第一篇第5章微生物的生長繁殖與生長因子

第五章微生物的生長繁殖與生長因子本文檔共120頁；當前第1頁；編輯于星期三\9點12分掌握研究微生物生長的方法及生長曲線在廢水微生物處理中的應用；理解各種環(huán)境因素對微生物的影響；了解微生物之間的相互關系及菌種的保藏方法。本文檔共120頁；當前第2頁；編輯于星期三\9點12分一、微生物生長繁殖的概念二、研究微生物生長的方法三、細菌生長曲線在污（廢）水微生物處理中的應用四、微生物生長量的測定方法第一節(jié)微生物的生長繁殖本文檔共120頁；當前第3頁；編輯于星期三\9點12分一、微生物的生長繁殖的概念

微生物生長是細胞物質(zhì)有規(guī)律地、不可逆增加，導致細胞體積擴大的生物學過程，這是個體生長的定義。繁殖是微生物生長到一定階段，由于細胞結(jié)構(gòu)的復制與重建并通過特定方式產(chǎn)生新的生命個體，即引起生命個體數(shù)量增加的生物學過程。在一定時間和條件下細胞數(shù)量的增加，這是微生物群體生長的定義。本文檔共120頁；當前第4頁；編輯于星期三\9點12分世代時間：細菌兩次細胞分裂之間的時間。在世代時間期間，細胞內(nèi)發(fā)生的變化有：染色體DNA的復制與分離；細胞質(zhì)的增長與細胞結(jié)構(gòu)的復制；細胞壁的擴增等。影響微生物的世代時間的因素包括：遺傳性以及培養(yǎng)條件（如營養(yǎng)成分、pH、溫度、水分和氧氣等）。細菌的個體生長包括細胞結(jié)構(gòu)的復制與再生、細胞的分裂與控制：

染色體DNA的復制和分離細胞壁擴增細菌的分裂本文檔共120頁；當前第5頁；編輯于星期三\9點12分無菌技術用固體培養(yǎng)基分離純培養(yǎng)用液體培養(yǎng)基分離純培養(yǎng)單細胞(單孢子)分離選擇培養(yǎng)分離二元培養(yǎng)物微生物的分離和純培養(yǎng)本文檔共120頁；當前第6頁；編輯于星期三\9點12分微生物通常是肉眼看不到的微小生物，而且無處不在。因此，在微生物的研究及應用中，不僅需要通過分離純化技術從混雜的天然微生物群中分離出特定的微生物，而且還必須隨時注意保持微生物純培養(yǎng)物的“純潔”，防止其他微生物的混入。在分離、轉(zhuǎn)接及培養(yǎng)純培養(yǎng)物時防止其被其他微生物污染的技術被稱為無菌技術(aseptictechnique)，它是保證微生物學研究正常進行的關鍵。

無菌技術本文檔共120頁；當前第7頁；編輯于星期三\9點12分試管、玻璃燒瓶、平皿(culturedish，petridish)等是最為常用的培養(yǎng)微生物的器具，在使用前必須先行滅菌，使容器中不含任何生物。培養(yǎng)微生物的營養(yǎng)物質(zhì)稱為培養(yǎng)基(culturemedium)，可以加到器皿中后一起滅菌，也可在單獨滅菌后加到無菌的器具中。微生物培養(yǎng)的常用器具及其滅菌本文檔共120頁；當前第8頁；編輯于星期三\9點12分消毒、滅菌的基本概念

消毒(disinfection)：殺滅物體上病原微生物的方法，但不一定殺死細菌芽胞。滅菌(sterilization)：殺滅物體上包括芽胞在內(nèi)的所有病原性和非病原性微生物的方法。防腐(antisepsis)：防止或抑制細菌生長繁殖，細菌一般不死亡。抑菌(bacteriostasis)：抑制體內(nèi)或體外細菌的生長繁殖。常用的抑菌劑為各種抗生素。無菌(asepsis)：不含活菌的意思。防止微生物進入機體或物體的操作方法，稱為無菌操作或無菌技術。進行微生物實驗、外科手術及醫(yī)療技術操作等過程，均需進行嚴格的無菌操作。本文檔共120頁；當前第9頁；編輯于星期三\9點12分消毒滅菌的方法物理消毒滅菌法化學消毒法熱力滅菌法輻射殺菌法濾過除菌法超聲波殺菌法干燥與低溫抑菌法本文檔共120頁；當前第10頁；編輯于星期三\9點12分同一溫度下,濕熱比干熱效果好1.熱力滅菌法熱力滅菌法分干熱滅菌和濕熱滅菌兩大類。在同一溫下，后者效力比前者為大，這是因為：（1）濕熱中細菌菌體蛋白較易凝固；（2）濕熱的穿透力比干熱大；（3）濕熱的蒸汽有潛熱存在。水由氣態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)時釋放出的潛熱，可迅速提高被滅菌物體的溫度。本文檔共120頁；當前第11頁；編輯于星期三\9點12分干熱滅菌法焚燒：是一種徹底的滅菌方法，但僅適用于廢棄物品或尸體等。燒灼：直接用火焰滅菌，適用于微生物學實驗室的接種環(huán)、試管口等的滅菌。本文檔共120頁；當前第12頁；編輯于星期三\9點12分干烤：用烤箱滅菌。一般加熱至160℃～170℃經(jīng)2小時。適用于高溫下不變質(zhì)、不蒸發(fā)的物品，如玻璃器皿、瓷器等。紅外線：紅外線輻射是一種0.77～1000微米波長的電磁波,有較好的熱效應,尤以1～10微米波長的熱效應最強。紅外線由紅外線燈泡產(chǎn)生,不需要經(jīng)空氣傳導，所以加熱速度快，但熱效應只能在照射到的表面產(chǎn)生，因此不能使一個物體的前后左右均勻加熱。紅外線多用于醫(yī)療器材滅菌。本文檔共120頁；當前第13頁；編輯于星期三\9點12分濕熱滅菌法煮沸法巴氏消毒法（pasteurization）

