第五章 微生物的生长和环境条件

氧对厌氧微生物产生毒害作用的机理
O2 + e - → O2-（超氧阴离子） O2-是活性氧的形式之一，因有奇烽电子，故带负电荷， 它既有分子性质，又有离子性质，其反应力极强，性质 极不稳定，在细胞内可破坏各种重要生物高分子和膜， 也可形成其他活性氧化物，故对生物体十分有害。
氧化还原电位势(Eh)
最适生长温度： 指使微生物迅速生长的温度 。
最高生长温度： 指微生物生长繁殖的最高温度界限。
所有微生物
高温型微生物：45～55℃ 中温型微生物：25～37℃ 低温型微生物：10～15℃
致死温度： 致死微生物的最低温度界限。
致死时间： 在一定温度下杀死微生物所需要的最
短时间。
各种细菌的芽孢在湿热中的 致死温度和致死时间
特点
1）代时最短，生长速度最快；
2）细胞稳定（平衡）生长：细胞内各种 物质按比例生长，菌体成分均匀；
3）酶活性高，代谢稳定，菌体大小基本 一致。
3.稳定期 （Stationary phase）
特点：
1）生长速度为零，新生=死亡，达到动 态平衡；
2）活菌数的总量达到最大值； 3）胞内的储藏物开始形成（如肝糖粒、 脂肪粒等）；
菌种 100oC 105oC 110oC 115oC 121oC

杆菌
枯草芽孢 6~17 _
_
_
_
杆菌
嗜热脂肪 _
_
_
_
12
芽孢杆菌
肉毒梭 330 100 32
10
4
状芽孢
杆菌
破伤风 5~15 5~10 _
_
_
梭菌
各类微生物生长的温度范围
微生物 类型
高温型
最低温度 oC 30
二、水—几类微生物生长的最适aw aw：指在相同温度下密闭容器内溶液的蒸汽压与纯水
蒸汽压之比值。
微生物类群
aw
一般细菌
0.91
酵母菌
0.88
霉菌
0.80
嗜盐细菌
0.76
嗜盐真菌
0.65
嗜高渗酵母
0.60
三、辐射(Radiation)
紫外线（Ultraviolet 136~3900nm）
250~280nm最强；
4）某些芽孢菌的芽孢开始形成； 5）某些细菌过量积累次级代谢产物，如 抗生素、维生素等。
4.死亡期 （Death phase）
特点：
1）生长速率负增长； 2）细胞形态多样，出现畸形，形成衰退 型；
3）蛋白水解酶活跃，出现细胞自溶现象； 4）芽孢细菌芽孢大量释放。
第二节
环境条件对微生物的影响
Effect of Environmental Conditions on Microorganisms
灭菌（sterilization)
是指利用某种杀死物体中包括芽孢在 内的所有微生物的一种措施.
抑制(inhibition)
是在亚致死剂量因子作用下导致微生 物生长的停止，但在移去这种因子后生 长仍可以恢复的生物学现象。
死亡(death)
是在致死剂量因子或亚致死剂量因子 长时间作用下，导致微生物生长能力不 可逆丧失，即使这种因子移去后生长仍 不能恢复的生物学现象。
细菌纯培养生长曲线图
1.滞留适应期 （Lag phase）
特点：
1）.细菌数量不增加或增加很少，代谢活跃； 2）细胞内RNA，尤其是rRNA的含量很高，细 胞的嗜碱性强；
3）细胞体积增大，拉长； 4）细胞内的代谢活力强，特别是合成一些必需 的酶类；
5）抗性有所降低，对不良环境因素表现很敏感。
2.对数期 （Log phase）
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为纯培养
获得纯培养的技术
稀释平板分离法 平皿划线分离法 单细胞挑取法 利用选择性培养基分离法
稀释平板分离法获得纯培养
平皿划线分离法获得纯培养
三、细菌纯培养生长曲线
是将某种单细胞微生物少量接种到恒定 容积的液体培养基中培养，定时取样分 析。以菌数的对数为纵坐标，生长时间 为横坐标作图而的达到的曲线。
平板菌落计数法
液体稀释培养测数（Most Probable Number method ,MPN法）
3.测定细胞物质量
干重法 含氮量测定法 DNA测定法 其他生理指标测定法：
物质的消耗 产生量 对氧的吸收 发酵糖产酸量 二氧化碳的释放量等
二、纯培养技术
纯培养(Pure culture)：微生物学中
一些基本术语
