁殖得到的后代。方法第4頁(yè)，共74頁(yè)。2022/8/44平板劃線(xiàn)分離法 用接種環(huán)以無(wú)菌操作沾取少許待分離的材料，在無(wú)菌平板表面進(jìn)行平行劃線(xiàn)、扇形劃線(xiàn)或其他形式的連續(xù)劃線(xiàn) ，如果劃線(xiàn)適宜的話(huà)，微生物能一一分散，經(jīng)培養(yǎng)后，可在平板表面得到單菌落。 第5頁(yè)，共74頁(yè)。2022/8/45稀釋倒平板法 第6頁(yè)，共74頁(yè)。2022/8/46單孢子或單細(xì)胞分離法 采取顯微分離法從混雜群體中直接分離單個(gè)細(xì)胞或單個(gè)個(gè)體進(jìn)行培養(yǎng)以獲得純培養(yǎng) 。在顯微鏡下使用單孢子分離器進(jìn)行機(jī)械操作，挑取單孢子或單細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)。也可以

3、采用特制的毛細(xì)管在載玻片的瓊脂涂層上選取單孢子并切割下來(lái)，然后移到合適的培養(yǎng)基進(jìn)行培養(yǎng)。 第7頁(yè)，共74頁(yè)。2022/8/47選擇性培養(yǎng)基分離法 各種微生物對(duì)不同的化學(xué)試劑、染料、抗生素等具有不同的抵抗能力，利用這些特性可配制合適某種微生物而限制其它微生物生長(zhǎng)的選擇培養(yǎng)基，用它來(lái)培養(yǎng)微生物以獲得純培養(yǎng)。 微生物純培養(yǎng)分離方法的比較分離方法應(yīng)用范圍平皿劃線(xiàn)法方法簡(jiǎn)便，多用于分離細(xì)菌稀釋倒平皿法即可定性，又可定量，用途廣泛?jiǎn)渭?xì)胞挑取法局限于高度專(zhuān)業(yè)化的科學(xué)研究利用選擇培養(yǎng)基法適用于分離某些生理類(lèi)型較特殊的微生物第8頁(yè)，共74頁(yè)。2022/8/48二、微生物的培養(yǎng)方法 氧氣需要與否好氧培養(yǎng)厭氧培養(yǎng)根

4、據(jù)物理特性固體培養(yǎng)液體培養(yǎng)固體培養(yǎng)液體培養(yǎng)試管斜面、平皿、茄瓶斜面工業(yè)生產(chǎn)中用麩皮、米糠等往復(fù)式或旋轉(zhuǎn)式搖床臺(tái)式發(fā)酵罐深層液體通氣無(wú)論液體還是固體通過(guò)特殊的培養(yǎng)裝置第9頁(yè)，共74頁(yè)。2022/8/49三、微生物的同步生長(zhǎng)與同步培養(yǎng)方法同步培養(yǎng)法(synchronous culture)：是使培養(yǎng)物中所有微生物細(xì)胞都處于相同的生長(zhǎng)階段的培養(yǎng)方法。 同步生長(zhǎng)：以同步培養(yǎng)方法使群體細(xì)胞能處于同一生長(zhǎng)階段，并同時(shí)進(jìn)行分裂的生長(zhǎng)方式同步培養(yǎng)物常被用來(lái)研究在單個(gè)細(xì)胞上難以研究的生理與遺傳特性和作為工業(yè)發(fā)酵的種子，它是一種理想的材料。第10頁(yè)，共74頁(yè)。2022/8/410同步培養(yǎng)的方法誘導(dǎo)法：采用物理、化

5、學(xué)因子使微生物細(xì)胞生長(zhǎng)進(jìn)行到某個(gè)階段而停下來(lái)，使先到達(dá)該階段的微生物細(xì)胞不能進(jìn)入下一個(gè)生長(zhǎng)階段，以達(dá)到誘導(dǎo)微生物細(xì)胞同步生長(zhǎng)的目的。溫度培養(yǎng)基成份控制光照和黑暗交替培養(yǎng)誘導(dǎo)法第11頁(yè)，共74頁(yè)。2022/8/411選擇法：對(duì)非分支的單細(xì)胞微生物來(lái)說(shuō)，處于同一生長(zhǎng)階段的同步細(xì)胞，它們的體積和重量大致相等，處于不同生長(zhǎng)階段的細(xì)胞，體積和重量大小不等。因而可用膜過(guò)濾或密度梯度離心的方法，選擇同一生長(zhǎng)階段的細(xì)胞。機(jī)械方法離心方法過(guò)濾分離法硝酸纖維素濾膜法第12頁(yè)，共74頁(yè)。2022/8/412硝酸纖維素濾膜法離心法第13頁(yè)，共74頁(yè)。2022/8/413四、微生物生長(zhǎng)的測(cè)定方法(一)微生物細(xì)胞數(shù)目的檢

