微生物的生長(zhǎng)及控制

微生物的生長(zhǎng)及控制第一頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期六單個(gè)微生物細(xì)胞合適的外界條件，吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，進(jìn)行代謝。同化作用的速度超過了異化作用個(gè)體的生長(zhǎng)原生質(zhì)的總量（重量、體積、大?。┚筒粩嘣黾尤绻骷?xì)胞組分是按恰當(dāng)?shù)谋壤鲩L(zhǎng)時(shí)，則達(dá)到一定程度后就會(huì)發(fā)生繁殖，引起個(gè)體數(shù)目的增加。群體內(nèi)各個(gè)個(gè)體的進(jìn)一步生長(zhǎng)群體的生長(zhǎng)第二頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期六個(gè)體生長(zhǎng)個(gè)體繁殖群體群體生長(zhǎng)=個(gè)體生長(zhǎng)+個(gè)體繁殖數(shù)量量第三頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期六第一節(jié)測(cè)定生長(zhǎng)繁殖的方法一、測(cè)生長(zhǎng)量二、計(jì)繁殖數(shù)1、直接法測(cè)體積法(粗放)稱干重法(精確)2、，間接法比濁法：分光光度法(OD)生理指標(biāo)法：測(cè)含氮量第四頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期六1、直接法：用血球計(jì)數(shù)板在顯微鏡下進(jìn)行計(jì)數(shù)二、計(jì)繁殖數(shù)2、間接法：用平板菌落進(jìn)行的活菌計(jì)數(shù)菌數(shù)/mL=cfuX稀釋度X10第五頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期六第二節(jié)微生物的生長(zhǎng)規(guī)律一、微生物的個(gè)體生長(zhǎng)和同步生長(zhǎng)三、微生物的連續(xù)培養(yǎng)方法二、微生物的典型生長(zhǎng)曲線第六頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期六獲得微生物純培養(yǎng)的方法概念：從一個(gè)細(xì)胞得到的后代稱為純培養(yǎng)。方法：稀釋倒平板法；劃線法。一、微生物的個(gè)體生長(zhǎng)和同步生長(zhǎng)第七頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期六同步培養(yǎng)（synchronousculture）：即設(shè)法使群體中的所有細(xì)胞盡可能都處于同樣細(xì)胞生長(zhǎng)和分裂同期中，然后分析此群體的各種生物化學(xué)特征，從而了解單個(gè)細(xì)胞所發(fā)生的變化。同步生長(zhǎng)通過同步培養(yǎng)的手段而使細(xì)胞群體中各個(gè)體處于分裂步調(diào)一致的生長(zhǎng)狀態(tài)；第八頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期六二、單細(xì)胞微生物的典型生長(zhǎng)曲線(growthcurve)第九頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期六將少量純種單細(xì)胞微生物接種到恒容積的液體培養(yǎng)基中后，在適宜的溫度、通氣（厭氧菌除外）等條件下，它們的群體會(huì)有規(guī)律地生長(zhǎng)起來。每隔一定時(shí)間取樣，測(cè)菌細(xì)胞數(shù)目。以細(xì)胞數(shù)目的對(duì)數(shù)值作縱坐標(biāo)，以培養(yǎng)時(shí)間作橫坐標(biāo)，可以畫出一條有規(guī)律的曲線即單細(xì)胞微生物的典型生長(zhǎng)曲線。生長(zhǎng)曲線代表了單細(xì)胞微生物在新的環(huán)境中從開始生長(zhǎng)、分裂直至死亡的整個(gè)動(dòng)態(tài)變化過程。第十頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期六培養(yǎng)時(shí)間(h)I延滯期II指數(shù)期III穩(wěn)定期IV衰亡期0生長(zhǎng)速度總菌數(shù)活菌數(shù)IIIIIIIVlg細(xì)胞數(shù)(個(gè)/ml)微生物的典型生長(zhǎng)曲線(growthcurve)第十一頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期六Ⅰ延滯期(lagphase)⑤對(duì)外界不良條件例如NaCl溶液濃度、溫度和抗生素等化學(xué)藥物的反應(yīng)敏感。

