1、微生物的生长与环境因子,Microbial Growth,生长微生物细胞吸收营养物质，进行新陈代谢，当同化作用异化作用时，生命个体的重量和体积不断增大的过程。繁殖生命个体生长到一定阶段，通过特定方式产生新的生命个体，即引起生命个体数量增加的生物学过程。发育从生长到繁殖，是生物的构造和机能从简单到复杂、 从量变到质变的发展变化过程，这一过程称为发育。,第一部分：微生物的生长,个体生长与群体生长,个体生长微生物细胞个体吸收营养物质，进行新陈代谢，原生质与细胞组分的增加为个体生长。群体生长群体中个体数目的增加。可以用重量、体积、密度或浓度来衡量。（由于微生物的个体极小，所以常用群体生长来反映个体生长
2、的状况）个体生长个体繁殖 群体生长 群体生长 = 个体生长 + 个体繁殖通常把一个细胞分裂成两个细胞所需要的时间，称为代时。,一些细菌的代时,菌名培养基培养温度 代时E. coli（大肠杆菌） 肉汤 3717minE. coli 牛奶 3712.5Enterobacter aerogenes（产气肠细菌）肉汤或牛奶 371618E. aerogenes 组合 372944B. Cereus（蜡状芽孢杆菌）肉汤3018B. thermophilus（嗜热芽孢杆菌）肉汤5518.3Lactobacillus acidophilus（嗜酸乳杆菌）牛奶376687Streptococcus lacti
3、s（乳酸链球菌）牛奶3726S. lactis乳糖肉汤3748Salmonella typhi（伤寒沙门氏菌）肉汤3723.5Azotobacter chroococcum（褐球固氮菌）葡萄糖2534446Mycobacterium tuberculosis（结核分枝杆菌）组合3779293Nitrobacter agilis（活跃硝化杆菌）组合271200,第一节 微生物纯培养分离及生长测定方法,一、获得纯培养的方法,纯培养(pure culture)微生物学中把从一个细胞或一群相同的细胞经过培养繁殖而得到的后代,称纯培养.,（1）液体稀释法（2）平板划线分离法（Streak Plate）（
4、3）平板涂布分离法（Spread Plate）（4）选择性培养分离法（5）单细胞（单孢子）分离法,首先将待分离的样品进行连续稀释,目的是得到高度稀释的效果,使一支试管中分配不到一个微生物.如果经过稀释后的大多数试管中没有微生物生长,那么有微生物生长的试管得到的培养物可能就是由一个微生物个体繁殖而来的纯培养物.这种方法适合于细胞较大的微生物.,（1）液体稀释法,（2）平板划线分离法（Streak Plate）,特点：快速、方便。 分区划线（适用于浓度较大的样品） 连续划线（适用于浓度较小的样品）,An inoculating loop is used to thin out organisms
5、on the surface of the agar.,（3）平板涂布分离法（Spread Plate）,简单易行，但易造成机械损伤,Liquid specimen is spread on the surface of solid agar with a sterile bent glass rod.,（4）选择性培养分离法,为了从混杂的微生物群体中分离出某种微生物，可以根据该微生物的特点，包括营养、生理、生长条件等，采用选择培养的方法进行分离。,利用选择培养基进行直接分离富集培养,（5）单细胞（单孢子）分离法,采用显微分离法从混杂群体中直接分离单个细胞或单个个体进行培养以获得纯培养的方法。
6、该方法要在显微镜下进行。毛细管法：用毛细管提取微生物个体，适合于较大微生物。显微操作仪：用显微针、钩、环等挑取单个细胞或孢子以获得纯培养。小液滴法：将经过适当稀释后的样品制成小液滴，在显微镜下选取只含一个细胞的液滴来进行纯培养物的分离。,二、微生物生长量的测定方法,（一）微生物细胞数目的检测法1。总菌数的测定（计数器直接计数，染色涂片计数，比浊法）2。活菌数的测定（平板计数法、液体稀释法、膜过滤法）,（二）微生物生长量的测定,1。直接法(干重法，体积法)2。间接法（比浊法，碳、氮含量法，DNA测定法等）,1.血球计数板法,原理：将1mm20.02mm的薄层空间划分为400小格，从中均匀分布地选
