微生物与外界环境

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8 第五章 第3节 环境因素对微生物生长的影响

8 第五章 第3节 环境因素对微生物生长的影响
第三节
环境因素 对微生物生长的影响
1
外界环境对微生物作用的三种情况



外界环境条件适宜时,微生物生长旺盛,代谢 作用加速 外界环境条件不太适宜,微生物生长缓慢,代 谢作用受到一定程度的抑制 外界环境不适宜的情况达到微生物难以忍受的 程度,微生物生命活动受到严重影响,可能发 生变异或死亡
2
灭菌、消毒、防腐与无菌
35
X射线 αβγ射线 宇宙射线
100~150 低于100 很短
辐射单位

拉德(rad)吸收电离能量的量度,1rad相当于 每克物料吸收1×10-5J的能量
格雷(戈,Gy)相当于102rad D值:活菌数减少一个对数周期所需的射线剂 量(×104Gy)

36
(一)紫外线



太阳光的杀菌作用 原理:核酸吸收紫外线变性 200~280nm 穿透力弱,用途:空气消毒 器材物体表面消毒 富含脂肪和蛋白质食品 注意防护

最低pH,最高pH 最适pH:微生物最适宜生长繁殖的pH值
菌类 最适pH值范围
细菌 放线菌
酵母 霉菌
7.0~7.6 7.5~8.5
3.8~6.0 4.0~5.8
一般细菌和病毒对氢离子比霉菌和酵母对氢 离子敏感
48
酸性食品与非酸性食品
分类 酸性食品 pH <4.5 易滋长微生物 酵母、霉菌
非酸性食品
21

巴氏消毒法:<100 ℃ 61~65 ℃、30min,72~75 ℃、10~15min 71~75 ℃,15~16s 80~95 ℃,瞬时 适用对象:高温会导致品质下降的食品 牛奶、啤酒、果汁、蜂蜜等
22

高压蒸汽灭菌法 原理:密闭容器中使水受热产生蒸汽,蒸汽压 力越大,蒸汽的温度越高。 121℃, 15~20min,可杀灭绝大多数微生物, 包括有芽孢的细菌。 适用对象:无菌水及耐高热的食品和物品

微生物的生长与环境条件

微生物的生长与环境条件

同步培养物常被用来研究在单个细胞上难以研究的生理与遗传 特性,它是一种理想的材料。
环境条件诱导
温度 培养基成份控制 其它(如光照和黑暗交替培养)
机械方法
离心方法 过滤分离法 (硝酸纤维素滤膜洗脱法)
10% 蔗糖 ↓ 30% 梯度
不同步 群体细菌 离心后
细胞分层
分部收集 各层细胞
利用各部细胞接种
密度梯度离心法获得同步 细胞的基本步骤
15
20~30 20~45 55~65 80~90
20
35 >45 80 >100
高温与低温对微生物的影响
高温
高温使蛋白质、核酸等重要生物大分子发生不可逆变性、 破坏,以及破坏细胞膜上的类脂成分,膜受热出现小孔, 破坏细胞结构导致微生物死亡。
热力灭菌法
1、干热灭菌法:焚烧、烧灼、干烤 2、湿热灭菌法:煮沸、巴氏消毒法、
在生产实践中缩短迟缓期的常用手段: (1)利用对数生长期的细胞作为种子;
(2)尽量使接种前后所使用的培养基组成不要相差太大;
(3)适当扩大接种量 (4)通过遗传学方法改变种的遗传特性使迟缓期缩短;
对数生长期(Log phase):
又称指数生长期(Exponential phase)以最大的速率生长和 分裂,细菌数量呈对数增加,细菌内各成分按比例有规 律地增加,表现为平衡生长。
一般来说处于迟缓期的细菌细胞体积最大, 细胞内RNA尤其是 rRNA含量增高,合成代谢活跃,核糖体、酶类和ATP的合成加 快,易产生诱导酶。 对外界不良条件反应敏感。
迟缓期出现的原因: 微生物接种到一个新的环境,暂时缺乏分解和催化有关底物的酶, 或是缺乏充足的中间代谢产物等。为产生诱导酶或合成中间代谢 产物,就需要一段适应期。

影响微生物生长与死亡的因素

影响微生物生长与死亡的因素

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,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。

为了抑制和消除微生物的有害作用,人们常采用多种物理、化学或生物学方法,来抑制或杀死微生物。

常用以下术语来表示对微生物的杀灭程度。

灭菌:用物理或化学方法杀灭物体上所有的微生物(包括病原微生物和非病原微生物及细菌芽胞、霉菌孢子等),称为灭菌。

消毒:用物理或化学方法仅能杀灭物体上的病原微生物,而对非病原微生物及芽胞和孢子不一定完全杀死,称为消毒。

用来消毒的药物称为消毒剂。

防腐:防止或抑制微生物生长和繁殖的方法称为防腐或抑菌。

用于防腐的化学药品称为防腐剂。

某些化学药物在低浓度时为防腐剂,在高浓度时则成为消毒剂。

无菌:指没有活的微生物存在。

采取防止或杜绝一切微生物进入动物机体或物体的方法,称为无菌法。

以无菌法操作时称为无菌操作。

在进行外科手术或微生物学实验时,要求严格的无菌操作,防止微生物的污染。

不同的微生物对各种理化因子的敏感性不同,同一因素不同剂量对微生物的效应也不同,或者起灭菌作用,或者可能只起消毒或防腐作用。

在了解和应用任何一种理化因素对微生物的抑制或致死作用时,还应考虑多种因素的综合效应。

例如在增高温度的同时加入另一种化学药剂,则可加速对微生物的破坏作用。

大肠杆菌在有酚存在的情况下,温度从30℃增至42℃时明显加快死亡;微生物的生理状态也影响理化因子的作用。

营养细胞一般较孢子抗逆性差,幼龄的、代谢活跃的细胞较之老龄的、休眠的细胞易被破坏;微生物生长的培养基以及它们所处的环境对微生物遭受破坏的效应也有明显的影响。

如在酸或碱中,热对微生物的破坏作用加大,培养基的粘度也影响抗菌因子的穿透能力;有机质的存在也干扰抗微生物化学因子的效应,或者由于有机物与化学药剂结合而使之失效,或者有机质覆盖于细胞表面,阻碍了化学药剂的渗入。