6、測(cè)方法1.總細(xì)胞計(jì)數(shù)法比濁法涂片計(jì)數(shù)法血球計(jì)數(shù)板法2.活菌計(jì)數(shù)法涂布平板法倒平板法第14頁(yè)，共74頁(yè)。2022/8/414血球計(jì)數(shù)板法:利用血球計(jì)數(shù)板，在顯微鏡下計(jì)算一定容積里樣品中微生物的數(shù)量。 涂片計(jì)數(shù)法:將已知體積的待測(cè)樣品均勻涂布在載玻片的已知面積內(nèi),在顯微鏡下計(jì)算樣品中微生物數(shù)量。缺點(diǎn)：不能區(qū)分死菌與活菌；不適于對(duì)運(yùn)動(dòng)細(xì)菌的計(jì)數(shù)；需要相對(duì)高的細(xì)菌濃度；個(gè)體小的細(xì)菌在顯微鏡下難以觀(guān)察；兩種方法都是在顯微鏡下直接計(jì)數(shù)，故又稱(chēng)為直接計(jì)數(shù)法。特點(diǎn)是檢測(cè)快速。第15頁(yè)，共74頁(yè)。2022/8/415比濁法：樣品中由于菌體細(xì)胞對(duì)光的消散作用而呈渾濁，細(xì)胞數(shù)目越多，對(duì)光的消散作用越強(qiáng)，渾濁度越高。

7、濁度可以用比色計(jì)或分光光度計(jì)測(cè)量，以光吸收值來(lái)表示。單細(xì)胞生物在一定的范圍內(nèi)的光吸收值的大小與液體中細(xì)胞數(shù)目及細(xì)胞物質(zhì)量成正比，因而可用做溶液中總細(xì)胞的計(jì)數(shù)。檢測(cè)時(shí)需用直接顯微鏡計(jì)數(shù)或平板活菌計(jì)數(shù)法制作標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)。該方法缺點(diǎn)是靈敏度差，優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)便、快速、不干擾或不破壞樣品。檢測(cè)時(shí)可使用側(cè)臂三角瓶在不同的培養(yǎng)時(shí)間重復(fù)測(cè)定樣品的濁度，因而廣泛地用作生長(zhǎng)速率的測(cè)定。第16頁(yè)，共74頁(yè)。2022/8/416活菌計(jì)數(shù)法是通過(guò)在培養(yǎng)基形成的菌落來(lái)間接確定其活菌數(shù)的方法，也稱(chēng)平板計(jì)數(shù)法。原理是每個(gè)活細(xì)菌在適宜的培養(yǎng)基和良好的生長(zhǎng)條件下可以通過(guò)生長(zhǎng)形成菌落?；罹?jì)數(shù)通常需要先將樣品進(jìn)行一系列稀釋。方法的優(yōu)點(diǎn)是能

8、夠測(cè)出樣品中的活菌數(shù)，且靈敏度高，因而廣泛的應(yīng)用于生物、醫(yī)藥制品和檢定及食品、水質(zhì)的衛(wèi)生檢定。缺點(diǎn)是手續(xù)繁、時(shí)間長(zhǎng)、影響因素多等。第17頁(yè)，共74頁(yè)。2022/8/417（二）微生物生長(zhǎng)量和生理指標(biāo)的測(cè)定方法1.濕重法:將微生物培養(yǎng)液離心，收集細(xì)胞沉淀物，然后稱(chēng)重。2.干重法：離心得到的細(xì)胞沉淀物置100105的烘箱中干燥過(guò)夜至除去水分，然后稱(chēng)重。3.含氮量測(cè)定法：一般微生物細(xì)胞的含氮量比較穩(wěn)定，可以用凱氏定氮法等測(cè)其總量，再乘以系數(shù)6.25即為粗蛋白含量，蛋白含量越高，說(shuō)明菌體數(shù)和細(xì)胞物質(zhì)量越高。4.DNA含量測(cè)定法：微生物細(xì)胞的DNA含量比較穩(wěn)定，采用適當(dāng)?shù)臒晒庵甘緞┡c菌體DNA作用，熒光