用較低溫度殺滅液體中的病原菌或特定微生物，而仍保持物品中所需的不耐熱成分不被破壞的消毒方法。（62℃下30min或72℃下30min）流動蒸汽消毒法間歇滅菌法（fractionalsterilization）高壓蒸汽滅菌法此法適用于耐高溫和不怕潮濕物品的滅菌。（121℃,15個大氣壓,20分鐘）本文檔共120頁；當前第14頁；編輯于星期三\9點12分本文檔共120頁；當前第15頁；編輯于星期三\9點12分2.紫外線與射線滅菌法紫外線：紫外線的殺菌作用與其波長有關。240～280nm時具有殺菌作用，其中以260nm最強。紫外線殺菌機理:同一條DNA鏈上相鄰的胸腺嘧啶共價結(jié)合而形成嘧啶二聚體，因而改變DNA的分子構(gòu)型，干擾細菌DNA的復制與轉(zhuǎn)錄，導致細菌的死亡或變異。紫外線穿透力差，只適用于空氣及不耐熱物品的表面消毒。電離輻射：微波、高速電子、X射線和γ射線等在足夠劑量時，對各種細菌均有致死作用。其機制在于產(chǎn)生游離基，破壞細菌DNA。電離輻射常用于大量一次性醫(yī)用塑料制品的消毒。本文檔共120頁；當前第16頁；編輯于星期三\9點12分3.濾過除菌濾過除菌是用物理阻留的方法將液體或空氣中的細菌除去，以達到無菌的目的。所用的器具是濾菌器（filter）。濾過除菌主要用于一些不耐高溫滅菌的血清、細菌毒素、抗生素，以及空氣等的除菌。濾菌器的種類很多，目前常用的有濾膜濾菌器、石棉濾菌器（亦稱Seitz濾菌器）、玻璃濾菌器等。本文檔共120頁；當前第17頁；編輯于星期三\9點12分本文檔共120頁；當前第18頁；編輯于星期三\9點12分本文檔共120頁；當前第19頁；編輯于星期三\9點12分4.超聲波殺菌法

是一種機械的作用因素，每秒超過2萬次振動的聲波即為超聲波。常用的超聲波發(fā)生器能產(chǎn)生20-100千赫的聲波?？墒辜毦毎诹呀舛劳?。本文檔共120頁；當前第20頁；編輯于星期三\9點12分5.干燥低溫抑菌法干燥法低溫法：低溫可使細菌的新陳代謝減慢，常用作保存細菌菌種。冷凍真空干燥法是目前保存菌種的最好方法。本文檔共120頁；當前第21頁；編輯于星期三\9點12分（二）化學消毒法

用化學藥品進行消毒的方法，由于化學藥品對細菌及人體都有毒性，故只能用于體表、醫(yī)療器械及周圍環(huán)境等的消毒。

殺菌機制：（1）使菌體蛋白質(zhì)變性或凝固；（2）干擾細菌的酶系統(tǒng)和代謝；（3）影響細菌胞漿膜的通透性。

本文檔共120頁；當前第22頁；編輯于星期三\9點12分消毒劑的主要種類類別作用機制常用種類酚類蛋白變性，細胞膜損傷石炭酸醇類蛋白變性乙醇氧化劑氧化、蛋白沉淀高錳酸鉀、過氧乙酸、碘酒重金屬鹽氧化、蛋白酶變性紅汞、硫柳汞表面活性劑蛋白變性，細胞膜損傷新潔而滅染料干擾氧化、抑制繁殖龍膽紫酸堿類破壞膜、壁，蛋白凝固醋酸、生石灰烷化劑蛋白質(zhì)、核酸烷基化環(huán)氧乙烷本文檔共120頁；當前第23頁；編輯于星期三\9點12分影響消毒滅菌效果的因素

