第七章 微生物的生长及其控制 第三节 影响微生物生长的主要因素
微生物生长与控制习题及答案
第七章微生物的生长及其控制习题一、名词解释1．微生物连续培养2．抗微生物剂3．抗生素4．抗代谢物5．微生物的抗药性6．灭菌7．消毒8．生长曲线9.深层液体培养：二、填空题1．一条典型的生长曲线至少可分为、、和4个生长时期。
2．测定微生物的生长量常用的方法有、、和。
而测定微生物数量变化常用的方法有、、和；以生物量为指标来测定微生物生长的方法有、和。
3．获得细菌同步生长的方法主要有（1）和（2），其中（1）中常用的有、和。
4．控制连续培养的方法有和。
5．影响微生物生长的主要因素有、、、和等。
6．对玻璃器皿、金属用具等物品可用或进行灭菌；而对牛奶或其他液态食品一般采用灭菌，其温度为，时间为。
7．通常，细菌最适pH的范围为，酵母菌的最适pH范围为，霉菌的最适pH值范围是。
8．杀灭或抑制微生物的物理因素有、、、、和等。
9．抗生素的作用机制有、、和。
10．抗代谢药物中的磺胺类是由于与相似，从而竞争性地与二氢叶酸合成酶结合，使其不能合成。
三、选择题1．以下哪个特征表示二分裂？（）A、产生子细胞大小不规则B、隔膜形成后染后体才复制C、子细胞含有基本等量的细胞成分D、新细胞的细胞壁都是新合成的。
2．代时为0.5h的细菌由103个增加到109个时需要多长时间？（）A、40hB、20hC、10hD、3h3．如果将处于对数期的细菌移至相同组分的新鲜培养基中，该批培养物将处于哪个生长期？（）A、死亡期B、稳定期C、延迟期D、对数期4．细菌细胞进入稳定期是由于：①细胞已为快速生长作好了准备；②代谢产生的毒性物质发生了积累；③能源已耗尽；④细胞已衰老且衰老细胞停止分裂；⑤在重新开始生长前需要合成新的蛋白质（）。
A、1，4B、2，3C、2，4D、1，55．对生活的微生物进行计数的最准确的方法是（）。
A、比浊法B、显微镜直接计数C、干细胞重量测定D、平板菌落记数6．下列哪咱保存方法全降低食物的水活度？（）A、腌肉B、巴斯德消毒法C、冷藏D、酸泡菜7．连续培养时培养物的生物量是由（）来决定的。
微生物的生长与控制--环境因素对微生物生长的影响
一、环境因环素境对微因生素物对生长微的生影物响生长的影响概述－pH
３
值
➢ 环境pH值对微生物生长的影响：
➢影响膜表面电荷的性质及膜的通透性，进而影响对物质的吸收能力；
➢改变酶活、酶促反应的速率及代谢途径：如：酵母菌在pH4.5-5产乙醇，
pH6.5以上产甘油、酸；
➢影响培养基中营养物质离子化程度，从而影响营养物质吸收，或有毒物质毒性；
微生物学基础
单元七 微生物的生长与控制
项目二 微生物生长的控制
一、环境因素对微生物生长的影响
１ 环境因素对微生物生长的影响概述 ➢ 微生物与环境之间相互影响和相互作用： ✔各种各样的环境因素对微生物的生长和繁殖有影响； ✔微生物生长繁殖也会影响和改变环境； ➢ 可以通过控制环境条件来利用微生物有益的一面，同时防止它有害的一面； ➢ 影响微生物生长的外界因素：
一、环境因素对微生物生长的影响
２ 环境因素对微生物生长的影响概述－温度 ➢ 中温型微生物（嗜温微生物）：最适生长温度为20℃~40 ℃，大多数微生物属于此类；
➢ 室温型主要为腐生或植物寄生，在植物或土壤中；
➢ 体温型主要为寄生，在人和动物体内。
一、环境因素对微生物生长的影响
２ 环境因素对微生物生长的影响概述－温度 ➢ 高温型微生物（嗜热微生物）：最适生长温度为50℃~60℃,主要分布在温泉、堆肥和 土壤中； ➢ 在高温下能生长的原因： ➢ 酶蛋白以及核糖体有较强的抗热性； ➢ 核酸具有较高的热稳定性（核酸中G+C含量高（tRNA），可提供形成 氢键， 增加热稳定性 ）； ➢ 细胞膜中饱和脂肪酸含量高，较高温度下能维持正常的液晶状态；
脂斜面菌种通常可以长时间地保藏在4℃的冰箱中；
✔当温度过低，造成微生物细胞冻结时，有的微生物会死亡，有些
微生物7 微生物的生长及其控制
第七章 微生物的生长及其控制
z z z z z z