第四章 微生物与外界环境

第四章  微生物与外界环境

第四章微生物与外界环境一、名词解释:正常菌群菌群失调症消毒灭菌防腐无菌无菌操作 SPF动物二、填空:1. 常用的湿热消毒灭菌法有、、和。

干热灭菌法有和。

2.普通营养培养基可用法灭菌,压力为、温度为、时间维持。

3. 干烤灭菌时一般加热至℃维持小时,适用于等耐热、不挥发物品的灭菌。

4.消毒剂中酒精常用的浓度为,来苏儿(洗手)常用浓度为。

5. 常见的微生物变异现象有、、、。

三、判断题:1. 使用酒精消毒时,浓度越高,消毒效果越好。

()2. 可用10%甲醛溶液、5%热烧碱溶液、20%漂白粉悬液消毒被细菌芽胞污染的地面。

()3. 紫外线的杀菌效力强,但穿透能力弱。

()4. 冻干法是保存疫苗和菌种的好方法。

()四、选择题:1. 关于高压蒸汽灭菌法不正确的是()A.灭菌效果最可靠,应用最广B.适用于耐高温和潮湿的物品C.可杀灭包括细菌芽胞在内的所有微生物D.通常压力为2.05MPa2. 对普通培养基的灭菌,宜采用()A.煮沸法B. 巴氏消毒法C.高压蒸汽灭菌法D.间歇灭菌法3. 关于乙醇的叙述,不正确的是()A.浓度在70~75%时消毒效果好B.经常用于皮肤消毒C.用于体温计浸泡消毒D.用于粘膜及创伤的消毒4. 欲对血清培养基进行灭菌,宜选用()A.间歇灭菌法B.高压蒸汽灭菌法C. 煮沸法D. 巴氏消毒法5. 关于紫外线,下述哪项不正确()A.能干扰DNA.合成B.常用于空气,物品表面消毒C.对眼和皮肤有刺激作用D.穿透力强6. 血清,抗毒素等可用下列哪种方法除菌()A.加热56℃30minB.紫外线照射C.滤菌器过滤D.高压蒸汽灭菌E.巴氏消毒法7. 判断消毒灭菌是否彻底的主要依据是()A.繁殖体被完全消灭B.芽胞被完全消灭C.鞭毛蛋白变性D.菌体DNA.变性8. 实验室常用干烤法灭菌的器材是()A.玻璃器皿B.培养基C. 手术刀、剪D.橡皮手套9. 关于煮沸消毒法,下列哪项是错误的()A.煮沸100℃5分钟可杀死所有细菌B.水中加入碳酸氢钠,可提高消毒效果C.可用于一般外科手术器械、注射器、针头的消毒D.不足以杀死所有细菌10.杀灭物体的病原微生物的方法称为()A.灭菌B.防腐C.无菌操作D.消毒五、问答题:1. 简述肠道正常菌群对机体的有益作用。

第七章微生物的生长与环境条件ppt课件

第七章微生物的生长与环境条件ppt课件

根据公式:G = (t2 - t1 )/3.3 ·lg (x2 /x1)
t2 - t1 = (4 - 0)× 60 min = 240 min
x2 = 108
x1 = 104
lg(x2 /x1 ) = lg108 ~ lg104 = 8 - 4 = 4
代入上式 G = 240/3.3 × 4 = 240/13.2 = 18 min
二、孢子生长
无性孢子繁殖 孢子的生长包括: 孢子肿胀(外源肿胀,不需营养;内源肿胀,需要营养); 萌发管形成; 菌丝生长。
有性孢子繁殖 第一阶段是质配(plasmogamy) 第二阶段为核配(karyogamy) 第三阶段是减数分裂(meiosis)
第三节 环境条件对微生物生长的影响
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。 研究环境条件与微生物之间的相互关系意义重大。本节将较 多地涉及各种物理、化学因素对微生物生长的抑制与致死的 影响。
用最高稳定期的培养物接种
抑制DNA合成法
利用代谢抑制剂阻碍DNA合成相当一段时间,然后再解除 其抑制,也可达到同步化的目的。试验证明:氨甲蝶呤、 5-氟脱氧尿苷、羟基尿素、胸腺苷、脱氧腺苷和脱氧鸟 苷等,对细胞DNA合成的同步化均有作用。
总之,机械法对细胞正常生理代谢影响很少;而诱导同步分裂 虽然方法多,应用较广,但对正常代谢有时有影响,而且对其 诱导同步化的生化基础了解很少,化学诱导同步化的本质还是 一个尚待研究的问题。
在对数生长期内,细菌数目的增加是按指数级数增加的,即 20 →2 1 →22 →23 ……2n 这里的指数 n 为细菌分裂的次数或者增殖的代数,也就是一 个细菌繁殖n代产生2n 个细菌。 如果在对数期开始时间 t1的菌数为 x1 ,繁殖 n 代后到对数 期后期t2的菌数为 x2,则代时(Generation time,G)(即 每增加一代所需要的时间)应为:

微生物生态与环境保护

微生物生态与环境保护

微生物生态与环境保护微生物是指尺寸较小,只能在显微镜下观察到的生物体,包括细菌、真菌、病毒等。

微生物广泛存在于地球上的各个生态系统中,在环境保护中起着重要的作用。

本文将从微生物在土壤、水体和空气中的作用来讨论微生物生态与环境保护的关系。

一、土壤中的微生物生态土壤中的微生物生态多样且复杂,对于土壤的形成、养分循环和生态系统的稳定性起着至关重要的作用。

首先,微生物通过分解有机物质将死亡植物和动物的残骸转化为养分,促进有机物的降解和土壤的肥沃度。

其次,微生物在土壤中形成了复杂的微生物群落,通过抑制植物病原菌和区分有益微生物与有害微生物,提高植物的抗病性和抗逆性。

此外,微生物还可以固定大气中的氮气,将其转化为植物可吸收的氮源,促进植物的生长发育。

因此,保护土壤微生物的多样性和功能对于维护土壤生态系统的健康至关重要。

二、水体中的微生物生态水体是微生物生态研究的重要领域之一。

微生物在水体中扮演着多种角色,其中最重要的是其参与水体的生物降解过程。

水体中的微生物通过分解有机废物,降解化学物质,从而提高水体的水质。

此外,微生物还参与氮、磷等重要养分的循环过程,在水体中起到了重要的调节作用。

同时,微生物还可以充当水生动物的食物来源,维持水生生态系统的稳定性。

因此,在水体保护中,需要保护水体中微生物的多样性,以维持水体生态的健康和平衡。

三、空气中的微生物生态空气中的微生物主要为细菌和真菌。

虽然微生物在空气中的浓度较低,但其分布广泛,对空气质量和环境保护仍然具有重要影响。

微生物在大气中参与有机物的分解和转化,是大气中的重要生物源。

同时,微生物还可以促进云和雾的形成,对气候的变化和降水过程有着重要的影响。

此外,空气中的微生物还可能引起传染病的传播,对公共卫生产生一定的影响。

因此,需加强对空气中微生物生态的研究与监测,保护空气质量和人体健康。

综上所述,微生物生态与环境保护密不可分。

土壤中的微生物参与土壤形成和养分循环;水体中的微生物参与水体净化和养分循环;空气中的微生物参与大气化学和气候变化。

环境条件对微生物生长繁殖的影响

环境条件对微生物生长繁殖的影响
厌氧菌(anaerobe)
分子氧对它有毒害,短期接触空气,也会抑制其生长甚至致死;在空气或含有10%CO2的空气中,在固体培养基表面上不能生长,只有在其深层的无氧或低氧化还原电势的环境下才能生长;生命活动所需能量通过发酵、无氧呼吸、循环光合磷酸化或甲烷发酵提供;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。
★微生物在生长过程中也会使外界环境的pH值发生改变,原因: 由于有机物分解: 分解糖类、脂肪等,产生酸性物质,使培养液pH值下降; 分解蛋白质、尿素等,产生碱性物质,使培养液pH值上升 由于无机盐选择性吸收: 铵盐吸收((NH4)2SO4 H2SO4), pH↓ 硝酸盐吸收(NaNO3 NaOH), pH↑
6.3 pH值与微生物生长的相互影响
6.3.2 不同微生物对pH要求不同
微生物的生长pH值范围极广,从pH<2~>8都有微生物能生长。但是绝大多数种类都生活在pH5.0~9.0之间。 微生物生长的pH值三基点: 各种微生物都有其生长的最低、最适和最高pH值。低于最低、或超过最高生长pH值时,微生物生长受抑制或导致死亡。 不同的微生物最适生长的pH值不同,根据微生物生长的最适pH值,将微生物分为: 嗜碱微生物:硝化细菌、尿素分解菌、多数放线菌 耐碱微生物:许多链霉菌 中性微生物:绝大多数细菌,一部分真菌 嗜酸微生物:硫杆菌属 耐酸微生物:乳酸杆菌、醋酸杆菌
★培养过程中调节pH值的措施 过酸时:加入碱或适量氮源,提高通气量。 过碱时:加入酸或适量碳源,降低通气量。
NO3+被吸收
★配制培养基时调整pH值的措施:
酸类物质:
有机酸:与不电离的部分成正比,故有时有机酸的抑菌效果>无机酸。作为食品防腐剂的有机酸如苯甲酸和水杨酸可与微生物细胞中的成分发生氧化作用,从而抑制微生物的生长。

第三章外界环境因素对微生物的影响

第三章外界环境因素对微生物的影响

冷冻保存 冻存微生物种时,必须迅速降低温 度,起用时也迅速融化。应尽力避免反复冷冻 与融化。 为减少细菌在冷冻时的死亡,可于菌液内 加入10%左右的甘油、蔗糖或牛奶作为保护剂。 冷冻真空干燥(冻干)法 是保存菌毒种、疫
苗、补体、血清等的良好方法,可保存微生物
及生物制剂数月至数年不失活。
2. 高温
(2)湿热灭菌法
有煮沸灭菌、巴氏消毒、流通蒸汽灭菌、高压
蒸汽灭菌几种。
煮沸灭菌 煮沸10-20min可杀死所有细菌
繁殖体,芽抱常需煮沸1-2h才被杀死。手术器
械、注射器、针头及食具等可用此法。
巴氏消毒法
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
德国巴斯德1863年发明,以较低温度杀灭液
态食品中病原菌或特定微生物,尽量保持其营 养成分和风味的消毒方法。主要用于葡萄酒、 啤酒、果酒及牛乳等食品的消毒。
2.阳光 直射日光有强烈杀菌作用,是天然杀菌因 素,紫外线是日光杀菌作用的主要因素。许多微 生物在直射日光下,半小时到数小时即可死亡。 芽抱的抵抗力强,经20h才死亡。 阳光暴晒消毒 在实践中,日光对被污染的土壤、 牧场、畜舍垫料及用具等的消毒均具有重要意义。
⑴光感作用(Photosensitization) 将某些荧光染料如美蓝、伊红、汞溴红、沙 黄等加入培养基中,能增强可见光线的杀菌作用, 这种现象称为光感作用。 ⑵光复活作用(Photoreactivation) 细菌受致死量的紫外线照射后,3h以内若 再用可见光照射,则部分细菌又能恢复其活力, 这种现象称为光复活作用;波长为510nm的可见 光对细菌的光复活作用最有效。
高温对微生物具有致死作用,常用于消毒和灭菌。
高温对使菌体蛋白质变性或凝固,酶失去活性,
导致细菌死亡。