1.消毒劑的性質(zhì)、濃度和作用時間：一般情況下濃度越大，作用時間越長，殺菌效果越好。但70%的乙醇消毒效果好.2.微生物的種類與數(shù)量：同種消毒劑對不同微生物的殺菌效果不同。如結(jié)核桿菌對酸、堿的抵抗力比其他的菌強；70%乙醇可殺死一般細菌繁殖體，但不能殺滅細菌芽胞。因此，必須根據(jù)消毒對象選擇合適的消毒劑。3.環(huán)境中有機物的影響：消毒環(huán)境中如有有機物存在，如血清、膿汁、痰、糞便等，可與消毒劑結(jié)合而影響殺菌效果。4.溫度、酸堿度等。本文檔共120頁；當前第24頁；編輯于星期三\9點12分為了防止雜菌，特別是空氣中的雜菌污染，試管及玻璃燒瓶都需采用適宜的塞子塞口，通常采用棉花塞，也可采用各種金屬、塑料及硅膠帽，它們只可讓空氣通過，而空氣中的其他微生物不能通過。平皿是由正反兩平面板互扣而成，這種器具是專為防止空氣中微生物的污染而設計的。最常用的滅菌方法是高壓蒸汽滅菌，它可以殺滅所有的生物，包括最耐熱的某些微生物的休眠體，同時可以基本保持培養(yǎng)基的營養(yǎng)成分不被破壞。有些玻璃器皿也可采用高溫干熱滅菌。本文檔共120頁；當前第25頁；編輯于星期三\9點12分用接種環(huán)或接種針分離微生物，或在無菌條件下把微生物由一個培養(yǎng)器皿轉(zhuǎn)接到另一個培養(yǎng)容器進行培養(yǎng)，是微生物學研究中最常用的基本操作。由于打開器皿就可能引起器皿內(nèi)部被環(huán)境中的其他微生物污染，因此微生物實驗的所有操作均應在無菌條件下進行，其要點是在火焰附近進行熟練的無菌操作，或在無菌箱或操作室內(nèi)無菌的環(huán)境下進行操作。接種操作本文檔共120頁；當前第26頁；編輯于星期三\9點12分AseptictechniqueStreakplate本文檔共120頁；當前第27頁；編輯于星期三\9點12分PourplateSpreadplate本文檔共120頁；當前第28頁；編輯于星期三\9點12分用固體培養(yǎng)基分離純培養(yǎng)

不同微生物在特定培養(yǎng)基上生長形成的菌落或菌苔一般都具有穩(wěn)定的特征，可以成為對該微生物進行分類、鑒定的重要依據(jù)。大多數(shù)細菌、酵母菌，以及許多真菌和單細胞藻類能在固體培養(yǎng)基上形成孤立的菌落，采用適宜的平板分離法很容易得到純培養(yǎng)。所謂平板，即培養(yǎng)平板(cultureplate)的簡稱，它是指熔化的固體培養(yǎng)基倒入無菌平皿，冷卻凝固后，盛有固體培養(yǎng)基的平皿。固體培養(yǎng)方法可將單個微生物分離和固定在固體培養(yǎng)基表面或里面。本文檔共120頁；當前第29頁；編輯于星期三\9點12分最常用的分離、培養(yǎng)微生物的固體培養(yǎng)基是瓊脂固體培養(yǎng)基平板。Koch建立的平板分離微生物純培養(yǎng)的技術簡便易行，100多年來一直是各種菌種分離的最常用手段。本文檔共120頁；當前第30頁；編輯于星期三\9點12分稀釋倒平板法(pourplatemethod) 涂布平板法(spreadplatemethod) 平板劃線分離法(streakplatemethod)稀釋搖管法(dilutionshakeculturemethod)本文檔共120頁；當前第31頁；編輯于星期三\9點12分待分離的材料用無菌水作一系列的稀釋，取不同稀釋液少許，與已熔化并冷卻至50℃左右的瓊脂培養(yǎng)基混合，搖勻后，傾入滅過菌的培養(yǎng)皿中，待瓊脂凝固后，制成可能含菌的瓊脂平板，保溫培養(yǎng)一定時間，可能出現(xiàn)在平板表面或瓊脂培養(yǎng)基中的單個菌落，這個菌落可能就是由一個細菌細胞繁殖形成的。隨后挑取該單個菌落，或重復以上操作數(shù)次，便可得到純培養(yǎng)。稀釋倒平板法

本文檔共120頁；當前第32頁；編輯于星期三\9點12分Themethodofaserialdilutionsforviablecounting本文檔共120頁；當前第33頁；編輯于星期三\9點12分選擇培養(yǎng)基分離法10

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1ml9ml土豆培養(yǎng)基牛肉膏培養(yǎng)基高氏培養(yǎng)基本文檔共120頁；當前第34頁；編輯于星期三\9點12分在微生物學研究中更常用的純種分離方法是涂布平板法。其做法是先將已熔化的培養(yǎng)基倒人無菌平皿，制成無菌平板，冷卻凝固后，將一定量的某一稀釋度的樣品懸液滴加在平板表面，再用無菌玻璃涂棒將菌液均勻分散至整個平板表面，經(jīng)培養(yǎng)后挑取單個菌落。

