1、温度是影响微生物生长的最重要因素之一。 温度的影响具体表现在： 影响酶活性 影响细胞膜的流动性 影响物质的溶解度,一、温度对微生物生长的影响,微生物的生长温度有的宽、有的窄。 E.coli-宽温微生物（10-47.5）； 淋病奈瑟氏球菌窄温微生物（36-40 ）。,从微生物整体来看: 生长的温度范围一般在-10 100 极端下限为-30 ，极端上限为105150 但对于特定的某一种微生物： 只能在一定温度范围内生长，在这个范围内，每种微生物都有自己的生长温度三基点，即最低、最适、最高生长温度,最适生长温度：某菌分裂代时最短或生长速率最高时的培养温度，。 超过最低生长温度时，微生物不生长，温度过
2、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。,（一）微生物生长的三个温度基点,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,可把它们分为几种类群:专性好氧菌:兼性厌氧菌好氧菌 微好氧菌：耐氧菌：厌氧菌(专性)厌氧菌：,二、氧气对微生物生长的影响,专性好氧菌绝大多数真菌及多数细菌,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，细胞含有超氧化物歧化酶(superoxide dismultase, SOD)和过氧化氢酶。绿脓杆菌、白喉棒杆菌等。,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
3、时借发酵或无氧呼吸产能；细胞含有SOD和过氧化氢酶。酿酒酵母，地衣芽孢杆菌等。,微好氧菌,只能较低的氧分压下才能正常生长，通过呼吸链并以氧为最终氢受体而产能。霍乱弧菌等。,兼性好(厌)氧菌,耐氧菌,可在分子氧存在下进行厌氧生活的厌氧菌。生活不需要氧，分子氧也对它无毒害。不具有呼吸链，依靠专性发酵及底物水平磷酸化获得能量。细胞内存在SOD和过氧化物酶，但缺乏过氧化氢酶。乳酸乳杆菌，乳链球菌等。,厌氧菌,分子氧对其有毒害，短期接触空气，也会抑制其生长甚至致死；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
4、色素氧化酶，大多数还缺乏过氧化氢酶。古生菌类。,严格厌氧微生物并不是被气态的氧所杀死，而由于不能解除某些氧代谢产物的毒性而死亡。 在氧还原为水的过程中，可形成某些有毒的中间产物，如过氧化氢（H2O2）、超氧阴离子（ O2 ）等。超氧阴离子为活性氧，兼有分子和离子的性质，反应力极强，极不稳定，可破坏膜和重要生物大分子，对微生物造成毒害或致死。 好氧微生物具有降解这些产物的酶，如过氧化氢酶、过氧化物酶、超氧化物歧化酶等， 严格厌氧菌缺乏SOD，易被生物体内极易产生的超氧阴离子自由基毒害致死。SOD的功能是保护好氧菌免受超氧化物阴离子自由基的毒害。,厌氧菌的氧毒害机制 SOD学说(McCord,Fr
5、idovich),各类菌所含对氧解毒酶,专性好氧菌 SOD，过氧化氢酶 兼性厌氧菌 SOD， 过氧化氢酶 专性厌氧菌 二种酶均无 微好氧菌 少量SOD 耐氧菌 SOD， 过氧化物酶,1971年McCord和Fridovich提出的超氧化物歧化酶学说,影响膜表面电荷的性质及膜的通透性 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,三、pH值与微生物生长的相互影响,（一）环境pH值对微生物生长的影响,微生物的生长pH值范围极广，绝大多数种类都生活在pH5.09.0之间。 微生物生长的pH值三基点：