生长 (growth)：个体体积或重量的变化 繁殖 (reproduction)：个体数量的变化 个体生长→个体繁殖→群体生长 群体生长＝个体生长 ＋ 个体繁殖 生长和繁殖是交替进行的 衡量群体生长的量： 重量、体积、密度、浓度、个体数目等 生理指标：测含氮量、测含碳量、测磷、 DNA、RNA、ATP、呼吸
第一节 微生物生长的测定
测定生长量 测体积 称干（湿）重 比浊法 颜色改变单位 生理指标法：测含氮量 测含碳量 测磷、DNA、RNA、ATP 呼吸
微生物生长的测定
测细胞的个数
¾比例计数法 ¾血球计数法 ¾平板活菌计数法：
菌落形成单位 (cfu, colony forming unit） ¾膜过滤法 ¾稀释摇管法
比浊法
turbidity
血球计数法
z
又被称为Petroff-Hausser counting。
平板活菌计数法
平板活菌计数法的两种策略——涂布 和倾注
膜过滤法——用于较稀溶液的计数 方法
膜过滤法
硝酸纤维素滤膜法是最经典的获得同步生长的方法
由于细胞的个体差异，同步生长往往只能维持2-3随后又逐渐转变为随机生长。
邻苯基苯酚
六氯酚
哈拉腙
十六烷基吡啶氯
氯苯甲烷铵
丙炔内酯Disinfectants and antiseptics。
微生物生长与控制习题及答案
第七章微生物的生长及其控制习题一、名词解释1．微生物连续培养2．抗微生物剂3．抗生素4．抗代谢物5．微生物的抗药性6．灭菌7．消毒8．生长曲线9.深层液体培养：二、填空题1．一条典型的生长曲线至少可分为、、和4个生长时期。
2．测定微生物的生长量常用的方法有、、和。
而测定微生物数量变化常用的方法有、、和；以生物量为指标来测定微生物生长的方法有、和。
3．获得细菌同步生长的方法主要有（1）和（2），其中（1）中常用的有、和。
4．控制连续培养的方法有和。
5．影响微生物生长的主要因素有、、、和等。
6．对玻璃器皿、金属用具等物品可用或进行灭菌；而对牛奶或其他液态食品一般采用灭菌，其温度为，时间为。
7．通常，细菌最适pH的范围为，酵母菌的最适pH范围为，霉菌的最适pH值范围是。
8．杀灭或抑制微生物的物理因素有、、、、和等。
9．抗生素的作用机制有、、和。
10．抗代谢药物中的磺胺类是由于与相似，从而竞争性地与二氢叶酸合成酶结合，使其不能合成。
三、选择题1．以下哪个特征表示二分裂？（）A、产生子细胞大小不规则B、隔膜形成后染后体才复制C、子细胞含有基本等量的细胞成分D、新细胞的细胞壁都是新合成的。
2．代时为0.5h的细菌由103个增加到109个时需要多长时间？（）A、40hB、20hC、10hD、3h3．如果将处于对数期的细菌移至相同组分的新鲜培养基中，该批培养物将处于哪个生长期？（）A、死亡期B、稳定期C、延迟期D、对数期4．细菌细胞进入稳定期是由于：①细胞已为快速生长作好了准备；②代谢产生的毒性物质发生了积累；③能源已耗尽；④细胞已衰老且衰老细胞停止分裂；⑤在重新开始生长前需要合成新的蛋白质（）。
A、1，4B、2，3C、2，4D、1，55．对生活的微生物进行计数的最准确的方法是（）。
A、比浊法B、显微镜直接计数C、干细胞重量测定D、平板菌落记数6．下列哪咱保存方法全降低食物的水活度？（）A、腌肉B、巴斯德消毒法C、冷藏D、酸泡菜7．连续培养时培养物的生物量是由（）来决定的。
影响微生物生长的主要因素
影响微生物生长的主要因素1. 内容1.温度温度是影响微生物生长的一个重要的因子。
温度太低，可使原生质膜处于凝固状态，不能正常地进行营养物质的运输或形成质子梯度，因而生长不能进行。
当温度升高时，细胞内化学和酶反应以较快的速率进行，生长速率加快。
但当超过某一温度时，蛋白质、核酸和细胞其他成分就会发生不可逆的变性作用。
温度对微生物的影响表现在：（1）影响酶活性。
（2）影响细胞质膜的流动性，温度高流动性大，有利于物质的运输；温度低流动性降低，不利于物质运输，因此温度变化影响营养物质的吸收与代谢产物的必泌。
（3）影响物质的溶解度。
2.pHpH影响微生物的生长，因为pH通过影响细胞质膜的透性、膜结构的稳定性和物质的溶解性或电离性来影响营养物质的吸收，从而影响微生物的生长速率。
每种微生物都有一个可生长的pH范围，以及最适生长pH。