第一节 微生物的分布

第一节 微生物的分布

第四章微生物与外界环境微生物种类繁多,代谢类型多样,繁殖迅速,适应环境能力强,无论是土壤、水、空气、饲料、动物的体表和某些与外界相通的腔道,甚至在一些极端环境中都有微生物存在,因此微生物与外界环境的关系极为密切。

一方面,微生物通过新陈代谢活动对外界环境产生影响;另一方面,外界环境中的多种因素,也影响着微生物的生命活动。

了解微生物与外界环境之间的相互关系,有利于我们利用有益的微生物,控制和消灭有害的微生物,服务于畜牧业生产。

第一节微生物在自然界的分布一、土壤中的微生物土壤是微生物的天然培养基。

因为土壤具备微生物生长繁殖所需的营养、水分、气体、酸碱度、渗透压和温度等条件,并能防止日光直射的杀伤作用。

所以,土壤是多种微生物生活的良好环境。

土壤中微生物的种类很多,有细菌、放线菌、真菌、螺旋体、噬菌体等。

其中主要是细菌,占土壤微生物总数的70%~90%。

微生物在土壤中的分布也有特点,表层土壤由于受日光的照射、雨水的冲刷和干燥的影响,微生物数量较少;在离地面10~20cm深的土层中微生物的数量最多,每克肥沃的土壤中微生物数以亿计;愈往深处则微生物愈少,在数米深的土层处几乎可达无菌。

土壤中微生物大多比较稳定而且是有益的,如自生固氮菌、根瘤菌,可制备各种细菌肥料,促进饲料作物增产。

但还是有一些随着动、植物尸体及人、畜排泄物、分泌物、污水、垃圾等废弃物一起进入土壤的病原微生物。

虽然土壤不是大多数病原微生物生长繁殖的适宜环境,但少数抵抗力强的芽孢菌,如炭疽杆菌、破伤风梭菌、腐败梭菌、魏氏梭菌等的芽孢能在土壤中生存数年甚至数十年以上,有机会感染人和家畜时,导致相应传染病的发生。

而且还有一些抵抗力较强的非芽孢病原菌也能生存较长的时间(表4-1)。

上述病原菌常以土壤为媒介进行疫病的传播。

表4-1 几种非芽孢病原菌在土壤中的存活时间病原菌名称存活时间结核分支杆菌5~24个月伤寒沙门氏菌3个月化脓链球菌2个月布氏杆菌100d猪丹毒丝菌埋在土壤的尸体内166d 土壤中微生物的分离和计算一般是根据该微生物对营养、pH、氧气等的要求不同,而供给它们适宜的生活条件,或加入某种抑制剂造成只利于该菌生长,不利于其他菌生长的环境,从而淘汰不需要的菌,然后用稀释平板法对所分离的微生物进行计数。

第三章 细菌与外界环境

第三章 细菌与外界环境
一个健康人体内有 1013个细胞,但栖息的 细菌则达1014个
2 分布:人体表面 、口腔、鼻烟腔、外耳 道、眼结膜、胃肠道、 尿道、阴道都有正常菌 群。但种类可以不同,
人体各部位正常细菌数量
1.人体常见正常菌群
眼结膜
白色葡萄球菌、干燥杆菌
人 体 内 正 常 菌 群 的 分 布
阴道
大肠杆菌、乳杆菌 白念珠菌、类白喉杆菌
2. 环境感染或医源性感染
在诊断、治疗或预防中由于器械、材料或场所消毒 不严或制剂不纯而造成的感染。
3.自身感染
病原体来自于病人体内的感染 抗生素、免疫抑制剂、激素→抵抗力↓ 诊断和治疗→提供致病机会
4.菌群失调症
医院感染的特殊性
医院内病原体种类多,来源广泛 医院内流行菌株多为耐药,多重耐药菌株,
(二)化学消毒灭菌法
化学消毒剂 防腐剂
二、物理因素对细菌的不利影 响
温度 低温,高温 日光与紫外线 电离辐射 过滤除菌
(一)热力消毒灭菌法
概念:主要利用热力破坏微生物的蛋白质、 核酸、细胞壁和细胞膜,从而导致其死亡。 是效果可靠、使用最广泛的方法。
作用机制:破坏微生物的蛋白质、核酸、细 胞壁和细胞膜,从而导致其死亡。
尿道
白色葡萄球菌、类白喉杆菌、 非致病性分枝杆菌
肠道
大肠杆菌、产气杆菌、变形杆菌 绿脓杆菌、葡萄球菌、厌氧性细 菌 真菌、乳杆菌,双歧杆菌等
2.口腔常见微生物
有利于细菌的生长繁殖,菌群种类数量较多,厌氧 菌是需氧菌的10倍。
常见的细菌:草绿色链球菌和厌氧链球菌、其次是 表皮葡萄球菌、奈瑟球菌、乳酸杆菌等,还有螺旋 体、放线菌、白色念珠菌等。
(1)正常人体的体表以及与外界相通的 腔道中存在着不同种类和数量的细菌,这 些细菌通常对人体无害,称为正常菌群或 正常群丛。

