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1、微生物课件微生物的生长微生物课件微生物的生长 典型细菌生长曲线的特点和意义典型细菌生长曲线的特点和意义 理化因素对微生物生长的影响理化因素对微生物生长的影响 控制微生物生长的理化方法控制微生物生长的理化方法教学重点教学重点微生物生长微生物生长 4.4.细胞分裂细胞分裂细胞分裂细胞分裂 细菌细胞生长到一定程度，细细菌细胞生长到一定程度，细细菌细胞生长到一定程度，细细菌细胞生长到一定程度，细胞中间部位细胞膜和壁出现凹陷，横隔壁向心生胞中间部位细胞膜和壁出现凹陷，横隔壁向心生胞中间部位细胞膜和壁出现凹陷，横隔壁向心生胞中间部位细胞膜和壁出现凹陷，横隔壁向心生长，最终在中心会合，形成两个子细胞，完成一
2、长，最终在中心会合，形成两个子细胞，完成一长，最终在中心会合，形成两个子细胞，完成一长，最终在中心会合，形成两个子细胞，完成一次分裂。次分裂。次分裂。次分裂。 3.3.核糖体的建成核糖体的建成核糖体的建成核糖体的建成 核糖体重建包括核糖体重建包括核糖体重建包括核糖体重建包括rRNArRNA合成、合成、合成、合成、蛋白质合成及蛋白质在蛋白质合成及蛋白质在蛋白质合成及蛋白质在蛋白质合成及蛋白质在rRNArRNA上的装配上的装配上的装配上的装配3 3个过程。个过程。个过程。个过程。目前对大肠杆菌核糖体的建成目前对大肠杆菌核糖体的建成目前对大肠杆菌核糖体的建成目前对大肠杆菌核糖体的建成 了解比较清楚。
3、每了解比较清楚。每了解比较清楚。每了解比较清楚。每个大肠杆菌约含个大肠杆菌约含个大肠杆菌约含个大肠杆菌约含1000010000个核糖体个核糖体个核糖体个核糖体。微生物生长微生物生长0 0101020203030404050506060代时代时代时代时/min/min6060505040403030图图图图6-86-8大肠杆菌染色体复制和细菌分裂之间的关系大肠杆菌染色体复制和细菌分裂之间的关系大肠杆菌染色体复制和细菌分裂之间的关系大肠杆菌染色体复制和细菌分裂之间的关系 1. 1.短线代表打开伸直的染色体；短线代表打开伸直的染色体；短线代表打开伸直的染色体；短线代表打开伸直的染色体； 2. 2.线
4、上圆圈代表复制起点；线上圆圈代表复制起点；线上圆圈代表复制起点；线上圆圈代表复制起点； 3. 3.线分叉长短代表复制过程线分叉长短代表复制过程线分叉长短代表复制过程线分叉长短代表复制过程微生物生长微生物生长芽殖：不等分裂芽殖：不等分裂芽殖：不等分裂芽殖：不等分裂裂殖：均等分裂裂殖：均等分裂裂殖：均等分裂裂殖：均等分裂 （三）丝状真菌菌丝的生长（三）丝状真菌菌丝的生长（三）丝状真菌菌丝的生长（三）丝状真菌菌丝的生长 丝状真菌营养菌丝的生长主要以极性的顶端丝状真菌营养菌丝的生长主要以极性的顶端丝状真菌营养菌丝的生长主要以极性的顶端丝状真菌营养菌丝的生长主要以极性的顶端生长的方式行。生长的方式行。生
5、长的方式行。生长的方式行。（二）酵母菌细胞的生长（二）酵母菌细胞的生长（二）酵母菌细胞的生长（二）酵母菌细胞的生长微生物生长微生物生长二、微生物的同步生长二、微生物的同步生长二、微生物的同步生长二、微生物的同步生长（一）选择法（一）选择法（一）选择法（一）选择法1.1.离心分离法离心分离法离心分离法离心分离法2.2.过滤分离法过滤分离法过滤分离法过滤分离法3.3.膜洗脱法膜洗脱法膜洗脱法膜洗脱法 同步培养方法同步培养方法同步培养方法同步培养方法A.A.膜洗脱法；膜洗脱法；膜洗脱法；膜洗脱法；B.B.离心分离法离心分离法离心分离法离心分离法将不同步的将不同步的将不同步的将不同步的菌液倒入滤器菌液
6、倒入滤器菌液倒入滤器菌液倒入滤器翻转滤膜倒入翻转滤膜倒入翻转滤膜倒入翻转滤膜倒入新鲜培养基新鲜培养基新鲜培养基新鲜培养基新分裂的新分裂的新分裂的新分裂的细胞被洗脱细胞被洗脱细胞被洗脱细胞被洗脱收集短时期收集短时期收集短时期收集短时期内的洗脱液内的洗脱液内的洗脱液内的洗脱液A A10%10%30%30%蔗糖梯度蔗糖梯度蔗糖梯度蔗糖梯度不同步菌群体不同步菌群体不同步菌群体不同步菌群体离心后离心后离心后离心后收集各部分收集各部分收集各部分收集各部分B B用小细胞接种到用小细胞接种到用小细胞接种到用小细胞接种到新鲜培养基中新鲜培养基中新鲜培养基中新鲜培养基中小细胞沉淀慢小细胞沉淀慢小细胞沉淀慢小细胞沉
7、淀慢微生物生长微生物生长1.1.控制温度控制温度控制温度控制温度2.2.控制培养基成分控制培养基成分控制培养基成分控制培养基成分（三）细菌的同步生长与非同步生长（三）细菌的同步生长与非同步生长（三）细菌的同步生长与非同步生长（三）细菌的同步生长与非同步生长非同步细胞分裂非同步细胞分裂非同步细胞分裂非同步细胞分裂同步细胞分裂同步细胞分裂同步细胞分裂同步细胞分裂时间时间时间时间细胞数的对数细胞数的对数细胞数的对数细胞数的对数 细菌的同步生长与非同步生长细菌的同步生长与非同步生长细菌的同步生长与非同步生长细菌的同步生长与非同步生长（二）诱导法（二）诱导法（二）诱导法（二）诱导法微生物生长微生物生长三
