關(guān)于微生物的生長與控制學(xué)生第1頁，講稿共53頁，2023年5月2日，星期三2Contents有害微生物的控制5菌種的退化復(fù)壯與保藏7微生物生長的影響因子34微生物之間的關(guān)系36微生物的生長規(guī)律2微生物培養(yǎng)法概論3微生物的生長繁殖1第2頁，講稿共53頁，2023年5月2日，星期三3§4微生物生長的影響因子微生物生長影響因子超聲波，化學(xué)藥劑，…….溫度pH氧化還原電位干燥滲透壓光線第3頁，講稿共53頁，2023年5月2日，星期三4一、溫度一般來說無芽孢的細(xì)菌在水中加熱到100℃迅速死亡。（一）高溫殺菌的機(jī)理？1）蛋白質(zhì)、核酸變性2）細(xì)胞膜溶解細(xì)胞膜中的脂類在高溫作用下溶解，“失血過多”1.高溫的影響第4頁，講稿共53頁，2023年5月2日，星期三5（二）影響高溫殺菌的因素細(xì)菌的種類、含水量、芽孢有無、以及濕熱或干熱1）細(xì)菌種類如第5頁，講稿共53頁，2023年5月2日，星期三62）含水量細(xì)菌細(xì)胞含水量高的更容易被殺死。？分子層次現(xiàn)象——蛋白質(zhì)的凝固溫度與含水量有關(guān)。水—熱的良導(dǎo)體第6頁，講稿共53頁，2023年5月2日，星期三73）芽孢不同芽孢菌高溫耐受能力比較表第7頁，講稿共53頁，2023年5月2日，星期三84）濕熱與干熱濕熱—水蒸汽干熱—熱空氣蒸汽滅菌鍋烘箱121℃20～30min160～170℃2h滅菌第8頁，講稿共53頁，2023年5月2日，星期三9濕熱滅菌溫度低時(shí)間短？保水（熱空氣蒸發(fā)蛋白質(zhì)水分）；蒸汽冷凝放熱；凝水熱傳導(dǎo)能力強(qiáng)于空氣；第9頁，講稿共53頁，2023年5月2日，星期三102.適宜溫度提問：為什么會(huì)存在適宜溫度？酶的活性根據(jù)細(xì)菌適宜溫度的不同，可將細(xì)菌分為四大類，嗜冷菌、嗜中溫菌、嗜熱菌及嗜超熱菌。第10頁，講稿共53頁，2023年5月2日，星期三11廢水中的細(xì)菌一般都是嗜中溫菌，最適溫度多在30℃左右，嗜冷菌和嗜熱菌占少數(shù)。第11頁，講稿共53頁，2023年5月2日，星期三123．低溫低溫——細(xì)胞結(jié)凍～最適溫度下限進(jìn)入休眠狀態(tài)提問：？酶活性降低，導(dǎo)致代謝、遺傳普遍停滯；冰渣導(dǎo)致細(xì)胞膜破裂，失“血”過多膜細(xì)胞流動(dòng)性變差。一旦獲得適宜溫度，即可恢復(fù)活性提問：細(xì)胞內(nèi)外凍結(jié)易導(dǎo)致死亡，原因何在？第12頁，講稿共53頁，2023年5月2日，星期三13嗜中溫菌（耐冷喜溫）一般在5℃以下處于休眠狀態(tài)，因此通常實(shí)驗(yàn)室用冰箱的4℃冷藏溫度保藏細(xì)菌或甘油、石蠟冷凍保存菌種第13頁，講稿共53頁，2023年5月2日，星期三14低溫下冷藏的食物變質(zhì)