6、 各种微生物都有其生长的最低、最适和最高pH值。低于最低、或超过最高生长pH值时，微生物生长受抑制或导致死亡。,（二) 不同微生物对pH要求不同,（四）微生物的生命活动对环境pH值的影响,微生物在生长过程中也会使外界环境的pH值发生改变，原因： 由于有机物分解： 分解糖类、脂肪等，产生酸性物质，使培养液pH值下降； 分解蛋白质、尿素等，产生碱性物质，使培养液pH值上升 由于无机盐选择性吸收： 铵盐吸收（(NH4)2SO4 H2SO4）， pH 硝酸盐吸收(NaNO3 NaOH)， pH,培养过程中调节pH值的措施 过酸时：加入碱或适量氮源，提高通气量。 过碱时：加入酸或适量碳源，降低通气量。,
7、NH4+被吸收,NO3+被吸收,第六节 微生物生长繁殖的控制,基本概念,防腐(antisepsis)：在某些化学物质或物理因子作用下，能防止或抑制霉腐微生物生长繁殖的一种措施,消毒(disinfection)：利用某种方法杀死或灭活物质或物体中一些病原微生物的一种措施,灭菌(sterilization)：采用强烈的理化因素使任何物体内外部的一切微生物永远丧失生长繁殖能力的措施,化疗(chemotherapy)：利用具有选择毒性的化学物质杀死组织内的病原微生物或病变细胞，但对机体本身基本无毒害作用的治疗措施。,1、高温灭菌法高温可引起蛋白质、核酸等活性大分子氧化或变性失活而导致微生物死亡。,一、
8、常用的灭菌、消毒、抑菌及除菌的物理方法,（一）温度,干热灭菌法（dry heat sterilization） 焚烧法（incineration）：是将被灭菌物品在火焰中燃烧，使所有的生物质碳化。简单、彻底，但对被灭菌物品的破坏极大。适用于无经济价值的物品灭菌，及不怕烧的实验器具，如接种环、镊子、试管或三角瓶口的灭菌等。 干燥热空气灭菌法(hot-air oven)：将物品放入烘箱内，升温至150170 ，维持12小时。适用于玻璃、陶瓷和金属物品的灭菌，不适合液体样品，及棉花、纸张、纤维和橡胶类物质的灭菌。 特点：由于空气传热穿透力差，菌体在脱水状态下不易杀死，所以温度高、时间长。,高压蒸气灭
9、菌法 利用水的沸点随水蒸气压力的增加而上升，以达到100 以上高温灭菌的方法。 方法：121（1kg/cm2或15磅/英寸2）维持15-20min112（0.5kg/cm2或8磅/英寸2）20-30min。115（0.75kg/cm2或11磅/英寸2）20-30min。 应根据灭菌物品的性质或成分选择灭菌温度,湿热法(moist heat sterilization),高 压 蒸 气 灭 菌 锅,注意事项： 排净冷空气； 灭菌终了，缓慢降压； 灭菌结束，趁热取出物品。,高温对培养基的影响及其防止措施,高温对培养基的不利影响： 会产生混浊或形成不溶性沉淀 营养成分被破坏（ PO4-3存在，葡萄糖
10、生成酮糖，菌不利用）； 褐变梅拉特反应（在一定的温度下，氨基化合物 与糖类发生了反应）； 改变培养基的pH值（通常下降0.2） ； 形成有害物质，抑制微生物生长；降低培养基浓度,消除有害影响的措施 采用特殊的灭菌法连续加压灭菌、气体灭菌等； 过滤除菌法；易反应物分开灭菌； 加入螯合剂防沉淀； 易破坏物灭菌时温度适当降低。,煮沸消毒法 将水加热至100，煮沸15 min-30min，可杀死所有营养细胞和部分芽孢，达到消毒目的。 巴氏消毒法（Pasteurization）： 用较低温度来杀死食品中病原微生物，利于保持食品的营养风味，一般60-85 30min-15s 低温维持法(Low tempe