指少量微生物接種到新鮮培養(yǎng)液中后，在開始培養(yǎng)的一段時(shí)間內(nèi)細(xì)胞數(shù)目不增加的時(shí)期。①生長(zhǎng)速率常數(shù)R等于零。②細(xì)胞形態(tài)變大或增長(zhǎng)。③細(xì)胞內(nèi)RNA尤其是rRNA含量增高，原生質(zhì)呈嗜堿性。④合成代謝活躍，核糖體、酶類和ATP的合成加快，易產(chǎn)生誘導(dǎo)酶。第十二頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期六影響延滯期長(zhǎng)短的因素（1）接種齡（2）接種量（3）培養(yǎng)基成分Ⅰ延滯期(lagphase)出現(xiàn)延滯期的原因？第十三頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期六把細(xì)菌接種到新鮮的培養(yǎng)基中培養(yǎng)時(shí)，并不立即進(jìn)行分裂繁殖，細(xì)菌增殖數(shù)為0，這時(shí)需要合成多種酶，輔酶和某些中間代謝產(chǎn)物，要經(jīng)過一個(gè)調(diào)整和適應(yīng)過程。延滯期出現(xiàn)原因縮短延滯期的意義和方法接種對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的菌種，采用最適菌齡加大接種量用與培養(yǎng)菌種相同組成分的培養(yǎng)基第十四頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期六Ⅱ指數(shù)期(exponentialphase)

是指在生長(zhǎng)曲線中，緊接著延滯期的一段細(xì)胞數(shù)以幾何級(jí)數(shù)增長(zhǎng)的時(shí)期。①生長(zhǎng)速率常數(shù)R最大，代時(shí)G最短；②整個(gè)群體的生理特性較一致；④酶系活躍，代謝旺盛。③細(xì)胞各成分平衡增長(zhǎng)，生長(zhǎng)速率恒定；第十五頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期六三個(gè)重要參數(shù)（1）繁殖代數(shù)(n)（2）生長(zhǎng)速率常數(shù)(R)（3）代時(shí)(G)Ⅱ指數(shù)期(exponentialphase)第十六頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期六G=(t2-t1)/n=(t2-t1)/3.322(lgX2-lgX1)R=1/G=3.322(lgX2-lgX1)/(t2-t1)

X2=X1·2n兩邊取對(duì)數(shù)：lgX2=lgX1+nlg2（lg2=0.301）n=3.322(lgX2-lgX1)Ⅱ指數(shù)期(exponentialphase)x2x1t1t2第十七頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期六影響代時(shí)長(zhǎng)短的因素（1）菌種（2）營(yíng)養(yǎng)成分（3）營(yíng)養(yǎng)物濃度（4）培養(yǎng)溫度細(xì)胞數(shù)或菌體量時(shí)間8.0mg/ml6.0mg/ml4.0mg/ml2.0mg/ml1.0mg/ml0.5mg/ml0.2mg/ml營(yíng)養(yǎng)物濃度對(duì)生長(zhǎng)速度和菌體產(chǎn)量的影響Ⅱ指數(shù)期(exponentialphase)第十八頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期六指數(shù)期的實(shí)踐意義指數(shù)期的微生物具有整個(gè)群體的生理特性一致、細(xì)胞各成分平衡增長(zhǎng)和生長(zhǎng)速率恒定等優(yōu)點(diǎn)。（1）用作代謝、生理等研究的良好材料；（2）是增殖噬菌體的最適宿主；（3）是發(fā)酵工業(yè)中用種子的最佳材料。（4）進(jìn)行染色、形態(tài)觀察等的良好材料。第十九頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期六Ⅲ穩(wěn)定期(stationaryphase)又稱恒定期或最高生長(zhǎng)期。處于穩(wěn)定期的微生物，新增殖的細(xì)胞數(shù)與老細(xì)胞的死亡數(shù)幾乎相等，整個(gè)培養(yǎng)物中二者處于動(dòng)態(tài)平衡，此時(shí)的生長(zhǎng)速度又逐漸趨向零。出現(xiàn)原因營(yíng)養(yǎng)的消耗營(yíng)養(yǎng)物比例失調(diào)有害代謝產(chǎn)物積累PH值等理化條件不適第二十頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期六Ⅲ穩(wěn)定期(stationaryphase)①生長(zhǎng)速率常數(shù)R=0，即新繁殖的細(xì)胞數(shù)與衰亡的細(xì)胞數(shù)相等；②菌體產(chǎn)量達(dá)到最高點(diǎn)，且產(chǎn)量與營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消耗出現(xiàn)有規(guī)律的比例關(guān)系，用生長(zhǎng)產(chǎn)量常數(shù)Y表示；Y=(X-X0)/C0-C=(X-X0)/C0