7、取80小格，计数其中的细胞数目，换算成单位体积中的细胞数。适用范围：个体较大细胞或颗粒，如血球、酵母菌等。不适用于细菌等个体较小的细胞，因为（1）细菌细胞太小，不易沉降；（2）在油镜下看不清网格线，超出油镜工作距离。特点：快速，准确，对酵母菌可同时测定出芽率，或在菌悬液中加入少量美蓝可以区分死活细胞。,2.涂片染色法,应用：可同时计数不同微生物的菌数，适于土壤、牛奶中细菌计数。 方法：用镜台测微尺计算出视野面积；取 0.1ml菌液涂于1cm2面积上，计数后代入公式： 每ml原菌液含菌数=视野中平均菌数涂布面积/视野面积10稀释倍数,3.平板菌落计数法,技术要求：样品充分混匀，操作熟练快速（15
8、20min完成操作），严格无菌操作；注意事项：每一支吸管只能用于一个稀释度，样品混匀处理，倾注平板时的培养基温度；适用范围：中温、好氧和兼性厌氧、能在营养琼脂上生长的微生物，误差：多次稀释造成的误差是主要来源，其次还有由于样品内菌体分布不均匀、以及不当操作,A standard plate count (viable count) reflects the number of viable microbes and assumes that each bacterium grows into a single colony; plate counts are reported as numbe
9、r of colony-forming units (CFU) per ml (CFU/ml) or per g (CFU/g) of sample.,4。薄膜过滤计数法,常用该法测定含菌量较少的空气和水中的微生物数目。将定量的样品通过薄膜（硝化纤维素薄膜、醋酸纤维薄膜）过滤，菌体被阻留在滤膜上，取下滤膜进行培养，然后计算菌落数，可求出样品中所含菌数。,5.干重法,将一定量的菌液中的菌体通过离心或过滤分离出来,然后烘干(干燥温度可采用105、100或80)、称重。一般干重为湿重的10%20%，而一个细菌细胞一般重约10-1210-13g。该法适合菌浓度较高的样品。举例：大肠杆菌一个细胞一般重约
10、10121013g，液体培养物中细胞浓度达到2109个/ml时，100ml培养物可得1090mg干重的细胞。,6.比浊法,原理：是在一定范围内，菌悬液中的细胞浓度与混浊度成正比，即与光密度成正比，菌数越多，光密度越大。因此，借助于分光光度计，在一定波长下测定菌悬液的光密度，就可反应出菌液的浓度。特点：快速、简便；但易受干扰。,7.生理指标法,测含氮量蛋白质是细胞的主要物质，含量稳定，而氮是蛋白质的主要成分，通过测含氮量就可推知微生物的浓度。一般细菌含氮量为干重的12.5%，酵母菌为7.5%，霉菌为6.0%，根据一定体积培养液中的含氮量再乘以6.25，就可测得粗蛋白的含量。其他方法含碳、磷、DN
11、A、RNA、耗氧量、消耗底物量、产二氧化碳、产酸、产热、粘度等，都可用于生长量的测定。,第二节 微生物的生长曲线,一、微生物培养 ： 研究群体生长规律，首先应对微生物进行培养。培养的方法有： 分批培养和连续培养 这两种方法既可用于纯种培养，也可用于混合,1 分批培养（batch culture） ：,分批培养（batch culture） ：将微生物置于一定容积的定量的培养基中培养，培养基一次性加入。不再补充和更换，最后一次性收获。(P116),2 连续培养（continuous culture）,连续培养（continuous culture） ：在微生物培养的过程中，不断地供给新鲜的营养物
12、质，同时排除含菌体及代谢产物的发酵液，让培养的微生物长时间地处于对数生长期，以利于微生物的增殖速度和代谢活性处于某种稳定状态。类型：恒浊连续培养和恒化连续培养(P119),原理：当微生物在单批培养方式下生长达到对数期后期时，一方面以一定的速度流进新鲜培养基并搅拌，另一方面以溢流方式流出培养液，使培养物达到动态平衡，其中的微生物就能长期保持对数期的平衡生长状态和稳定的生长速率。,（1）连续培养原理,恒化连续培养,概念：以恒定流速使营养物质浓度恒定而保持细菌生长速率恒定的方法。 原理：通过控制某一种营养物浓度（如碳、氮源、生长因子等） ，使其始终成为生长限制因子，而达到控制培养液流速保持不变，并使