外界环境对微生物的影响

外界环境对微生物的影响

外界环境对微生物的影响1.物理因素。

(1)温度:低温可使微生物的新陈代谢降低或相对静止,但多数微生物在低温环境中并不死亡,因此,在实际工作中常用低温保存菌种、培养基和食品等。

高温可杀死微生物,因此,高温被作为常用的消毒灭菌法。

高温消毒灭菌法有干热法和湿热法。

干热法包括焚烧、烧灼、干烤法。

湿热法包括煮沸法、流通蒸汽法、间歇灭菌法、高压蒸汽灭菌法和巴氏消毒法。

在同一温度和时间,湿热灭菌效果优于干热灭菌。

原因是湿热使菌体蛋白更易于凝固变性,穿透力也强,并且湿热蒸汽接触被灭菌物体时,由气态变为液态,同时放出潜热而提高物品的温度达到灭菌作用。

(2)日光与紫外线:日光有较好的杀菌效果,被褥、衣服等物品在日光下暴晒数小时,大部分细菌可被杀死。

日光的杀菌作用来自紫外线。

紫外线的杀菌波长为265~266nm,最易被细菌DNA吸收,从而干扰细菌DNA复制导致细菌的变异或死亡。

紫外线的穿透力差,故只能用于物体表面和空气消毒。

(3)电离辐射:足够剂量的高速电子X射线、y射线能破坏细菌的DNA,对细菌有致死作用。

照射时被照物品不升温,常用于导管、注射器等塑料制品和食物的消毒。

(4)过滤除菌:是一种机械除菌的方法,常用玻璃滤器和薄膜滤器等。

用于不耐热的血清抗毒素、抗生素、药液的除菌,亦可以用于实验室、手术室、无菌间、超净台的空气除菌。

2.化学因素。

(1)消毒剂:是指具有杀菌作用的化学药品。

消毒剂在低浓度时有防腐作用,在高浓度时有杀菌作用。

消毒剂对细菌和人体都有毒性作用,只能外用,不能口服。

消毒剂能影响细菌的化学成分、结构和生理活动。

如红汞、甲紫(龙胆紫)、乙醇、甲醛等,可使菌体蛋白变性或凝固;高锰酸钾、过氧化氢等改变菌体的酶蛋白,导致细菌代谢障碍而死亡;新洁尔灭、来苏儿、石碳酸等可改变细菌胞壁和胞膜的通透性,使胞浆外漏,细菌死亡;氯和碘酒能与菌体蛋白中的氨基结合,使细菌代谢障碍而死亡。

(2)防腐剂:生物制剂中常加入防腐剂抑制污染菌的生长。

微生物的生存条件

微生物的生存条件

生长是微生物与外界环境因子共同作用的结果。

一方面,微生物需要从环境中摄人生长和生存所必需的营养物质,只能在一定的环境条件(温度、湿度及pH)下才能够生存。

而环境条件的变化会引起微生物的形态、生理、生长和繁殖牲发生变化;另一方面,微生物也向环境中排泄出各种代谢产物,抵抗和适应环境变化,甚至影响和改变环境。

(1)温度温度主要通过影响微生物膜的流动性和生物大分子的活性而影响微牛物的生命活动。

具体表现在两个方面:一方面,随着温度升高.微生物细胞中的蛋白质和酶活性增强,生物化学反应加快,生长速率提高;另一方面,随温度上升,微生物细胞中对温度较敏感的组成成分(如蛋白质、核酸等)会受到不可逆的破坏。

在最低温度和最适温度之间,微生物的生长速率随温度的升高而增加。

最低温度是微生物生长的下限,低于该温度微生物将停止生长。

反复冻融会使细胞内的水分变成冰晶,造成细胞明显脱水,此外冰晶往往还造成细胞尤其细胞膜的物理损伤,从而导致细胞死亡。

若采取快速冷冻,同时在细胞悬液中加入保护剂(如甘油、血清、葡萄糖等),则可减少冰冻对细胞的有害效应。

实验室中常利用冰晶体损伤微生物细胞的特性进行细胞的破碎。

细菌等微生物细胞经历三次以上的反复冻融过程可达到较好的破壁效果。

微生物可以在低温下较长期地保存其生活能力,因此常用低温保藏微生物。

最适温度是使微生物生长繁殖最快的温度,代时也最短。

但它不一定就是微生物一切代谢活动最好的温度。

例如乳酸链球菌虽然在34℃下生长最快,但获得细胞总量最高的温度是25~30℃,发酵速度最快的温度则为40℃,而乳酸产量最高的温度是30℃。

研究不同微生物在生长或积累代谢产物阶段时的不同最适温度,对提高发酵生产的效率具有十分重要的意义。

(2)氧气不同微生物要求不同的通气条件。

根据微生物与氧气的关系,可以将微生物斗为五种不同的类型:专性好氧菌、专性厌氧菌、兼性厌氧菌、微好氧菌和耐氧菌。

℃专性好氧菌包括绝大多数真菌和多数细菌、放线菌、蓝细菌,它们以氧为呼吸链的最终电子受体,最后与氢离子结合成水。

微生物与环境间的关系

微生物与环境间的关系

光合作用
蓝绿藻和紫色光合菌等微生物能 够利用阳光将二氧化碳和水转化 为葡萄糖和氧气。
促进养分循环
氮循环
固氮微生物能够将空气中的氮气转化为可被 植物吸收的氨态氮,促进氮元素的循环利用 。
磷循环
微生物可以将土壤中的难溶性磷转化为植物可吸收 的磷酸盐,促进磷元素的循环利用。
硫循环
微生物参与硫元素的循环,将硫酸盐还原为 硫化物,同时将硫化物氧化为硫酸盐。
微生物气溶胶
通过特定的微生物代谢过程产生具有杀菌和净化 空气作用的生物气溶胶,可以有效改善室内空气 质量。
05
微生物与环境变化的相互作用
全球气候变化对微生物的影响
温度变化
全球气候变暖导致部分地区温度升高,影响微生物的生长、繁殖 和代谢。
湿度变化
气候变化引起的降水模式改变和蒸发量变化,影响微生物的水分 需求和生存环境。
02
微生物对环境的影响
土壤微生物
土壤微生物通过分解有机物质,释放养分,促进 植物生长。
土壤微生物有助于维持土壤结构,防止土壤侵蚀 。
土壤微生物在土壤碳循环中起到关键作用,影响 全球气候变化。
水体微生物
水体微生物可以净化水质,通 过分解有机物减少水体污染。
水体微生物影响水生生态平 衡,是水生生物食物链的重
促进物质循环
02
微生物的分解作用使得有机物得以循环利用,维持生态系统的
物质平衡。
净化环境
03
微生物的分解作用能够减少有机物的积累,降低环境污染,净
化环境。
转化能源
化能自养微生物
一些微生物可以通过氧化无机物 获得能量,如硝化细菌通过氧化 氨和亚硝酸盐获取能量。
厌氧呼吸
在缺氧条件下,一些微生物进行 厌氧呼吸,将有机物转化为甲烷 和二氧化碳等气体。

