微生物的生长及外界因素的影响
8 第五章 第3节 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
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
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。
环境条件对微生物生长繁殖的影响
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5篇外界因素对微生物的影响
重金属极其盐类
是杀菌剂和防腐剂，作用最强的是Hg,Ag,Cu,作用机 理：使蛋白质变性，使酶失活。（与E的－SH结合。）
0·02－0·2％Hgcl2（升汞）溶液对大多数细菌有致死作用。 0·1－1％ AgNO3 可消毒皮肤，1％浓度新生儿点眼预防眼炎 CuSO4对真菌、藻类有强杀伤力，波尔多（CuSO4＋碳）防植物病害 另外还有砷，铋、锑的化合物是治疗梅毒的特效药。
微生物的形态、化学组成及新陈代谢等与一定的 外界化学因素密切相关。
各种化学物质对微生物的影响是不相同的，有的可 促进微生物的生长繁殖，有的阻碍微生物新陈代谢的 某些环节而呈现抑菌作用，有的使菌体蛋白质变性或 凝固面呈现杀菌作用。就是同一种化学物质，由于其 浓度、作用时的温度、作用时间的长短以及作用对象 的不同，或呈现抑菌作用，或呈现杀菌作用。
菌体内盐离子浓度升高。
各种微生物对干燥的抵抗力不一样。
多数微生物不耐干燥，常用干法保存草料和食 品类。
当牧草水分降至12-16%，可较长时间保存；
谷物类水分在14%以下，低于30℃可长保存； 若升温置30℃或湿度大于17%，或即使低于 10℃ ，但湿度高于19%，即会生霉。
二、 渗透压：
渗透压与微生物的生命活动有密切关系：
(二)化学物质的浓度
一般认为化学消毒剂的浓度愈大，其对微生物 的毒害作用愈强。但这不等于浓度加倍，杀菌力 也随之增加一倍。如0.5％的石炭酸只能做防腐剂， 而浓度增加到2—5％时，则呈现杀菌作用。消毒 剂浓度的增加是有限度的，超越此限度时，并不 一定能提高消毒效力，有时一些消毒剂的杀菌效 力反而下降，如无水酒精不如70％酒精的杀菌作 用强。
用冷冻法保存食品(肉品、乳品、蛋品及其他食品等)，可 经久不坏。但在冰冻前即被某种病原微生物污染时；因 病原微生物在冰冻的条件下能继续存活，故此种受污染 的冰冻食品更有传播疾病的危险性。
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•一、温度的影响•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。
•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 (一)高温杀菌的机理• 提问:, • 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”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(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2)含水量• 细菌细胞含水量高的更容易被杀死。
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，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)芽孢反之亦然。
3)芽孢4)湿热与干热 4)湿热与干热湿热—水蒸汽 ( 121? 20,30min) 湿热—水蒸汽 (160,170? 2h灭菌) 干热—热空气 (干热—热空气 (•提问:,湿热灭菌温度低时间短•保水(热空气蒸发蛋白质水分); •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; •蒸汽冷凝放热;•凝水热传导能力强于空气;2.适宜温度•凝水热传导能力强于空气;• 提问:为什么会存在适宜温度, 提问:• 酶的活性• 酶的活性• 根据细菌适宜温度的不同，可将细菌分为四大类，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。
