对微生物的影响因素
微生物的生长及影响因素
微生物的生长及影响因素
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1.温度
基础原理 温度经过影响蛋白质、核酸等生物大分子结构与功效以及细
胞膜流动性及完整性来影响微生物生长、繁殖和新陈代谢。 过高环境温度会造成蛋白质或核酸变性失活 过低环境温度会抑制酶活力，降低细胞新陈代谢活动。 应用: 高温灭菌，低温保藏菌种。
微生物的生长及影响因素
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一、微生物生长
个体生长: 细胞体积增大，重量增加。 个体生长→个体繁殖→群体生长 除了特定目标以外，在微生物研究和应用中提到“生长”，
均指群体生长。
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细菌繁殖方式
Binary fission-growth cycle
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单批培养与连续培养关系
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连续培养器类型
按控制方式分
内控制（控制菌体浓度）: 恒浊器 外控制（控制培养液续培养器 按培养器级数分
多级连续培养器
普通连续培养器 按细胞状态分
固定化细胞连续培养器
试验室科研用: 连续培养器 按用途分 发酵生产用: 连续发酵罐
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（3）培养温度影响
温度℃ 10 15 20 25 30
E.coli在不一样温度下代时
代时（分）
温度℃
860
35
120
40
90
45
40
47.5
29
代时（分） 22 17.5 20 77
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特征参数
繁殖代数 n: x2=x1·2n
环境因素对微生物生长的影响
温度对微生物生长的影响
温度是影响微生物生长的重要 因素之一
微生物的生长温度范围通常在 0℃到40℃之间
温度过高或过低都会影响微生 物的生长和繁殖
温度对微生物的生长速率、代 谢产物和生物活性都有影响
湿度对微生物生长的影响
湿度过高：可能导 致微生物生长过快 影响产品质量
湿度过低：可能导 致微生物生长缓慢 影响生产效率
营养物质：影响微生物的生长和繁殖
湿度：影响微生物的生存和繁殖
氧气：影响微生物的呼吸作用和代谢活动
光照：影响微生物的光合作用和呼吸作用
酸碱度：影响微生物的生存和繁殖
微生物生态系统稳定性与人类健康的关系
微生物生态系统的稳定性对人类健康至关重要 微生物生态系统的破坏可能导致疾病的传播 微生物生态系统的稳定性有助于维持人体免疫系统的平衡
环境对微生物的影响： 温度、湿度、光照、 氧气等环境因素影响 微生物的生长和繁殖
微生物之间的相互作 用：竞争、共生、寄 生等关系影响微生物 群落的结构和功能
微生物与宿主的相互 作用：微生物与宿主 之间的共生、寄生、 致病等关系影响宿主 的健康和疾病发生
微生物与人类之间的相互作用
微生物在人体中 的作用：参与消 化、免疫、代谢 等生理过程
控制微生 物种类： 保持适宜 的微生物 种类和数 量避免微 生物种类 单一或过 多
控制环境 污染：避 免环境污 染保持适 宜的环境 质量
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汇报人：
微生物之间的相互作用
共生关系：微生物之间相互依存共 同生存
捕食关系：微生物之间存在捕食关 系如细菌捕食病毒
添加标题
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竞争关系：微生物之间争夺资源相 互竞争
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。
环境因素对微生物多样性的影响
环境因素对微生物多样性的影响微生物是指以细菌、真菌、病毒和原生动物等形式存在的微小生物体，它们广泛分布于地球上的各个环境中，并对地球生态系统的功能和稳定性起到至关重要的作用。
而环境因素对微生物多样性的影响则是指环境因素对不同微生物种类、丰度和群落结构的影响。
本文将从温度、湿度、土壤 pH 值、氧气浓度和化学物质等多个角度探讨环境因素对微生物多样性的影响。
1. 温度对微生物多样性的影响温度是微生物生存和生长的重要因素之一。
研究表明，不同的微生物种类在温度条件下会呈现不同的适宜生长范围。
