微生物學(xué)課件：第6章 微生物生長(zhǎng)

第六章微生物生長(zhǎng)1本章提要

一、微生物的群體生長(zhǎng)曲線二、影響微生物生長(zhǎng)的主要環(huán)境因素三、控制有害微生物的生長(zhǎng)2一、微生物的群體生長(zhǎng)（一）細(xì)菌的生長(zhǎng)曲線是一條定量描述細(xì)菌群體生長(zhǎng)規(guī)律的實(shí)驗(yàn)曲線。把少量純種細(xì)菌接種到一定體積的液體培養(yǎng)基，在適宜的溫度、通氣、營(yíng)養(yǎng)條件下進(jìn)行培養(yǎng)。

3

以細(xì)胞數(shù)目的對(duì)數(shù)作縱坐標(biāo),以培養(yǎng)時(shí)間作橫坐標(biāo),可畫出一條曲線,稱為細(xì)菌生長(zhǎng)曲線。共分4個(gè)時(shí)期:

延滯期、對(duì)數(shù)期、穩(wěn)定期和衰亡期。451.延滯期細(xì)胞數(shù)目不增加。2.對(duì)數(shù)期細(xì)胞數(shù)目呈對(duì)數(shù)生長(zhǎng)。生長(zhǎng)速率最大，代時(shí)最短。3.穩(wěn)定期

新分裂的細(xì)胞數(shù)等于死亡的細(xì)胞數(shù)，活菌數(shù)達(dá)到最高值，生長(zhǎng)速率下降到零。4.衰亡期細(xì)胞死亡速度超過分裂速度，細(xì)胞出現(xiàn)畸形、自溶和死亡。6（二）微生物的連續(xù)培養(yǎng)由于營(yíng)養(yǎng)物的耗盡和有害代謝產(chǎn)物的積累，導(dǎo)致細(xì)菌由對(duì)數(shù)生長(zhǎng)轉(zhuǎn)向衰亡。在微生物培養(yǎng)過程中，若以一定速度連續(xù)補(bǔ)充新鮮培養(yǎng)基，并以相同速度不斷排出培養(yǎng)物，使細(xì)菌能夠持續(xù)穩(wěn)定保持對(duì)數(shù)生長(zhǎng)。連續(xù)培養(yǎng)裝置有兩種類型：即恒濁器連續(xù)培養(yǎng)和恒化器連續(xù)培養(yǎng)。78二、影響微生物生長(zhǎng)的主要環(huán)境因素（一）溫度

1.最適、最高和最低生長(zhǎng)溫變（1）最適生長(zhǎng)溫度：是指微生物生長(zhǎng)速率最高或代時(shí)最短的生長(zhǎng)溫度。（2）最高生長(zhǎng)溫度：超過此溫度微生物則死亡。（3）最低生長(zhǎng)溫度：低于此溫度微生物停止生長(zhǎng)但并不死亡。

大腸桿菌最適生長(zhǎng)溫度是37℃～42℃，最高生長(zhǎng)溫度是46℃，最低生長(zhǎng)溫度是10～12℃。92.中溫、高溫和低溫微生物

根據(jù)最適生長(zhǎng)溫度，可將微生物分為：（1）中溫微生物

室溫菌為25℃，體溫菌為37℃，絕大多數(shù)微生物屬于這一類。（2）高溫微生物在70℃以上能夠生長(zhǎng)的微生物稱為嗜熱菌。（3）低溫微生物最適生長(zhǎng)溫度在15℃左右，他們能在較低溫度下生長(zhǎng)。10（二）氧氣

1.微生物生長(zhǎng)與氧關(guān)系根據(jù)微生物生長(zhǎng)與氧的關(guān)系，可將微生物分為：

好氧菌微好氧菌兼性厭氧菌耐氧菌厭氧菌

1112132.氧對(duì)厭氧菌的毒害作用微生物在代謝過程中，細(xì)胞會(huì)產(chǎn)生一些有毒的氧的衍生物如超氧陰離子、H2O2等。細(xì)胞中的超氧陰離子是一種強(qiáng)的氧化劑，它能氧化細(xì)胞中生物大分子，使細(xì)胞損傷、突變、甚至死亡。14

好氧菌和大多數(shù)兼性好氧菌：

一般都含有超氧化物歧化酶和過氧化氫酶，前者可催化超氧陰離子生成H2O2

，后者將H2O2

分解成H2O。

厭氧菌：

胞內(nèi)卻僅含有很少或完全不含超氧化物歧化酶，故不能夠分解超氧陰離子，這可能就是氧對(duì)厭氧菌具有毒害作用的主要原因。15（三）pH

（1）對(duì)某一種微生物來說有其生長(zhǎng)的最適、最低和最高的pH范圍。（2）對(duì)不同微生物則存在著不同的最適、最低和最高的pH范圍。（3）同一種微生物在不同的生長(zhǎng)階段也有其不同的最適pH。例如黑曲霉，

菌體生長(zhǎng)（pH2.5～6.5

），

產(chǎn)生檸檬酸（pH2～2.5

），

產(chǎn)生草酸（pH7

）。16

pH的主要影響：①細(xì)胞膜的通透性②膜結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性③培養(yǎng)基中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的溶解度、離子化程度。進(jìn)而影響微生物對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收，從而影響微生物的生長(zhǎng)。17三、有害微生物的控制（一）物理因素物理因素主要有高溫、輻射、過濾除菌、高滲、干燥等。181.高溫滅菌（1）高壓蒸汽滅菌