X：穩(wěn)定期的細(xì)胞干重(g/ml培養(yǎng)液）X0：剛接種時(shí)的細(xì)胞干重C0

：限制性營(yíng)養(yǎng)物的最初濃度(g/ml)C：穩(wěn)定時(shí)期限制性營(yíng)養(yǎng)物的濃度第二十一頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期六菌體產(chǎn)量與營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消耗間呈現(xiàn)出有規(guī)律的比例關(guān)系。細(xì)胞內(nèi)開始積聚糖原、異染顆粒和脂肪等內(nèi)含物；芽孢桿菌一般在這時(shí)開始形成芽孢；通過復(fù)雜的次生代謝途徑合成各種次生代謝物。第二十二頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期六③通過對(duì)穩(wěn)定期到來原因的研究，促進(jìn)了連續(xù)培養(yǎng)原理的提出和工藝、技術(shù)的創(chuàng)建；①對(duì)以生產(chǎn)菌體或與菌體生長(zhǎng)相平行的代謝產(chǎn)物(SCP、乳酸)等為目的的一些發(fā)酵生產(chǎn)來說，穩(wěn)定期是產(chǎn)物的最佳收獲期：②是對(duì)維生素、堿基和氨基酸等生長(zhǎng)因子進(jìn)行生物測(cè)定的最佳測(cè)定時(shí)期；穩(wěn)定期的實(shí)踐意義第二十三頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期六細(xì)菌死亡率逐漸增加，以致死亡數(shù)大大超過新生數(shù)，群體中活細(xì)菌的數(shù)目急劇下降，出現(xiàn)“負(fù)生長(zhǎng)”，此階段叫衰亡期，又稱死亡期。IV衰亡期(deathphase)第二十四頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期六IV衰亡期(deathphase)1、特點(diǎn)：（1）細(xì)胞死亡數(shù)增加，死亡數(shù)大大超過新增殖的細(xì)胞數(shù)，群體中的活菌數(shù)目急劇下降，出現(xiàn)“負(fù)生長(zhǎng)”（

R＜0）；（2）細(xì)胞出現(xiàn)多形態(tài)，畸形或衰退形；（3）因菌體本身產(chǎn)生的水解酶及代謝產(chǎn)物的作用，使菌體死亡、自溶等。（4）有的微生物進(jìn)一步合成或釋放次生代謝物。（5）芽孢桿菌在此期釋放芽孢等。第二十五頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期六影響衰亡期的因素及實(shí)踐意義與菌種的遺傳特性有關(guān):有些細(xì)菌的培養(yǎng)經(jīng)歷所有的各個(gè)生長(zhǎng)時(shí)期，幾天以后死亡,有些細(xì)菌培養(yǎng)幾個(gè)月乃至幾年以后仍然有一些活的細(xì)胞；與是否產(chǎn)芽孢有關(guān)：產(chǎn)芽孢的細(xì)菌更易于幸存下來；與營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和有毒物質(zhì)有關(guān)：補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)和能源，以及中和環(huán)境毒性，可以減緩死亡期細(xì)胞的死亡速率，延長(zhǎng)細(xì)菌培養(yǎng)物的存活時(shí)間。第二十六頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期六單細(xì)胞微生物生長(zhǎng)的四個(gè)時(shí)期生長(zhǎng)特點(diǎn)成因菌體特征應(yīng)用及其它延滯期對(duì)數(shù)期穩(wěn)定期衰亡期不立即繁殖繁殖速度最快出生率等于死亡率,活菌數(shù)最大,代謝產(chǎn)物大量積累死亡超過繁殖適應(yīng)新環(huán)境條件適宜生存條件開始惡化生存條件極度惡化代謝活躍,體積增長(zhǎng)較快個(gè)體形態(tài)和生理特性穩(wěn)定有些種類出現(xiàn)芽孢出現(xiàn)畸變與菌種和培養(yǎng)條件有關(guān)生產(chǎn)用菌種科研材料改善和控制條件,延長(zhǎng)穩(wěn)定期細(xì)胞裂解釋放產(chǎn)物第二十七頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期六三、微生物的連續(xù)培養(yǎng)方法分批培養(yǎng)：將微生物置于一定容積的定量的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，培養(yǎng)基一次性加入。不再補(bǔ)充和更換，最后一次性收獲。連續(xù)培養(yǎng)：在微生物培養(yǎng)的過程中，不斷地供給新鮮的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，同時(shí)排除含菌體及代謝產(chǎn)物的發(fā)酵液，讓培養(yǎng)的微生物長(zhǎng)時(shí)間地處于對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期，以利于微生物的增殖速度和代謝活性處于某種穩(wěn)定狀態(tài)。第二十八頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期六分批培養(yǎng)與連續(xù)培養(yǎng)的比較第二十九頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期六