9、比色或分光光度計(jì)法測(cè)DNA含量。5.其它生理指標(biāo)：如測(cè)定碳、磷、RNA、ATP、DAP的含量。第18頁(yè)，共74頁(yè)。2022/8/418（三）絲狀微生物菌絲長(zhǎng)度測(cè)定方法1.培養(yǎng)基表面菌絲生長(zhǎng)速率測(cè)定法。2.培養(yǎng)料中菌體速率測(cè)定法。3.單個(gè)菌絲頂端生長(zhǎng)速率測(cè)定法。第19頁(yè)，共74頁(yè)。2022/8/419第二節(jié) 微生物的生長(zhǎng)微生物的生長(zhǎng)表現(xiàn)在微生物的個(gè)體生長(zhǎng)和群體生長(zhǎng)兩個(gè)水平上。作為單細(xì)胞，單個(gè)微生物的生長(zhǎng)表現(xiàn)為細(xì)胞基本成分的協(xié)調(diào)合成和細(xì)胞體積的增加，細(xì)胞生長(zhǎng)到一定時(shí)期，就分裂成為兩個(gè)子細(xì)胞。微生物的個(gè)體生長(zhǎng)反映在個(gè)體的細(xì)胞數(shù)目和每個(gè)細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)含量?jī)蓚€(gè)方面的增加。由于微生物個(gè)體微小，個(gè)體質(zhì)量和體積的

10、變化不易觀(guān)察，所以以微生物的群體作為研究對(duì)象，以微生物細(xì)胞的數(shù)量或微生物細(xì)胞質(zhì)量的增加作為生長(zhǎng)的指標(biāo)。第20頁(yè)，共74頁(yè)。2022/8/420一、微生物的個(gè)體生長(zhǎng)細(xì)菌：指新生的細(xì)胞長(zhǎng)大以及最后分裂為兩個(gè)子細(xì)胞的過(guò)程。酵母：表現(xiàn)為細(xì)胞體積的連續(xù)增加并在一定的間隔時(shí)間發(fā)生核與細(xì)胞的分裂。分為不等分裂和均等分裂。酵母菌的細(xì)胞分裂分為G1、S、G2、M四個(gè)時(shí)期。絲狀真菌：其生長(zhǎng)主要以極性的頂端生長(zhǎng)方式進(jìn)行。第21頁(yè)，共74頁(yè)。2022/8/421二、微生物的群體生長(zhǎng)（一）無(wú)分支單細(xì)胞微生物的群體生長(zhǎng)1.生長(zhǎng)特征生長(zhǎng)速率：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)細(xì)胞數(shù)目或細(xì)胞生物量的增加。世代：一個(gè)細(xì)胞分裂成為兩個(gè)細(xì)胞的間隔。代時(shí)：

11、一個(gè)世代所需的時(shí)間。n = lgBt lgB0/ 0.301第22頁(yè)，共74頁(yè)。2022/8/422（一）無(wú)分支單細(xì)胞微生物的群體生長(zhǎng)曲線(xiàn)生長(zhǎng)曲線(xiàn)：將少量純種非絲狀單細(xì)胞微生物接種到恒定容積的新鮮液體培養(yǎng)基中，在適宜的溫度、通氣等條件下培養(yǎng)，定時(shí)取樣測(cè)定單位體積里的細(xì)胞數(shù)，以單位體積里的細(xì)胞數(shù)的對(duì)數(shù)為縱坐標(biāo)，以培養(yǎng)時(shí)間為橫坐標(biāo)，畫(huà)出的曲線(xiàn)。生長(zhǎng)曲線(xiàn)描述了單細(xì)胞微生物在新的適宜環(huán)境條件中，生長(zhǎng)繁殖直至衰老死亡全過(guò)程的動(dòng)態(tài)變化。第23頁(yè)，共74頁(yè)。2022/8/423生長(zhǎng)曲線(xiàn)可分：遲緩期對(duì)數(shù)期 衰亡期 穩(wěn)定期 第24頁(yè)，共74頁(yè)。2022/8/4241.遲緩期將少量菌種接入新鮮培養(yǎng)基后，在開(kāi)始一段

12、時(shí)間內(nèi)菌數(shù)不立即增加，或增加很少，生長(zhǎng)速度接近于零。也稱(chēng)延遲期、適應(yīng)期。遲緩期的特點(diǎn)：分裂遲緩、代謝活躍通過(guò)遺傳學(xué)方法改變種的遺傳特性使遲緩期縮短；利用對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的細(xì)胞作為“種子”；盡量使接種前后所使用的培養(yǎng)基組成不要相差太大；適當(dāng)擴(kuò)大接種量等方式縮短遲緩期，克服不良的影響。在工業(yè)發(fā)酵和科研中通常采取一定的措施縮短遲緩期第25頁(yè)，共74頁(yè)。2022/8/4252.對(duì)數(shù)期 對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的細(xì)菌個(gè)體形態(tài)、化學(xué)組成和生理特性等均較一致，代謝旺盛、生長(zhǎng)迅速、代時(shí)穩(wěn)定，所以是研究微生物基本代謝的良好材料。它也常在生產(chǎn)上用作種子，使微生物發(fā)酵的遲緩期縮短，提高經(jīng)濟(jì)效益。以最大的速率生長(zhǎng)和分裂，細(xì)菌數(shù)量呈對(duì)數(shù)增