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• 废水中的细菌一般都是嗜中温菌，最适温度多在，嗜30?左右冷菌和嗜热菌占少数。
外界因素对细菌的影响实验报告
外界因素对细菌的影响实验报告外界因素对细菌的影响实验报告引言：细菌是一类微生物，它们广泛存在于我们周围的环境中。
细菌的生长和繁殖受到许多外界因素的影响，包括温度、湿度、氧气浓度和营养物质等。
本实验旨在研究这些外界因素对细菌生长的影响，并探讨其机制。
实验方法：我们选择了一种常见的细菌株作为实验对象，将其分成多个培养皿，每个培养皿中均加入适量的培养基。
然后，我们对不同组的培养皿施加不同的外界因素，包括温度、湿度、氧气浓度和营养物质。
在一定时间内观察细菌的生长情况，并进行定量分析。
实验结果：1. 温度对细菌生长的影响：我们将细菌培养皿分为高温组、中温组和低温组。
结果显示，高温组的细菌生长速度最快，中温组次之，低温组最慢。
这是因为高温能够促进细菌代谢活动，加快细胞分裂和繁殖。
而低温则会抑制细菌的生长，使其代谢减缓。
2. 湿度对细菌生长的影响：我们将细菌培养皿分为高湿度组、中湿度组和低湿度组。
实验结果显示，高湿度组的细菌生长速度最快，中湿度组次之，低湿度组最慢。
这是因为湿度足够高时，细菌能够更好地吸收水分和营养物质，促进细胞的正常代谢和生长。
3. 氧气浓度对细菌生长的影响：我们将细菌培养皿分为高氧组、中氧组和低氧组。
结果显示，中氧组的细菌生长速度最快，高氧组次之，低氧组最慢。
这是因为细菌需要氧气参与细胞呼吸和能量代谢。
但过高或过低的氧气浓度都会对细菌的生长产生负面影响。
4. 营养物质对细菌生长的影响：我们将细菌培养皿分为富营养组、中营养组和贫营养组。
结果显示，富营养组的细菌生长速度最快，中营养组次之，贫营养组最慢。
这是因为富营养环境能够提供细菌所需的大量营养物质，满足其生长和繁殖的需要。
讨论与结论：通过本实验的结果，我们可以得出以下结论：1. 温度、湿度、氧气浓度和营养物质都是影响细菌生长的重要外界因素。
2. 不同的外界因素对细菌生长的影响程度不同，但一般来说，适宜的温度、湿度和氧气浓度以及富含营养物质的环境有利于细菌的生长和繁殖。
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。
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
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。
细菌的分布及外界因素对细菌的影响
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二、细菌在自然界的分布
微生物和其他生物一样，与外界环境有着密切的联 系。外界环境适宜，就生长繁殖；条件改变过于剧烈， 使微生物的主要代谢发生障碍，或菌体蛋白质变性凝固， 会导致生长停顿，甚至死亡。在医学上常用的人工方法， 造成微生物极为不利的环境，来达到杀灭微生物的目的。
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（一）土壤中的细菌
每秒钟超过200，000次振动的声波不被人耳感受， 称为超声波。微生物对强度高的超声波很敏感。
（五）干燥
多数细菌的繁殖体在空气中干燥时很快死亡。有些 细菌抗干燥力较强，尤其有蛋白质等物质保护时。
（六）低温
多数细菌耐低温。在低温状态下，这些细菌的代谢
减慢，当温度如回升到适宜范围又能恢复生长繁殖，故
低温常用作保存菌种。
除菌滤器简称滤菌器，将液体或空气通过含有微细 小孔的滤器，只允许小于孔径的物体如液体和空气通过， 大于孔径的的物体不能通过。它们可用陶瓷、硅藻土、 石棉或玻璃屑等制成。主要用于一些不耐热的血清、毒 素、抗生素、药液、空气等除菌。一般不能除去病毒、 支原体和细菌的L型。