是一種根據(jù)培養(yǎng)器內(nèi)微生物的生長(zhǎng)密度，并借光電控制系統(tǒng)來控制培養(yǎng)液流速，使細(xì)菌培養(yǎng)液保持恒定的連續(xù)培養(yǎng)方法；主要用于獲得大量菌體或與菌體相平行的代謝產(chǎn)物。1.恒濁器(turbidostat)第三十頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期六特點(diǎn)：基質(zhì)過量，微生物始終以最高速率進(jìn)行生長(zhǎng)，并可在允許范圍內(nèi)控制不同的菌體密度；但工藝復(fù)雜，煩瑣。第三十一頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期六2、恒化器(chemostat)是一種設(shè)法使培養(yǎng)液的流速保持不變，并使微生物始終在低于其最高生長(zhǎng)速率的條件下進(jìn)行繁殖的連續(xù)培養(yǎng)裝置；主要獲得不同生長(zhǎng)速率的菌體；第三十二頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期六特點(diǎn)：維持營(yíng)養(yǎng)成分的亞適量，控制微生物生長(zhǎng)速率。菌體生長(zhǎng)速率恒定，菌體均一、密度穩(wěn)定，產(chǎn)量低于最高菌體產(chǎn)量。第三十三頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期六裝置恒濁器恒化器控制對(duì)象菌體密度(內(nèi)控制)培養(yǎng)基流速(外控制)培養(yǎng)基無限制生長(zhǎng)因子有限制生長(zhǎng)因子培養(yǎng)基流速不恒定恒定生長(zhǎng)速率最高速率低于最高速率產(chǎn)物大量菌體或與菌體相平行的代謝產(chǎn)物不同生長(zhǎng)速率的菌體應(yīng)用范圍生產(chǎn)為主實(shí)驗(yàn)室為主恒濁器與恒化器的比較第三十四頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期六連續(xù)培養(yǎng)的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)高效自控產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定節(jié)約動(dòng)力、人力、水和蒸汽等缺點(diǎn)菌種容易退化容易污染雜菌營(yíng)養(yǎng)物的利用率低于單批培養(yǎng)第三十五頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期六連續(xù)發(fā)酵將連續(xù)培養(yǎng)用于發(fā)酵，即為連續(xù)發(fā)酵，相對(duì)于單批發(fā)酵而言。SCP的生產(chǎn)、乙醇、乳酸、丙酮和丁醇的發(fā)酵、石油脫蠟、污水處理等應(yīng)用。優(yōu)點(diǎn)：高效，簡(jiǎn)化了操作裝料、滅菌、出料、清洗發(fā)酵罐等單元操作；自控：便于利用各種儀表進(jìn)行自動(dòng)控制；產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定；節(jié)約大量動(dòng)力、人力、水和蒸汽，且使水、汽、電的負(fù)荷均衡合理。缺點(diǎn)：菌種易于退化；易于遭到雜菌污染；營(yíng)養(yǎng)物利用率低于單批培養(yǎng)。連續(xù)發(fā)酵的生產(chǎn)時(shí)間受以上因素限制，一般只能維持?jǐn)?shù)月~1年。第三十六頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期六第三節(jié)影響微生物生長(zhǎng)的主要因素一、溫度二、氧氣三、pH值第三十七頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期六一、溫度對(duì)微生物生長(zhǎng)的影響溫度對(duì)微生物的影響具體表現(xiàn)在直接影響細(xì)胞內(nèi)的各種生化反應(yīng)：影響酶活性：溫度變化影響酶促反應(yīng)速率，最終影響細(xì)胞合成。影響細(xì)胞膜的流動(dòng)性：溫度高，流動(dòng)性大，有利于物質(zhì)的運(yùn)輸，溫度低，流動(dòng)性降低，不利于物質(zhì)運(yùn)輸。影響物質(zhì)的溶解度，對(duì)生長(zhǎng)有影響。第三十八頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期六溫度是影響微生物生長(zhǎng)的一個(gè)重要因子。每種微生物都有自己的生長(zhǎng)溫度三基點(diǎn)，即最低、最適、最高生長(zhǎng)溫度。最適生長(zhǎng)溫度：某菌分裂代時(shí)最短或生長(zhǎng)速率最高時(shí)的培養(yǎng)溫度。第三十九頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期六以青霉素的生產(chǎn)為例：

培養(yǎng)165小時(shí)采用分段控制溫度的方法，其青霉素產(chǎn)量比始終在30℃培養(yǎng)提高了14.7%。分段控制方式：0~5小時(shí)，30℃；