例如，极寒地区的冰川中存在冰蓝藻等耐低温微生物，它们能在极低温下进行光合作用。
而在高温环境下，热泉中的硫杆菌等嗜热菌便是微生物界中的热爱者。
因此，温度的变化会对微生物多样性产生显著影响。
2. 湿度对微生物多样性的影响湿度是指空气中含有的水蒸气的含量，对微生物群落的形成和维持起到重要作用。
微生物对湿度的要求不尽相同，有些微生物对干燥环境更适应，如真菌门的念珠菌属，而有些微生物则更适应于潮湿的环境，如泥土中的许多原生动物。
湿度的改变会导致微生物多样性的调整和变化。
3. 土壤 pH 值对微生物多样性的影响土壤 pH 值是指土壤酸碱程度的度量，它直接影响土壤微生物的多样性和群落结构。
不同微生物对于土壤 pH 值的适应能力不同。
例如，酸性土壤中会富集酸性土壤细菌，而碱性土壤则会更适合碱性土壤真菌的生长。
土壤 pH 值的变化会导致微生物种群的改变，从而影响整个微生物多样性的格局。
4. 氧气浓度对微生物多样性的影响氧气是微生物生态系统中的重要气体成分，对微生物生存和代谢活动具有重要影响。
不同微生物对氧气浓度要求不同，存在好氧微生物和厌氧微生物之分。
好氧微生物需要较高氧气浓度下生长，而厌氧微生物则适应低氧气浓度或无氧环境。
氧气浓度的变化可导致微生物群落结构的显著变化，从而影响微生物多样性。
5. 化学物质对微生物多样性的影响化学物质污染对微生物多样性产生显著影响。
理化因素对微生物的影响
理化因素对微生物的影响理化因素是指涉及物理和化学特性的因素，对微生物的生长和生存状况产生影响。
以下是一些典型的理化因素及其对微生物的影响：1.温度：温度是微生物生长的一个重要因素。
微生物可以根据其对温度的适应性，分为嗜冷微生物、嗜热微生物和中温微生物。
高温可以影响蛋白质的结构，导致酶活性的丧失，进而抑制微生物的生长和代谢活动。
低温则会降低微生物的酶活性和生长速度。
2.pH值：不同微生物对酸碱度的适应性也是不同的。
酸性环境会影响微生物的酶活性和细胞膜的完整性，从而抑制微生物的生长。
碱性环境则可能改变细胞内部的酶活性和物质转运机制。
3.氧气浓度：氧气是许多微生物生长所必需的，但是有些微生物可以在氧气缺乏的环境中生长，称为厌氧微生物。
这些微生物通过代谢路径的改变，适应了氧气缺乏的环境条件。
4.湿度：湿度对微生物的生长和传播起到重要的影响。
微生物对湿度要求不同，有些微生物适应高湿环境，而另一些微生物则适应低湿环境。
水分过多或过少都会影响微生物的生长能力和繁殖速度。
5.营养物质：微生物的生长需要一定的营养物质，包括碳源、氮源、矿物质和微量元素等。
这些物质对微生物的生长速率和代谢途径起到重要的作用。
在培养微生物时，不同的培养基配方可以选择性地培养特定的微生物。
6.光照：光照条件对微生物有着不同的影响。
光合微生物通过光合作用获得能量，而其他微生物在光照条件下可能受到光线的伤害。
此外，环境中的UV光线也会对微生物产生杀灭或抑制作用。
7.电离辐射：辐射是一种常见的物理因子，对微生物的生长和DNA损伤产生重要影响。
高剂量的辐射会导致微生物的死亡，而较低剂量的辐射可能引起突变和遗传修饰。
总的来说，理化因素对微生物的影响是复杂的，微生物可以通过适应和调节自身代谢途径来适应不同的理化因素。
对理化因素的深入研究有助于了解微生物的生存机制和应用。
实验八 物理、化学因素对微生物的影响
实验八物理、化学因素对微生物的影响1 目的1.1 观测氧气、温度、紫外线对微生物生长的影响1.2 认识细菌芽孢对热、紫外线的抗力2 原理环境因素包括物理因素、化学因素和生物因素，不良的环境条件使微生物的生长受到抑制，甚至导致菌体的死亡。
但是某些微生物产生的芽孢，对恶劣的环境条件有较强的抵抗能力。
我们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，甚至被杀死；而对有益微生物，通过调节理化因素，使其得到良好的生长繁殖或产生有经济价值的代谢产物。
根据微生物对氧气的需求，可把微生物分为好氧菌、厌氧菌和兼性好氧菌。
在鉴定细菌时，常以它们的好氧性作为指标。
温度是影响微生物生长的重要因素之一。
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，自然界中绝大部分微生物属于中温菌。
紫外线主要作用于细胞内的DNA，轻则使微生物发生突变，重则造成微生物死亡。
紫外线照射的剂量与所用紫外光灯的功率(瓦数)、照射距离和照射时间有关。
紫外线透过物质的能力弱，一层黑纸足以挡住紫外线的通过。
3 材料3.1 菌种大肠杆菌、枯草芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌、粘质沙雷氏菌。
3.2 培养基肉膏蛋白胨培养基、葡萄糖蛋白胨培养基、麦芽汁葡萄糖培养基、察氏培养基。