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（四）超声与超声波
1．将血平板培养基打开，在距口腔10cm，面对培 养基用力咳嗽3~5次，再盖上平皿。
2．用沾过生理盐水的棉签在咽喉处轻轻擦拭，即 咽拭子，然后在血平板培养基上用平板分离化线法接种。
3．将上述两个培养板均置37℃培养箱24h，观察培 养基中菌落的数目及菌落的形态特点。
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（三）皮肤表面细菌的检查
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四、实验
（一）物理因素对细菌的影响 1．温度灭菌试验 【原理】 温度高低对细菌生长繁殖关系非常密切，温度过高 过低都会影响细菌的生长，甚至死亡。细菌生长繁殖的 最适温度一般为37℃，低与此温度是细菌的代谢缓慢， 生长受到抑制，但仍可生长；而高温则可杀死细菌。
外界因素对微生物生长的影响实验报告
实验六外界因素对微生物生长的影响[实验目的]1、了解环境因素对微生物生长的影响的原理。
[实验原理]除营养条件因素外，影响微生物生长的环境因素（包括物理因素、化学因素和生物因素）很多，如许多物理因子（如温度、渗透压、紫外线、酸碱度、氧气等）、一些化学因子（如各类药品和抗生素等）对微生物的生长繁殖、生理生化过程均能产生很大的影响。
总之，一切不良的环境条件均能使微生物的生长受到抑制，甚至导致菌体死亡。
但是，一些能形成芽孢的微生物在不良环境下形成休眠体，它对恶劣环境有较强的耐受力和抵抗力。
因此，可以通过控制环境条件，使有害微生物的生长繁殖受到抑制，甚至将其彻底杀死；而对有益微生物的利用则可促使其更快地生长繁殖。
在这些环境因子中物理因素中的温度对微生物的影响最为明显。
不同的微生物生长的繁殖所需要的最适温度不同,根据微生物生长的最适温度范围,可分为高温菌、中温菌和低温菌。
自然界中绝大多数都属于中温菌。
不同的微生物对高温的抵抗力不同，芽孢对高温有强的抵抗能力。
化学药品中的抑菌剂和杀菌剂，有抑菌和杀菌作用。
有些菌类能产生抗生素或细菌素，它们的抗菌机制不同；有些干扰微生物细胞膜的功能，有些阻碍细胞壁合成，有些影响蛋白质或核酸的合成等。
有些植物或中药含有杀菌成分，称为植物抑菌素。
如大蒜、姜、葱、黄芪、金银花、板蓝根等。
[实验材料]1、菌种大肠杆菌、葡萄球菌、枯草杆菌的斜面培养物。
2、培养基普通肉汤、普通平板。
3、仪器和其他物品恒温培养箱、接种环、酒精灯、高压锅、水浴锅、三种消毒剂、圆滤纸片、镊子、药敏纸片等。
[实验内容]1、温度对细菌的影响湿热灭菌实验：通过煮沸灭菌和高压蒸汽灭菌验证高温对细菌的影响无菌勾取两种细菌，分别接种3支普通肉汤，做好标记。
做以下处理后，37℃18-24h 培养后观察结果。
（1）60℃15min（2）煮沸15min（3）15P 15min2、化学消毒剂对细菌的影响密集接种法接种细菌取两块无菌平板，用无菌接种环分别勾取81010和葡萄球菌（编号为8213）培养物少许，先在平板琼脂表面中央划一条线，垂直该线作平行密集划线，划满平板。
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
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
微生物如何生长
引言概述:微生物生长是一个复杂的过程，涉及到多种因素。
本文将深入探讨微生物生长的相关原理和条件，并通过分析五个主要方面的内容来解释微生物如何生长。
正文内容：1.温度对微生物生长的影响：温度是微生物生长中最重要的因素之一。
不同的微生物对于温度有不同的适应能力和生长范围。
深入分析适温范围、最适生长温度以及极限温度对微生物生长的影响。
探讨温度变化对微生物生长的影响，以及微生物如何适应和调整温度变化。
2.pH值对微生物生长的影响：pH值是微生物生长的另一个重要因素，不同的微生物对于pH 值的适应能力也不同。
详细分析微生物对酸性、中性和碱性环境的适应性以及pH值对微生物代谢的影响。