大多数自然环境pH为5-9，适合于多数微生物的生长。
只有少数微生物能够在低于pH2或大于pH10的环境中生长。
根据微生物生长对pH的要求范围，可分：嗜酸性微生物、嗜中性微生物、嗜碱性微生物。
3.氧根据氧与微生物生长的关系可将微生物分为好氧、微好氧、氧的忍耐型、兼性厌氧、专性厌氧等五种类型。
4.营养物质的组成和浓度培养基中的营养物质的浓度对微生物的生长也有很大影响。
影响表现：微生物的生长速率：在微生物培养中，某种基本营养物质被耗尽也可使微生物的生长停止。
即使培养基中没有任何毒物存在，而且其他营养物质仍很丰富，当添加少量这种营养物质时则微生物的生长可以重新开始；微生物细胞的生物量：在分批培养中，当底物利用速率达到零时，微生物的生长也恰好到达稳定期，此时，底物转化为细胞的产率已达最大。
2. 练习一、选择题1.消毒效果最好的乙醇浓度为：（）A.50%。
B.70%。
C.90%答案：B2.巴氏灭菌的工艺条件是：（）A.62-63℃ 30minB.71-72℃ 30minC.60-70℃ 30min答案：A3.杀死所有微生物的方法称为：（）A.消毒B.灭菌C.防腐答案：B二、填空1.高压蒸汽灭菌法常用的工艺条件是：压力 ____________，温度 _______，时间________。
微生物的生长及影响因素ppt课件
几种抗生素产生菌的生长与发酵的最适pH
抗生素产生菌 灰色链霉菌 红霉素链霉菌 产黄青霉 金霉素链霉菌 龟裂链霉菌
灰黄青霉
生长最适pH 6.3~6.9 6.6~7.0 6.5~7.2 6.1~6.6 6.0~6.6 6.4~7.0
合成抗生素最适pH 6.7~7.3 6.8~7.3 6.2~6.8 5.9~6.3
优点 高效 自控 产品质量较稳定 节约了大量动力、人力、水和蒸汽
缺点 菌种易于退化 易遭杂菌污染 营养物的利用率低
四、影响微生物生长的主要因素
温度 氧气 pH 渗透压 水活度
1、温度
基本原理 温度通过影响蛋白质、核酸等生物大分子的结构与功能 以及细胞膜的流动性及完整性来影响微生物的生长、繁殖和 新陈代谢。 过高的环境温度会导致蛋白质或核酸的变性失活 过低的环境温度会抑制酶活力，降低细胞的新陈代谢活 动。 应用：高温灭菌，低温保藏菌种。
微生物生长的最低aw
细菌 一般：0.90~0.98 嗜盐菌：0.75
酵母菌 一般；0.87~0.91 高渗酵母：0.61~0.65
霉菌 一般：0.80~0.87 耐旱菌：0.65~0.75
若干事物的aw
新鲜水果：0.97~0.99 鲜肉（家畜）：0.97 面包：0.86 蔗糖饱和液：0.76 大米、面粉（含水量14%）：0.65 奶粉：0.2
延长对数生长期，有利于形成大量的微生物细胞 采用连续培养
延长稳定期，有利于代谢产物积累 根据细胞内含物判断菌龄； 根据生长期控制培养条件。
三、连续培养
连续培养：当微生物以单批培养的方式培养到对数期 的后期时，一方面以一定速度连续流进新鲜培养基， 并立即搅拌均匀；另一方面，利用溢流的方式，以同 样的流速不断流出培养物。这样，培养物就达到动态 平衡，其中的微生物可长期保持在指数期的平衡生长 状态和稳定的生长速率上。
影响微生物生长的主要因素
三、pH值与微生物生长的相互 值与微生物生长的相互 环境pH pH值 影响 （一）环境pH值对微生物生长的影响
影响膜表面电荷的性质及膜的通透性， ◆影响膜表面电荷的性质及膜的通透性，进而影响对 物质的吸收能力。 物质的吸收能力。 改变酶活、酶促反应的速率及代谢途径： ◆改变酶活、酶促反应的速率及代谢途径：如：酵母 菌在pH4.5- 产乙醇， pH6.5以上产甘油 以上产甘油、 菌在pH4.5-5产乙醇，在 pH6.5以上产甘油、酸。 pH4.5 环境pH值还影响培养基中营养物质的离子化程度 pH值还影响培养基中营养物质的离子化程度， ◆环境pH值还影响培养基中营养物质的离子化程度， 从而影响营养物质吸收， 毒物质的毒性。 从而影响营养物质吸收，或有毒物质的毒性。