8、、微生物的群体生长三、微生物的群体生长（一）单细胞微生物的群体生长（一）单细胞微生物的群体生长（一）单细胞微生物的群体生长（一）单细胞微生物的群体生长1.1.群体生长的测定方法群体生长的测定方法群体生长的测定方法群体生长的测定方法计繁殖数计繁殖数计繁殖数计繁殖数测生长量测生长量测生长量测生长量直接直接直接直接间接间接间接间接直接直接直接直接间接间接间接间接比例计数法比例计数法比例计数法比例计数法血球计数板法血球计数板法血球计数板法血球计数板法液体稀释法液体稀释法液体稀释法液体稀释法平板菌落计数法平板菌落计数法平板菌落计数法平板菌落计数法测量体积测量体积测量体积测量体积称干重称干重称干重称干重比
9、浊法比浊法比浊法比浊法生理指标法生理指标法生理指标法生理指标法微生物生长微生物生长2.2.细菌群体生长曲线细菌群体生长曲线细菌群体生长曲线细菌群体生长曲线 (1)(1)概念概念概念概念：以细菌数量的对数或生长速率为纵坐标，以生以细菌数量的对数或生长速率为纵坐标，以生以细菌数量的对数或生长速率为纵坐标，以生以细菌数量的对数或生长速率为纵坐标，以生长时长时长时长时 间为横坐标，绘制成的曲线称为细菌的繁殖曲线。单细间为横坐标，绘制成的曲线称为细菌的繁殖曲线。单细间为横坐标，绘制成的曲线称为细菌的繁殖曲线。单细间为横坐标，绘制成的曲线称为细菌的繁殖曲线。单细胞的细菌以菌数增加作为群体生长指标，所以又称
10、生长曲线。胞的细菌以菌数增加作为群体生长指标，所以又称生长曲线。胞的细菌以菌数增加作为群体生长指标，所以又称生长曲线。胞的细菌以菌数增加作为群体生长指标，所以又称生长曲线。 菌种：纯种、单细胞少量菌种：纯种、单细胞少量菌种：纯种、单细胞少量菌种：纯种、单细胞少量 培养基：液体、恒容积培养基：液体、恒容积培养基：液体、恒容积培养基：液体、恒容积 其他合适：浓度、温度等其他合适：浓度、温度等其他合适：浓度、温度等其他合适：浓度、温度等 生长曲线生长曲线生长曲线生长曲线 纵坐标：纵坐标：纵坐标：纵坐标：lg/mllg/ml 横坐标：时间横坐标：时间横坐标：时间横坐标：时间形式：一条曲线形式：一条曲线
11、形式：一条曲线形式：一条曲线条件条件条件条件微生物生长微生物生长(2)(2)分期：延迟期、对数期、稳定期、衰亡期分期：延迟期、对数期、稳定期、衰亡期分期：延迟期、对数期、稳定期、衰亡期分期：延迟期、对数期、稳定期、衰亡期 微生物的典型生长曲线微生物的典型生长曲线微生物的典型生长曲线微生物的典型生长曲线. .延迟期延迟期延迟期延迟期 . .对数期对数期对数期对数期 . .稳定期稳定期稳定期稳定期 . .衰亡衰亡衰亡衰亡期期期期总菌数总菌数总菌数总菌数活菌数活菌数活菌数活菌数 培养时间培养时间培养时间培养时间/h/h1g1g1g1g细胞数细胞数细胞数细胞数/ / / /个个个个.mL.mL.mL.
12、mL-1-1-1-1(-) 0 (+)(-) 0 (+)(-) 0 (+)(-) 0 (+)生长速度生长速度生长速度生长速度 微生物生长微生物生长延迟期延迟期延迟期延迟期特点特点特点特点a.a.a.a.生长速率为生长速率为生长速率为生长速率为0 0 0 0b.b.b.b.细胞体积增大细胞体积增大细胞体积增大细胞体积增大c.c.c.c.原生质嗜碱性提高原生质嗜碱性提高原生质嗜碱性提高原生质嗜碱性提高d.d.d.d.诱导酶活力强诱导酶活力强诱导酶活力强诱导酶活力强e.e.e.e.对不良条件敏感（高温、药物等）对不良条件敏感（高温、药物等）对不良条件敏感（高温、药物等）对不良条件敏感（高温、药物等）
13、影响因素影响因素影响因素影响因素菌种差异菌种差异菌种差异菌种差异种龄种龄种龄种龄接种量接种量接种量接种量培养基性质培养基性质培养基性质培养基性质来自对数期来自对数期来自对数期来自对数期来自延迟期来自延迟期来自延迟期来自延迟期微生物生长微生物生长对数期对数期对数期对数期: :几何级数增几何级数增几何级数增几何级数增加加加加 特点特点特点特点a.a.生长速度最大生长速度最大生长速度最大生长速度最大b.b.细胞平衡增长，各成分均匀细胞平衡增长，各成分均匀细胞平衡增长，各成分均匀细胞平衡增长，各成分均匀c.c.酶系活跃，代谢旺盛酶系活跃，代谢旺盛酶系活跃，代谢旺盛酶系活跃，代谢旺盛三个参数：三个参数：
14、三个参数：三个参数：x x2 2=x=x1 1. .2 2n n以对数表示以对数表示以对数表示以对数表示：lgxlgx2 2=lgx=lgx1 1+nlg2+nlg2n=n=n=n=lgxlgx2 2-lgx-lgx1 1lg2lg2=3.322(lgx=3.322(lgx2 2-lgx-lgx1 1) )(1)(1)繁殖代数（繁殖代数（繁殖代数（繁殖代数（n n）(2)(2)生长速率常数（生长速率常数（生长速率常数（生长速率常数（R R）R=R=n nt t2 2-t -t1 1= =3.322(lgx3.322(lgx2 2-lgx-lgx1 1) )t t2 2-t -t1 1(3)(3