13、加。細(xì)菌內(nèi)各成分按比例有規(guī)律地增加，表現(xiàn)為平衡生長(zhǎng)。第26頁(yè)，共74頁(yè)。2022/8/4263.穩(wěn)定期 由于營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消耗，代謝產(chǎn)物積累和pH等環(huán)境變化，逐步不適宜于細(xì)菌生長(zhǎng)，導(dǎo)致生長(zhǎng)速率降低直至零(即細(xì)菌分裂增加的數(shù)量等于細(xì)菌死亡數(shù)量)，結(jié)束對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期，進(jìn)入穩(wěn)定生長(zhǎng)期。 原因：獲得更多的菌體物質(zhì)或代謝產(chǎn)物采取措施：補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)或取走代謝產(chǎn)物或改善培養(yǎng)條件，如對(duì)好氧菌進(jìn)行通氣、攪拌或振蕩等 。第27頁(yè)，共74頁(yè)。2022/8/4274.衰亡期 細(xì)菌代謝活性降低，細(xì)菌衰老并出現(xiàn)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。細(xì)胞呈現(xiàn)多種形態(tài)，有時(shí)產(chǎn)生畸形，細(xì)胞大小懸殊，有些革蘭氏染

14、色反應(yīng)陽(yáng)性菌變成陰性反應(yīng)等。該時(shí)期死亡的細(xì)菌以對(duì)數(shù)方式增加，但在衰亡期的后期，由于部分細(xì)菌產(chǎn)生抗性也會(huì)使細(xì)菌死亡的速率降低。 現(xiàn)象：特點(diǎn)：第28頁(yè)，共74頁(yè)。2022/8/428（二）絲狀微生物微生物的群體生長(zhǎng)曲線(xiàn)1.特性：絲狀微生物在液體培養(yǎng)基中大多數(shù)情況下是以分散的沉淀物方式,形態(tài)從松散的絮狀沉淀到堆積緊密的菌絲球不等. 絲狀微生物的生長(zhǎng)通常以單位時(shí)間內(nèi)微生物細(xì)胞的物質(zhì)量（主要是干重)的變化來(lái)表示.絲狀微生物在液體培養(yǎng)基中的生長(zhǎng)方式在工業(yè)生產(chǎn)中很重要,它影響發(fā)酵過(guò)程中的通氣性、生長(zhǎng)速率、攪拌能耗和菌絲體與發(fā)酵液的分離難易等。第29頁(yè)，共74頁(yè)。2022/8/4292.生長(zhǎng)曲線(xiàn)絲狀微生物的群

15、體生長(zhǎng)有著與單細(xì)胞微生物類(lèi)似的規(guī)律。在深層通氣液體培養(yǎng)基中的生長(zhǎng)曲線(xiàn)也顯示具有遲緩期、對(duì)數(shù)期、穩(wěn)定期和衰亡期。第30頁(yè)，共74頁(yè)。2022/8/430三、連續(xù)培養(yǎng)與微生物的生長(zhǎng)（一）分批培養(yǎng)和連續(xù)培養(yǎng)分批培養(yǎng)：將微生物置于一定容積的培養(yǎng)基中，經(jīng)過(guò)培養(yǎng)生長(zhǎng)，最后一次收獲的培養(yǎng)方式。連續(xù)培養(yǎng)：在一定恒定的容積的流動(dòng)系統(tǒng)中培養(yǎng)微生物，一方面以一定速率不斷地加入新的培養(yǎng)基，另一方面又以相同的速率流出培養(yǎng)物（菌體和代謝產(chǎn)物），以使培養(yǎng)系統(tǒng)中的細(xì)胞數(shù)量和營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)保持恒定。第31頁(yè)，共74頁(yè)。2022/8/431（二）連續(xù)培養(yǎng)類(lèi)型連續(xù)培養(yǎng)類(lèi)型恒濁連續(xù)培養(yǎng)恒化連續(xù)培養(yǎng)連續(xù)培養(yǎng)的基本原則：微生物培養(yǎng)過(guò)程中不斷的

16、補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和以同樣的速率移出培養(yǎng)物。第32頁(yè)，共74頁(yè)。2022/8/432(一)恒化連續(xù)培養(yǎng)在整個(gè)培養(yǎng)過(guò)程中通過(guò)控制培養(yǎng)基中某種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的濃度基本恒定的方式，保持細(xì)菌的比生長(zhǎng)速率恒定，使生長(zhǎng)“不斷”進(jìn)行。 生長(zhǎng)速率的控制因子：一般是氨基酸、氨和銨鹽等氮源，或是葡萄糖、麥芽糖等碳源或者是無(wú)機(jī)鹽，生長(zhǎng)因子等物質(zhì) 恒化器連續(xù)培養(yǎng)通常用于實(shí)驗(yàn)室的科研工作，尤其適用于與生長(zhǎng)速率相關(guān)的各種理論研究。 第33頁(yè)，共74頁(yè)。2022/8/433第34頁(yè)，共74頁(yè)。2022/8/434(二)恒濁連續(xù)培養(yǎng)通過(guò)連續(xù)培養(yǎng)裝置中的光電系統(tǒng)控制培養(yǎng)液中菌體濃度恒定、使細(xì)菌生長(zhǎng)連續(xù)進(jìn)行的一種培養(yǎng)方式。 用于獲得大量菌體