第二节 外界因素对微生物的影响

第二节 外界因素对微生物的影响

第四章微生物与外界环境第二节外界环境因素对微生物的影响外界环境因素与微生物的关系是十分密切的。

在适宜的环境条件下微生物能正常的生长发育,当环境条件不适宜或发生显著变化时,可以抑制微生物的生长,甚至导致微生物死亡。

在畜牧业科研和生产中我们经常利用不同的环境因素来处理微生物。

在具体介绍本节内容之前,首先介绍几个重要概念:消毒(disinfection):应用理化方法杀灭物体中的病原微生物的过程称消毒。

用于消毒的化学药品称为消毒剂。

消毒只要求达到无传染性的目的,而对非病原微生物及其芽孢、孢子并不严格要求全部杀死。

灭菌(sterilization):利用理化方法杀灭物体中所有微生物(包括病原微生物、非病原微生物及其芽孢、霉菌孢子等)的过程。

无菌(asepsis):指环境或物品中没有活的微生物存在的状态。

无菌操作(asepsis operate):防止微生物进入机体或其他物品的操作方法称无菌操作或无菌法。

防腐(antisepsis):防止和抑制微生物生长繁殖的过程称为防腐或抑菌。

用于防腐的化学药物称为防腐剂或抑菌剂。

一、物理因素对微生物的影响影响微生物的物理因素主要有温度、干燥、渗透压、射线和紫外线、超声波、过滤除菌等。

(一)温度温度是微生物生长繁殖的重要条件。

温度适宜,微生物生长繁殖良好;而温度过高或过低,则生长受到抑制,甚至死亡。

根据细菌对生长温度的要求,将其分为嗜冷菌、嗜温菌和嗜热菌三类(见表1-1)。

1.高温对微生物的影响高温是指比最高生长温度还要高的温度。

高温对微生物有明显的致死作用,其原理是高温使菌体蛋白变性或凝固,酶失去活性,导致微生物死亡。

实践中,据此原理设计的高温消毒和灭菌方法有干热灭菌和湿热灭菌两大类。

(1)干热灭菌法①火焰灭菌法以火焰直接灼烧杀死物体中的全部微生物的方法。

分为灼烧和焚烧两种,灼烧主要用于耐烧物品,如接种环、试管口、金属器具等的灭菌;焚烧常用于烧毁的物品,直接点燃或在焚烧炉内焚烧,如传染病畜禽及实验感染动物的尸体、病畜禽的垫料及其他污染的废弃物的灭菌。

环境因素对微生物生长的影响

环境因素对微生物生长的影响
经实验,若酒精的浓度低于70%,也不能彻底杀死细菌。 由上面情况可知,75%乙醇对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的 消毒作用最好!
通常以石炭酸为标准确定化学消毒剂的杀(抑)菌能力, 用石炭酸系数(酚系数)表示。
将某种消毒剂作系列稀释,在一定时间及条件下,该消
毒剂杀死全部试验菌的最高稀释倍数与达到同样效果的石炭 酸最高稀释倍数的比值被称为该消毒剂的石炭酸系数.
石炭酸系数数值越大,说明该消毒剂对试验菌杀(抑) 菌能力越强。
紫外线主要作用于细胞内的DNA。使同一条链DNA相 邻嘧啶间形成胸腺嘧啶二聚体,引起双链结构扭曲变形,阻 碍碱基正常配对,从而抑制DNA的复制,轻则使微生物发生 突变;重则造成微生物死亡。
1.倒平板 将0.85%、5%、10%、15%及25%NaCI的营养琼脂熔化后分别倒 平板。
2.标记 各取三套上述平板(共15套),分别用记号笔在皿底划分三个 区域,标记上盐沼盐杆菌、金黄色葡萄球菌和大肠杆菌。
3.接种 无菌操作用接种环分别取上述3种菌,在平板相应位置划线接种。 培养、观察 将上述平板倒置与30℃保温2~4d,观察细菌生长状况并记录。
(4)标记:将上述平板皿底用记号笔划分成4~6等份,分别 标明一种消毒剂名称。
(5)贴滤纸条:无菌操作,用镊子取无菌滤纸片分别浸入各 种消毒剂润湿,在容器内壁沥去多余溶液,再将滤纸片分别贴 在平板的相应位置,在平板中央贴上浸有无菌生理盐水的滤纸 片作为对照。
(6)培养、观察:将上述平板倒置于37℃ 保温24h,观察并记录抑菌圈的大小。
倍。
2.标记 取十二套平板,分别用记号笔在皿底划分4个区域,标记上荧光假单
胞接种 无菌操作用接种环分别取上述4种菌,在平板相应位置划
种。
线接
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蛋白质的氨基和酚羟基。
• 常用的氧化剂有卤素(碘酒、氯气等)、过氧化氢、高锰酸钾。
7、重金属
• 高浓度的重金属及其化合物都是有效的杀菌剂或防腐剂,其作用最强
的是Hg、Ag和Cu。
• 升汞 l﹕(500~2000)液可杀灭大多数细菌,腐蚀金属,对动物有
剧毒,常用于组织分离时外表消毒和器皿消毒。
• 红汞 2%红汞水溶液即红药水常消毒皮肤、黏膜及小创伤,不可与
• 新洁尔灭 人工合成的季铵盐阳离子表面活性剂,0.05
%~0.1%新洁尔灭溶液用于皮肤、黏膜和器械消毒。
5、染料
• 一些碱性染料的阳离子可与菌体的羧基或磷酸基作用,形成弱电离的
化合物,妨碍菌体的正常代谢,抑制生长。例如:结晶紫。
6、氧化剂类
• 氧化剂作用于蛋白质的巯基,使蛋白质和酶失活,强氧化剂还可破坏
• 热空气灭菌法
主要在干燥箱中利用热空气进行灭菌。通常160℃处理 1~2h便可达到灭菌的目的。如果被处理物传热性差、体积 较大或堆积过挤时,需适当延长时间。此法只适用于玻璃器 皿、金属用具等耐热物品的灭菌。其优点是可保持物品干燥。
• ★湿热消毒、灭菌法:湿热的穿透力强。杀灭微
生物速度快,比干热灭菌的效果好。
能力单元四 微生物与外界环境
• 一、自然界中的微生物的分布:
• (一)土壤中的微生物:10-20cm的土壤中微生物最多。
(表层,4-5米深层几乎无)