———嗜冷細(xì)菌（或霉菌）的最適宜溫度在5～15℃之間。

—具備低溫活性酶

—細(xì)胞質(zhì)膜含有大量的不飽和脂肪酸，在低溫下能保持半流動(dòng)性，使之能有效地集中必需的營養(yǎng)物質(zhì)。嗜冷細(xì)菌的秘密武器是什么？第14頁，講稿共53頁，2023年5月2日，星期三15二、pH的影響大多數(shù)細(xì)菌最適環(huán)境pH為6～8，可生存的pH范圍在4～10之間。研究表明細(xì)胞內(nèi)部由于細(xì)胞膜的屏蔽作用、磷酸鹽緩沖及細(xì)菌能動(dòng)的調(diào)節(jié)，pH一般都保持中性，環(huán)境的pH難以影響細(xì)胞內(nèi)的pH變化。提問：外界的pH變化如何對細(xì)菌產(chǎn)生影響？1.影響細(xì)胞膜蛋白及胞外水解酶的活性從而影響營養(yǎng)物的正常吸收與轉(zhuǎn)運(yùn)第15頁，講稿共53頁，2023年5月2日，星期三162.影響營養(yǎng)物的解離與吸收主要影響一些極性營養(yǎng)物如脂肪酸、氨基酸以乙酸的吸收為例，細(xì)菌表面帶有電荷，如“—”第16頁，講稿共53頁，2023年5月2日，星期三17某些細(xì)菌，例如氧化鐵硫桿菌和其他極端嗜酸茵，需在酸性環(huán)境中生活，其最適pH為3，在pH為1．5時(shí)仍可生活。

各種工業(yè)廢水通常設(shè)前調(diào)節(jié)池，維持曝氣池pH7左右。事實(shí)上，凈化污(廢)水的微生物適應(yīng)pH變化的能力比較強(qiáng)，pH在6．5～8．5均可不加調(diào)節(jié)。第17頁，講稿共53頁，2023年5月2日，星期三18三、氧化還原電位（ORP)什么是氧化還原電位？——某物質(zhì)與氫電極構(gòu)成原電池時(shí)的電壓高低,反映物質(zhì)氧化性強(qiáng)弱。提問：pH7.0,30℃條件下飽和Fe3+溶液中測得的電壓值為＋0.771,該值代表什么？Fe3+/Fe2+

的氧化還原電位為+0.771第18頁，講稿共53頁，2023年5月2日，星期三19通常如何測定水樣的氧化還原電位？pH測定儀mv檔，其中一個(gè)惰性的鉑絲電極與一個(gè)參比電極（如甘汞電極）提問：影響水樣氧化還原電位的因素有哪些？氧化性物質(zhì)（主要是氧氣濃度）與還原性物質(zhì)（有機(jī)物、H2S等）的含量第19頁，講稿共53頁，2023年5月2日，星期三20好氧活性污泥法控制在＋200～＋600mV是正常的提問：過低過高如何調(diào)節(jié)？改變曝氣力度

厭氧污泥或污水處理系統(tǒng)應(yīng)控制在在—100～—200mV過高，將不利于厭氧細(xì)菌的生長，應(yīng)改進(jìn)工藝降低水中溶解氧量。應(yīng)用第20頁，講稿共53頁，2023年5月2日，星期三21四、干燥細(xì)菌基本上是生活在水中的生物。提問：環(huán)境中過于干燥細(xì)菌如何生存？（在不受熱和其它外界因素干擾下）干燥細(xì)胞將處于長期休眠狀態(tài)——用干燥法防止食物腐?。?xì)菌滋生）如方便面、干果、肉干、葡萄干等?！酶稍锓▉肀４婕?xì)菌，如將細(xì)菌放置在干燥的沙土中可以長期保存。一旦提供潮氣則會(huì)很快復(fù)活。第21頁，講稿共53頁，2023年5月2日，星期三2210%NaClNaCl半透性——水分子自由通過，其余分子擴(kuò)散速度受限五．滲透壓

———是不同溶液被半透膜隔離開時(shí)，由于膜半透性及兩側(cè)水分子濃度差異形成的水壓。有半透膜左水分子凈通量＞0右側(cè)液位↑，直至平衡沒有半透膜——液位不變，鹽擴(kuò)散V＝水?dāng)U散V

第22頁，講稿共53頁，2023年5月2日，星期三23衡量方法：通常以一定濃度溶液與純水間形成的滲透壓作為該溶液的滲透壓

提問：水將從

滲透壓一方流向

滲透壓的一方？低、高滲透壓可影響細(xì)菌生存：1.相同滲透壓溶液中細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)水含量穩(wěn)定，細(xì)菌生活得最好。等滲透壓溶液——0．85％的食鹽(NaCl)溶液（生理鹽水）。常作為進(jìn)行細(xì)菌稀釋分離的稀釋液。第23頁，講稿共53頁，2023年5月2日，星期三242.高滲透壓溶液中提問：哪些是高滲透壓溶液？細(xì)菌會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象？濃溶液；質(zhì)壁分離—防腐（細(xì)菌滋生）如用5～30%的鹽水腌咸菜、咸魚，用60～80%的糖溶液做蜜餞等?！Ｑ髮Ω鞣N病原菌（淡水菌）的殺滅—高含鹽廢水（如油田采出水）難于生物處理的原因