17、以及與菌體生長(zhǎng)平行的代謝產(chǎn)物生產(chǎn)的發(fā)酵工業(yè)中，但此法不適用于絲狀微生物。第35頁(yè)，共74頁(yè)。2022/8/435第36頁(yè)，共74頁(yè)。2022/8/436第三節(jié) 環(huán)境因素對(duì)微生物生長(zhǎng)的影響 環(huán)境條件的改變，在一定限度內(nèi)，可引起微生物形態(tài)、生理、生長(zhǎng)、繁殖等特征的改變，或抵抗、適應(yīng)環(huán)境條件方面的改變。當(dāng)環(huán)境條件的變化超過(guò)一定能夠界限，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，有助于了解微生物在自然界的分布與作用，并可能采取有效措施，促進(jìn)有益微生物的生長(zhǎng)繁殖，限制甚至完全破壞有害微生物的生命活動(dòng)。影響微生物生長(zhǎng)的環(huán)境因素有很多，主要包括溫度、 pH、氧氣和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的組成和濃度。第37頁(yè)

18、，共74頁(yè)。2022/8/437一、 溫 度根據(jù)微生物生長(zhǎng)的最適溫度不同，可以將微生物分為嗜冷、兼性嗜冷、嗜溫、嗜熱和超嗜熱等五種不同的類(lèi)型。它們都有各自的最低、最適和最高生長(zhǎng)溫度范圍。最適生長(zhǎng)溫度：某菌分裂代時(shí)最短或生長(zhǎng)速率最高時(shí)的培養(yǎng)溫度 微生物類(lèi)型 生長(zhǎng)溫度 最低 最適 最高 嗜冷微生物 0以下 15 20 兼性嗜冷微生物 0 20-30 35； 嗜溫微生物 15-20 20-45 45以上 嗜熱微生物 45 55-65 80 超嗜熱或嗜高溫微生物 65 80-90 100以上第38頁(yè)，共74頁(yè)。2022/8/438二、 pH微生物生長(zhǎng)過(guò)程中機(jī)體內(nèi)發(fā)生的絕大多數(shù)的反應(yīng)是酶促反應(yīng)，而酶促反

19、應(yīng)都有一個(gè)最適pH范圍，在此范圍內(nèi)只要條件適合，酶促反應(yīng)速率最高，微生物生長(zhǎng)速率最大，因此微生物生長(zhǎng)也有一個(gè)最適生長(zhǎng)的pH范圍。 微生物pH范圍嗜酸性5.4嗜中性5.48.5嗜堿性7.011.5第39頁(yè)，共74頁(yè)。2022/8/439三、氧根據(jù)氧與微生物生長(zhǎng)的關(guān)系可將微生物分為好氧微好氧耐氧型兼性厭氧專(zhuān)性厭氧微生物類(lèi)型最適生長(zhǎng)的O2體積分?jǐn)?shù)好氧微好氧氧的忍耐型兼性厭氧專(zhuān)性厭氧等于或大于202一102以下有氧或無(wú)氧不需要氧、有氧時(shí)死亡第40頁(yè)，共74頁(yè)。2022/8/440第41頁(yè)，共74頁(yè)。2022/8/441自由基是一種強(qiáng)氧化劑，它與生物大分子互相作用，可導(dǎo)致產(chǎn)生生物分子自由基，從而對(duì)機(jī)體產(chǎn)

20、生損傷或突變作用，直至死亡。氧之所以對(duì)專(zhuān)性厭氧微生物以外的其他四種類(lèi)型微生物不產(chǎn)生致死作用，是因?yàn)樗鼈兙哂谐跷锲缁?，可催化起氧化基化合物分解，最終分解成水。 氧對(duì)于好氧微生物生長(zhǎng)雖然可以通過(guò)好氧呼吸產(chǎn)生更多的能量，滿(mǎn)足機(jī)體的生長(zhǎng)需要，但另一方面，氧對(duì)一切生物都會(huì)使其產(chǎn)生有毒害作用的代謝產(chǎn)物，如超氧基化合物與H2O2，這兩種代謝產(chǎn)物互相作用還會(huì)產(chǎn)生毒性很強(qiáng)的自由基OH.。 第42頁(yè)，共74頁(yè)。2022/8/442四、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的組成和濃度培養(yǎng)基中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的組成對(duì)微生物生長(zhǎng)有很大影響，同一種微生物，在不同的氮源、碳源組成的培養(yǎng)基中，在相同的培養(yǎng)時(shí)間內(nèi)其微生物的增加量可行相差很大，甚至有的不能生長(zhǎng)