嗜碱微生物：硝化细菌、尿素分解菌、 嗜碱微生物：硝化细菌、尿素分解菌、多数放线菌 耐碱微生物： 耐碱微生物：许多链霉菌 中性微生物：绝大多数细菌， 中性微生物：绝大多数细菌，一部分真菌 嗜酸微生物： 嗜酸微生物：硫杆菌属 耐酸微生物：乳酸杆菌、 耐酸微生物：乳酸杆菌、醋酸杆菌
不同微生物对pH要求 不同微生物对pH要求 pH 不同
举例： 范围时有利于合成柠檬酸， 举例：Aspergillus niger在pH2~2.5范围时有利于合成柠檬酸，当在 在 范围时有利于合成柠檬酸 pH2.5~6.5范围内时以菌体生长为主，而在 范围内时以菌体生长为主， 范围内时以菌体生长为主 而在pH7.0时，则以合成草酸 时 为主。 丙酮丁醇梭菌在pH5.5~7.0范围时，以菌体生长为主，而 范围时， 为主。 丙酮丁醇梭菌在 范围时 以菌体生长为主， 范围内才进行丙酮丁醇发酵。 在pH4.3~5.3范围内才进行丙酮丁醇发酵。 范围内才进行丙酮丁醇发酵
氧浓度对不同微生物生长的影响
微生物的生长与控制—环境条件对微生物生长的影响(食品微生物学课件)
03 高温对于微生物的影响
④高压蒸汽灭菌法（autoclaving）
利用提高压力使水的沸点升高，以提高水蒸气的温度，从而有效地杀 灭微生物。
0.1MPa（121℃），15~30min
适用于牛奶、啤酒、果酒和饮料等液态食品
低温维持（LTH）法 ：63 ℃ ，30min； 高温瞬时（HTST）法：72 ℃ ，15s
03 高温对于微生物的影响
② 煮沸消毒法
采用在100℃下煮沸数分钟的方法，可杀死细菌的营养细胞和部分芽 孢，一般用于饮用水的消毒。
③ 间歇灭菌法（fractional sterilization or tyndallization）
03 高温对于微生物的影响
（1）干热灭菌（dry heat sterilization）
干热灭菌
烘箱内热空气灭菌
140℃，
3h；
160℃，
适用于金2h属；和玻璃器皿；
石蜡油和粉料物质。
火灼烧
接种针、接种环和试管口
03 高温对于微生物的影响
（2）湿热灭菌（moist heat sterilzation） 利用热水或者蒸汽灭菌的方法。在相同温度下，比干热灭菌更有效。 原 ①湿热蒸汽穿透力强；
影响微生物生长的环境因素有很多，主要包括温度、pH、氧气和营 养物质的组成和浓度。
02 影响微生物生长的物理因素
(1)温度 每种微生物都有三个基本温度（cardinal temperature）
生长温度三基点
最低生长温度 最适生长温度 最高生长温度
02 影响微生物生长的物理因素
微生物学 第七章 微生物的生长与控制
右图表示的是一个细胞经 过若干代分裂后的情况。 如图可见，每经过一个代 时，细胞数目就增加一倍， 呈指数增加，因而被称为 指数生长，这就是单细胞 群体生长的特征。 即： X2 = X1•2n
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生长曲线的制作
生长曲线的制作：
接种
适温培养 定时取样测 定生长量
一、测生长量（微生物生长量和生理指标测定法）
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1、直接法 （1）粗放的测体积法 （2）精确的称干重法
将一定量的菌液中的菌体通过离心或过滤分离出来， 然后烘干(干燥温度可采用105℃、100℃或80℃)、称 重。一般干重为湿重的10%～20%，而一个细菌细胞 一般重约10-12～10-13g。
Contents
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1 第一节 测定微生物生长繁殖的方 2 第二节 微生物的生长规律 3 第三节 影响微生物生长的主要因 4 第四节 微生物培养法 1 第五节 有害微生物的控制
第一节 测定微生物生长繁殖的方法
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纯培养(pure culture)——微生物学中把从一个细 胞或一群相同的细胞经过培养繁殖而得到的后代, 称纯培养。
牛奶
37 26
S. lactis