3.3 其他物品培养皿、无菌圆滤纸片、镊子、无菌水、无菌滴管、水浴锅、紫外线灯、黑纸、试管、接种针、温箱、刮铲、吸管、调温摇床、分光光度计。
（一）物理因素对微生物生长的影响1 氧气对微生物生长的影响1.1 流程半固体培养基→接种→培养→观察比较→记录结果1.2 步骤1.2.1制备试管培养基依据培养基配方制作肉膏蛋白胨半固体培养基，灭菌备用。
1.2.2接种与培养取上述试管7支，用穿刺接种法分别接种枯草芽孢杆菌、大肠杆菌和丙酮—丁醇梭菌，每种菌接种2支培养基试管，剩余一支作为空白对照。
注意：穿刺接种到上述培养基中时，必须穿刺到管底。
在37℃恒温箱中培养48h。
1.2.3观察结果取出试验样品，观察各菌株在培养基中生长的部位。
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在微生物生长的过程中，环境因素起着至关重要的作用。
这些环境因素包括温度、湿度、pH值、氧气浓度等等。
下面将对这些环境因素对微生物生长的影响进行论述。
一、温度对微生物生长的影响温度是微生物生长的重要环境因素之一。
不同微生物对温度的适应范围有所不同。
一般来说，微生物的生长速率随温度的升高而加快，直至达到其最适生长温度。
超过最适生长温度后，微生物的生长速率会迅速下降，甚至停止生长。
因此，合适的温度可以促进微生物的生长，而过高或过低的温度则会抑制微生物的生长。
二、湿度对微生物生长的影响湿度也是微生物生长的重要环境因素之一。
微生物需要一定的湿度水平才能正常生长繁殖。
一般来说，湿度过高会导致微生物生长过快，容易滋生细菌和霉菌等有害物质；而湿度过低则会抑制微生物的生长，使其处于休眠状态。
因此，合适的湿度水平对于微生物的生长至关重要。
三、pH值对微生物生长的影响pH值是指溶液中氢离子（H+）的浓度。
微生物对于pH值的适应范围有所不同。
一般来说，细菌对pH值的适应范围较广，可以在酸性和碱性环境中生长；而真菌和酵母菌对pH值的适应范围相对较窄，多数喜欢中性或微酸性环境。
当pH值偏离微生物的适应范围时，会抑制微生物的生长。
四、氧气浓度对微生物生长的影响氧气是微生物生长必需的物质，但不同微生物对氧气浓度的需求有所差异。
氧气浓度高的环境适合厌氧菌的生长，而氧气浓度低的环境适合嗜氧菌的生长。
此外，还存在一些微生物可以适应氧气浓度变化的环境，这些微生物被称为耐氧菌。
因此，不同氧气浓度对微生物的生长有着不同的影响。
综上所述，环境因素对微生物生长具有重要影响，其中温度、湿度、pH值和氧气浓度是最为关键的因素之一。
在微生物研究和应用中，考虑到这些环境因素的影响，合理调控和掌握这些因素对微生物的生长具有重要意义。
只有在适宜的环境条件下，微生物才能良好生长、代谢和发挥其应用价值。
实验三环境因素对微生物的影响
四、实验步骤
2.抗生素对微生物生长的影响 （1）菌种：大肠杆菌（G－）、白色葡萄球菌或 金黄色葡萄球菌（G＋）。 （2）接菌
用接种环刮取一环菌体，轻放在平板上；将无 菌的棉签在无菌水(液体培养基)中润湿；用湿润 的无菌棉签将平板上的菌体均匀涂布。
（2种不同的菌各做1个平板。）
四、实验步骤
（3）放置药敏片：用无菌镊子取4种 不同的抗生素药敏片各1个，贴在平 板上（每个平板放4个），轻轻压一 下，倒置。
注意：在贴滤纸条时不要在培养基 上拖动滤纸片，避免抗生素溶液在培 养基中扩散时分布不均匀。
（4）培养：平板于37℃培养24h后 观察、记录实验现象。
四、实验步骤
3.化学消毒剂对微生物分布的影响
（1）分区:将1个营养琼脂平板分为4 个区域；
（2人1个平板，每人2个区）
（2）接种：2名同学直接用手指在平 板的2个区域划之字形，待用碘酒/酒 精棉球消毒后，稍候片刻，再在另外 2个区域划之字形；
实验三、环境因素对微生物的影响
一、实验目的
1.了解温度对微生物生长的影响； 2.了解抗生素（青霉素、氨苄青霉素等） 的抗菌范围，学习抗菌谱试验的基本方 法。 3.了解消毒剂（碘酒或酒精）对微生物 分布的影响。 4.了解紫外线杀菌对微生物的作用特点
二、实验原理
1. 温度:影响微生物生长与存活的最重要因素。 自然界的微生物可根据对温度的适应性分为低
温型、中温型和高温型。 但不管哪一种温度型的微生物，都有生长温度
范围。分为最高、最适和最低生长温度。在最 适宜温度里生长良好：超过最高温度细胞死亡； 低于最低温度细胞被抑制或死亡。
二、实验原理
2. 抗生素对微生物生长的影响：抗生素是某些微 生物在生长代谢过程中产生的能抑制或杀死其它 微生物的次生代谢产物。每种抗生素都有它固定 的抗菌范围和抗菌谱。
化学因素对微生物生长的影响
化学因素对微生物生长的影响1.pH值：微生物对环境的pH值敏感，每种微生物对于其适宜生长的pH范围有所不同。