探讨微生物如何通过调节内部酶活性来适应不同pH值的环境以促进生长。
3.营养物质对微生物生长的影响：微生物对不同营养物质的需求差异较大，了解微生物对于碳源、氮源、磷源和其他微量元素的需求对于理解微生物生长至关重要。
分析微生物对不同营养物质的吸收机制以及营养物质浓度对微生物生长的影响。
探讨如何通过优化培养基成分和浓度来提高微生物的生长速率和产量。
4.氧气对微生物生长的影响：氧气是许多微生物生长代谢的关键因素，对于微生物的初始生长和细胞分裂有重要作用。
分析不同微生物对氧气的需求以及氧气浓度对微生物生长的影响。
探讨微生物如何适应低氧和无氧环境以及如何进行厌氧呼吸。
5.环境因素对微生物生长的交互作用：不同环境因素之间相互作用对微生物生长具有重要影响。
分析温度、pH值、营养物质和氧气之间的交互作用对微生物生长的综合影响。
探讨如何通过优化环境因素来调控微生物生长以提高其应用价值。
总结:微生物的生长受到许多因素的影响，包括温度、pH值、营养物质和氧气。
了解微生物对这些因素的需求和适应能力对于促进微生物生长和优化培养条件有重要意义。
通过探索这些因素之间的交互作用，可以更好地理解微生物生长的机理，并为微生物在实际应用中的利用提供指导。
为了进一步研究微生物生长原理，还可以深入分析其他因素对微生物生长的影响，如水分、光照等。
《医学微生物学》细菌的分布与外界因素对细菌的影响实验
《医学微生物学》细菌的分布与外界因素对细菌的影响实验细菌是微生物中最广泛分布的一类生物，它们存在于各种环境中，包括土壤、水体、大气、动植物体内等。
这种广泛的分布主要受到外界环境因素的影响。
为了研究细菌的分布规律以及外界因素对细菌的影响，可以进行以下实验。
实验目的：1.研究细菌在不同环境中的分布情况；2.探究外界因素对细菌生存和繁殖的影响。
实验材料和方法：2.方法：a.准备细菌培养基，保持无菌状态；b.将不同环境样品（如土壤、水）分别收集到无菌容器中；c.从不同环境样品中分别取一定量的样品，通过无菌注射器滴入无菌培养皿中；e.将培养皿密封并置于适当的温度和光照条件下培养；f.观察培养皿中的细菌生长情况，记录相关观察结果。
实验结果与讨论：细菌分布在不同环境中的情况会有所差异。
一般而言，细菌在土壤和水体中分布广泛。
而在其他环境中，如大气中和动植物体内的分布相对较少。
这是因为土壤和水体提供了较丰富的营养物质和适宜的生存条件，因此更适合细菌的生长和繁殖。
此外，实验还可以进一步探究外界因素对细菌生存和繁殖的影响。
外界因素包括温度、光照、湿度、氧气浓度等。
通过改变这些因素，可以观察细菌生长情况的变化，从而判断它们对细菌影响的程度。
例如，可以进行以下实验：1.不同温度下的细菌生长情况：在不同温度条件下分别培养细菌，观察细菌生长的速度和数量；2.光照条件对细菌生长的影响：在不同光照条件下培养细菌，观察细菌在有光和无光条件下的生长情况；3.不同湿度条件下的细菌生长情况：在不同湿度条件下培养细菌，观察细菌生长的速度和数量；4.氧气浓度对细菌生长的影响：在不同氧气浓度条件下培养细菌，观察细菌在高氧和低氧条件下的生长情况。
通过不同的实验设计，可以揭示细菌在不同环境中的分布规律以及外界因素对细菌生存和繁殖的影响。
这些实验结果对于了解细菌的生态环境以及控制细菌感染和疾病的发生具有一定的意义。
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低温性
0— -12℃ 10——15℃ 20——30℃
（二）温度对微生物的影响
1、高温对微生物的影响
超过最高温度微生物停止生长甚至死亡。这是因为高温能使蛋 白质凝固变性，同时破坏了酶的活力。因而能杀死微生物，所 以可利用提高温度来达到杀菌的目的。灭菌的方法很多，如:
灭菌
火焰灼烧灭菌
干热灭菌
热空气灭菌
致死时间：杀死全部微生物体所需要的最短时间， 称之为致死时间。
2、低温对微生物影响
➢当温度低于最低温度时，微生物的代谢活动降低，
接近于停止状态，
➢但仍能存活，一但遇到合适的生活环境就可以生
长繁殖，故此可用低温保存菌种，
➢把一些细菌、放线菌、酵母菌、霉菌接种到琼脂斜
面培养基上，生长好后，就可以放到4—7℃的冰箱中 保存。
境条件，同时又受到环境条件的影响，其环境