化疗(Chemotherapy) 灭菌(Sterilization) 抑制(Inhibition) 死亡(Death) 防腐(Antisepsis) 消毒(Disinfection)
化疗(chemotherapy)
是指利用具有选择性的化学物质如磺 胺、抗生素等对生物体内部被微生物感 染的组织或病变细胞进行治疗，以杀死 组织内的病原微生物或病变细胞，但对 机体本身无毒害作用的治疗措施。
UV杀菌机理： 1）形成胸腺嘧啶二聚体； 2）电离辐射作用。
四、超声波
超声波可通过其高频率震动与细胞振动 的不和谐而造成细胞周围环境的局部真 空，导致细胞周围压力的极大变化，这 种压力变化促使细胞破裂，引起机体死 亡。 微生物细胞破碎常用方法
五、氢离子浓度（pH）
微生物
圆褐固氮菌 大豆根瘤菌 亚硝酸细菌
第五章
微生物的生长和环境条件
Microbial Growth and Environments
第一节
微生物的生长 Microbial Growth
微生物的生长与繁殖
微生物生长(Growth)：是指细胞物质有 规律地、不可逆增加的生物过程。
微生物繁殖(Reproduction)：是微生物生 长到一定阶段由于细胞内各种细胞结构 的复杂和重建导致产生新的生命个体， 即引起生命个体数量增加的整个生物学 过程。
结晶紫等
第五章
微生物的生长和环境条件
结束
氧化硫硫杆菌
嗜酸乳杆菌
放线菌 酵母菌 黑曲霉
最低pH值 4.5 4.2 7.0 1.0 4.0~4.6 5.0 3.0 1.5
最适pH值 7.4~7.6 6.8~7.0 7.8~8.6 2.0~2.8 5.8~6.0 7.0~8.0 5.0~6.0 5.0~6.0
最高pH值 9.0 11.0 9.4 4.0~6.0 6.8 10.0 8.0 9.0
湿热灭菌
煮沸消毒法：100 ℃，15分钟以上。 高压蒸汽灭菌法：1.05kg/cm2（15b/in）的蒸汽 压，121℃处理15~30分钟。 间隙灭菌法：用流通蒸汽反复多次处理的灭菌 法。 巴斯德消毒法：用较低的温度（如62~63 ℃，30 分钟）处理牛奶、酒类等饮料，以杀死其中的病 原菌如结核杆菌、伤寒杆菌等，同时又不损害营 养与风味的方法。
好氧微生物：> +0.1 V；最适+0.3~+0.4V； 厌氧微生物：<-0.1V;
七、化学药物
1.重金属盐类：0.1% HgCl2、AgNO3等 2.氧化剂：KMnO4、H2O2、Cl2等 3.还原剂：甲醛等 4.表面活性剂： 乙醇、酚、来苏儿等 5.其它化学药物： 1%KOH、1%H2SO4、
防腐（antisepsis)
是在某些化学物质或物理因子作用下， 能防止或抑制微生物生长的一种措施， 它能防止食品腐败或防止其它物质霉变。
消毒（disinfection)
是利用某种方法杀死或灭活物质或物 质中所有病原微生物的一种措施,它可以 起到防止感染或传播的作用.
一、温度
特定微生物
最低生长温度: 指微生物能进行繁殖的最低温度界限。
一、微生物生长量的测定
1.直接计数法（全数法）： 2.间接计数法（活菌计数法） 3.测定细胞物质量
1.直接计数法（全数法）
计数器计数法： 涂片染色计数法 比浊法
计数器计数法
2.间接计数法（活菌计数法）
平板菌落计数法 液体稀释培养测数（Most Probable Number method ,MPN法）
最适温度 oC 45~55
最高温度 oC
60~75
中温型
5
25~37
45~50
低温型
0
10~15
20~30
利用高温灭菌的方法
干热灭菌 湿热灭菌
干热灭菌
干热灭菌法：160℃处理1~2小时。适
用于玻璃器皿、金属用具等耐热物品的灭 菌。优点：可保持物品的干燥。
灼热灭菌法：常用于金属性接种工具、
污染物品及实验材料等废弃物的处理。
pH对微生物生长的影响
由于氢离子与细胞膜上的酶相互作用,氢 离子也影响细胞壁中的酶活性; pH值影响培养基中有机化合物的离子化, 从而间接影响微生物; pH值影响营养物质的溶解度; pH影响代谢产物的积累; 抑制杂菌生长.
pH对有机酸渗入细胞的影响
六、氧和氧化还原电位
氧 氧化还原电位
氧
好氧微生物 微好氧微生物 氧的忍耐型 兼性厌养微生物 专性厌养微生物