5~40小時(shí)，25℃；

40~125小時(shí)，20℃；

125~165小時(shí)，25℃。第四十頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期六第四十一頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期六

微生物的三種類型(溫度）第四十二頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期六二、氧氣對(duì)微生物生長(zhǎng)的影響根據(jù)微生物與氧的關(guān)系,可把它們分為幾種類群:

專性好氧菌（

必須有氧存在）好氧菌微好氧菌（有氧無氧均可，但有氧更好）兼性好氧菌（只在較低的氧分壓下生長(zhǎng)

）耐氧厭氧菌（不需氧，但有氧也能生存，氧無毒害）

厭氧菌

(專性)厭氧菌（氧有毒害，甚至致死）

第四十三頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期六專性好氧菌：必須在有分子氧的條件下才能生長(zhǎng)；細(xì)胞含有超氧物歧化酶（SOD）和過氧化氫酶。絕大多數(shù)真菌、多數(shù)細(xì)菌和放線菌。兼性好氧菌：在有氧或無氧條件下均能生長(zhǎng)，但有氧情況下生長(zhǎng)得更好；細(xì)胞含有SOD和過氧化氫酶。許多酵母菌和不少細(xì)菌。微好氧菌：只能較低的氧分壓下才能正常生長(zhǎng)，?；魜y弧菌、發(fā)酵單胞菌屬、彎曲菌屬等。第四十四頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期六耐氧菌：生活不需要氧，分子氧也對(duì)它無毒害。依靠專性發(fā)酵獲得能量。細(xì)胞內(nèi)存在SOD和過氧化物酶，但缺乏過氧化氫酶。乳酸菌多為耐氧菌。厭氧菌：分子氧對(duì)它有毒害。生命活動(dòng)所需能量通過發(fā)酵、無氧呼吸、循環(huán)光合磷酸化或甲烷發(fā)酵提供；細(xì)胞內(nèi)缺乏SOD和細(xì)胞色素氧化酶，大多數(shù)還缺乏過氧化氫酶。第四十五頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期六五類與氧關(guān)系不同的微生物在半固體瓊脂柱中的生長(zhǎng)狀態(tài)（模式圖）好氧菌兼性好氧菌厭氧菌耐氧菌微好氧菌第四十六頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期六在培養(yǎng)不同類型的微生物時(shí)，要采用相應(yīng)的措施:培養(yǎng)好氧微生物：需振蕩或通氣，保證充足的氧氣。培養(yǎng)專性厭氧微生物：需排除環(huán)境中的氧氣，同時(shí)在培養(yǎng)基中添加還原劑，降低培養(yǎng)基中的氧化還原電位勢(shì)。培養(yǎng)兼性厭氧或耐氧微生物：可深層靜止培養(yǎng)。第四十七頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期六各類菌所含對(duì)氧解毒酶

專性好氧菌SOD，過氧化氫酶兼性厭氧菌SOD，過氧化氫酶專性厭氧菌二種酶均無微好氧菌少量SOD耐氧菌SOD，過氧化物酶第四十八頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期六

厭氧菌體內(nèi)無SOD(超氧化物歧化酶)，因此受生物體內(nèi)普遍存在的超氧陰離子自由基的毒害作用。厭氧菌的氧毒害機(jī)制——SOD學(xué)說：第四十九頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期六生物體中超氧陰離子的形成與去除O2+e