涂布平板法本文檔共120頁；當前第35頁；編輯于星期三\9點12分PourplatePourplate本文檔共120頁；當前第36頁；編輯于星期三\9點12分PourplatePourplate本文檔共120頁；當前第37頁；編輯于星期三\9點12分用接種環(huán)以無菌操作沾取少許待分離的材料，在無菌平板表面進行平行劃線、扇形劃線或其他形式的連續(xù)劃線，微生物細胞數(shù)量將隨著劃線次數(shù)的增加而減少，并逐步分散開來，如果劃線適宜的話，微生物能一一分散，經(jīng)培養(yǎng)后，可在平板表面得到單菌落。

平板劃線分離法本文檔共120頁；當前第38頁；編輯于星期三\9點12分本文檔共120頁；當前第39頁；編輯于星期三\9點12分MixedculturePureculturePureculture本文檔共120頁；當前第40頁；編輯于星期三\9點12分MixedcultureOralswabSwabfromsoleofshoe本文檔共120頁；當前第41頁；編輯于星期三\9點12分Eachcolonywasexaminedmicroscopically本文檔共120頁；當前第42頁；編輯于星期三\9點12分本文檔共120頁；當前第43頁；編輯于星期三\9點12分本文檔共120頁；當前第44頁；編輯于星期三\9點12分本文檔共120頁；當前第45頁；編輯于星期三\9點12分光滑型菌落粗糙型菌落粘液型菌落本文檔共120頁；當前第46頁；編輯于星期三\9點12分對于那些對氧氣更為敏感的厭氧性微生物，純培養(yǎng)的分離則可采用稀釋搖管培養(yǎng)法進行。將一系列盛無菌瓊脂培養(yǎng)基的試管加熱使瓊脂熔化后，冷卻并保持在50℃左右，用這些試管進行梯度稀釋待分離材料，試管均勻，冷凝，傾注一層滅菌液體石蠟和固體石蠟的混合物，將培養(yǎng)基和空氣隔開。培養(yǎng)后，菌落形成在瓊脂柱的中間，挑取和移植單菌落。稀釋搖管法

本文檔共120頁；當前第47頁；編輯于星期三\9點12分本文檔共120頁；當前第48頁；編輯于星期三\9點12分二、研究微生物生長的方法

（一）分批培養(yǎng)：將一定量的微生物接種在一個封閉的、盛有一定量液體培養(yǎng)基的容器內(nèi)，保持一定的溫度、和溶解氧量，使微生物在其中生長繁殖。

以細菌純種培養(yǎng)為例,將少量細菌接種到新鮮、定量的液體培養(yǎng)基中進行分批培養(yǎng)，定時取樣記數(shù)。以培養(yǎng)時間為橫坐標，以細菌數(shù)目為縱坐標，連接各取樣點坐標，會出現(xiàn)微生物數(shù)量由少到多，達到高峰后又由多到少的變化曲線。即細菌的生長曲線(growthcurve)。本文檔共120頁；當前第49頁；編輯于星期三\9點12分本文檔共120頁；當前第50頁；編輯于星期三\9點12分細菌的生長繁殖周期細菌的生長繁殖可分為4個時期：１．停滯期（遲滯期或適應期）：２．對數(shù)期（指數(shù)期）：３．靜止期：

４．衰亡期：本文檔共120頁；當前第51頁；編輯于星期三\9點12分停滯期(lagphase)

出現(xiàn)原因：把細菌接種到新鮮的培養(yǎng)基中培養(yǎng)時，并不立即進行分裂繁殖，細菌增殖數(shù)為0，這時需要合成多種酶，輔酶和某些中間代謝產(chǎn)物，要經(jīng)過一個調(diào)整和適應過程。特點：生長速率常數(shù)等于零、菌體粗大、RNA含量增加代謝活力強、對不良條件抵抗能力降低。延滯期所維持時間的長短，因微生物種或菌株和培養(yǎng)條件的不同而異，實踐已知延滯期可從幾分鐘到幾小時、幾天，甚至幾個月不等；如大腸桿菌的延滯期就比分枝桿菌短得多。同一種或菌株，接種用的純培養(yǎng)物所處的生長發(fā)育時期不同，延滯期的長短也不一樣。本文檔共120頁；當前第52頁；編輯于星期三\9點12分縮短延滯期的意義和方法：接種對數(shù)生長期的菌種，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)基本文檔共120頁；當前第53頁；編輯于星期三\9點12分指數(shù)期(對數(shù)期)(exponentialphase)活菌數(shù)和總菌數(shù)接近；酶系活躍，代謝旺盛；生長速率最大，generationtime最短；細胞的化學組成及形態(tài)，生理特性比較一致；該期的細菌生產(chǎn)中多被用做種子和科學試驗材料。本文檔共120頁；當前第54頁；編輯于星期三\9點12分指數(shù)期生長的數(shù)學模型繁殖代數(shù)n=3.322(lgx2-lgx1)生長速率常數(shù)R=3.322(lgx2-lgx1)/(t2-t1)代時G=(t2-t1)/3.322(lgx2-lgx1)x2x1t2t1培養(yǎng)時間Lg細胞數(shù)/ml本文檔共120頁；當前第55頁；編輯于星期三\9點12分影響指數(shù)期的因素菌種營養(yǎng)成分營養(yǎng)物濃度培養(yǎng)溫度本文檔共120頁；當前第56頁；編輯于星期三\9點12分穩(wěn)定期(stationaryphase)出現(xiàn)原因：營養(yǎng)的消耗；營養(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。本文檔共120頁；當前第57頁；編輯于星期三\9點12分活菌數(shù)保持相對穩(wěn)定，總菌數(shù)達最高水平；細菌代謝物積累達到最高峰；芽孢桿菌這時開始形成芽孢；這是生產(chǎn)收獲時期。穩(wěn)定期的特點本文檔共120頁；當前第58頁；編輯于星期三\9點12分衰亡期(declinephase/deathphase)細菌死亡數(shù)大于增殖數(shù)，活菌數(shù)明顯減少，群體衰落；細胞出現(xiàn)多形態(tài)、大小不等的畸形，變成衰退型；細胞死亡,出現(xiàn)自溶現(xiàn)象。本文檔共120頁；當前第59頁；編輯于星期三\9點12分