乳糖肉汤 37 48
Azotobacter chroococcum（褐球固氮菌） 葡萄糖
25 344~46
Mycobacterium tuberculosis（结核分枝杆菌）组合
37 792~93
Nitrobacter agilis（活跃硝化杆菌）
组合
27 1200
3．影响指数期微生物代时长短的因素 LOGO
该法适合菌浓较高的样品。
例：大肠杆菌一个细胞一般重约10–12~10–13g，100ml培
微生物的生长及其控制(共98张PPT)
生长温度三基点：任何微生物的生长温度 总有最低生长温度、最适生长温度、最高 生长温度。
温度
最适生长温度：
即某微生物分裂代 时最短或生长速率最高 时的培养温度。不同微 生物的最适生长温度是 不一样的。 应该着重 指出：最适生长温度不 一定是一切代谢活动的 最适温度。
膜洗脱（常用）等。
诱导法
诱导因子：不影响微生物生长，可特异性抑制细胞分裂， 消除该抑制后，细胞同时出现分裂。
此法会扰乱细胞的正常代谢
举例： 1、温度调整法； 2、营养条件调整法；
3、抑制DNA合成法（代谢抑制剂：）
（抑制DNA合成法是利用代谢抑制剂阻碍DNA合成相当一
段时间，然后解除其抑制，可达到同步目的。常用的代
（一）微生物细胞数目的测定
－－适用于单细胞微生物或丝状微生物的孢子
直接计数法－－总菌计数 1、计数板计数法（常用）
2、比例计数法
间接计数法－－活菌计数
1、平板菌落计数法
2、液体稀释法
3、厌氧菌菌落计数
其他计数法
1、比浊法
2、膜过滤法
血球计数板
各 种 型 号 的 全 自 动 血 球 计 数 仪
活菌计数的一般步骤
二、单细胞微生物的典型生长曲线
三、微生物的连续培养
四、微生物的高密度培养
一、微生物的个体生长和同步生长
微生物在适宜的环境条件下，不断地吸收 营养物质，并按照自己的代谢方式进行代 谢活动，如果同化作用大于异化作用，则 细胞质的量不断增加，体积得以加大，于 是表现为生长。简单地说，生长就是有机 体的细胞组分与结构在量方面的增加。
三节影响微生物生长主要因素
微生物的类型（按最适生长pH范围来分）
嗜中性微生物 生长的pH范围是pH5.—8.0，最适生长pH近中
性（pH7.0）。大多数细菌属于嗜中性微生物。 嗜酸性微生物
最适生长pH在5.5以下生长的微生物 嗜碱性微生物
生 长 的 pH 范 围 是 pH7.0—11.5 ， 最 适 生 长 pH 在8.0以上。
三、氧
1 .微生物与O2关系
好氧微生物 兼性好氧微生物 耐氧厌氧微生物
厌氧微生物
微好氧微生物
四、水活度
嗜高渗微生物：只能在高渗溶液中生长的微生物。
耐高渗微生物：能够忍耐高渗环境，并在高渗环境中。生 长离开了高渗环境仍然能够生长的微生物。
嗜盐微生物：需要在含高浓度氯化钠盐溶液中才能生长的 微生物。
三种基本温度
最低生长温度 最高生长温度 最适生长温度
微生物的生长温度类型
最低 最适 最高
嗜冷菌
-4 4 12
中温菌
8 39 48
嗜热菌
42 60 68
超嗜热菌
65 88 97
极端嗜热菌 90 106 114
温度对微生物生长的影响
高温：蛋白质变性 酶失活 核糖体解体 致死时间、致死温度
低温：酶活性下降、新陈代谢缓慢
第三节 影响微生物生长的主要因素
一、温度 二、PH 三、氧 四、水活度
环境因子对微生物的影响可以分为三类 适宜环境：
微生物能正常地进行生命活动 不适宜环境：
微生物的正常生命活动受到抑制 或被迫暂时改变原有的一些特征。 恶劣环境：
微生物死亡或发生遗传变易。
一、温度
温度通过影响膜的液晶结构、酶和蛋白质的合成及 活性、RNA的结构、转录等 影响微生物的生命活动。
影响微生物生长的主要因素
兼性好氧菌（facultative aerobe）
在有氧或无氧条件下均能生长，但有氧情况下生长得 更好，在有氧时靠呼吸产能，无氧时接发酵或无氧呼吸产 能；细胞含有SOD和过氧化氢酶（CAT） 。
耐氧菌（aerotolerant anaerobe）
专性好氧菌: 好氧菌 微 生 物
微好氧菌：
兼性厌氧菌 耐氧厌氧菌：
厌氧菌
(专性)厌氧菌：