O2-·

超氧陰離子在細(xì)胞內(nèi)可由酶促或非酶促形成。超氧物陰離子歧化酶（SOD）是在生物進(jìn)化中發(fā)展出來的一種自我保護(hù)方式。第五十頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期六H2O+1/2O22H2O2·O2-+2H+H2O2+O2SOD一切好氧生物及耐氧菌過氧化氫酶一切好氧生物NADH2NAD過氧化物酶耐氧菌第五十一頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期六三、pH值對(duì)微生物生長(zhǎng)影響（一）環(huán)境pH值對(duì)微生物生長(zhǎng)的影響影響膜表面電荷的性質(zhì)及膜的通透性，進(jìn)而影響對(duì)物質(zhì)的吸收能力。改變酶活、酶促反應(yīng)的速率及代謝途徑：如：酵母菌在pH4.5～5產(chǎn)乙醇，在pH6.5以上產(chǎn)甘油、酸。環(huán)境pH值還影響培養(yǎng)基中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的離子化程度，從而影響營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)吸收，或有毒物質(zhì)的毒性。第五十二頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期六微生物的生長(zhǎng)pH值范圍極廣，從pH<2~>10都有微生物能生長(zhǎng)。但是絕大多數(shù)種類都生活在pH5.0~9.0之間。微生物生長(zhǎng)的pH值三基點(diǎn)：各種微生物都有其生長(zhǎng)的最低、最適和最高pH值。低于最低、或超過最高生長(zhǎng)pH值時(shí)，微生物生長(zhǎng)受抑制或?qū)е滤劳?。第五十三頁，共九十九頁，編輯?023年，星期六(一)嗜中性微生物生長(zhǎng)的pH范圍是pH5.—8.0，最適生長(zhǎng)pH近中性（pH7.0）。大多數(shù)細(xì)菌屬于嗜中性微生物。（二）嗜酸性微生物最適生長(zhǎng)pH在5.5以下生長(zhǎng)的微生物稱之為嗜酸性微生物。（三）嗜堿性微生物生長(zhǎng)的pH范圍是pH7.0—11.5，最適生長(zhǎng)pH在8.0以上。第五十四頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期六第五十五頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期六第五十六頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期六（二）微生物細(xì)胞內(nèi)的pH值雖然微生物生活的環(huán)境pH值范圍較寬，但是其細(xì)胞內(nèi)的pH值卻相當(dāng)穩(wěn)定，一般都接近中性。這種維持細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)定中性pH值的特性能夠保持細(xì)胞內(nèi)各種生物活性分子的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和細(xì)胞內(nèi)酶所需要的最適pH值。微生物胞內(nèi)酶的最適pH值一般為中性，胞外酶的最適pH值接近環(huán)境pH值。第五十七頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期六（三）微生物的生命活動(dòng)對(duì)環(huán)境pH值的影響

微生物在生長(zhǎng)過程中也會(huì)使外界環(huán)境的pH值發(fā)生改變，原因：由于有機(jī)物分解：分解糖類、脂肪等，產(chǎn)生酸性物質(zhì)，使培養(yǎng)液pH值下降；分解蛋白質(zhì)、尿素等，產(chǎn)生堿性物質(zhì)，使培養(yǎng)液pH值上升由于無機(jī)鹽選擇性吸收：銨鹽吸收(NH4)2SO4H2SO4，pH↓硝酸鹽吸收NaNO3NaOH，pH↑NH4+被吸收NO3-被吸收第五十八頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期六措施pH調(diào)節(jié)治標(biāo)治本過酸時(shí)：過堿時(shí)：加NaOH、Na2CO3等堿液中和過堿時(shí)：加H2SO4、HCl等酸液中和過酸時(shí)過堿時(shí)加適當(dāng)?shù)矗杭幽蛩?、NaNO3、NH4OH或蛋白質(zhì)提高通氣量加適當(dāng)碳源：加糖、乳酸、醋酸、檸檬酸或油脂等降低通氣量第五十九頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期六第四節(jié)微生物培養(yǎng)方法概論微生物培養(yǎng)方法生產(chǎn)實(shí)踐實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)法固體培養(yǎng)好氧菌的培養(yǎng)厭氧菌的培養(yǎng)液體培養(yǎng)好氧菌的培養(yǎng)厭氧菌的培養(yǎng)固體培養(yǎng)好氧菌的培養(yǎng)厭氧菌的培養(yǎng)液體培養(yǎng)好氧菌的培養(yǎng)厭氧菌的培養(yǎng)第六十頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期六1、好氧菌的實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)固體培養(yǎng)試管斜面培養(yǎng)皿瓊脂平板液體培養(yǎng)試管液體培養(yǎng)三角瓶淺層液體培養(yǎng)搖瓶培養(yǎng)（振蕩培養(yǎng)）臺(tái)式發(fā)酵罐培養(yǎng)第六十一頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期六2、厭氧菌的實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)高層瓊脂柱第六十二頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期六厭氧罐技術(shù)第六十三頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期六厭氧手套箱第六十四頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期六3、生產(chǎn)實(shí)踐中培養(yǎng)微生物的裝置第六十五頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期六第五節(jié)有害微生物的控制第六十六頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期六1、滅菌(sterilization)

采用強(qiáng)烈的理化因素使任何物體內(nèi)外部的一切微生物永遠(yuǎn)喪失其生長(zhǎng)繁殖能力的措施。例如各種高溫滅菌措施等?？偩鷶?shù)活菌數(shù)細(xì)胞數(shù)的對(duì)數(shù)細(xì)胞數(shù)的對(duì)數(shù)時(shí)間時(shí)間殺菌溶菌第六十七頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期六2、消毒(disinfection)