11、rature holding method,LTH) 6330min处理牛奶 高温瞬时（Hightemperatureshorttime,HTST): 7215s处理牛奶,低温低温是通过降低酶反应速度使微生物生长受到抑制。 冷藏法：5，微生物斜面菌种放置冷藏箱中可保存数周至数月而不衰竭死亡；食品保鲜 冷冻法：食品工业中采用-10左右的冷冻温度较长时间地保藏食品；冷冻法也可用作菌种保藏，但所需温度更低，如-80低温冰箱、干冰或液氮中冷冻保存。,2、低温抑菌,采用滤孔比细菌还小的筛子或滤膜作成各种过滤器，当空气或液体流经筛子或滤膜时，微生物不能通过滤孔而被阻留在一侧，从而达到灭菌的目的。,3 过滤
12、除菌法,紫外线灭菌 使用紫外灯照射，若以面积计算，一般30 W的紫外灯可用于15 平方米的房间消毒，照射时间为2030分钟，有效照射距离为1米左右。 射线灭菌 Co60放射性元素可放出射线。,（二）辐射,二、常用的控菌方法,消毒防腐剂的作用机理一般有下列方式: 使微生物蛋白质凝固变性,发生沉淀.如酒精等. 破坏菌体的酶系统,影响菌体代谢.如过氧化氢等. 降低微生物表面张力,增加细胞膜的通透性,使细胞发生破裂或溶解.如来苏儿等酚类物质.,（一）消毒剂和防腐剂,石炭酸系数 在一定时间内，被试药剂能杀死全部供试菌的最高稀释度与达到同效的石炭酸的最高稀释度之比。一般规定处理时间为 10分钟，而供试菌定
13、为Salmonella typhi（伤寒沙门氏菌）。,各种抗微生物化学制剂杀菌能力的比较标准：,在临床上最早使用的消毒剂-石炭酸,低温： 利用4以下的各种低温以保藏食物。 缺氧： 在密闭容器中加入除氧剂；真空保藏。 干燥： 采用晒干或红外线干燥保藏粮食、食品等，或在密封条件下用吸湿剂也可达到防霉作用。 高渗：通过盐渍或糖渍达到高渗。 高酸度：如泡菜、酸菜等。 防腐剂：苯甲酸、山梨酸、二甲基延胡索酸（DMF）等,防腐的措施,概念：有些化合物在结构上与生物体所必需的代谢物很相似，干扰正常代谢活动的物质。如：磺胺类药物。 作用机理：竞争酶的活性中心假冒正常代谢产物 与某一特定生化反应的终产物结构类似
14、反馈调节 种类： 磺胺药对氨基苯甲酸(PABA) ； 6 - 巯基嘌呤嘌呤； 异烟肼吡哆醇。,（二）、化学治疗剂,1、抗代谢类药物（生长因子类似物）:,磺胺药物是最早发现，也是最常见的化学疗剂， 抗菌谱广，能治疗多种传染性疾病。,大多数革兰氏阳性细菌（如肺炎球菌、溶血性链球菌等） 某些革兰氏阴性细菌（如痢疾杆菌、脑膜炎球菌、流感杆菌等） 对放线菌也有一定的作用。,二氢蝶啶+ 对氨基苯甲酸 二氢蝶酸 二氢叶酸 四氢叶酸磺胺药 核酸合成,二氢蝶酸合成酶,二氢叶酸合成酶,磺胺药作用机理：,细菌需要利用对氨基苯甲酸(PABA) 合成生长所需的叶酸：,2、抗生素：,抗生素：微生物或其他生物生命活动过程中
15、合成的次生代谢产物或其人工衍生物，其在很低浓度下就能抑制或干扰其它微生物的生命活动。 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：青霉素类） 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：卡那霉素、链霉素、红霉素、林可霉素、四环素等） 4）干扰核酸代谢；（如：利福霉素等）,抗菌谱： 青霉素、红霉素G 链霉素、新霉素G-、结核分枝杆菌 头孢G、G- 广谱抗生素：氯霉素、四环素G、G-、衣原体、立克次氏体 放线菌酮、灰黄霉素真菌 病毒？ 抗药性： 微生物产生抗药性突变。 解决：改造天然抗生素半合成抗生素 生物药物素具多种生理活性的次生代谢物如： 酶抑制剂、免疫调节剂、抗氧化剂等。,