大多为有益的,少数为病原微生物(来自患病动物
的尸体、粪便、排泄物等) (二)水中的微生(我国
〈100/ML〉
2、醛类
• 醛类的作用主要是使蛋白质烷基化,改变酶或蛋
白质的活性,使微生物的生长受到抑制或死亡。
• 常用的醛类是甲醛,37%~40%甲醛溶液称福尔
马林,因有刺激性和腐蚀性,不宜在人体使用, 常以2%甲醛溶液浸泡器械,10%甲醛溶液进行熏 蒸以消毒厂房、无菌室或者传染病患者的家具、 房屋等。
3、酚类
防腐(antisepsis) :利用某种理化因素完全抑制霉腐微生 物的生长繁殖,即通过制菌作用防止食品、生物制品等对 象发生霉腐的措施。
化疗(chemotherapy) :利用具有高度选择毒力即对病原菌 具高度毒力而对其宿主基本无毒的化学物质来抑制宿主体 内病原微生物的生长繁殖,借以达到治疗该宿主传染病的 一种措施。
要排冷,否则会形成假压, 虽然压力达到要求,温度却 达不到相应高度,而影响灭 菌效果。
新 式 高 压 蒸 汽 灭 菌 锅
☻ 低温对微生物的影响。 大多数微生物对低温具有很强的抵抗力。低温时,微生
物代谢减弱,但可以存活。用来菌种、毒种等。(但少数, 如巴氏杆菌、脑膜炎双球菌对低温敏感)一般细菌保存在0-4 度。有些细菌和病毒保存于-20— -70度,最好-196度液氮中 保存。
• 2、水中大肠菌群数:每1000ML水样中含有大肠菌群数的
最近似数来表示。(我国〈3个/1000ML〉。
• (三)空气中的微生物:
二、动物体的微生物: (一)正常菌群:存在于动物体与外界相通的部位,在正常情况下, 对机体无害。
补充:保持消化道微生物正常菌群的重要性: 1、维持家畜的正常消化代谢,维持器官的正常生理机能。 2、形成局部保护膜 3、合成动物必需的营养物质。
消毒剂和防腐剂
• 消毒剂是可抑制或杀灭微生物,对人体也可能产生有害作
用的化学药剂,主要用于抑制或杀灭非生物体表面、器械、 排泄物和环境中的微生物。
• 防腐剂是可以抑制微生物但对人和动物毒性较低的化学药
剂,可用于机体表面如皮肤、黏膜、伤口等处防止感染, 也可用于食品、饮料、药品的防腐。
• 理想的消毒剂和防腐剂应具有作用快、效力大、渗透强、
• 低浓度的酚可破坏细胞膜组分,高浓度的酚可凝固菌体蛋
白。酚还能破坏结合在膜上的氧化酶与脱氢酶,引起细胞 的迅速死亡。
• 石炭酸 O.5%可消毒皮肤,2%~5%可消毒痰、粪便与
器皿,5%可喷雾消毒空气。
• 甲酚 是酚的衍生物,杀菌效果比苯酚强几倍,但在水中
的溶解度较低,可在皂液或碱性溶液中形成乳浊液。市售 的消毒剂来苏尔就是甲酚与肥皂的混合液,常用3%~5% 的溶液消毒皮肤、桌面及用具。
(四)过滤除菌 是用滤膜或滤器除去液体中微生物的方法。
孔径一般为0.22um的微孔滤膜。主要用于一些 不耐高温灭菌的血清、毒素等物质的除菌。
化学因素对微生物的影响。 许多化学物质能抑制细菌的生长或将其杀死。化学物 质已被应用于消毒、防腐。 *消毒剂:能杀死致病性微生物的化学药剂称为--。 防腐剂与消毒剂之间并无严格的界限。消毒剂在低浓 度时能抑菌(防腐)。防腐剂在高浓度时也能杀菌。
补充:消毒剂的作用机理:1、使细菌蛋白质变性、凝固、水解。如:酸、 碱能使蛋白质沉淀,乙醇使蛋白质变性、凝固。2、破坏细菌的酶系统:高 锰酸钾、过氧化氢、碘酊破坏细菌的酶(可与菌体酶蛋白中的-SH结合,形 成二硫键)。3、改变细菌细胞壁或胞浆膜的通透性:新洁尔灭等表面活性 剂能损伤细菌的胞壁及胞膜,使细菌胞膜内成分外漏,使细菌死亡。
碘酒共用。
• 银是温和的消毒剂,0.1%~l%硝酸银可消毒皮肤,l%硝酸银可防
治新生儿传染性眼炎。硫酸铜对真菌和藻类有强杀伤力,与石灰配制 的波尔多液可防治某些植物病害。
8、酸碱类
• 强酸与强碱具有杀菌力。
• 无机酸如硫酸、盐酸等杀菌力虽强,但腐蚀性大,实际上
不宜作消毒剂。某些有机酸如苯甲酸可用作防腐剂。酸菜、 饲料青贮则是利用乳酸菌发酵产生的乳酸抑制腐败性微生 物的生长,使之得以久贮存。
常规的消毒剂
1、醇类
• 醇类是脱水剂、蛋白质变性剂,也是脂溶剂,可使蛋白质脱水、变性,
损害细胞而具杀菌能力。
• 70%~75%的乙醇杀菌效果最好,常用于皮肤及器械的消毒。