提問：如何解決？沖稀;防垢劑;細(xì)菌基因改造；第24頁，講稿共53頁，2023年5月2日，星期三253.低滲透壓溶液提問：細(xì)菌于其中會(huì)如何？如純水外界大量水流入細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)，細(xì)胞膨脹，甚至破裂。綜合以上幾點(diǎn)，在微生物實(shí)驗(yàn)室中稀釋菌液，應(yīng)該用生理鹽水（0.85%）(除非稀釋后馬上就用的可以用無菌的蒸餾水。)第25頁，講稿共53頁，2023年5月2日，星期三26六．光線

1.陽光提問：通常細(xì)菌在陰暗環(huán)境中能夠更好的生長，原因？包括陽光和燈光紫外線（波長0.1～400nm）一般細(xì)菌在紫外線下照射5min即能被殺死，芽孢則需10min。紫外線波長在260nm左右者殺菌力最強(qiáng)提問：殺菌機(jī)理？蛋白質(zhì)和核酸變性第26頁，講稿共53頁，2023年5月2日，星期三27

（二）X-射線、γ射線(不帶電)來源——銥,X-射線10-3～0.1nm

鈷、鐳,γ射線10-6nm特點(diǎn)——高能量，穿透力強(qiáng)已經(jīng)開始被用于油田注水殺細(xì)菌(腐蝕性細(xì)菌)。殺菌機(jī)理——？高能量激發(fā)水分解產(chǎn)生O·自由基或H2O2等強(qiáng)氧化劑優(yōu)缺點(diǎn)——？一次性投資較大，但使用時(shí)成本較低，殺菌效果穩(wěn)定第27頁，講稿共53頁，2023年5月2日，星期三28七.超聲波提問：超聲波——？超過人的聽覺能力上限20千Hz（波長小于1.6cm)的聲波(B超)人工來源—振動(dòng)頭幾乎所有的細(xì)菌體都能被超聲波所破壞，但敏感程度各有不同。*超聲波的殺菌（或細(xì)胞破碎）的機(jī)理？第28頁，講稿共53頁，2023年5月2日，星期三29八．化學(xué)藥劑指對細(xì)菌有抑制作用的藥劑（對細(xì)菌生長有利的藥劑被歸于營養(yǎng)物）1.無機(jī)藥劑（一）重金屬提問：機(jī)理？與酶的—SH結(jié)合，使酶變性低濃度時(shí)可作為細(xì)菌的營養(yǎng)物，高濃度則對細(xì)菌產(chǎn)生抑制。

第29頁，講稿共53頁，2023年5月2日，星期三30提問：在遠(yuǎn)距離取水樣作檢測時(shí)，一般1L混合液中加10ml質(zhì)量濃度為1g／L的硫酸銅，原因何在？抑制攜帶過程中微生物的呼吸，盡量保持水質(zhì)不變。第30頁，講稿共53頁，2023年5月2日，星期三31（二）氧化劑與酸堿提問：機(jī)理？氧化細(xì)胞膜穿孔0．1％的高錳酸鉀溶液常用于消毒公用茶具和水果、皮膚。漂白粉、液氯、臭氧、三氯異氰尿酸常用于飲水或游泳池水的消毒。醋酸、石灰乳（生石灰：水＝1：

4~8可有效地消毒糞便和其它排泄物）第31頁，講稿共53頁，2023年5月2日，星期三322.有機(jī)藥劑（一）醇（中效）提問：機(jī)理？（對人輕—脫水、損害胃粘膜重—神經(jīng)抑制—呼吸、心跳衰竭）—脫水劑和脂溶劑

可使蛋白質(zhì)脫水、變性，溶解細(xì)胞質(zhì)膜的脂類物質(zhì)，進(jìn)而殺死微生物機(jī)體。第32頁，講稿共53頁，2023年5月2日，星期三331）乙醇體積分?jǐn)?shù)為70～80％的乙醇?xì)⒕ψ顝?qiáng)。乙醇濃度過低或過純殺菌力差；提問：過純？差提示：革蘭氏染色（95％乙醇脫色）——可使細(xì)胞表面迅速失水，表面蛋白質(zhì)沉淀變性形成一層致密薄膜，阻止乙醇分子進(jìn)入菌體內(nèi)，故殺菌差。第33頁，講稿共53頁，2023年5月2日，星期三342）甲醇