是在微生物的整個培養(yǎng)期間，通過一定的方式使微生物能以恒定的比生長速率生長并能持續(xù)生長下去的一種培養(yǎng)方法。連續(xù)培養(yǎng)(continouscultureofmicroorganisms)優(yōu)點：縮短發(fā)酵周期；便于自動控制；產(chǎn)物質(zhì)量均一缺點：菌種易退化；易染雜菌本文檔共120頁；當前第60頁；編輯于星期三\9點12分1、恒濁連續(xù)培養(yǎng)：使培養(yǎng)液中的細菌的濃度恒定,以濁度為控制指標。2、恒化連續(xù)培養(yǎng)：維持進水中的營養(yǎng)成分恒定（其中對細菌生長有限制作用的成分要保持低濃度水平），以恒定流速進水，以相同流速流出代謝產(chǎn)物，使細菌處于最高生長速率。本文檔共120頁；當前第61頁；編輯于星期三\9點12分三、細菌生長曲線在污廢水微生物處理中的應用

在廢水生物處理設計時，按廢水的水質(zhì)情況（主要是有機物濃度），可利用不同生長階段的微生物處理廢水。如常規(guī)活性污泥法利用生長下降階段的微生物，包括減速期、靜止期的微生物；高負荷活性污泥法利用生長上升階段（對數(shù)期）和生長下降階段（減速期）的微生物；用延時曝氣法處理低濃度的有機廢水時，利用衰亡期的微生物。本文檔共120頁；當前第62頁；編輯于星期三\9點12分直接測定法計數(shù)法：直接計數(shù)法和間接計數(shù)法稱重量法；菌體內(nèi)重要組成測定法：含N量法：N×6.25=PrDNA/RNA法葉綠素法四、微生物生長量的測定方法本文檔共120頁；當前第63頁；編輯于星期三\9點12分直接計數(shù)

這類方法是利用特定的細菌計數(shù)板或血細胞計數(shù)板，在顯微鏡下計算一定容積里樣品中微生物的數(shù)量。此法的缺點不能區(qū)分死菌與活菌。

每毫升原液所含細菌數(shù)

＝每小格平均細菌數(shù)×400×l000×稀釋倍數(shù)計數(shù)法本文檔共120頁；當前第64頁；編輯于星期三\9點12分本文檔共120頁；當前第65頁；編輯于星期三\9點12分計數(shù)室本文檔共120頁；當前第66頁；編輯于星期三\9點12分各種型號的全自動血球計數(shù)儀本文檔共120頁；當前第67頁；編輯于星期三\9點12分

間接計數(shù)

此法又稱活菌計數(shù)法，其原理是每個活細菌在適宜的培養(yǎng)基和良好的生長條件下可以通過生長形成菌落。

每毫升原菌液活菌數(shù)＝

同一稀釋度三個以上重復平皿菌落平均數(shù)×稀釋倍數(shù)本文檔共120頁；當前第68頁；編輯于星期三\9點12分本文檔共120頁；當前第69頁；編輯于星期三\9點12分本文檔共120頁；當前第70頁；編輯于星期三\9點12分此法的原理是根據(jù)每個細胞有一定的重量而設計的。它可以用于單細胞、多細胞以及絲狀體微生物生長的測定。微生物濕重微生物干重