酸性条件适宜产酸性微生物生长，碱性条件适宜产碱性微生物生长。
酸碱度的改变会影响微生物酶的活性，继而影响其生长。
2.温度：温度是微生物生长的重要因素，每种微生物对于适宜生长的温度范围有所不同。
根据生长温度的不同，微生物可以分为嗜热菌、嗜温菌、嗜寒菌和嗜冷菌。
高温可以使微生物酶活性增强，提高代谢速率；低温则会减缓生长速率。
3.溶解氧：微生物需要氧气进行呼吸和能量代谢，因此溶解氧浓度的高低对微生物生长有着直接的影响。
一些微生物是厌氧生物，它们无法在有氧环境下生长，需要无氧条件。
4.营养物质：微生物的生长需要吸收营养物质，如碳源、氮源、磷源、无机盐等。
不同的微生物对营养物质的需求有所不同，一些微生物可以利用多种碳源和氮源进行生长，而其他微生物则有选择性。
5.毒物与抑制物：一些物质对微生物有毒性或抑制作用，可以杀死或抑制微生物的生长。
例如，有些化学物质如重金属、有机溶剂、抗生素等对微生物生长有毒性。
抗生素常被用于控制微生物感染。
6.环境杂质：环境中的杂质如盐分、酸碱盐等也会对微生物生长产生影响。
高盐环境下的嗜盐微生物可以在高盐浓度条件下生长，而一些微生物在高盐环境下生长受到限制。
7.光照：光照是光合微生物生长的必要条件。
光合微生物通过光能进行光合作用，将二氧化碳转化为有机物，从而维持自身生长和代谢。
总结起来，化学因素对微生物生长起着关键作用，微生物对于不同化学条件的适应性各不相同。
了解和掌握这些化学因素对微生物生长的影响，有助于控制和利用微生物的生长过程，以提高产量和防止微生物引起的有害效应。
实验七 物理、化学因素对微生物的影响
实验七物理、化学因素对微生物的影响微生物是指体积微小、只能在显微镜下观察到的生物，包括细菌、真菌、原虫等等。
微生物广泛存在于自然环境中，对生态系统的稳定性和生态功能具有重要作用。
然而，微生物也容易受到外部环境的影响，包括物理、化学因素的影响。
1. 温度温度对微生物的生长和繁殖有着直接的影响，在不同温度下，微生物的生长特性和代谢活动差异明显。
温度高于一定程度时，微生物的酶活性变化、代谢速率加快，因此全部微生物都有适合其生长发育的最适温度条件，这个温度被称为临界温度。
以革兰氏阳性杆菌为例，其最适生长温度为35~37℃，但在高温下微生物的生长速度会受到影响，导致代谢活动减缓、生长缓慢，最终导致微生物死亡。
2. pH值pH值是表示水溶液酸碱程度的物理量，对微生物的生长和繁殖有着重要的影响。
一般说来，微生物在7.0~7.5的中性环境下生长最为适宜，但有些微生物能够适应不同的pH值，甚至在酸性环境下仍能生长并繁殖。
3. 辐射微生物对辐射的敏感度因种类不同而不同。
对于一些放射性元素，如钴、铯等，它们的射线会破坏微生物细胞的DNA，影响微生物的生长和繁殖。
辐射对微生物的影响主要有两种表现，一种是能够延缓微生物的生长速度，另一种则是直接杀死微生物。
氧气是微生物进行代谢所必需的，然而某些微生物不能够耐受较高浓度的氧气，特别是在缺氧环境下，这些微生物更容易繁殖。
相反，其他一些微生物必须在较高水平的氧气浓度下才能生存和繁殖。
2. 盐度盐度是指水溶液中的总盐量，微生物对不同盐度的水质的需求有所不同，包括嗜盐菌、耐盐菌和非嗜盐菌等等。
对于某些嗜盐菌而言，它们喜欢在海水等高盐浓度的水体中繁殖生长，而在淡水环境下无法存活。
3. 化学物质许多化学物质对微生物有着不同程度的毒性作用，比如苯酚和氯代表一些在某些工业活动中常用的化学物质，它们被称作有机污染物，能够影响水中细菌群的分布和组成。
结论综上所述，微生物繁殖环境因素的改变会对微生物的生长产生直接的影响，对于不同类别的微生物存在着不同的逆境耐受性。
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。
环境因素对微生物的影响
环境因素对微生物的影响微生物在自然界中具有非常重要的生态角色，它们分布在各个环境中，包括土壤、水体、空气、植物表面及动物体内等。
环境是微生物的生长和繁殖的关键因素之一，不同的环境会对微生物的生长和代谢产生不同的影响。
因此，本文将从温度、湿度、光照、气体、营养物质和污染物等方面探讨环境因素对微生物的影响。
一、温度对微生物的影响微生物的生长和代谢都需要适宜的温度条件。
一般来说，微生物可以分为低温微生物、中温微生物和高温微生物三类。
低温微生物能在0-20℃的环境中生长和繁殖，如一些海洋浮游微生物、钓鱼岛蓝藻等。
中温微生物能在20-45℃的环境中生长和繁殖，如大肠杆菌等常见菌种。
高温微生物则能在45-100℃以上的环境中生长和繁殖，如古菌、双歧菌等。
温度对微生物的影响主要表现在以下几个方面：1.生长速度：不同温度下，同一种微生物的生长速度存在差异。
低温下微生物生长速度较慢，高温下生长速度较快。