13、微生物始终在低于其最高生长速率条件下进行生长繁殖。特点：维持营养成分的亚适量，控制微生物生长速率。菌体生长速率恒定，菌体均一、密度稳定，产量低于最高菌体产量。应用范围：实验室科学研究及污水生物处理。,恒化器Chemostat 或bactogen,概念：调节培养基流速，使培养液浊度保持恒定的连续培养方法。原理：通过调节新鲜培养基流入的速度和培养物流出的速度来维持菌浓度不变,即浊度不变。主要采用恒浊器，当浊度高时，使新鲜培养基的流速加快，浊度降低，则减慢培养基的流速。特点：基质过量，微生物始终以最高速率进行生长，并可在允许范围内控制不同的菌体密度；但工艺复杂，烦琐。,恒浊连续培养,使用范围：用于生
14、产大量菌体、生产与菌体生长相平行的某些代谢产物，如乳酸、乙醇等。,恒浊器与恒化器的比较,二、细菌的纯培养生长曲线,将少量细菌接种到一种新鲜的、定量的液体培养基中进行分批培养，定时取样计数，以细菌个数或细菌数的对数为纵坐标，以培养时间为横坐标，连接坐标纸上各点成一条曲线即细菌的生长曲线。生长曲线可以细分为六个阶段、四个时期： 延迟期（停滞期）、加速期、 对数生长期、减速期、 稳定期（静止期） 、 衰亡期（或死亡期）。 (P116),典型的生长曲线 （Growth curve）,延滞期,对数期,稳定期,衰亡期,时期的划分：按照生长速率常数（growth race constant）不同,加速期,减
15、速期,其它名称：迟滞期、调整期、适应期1.现象：活菌数没增加，曲线平行于横轴。2.特点：P117生长速率= 0细胞形态变大或增长细胞内RNA特别是rRNA含量增高合成代谢活跃（核糖体、酶类、ATP合成加快），易产生诱导酶对外界不良条件敏感，（如氯化钠浓度、温度、抗生素等化学药物）3.原因：适应新的环境条件，合成新的酶，积累必要的中间产物,.停滞期（lag phase）,菌种 ： 繁殖速度较快(世代时间短)的菌种的延迟期一般较短；接种物菌龄 ： 用对数生长期的菌种接种时，其延迟期较短，甚至检查不到延迟期；接种量：一般来说， 接种量增大可缩短甚至消除延迟期（发酵工业上一般采用1/10的接种量）；营
16、养：培养基成分 在营养成分丰富的天然培养基上生长的延滞期比在合成培养基上生长时短；接种后培养基成分有较大变化时，会使延滞期加长，所以发酵工业上尽量使发酵培养基的成分与种子培养基接近。,影响延迟期长短的因素：P116-117,认识延迟期的特点及形成原因对实践的指导意义：,在工业上需设法尽量缩短延迟期；P117采取的缩短lag phase 的措施有：增加接种量； （群体优势-适应性增强） 采用对数生长期的健壮菌种；调整培养基的成分，在种子基中加入发酵培养基的某些成分。选用繁殖快的菌种,.对数期（logarithmic phase）,其他名称：指数期 现象：细胞数目以几何级数增加，其对数与时间呈直线
17、关系。 特点：生长速率最大，即代时最短菌体大小、形态、生理特征等比较一致代谢最旺盛细胞对理化因素较敏感影响因素：菌种代谢产物营养物浓度氧气,延长措施：定时定量加入营养物质，同时排出代谢产物，或使用连续培养。应用意义：由于此时期的菌种比较健壮，增殖噬菌体的最适菌龄；生产上用作接种的最佳菌龄；发酵工业上尽量延长该期，以达到较高的菌体密度食品工业上尽量使有害微生物不能进入此期是生理代谢及遗传研究或进行染色、形态观察等的良好材料。,. 静止期（stationary phase）,又称：稳定期或最高生长期特点：新增殖的细胞数与老细胞的死亡数几乎相等，微生物的生长速率处于动态平衡，培养物中的活细胞数目达到