21、。培養(yǎng)基中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的濃度首先表現(xiàn)在對(duì)生長(zhǎng)速率的影響，在微生物的培養(yǎng)中，某種基本營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)被耗盡也可能使微生物的生長(zhǎng)停止，即使此時(shí)培養(yǎng)基中沒(méi)有任何任何毒性物質(zhì)存在，而且其它營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)仍很豐富，當(dāng)添加少量珍重營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)時(shí)則微生物的生長(zhǎng)可以重新開(kāi)始。在微生物培養(yǎng)中，首先被消耗完畢的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)被稱(chēng)為限制性底物（S）。限制性底物能表示出分批培養(yǎng)中微生物生長(zhǎng)的最大限度。第43頁(yè)，共74頁(yè)。2022/8/443=max+S/Ks+S:微生物生長(zhǎng)的的速率max：微生物生長(zhǎng)的最大速率K：達(dá)到max一半時(shí)底物的濃度Y=Xt-X0/S0-StY：細(xì)胞產(chǎn)率系數(shù) X：細(xì)胞數(shù)目 S：限制性底物濃度第44頁(yè)，共74頁(yè)。2022/8

22、/444第四節(jié) 微生物生長(zhǎng)的控制在微生物研究、生產(chǎn)實(shí)踐與現(xiàn)實(shí)生活中，我們需要控制所不期望的微生物的生長(zhǎng)。任何殺死或抑制微生物生長(zhǎng)的方法都可以達(dá)到控制微生物生長(zhǎng)的目的，他們包括加熱、低溫、干燥、輻射、過(guò)濾等物理方法和消毒劑、防腐劑、化學(xué)治療等化學(xué)方法兩大類(lèi)。第45頁(yè)，共74頁(yè)。2022/8/445防腐(antisepsis)：在某些化學(xué)物質(zhì)或物理因子作用下，能防止或抑制微生物生長(zhǎng)的一種措施。消毒(disinfection)：利用某種方法殺死或滅活物質(zhì)或物體中所有病原微生物的一種措施。滅菌(sterilization)：指利用某種方法殺死物體中包括芽孢在內(nèi)的所有微生物的一種措施。化療(chemot

23、herapy)：利用具有選擇毒性的化學(xué)物質(zhì)如磺胺、抗生素等對(duì)生物體內(nèi)部被微生物感染的組織或病變細(xì)胞進(jìn)行治療，以殺死組織內(nèi)的病原微生物或病變細(xì)胞，但對(duì)機(jī)體本身無(wú)毒害作用的治療措施。根據(jù)需要和目的，對(duì)微生物生長(zhǎng)控制的要求和采用的方法不同，由此產(chǎn)生的效果也不同。第46頁(yè)，共74頁(yè)。2022/8/446一、物理方法的控制 （一）溫度高溫低溫干熱滅菌濕熱滅菌巴斯德消毒法烘箱熱空氣法火焰焚燒法水煮沸法高壓蒸汽鍋法冷藏法冷凍法第47頁(yè)，共74頁(yè)。2022/8/447高溫滅菌原理：高溫可引起蛋白質(zhì)、核算和脂肪等重要生物大分子降解或空間結(jié)構(gòu)改變等，從而使它們的功能喪失。衡量滅菌效果的指標(biāo) 十倍致死時(shí)間 (dec

24、imal reduction time)：即在一定的溫度條件下，微生物數(shù)量十倍減少所需要的時(shí)間。 熱致死時(shí)間(thennaldeathtime)：即在一定溫度下殺死所有某一濃度微生物所需要的時(shí)間 。第48頁(yè)，共74頁(yè)。2022/8/4481.干熱滅菌：通過(guò)灼燒或烘烤等方法是蛋白質(zhì)變性殺死微生物。（1）烘箱熱空氣法：171，1h ； 160，2h以上 ；120，12h以上；對(duì)象：金屬器械、玻璃器皿，油料或粉料。（2）灼燒法：對(duì)象：接種針、接種環(huán)或帶病原菌材料、動(dòng)物尸體。第49頁(yè)，共74頁(yè)。2022/8/4492.濕熱滅菌：是利用熱蒸汽滅菌，在同樣的溫度和相同作用時(shí)間下，效果要好于干熱滅菌。因?yàn)椋?/p>