15、)代时（代时（代时（代时（G G）G=G=1 1R R= =3.322(lgx3.322(lgx2 2-lgx-lgx1 1) )t t2 2-t -t1 1t t1 1t t2 2培养时间培养时间培养时间培养时间/h/h1g1g1g1g细胞数细胞数细胞数细胞数/ / / /个个个个. . . .mLmLmLmL-1-1-1-1x x2 2x x1 1微生物生长微生物生长影响代时的因素影响代时的因素 1.1.菌种菌种菌种菌种 2. 2.营养成分营养成分营养成分营养成分 3. 3.营养物浓度：可影响生长速率和生长总量。营养物浓度：可影响生长速率和生长总量。营养物浓度：可影响生长速率和生长总量。营
16、养物浓度：可影响生长速率和生长总量。 4. 4.培养温度培养温度培养温度培养温度 微生物生长微生物生长温度温度温度温度 代时代时代时代时/min/min/min/min 温度温度温度温度代时代时代时代时/min/min/min/min10101010860860860860 35 35 35 35 22 22 22 2215151515120120120120 40 40 40 40 17.5 17.5 17.5 17.52020202090909090 45 45 45 45 20 20 20 202525252540404040 47.5 47.5 47.5 47.5 77 77 77 7
17、73030303029292929EcoliEcoli 不同温度下的代时不同温度下的代时稳定期稳定期稳定期稳定期特点特点特点特点a a. .生长速率为生长速率为生长速率为生长速率为0 0b.b.细胞产量最高细胞产量最高细胞产量最高细胞产量最高c.c.贮藏物增高贮藏物增高贮藏物增高贮藏物增高d.d.芽孢菌开始形成芽孢芽孢菌开始形成芽孢芽孢菌开始形成芽孢芽孢菌开始形成芽孢e.e.有些菌产生次生代谢产物有些菌产生次生代谢产物有些菌产生次生代谢产物有些菌产生次生代谢产物影响因素影响因素影响因素影响因素a a. .养料消耗养料消耗养料消耗养料消耗b.b.要素比例不合适要素比例不合适要素比例不合适要素比例
18、不合适c.c.产生有害代谢产物产生有害代谢产物产生有害代谢产物产生有害代谢产物d d. .物化条件不适合物化条件不适合物化条件不适合物化条件不适合微生物生长微生物生长衰亡期衰亡期衰亡期衰亡期特点特点特点特点a.a.生长速率为负值生长速率为负值生长速率为负值生长速率为负值b.b.衰退型细胞增多衰退型细胞增多衰退型细胞增多衰退型细胞增多c c. .自溶现象自溶现象自溶现象自溶现象d d. .产芽孢菌大量形成芽孢，次生代谢产物增多产芽孢菌大量形成芽孢，次生代谢产物增多产芽孢菌大量形成芽孢，次生代谢产物增多产芽孢菌大量形成芽孢，次生代谢产物增多影响因素影响因素影响因素影响因素：外界环境越来越不利，使细
19、胞内分解代谢外界环境越来越不利，使细胞内分解代谢外界环境越来越不利，使细胞内分解代谢外界环境越来越不利，使细胞内分解代谢 大大超过合成代谢。大大超过合成代谢。大大超过合成代谢。大大超过合成代谢。(3)(3)意义意义意义意义微生物生长微生物生长( (二二二二) )丝状微生物的群体生长丝状微生物的群体生长丝状微生物的群体生长丝状微生物的群体生长（放线菌，真菌）（放线菌，真菌）（放线菌，真菌）（放线菌，真菌）15015010010050500 01 12 23 34 45 56 67 78 8时间时间/d/d 腐皮镰孢菌通气液体培养的生长曲线腐皮镰孢菌通气液体培养的生长曲线腐皮镰孢菌通气液体培养的生
20、长曲线腐皮镰孢菌通气液体培养的生长曲线微生物生长微生物生长（三）连续培养（三）连续培养（continuous cultivationcontinuous cultivation）概念概念概念概念：在培养容器中不断补充新鲜营养物质，并不断地以同样在培养容器中不断补充新鲜营养物质，并不断地以同样在培养容器中不断补充新鲜营养物质，并不断地以同样在培养容器中不断补充新鲜营养物质，并不断地以同样速度排除培养物（菌体及代谢产物），使培养系统中细速度排除培养物（菌体及代谢产物），使培养系统中细速度排除培养物（菌体及代谢产物），使培养系统中细速度排除培养物（菌体及代谢产物），使培养系统中细胞数量和营养状态保持
21、恒定，这就是连续培养法。胞数量和营养状态保持恒定，这就是连续培养法。胞数量和营养状态保持恒定，这就是连续培养法。胞数量和营养状态保持恒定，这就是连续培养法。溢流管溢流管溢流管溢流管生长室生长室生长室生长室接种口和出气口接种口和出气口接种口和出气口接种口和出气口流速控制阀流速控制阀流速控制阀流速控制阀通入空气以通入空气以通入空气以通入空气以强制通气和搅拌强制通气和搅拌强制通气和搅拌强制通气和搅拌无菌培养液贮器无菌培养液贮器无菌培养液贮器无菌培养液贮器简单的连续培养装置简单的连续培养装置简单的连续培养装置简单的连续培养装置微生物生长微生物生长第二节理化因素对微生物的影响一、物理因素对微生物生长的影