18、最高值。细胞分裂速度下降，开始积累内含物，产芽孢的细菌开始产芽孢。此时期的微生物开始合成次生代谢产物，对于发酵生产来说，一般在稳定期的后期产物积累达到高峰，是最佳的收获时期。若目标是菌体，则在静止期初期就要及时收获菌体。产生原因： 营养物浓度的降低 有害代谢废物的积累（酸、醇、毒素等） 物化条件（pH、氧化还原势等）的改变; 溶解氧供应不足,应用意义：发酵生产形成的重要时期（抗生素、氨基酸等），生产上应尽量延长此期，提高产量，措施如下： 补充营养物质（补料） 调pH 调整温度,. 衰亡期（decline phase）,特点： 细胞死亡数增加，死亡数大大超过新增殖的细胞数，群体中的活菌数目急剧下
19、降，出现“负生长”。 细胞进行内源性呼吸（因为营养缺乏），出现多形态、畸形或衰退形，芽孢开始释放。 因菌体本身产生的酶及代谢产物的作用，使菌体死亡。 衰亡期比其他各时期时间长，它的长短也与菌种和环境条件有关。产生原因：生长条件的进一步恶化，使细胞内的分解代谢大大超过合成代谢，继而导致菌体的死亡,三.丝状微生物的群体生长（不讲）,丝状微生物的纯培养采用孢子接种，在液体培养基中震荡培养或深层通气加搅拌培养，菌丝体通过断裂繁殖不形成产孢结构。可以用菌丝干重作为衡量生长的指标，即以时间为横坐标，以菌丝干重为纵坐标，绘制生长曲线。,可分为三个阶段：1、生长停滞期2、迅速生长期3、衰退期,1、生长停滞期:
20、 造成生长停滞的原因一是孢子萌发前真正的停滞状态，另一种是生长已经开始，但还无法测定。2、迅速生长期:菌丝体干重迅速增加，其立方根与时间呈直线关系，菌丝干重不以几何级数增加，没有对数生长期。生长主要表现在菌丝尖端的伸长和出现分支、断裂等，此时期的菌体呼吸强度达到高峰，有的开始积累代谢产物。3、衰退期:菌丝体干重下降，到一定时期不再变化。大多数次级代谢产物在此期合成，大多数细胞都出现大的空泡。有些菌丝体还会发生自溶菌丝体，这与菌种和培养条件有关。,四、活性污泥中的微生物生长规律,废水中微生物种类复杂，生长情况也复杂得多，但生长曲线的形态基本上是相似的。也分为三个时期：SBR（序批法间歇曝气器）即
21、是该原理的应用。 生长上升阶段 生长下降阶段 内源呼吸阶段,五、微生物的生长曲线在废水处理中的应用 P120,在生物处理中，控制了定的FM值就可得出不同的微生物生长率、微生物的活性和处理效果。例如若采用一个较高的FM值维持微生物在对数期的生长，则此时微生物繁殖很快，活力也很强，处理废水的能力必然较高。利用对数期进行废水生物处理，虽然反应速率快，但想取得稳定的出水及较高的处理效果亦比较困难。故一般在废水生物处理工程中，常利用减速生长期或内源呼吸初期的微生物的生长、活动，使废水中的有机物稳定化，并取得较好的处理效果。在活性污泥法的推流式曝气池进口附近，食料与微生物之比一般总是比较高的，但随着水流向
22、出口处流动，此值将逐渐减小 （补充）,第二部分：环境因子,微生物与所处的环境之间具有复杂的相互影响和相互作用:一方面,各种各样的环境因素对微生物的生长和繁殖有影响,另一方面,微生物生长繁殖也会影响和改变环境.研究环境因素与微生物之间的关系,可以通过控制环境条件来利用微生物有益的一面,同时防止它有害的一面。,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。温度对微生物的影响具体表现在：影响酶活性。温度变化影响酶促反应速率，最终影响细胞合成。影响细胞膜的流动性。温度高，流动性大，有利于物质的运输，温度低，流动性降低，不利于物质运输，因此，温度变化影响营养物质的吸收与代谢产物的分泌
23、。影响物质的溶解度。对生长有影响。,最低生长温度: 指微生物能进行繁殖的最低温度界限。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。,微生物处于最适生长温度时，生长速度最快，代时最短。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。,根据微生物的最适生长温度分类,嗜冷微生物嗜温微生物嗜热微生物超嗜热或嗜高温微生物,嗜冷微生物嗜冷机制：,主要分布在地球的两极、冷泉、深海、冷冻场所及冷藏食品中。 （1）系在低温下仍能起催化作用 （2）细胞膜含较多的不饱合脂肪酸在低温下仍具有通透性。,嗜热微