• 醇类物质,随着分子量的增大,杀菌力增强。例如戊醇>丁醇>丙醇
>乙醇>甲醇。那些高级醇虽杀菌力强于乙醇,由于丙醇以上的醇不 易与水相混,故一般不用作消毒剂。
3、细菌素:某些细菌产生的具有抗菌作用的蛋 白质,作用范围窄,仅对亲源关系较近的细菌有 抑制作用。
1940提纯出青霉素
与弗莱明共同获得 1945年诺贝尔生理 学和医学奖.
澳大利亚病理学家霍华德.弗罗里
微生物的变异 遗传性是亲代性状与子代性状的相似性。变异性
是亲代性状与子代性状之间的差异性。
• 一、形态变异:微生物在异常条件下生长发育时,
★煮沸法:煮沸10-20MIN可杀灭绝大多数细菌的繁 殖体,水中加入2-5%石炭酸,能增强杀菌力。水 中加入1%碳酸钠,增强杀菌力。同时减缓金属氧 化,防锈作用。如:刀、剪、注射器、针头的消 毒。
• ★间歇灭菌法:经第一次流通蒸汽灭菌后的物品
放于室温或37度温箱过夜,使芽孢发育成繁殖体, 再用同样的方法进行灭菌。如此连续3次,即可保 证杀灭全部细菌和芽孢。这种灭菌法,称为--。 用于不耐高温的某些培养基的灭菌。
• 强碱可用作杀菌剂,但由于它们的毒性大,其用途局限于
对排泄物及仓库、棚舍等环境的消毒。
三 生物因素对微生物的影响
共生:两种或多种生物相处时,彼此并不相互损伤而互为有 利者,称为共生。
寄生:一种生物从另一生物获取其所需的营养,并对后者产 生伤害的称为- 。
拮抗:当两种微生物生活在一起时,一种微生物产生对另一 种微生物有毒害作用的物质,从而抑制或杀灭另一种微生 物,这种现象叫- 。
微生物对干燥抵抗力强。但在干燥条件下不能繁殖。故, 食物、饲料常用干燥法保存。高浓度盐溶液或浓糖溶液保 存食品,夺取菌体的水分,抑菌的目的。
(三)日光与紫外线 日光照射下,许多微生物经1-2h能灭活。炭疽杆菌的
芽孢在日光照射下经20h死亡。日光杀菌的主要成分是紫 外线(X射线,R射线)
紫外线:机理:杀菌作用和诱发变异。紫外线的穿透 力弱,即使是很薄的玻片也不能通过,故作用仅限于照射 物体的表面。紫外线灯的消毒效果与照射时间、距离、强 度有关。一般灯管离地面约2M,照射1-2H。
• 1、噬菌体:寄生于细菌的病毒称为-
A、烈性噬菌体:凡能引起宿主细胞迅速裂解的噬 菌体。 B、温和性噬菌体:有些噬菌体不裂解宿主细胞, 而是将其DNA整合于宿主细胞的DNA中,随宿主细 胞分裂而传递。
2、抗生素:是由真菌、放线菌产生的一类能杀 灭或抑制另一些微生物的物质。临床上最常用的 如青酶素、链霉素、四环素、土霉素、庆大酶素 等。
• ★巴氏消毒法:是利用不太高的温度杀死食品中的病原菌
或一般杂菌,同时又不致严重损害其质量的消毒方法。用 于牛奶、酒类的消毒。如:加温63度消毒牛奶30MIN或72 度、20MIN。85-90度,10S。杀死非芽孢的病原菌。超高 温巴氏灭菌法,132度,1-2S。
• ★高压蒸汽灭菌法:用高压蒸汽灭菌器进行。在密闭的情
可以发生形态的改变。 eg:慢性炭疽病猪咽喉部分分离到的炭疽杆菌, 呈细长丝状。慢性猪丹毒病猪心脏病变部的猪丹 毒杆菌呈长丝状。实验室保存菌种,不定期移植 到新的培养基中,形态也会变异。
• 二、结构与抗原性变异:
(一)荚膜变异:有荚膜的细菌在特定条件下,可以丧失 形成荚膜的能力。 eg:炭疽杆菌在动物体内和特殊培养基上能形成荚膜,而 在普通培养基上则不形成荚膜。 (二)鞭毛变异:eg:将有鞭毛的沙门氏菌培养于含0。 075%-0。1%石炭酸的琼脂培养基上,即可变为无鞭毛的变 异型菌。 (三)芽孢变异:eg:巴斯德在高温培养下(43度,炭疽) 育成弱毒株(不形成芽孢),毒力减弱。加入CaCL2,同 样结果。
4、表面活性剂
主要是破坏菌体细胞膜的结构,造成胞内物质泄漏、蛋白 质变性、菌体死亡。
• 肥皂 一种阴离子表面活性剂,对肺炎链球菌或链球菌有
效,但对葡萄球菌、结核分枝杆菌无效,0.25%的肥皂溶 液对链球菌的作用比0.7%来苏尔或0.1%的升汞还强,但 一般认为肥皂的作用主要是机械地移去微生物,微生物附 着于肥皂泡沫中被水冲洗掉。
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