22、响一、物理因素对微生物生长的影响物理因素物理因素物理因素物理因素超声波超声波温度温度辐射辐射紫外线紫外线电离辐射电离辐射氧气氧气氧化还原电位氧化还原电位干燥干燥渗透压渗透压表面活性剂表面活性剂微生物生长微生物生长1.1.温度对微生物生长的影响温度对微生物生长的影响温度对微生物生长的影响温度对微生物生长的影响（一）温度（一）温度（一）温度（一）温度2.2.生长温度三基点生长温度三基点生长温度三基点生长温度三基点最低：最低：最低：最低：最适最适最适最适最高最高最高最高：嗜冷菌：嗜冷菌：嗜冷菌：嗜冷菌：2020（一般为（一般为（一般为（一般为1515）中温菌（中温菌（中温菌（中温菌（2045 204
23、5 ）嗜热菌：嗜热菌：嗜热菌：嗜热菌：45 45 （一般为（一般为（一般为（一般为5060 5060 ）室温菌：约室温菌：约室温菌：约室温菌：约25 25 体温菌：约体温菌：约体温菌：约体温菌：约37 37 一般为一般为一般为一般为10 10 55，极端为，极端为，极端为，极端为3030一般为一般为一般为一般为80958095，极端为，极端为，极端为，极端为105150105150微生物生长微生物生长3.3.温度对温度对温度对温度对3 3类微生物生长速率的影响类微生物生长速率的影响类微生物生长速率的影响类微生物生长速率的影响嗜冷微生物嗜冷微生物嗜温微生物嗜温微生物嗜热微生物嗜热微生物图图 61
24、6温度对温度对3类微生物生长速率的影响类微生物生长速率的影响10203040506070温度温度/最低最低最适最适最高最高3.01.00.30.1世代世代/h微生物生长微生物生长 （三）氧气（三）氧气（三）氧气（三）氧气 根据微生物和氧的量可分根据微生物和氧的量可分根据微生物和氧的量可分根据微生物和氧的量可分5 5类类类类：（二）辐射：通过空间以波动方式传播的能（二）辐射：通过空间以波动方式传播的能（二）辐射：通过空间以波动方式传播的能（二）辐射：通过空间以波动方式传播的能 源，或是微观粒子或是电磁波源，或是微观粒子或是电磁波源，或是微观粒子或是电磁波源，或是微观粒子或是电磁波。红外线紫外线红
25、外线紫外线红外线紫外线红外线紫外线X X射线射线射线射线 射线射线射线射线好氧菌好氧菌好氧菌好氧菌兼性厌兼性厌兼性厌兼性厌 氧菌氧菌氧菌氧菌耐氧菌耐氧菌耐氧菌耐氧菌微好微好微好微好氧菌氧菌氧菌氧菌厌氧菌厌氧菌厌氧菌厌氧菌微生物生长微生物生长 1.1.专性好氧微生物专性好氧微生物专性好氧微生物专性好氧微生物 缺氧不能生长。很多细菌、缺氧不能生长。很多细菌、缺氧不能生长。很多细菌、缺氧不能生长。很多细菌、放线菌、真菌都属于好氧微生物放线菌、真菌都属于好氧微生物放线菌、真菌都属于好氧微生物放线菌、真菌都属于好氧微生物 2.2.专性厌氧微生物专性厌氧微生物专性厌氧微生物专性厌氧微生物 只能在无氧环境中
26、生长，氧只能在无氧环境中生长，氧只能在无氧环境中生长，氧只能在无氧环境中生长，氧对他会产生毒害作用。例如甲烷杆菌属。对他会产生毒害作用。例如甲烷杆菌属。对他会产生毒害作用。例如甲烷杆菌属。对他会产生毒害作用。例如甲烷杆菌属。 3.3.兼性厌氧微生物兼性厌氧微生物兼性厌氧微生物兼性厌氧微生物 在有氧、无氧条件下都能生在有氧、无氧条件下都能生在有氧、无氧条件下都能生在有氧、无氧条件下都能生长。例如酵母菌。长。例如酵母菌。长。例如酵母菌。长。例如酵母菌。 4. 4.微需氧微生物微需氧微生物微需氧微生物微需氧微生物 在好氧和绝对厌氧条件下均不在好氧和绝对厌氧条件下均不在好氧和绝对厌氧条件下均不在好氧和
27、绝对厌氧条件下均不能生长，只有在氧浓度很低条件下生长。例如霍乱弧能生长，只有在氧浓度很低条件下生长。例如霍乱弧能生长，只有在氧浓度很低条件下生长。例如霍乱弧能生长，只有在氧浓度很低条件下生长。例如霍乱弧菌。菌。菌。菌。 5. 5.耐氧微生物耐氧微生物耐氧微生物耐氧微生物 可在有氧条件下进行厌氧生活的可在有氧条件下进行厌氧生活的可在有氧条件下进行厌氧生活的可在有氧条件下进行厌氧生活的厌氧微生物。乳酸菌多数属耐氧菌。厌氧微生物。乳酸菌多数属耐氧菌。厌氧微生物。乳酸菌多数属耐氧菌。厌氧微生物。乳酸菌多数属耐氧菌。 微生物生长微生物生长 生物在其长期进化过程中，早就发展出去除超氧阴生物在其长期进化过程
28、中，早就发展出去除超氧阴生物在其长期进化过程中，早就发展出去除超氧阴生物在其长期进化过程中，早就发展出去除超氧阴离子自由基等各种有害的活性氧的机制。为一切好氧生离子自由基等各种有害的活性氧的机制。为一切好氧生离子自由基等各种有害的活性氧的机制。为一切好氧生离子自由基等各种有害的活性氧的机制。为一切好氧生物都存在物都存在物都存在物都存在SODSOD就是证明。好氧生物因有就是证明。好氧生物因有就是证明。好氧生物因有就是证明。好氧生物因有SOD, SOD, 故剧毒的故剧毒的故剧毒的故剧毒的O O 2 2就被歧化成毒性稍低的就被歧化成毒性稍低的就被歧化成毒性稍低的就被歧化成毒性稍低的HH2 2OO2