2.营养代谢：高低温度均会影响微生物的代谢方式，影响其对营养物质的需求和利用率。
3.结构和形态：微生物在不同的温度下，可能会产生不同的膜结构和形态，如高温下的双歧菌可能形成纤维状的生长方式。
4.生长期：不同种类的微生物其生长期在不同的温度下会有所不同，例如一些海洋浮游微生物在低温环境下其生长速度会快速下降且寿命会缩短。
二、湿度对微生物的影响湿度是指空气中水分含量的大小，对微生物生长和繁殖具有一定的影响。
通常来说，微生物对湿度变化的适应能力较强，其生存的温度、营养和其他环境因素也会影响其在湿度条件下的表现。
湿度对微生物的影响主要表现在以下几个方面：1.水分含量与生长速度：微生物生长和繁殖的速度取决于其环境中的水分含量，长期处于干旱状态下的微生物容易死亡或处于休眠状态。
2.抗逆能力：适宜的湿度环境可以提高微生物的抗逆能力，使其更加耐受低温、干旱等环境压力。
3.水分含量与营养物质利用率：水分含量较高的环境中，微生物对营养物质的利用率较高，可以更快速地进行代谢和生长。
环境因素对微生物生长的影响
高温对微生物的影响
• 过高的温度会使细菌死亡。高温致死主 要是因为蛋白质、核酸与酶系统等重要 生物高分子的氢键受到破坏。导致菌体 蛋白凝固变性，核酸发生降解变性失活； 破坏细胞组成；热溶解细胞膜上类脂成 分形成极小的孔，使细胞内容物泄露， 从而导致细胞死亡。
4、PH
• 不同种类微生物有其最适生长PH，同种微生 物在不同生长阶段以及不同的生理、生化过程 中对PH的要求也不同。 在微生物的培养过程中，如何调节合适 的PH成了发酵生产中的一项重要措施。 • 大多数细菌最适PH为6～8，可生存PH范围在 4～10之间。
微生物生理学
SK091
环境因素对微生物生长 的影响
一、影响微生物生长的环境因素
二、微生物生长繁殖的控制
一、影响微生物生长的环境因素
1、营养物质 2、水活度 3、温度 4、PH 5、氧
1、营养物质
营养要素：碳源、氮源、能源、生长因 子、无机盐、水
营养元素：碳、氢、氧、氮、磷、硫等
ห้องสมุดไป่ตู้
营养不足时机体的行为
最适生长PH值偏碱的微生物：最适PH＞8
嗜碱微生物（硝化细菌、放线菌、根瘤菌等） 耐碱微生物（干链霉菌）
最适生长PH偏碱的微生物：最适PH＜5
嗜酸微生物（硫杆菌属等）
耐酸微生物（乳酸菌、醋酸杆菌等）
嗜中性微生物：最适PH5—8
PH对微生物的影响
• 1、导致细胞膜电荷的改变。 • 2、直接影响酶的活性。 • 3、PH值影响环境中营养物的解离状态 及所带电荷的性质。
（2）微好氧菌
• 只能在较低的氧分压下才能生长的微生 物。也通过呼吸链并以氧为最终电子受 体而产能。
• 例如：霍乱弧菌、一些单胞菌属、发酵 单胞菌属等。
简述影响微生物生长的条件。
简述影响微生物生长的条件。
微生物的生长条件包括以下几个方面:
1. 营养因素：微生物的生长需要特定的营养来源，包括碳源、氮源、无机盐、能源和生长因子等。
这些营养因素的质量和数量直接影响微生物的生长。
2. 物理因素：微生物的生长受到物理因素的影响，包括 pH 值、温度、氧浓度、湿度、静水压、渗透压和辐射等。
其中，pH 值是影响微生物生长的重要因素之一，不同种类的微生物对 pH 值的生长范围有不同的要求。
3. 营养代谢：微生物的生长和代谢过程需要消耗能量，从而影响微生物的生长速度。
不同类型的微生物代谢过程也不同，一些微生物需要较长的时间来消耗能量，而另一些微生物则可以快速消耗能量。
4. 环境清洁：微生物的生长需要清洁的环境，避免污染和干扰微生物的生长。
微生物的污染可以来自细菌、病毒、真菌等，特别是实验室内部的污染，需要特别注意。
总之，微生物的生长条件需要综合考虑营养因素、物理因素、营养代谢和环境清洁等方面，确保微生物生长在最佳状态下。
简述影响微生物生长的条件。
简述影响微生物生长的条件。
微生物是一类广泛存在于地球各个环境中的微小生物体，包括细菌、真菌、病毒等。
微生物的生长受到许多条件的影响，包括温度、pH 值、营养物质、氧气和水分等。
本文将从这些方面来简述影响微生物生长的条件。
一、温度温度是影响微生物生长的重要因素之一。
微生物对温度有一定的适应性，不同的微生物对温度的需求也不同。
一般而言，微生物的生长温度范围可分为以下几类：1. 低温微生物：适宜生长温度在0-20℃之间，如冷水芽孢杆菌等。
2. 中温微生物：适宜生长温度在20-45℃之间，如大肠杆菌等。
3. 高温微生物：适宜生长温度在45-80℃之间，如极端热嗜好菌等。
温度过高或过低都会抑制微生物的生长。
当温度超过微生物的适宜生长范围时，会导致细胞内部的蛋白质变性、细胞膜破裂等损伤，从而影响微生物的生长。
二、pH值pH值是指溶液的酸碱性程度，对微生物生长有一定影响。
不同的微生物对pH值的适应范围也不同。