25、濕熱蒸汽穿透力強(qiáng)能破壞維持蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)和氫健的穩(wěn)定性，加速這一重要生命大分子物質(zhì)的變性。蒸汽存在潛熱，當(dāng)氣體變?yōu)橐后w時(shí)可釋放出大量熱量，能迅速提高滅菌物體的溫度。第50頁(yè)，共74頁(yè)。2022/8/450（2）高壓蒸汽滅菌法 利用提高壓力使水的沸點(diǎn)升高，以提高水蒸氣的溫度，達(dá)到更加有效的殺死微生物。高壓蒸汽滅菌的溫度越高，微生物死亡越快。在0.1013MPa壓力下，水蒸氣溫度達(dá)到121.3，滅菌時(shí)間1530min。 （1）煮沸消毒 將待消毒物品如注射器、金屬用具、解剖用具等在水中煮沸15min或更長(zhǎng)時(shí)間，以殺死細(xì)菌或其他微生物的營(yíng)養(yǎng)體和少部分的芽孢或孢子。如果在水中適當(dāng)加1碳酸鈉或2一5的石炭

26、酸則殺菌效果更好 。第51頁(yè)，共74頁(yè)。2022/8/451 高溫對(duì)牛奶及其熱敏感物質(zhì)不適宜，因?yàn)楦邿崞茐牧耸称返臓I(yíng)養(yǎng)與風(fēng)味。該法可以使食品中的微生物數(shù)量下降97%99%，只能作為消毒而不能作為滅菌。（3）巴氏消毒法具體方法低溫維持法：在63下維持30min高溫法：在72下維持15s超高瞬時(shí)溫法：在135-150下維持2-6s第52頁(yè)，共74頁(yè)。2022/8/452低溫原理：通過(guò)降低酶反應(yīng)速度使微生物生長(zhǎng)受到抑制，但不能殺死微生物。1.冷藏法：新鮮食品放5保存，可以防止腐敗。但貯藏只能維持幾天。微生物菌種放置冷藏箱可保存數(shù)周至數(shù)月。2.冷凍法： 鮮食品放-10冷凍溫度，微生物基本不再生長(zhǎng)。保存

27、菌種需要- 80低溫冰箱、-78 干冰中或-196 液氮中保存。第53頁(yè)，共74頁(yè)。2022/8/453（二）輻射 (radiation Sterilization)輻射滅菌是利用電磁輻射產(chǎn)生的電磁波殺死大多數(shù)物質(zhì)上的微生物的一種有效力法。 用于滅菌的電磁波有:微波:通過(guò)熱產(chǎn)生殺死微生物的作用；紫外線(xiàn)(UV):使DNA分子中相鄰的嘧啶形成嘧啶二聚體，抑制DNA復(fù)制與轉(zhuǎn)錄等功能，殺死微生物；X射線(xiàn)和y射線(xiàn):使其他物質(zhì)氧化或產(chǎn)生自由基(OH、H)破壞和改變生物大分子的結(jié)構(gòu)，以抑制或殺死微生物。 第54頁(yè)，共74頁(yè)。2022/8/454（三）干燥和滲透壓通過(guò)降低微生物可利用水的數(shù)量或活度而影響微生物

28、的生長(zhǎng)。1.干燥：使細(xì)胞失水造成代謝停止而抑制微生物生長(zhǎng)，有時(shí)也可引起某些微生物細(xì)胞的死亡。2.滲透壓：通過(guò)限制微生物可利用水而控制其生長(zhǎng)的方法。高滲環(huán)境中，水從細(xì)胞中流出，是細(xì)胞脫水。第55頁(yè)，共74頁(yè)。2022/8/455（四）過(guò)濾不耐熱的液體培養(yǎng)基的滅菌第56頁(yè)，共74頁(yè)。2022/8/456二、化學(xué)方法的控制 一類(lèi)能夠殺死微生物或抑制微生物生長(zhǎng)的化學(xué)物質(zhì) 。它們控制微生物生長(zhǎng)的作用機(jī)理： 抑菌 殺菌 溶菌 用機(jī)理是這類(lèi)物質(zhì)結(jié)合到核糖體上抑制蛋白質(zhì)合成，導(dǎo)致生長(zhǎng)停止，由于它們同核糖體結(jié)合不緊，它們?cè)跐舛冉档蜁r(shí)又會(huì)游離出來(lái)，核糖體合成蛋白質(zhì)的能力恢復(fù)，使生長(zhǎng)恢復(fù) 它們是緊緊地結(jié)合到細(xì)胞的作

29、用靶上，即使在濃度降低時(shí)也不能游離出來(lái)，因此生長(zhǎng)不能恢復(fù) 能抑制細(xì)胞壁合成或損傷細(xì)胞質(zhì)膜 第57頁(yè)，共74頁(yè)。2022/8/457化學(xué)藥劑根據(jù)作用效果又將它們分為消毒劑、防腐劑和化學(xué)治療劑。消毒劑：可抑制或殺死微生物，通常用于非生物材料的滅菌或消毒。防腐劑：能殺死微生物或抑制其生長(zhǎng)，但對(duì)人及動(dòng)物的體表組織無(wú)毒性或毒性低，可用于機(jī)體表面或用于食品、飲品和藥品的防腐。HgCl2、CuSO4、碘液、氯氣、乙烯氧化物、甲醛劑、臭氧 有機(jī)汞、0.1%1硝酸銀、碘液、70%乙醇、3過(guò)氧化氫（一）消毒劑和防腐劑第58頁(yè)，共74頁(yè)。2022/8/4581.醇類(lèi)作用原理：蛋白質(zhì)烷基化，改變酶和蛋白質(zhì)的活性。對(duì)象