因素的影响很多，有:
温度
PH
湿度等
其 影 响 的 过 程 是 错 综 复 杂 的 ， 现 分 别 加
以讨论。
一、温度
（一）微生物对温度的适应范围
微生物对温度是敏感的，它对微生物的生长与 生存影响是很大的，它对生活机体的影响表现 在两个方面：
（1）随着温度的升高，细胞中的生物化学反应 速度加快，生长速度也加快；
二、获得纯培养的方法
❖微生物在自然界中不仅分布很广，而且都是混
杂地生活在一起。
❖像土壤就是微生物的大本营，哪怕是一粒砂或一
克土中，常生长着多种细菌及其他微生物。
❖要想研究或利用某一微生物，必须把混杂的微生
物类群分离开来，以得到只含一种微生物的培养。 纯培培养:微生物学中将在实验室条件下从一个细 胞或一种细胞群繁殖得到的后代称纯培培养。
（三）稳定期
细胞分裂时间开始延长，曲线上升缓慢，以后部分细 胞停止分裂，少数细胞开始死亡，使新细胞的增加和 老细胞的死亡渐趋平衡。
这一时期是细胞内外 积累代谢产物的重要 时期。如抗菌素就在 这期产生，芽孢细菌 在此时形成芽孢。
（四）衰亡期
环境变得更不利于微生物生长，细胞的生活力继续 衰退，细胞死亡率逐渐增高，活菌数迅速减少，曲 线下降。
通过对微生物生长曲线的分 析，反映了一种微生物在一 定生活环境中（试管、摇瓶、 发酵罐）的生长繁殖和死亡 的规律。它即可作为营养和 环境因素影响的理论的依据，指导 微生物生产实践。
第二节 环境条件对微生物生长和 代谢的影响
微生物在新陈代谢过程中，需要有一定的环
灭菌法，常压下水的沸点为100℃，在加压情 况下可提供高于100℃的温度。
❖另外蒸汽热穿透力强，可迅速引起蛋白质
凝固，所它以们是高一压个灭可密菌闭是的湿锅子热，灭有的菌具方有法夹层中，效夹果层或 最好的。锅中可充满饱和蒸汽，并可在一段时间内使之维持
一定温度与压力。使用时要完全排出锅内的空气而 代之以饱和蒸汽。如有空气混存，则锅内温度将低
灭菌的条件为：将待灭菌物品置阿诺氏灭菌器或蒸 锅（蒸笼）内，常压下100℃处理15—30min以杀死 其中微生物营养细胞，冷后，置于一定温度（28— 37℃）下保温过夜，使其中还可能残留的芽孢发育 成营养细胞，再以同样方法加热处理，如此反复三
次，可杀灭所有芽孢及营养细胞，达到杀菌目的。
灭菌的对象为：一般只用于不耐热的药品，营养物， 特殊培养基等灭菌。在缺乏高压蒸汽灭菌锅时亦可用 于一般物品的灭菌。
的物体，液体及固体培养基等不能用此法灭菌。
灭菌设备： 是在烘箱（干燥箱中）进行的， 灭菌条件为：160℃2小时即可达到灭菌目的。
接着讲湿热灭菌 湿热灭菌又分成: 煮沸消毒法
巴斯德消毒法 常压蒸汽灭菌、（间歇灭菌）、 常规高压灭菌、 连续加压灭菌
1、高压蒸汽灭菌：
❖高压蒸汽灭菌是实验室及生产中常采用的
❖高压蒸于汽同灭样压菌力常下在由纯高饱压和蒸蒸汽汽产锅生中的温进度行，。因为纯蒸 汽与其压力间有一定关系。高压蒸汽灭菌不是由于 压力的作用，而是由于蒸汽的高温致死微生物。
灭菌的条件为：一般在15磅/平方时（1.05公斤/平
方厘米）蒸汽压，121℃的温度下处理15—30分钟， 可达到灭菌目的。
灭菌所需要温度与时间取决于被灭菌物品的性质， 体积与容器类型等，对于体积大、热传导性较差的 物品，加热时间常延长。
度作间接测定。
（一）细胞的数量测定
1、细胞总数测定
包括死活细胞测定，不详讲，留在实验课中详细讨论。
计数器直接测定（血球计数板计数法）
方法
涂片染色法 比浊法
2、活菌数测定
测定具有繁殖能力的单细胞微生物数量。 平板菌落计数；
方法
最大概率法(MPN)
膜过滤法(浓缩法)
当样品中菌数很低时，可以将一定体积的湖水、海水或饮用水等样 品通过膜过滤器，然后将膜转到相应的培养基上进行培养，对形 成的菌落进行统计。
2、中温性微生物
绝大多数微生物都属于这一类，它们最适温 度在25—37℃，
室温性微生物
25—30℃，主要是 腐生性微生物。
中温性微生物
体温性微生物
37℃ ， 它 们 主 要 是哺乳动物的寄 生性微生物。
3、低温性微生物
可以在较低温度条件下生长的微生物称之为
低温性微生物。
它们常见于寒带的冻土、海洋、湖泊、冷泉
纯培养技术是进行微生物学研究的基础！