一般而言，微生物的生长范围可分为以下几类：1. 酸性微生物：适宜生长pH值在0-5之间，如乳酸菌等。
2. 中性微生物：适宜生长pH值在5-8之间，如大肠杆菌等。
3. 碱性微生物：适宜生长pH值在8-14之间，如碱嗜好菌等。
pH值过高或过低都会抑制微生物的生长。
当pH值超出微生物的适宜生长范围时，会影响细胞内部的酶活性、细胞膜通透性等，从而影响微生物的生长。
三、营养物质微生物的生长需要适宜的营养物质供应。
营养物质包括碳源、氮源、矿物质和微量元素等。
不同的微生物对营养物质的需求也不同。
一般而言，微生物的生长需求可分为以下几类：1. 碳源：微生物需要碳源进行能量代谢和生物体的构建，如葡萄糖、木糖等。
2. 氮源：微生物需要氮源合成蛋白质和核酸等生物分子，如氨基酸、尿素等。
3. 矿物质和微量元素：微生物需要矿物质和微量元素作为酶的辅因子，如铁、锌、镁等。
营养物质的缺乏或过量都会影响微生物的生长。
缺乏营养物质会导致微生物无法正常代谢和生长，而过量营养物质则可能导致微生物的异生现象和代谢产物的积累。
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微生物是存在于地球上各种环境中，包括土壤、水体、大气、内部和表面等各种地方。
环境因素对微生物生长和生态系统的稳定性有着重要的影响。
本文将讨论温度、pH值、水分、氧气含量和营养物质对微生物生长的影响。
首先，温度是微生物生长的重要因素。
每种微生物都有其适宜的生长温度范围。
其中，一些微生物只能在极寒或极热的环境中生长，如极地和热泉中的微生物。
大多数微生物生长的温度范围介于20℃至40℃之间。
高于最适生长温度或低于最适生长温度都会限制微生物的生长速度。
温度的变化可以改变微生物的代谢速度、细胞膜结构和酶的活性。
其次，pH值对微生物生长有显著影响。
每种微生物都有其适宜生长的pH范围。
大多数微生物适宜生长在pH6-8之间，但也有一些微生物对于酸性或碱性环境更具适应性。
当环境的pH超出微生物的适宜范围时，微生物的生长速率会下降，甚至停止生长。
水分是微生物生长的关键因素之一、细胞内的水是微生物生存所必需的，因为水是微生物代谢反应的基础。
微生物可以生长在不同水分含量的环境中，包括湿润土壤、浅水体和干旱环境等。
如果水分过低或过高，都会对微生物的生长产生负面影响。
高温和低水分使得微生物的代谢活性降低，甚至会导致细胞死亡。
氧气含量也是影响微生物生长的关键环境因素之一、微生物可以被分为需氧菌、厌氧菌和嗜氧需氧菌三类。
需氧菌需要充足的氧气来进行细胞呼吸和能量合成。
厌氧菌在没有氧气的环境下生长，它们通过发酵或其他方式来获得能量。
嗜氧需氧菌既可以在氧气充足的环境下生长，也可以在缺氧的环境中生长。
氧气含量的变化会改变微生物的生长速率和细胞呼吸的方式。
总之，环境因素对微生物的生长具有重要影响。
温度、pH值、水分、氧气含量和营养物质的变化会显著影响微生物的生理状态和生态系统的稳定性。
因此，在微生物的研究和应用过程中，对环境因素的了解和控制是至关重要的。
理化因素对微生物的影响
微生物对热的耐受力还受环境条件的影响
与培养基的营养成分有关：培养基中蛋白质含量高时比较耐热。
与pH 有关：pH适宜时不易死亡，pH不适宜时，容易死亡。
与水分有关：含水量大时容易死亡，含水量小时不容易死亡。
与含菌量有关：含菌量高，抗热性增强，含菌量低，抗热性差。
与热处理时间有关：热处理时间长，微生物易死亡。
表面活性剂的应用: 在发酵工业中表面活性剂作为消泡剂应用（现采用聚醚类代替植物油），防止发酵罐因泡沫多而跑液。表面活性剂可以改变细胞膜的通透性，使细胞内合成的代谢产物能够顺利排出胞外。（降低了发酵产物在胞内的浓度，减小产物抑制；有利于提高发酵产物的产量和简化产物的分离提取。） 表面活性剂常用于与微生物细胞膜结合的酶的提取。
三、渗透压
水或其他溶剂经过半透性膜而进行的扩散称为渗透，在渗透时溶剂通过半透性膜时的压力称为渗透压，其大小与溶液的浓度成正比。
渗透压对微生物的影响
细胞内溶质浓度与胞外溶液的溶质浓度相等时，为等渗溶液,溶液的溶质浓度高于胞内溶质浓度为高渗溶液,溶液的溶质浓度低于胞内溶质浓度为低渗溶液。 在等渗溶液中,微生物的活动保持正常,细胞外形不变。 在高渗溶液中,细胞易失水,脱水后发生质壁分离,生长受抑制或死亡。(盐渍和糖渍保藏食品) 在低渗溶液中,细胞吸水膨胀,甚至导致细胞破裂死亡。
（三）高温与低温对微生物的影响
1、高温对微生物的影响 高温下蛋白质不可逆变性，膜受热出现小孔，破坏细胞结构（溶菌）。 微生物对热的耐受力与以下因素有关: (1)微生物种类及发育阶段 嗜热菌比其它类型的菌体抗热； 有芽孢的细菌比无芽孢的菌抗热； 微生物的繁殖结构比营养结构抗热性强； 老龄菌比幼龄菌抗热。
产甘油的耐高渗酵母能在20%~40%的糖蜜中生长。