专性好氧菌（strict aerobe）
必须在有分子氧的条件下才能生长，有完整的呼吸链， 以分子氧作为最终氢受体，细胞含有超氧化物歧化酶 （SOD）和过氧化氢酶（CAT）。
微 好 氧 菌 （ microaerophilic bacteria）
第三节 影响微生物生长的主要因素
影响微生物生长的外界因素很多，除了前面讲过的 营养因素之外，还有许多物理化学因素。 本节主要内容： 一、温度对微生物生长的影响
二、氧气对微生物生长的影响
三、pH值对微生物生长的影响
一、温度对微生物生长的影 响
具体表现在：
温度是影响微生物生长的最重要因素之一。
影响酶活性，温度变化影响酶促反应速率，最终 影响细胞合成。
（二)微生物的生命活动对环境pH值的影响
★微生物使外界环境的pH值发生改变的原因：
有机物分解：
分Байду номын сангаас糖类、脂肪等，产生酸性物质，使培养液pH↓ ；
分解蛋白质、尿素等，产生碱性物质，使培养液pH↑。 无机盐选择性吸收： 铵盐吸收（(NH4)2SO4 硝酸盐吸收(NaNO3 H2SO4）， pH↓； NaOH)， pH↑。
★培养过程中调节pH值的措施
影响微生物生长的主要原因
影响微生物生长的主要原因生长是微生物与外界环境因素共同作用的结果。
环境条件的改变，在一定限度内，可引起微生物形态、生理、生长、繁殖等特征的改变；或者抵抗、适应环境条件的某些改变；当环境条件的变化超过一定极限，则导致微生物的死亡。
一、温度温度是有机体生长与存活的最重要的因素之一。
一方面随着温度的上升，细胞中的生物化学反应速率和生长速率加快；另一方面，机体的重要组成如蛋白质、核酸等对温度都较敏感，随着温度的升高而可能遭受不可逆的破坏。
每一种微生物都有它最低生长温度、最适生长温度、最高生长温度和致死温度。
其中最适生长温度是指某微生物群体生长繁殖速度最快的温度。
但不一定是最快繁殖速度和最快发酵温度。
表7-1 微生物的生长温度类型对不同生理、代谢过程各有其相应最适温度的研究，有着重要的实践意义。
例如，国外曾报道在产黄青霉165小时的青霉素发酵过程中，运用了有关规律，即根据不同生理代谢过程的温度特点分四段控制其培养温度，即：0小时（30℃）→5小时（25℃）→40小时（20℃）→125小时（25℃）→165小时。
结果，其青霉素产量比自始至终进行30℃恒温培养的对照提高了14.7%。
二、氧气按照微生物与氧的关系，可把它们分成好氧菌和厌氧菌两大类，并可继续细分为五类。
1、专性好氧菌必须在有分子氧的条件下才能生长，有完整的呼吸链，以分子氧作为最终氢受体，细胞含超氧化物歧化酶和过氧化氢酶。
绝大多数真菌和许多细菌都是专性好氧菌。
2、兼性厌氧菌在有氧或无氧条件下均能生长，但在有氧情况下生长得更好；在有氧时靠呼吸产能，无氧时借发酵或无氧呼吸产能；细胞含SOD和过氧化氢酶。
许多酵母菌和许多细菌都是兼性厌氧菌。
3、微好氧菌只能在较低的氧分压（0.01~0.03巴，而正常大气中的氧分压为0.2巴）下才能正常生长的微生物。
也通过呼吸链并以氧为最终氢受体而产能。
如霍乱弧菌、一些氢单胞菌属以及少数拟杆菌等。
4、耐氧菌一类可在分子氧存在下进行厌氧生活的厌氧菌，即它们的生长不需要氧，分子氧对它也无害。
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重 最低生长温度
要 最适生长温度
指 标
最高生长温度
微生物作为整体来言，其温度的三基点是极其宽的， 堪称“生物世界之最”。
15℃
25~37℃
55℃
对某一具体微生物来说，其生长温度的宽和窄与
它们长期进化过程中所处的生存环境温度有关。
宽温微生物
一些生活在土壤中的芽孢杆菌（15～65℃）； 既可在人体大肠中生活，也可在体外环境中生活 的E. coli （10～47.5℃）；
5. 厌氧菌（anaerobes）
一般厌氧菌
严格厌氧菌（专性厌氧菌，
strict or obligate anaerobes）
特点：
① 分子氧对它们有毒，即使短期接触也会抑制甚至致死； ② 在空气或含10％CO2的空气中，它们在固体或半固体培 养基的表面上不能生长，只有在其深层的无氧或低氧化还 原势的环境下才能生为5类