29、2， 过氧化氢酶的作用下，过氧化氢酶的作用下，过氧化氢酶的作用下，过氧化氢酶的作用下， HH2 2OO2 2 又进一步变成无毒的又进一步变成无毒的又进一步变成无毒的又进一步变成无毒的HH2 2OO。厌氧菌因不能合成。厌氧菌因不能合成。厌氧菌因不能合成。厌氧菌因不能合成SODSOD。所以根本无法使。所以根本无法使。所以根本无法使。所以根本无法使O O 2 2歧化成歧化成歧化成歧化成 H H2 2OO2 2 因此，在有氧因此，在有氧因此，在有氧因此，在有氧存在时，细胞内形成的存在时，细胞内形成的存在时，细胞内形成的存在时，细胞内形成的O O 2 2就使自身受到毒害。绝大多就使自身受到毒害。绝大多就
30、使自身受到毒害。绝大多就使自身受到毒害。绝大多数的耐氧菌都能合成数的耐氧菌都能合成数的耐氧菌都能合成数的耐氧菌都能合成SODSOD，且有，且有，且有，且有过氧化物酶过氧化物酶过氧化物酶过氧化物酶（peroxidaseperoxidase），因此剧毒的），因此剧毒的），因此剧毒的），因此剧毒的O O 2 2可先歧化成有毒的可先歧化成有毒的可先歧化成有毒的可先歧化成有毒的HH2 2 OO2 2，然后还原成无毒的然后还原成无毒的然后还原成无毒的然后还原成无毒的HH2 2 OO。即：。即：。即：。即： 微生物生长微生物生长 2O 2O2 2 2H 2H+ HH2 2OO2 2OO2 2l 过氧化氢酶过
31、氧化氢酶（一切好氧微生物）（一切好氧微生物）lSOD 好氧微生物及耐氧菌好氧微生物及耐氧菌lH2OO212 过氧化物酶过氧化物酶 NADH2 NAD （耐氧菌）（耐氧菌）2H2O微生物生长微生物生长 有实验证明，原有兼性厌氧菌的有实验证明，原有兼性厌氧菌的有实验证明，原有兼性厌氧菌的有实验证明，原有兼性厌氧菌的E.coliE.coli, ,如果使他突如果使他突如果使他突如果使他突变成变成变成变成SODSOD缺陷株缺陷株缺陷株缺陷株, ,则它也转变成一株短期接触氧就能被则它也转变成一株短期接触氧就能被则它也转变成一株短期接触氧就能被则它也转变成一株短期接触氧就能被杀成的杀成的杀成的杀成的“ “严
32、格厌氧菌严格厌氧菌严格厌氧菌严格厌氧菌” ”了了了了. . SOD SOD除可清除超氧阴离子自由基外，还发现在防治除可清除超氧阴离子自由基外，还发现在防治除可清除超氧阴离子自由基外，还发现在防治除可清除超氧阴离子自由基外，还发现在防治人体衰老、治疗自身免疫性疾病、抗癌、防白内障、治人体衰老、治疗自身免疫性疾病、抗癌、防白内障、治人体衰老、治疗自身免疫性疾病、抗癌、防白内障、治人体衰老、治疗自身免疫性疾病、抗癌、防白内障、治疗放射病和肺气肿以及解除苯中毒等方面有一系列疗效，疗放射病和肺气肿以及解除苯中毒等方面有一系列疗效，疗放射病和肺气肿以及解除苯中毒等方面有一系列疗效，疗放射病和肺气肿以及解除
33、苯中毒等方面有一系列疗效，故在利用微生物等生物进行生产以及进行化学修饰等方故在利用微生物等生物进行生产以及进行化学修饰等方故在利用微生物等生物进行生产以及进行化学修饰等方故在利用微生物等生物进行生产以及进行化学修饰等方面正在作进一步研究，以期降低其免疫原性和提高在体面正在作进一步研究，以期降低其免疫原性和提高在体面正在作进一步研究，以期降低其免疫原性和提高在体面正在作进一步研究，以期降低其免疫原性和提高在体内的半衰期，尽快达到在医疗保健中应用的目的。内的半衰期，尽快达到在医疗保健中应用的目的。内的半衰期，尽快达到在医疗保健中应用的目的。内的半衰期，尽快达到在医疗保健中应用的目的。微生物生长微生
34、物生长微生物与氧气的关系微生物与氧气的关系微生物与氧气的关系微生物与氧气的关系微生物种类微生物种类微生物种类微生物种类 与氧气的关系与氧气的关系与氧气的关系与氧气的关系 SOD SOD过氧化氢酶过氧化氢酶过氧化氢酶过氧化氢酶专性好氧菌专性好氧菌专性好氧菌专性好氧菌依赖大气氧生长依赖大气氧生长依赖大气氧生长依赖大气氧生长 有有有有 有有有有兼性厌氧菌兼性厌氧菌兼性厌氧菌兼性厌氧菌不需氧，但有氧生长更不需氧，但有氧生长更不需氧，但有氧生长更不需氧，但有氧生长更好好好好 有有有有 有有有有微好氧菌微好氧菌微好氧菌微好氧菌需要的氧浓度低，大气需要的氧浓度低，大气需要的氧浓度低，大气需要的氧浓度低，大气
35、氧对其有害氧对其有害氧对其有害氧对其有害 有有有有有（低水有（低水有（低水有（低水平）平）平）平）耐氧菌耐氧菌耐氧菌耐氧菌不需氧，但有氧能生长不需氧，但有氧能生长不需氧，但有氧能生长不需氧，但有氧能生长 有有有有 无无无无专性厌氧菌专性厌氧菌专性厌氧菌专性厌氧菌不需氧，有氧时死亡不需氧，有氧时死亡不需氧，有氧时死亡不需氧，有氧时死亡 无无无无 无无无无微生物生长微生物生长 （四）氧化还原电位（四）氧化还原电位（四）氧化还原电位（四）氧化还原电位 好氧微生物的氧化酶系的活动需有较高的氧化还原位，好氧微生物的氧化酶系的活动需有较高的氧化还原位，好氧微生物的氧化酶系的活动需有较高的氧化还原位，好氧微
36、生物的氧化酶系的活动需有较高的氧化还原位，通常要求通常要求通常要求通常要求EhEh值在值在值在值在0.1V0.1V以上，以以上，以以上，以以上，以o.3o.30.4V0.4V为宜。厌为宜。厌为宜。厌为宜。厌氧微生物只能氧微生物只能氧微生物只能氧微生物只能0.1V0.1V以下生长，以以下生长，以以下生长，以以下生长，以0.1V0.1V为宜。兼性厌氧为宜。兼性厌氧为宜。兼性厌氧为宜。兼性厌氧微生物在微生物在微生物在微生物在0.1V0.1V以上进行好氧呼吸，在以上进行好氧呼吸，在以上进行好氧呼吸，在以上进行好氧呼吸，在0.1V0.1V以下进行发以下进行发以下进行发以下进行发酵或无氧呼吸。酵或无氧呼吸