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高
压
•注意事项：
蒸
•排净冷空气；
气
•灭菌终了，缓慢降压；
灭
•灭菌结束，趁热取出物品。
菌
锅
高温对培养基的影响及其防止措施
高温对培养基的不利影响： ▲会产生混浊或形成不溶性沉淀 ▲营养成分被破坏（ PO4-3存在，葡萄糖生成酮糖，菌 不利用）； ▲褐变—梅拉特反应（在一定的温度下，氨基化合物 与糖类发生了反应）； ▲改变培养基的pH值（通常下降0.2） ； ▲形成有害物质，抑制微生物生长；降低培养基浓度
兼性好(厌)氧菌
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，无氧时借发酵 或无氧呼吸产能；细胞含有SOD和过氧化氢酶。酿 酒酵母，地衣芽孢杆菌等。
耐氧菌 可在分子氧存在下进行厌氧生活的厌氧菌。
生活不需要氧，分子氧也对它无毒害。不具有 呼吸链，依靠专性发酵及底物水平磷酸化获得 能量。细胞内存在SOD和过氧化物酶，但缺乏 过氧化氢酶。乳酸乳杆菌，乳链球菌等。
（二) 不同微生物对pH要求不同
➢微生物的生长pH值范围极广，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。
（四）微生物的生命活动对环境pH值的影
★微生物在生长过程中也会使外响界环境的pH值发生改变，原因：
•超过最低生长温度时，微生物不生 长，温度过低，甚至会死亡。
•超过最高生长温度时，微生物不生 长，温度过高，甚至会死亡。
二、氧气对微生物生长的影响
微生物对氧的需要和耐受力在不同的类 群中变化很大，根据微生物与氧的关系, 可把它们分为几种类群:
专性好氧菌: 兼性厌氧菌 好氧菌 微好氧菌：
耐氧菌： 厌氧菌
• 消除有害影响的措施 • 采用特殊的灭菌法—连续加压灭菌、气体
灭菌等；
• 过滤除菌法；易反应物分开灭菌； • 加入螯合剂防沉淀； • 易破坏物灭菌时温度适当降低。
▪煮沸消毒法
将水加热至100℃，煮沸15 min-30min，可杀死所 有营养细胞和部分芽孢，达到消毒目的。
▪巴氏消毒法（Pasteurization）：
厌氧菌 分子氧对其有毒害，短期接触空气，也会
抑制其生长甚至致死；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。古生菌类。
厌氧菌的氧毒害机制—— SOD学说(McCord,Fridovich) ➢严格厌氧微生物并不是被气态的氧所杀死，而 由于不能解除某些氧代谢产物的毒性而死亡。 ➢在氧还原为水的过程中，可形成某些有毒的中 间（离产子O物的2·）性，等质如。，过超反氧氧应化阴力氢离极（子强H2为，O2活极）性不、氧稳超，定氧兼，阴有可离分破子子坏和膜 和重要生物大分子，对微生物造成毒害或致死。 ➢好氧微生物具有降解这些产物的酶，如过氧化 氢酶、过氧化物酶、超氧化物歧化酶等， ➢严格厌氧菌缺乏SOD，易被生物体内极易产生 的超氧阴离子自由基毒害致死。SOD的功能是保 护好氧菌免受超氧化物阴离子自由基的毒害。
★湿热法(moist heat sterilization)
高压蒸气灭菌法 利用水的沸点随水蒸气压力的增加而上升，以达到 100 ℃以上高温灭菌的方法。 方法：121℃（1kg/cm2或15磅/英寸2）维持1520min
112℃（0.5kg/cm2或8磅/英寸2）20-30min。 115℃（0.75kg/cm2或11磅/英寸2）2030min。 应根据灭菌物品的性质或成分选择灭菌温度
各类菌所含对氧解毒酶
专性好氧菌 兼性厌氧菌 专性厌氧菌 微好氧菌 耐氧菌
SOD，过氧化氢酶 SOD， 过氧化氢酶 二种酶均无 少量SOD SOD， 过氧化物酶
1971年McCord和Fridovich提出的超氧化物歧化酶学说
三、pH值与微生物生长的相互影响
（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 ◆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，在 pH6.5以 上产甘油、酸。 ◆环境pH值还影响培养基中营养物质的离子 化程度
2、抗生素：
抗生素：微生物或其他生物生命活动过程中合 成的次生代谢产物或其人工衍生物，其在很低 浓度下就能抑制或干扰其它微生物的生命活动。
抗菌谱：抗生素的作用对象有一定范围，这种作用范 围称该抗生素的抗菌谱。广谱：对多种微生物有作用 （如：土霉素、四环素）；窄谱：仅对某一类微生物 有作用（如：多粘菌素）
各种抗微生物化学制剂杀菌能力的比较标准：
在临床上最早使用的消毒剂----石炭酸