1. 专性好氧菌（obligate or strict strictaerobe）
必须在较高浓度分子氧（～0.2巴）的条件下才能 生长，它们有完整的呼吸链，以分子氧作为最终氢受体，
含有超氧化物歧化酶（superoxide dismutase ，SOD）和 过氧化氢酶（catalase）。
③ 生命活动所需能量是通过发酵、无氧呼吸、循环光 合磷酸化或甲烷发酵等提供； ④ 细胞内缺乏SOD和细胞色素氧化酶，大多数还缺乏 过氧化氢酶。
常见的厌氧菌：
Clostridium（梭菌属）、 Bacteroides（拟杆菌属）、 Fusobacterium（梭杆菌属）、 Bifidobacterium（双歧杆菌属）、 以及各种光合细菌和产甲烷菌（methanogens）等。
一般的乳酸菌多数是耐氧菌，
例如，Streptococcus lactis（乳链球菌）、
S．faecalis（粪链球菌）、
Lactobacillus lactis（乳酸乳杆菌）、 Leuconostoc mesenteroides（肠膜明串珠菌）等； 非乳酸菌类耐氧菌， 例如，Butyribacterium rettgeri（雷氏丁酸杆菌）等。
真核生物的线粒体中
三、pH
pH值表示某水溶液中氢离子浓度的负对数值。 纯水呈中性，其氢离子浓度为10-7mol/L，定其pH值为7。
最低生长pH 最适生长pH 最高生长pH
最适生长pH值偏于碱性范围内的微生物
嗜碱微生物（basophile）
嗜碱性的
例如,硝化细菌、尿素分解菌、根瘤菌和放线菌等
耐碱微生物（basotolerant microorganism）
极端厌氧菌
关于厌氧菌的氧毒害机制
1971年在McCord和Fridovich提出关于专性厌氧
生活的超氧化物歧化酶（SOD）学说。
经过广泛调查不同微生物中SOD和过氧化氢酶的 分布状况后得出：
菌类型 好氧菌
超氧化物歧化酶 过氧化氢酶 细胞色素系统 （SOD）
有活力
有活力
有
耐氧性厌氧菌
有活力
无活力
是以在有氧条件下的生长为主也可兼在厌氧
条件下生长的微生物，有时也称“兼性好氧菌 ” （facultative aerobes）。它们能在有氧时靠呼
吸产能；无氧时借发酵或无氧呼吸产能，细胞含 SOD和过氧化氢酶。
许多酵母菌和不少细菌都是兼性厌氧菌。
例如，Saccharomy cescerevisiae（酿酒酵母）、 Bacillus licheniformis（地衣芽孢杆菌）、
治标
调 节
根据表面现象而进行直接、快速但不能
措
持久的调节。
施
治本
根据内在机制所采用的间接、缓效但能 发挥较持久作用的调节。
下节课再见了……
窄温微生物
专性寄生在人体泌尿生殖道中的 Neisseriagonorrhoeae（淋病奈瑟氏球菌） （36～40℃）；
最适生长温度（optimum growth temperature） 简称最适温度，是指某菌分裂代时最短或生长速率最
高时的培养温度。
强调指出
对同一微生物来说，最适温度并非一切生理过程的
最适温度——一般规律
最适温度≠生长得率最高时的培养温度， ≠发酵速率或累积代谢产物最高时的培养温度， ≠累积某一代谢产物量最高时的培养温度。
菌名
生长温度 发酵温度 累积产物温度／
／℃
／℃
℃
Serratia marcescens （粘质赛氏杆菌）
37
Aspergillus niger
（黑曲霉）
37
合成灵杆菌素 20～25
胞内酶
最适pH一般接近中性
周质空间中的酶 胞外酶
最适pH接近环境的pH
pH对细胞 的影响
直接影响 间接影响
pH影响培养基中营养物质的离子化程度
影响
微生物对营养物质的吸收、 环境中有害物质对微生物的毒性、
代谢反应中各种酶的活性等
微生物的生命活动过程中也会能动地改变外界
环境的pH，——培养基的原始pH在培养微生物过程中 会时时发生改变。
可能发生的反应有以下几种
在一般培养过程中往往以变酸占优势，因此，随
着培养时间的延长，一般培养基会变得较酸。
pH变化与培养基的组分尤其是碳氮比有极大的关系，