消毒是一種采用較溫和的理化因素，僅殺死物體表面或內(nèi)部一部分對(duì)人體有害的病原菌，而對(duì)被消毒的物體基本無害的措施。舉例：一些常用的對(duì)皮膚、水果、飲用水進(jìn)行藥劑消毒的方法；對(duì)啤酒、牛奶、果汁和醬油等進(jìn)行消毒處理的巴氏消毒法等；第六十八頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期六3、防腐(antisepsis)

防腐就是利用某種理化因素完全抑制霉腐微生物的生長(zhǎng)繁殖，從而達(dá)到防止食品等發(fā)生霉腐的措施。防腐的常用措施低溫缺氧干燥高滲高酸度防腐劑第六十九頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期六4、化學(xué)治療(chemotherapy)

它是利用具有高度選擇毒力（selectivetoxicity，即對(duì)病原菌具有高度毒力而對(duì)宿主無顯著毒性）的化學(xué)物質(zhì)來抑制宿主體內(nèi)病原微生物的生長(zhǎng)繁殖，借以達(dá)到治療該傳染病的一種措施。用于化療目的的化學(xué)物質(zhì)稱化學(xué)治療劑；一些重要的化學(xué)治療劑種類：各種抗生素磺胺類藥物中草藥中的有效成分等第七十頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期六比較項(xiàng)目滅菌消毒防腐化療處理因素強(qiáng)理、化因素理、化因素理、化因素化學(xué)治療劑處理對(duì)象任何物體內(nèi)外的一切微生物物體表面的病原菌物體內(nèi)外的一切微生物宿主體內(nèi)的病原菌作用效果徹底殺滅殺死或抑制抑制或殺死抑制或殺死實(shí)例加壓蒸汽滅菌，輻射滅菌，殺菌劑70%酒精消毒，巴氏消毒法冷藏、干燥、糖漬、鹽腌、缺氧、防腐劑抗生素、磺胺藥、生物藥物素滅菌、消毒、防腐和化療的比較第七十一頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期六（一）物理方法——高溫滅菌第七十二頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期六烘箱內(nèi)熱空氣滅菌法150~170℃1~2h徹底殺滅細(xì)菌；適用于金屬和玻璃器皿的滅菌；火焰灼燒法

僅適用于接種環(huán)、接種針的滅菌或帶病原菌的材料、動(dòng)物尸體的燒毀等。干熱滅菌法第七十三頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期六1、熱蒸汽對(duì)細(xì)胞成分的破壞作用更強(qiáng)；2、熱蒸汽比熱空氣穿透力更強(qiáng)；3、蒸汽存在潛熱，當(dāng)氣體轉(zhuǎn)變成液體時(shí)可放出大量熱量；4、可迅速提高滅菌物體的溫度。相同溫度下，濕熱滅菌比干熱滅菌好；濕熱滅菌法第七十四頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期六濕熱滅菌法分類1、常壓下（1）巴斯德消毒法：一種低溫濕熱消毒法。低溫維持法：63℃，30min處理牛奶。高溫瞬時(shí)法：72℃，15s處理牛奶。（2）煮沸消毒法將水加熱至100℃，煮沸15min～30min，可殺死所有營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞和部分芽孢，達(dá)到消毒物品的目的。第七十五頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期六（3）間歇滅菌法（分段滅菌法、丁達(dá)爾滅菌法）80~100℃

，15~60min殺滅所有微生物的營(yíng)養(yǎng)體；

37℃

或室溫保溫過夜，誘發(fā)芽孢萌發(fā)為營(yíng)養(yǎng)體；重復(fù)上述步驟三次，在較低的滅菌溫度下徹底滅菌；適用于不耐熱培養(yǎng)基的滅菌。第七十六頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期六2、加壓下（1）高壓蒸汽滅菌法利用水的沸點(diǎn)隨水蒸氣壓力的增加而上升，以達(dá)到100℃以上高溫滅菌的方法。方法：121℃（1kg/cm2或15磅/英寸2）維持15～20min。

112℃（0.5kg/cm2或8磅/英寸2）20～30min。

115℃（0.75kg/cm2或11磅/英寸2）20～30min。應(yīng)根據(jù)滅菌物品的性質(zhì)或成分選擇滅菌溫度。例如：生理鹽水、營(yíng)養(yǎng)瓊脂等培養(yǎng)基用121℃。含葡萄糖、乳糖、氨基酸等培養(yǎng)基用112℃。適用：耐高溫物品，玻璃儀器、含水或不含水的物品。