30、：2%甲醛浸泡器械或10%甲醛熏蒸房屋。40%的甲醛水溶液稱(chēng)福爾馬林。2.醛類(lèi)作用原理：使膜損傷、蛋白質(zhì)變性、低級(jí)醇還是脫水劑。對(duì)象：用于皮膚及器械消毒。70%的乙醇?xì)⒕Ч詈?，?shí)際工作中使用75%。第59頁(yè)，共74頁(yè)。2022/8/4593.酚類(lèi)作用原理：低濃度酚破壞細(xì)胞膜組分、高濃度酚凝固菌體蛋白。酚還能破壞結(jié)合在膜上的氧化酶與脫氫酶。對(duì)象：0.5石炭酸皮膚消毒；2%5%痰、糞便和器皿；5%空氣噴霧。苯酚又稱(chēng)石炭酸，甲酚效果要強(qiáng)于苯酚。來(lái)蘇爾是甲酚與肥皂的混合液，使用濃度3%5%。4.表面活性劑類(lèi)作用原理：破壞菌體細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)，造成胞內(nèi)物質(zhì)泄露，蛋白質(zhì)變性。對(duì)象：皮膚和粘膜消毒。肥皂和新

31、秸爾滅。第60頁(yè)，共74頁(yè)。2022/8/4606.氧化劑類(lèi)作用原理：堿性染料的陽(yáng)離子與菌體的羧基或磷酸基作用，形成弱電離的化合物，妨礙菌體的正常代謝。對(duì)象：皮膚和傷口的消毒。紫藥水就是2%4%結(jié)晶紫水溶液。5.染料作用原理：作用與蛋白質(zhì)巰基，使蛋白質(zhì)和酶失活強(qiáng)氧化劑還可以破壞蛋白質(zhì)的氨基和酚羥基。對(duì)象：皮膚和水的消毒。碘酒就是5%碘+10%碘化鉀的混合液；漂白粉。第61頁(yè)，共74頁(yè)。2022/8/4617.重金屬類(lèi)作用原理：使蛋白質(zhì)變性。對(duì)象：食用菌、植物組織分離外表面消毒、器皿的消毒。2%紅汞的水溶液就是紅藥水，硫酸銅、硫酸銅與石灰的混合液稱(chēng)為波爾多液。8.酸堿類(lèi)作用原理：極端酸堿條件可使

32、蛋白質(zhì)變性。對(duì)象：排泄物、地面消毒、食品、飲料防腐。石灰、苯甲酸、山梨酸、丙酸。第62頁(yè)，共74頁(yè)。2022/8/462各種化學(xué)消毒劑殺菌能力的比較方法石炭酸系數(shù)：指在一定時(shí)間內(nèi)被試藥劑能殺死全部供試菌的最高稀釋度和達(dá)到同效的石炭酸的最高稀釋度的比率。一般規(guī)定處理時(shí)間為10分鐘，而供試菌定為Salmonella typhi（傷寒沙門(mén)氏菌）。 在臨床上最早使用的消毒劑-石炭酸第63頁(yè)，共74頁(yè)。2022/8/463（二）化學(xué)治療劑指能夠特異性地作用于某些微生物并具有選擇性毒性化學(xué)藥劑，他們與非特異性的化學(xué)藥劑相比對(duì)人體幾乎沒(méi)有毒性或毒性很小，可用作治療微生物引起的疾病?；瘜W(xué)治療劑根據(jù)來(lái)源分為兩大類(lèi)，一類(lèi)是人工合成的，主要是一些生長(zhǎng)因子類(lèi)似物，被稱(chēng)為合成藥；另一類(lèi)是微生物產(chǎn)生的，被稱(chēng)為抗生素。第64頁(yè)，共74頁(yè)。2022/8/4641.生長(zhǎng)因子類(lèi)似物在結(jié)構(gòu)上與微生物的生長(zhǎng)因子相似但又有區(qū)別，它們不能夠在菌體細(xì)胞內(nèi)起著生長(zhǎng)因子的同樣作用，但卻能夠組織微生物對(duì)生長(zhǎng)因子的利用，從而抑制微生物的生長(zhǎng)。葉酸對(duì)抗物（磺胺）、 嘌呤對(duì)抗物（6-巰基嘌呤）、 苯丙氨酸對(duì)抗物