碳氮比高的培养基经培养后pH值常会明显下降
例如培养各种真菌的培养基
碳氮比低的培养基经培养后pH值则常会明显上升
例如培养一般细菌的培养基
在微生物培养过程中，一项重要措施 ——如何及时调节合适的pH。
肠杆菌科的各种细菌包括E．coli、
Enterobacteraerogenes（产气肠杆菌，旧称产气 气杆菌或产气杆菌）、
Proteusvulgaris（普通变形杆菌）等。
3. 微好氧菌（microaerophilic bacteria）
只能在较低的氧分压（0.01～0.03巴，正常大气中 的氧分压为0.2巴）下才能正常生长的微生物。也是通过 呼吸链并以氧为最终氢受体而产能。
如若干链霉菌等 能耐较碱的条件
最适生长pH值偏于酸性范围内的微生物
嗜酸微生物（acidophile）
嗜酸性的
如Thiobacillus（硫杆菌属）等 能耐较酸的条件
耐酸微生物（acidotolerant microorganism）
如乳酸杆菌、醋酸杆菌、许多肠杆菌和假单胞菌等
一般地说，多数真菌是嗜酸的（pH5）， 而多数放线菌则是嗜碱的（pH8）。
不同种类微生物
同一种微生物在不同的生长阶段 和不同的生理、生化过程
不同的最适生长pH值
对发酵生产中pH的控制最为重要。 许多抗生素的生产菌也有同样的情况。
微 外环境 生 物 细 胞 内环境
pH变化很大 pH相当稳定，一般都接近中性
可免除了DNA、ATP、菌绿素和叶绿素等重要成分被酸破坏， 或RNA、磷脂类等被碱破坏的可能性。
微生物学
浙江工业大学生物技术系
裘娟萍 钟卫鸿 邱乐泉 汪琨
第三节 影响微生物生长 的主要因素
碳源、氮源、能源、 生长因子、无机盐、水
微生物的六大类营养要素
物理因素：温度、pH和氧气（最主要）
一、温度
温度是影响微生物细胞生长和存活的最重要
的因素之一。
生长温度三基点
3个
(three cardinal point)
绝大多数真菌和许多细菌、放线菌都是专性好氧菌，
例如，Acetobacter（醋杆菌属）、 Azotobacter（固氮菌属）、 Pseudomonas aeruginosa（铜绿假单胞菌，又称
绿脓杆菌）、 Coeynebacterium diphtheriae（白喉棒杆菌）等。
2. 兼性厌氧菌（facultative anaerobes）
无
严格厌氧菌
无活力
无活力
无
SOD的功能：
保护好氧菌免受超氧化物阴离子自由基的毒害，
从而提出了缺乏SOD的微生物必然只能进行专性厌氧 生活的学说。
按SOD分子中所含金属辅基的不同，可把它分为3类：
类型 SOD分子中所含 金属辅基
存在的范围
①
Cu、Zn
几乎所有的真核生物的细胞质中
②
Fe
原核生物
③
Mn
例如，Vibrio cholerae（霍乱弧菌）、 Hydrogenomonas（氢单胞菌属）、 Zymomonas（发酵单胞菌属） 和Campylobacter（弯曲菌属）等。
4. 耐氧菌（aerotolerant anaerobes）
即耐氧性厌氧菌的简称。
是一类可在分子氧存在下进行发酵性厌氧生活的 厌氧菌。它们的生长不需要任何氧，但分子氧对它也 无毒害。它们不具有呼吸链，仅依靠专性发酵和底物 水平磷酸化而获得能量。耐氧机制是细胞内存在SOD 和过氧化物酶，但缺乏过氧化氢酶。
产糖化酶 32～34
Streptococcus
thermophilus
37
47
37
（嗜热链球菌）
Streptococcus lactis （乳酸链球菌）
34
产细胞：25～30
40
产乳酸：30
这一规律对指导发酵生产有着重要的意义。
例如，在Penicillium chrysogenum（产黄青霉）总共
165小时的青霉素发酵过程中，根据不同生理代谢 过程的温度特点分四段控制其培养温度。
0小时－30→℃ 5小时－25→℃40小时－20→℃125小时－25→℃165小时
结果，青霉素产量提高了14.7％。
二、氧气
氧对微生物的生命活动有着极其重要的影响。
微
生 物 与 氧 的 关
好氧微生物（好氧菌，aerobes） 厌氧微生物（厌氧菌，anaerobes）