蛋白質(zhì)總量

DNA含量

重量法本文檔共120頁；當前第71頁；編輯于星期三\9點12分蛋白質(zhì)總量蛋白質(zhì)總量＝含氮量×6.25細胞總量＝蛋白質(zhì)總量÷(50%～80%(或65%))≈蛋白質(zhì)總量×1.54DNA含量核酸DNA是微生物的重要遺傳物質(zhì)，每個細菌的DNA含量相當恒定，平均為8.4×10-5ng。本文檔共120頁；當前第72頁；編輯于星期三\9點12分間接測定法比濁法生理指標法本文檔共120頁；當前第73頁；編輯于星期三\9點12分生理指標法生理指標包括微生物的呼吸強度、耗氧量、酶活性、生物熱等。這是根據(jù)微生物在生長過程中伴隨出現(xiàn)的這些指標，樣品中微生物數(shù)量多或生長旺盛，這些指標愈明顯，因此可以借助特定的儀器如瓦勃氏呼吸儀、微量量熱計等設備來測定相應的指標。本文檔共120頁；當前第74頁；編輯于星期三\9點12分第二節(jié)微生物的生長因子一、溫度二、pH三、氧化還原電位四、溶解氧五、太陽輻射六、水的活度與滲透壓七、表面張力本文檔共120頁；當前第75頁；編輯于星期三\9點12分一、溫度細菌最低溫度oC最適溫度oC最高溫度oC嗜冷菌-５～０５～1020～30嗜中溫菌5～1025～4045～50嗜熱菌3050～6070～80嗜超熱菌55oC以上70～105110～113根據(jù)一般微生物對溫度的最適生長需求，將微生物分為四大類：本文檔共120頁；當前第76頁；編輯于星期三\9點12分嗜冷微生物（低溫微生物）的嗜冷機理酶系在低溫下仍能起催化作用；細胞膜含較多的不飽合脂肪酸在低溫下仍具有通透性。生長速度溫度停止生長致死最低最高最適低溫對普通微生物的影響：代謝降低；生長繁殖停滯；仍然存活；常在低溫下對菌種和食品保藏本文檔共120頁；當前第77頁；編輯于星期三\9點12分嗜熱微生物的嗜熱機制：細胞內(nèi)的酶具強抗熱性；產(chǎn)生的多胺，熱亞胺和高溫精胺物質(zhì)對蛋白質(zhì)等組織結(jié)構(gòu)具有保護作用；核酸也具有熱穩(wěn)定性的保護結(jié)構(gòu)；細胞膜含有較多的飽和脂肪酸和直鏈脂肪酸，使膜具有穩(wěn)定性。本文檔共120頁；當前第78頁；編輯于星期三\9點12分二、pH微生物最低pH最適pH最高pH細菌3～56.5～7.58～10酵母菌2～34.5～5.57～8霉菌1～34.5～5.57～8微生物的生命活動、物質(zhì)代謝與pH密切相關。不同的微生物要求不同pH，見下表：本文檔共120頁；當前第79頁；編輯于星期三\9點12分pH對微生物的影響影響細胞膜透性與穩(wěn)定性；影響物質(zhì)溶解度；影響細胞表面電荷分布；因此影響微生物生長、繁殖、發(fā)育；各類微生物能夠生長的pH值較寬，但細胞內(nèi)部pH值卻接近中性；微生物的活動也能改變環(huán)境中的pH值。本文檔共120頁；當前第80頁；編輯于星期三\9點12分根據(jù)微生物生長的最適pH，可以將微生物分為：嗜酸性微生物嗜堿性微生物耐酸及耐堿微生物本文檔共120頁；當前第81頁；編輯于星期三\9點12分三、氧化還原電位（Eh）

在自然環(huán)境中，氧化還原電位的上限是＋820mV,此時環(huán)境中存在高濃度氧（O2）,無利用O2的系統(tǒng)存在；下限是-400mV，是充滿氫（H2）的環(huán)境。不同的微生物對氧化還原電位的要求不同：一般好氧微生物要求Eh為+300mV~+400mV；兼性厭氧微生物在Eh為+100mV以上時進行好氧呼吸，在為+100mV以下時進行無氧呼吸；專性厭氧微生物在Eh為-200mV~-250mV。本文檔共120頁；當前第82頁；編輯于星期三\9點12分