第七十七頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期六高壓蒸汽滅菌鍋構(gòu)造1、壓力表2、安全閥3、放氣閥4、軟管5、緊固螺栓6、滅菌桶7、篩架8、水手提式高壓蒸汽滅菌鍋第七十八頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期六1、加水至止水線；2、滅菌物品包裹好；3、開啟放氣閥；4、加熱排氣；5、達(dá)到預(yù)定表壓，開始計(jì)時(shí)；6、關(guān)閉熱源，當(dāng)壓力降至0.05MPa時(shí)，緩慢開啟放氣閥。高壓蒸汽滅菌鍋使用方法第七十九頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期六（2）連續(xù)加壓蒸汽滅菌法（連消法）加壓條件下，培養(yǎng)基在管道的流動(dòng)過程中快速升溫、維持和冷卻，然后流入發(fā)酵罐。優(yōu)點(diǎn)：（1）可以減少培養(yǎng)基中的有效成分因長(zhǎng)時(shí)間加熱而遭受的破壞；（2）所用時(shí)間短，提高發(fā)酵罐的利用率；（3）提高鍋爐使用效率；（4）適宜工業(yè)化生產(chǎn)。第八十頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期六4、過濾1、低溫冷藏法冷凍法2、輻射：紫外線、電離輻射和強(qiáng)可見光等3、干燥和滲透壓（高滲）其他物理控制方法第八十一頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期六過濾除菌第八十二頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期六（二）化學(xué)方法殺菌第八十三頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期六1.表面消毒劑(surfacedisinfactant)消毒劑:對(duì)一切活細(xì)胞都有毒性，不能用作活細(xì)胞內(nèi)或機(jī)體內(nèi)治療用的化學(xué)藥劑。主要用于抑制或殺滅物體表面、器械、排泄物和環(huán)境中的微生物。如皮膚、粘膜、傷口等處防止感染。消毒防腐劑的作用機(jī)理①使微生物蛋白質(zhì)凝固變性，發(fā)生沉淀。如酒精等；②破壞菌體的酶系統(tǒng)，影響菌體代謝。如過氧化氫等；③降低微生物表面張力，增加細(xì)胞膜的通透性，使細(xì)胞發(fā)生破裂或溶解。如來蘇兒等酚類物質(zhì)。第八十四頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期六消毒劑殺菌的規(guī)律低濃度時(shí)，會(huì)對(duì)微生物的生命活動(dòng)起刺激作用，隨濃度的增加，相繼出現(xiàn)抑菌和殺菌作用，因而形成一個(gè)連續(xù)的作用譜。表面消毒劑的相對(duì)殺菌強(qiáng)度——石炭酸系數(shù)（P.C.）在一定時(shí)間內(nèi)，被試藥劑殺死全部供試菌的最高稀釋度與達(dá)到同效的石炭酸最高稀釋度之比。第八十五頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期六類型名稱及使用濃度作用機(jī)制應(yīng)用范圍醇類70-75%乙醇使膜損傷、蛋白質(zhì)變性皮膚、器械醛類0.5-10%甲醛破壞蛋白質(zhì)氫鍵或氨基物品消毒，接種箱、接種室的熏蒸酚類3-5%石炭酸蛋白質(zhì)變性，損傷細(xì)胞膜地面、家具、器皿表面活性劑類0.05-0.1%新潔而滅蛋白質(zhì)變性、破壞細(xì)胞膜皮膚、粘膜、手術(shù)器械染料2-4%龍膽紫與蛋白質(zhì)羧基結(jié)合皮膚、傷口氧化劑類0.1%高錳酸鉀氧化蛋白質(zhì)的活性基團(tuán)皮膚、尿道3%雙氧水污染物件表面重金屬類2%紅汞與蛋白質(zhì)的巰基結(jié)合使失活皮膚、傷口0.1-0.5%硫酸銅植物病原菌酸堿類5-10%醋酸破壞細(xì)胞膜和蛋白質(zhì)房間消毒常用表面消毒劑及應(yīng)用第八十六頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期六影響消毒劑作用的因素消毒劑種類濃度作用時(shí)間細(xì)菌菌齡種類

環(huán)境有機(jī)物溫度酸堿度第八十七頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期六

是指那些能夠特異性地作用于某些微生物并具有選擇性毒性的化學(xué)藥劑；根據(jù)來源分為兩類：人工合成(主要是一些生長(zhǎng)因子類似物)抗代謝藥物：磺胺類藥物；微生物產(chǎn)生抗生素2、化學(xué)治療劑(chemotherapeutant)第八十八頁，共九十九頁，編輯于2023年，星期六（1）磺胺類藥