37、。酵或无氧呼吸。酵或无氧呼吸。 （ 五）水分五）水分五）水分五）水分 微生物可利用的水通常用活水度（微生物可利用的水通常用活水度（微生物可利用的水通常用活水度（微生物可利用的水通常用活水度（AwAw）表示。水活度）表示。水活度）表示。水活度）表示。水活度表示在天然环境中，微生物可实际利用的自由水（或游离水）表示在天然环境中，微生物可实际利用的自由水（或游离水）表示在天然环境中，微生物可实际利用的自由水（或游离水）表示在天然环境中，微生物可实际利用的自由水（或游离水）的含量。的含量。的含量。的含量。 要定量地表示要定量地表示要定量地表示要定量地表示AwAw，则含义为：在同温同压下，某溶液，则含义
38、为：在同温同压下，某溶液，则含义为：在同温同压下，某溶液，则含义为：在同温同压下，某溶液的蒸汽压（的蒸汽压（的蒸汽压（的蒸汽压（P P）与纯水压（）与纯水压（）与纯水压（）与纯水压（PoPo）之比。）之比。）之比。）之比。l P PPoPo Aw = Aw =微生物生长微生物生长 结合水越多，自由水越少，结合水越多，自由水越少，结合水越多，自由水越少，结合水越多，自由水越少，AwAw越小，对微生越小，对微生越小，对微生越小，对微生物生长越不利。物生长越不利。物生长越不利。物生长越不利。 控制食品控制食品控制食品控制食品AwAw的方法的方法的方法的方法： 1. 1.增加溶质量增加溶质量增加溶质量
39、增加溶质量 2. 2.减少溶剂量减少溶剂量减少溶剂量减少溶剂量 3. 3.冷冻冷冻冷冻冷冻微生物生长微生物生长1.pH2.重金属及其化合物：重金属及其化合物：Hg、Ag、Cu3.卤素及其化合物：碘卤素及其化合物：碘4.有机化合物：酚、醇、醛有机化合物：酚、醇、醛5.染料：孔雀绿、结晶紫染料：孔雀绿、结晶紫二、化学因素对微生物生长的影响二、化学因素对微生物生长的影响微生物生长微生物生长 第三节第三节 微生物生长的控制微生物生长的控制物理方法：物理方法：加热、低温、干燥、辐射过虑加热、低温、干燥、辐射过虑化学方法：化学方法：消毒剂、防腐剂、化学治疗剂消毒剂、防腐剂、化学治疗剂微生物生长微生物生长几
40、个基本概念几个基本概念： 消毒采用温和的理化因素杀死物体中所有病原消毒采用温和的理化因素杀死物体中所有病原消毒采用温和的理化因素杀死物体中所有病原消毒采用温和的理化因素杀死物体中所有病原 菌的措施称为消毒。菌的措施称为消毒。菌的措施称为消毒。菌的措施称为消毒。 灭菌利用强烈的理化因素杀死物体中所有微生灭菌利用强烈的理化因素杀死物体中所有微生灭菌利用强烈的理化因素杀死物体中所有微生灭菌利用强烈的理化因素杀死物体中所有微生 物的措施称为灭菌。物的措施称为灭菌。物的措施称为灭菌。物的措施称为灭菌。 防腐利用某种理化因素抑制微生物生长的措施防腐利用某种理化因素抑制微生物生长的措施防腐利用某种理化因素抑
41、制微生物生长的措施防腐利用某种理化因素抑制微生物生长的措施 称为防腐。称为防腐。称为防腐。称为防腐。 化疗利用具有选择毒性的化学物质抑制寄主体化疗利用具有选择毒性的化学物质抑制寄主体化疗利用具有选择毒性的化学物质抑制寄主体化疗利用具有选择毒性的化学物质抑制寄主体 内病原微生物或病变细胞的治疗措施称为内病原微生物或病变细胞的治疗措施称为内病原微生物或病变细胞的治疗措施称为内病原微生物或病变细胞的治疗措施称为 化疗。化疗。化疗。化疗。微生物生长微生物生长（一）高温灭菌（一）高温灭菌（一）高温灭菌（一）高温灭菌1.1.原理原理原理原理a a、高温使蛋白质和核酸不可逆地变性。、高温使蛋白质和核酸不可逆
42、地变性。、高温使蛋白质和核酸不可逆地变性。、高温使蛋白质和核酸不可逆地变性。 b b、破坏了细胞的其他组成、破坏了细胞的其他组成、破坏了细胞的其他组成、破坏了细胞的其他组成 。 c c、细胞膜上类脂质成分被热溶解而形成、细胞膜上类脂质成分被热溶解而形成、细胞膜上类脂质成分被热溶解而形成、细胞膜上类脂质成分被热溶解而形成 极小的孔、使细胞内容物泄漏而引起极小的孔、使细胞内容物泄漏而引起极小的孔、使细胞内容物泄漏而引起极小的孔、使细胞内容物泄漏而引起 死亡死亡死亡死亡。 一、控制微生物生长的物理方法一、控制微生物生长的物理方法微生物生长微生物生长 火焰灼烧法火焰灼烧法火焰灼烧法火焰灼烧法烘箱内热空
43、气灭菌法烘箱内热空气灭菌法烘箱内热空气灭菌法烘箱内热空气灭菌法干热灭菌法干热灭菌法干热灭菌法干热灭菌法连续加压灭菌法连续加压灭菌法连续加压灭菌法连续加压灭菌法湿热灭菌（消毒）法湿热灭菌（消毒）法湿热灭菌（消毒）法湿热灭菌（消毒）法常压下常压下常压下常压下巴氏消毒巴氏消毒巴氏消毒巴氏消毒法法法法LTHLTH法法法法加压下加压下加压下加压下煮沸消毒法煮沸消毒法常规加压灭菌法常规加压灭菌法HTSTHTST法法法法2.2.方法方法方法方法微生物生长微生物生长微生物生长微生物生长 a a、在有水的条件下，菌体蛋白容易凝固。、在有水的条件下，菌体蛋白容易凝固。、在有水的条件下，菌体蛋白容易凝固。、在有水的