24、生物嗜热机制,酶以及核糖体有较强的抗热性核酸具有较高的热稳定性（核酸中G+C含量高（tRNA），可提供形成 氢键，增加热稳定性 ）。细胞膜中饱和脂肪酸含量高，较高温度下能维持正常的液晶状态。,菌 名生长温度发酵温度累积产物温度 （ ） （ ） （ ） Streptococcus thermophilus374737S.lactis3440产细胞：2530产乳酸：30Streptomyces griseus3728_Corenybacterium pekinense32 3335_Clostridium acetobutylicum3733_Penicilium chrysogenum30252
25、0以青霉素的生产为例：培养165小时采用分段控制温度的方法，其青霉素产量比始终在30 培养提高了14.7%。分段控制方式：05小时，30 ；540小时，25 ；40125小时，20 ；125165小时，25 。,不同生理生化过程的最适温度,微生物不同生理活动要求不同温度，所以最适生长温度 发酵速度快、积累代谢产物多。,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）。用于灭菌。2、低温对微生物的影响 当环境温度低于微生物的最适生长温度时，微生物的生长繁殖停止，用于保存食物和菌种。 造成死亡的原因：冻结时细胞水分变成冰晶，冰晶对细胞膜产
26、生机械损伤，膜内物质外漏。冻结过程造成细胞脱水,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.分干燥灭菌与湿热灭菌。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。分为巴斯德消毒和煮沸消毒法。消毒效果取决于消毒时的温度和消毒时间。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。化疗（chemotheraphy）即化学治疗。利用具有高度选择毒力的化学物质抑制宿主体内病源微生物的生长繁殖，以达到治疗该传染病的一种措施,
27、二、 pH,pH值对微生物生长的影响机制影响膜表面电荷的性质及膜的通透性，进而影响对物质的吸收能力。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，从而影响营养物质吸收，或有毒物质的毒性。,一些微生物的生长酸碱度,大多数细菌、藻类和原生动物的最适pH为6.5-7.5；放线菌在中性偏碱性的环境pH为7.5-8.0，霉菌与酵母在酸性环境pH为5-6和3-6。,微生物 pH值 最低 最适 最高Thiobacillus thiooxidans 氧化硫硫杆菌 0.5 2.03.5 6.0Lactobacil
28、lus acidophilus 嗜酸乳杆菌 4.04.6 5.86.6 6.8Rhizobium japonicum 大豆根瘤菌 4.2 6.87.0 11.0Azotobacter chroococcum 圆褐固氮 4.5 7.47.6 9.0Nitrosomonas sp. 硝化单胞菌 7.0 7.88.6 9.4Acetobacter aceti 醋化醋杆菌 4.04.5 5.46.3 7.08.0Staphylococcus aureus 金黄葡球菌 4.2 7.07.5 9.3Chlorobium limicola 泥生绿菌 6.0 6.8 7.0Thurmus aquaticus
29、水生栖热菌 6.0 7.57.8 9.5Aspergillus niger 黑曲霉 1.5 5.06.0 9.0一般放线菌 5.0 7.08.0 10.0一般酵母菌 3.0 5.06.0 8.0,不同微生物的生长pH值范围,同一种微生物在其不同的生长阶段和不同的生理生化过程中，对pH值的要求也不同。举例：Aspergillus niger在pH22.5范围时有利于合成柠檬酸，当在pH2.56.5范围内时以菌体生长为主，而在pH7.0时，则以合成草酸为主。 微生物 生长最适pH 合成抗生素最适pH灰色链霉菌6.36.96.77.3红霉素链霉菌6.67.06.87.3产黄青霉6.57.26.26.