氧化還原電位的影響因素：1．氧分壓：氧分壓高，氧化還原電位高；氧分壓低，氧化還原電位低。2．pH：pH低時，氧化還原電位低；pH高時，氧化還原電位高。3．還原劑：當環(huán)境中有還原劑（如維生素、硫而乙醇鈉、谷胱甘肽、硫化氫及金屬鐵）時，可使氧化還原電位維持在低水平。本文檔共120頁；當前第83頁；編輯于星期三\9點12分四、溶解氧根據(jù)氧與微生物生長的關系，可將微生物分為：微生物類型適合生長的氧分壓好氧微生物專性好氧微生物0.2×101KPa微量好氧微生物(0.003—0.2)×101KPa兼性厭氧微生物有氧或無氧厭氧微生物專性厭氧微生物小于0.005×101KPa耐氧厭氧微生物0.02×101KPa以下本文檔共120頁；當前第84頁；編輯于星期三\9點12分O2+e-O2-H2O2+O2-O2+OH-+OH·2O2-+2H+H2O2+O22H2O22H2O+O2氧對一切生物都會使其產(chǎn)生有毒害作用的代謝產(chǎn)物，如超氧基化合物O2-與H2O2，這兩種代謝產(chǎn)物互相作用還會產(chǎn)生毒性很強的自由基，自由基是一種強氧化基，它與生物大分子互相作用，從而對機體產(chǎn)生損傷或突變作用，直至死亡。氧之所以對專性厭氧微生物以外的其它四種類型微生物不產(chǎn)生致死作用，是因為它們具有超氧化物歧化酶（SOD）可催化O2-生成H2O2，然后在H2O2酶作用下分解生成H2O和O2。本文檔共120頁；當前第85頁；編輯于星期三\9點12分超氧化物歧化酶（SOD）功能：使好氧菌免受超氧化物陰離子自由基的毒害本文檔共120頁；當前第86頁；編輯于星期三\9點12分過氧化氫酶(Catalase)本文檔共120頁；當前第87頁；編輯于星期三\9點12分五、太陽輻射太陽輻射由三部分組成：短波紫外輻射、可見光（380nm~760nm）和長波紅外輻射。太陽輻射中具有正面生物學效應的輻射是波長短于1000nm的紅外輻射和可見光輻射，短波紫外輻射一般具有負面生物學效應。本文檔共120頁；當前第88頁；編輯于星期三\9點12分第三節(jié)其他不利環(huán)境因子對微生物的影響一、紫外輻射和電離輻射對微生物的影響二、超聲波對微生物的影響三、重金屬對微生物的影響四、極端溫度對微生物的影響五、極端pH對微生物的影響六、干燥對微生物的影響七、若干有機物對微生物的影響八、抗生素對微生物的影響本文檔共120頁；當前第89頁；編輯于星期三\9點12分一、紫外輻射和電離輻射對微生物的影響紫外輻射的波長為200~390nm，以波長260nm的紫外輻射殺菌力最強。紫外輻射對微生物的致死作用是由于微生物細胞中的核酸、嘌呤、嘧啶及蛋白質(zhì)對紫外輻射有特別強的吸收能力。紫外輻射能引起DNA鏈上兩個鄰近的胸腺嘧啶分子形成胸腺嘧啶二聚體（T=T），致使DNA不能復制，導致微生物死亡。本文檔共120頁；當前第90頁；編輯于星期三\9點12分光復活與暗復活：光復活：把經(jīng)紫外輻射照射的微生物立刻暴露于藍色可見光下部分受損細胞可恢復活力。光復活現(xiàn)象最早由AKelner（1949年）在Streptomycesgriseus（灰色鏈霉菌）中發(fā)現(xiàn)的。后來在許多微生物中都得到證實。暗復活：微生物細胞在黑暗條件下進行的DNA鏈修復，此修復作用與光全然無關。由于微生物的DNA具有修復作用，所以只有當某一劑量的紫外輻射對DNA的損傷力大大超過修復酶對DNA損傷的修復力時，才導致微生物的死亡。本文檔共120頁；當前第91頁；編輯于星期三\9點12分紫外線在科研、生產(chǎn)、醫(yī)學和日常生活中的應用一、空氣消毒；二、表面消毒；三、誘變育種。本文檔共120頁；當前第92頁；編輯于星期三\9點12分電離輻射對微生物的影響

X—射線和γ—射線是波長極短的高能電磁波，具有很強的穿透力，能使被照射物體產(chǎn)生電離作用。X—射線和γ—射線對微生物的影響表現(xiàn)為：低劑量照射有促進微生物生長的作用，或引起微生物發(fā)生變異；高劑量照射對微生物有致死作用。利用X—射線和γ—射線誘導微生物變異，篩選優(yōu)良菌種。本文檔共120頁；當前第93頁；編輯于星期三\9點12分二、超聲波對微生物的影響超聲波是頻率超過20000Hz、不能引起人耳聽覺的聲波。超聲波對微生物具有強烈的破壞作用。本文檔共120頁；當前第94頁；編輯于星期三\9點12分三、重金屬對微生物的影響重金屬Hg、Ag、Cu、Pb及其化合物能與酶的—SH基結(jié)合，使酶失去活性；或與菌體蛋白結(jié)合，使之變性或沉淀。因而可有效的殺菌和防腐。本文檔共120頁；當前第95頁；編輯于星期三\9點12分高溫滅菌多數(shù)細菌，酵母菌和霉菌的營養(yǎng)細胞和病毒在50-65℃10min可以致死；一般噬菌體65－80℃致死；放線菌霉菌的孢子比營養(yǎng)細胞抗熱性強，76－80℃

10min可以殺死

；細菌芽孢，在100℃下５－20min才能致死；嗜熱脂肪芽孢桿菌可在80oＣ條件下生活，在120℃，12min才能；同種微生物老齡菌比幼菌耐熱。本文檔共120頁；當前第96頁；編輯于星期三\9點12分四、極端溫度對微生物的影響超高溫（微生物最高生長溫度以上的溫度）可使微生物細胞的蛋白質(zhì)凝固變性、破壞細胞質(zhì)膜的結(jié)構(gòu)，對微生物有致死作用。利用超高溫對微生物有致死作用，可采取高溫殺菌。其殺菌效果與微生物的種類、數(shù)量、生理狀態(tài)、芽孢有無、菌體含水量及pH值有關。本文檔共120頁；當前第97頁；編輯于星期三\9點12分五、極端pH對微生物的影響

