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环境因素对微生物生长的影响

•一、温度的影响

•1.高温的影响一般来说无芽孢的细菌在水中加热到100℃迅速死亡。•（一）高温杀菌的机理

•提问：？

1）蛋白质、核酸变性2）细胞膜溶解细胞膜中的脂类在高温作用下溶解，“失血过多”（二）影响高温杀菌的因素

•细菌的种类、含水量、芽孢有无、以及湿热或干热

1）细菌种类

2）含水量

•细菌细胞含水量高的更容易被杀死。

分子层次现象——蛋白质的凝固温度与含水量有关，含水量越高，蛋白质凝固温度越低，反之亦然。3）芽孢

4）湿热与干热

湿热—水蒸汽（121℃ 20～30min）

干热—热空气（160～170℃ 2h灭菌）

•提问：？湿热灭菌温度低时间短•保水（热空气蒸发蛋白质水分）；

•蒸汽冷凝放热；

•凝水热传导能力强于空气；2.适宜温度

•提问：为什么会存在适宜温度？

•酶的活性

•根据细菌适宜温度的不同，可将细菌分为四大类，

•嗜冷菌、嗜中温菌、嗜热菌、嗜超热菌。

•废水中的细菌一般都是嗜中温菌，最适温度多在30℃左右，嗜冷菌和嗜热菌占少数。

3．低温

•低温——细胞结冻～最适温度下限

•进入休眠状态

•提问：？

酶活性降低，导致代谢、遗传普遍停滞；•膜细胞流动性变差。•一旦获得适宜温度，即可恢复活性

•提问：细胞内外冻结易导致死亡，原因何在？

•冰渣导致细胞膜破裂，失“血”过多

•嗜中温菌（耐冷喜温）一般在5℃以下处于休眠状态，因此通常实验室用冰箱的4℃冷藏温度保藏细菌，或甘油、石蜡冷冻保存菌种

？低温下冷藏的食物变质

———嗜冷细菌（或霉菌）的最适宜温度在5～15℃之间。

提问：嗜冷细菌的秘密武器是什么？•—具备低温活性酶

—细胞质膜含有大量的不饱和脂肪酸，在低温下能保持半流动性，使之能有效地集中必需的营养物质。二、p H的影响

•大多数细菌最适环境p H为6～8，可生存的p H范围在4～10之间。

•研究表明细胞内部由于细胞膜的屏蔽作用、磷酸盐缓冲及细菌能动的调节，p H一般都保持中性，环境的p H难以影响细胞内的p H变化。

•提问：外界的pH变化如何对细菌产生影响？

1.影响细胞膜蛋白及胞外水解酶的活性

•从而影响营养物的正常吸收与转运

2.影响营养物的解离与吸收

•主要影响一些极性营养物如脂肪酸、氨基酸

•以乙酸的吸收为例

•某些细菌，例如氧化铁硫杆菌和其他极端嗜酸茵，需在酸性环境中生活，其最适p H为3，在p H为1.5时仍可生活。

•各种工业废水通常设前调节池，维持曝气池p H7左右。•事实上，净化污(废)水的微生物适应pH变化的能力比较强，p H6.5～8.5可不加调节。

三、氧化还原电位（O R P)

•提问：什么是氧化还原电位？

•——某物质与氢电极构成原电池时的电压高低,反映物质氧化性强弱。

•通常如何测定水样的氧化还原电位？

p H测定仪m v档，其中一个惰性的铂丝电极与一个参比电极（如甘汞电极）

提问：影响水样氧化还原电位的因素有哪些？

氧化性物质（主要是氧气浓度）与还原性物质（有机物、H2S等）的含量

好氧活性污泥法

•控制在＋200～＋600m V是正常的

•提问：过低过高如何调节？

•改变曝气力度

•厌氧污泥或污水处理系统应控制在在—100～—200m V

•过高，将不利于厌氧细菌的生长，应改进工艺降低水中溶解氧量。

四、干燥

•细菌基本上是生活在水中的生物。

•提问：环境中过于干燥，细菌如何生存？

•（在不受热和其它外界因素干扰下）干燥细胞将处于长期休眠状态•——用干燥法防止食物腐败（细菌滋生）

•如方便面、干果、肉干、葡萄干等。

•——用干燥法来保存细菌，如将细菌放置在干燥的沙土中可以长期保存。•一旦提供潮气则会很快复活。

五．渗透压

•———是不同溶液被半透膜隔离开时，由于膜半透性及两侧水分子浓度差异形成的水压。

•衡量方法：通常以一定浓度溶液与纯水间形成的渗透压作为该溶液的渗透压

•提问：水将从渗透压一方流向渗透压的一方？

•低、高

•渗透压可影响细菌生存：

1.相同渗透压溶液中

•细菌细胞内水含量稳定，细菌生活得最好。

•等渗透压溶液——0.85％的食盐(N a C l)溶液（生理盐水）。常作为进行细菌稀释分离的稀释液。

2.高渗透压溶液中

•提问：哪些是高渗透压溶液？细菌会发生什么现象？

•浓溶液；质壁分离

•反用之—防腐（细菌滋生）

•如用5～30%的盐水腌咸菜、咸鱼，用60～80%的糖溶液做蜜饯等。

•—海洋对各种病原菌（淡水菌）的杀灭

•—高含盐废水（如油田采出水）难于生物处理的原因

•提问：如何解决？

•冲稀;防垢剂;细菌基因改造；

3.低渗透压溶液

•提问：细菌于其中会如何？如纯水

•外界大量水流入细菌细胞内，细胞膨胀，甚至破裂。

•综合以上几点，在微生物实验室中稀释菌液，应该用生理盐水（0.85%）

•(除非稀释后马上就用的可以用无菌的蒸馏水。)

六．光线（包括阳光和灯光）1.阳光

提问：通常细菌在阴暗环境中能够更好的生长，原因？

•紫外线（波长0.1～400n m）

•一般细菌在紫外线下照射5m i n即能被杀死，芽孢则需10m i n。紫外线波长在260n m左右者杀菌力最强

•提问：杀菌机理？•蛋白质和核酸变性2.灯光

•杀菌的光源

•254n m的紫外光

•缺点——穿透性很弱甚至于不能透过普通玻璃，因此只作为容器的表面杀菌，或无菌室中的空气杀菌。

（二）X-射线、γ射线(不带电)

•来源——铱,X-射线10-3～0.1n m钴、镭,γ射线10-6n m

•特点——高能量，穿透力强

•已经开始被用于油田注水杀细菌(腐蚀性细菌)。