30、8金霉素链霉菌6.16.65.96.3龟裂链霉菌6.06.65.86.1灰黄青霉6.47.06.26.5,生长的最适pH值与发酵的最适pH值,三、氧化还原电位（Eh）,氧化还原电位的单位是V或mV，一般好氧微生物： +0.1 V最适+0.3+0.4V厌氧微生物：0.1V;专必厌氧菌：-0.2-0.25V产甲烷菌：-0.3-0.4V,影响氧化还原电位的因素,氧分压：氧分压高，氧化还原电位高pH值：pH值高，氧化还原电位高还原剂：如抗坏血酸，硫二乙醇钠，谷胱甘肽，硫化氢，铁等均可降低环境的氧化还原电位。,四、溶解氧,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
31、几种类群: 专性好氧菌: 好氧菌 微好氧菌： 兼性厌氧菌 耐氧厌氧菌： 厌氧菌 (专性)厌氧菌：,专性好氧菌（strict aerobe）P128必须在有分子氧的条件下才能生长，有完整的呼吸链，以分子氧作为最终氢受体，细胞含有超氧物歧化酶（SOD，superoxide dismutase）和过氧化氢酶。兼性好氧菌（facultative aerobe） 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，无氧时接发酵或无氧呼吸产能；细胞含有SOD、过氧化氢酶和脱氢酶。厌氧菌（anaerobe） 分子氧对它有毒害，短期接触空气，也会抑制其生长甚至致死；在空气或含有10%CO2
32、的空气中，在固体培养基表面上不能生长，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。,水的活度和渗透压,见前所讲,其它不利环境因子的影响,紫外线与电离辐射超声波重金属干燥化学药剂抗生素,紫外线,定义：波长在100 400nm的电磁辐射为紫外线。紫外线杀菌或诱变原理：紫外线作用于DNA ，使其产生胸腺嘧啶二聚体，引起DNA结构变形，阻碍正常的碱基配对，从而造成微生物变异或死亡。紫外线会使空气中的分子氧变成臭氧，臭氧释放的原子氧有杀菌作用。其中波长在260nm处的紫外线
33、杀菌力最强。主要因为核酸（DNA、RNA）的吸收峰为260nm，蛋白质的吸收峰为280nm。,光复活现象：经紫外线照射的微生物，在可见光下，光可以激活DNA修复酶，该酶能修复DNA上的损伤，使微生物的突变率或死亡率下降。应用： 由于穿透力差，只适用于 表面消毒 空气消毒 诱变育种。,电离辐射,、射线 ，波长短，能量高，有较强的杀伤力。作用原理 ：可引起水和其他物质的电离，产生游离基，使核酸、蛋白质或酶发生变化，造成细胞损伤或死亡。 特点：穿透力强，非专一性，作用于一切细胞成分，对所有生物均有杀伤作用。 应用：用于杀菌或菌种诱变。,超声波,超声波：每秒钟振动在1600以上的声波。机理：引起膜破坏
34、，细胞破裂，内涵物逸出。 应用：破碎细胞，提取胞内物质（代谢产物、酶等）杀菌,超声波杀菌效力大小与频率、强度、处理时间等多种因素有关。,微波,微波：微波的范围在9152450MHz/s之间。机理：微波产生热效应，使蛋白质、酶等物质变性，导致微生物死亡。 特点：加热均匀，热能利用率高、加热时间短。应用：食品消毒、灭菌。,干燥,干燥抑制微生物生长或造成其死亡的原因： 干燥能引起微生物细胞内蛋白质的变性和盐类等物质浓度提高，从而抑制生长或造成微生物死亡,重金属,汞、银、铜、铅及其化合物杀菌机理：与酶的基团结合，使酶失去活性；或与菌体蛋白结合，使之变性或沉淀。,抗生素：,概念：抗生素：微生物在其生命过