過高或過低的pH對微生物生長繁殖都不利，表現(xiàn)在：（1）過低的pH會引起微生物表面電荷的改變；（2）極端的pH可影響培養(yǎng)基中有機化合物的離子化作用，間接影響微生物。（3）極端的pH使微生物細胞內(nèi)的酶活性降低，影響細胞內(nèi)正常生化反應的進行。（4）極端的pH降低微生物對高溫的抵抗力。本文檔共120頁；當前第98頁；編輯于星期三\9點12分六、干燥對微生物的影響

干燥使微生物細胞的代謝處于停滯狀態(tài)。在干燥的條件下，細菌的芽孢、藻類和真菌的孢子及原生動物的胞可一直呈休眠狀態(tài)長期存活?？衫酶稍飦肀２鼐N。本文檔共120頁；當前第99頁；編輯于星期三\9點12分七、若干有機物對微生物的影響一、醇以體積分數(shù)為70%的乙醇殺菌力最強。二、甲醛質(zhì)量濃度為370－400g/L的甲醛水溶液（即福爾馬林）是常用的殺菌劑。三、表面活性劑包括酚、新潔爾樂（季胺鹽）、合成洗滌劑、染料等。本文檔共120頁；當前第100頁；編輯于星期三\9點12分八、抗生素對微生物的影響抗生素是微生物在代謝過程中產(chǎn)生的能殺死或抑制其它微生物生長的化學物質(zhì)。如青霉素、氯霉素、金霉素、土霉素、四環(huán)素等。抗生素有廣譜抗生素和狹譜抗生素之分。抗生素對微生物的影響表現(xiàn)在：（1）抑制微生物細胞壁的合成；（2）破壞微生物的細胞質(zhì)膜；（3）抑制蛋白質(zhì)的合成；（4）干擾核酸的合成。本文檔共120頁；當前第101頁；編輯于星期三\9點12分英國科學家A.Fleming爵士發(fā)現(xiàn)青霉素本文檔共120頁；當前第102頁；編輯于星期三\9點12分第四節(jié)微生物與微生物之間的關系一、競爭關系二、原始合作關系三、共生關系四、偏害關系五、捕食關系六、寄生關系本文檔共120頁；當前第103頁；編輯于星期三\9點12分一、競爭關系物種1物種2時間數(shù)量競爭關系是指不同的微生物種群在同一環(huán)境中，對食物等營養(yǎng)、溶解氧、空間和其它共同要求的物質(zhì)互相競爭，通過產(chǎn)生某些代謝產(chǎn)物或改變環(huán)境條件，能抑制其它微生物的生長繁殖，或毒害殺死其它微生物，互相受到不利的影響。本文檔共120頁；當前第104頁；編輯于星期三\9點12分二、原始合作關系原始合作關系（或互生關系）是指兩種可以單獨生活的生物共存于同一環(huán)境中，相互提供營養(yǎng)及其它生活條件，雙方互為有利，當兩者分開時各自可單獨生存?；ドP系在自然界中普遍存在。本文檔共120頁；當前第105頁；編輯于星期三\9點12分三、共生關系物種1物種2時間數(shù)量共生關系是指兩種不能單獨生活的微生物共同生活于同一環(huán)境中，各自執(zhí)行優(yōu)勢的勝利功能，在營養(yǎng)上互為有利，組成共生體，生理上相互分工，組織上形成了新的結(jié)構(gòu)，彼此分離各自就不能很好地生活。如地衣是藻類與真菌形成的共生體。本文檔共120頁；當前第106頁；編輯于星期三\9點12分地衣組成：真菌（子囊菌，擔子菌）單細胞藻類（綠藻，藍藻）共生組成一種植物體；結(jié)構(gòu)：有些種地衣真菌無規(guī)律地纏繞藻類細胞，另一些種地衣真菌與藻類形成一定層排列。當?shù)匾路敝沉私馇闀r，表面生出珠狀粉芽。其中含有少量藻細胞和真菌絲，粉芽脫離母體。生理：地衣中的真菌和藻類已形成特殊形態(tài)的整體，在生理上相互依存，真菌營異養(yǎng)生活，藻類制造養(yǎng)料，真菌提供水分、無機鹽供藻類光合作用。本文檔共120頁；當前第107頁；編輯于星期三\9點12分四、偏害關系偏害關系（或拮抗關系）是指共存于同一環(huán)境中兩種微生物，甲方對乙方有害，乙方對甲方無任何影響。偏害關系可分為非特異性偏害和特異性偏害。本文檔共120頁；當前第108頁；編輯于星期三\9點12分五、捕食關系捕食關系即一種微生物以另一種微生物為食，如原生動物以水體和土壤中的細菌，放線菌，真菌的孢子及單細胞藻類為食。時間數(shù)量物種1物種2本文檔共120頁；當前第109頁；編輯于星期三\9點12分六、寄生關系時間數(shù)量寄主寄生菌寄生關系是指一種生物需要在另一種生物體內(nèi)生活，從中攝取營養(yǎng)才能生長繁殖。前者為寄生菌，后者為寄主。寄生的結(jié)果一般引起寄主損傷或死亡。本文檔共120頁；當前第110頁；編輯于星期三\9點12分第五節(jié)菌種的