44、条件下，菌体蛋白容易凝固。 b b、热蒸气穿透力大、热蒸气穿透力大、热蒸气穿透力大、热蒸气穿透力大。 c c、蒸气有潜热，当蒸汽在物体表面凝结为水时放出、蒸气有潜热，当蒸汽在物体表面凝结为水时放出、蒸气有潜热，当蒸汽在物体表面凝结为水时放出、蒸气有潜热，当蒸汽在物体表面凝结为水时放出 大量热量，可提高灭菌物品的温度。大量热量，可提高灭菌物品的温度。大量热量，可提高灭菌物品的温度。大量热量，可提高灭菌物品的温度。 在同样温度下湿热灭菌比干热灭菌效果好的原因有：在同样温度下湿热灭菌比干热灭菌效果好的原因有：在同样温度下湿热灭菌比干热灭菌效果好的原因有：在同样温度下湿热灭菌比干热灭菌效果好的原因有：
45、 加热加热加热加热 方式方式方式方式 温度温度温度温度 （） 加热时加热时加热时加热时 间（间（间（间（h h） 穿透纱布层数及其温度穿透纱布层数及其温度穿透纱布层数及其温度穿透纱布层数及其温度 （） 20 20层层层层 40 40层层层层 100 100层层层层 干热干热干热干热 温热温热温热温热 130130140140 105 105 4 4 3 3 86 86 101 101 72 72101101 72 72以下以下以下以下101101表表表表6 65 5热蒸汽与干热空气穿透力的比较热蒸汽与干热空气穿透力的比较热蒸汽与干热空气穿透力的比较热蒸汽与干热空气穿透力的比较3.3.干热灭菌与
46、湿热灭菌比较干热灭菌与湿热灭菌比较干热灭菌与湿热灭菌比较干热灭菌与湿热灭菌比较微生物生长微生物生长（3 3）光复活作用）光复活作用）光复活作用）光复活作用（二）低温抑菌二）低温抑菌二）低温抑菌二）低温抑菌抑菌抑菌抑菌抑菌杀菌杀菌杀菌杀菌（三）辐射（三）辐射（三）辐射（三）辐射 1.1.紫外辐射紫外辐射紫外辐射紫外辐射（1 1）应用应用应用应用：空气消毒、器械消毒、变异研究。空气消毒、器械消毒、变异研究。空气消毒、器械消毒、变异研究。空气消毒、器械消毒、变异研究。b. u.vb. u.v使使使使OO2 2变为变为变为变为OO3 3，其不稳定，易分解放出氧化，其不稳定，易分解放出氧化，其不稳定，易
47、分解放出氧化，其不稳定，易分解放出氧化 能力极强的新生态氧能力极强的新生态氧能力极强的新生态氧能力极强的新生态氧OO，具杀菌作用，具杀菌作用，具杀菌作用，具杀菌作用。（2 2）杀菌原理：杀菌原理：杀菌原理：杀菌原理：a. u.va. u.v作用于作用于作用于作用于DNADNA，使之改变生物学活性，干扰，使之改变生物学活性，干扰，使之改变生物学活性，干扰，使之改变生物学活性，干扰 核酸复制，导致细胞死亡或变异。核酸复制，导致细胞死亡或变异。核酸复制，导致细胞死亡或变异。核酸复制，导致细胞死亡或变异。微生物生长微生物生长 2.电离辐射（电离辐射（x、r、a、) 特点特点特点特点：波长短、穿透力强，
48、能量高波长短、穿透力强，能量高波长短、穿透力强，能量高波长短、穿透力强，能量高 杀菌原理杀菌原理杀菌原理杀菌原理：间接通过射线引起环境中水分子和细胞中水分子能间接通过射线引起环境中水分子和细胞中水分子能间接通过射线引起环境中水分子和细胞中水分子能间接通过射线引起环境中水分子和细胞中水分子能 量后导致电离，产生自由基团，其游离基团能与细量后导致电离，产生自由基团，其游离基团能与细量后导致电离，产生自由基团，其游离基团能与细量后导致电离，产生自由基团，其游离基团能与细 胞中敏感分子反应使之失活，引起微生物死亡胞中敏感分子反应使之失活，引起微生物死亡胞中敏感分子反应使之失活，引起微生物死亡胞中敏感分
49、子反应使之失活，引起微生物死亡。（1 1）水经辐射后形成离子水和自由电子）水经辐射后形成离子水和自由电子）水经辐射后形成离子水和自由电子）水经辐射后形成离子水和自由电子：H H2 2O O辐射辐射辐射辐射H H2 2O O+ + + e+ e- -e e- - + H+ H2 2O O+ +H H2 2O O- -（2 2）两种离子水进一步反应形成离子和自由基）两种离子水进一步反应形成离子和自由基）两种离子水进一步反应形成离子和自由基）两种离子水进一步反应形成离子和自由基：H H2 2O O+ +H H+ + + OH+ OHH H2 2O O- -OHOH- - + H + H微生物生长微生
50、物生长O O2 2 + e+ e- -O O2 2 - -O O2 2 + 2e+ 2e- -O O2 2 2-2-HOHO2 2O O2 2 - - + H+ H+ +H H2 2O O2 2O O2 22 2 - - + 2H+ 2H+ +（4 4）过氧基团能使酶蛋白的）过氧基团能使酶蛋白的）过氧基团能使酶蛋白的）过氧基团能使酶蛋白的SHSH基氧化；基氧化；基氧化；基氧化； 自由基也具氧化作用和分解作用，使细胞受损。自由基也具氧化作用和分解作用，使细胞受损。自由基也具氧化作用和分解作用，使细胞受损。自由基也具氧化作用和分解作用，使细胞受损。+ H+ H2 2O OOHOHRH +RH +R