石炭酸系数 在一定时间内，被试药剂能杀死全部供试 菌的最高稀释度与达到同效的石炭酸的最 高稀释度之比。一般规定处理时间为
10分钟，而供试菌定为Salmonella typhi （伤寒沙门氏菌）。
（二）、化学治疗剂
1、抗代谢类药物（生长因子类似物）:
一、常用的灭菌、消毒、抑菌及除菌的物理方法
（一）温度
高温灭菌（消毒）法
1、高温灭菌法—— 高温可引起蛋白质、 核酸等活性大分子氧 化或变性失活而导致
微生物死亡。
干热灭菌法
湿热灭菌（消毒）法
火焰灼烧法 烘箱热空气灭菌法
巴氏消毒法 煮沸消毒法 间歇灭菌法 高压蒸汽灭菌法
★干热灭菌法（dry heat sterilization） ▪焚烧法（incineration）：是将被灭菌物品在火焰 中燃烧，使所有的生物质碳化。简单、彻底，但对 被灭菌物品的破坏极大。适用于无经济价值的物品 灭菌，及不怕烧的实验器具，如接种环、镊子、试 管或三角瓶口的灭菌等。 ▪干燥热空气灭菌法(hot-air oven)：将物品放入烘 箱内，升温至150℃—170 ℃ ，维持1—2小时。适 用于玻璃、陶瓷和金属物品的灭菌，不适合液体样 品，及棉花、纸张、纤维和橡胶类物质的灭菌。 特点：由于空气传热穿透力差，菌体在脱水状态下 不易杀死，所以温度高、时间长。
3 过滤除菌法
采用滤孔比细菌还小的筛子或滤膜作 成各种过滤器，当空气或液体流经筛 子或滤膜时，微生物不能通过滤孔而 被阻留在一侧，从而达到灭菌的目的 。
（二）辐射
紫外线灭菌
使用紫外灯照射，若以面积计算，一般30 W的紫 外灯可用于15 平方米的房间消毒，照射时间为 20—30分钟，有效照射距离为1米左右。
大多数革兰氏阳性细菌（如肺炎球菌、溶血性链球菌等） 某些革兰氏阴性细菌（如痢疾杆菌、脑膜炎球菌、流感杆菌等） 对放线菌也有一定的作用。
磺胺药作用机理：
细菌需要利用对氨基苯甲酸(PABA)
合成生长所需的叶酸： 二氢蝶酸
二氢蝶酸合成酶
二氢叶酸合成酶
二氢叶酸 四氢叶酸
磺胺药
核酸合成
概念：有些化合物在结构上与生物体所必需的代谢 物很相似，干扰正常代谢活动的物质。如：磺胺类 药物。
作用机理：竞争酶的活性中心
‘假冒’正常代谢产物
与某一特定生化反应的终产物结构类似—反馈调节
种类： 磺胺药——对氨基苯甲酸(PABA) ；
•
6 - 巯基嘌呤——嘌呤；
•
异烟肼——吡哆醇。
磺胺药物是最早发现，也是最常见的化学疗剂， 抗菌谱广，能治疗多种传染性疾病。
一、温度对微生物生长的影响
温度是影响微生物生长的最重要因素之一。 温度的影响具体表现在： ▪影响酶活性 ▪影响细胞膜的流动性 ▪影响物质的溶解度
微生物的生长温度有的宽、有的窄。 E.coli-宽温微生物（10-47.5℃）； 淋病奈瑟氏球菌—窄温微生物（36-40 ℃ ）。
（一）微生物生长的三个温度基点
从微生物整体来看:
生长的温度范围一般在-10 ℃ ~100 ℃
极端下限为-30 ℃，极端上限为105~150 ℃
但对于特定的某一种微生物：
只能在一定温度范围内生长，在这个范围内，每种微生物都有 自己的生长温度三基点，即最低、最适、最高生长温度
•最适生长温度：某菌分裂代时最短 或生长速率最高时的培养温度，。
2、低温抑菌
低温——低温是通过降低酶反应速度使微生物生 长受到抑制。
▪冷藏法：5℃，微生物斜面菌种放置冷藏箱中可保 存数周至数月而不衰竭死亡；食品保鲜
▪冷冻法：食品工业中采用-10℃左右的冷冻温度较 长时间地保藏食品；冷冻法也可用作菌种保藏，但 所需温度更低，如-80℃低温冰箱、干冰或液氮中 冷冻保存。
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。
第六节 微生物生长繁殖的控制
控制有害菌的措施
杀灭
抑制
除菌
消毒 （部分杀灭）
灭菌 （彻底杀灭）
防腐
化疗
（抑制霉腐微生物） （抑制宿主体内病原菌）
杀菌 溶菌
基本概念
防腐(antisepsis)：在某些化学物质或物理因子作用下，能防止 或抑制霉腐微生物生长繁殖的一种措施
消毒(disinfection)：利用某种方法杀死或灭活物质或物体中一 些病原微生物的一种措施
灭菌(sterilization)：采用强烈的理化因素使任何物体内外部的 一切微生物永远丧失生长繁殖能力的措施
化疗(chemotherapy)：利用具有选择毒性的化学物质杀死组织 内的病原微生物或病变细胞，但对机体本身基本无毒害作用的 治疗措施。
γ射线灭菌
Co60放射性元素可放出γ射线。
二、常用的控菌方法
（一）消毒剂和防腐剂
☆消毒防腐剂的作用机理一般有下列方式: ①使微生物蛋白质凝固变性,发生沉淀.如酒 精等. ②破坏菌体的酶系统,影响菌体代谢.如过氧 化氢等. ③降低微生物表面张力,增加细胞膜的通透 性,使细胞发生破裂或溶解.如来苏儿等酚类 物质.