一般在121℃滅菌15～20分鐘。這是應(yīng)用最廣泛的一種滅菌方法。（2）間歇滅菌

第1天將物品蒸煮15～60分鐘，殺死物體內(nèi)外微生物的營(yíng)養(yǎng)體，然后冷卻至室溫，培養(yǎng)過夜；

第2天，第3天各重復(fù)第1天操作。19（3）超高溫滅菌

135～150℃，滅菌2～6S，既達(dá)到殺死液體食品中的病原微生物，又保存食品的營(yíng)養(yǎng)和風(fēng)味。國(guó)際奶業(yè)推崇的牛奶巴氏殺菌：72～75℃，15～16S或80～85℃，10～15S。（4）煮沸消毒

煮沸15分鐘或更長(zhǎng)時(shí)間，達(dá)到殺死物品中的病原微生物。（5）干熱滅菌一般在170℃滅菌1h或在160℃滅菌2h。此法適用于對(duì)一些玻璃器皿或金屬制品等耐熱物品進(jìn)行滅菌。202.輻射

紫外線、微波、X射線和γ射線等。3.過濾除菌常用醋酸纖維素或硝酸纖維素制成的濾膜（膜中微孔直徑為0.22～0.45μm）滅菌后使用，溶液通過過濾后，可除去溶液中的細(xì)菌，但無法除去溶液中的病毒。21（二）化學(xué)物質(zhì)

1.抗代謝物

2.抗生素

3.微生物的抗藥性221.抗代謝物磺胺類藥物作用機(jī)制：

磺胺類藥物是細(xì)菌生長(zhǎng)因子葉酸組成成分對(duì)氨基苯甲酸的結(jié)構(gòu)類似物，磺胺類藥物可取代對(duì)氨基酸苯甲酸與二氫蝶酸合成酶結(jié)合，從而干擾了葉酸的正常合成，導(dǎo)致代謝發(fā)生混亂。因而抑制細(xì)菌生長(zhǎng)。

人自身不會(huì)合成葉酸，必須從食物中吸收葉酸，因而對(duì)磺胺類藥物不敏感。23圖9-36磺胺類藥物作用機(jī)24

2.抗生素（1）抑制細(xì)胞壁合成青霉素是抑制細(xì)菌細(xì)胞壁肽聚糖合成最后階段的交聯(lián)作用即轉(zhuǎn)肽反應(yīng)。①青霉素是肽聚糖單體五肽尾末端D-丙氨酰-D丙氨酸的結(jié)構(gòu)類似物，兩者可競(jìng)爭(zhēng)轉(zhuǎn)肽酶。25②當(dāng)青霉素存在時(shí)，轉(zhuǎn)肽酶與青霉素結(jié)合，導(dǎo)致第2個(gè)單體五肽末端D-丙氨酸未能被轉(zhuǎn)肽酶移去，第1個(gè)單體的甘氨酸橋的游離端無法與第2個(gè)單體五肽末端的第4個(gè)氨基酸（D-丙氨酸）相接。結(jié)果前后兩個(gè)肽聚糖單體的肽橋無法交聯(lián)，細(xì)胞壁的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)不能形成，成為細(xì)胞壁缺損細(xì)胞。26③在低滲條件下,細(xì)胞壁缺損細(xì)菌常因細(xì)胞破裂而死亡。④青霉素只抑制正在生長(zhǎng)的細(xì)菌,而對(duì)人和動(dòng)物無毒害作用,因人和動(dòng)物不具有細(xì)胞壁。2728（2）破壞細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)

①破壞細(xì)菌細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)抗生素：多肽類抗生素如多粘菌素E，短桿菌肽S等。

②破壞真菌細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)抗生素：多烯類抗生素如制霉菌素，兩性霉素等。這類抗生素對(duì)人和動(dòng)物毒性較大，故只能作為外用藥。29（3）抑制蛋白質(zhì)合成①作用于核糖體30S亞基的抗生素：氨基糖苷類抗生素如鏈霉素、卡那霉素、慶大霉素等。②作用于核糖體50S亞基的抗生素：大環(huán)內(nèi)酯抗生素如紅霉素、螺旋霉素等。30（4）抑制核酸合成

A.抑制DNA復(fù)制的抗生素如絲裂霉素C。

B.

抑制轉(zhuǎn)錄(即抑制RNA合成)的抗生素①作用于DNA模板如放線菌素D。②作用于依賴DNA的RNA聚合酶如利福平等。31一3.微生物的抗藥性

（1）抗藥性菌產(chǎn)生了鈍化或分解藥物的酶。①抗青霉素菌株：產(chǎn)生β丙酰胺酶，使青霉素分子中的β內(nèi)酰胺環(huán)開裂而失效。②抗氯霉素菌株：產(chǎn)生轉(zhuǎn)乙?；?，使乙?；穆让顾厥?。

32③抗卡那霉素菌株：產(chǎn)生磷酸轉(zhuǎn)移酶，使磷酸化的卡那霉素失效。④抗鏈霉素菌株：產(chǎn)生磷酸轉(zhuǎn)移酶和腺苷轉(zhuǎn)移酶，磷酸鏈霉素和腺苷鏈霉素失效。33（2）抗藥性菌株中與藥物作用部位結(jié)構(gòu)發(fā)生改變。①抗磺胺菌株中：二氫蝶酸合成酶結(jié)構(gòu)基因發(fā)生改變，磺胺藥與突變后合成的酶不起作用，故細(xì)菌對(duì)磺胺表現(xiàn)了抗性。