51、 RR-NH + HR-NH + HR R+ NH+ NH2 2（3 3）液体内溶解氧与离子作用产生一些具有）液体内溶解氧与离子作用产生一些具有）液体内溶解氧与离子作用产生一些具有）液体内溶解氧与离子作用产生一些具有 强氧化性的过氧基团：强氧化性的过氧基团：强氧化性的过氧基团：强氧化性的过氧基团：微生物生长微生物生长 （四）干燥和渗透压（四）干燥和渗透压（四）干燥和渗透压（四）干燥和渗透压 1. 1.干燥干燥干燥干燥：主要作用是抑菌，使细胞失水，代谢停主要作用是抑菌，使细胞失水，代谢停主要作用是抑菌，使细胞失水，代谢停主要作用是抑菌，使细胞失水，代谢停止。止。止。止。 2. 2.渗透压：微生物
52、在高渗环境中，水从细胞中流渗透压：微生物在高渗环境中，水从细胞中流渗透压：微生物在高渗环境中，水从细胞中流渗透压：微生物在高渗环境中，水从细胞中流出，使细胞脱水。出，使细胞脱水。出，使细胞脱水。出，使细胞脱水。 （五）过滤除菌：（五）过滤除菌：（五）过滤除菌：（五）过滤除菌：通过某种多孔的材料，使微生物通过某种多孔的材料，使微生物通过某种多孔的材料，使微生物通过某种多孔的材料，使微生物与液体分离。与液体分离。与液体分离。与液体分离。 （六）超声波：（六）超声波：（六）超声波：（六）超声波：通过探头的高频振动使细胞内外产通过探头的高频振动使细胞内外产通过探头的高频振动使细胞内外产通过探头的高频振
53、动使细胞内外产 生的压力差，导致细胞破裂；超声波振动，机械能转生的压力差，导致细胞破裂；超声波振动，机械能转生的压力差，导致细胞破裂；超声波振动，机械能转生的压力差，导致细胞破裂；超声波振动，机械能转 变为热能，使溶液温度升高，细胞热变性，抑制或杀变为热能，使溶液温度升高，细胞热变性，抑制或杀变为热能，使溶液温度升高，细胞热变性，抑制或杀变为热能，使溶液温度升高，细胞热变性，抑制或杀死微生物。死微生物。死微生物。死微生物。微生物生长微生物生长 二、控制微生物生长的化学方法二、控制微生物生长的化学方法二、控制微生物生长的化学方法二、控制微生物生长的化学方法 （一）消毒剂和防腐剂（一）消毒剂和防腐
54、剂 醇类、醛类、酚类、表面活性剂、染料、氧醇类、醛类、酚类、表面活性剂、染料、氧化剂、重金属、酸碱类化剂、重金属、酸碱类 （二）抗代谢物（二）抗代谢物 概念：有些化合物结构与生物的代谢物很相概念：有些化合物结构与生物的代谢物很相似，竞争特定的酶，阻碍酶的功能，干扰正常代似，竞争特定的酶，阻碍酶的功能，干扰正常代谢，这些物质称为抗代谢物。谢，这些物质称为抗代谢物。微生物生长微生物生长 磺胺作用机理磺胺作用机理NHNH2 2SOSO2 2-NHR-NHR磺胺磺胺磺胺磺胺NHNH2 2COOHCOOHPABAPABA二氢二氢二氢二氢蝶啶蝶啶蝶啶蝶啶 二氢蝶酸二氢蝶酸二氢蝶酸二氢蝶酸 合成酶合成酶合成
55、酶合成酶磺胺磺胺磺胺磺胺PABAPABA二氢二氢二氢二氢蝶酸蝶酸蝶酸蝶酸二氢叶酸二氢叶酸二氢叶酸二氢叶酸 合成酶合成酶合成酶合成酶二氢二氢二氢二氢叶酸叶酸叶酸叶酸谷氨酸谷氨酸谷氨酸谷氨酸二氢叶酸二氢叶酸二氢叶酸二氢叶酸 还原酶还原酶还原酶还原酶2H2HTMPTMP四氢四氢四氢四氢叶酸叶酸叶酸叶酸前体前体前体前体嘌呤、嘧啶、核嘌呤、嘧啶、核嘌呤、嘧啶、核嘌呤、嘧啶、核苷酸、丝氨酸、苷酸、丝氨酸、苷酸、丝氨酸、苷酸、丝氨酸、甲硫氨酸等甲硫氨酸等甲硫氨酸等甲硫氨酸等碳基碳基碳基碳基转移转移转移转移微生物生长微生物生长（三）抗生素（三）抗生素（三）抗生素（三）抗生素 概念：抗生素是生物在新陈代谢中产生
56、的或概念：抗生素是生物在新陈代谢中产生的或概念：抗生素是生物在新陈代谢中产生的或概念：抗生素是生物在新陈代谢中产生的或 人工衍生的，很低的浓度就能抑制他种生物的生人工衍生的，很低的浓度就能抑制他种生物的生人工衍生的，很低的浓度就能抑制他种生物的生人工衍生的，很低的浓度就能抑制他种生物的生 命活动，甚至杀死他种生物的化学物质。命活动，甚至杀死他种生物的化学物质。命活动，甚至杀死他种生物的化学物质。命活动，甚至杀死他种生物的化学物质。 1. 1.抑制细胞壁的形成：青霉素抑制细胞壁的形成：青霉素抑制细胞壁的形成：青霉素抑制细胞壁的形成：青霉素 2. 2.影响细胞膜的功能：多粘菌素影响细胞膜的功能：多
57、粘菌素影响细胞膜的功能：多粘菌素影响细胞膜的功能：多粘菌素 作用机理作用机理作用机理作用机理 3.3.干扰蛋白质的合成：四环素干扰蛋白质的合成：四环素干扰蛋白质的合成：四环素干扰蛋白质的合成：四环素 4. 4.阻碍核酸的复制：放线菌素阻碍核酸的复制：放线菌素阻碍核酸的复制：放线菌素阻碍核酸的复制：放线菌素D D 5. 5.影响能量的利用：抗霉素影响能量的利用：抗霉素影响能量的利用：抗霉素影响能量的利用：抗霉素微生物生长微生物生长（四）微生物的抗药性（四）微生物的抗药性 1.细菌产生钝化或分解药物的酶细菌产生钝化或分解药物的酶 2.改变细胞膜的透性改变细胞膜的透性 3.改变对药物敏感的位点改变对药物敏感的位点 4.菌株发生变异菌株发生变异微生物生长微生物生长