35、程中所产生的一类低分子量代谢产物，在很低浓度下就能抑制或杀死其它微生物的生长。最小抑制浓度（Minimal Inhibitory Concentration,MIC）:表示抗生素的抗菌活性，单位是g/ml.MIC可以在液体试管或固体平板上测定， 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）作用机制：1）抑制细胞壁的合成；（如：青霉素） 2）破坏细胞膜功能；（如：多粘菌素可作用于膜磷脂使膜溶解） 3）抑制蛋白质合成；（如：氯霉素，四环素、链霉素等） 4）干扰核酸代谢；（如：利福霉素
36、、新生霉素、丝裂霉素、灰黄霉素）,化学药剂,氧化剂、还原剂、酚类、醇类、新洁尔灭、毒性物质、染料、抗代谢物、抗生素等对微生物的影响。常用的消毒防腐剂及其应用,菌种的退化、复壮和保藏,退化与复壮的概念 退化（degeneration）：在微生物的生长过程中，由于变异的存在，使原有的优良性状发生负变，即菌种的退化。 复壮(rejuvenation)：狭义的复壮是指在菌种已发生衰退的情况下，通过纯种分离和生产性能测定等方法，从衰退的群体中找出未衰退的个体，以达到恢复该菌原有典型性状的措施；广义的复壮是指在菌种的生产性能未衰退前就有意识的经常、进行纯种的分离和生产性能测定工作，以期菌种的生产性能逐步提
37、高。实际上是利用自发突变（正变）不断地从生产中选种。,一、防止菌种退化的方法,控制传代的次数（一般在DNA的复制过程中，碱基的错配率是5x10-4，自发突变的频率为10-810-9，采用良好的菌种保藏方法，可以减少移种和传代的次数）创造良好的培养条件利用不同类型的细胞进行接种传代：对丝状微生物而言，通常采用稳定的单核孢子进行接种。采用有效的菌种保藏方法,菌种的复壮措施,纯种分离 菌落纯的分离方法（平板表面涂布法，平板划线分离法，琼脂培养基浇注法） 细胞纯的分离方法（分离小室进行单细胞分离，显微操纵器进行单细胞分离，菌丝尖端切割法进行单细胞分离）通过宿主体内生长进行复壮（如Bacillus th
38、uringiensis的复壮）联合复壮（诱变复壮）,二、菌种的保藏,菌种保藏的任务：广泛收集实验室和生产菌种、菌株（包括病毒株以及动、植物细胞株和质粒等）的基础上，使之达到不死亡、不退化、不污染，以便于研究、交换和使用的目的。常用的菌种保藏机构： 中国微生物菌种保藏委员会(CCCCM) 美国的典型菌种保藏中心(ATCC),菌种保藏的原理,挑选典型菌种的优良纯种，一般采用微生物的休眠体（如孢子、芽孢等）采用人工条件 （如干燥、低温、缺氧、避光、缺乏营养以及添加保护剂或酸碱中和剂等），使微生物代谢变弱，处于休眠状态。,菌种保藏的方法,定期移植法：斜面低温保藏法干燥法：砂土管保藏法、麸曲保藏法等隔绝空气法：液体石蜡保藏法蒸馏水悬浮法：藻类的保存综合法：以上方法的综合。,几种常用菌种保藏方法的比较,学习要点,微生物的培养方式微生物的生长曲线影响微生物生长的环境因子菌种复壮的措施,