纯培养的分离，是研究和利用微生物的第一步，是 微生物工作中最重要的环节之一。
稀释分离法
(平板分离法)
稀释平板分离法 平板划线法
最常用的方法
单细胞挑取法 涂布平板法
选择培养基分离法等
三、微生物生长量的测定
生长:微生物在适应条件下，不断地吸收营养物质，
在组微成生各物种学细中胞提到物的质“，生这长种”重，一量般与均体指积群迅体速生长增，加这，一就点与 是微生物的生长研。究大生物时有所不同。
灭菌的对象为：各种耐热物品的灭菌。如一般培
养基、生理盐水等各种溶液、玻璃器皿、工作服等。
2、连续加压灭菌（continuous autoclaving ）
135-150℃，5-15秒，工业上发酵培养基 135-150℃，2-6秒，牛奶或其它液态食品
3、间歇灭菌法: 是用流通蒸汽几次反复处理的灭菌方法。
第七章
微生物的生长及外界因素的影响
第七章 微生物的生长及外界因素的影响
微生物的生长与环境条件的关系极为密切。
只有当外界供给适当的营养物质，并满足微
生物对各种物理、化学因子的要求之后，微生 物才能正常生长。
如果外界环境条件不适宜，则可以抑制微
生物生长，甚至引起死亡。
第一节 纯培养微生物群体的生长
从混杂的群体中分离特定的某一种微生物， 是研究和利用微生物的第一步。
繁殖:当微生物的细胞生长到一定阶段，母细胞开
始分裂，产生子细胞，个体大量增加，这就是繁殖
发育:这个从生长到繁殖是由量变到质变的过程就
是发育。
各种微生物，由于有不同的形态和结构，发育过程 中的生长，表现出的现象也不同。
➢微生物的生长量可以根据菌体细胞数量，菌体体
积或重量作直接测定，
➢也可以用某种细胞物质的含量或某个代谢活动的强
常压灭菌
湿热灭菌
高压灭菌
巴斯德消毒 煮沸消毒
间歇灭菌 常规高压灭菌 连续加压灭菌
概念：
灭菌：是应用物理或化学的方法杀死物品上或环境
中的所有微生物的细胞或芽孢。
一般可用高温、过滤或其它的物理、化学方法使器 皿、培养基或溶器中的所有微生物的细胞及芽孢杀 死或除去。
消毒一是应用物理或化学的方法杀死物体上绝大部
一、无菌技术
用于分离、培养微生物的器具事先不含任何微生物； 在转接、培养微生物时防止其它微生物的污染；
1、微生物培养的常用器具及其灭菌
常用的器具： 试管、瓶子、培养皿等
高压蒸汽灭菌 常用的灭菌方法：
高温干热灭菌
2、接种操作
火焰附近（酒精灯、煤气灯）进行
无菌操作： 在无菌箱或操作室内无菌的环境下进行
生长曲线
①延迟期适应期 ②对数生长期 ③稳定期（最高平衡期） ④衰亡期
（一）延迟期
菌种初接入到新鲜的培养液中，并不立即生长繁殖， 而需要通过自身生理机能的调节以逐步适应新鲜的环 境，因而在这段时间，细胞数几乎不增加，群体的生 长率接近于零，曲线平缓。
滞留期的适应时间长短，因 菌种和培养条件而有差异， 自几分钟到几个小时不等。
分微生物（特别是病原微生物）。
物品经消毒处理后，虽然有少数微生物未被杀死， 但已不致引起有害作用。
首先讲干热灭菌 火焰灼烧灭菌
干热灭菌
直接用火焰灼烧灭菌，对 于接种环，接种针或其它
用具可采用这种方法灭菌。
热空气灭菌
利用热空气使物体升温， 然后致物体上所带的微生 物由于干热脱水而死亡。
灭菌的对象为：玻璃器皿等用具的灭菌，对于带胶皮
2、蛋白质测定法
细胞的含蛋白质量是比较稳定的，可以从蛋白质量 的测定求出细胞物质量，或者以测定芳香氨基酸量 求蛋白质量，可以测定含全氮量来求蛋白质量（蛋 白质量=氮量x6.25）。
3、DNA测定法
DNA与DABA—2HCl（即新鲜配制的20%W/W、3.5—二氨 基苯甲酸—盐酸溶液）显示特殊的荧光反应定容培养 物的菌体悬液，应用这种荧光反应强度，求得DNA含 量，可以反映所含的细胞物质量。也可以根据DNA含 量计算出细菌数量，每个细菌平均8.4×10-5ugDNA
缺点：此法灭菌比较费时。
4、巴斯德消毒法：
这是用较低的温度处理牛乳，酒类等饮料，杀 死其中可能存在的病原菌如结核杆菌，伤寒杆 菌等，而不损害营养与风味的消毒方法。如用 63—66℃，30分钟或71℃，15分钟处理牛乳， 然后迅速冷却，即可供饮用。
致死温度：在一定的条件下和一定时间内，例如十分 钟内杀死微生物的最低温度，称之为致死温度。