甲醇?xì)⒕Σ?，對人有毒，不作殺菌劑。在廢水生物反硝化脫氮處理工藝中，缺碳源時(shí)常用甲醇作碳源。3）其它醇丙醇、丁醇及其他高級(jí)醇的殺菌力均比乙醇強(qiáng)，但由于不溶于水，不作殺菌劑。第34頁，講稿共53頁，2023年5月2日，星期三352）合成洗滌劑陽離子型洗滌劑（有機(jī)銨鹽）殺菌力強(qiáng)。非離子型的洗滌劑沒有殺菌力。目前使用的主要是陰離子型（烷基鈉鉀鹽）的LAS(直鏈烷基苯磺酸鈉)合成洗滌劑，它可被微生物降解。第35頁，講稿共53頁，2023年5月2日，星期三364）抗生素

放線菌和霉菌所產(chǎn)生,能殺死其他微生物或抑制其生長的物質(zhì)抗生素有廣譜和狹譜之分提問：什么是廣譜、狹譜？廣—普遍氯霉素、金霉素、土霉素和四環(huán)素狹—不普遍青霉素只能殺死或抑制革蘭氏陽性菌，多粘菌素只能殺死革蘭氏陰性菌，叫狹譜抗生素。第36頁，講稿共53頁，2023年5月2日，星期三37抗生素對微生物的影響有以下四方面：①抑制細(xì)胞壁形成青霉素抑制革蘭氏陽性菌肽聚糖的合成，進(jìn)而阻礙細(xì)胞壁合成；革蘭氏陰性菌細(xì)胞壁的肽聚糖含量很低，因此只受到部分損傷；菌體內(nèi)部不斷由于物質(zhì)合成膨大，細(xì)胞壁不生長，菌體脹破。第37頁，講稿共53頁，2023年5月2日，星期三38提問：青霉素對人體有害嗎？為什么？本身沒有。人和動(dòng)物的細(xì)胞不具細(xì)胞壁，不含肽聚糖，所以不受青霉素的損害。提問：為什么打青霉素先作皮試？5～6％人會(huì)有嚴(yán)重過敏反應(yīng)（免疫系統(tǒng)自殺行為）第38頁，講稿共53頁，2023年5月2日，星期三39②破壞微生物的細(xì)胞膜多粘菌素中的游離氨基與革蘭氏陰性菌細(xì)胞質(zhì)膜中的磷酸根(P043—)結(jié)合，損傷其細(xì)胞質(zhì)膜。③抑制蛋白質(zhì)合成氯霉素、金霉素、土霉素、四環(huán)素、鏈霉素、卡那霉素、新霉素、慶大霉素、嘌呤霉素及春日霉素等都能與核糖體蛋白結(jié)合，抑制微生物蛋白質(zhì)合成。同時(shí)，上述廣譜抗生素能與酶組分中的金屬離子結(jié)合，抑制酶的活性。第39頁，講稿共53頁，2023年5月2日，星期三40§5有害微生物的控制有害微生物控制滅菌消毒防腐化療第40頁，講稿共53頁，2023年5月2日，星期三411滅菌2消毒3防腐4化療一、基本概念第41頁，講稿共53頁，2023年5月2日，星期三421、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)喪失其生長繁殖能力的措施，稱為滅菌?？煞譃闅⒕腿芫?。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)部一部分對人體或動(dòng)物、植物有害的病原菌而對被消毒的對象基本無害的措施。第42頁，講稿共53頁，2023年5月2日，星期三433、防腐（antisepsis）

利用某種理化因素完全抑制霉腐微生物的生長繁殖從而達(dá)到防止食品等霉腐的措施，主要有：1）低溫；2）缺氧；3）干燥；4）高滲；5）高酸度；6）高醇度；7）防腐劑4、化療即化學(xué)治療（chemotherapy）

利用具有高度選擇毒力的化學(xué)物質(zhì)來抑制宿主內(nèi)病原微生物的生長繁殖，借以達(dá)到治療傳染病的一種措施。用于化療目的化學(xué)物質(zhì)稱化學(xué)治療劑，主要有各種抗生素，磺胺類藥物和中藥中的有效成分。第43頁，講稿共53頁，2023年5月2日，星期三44二、物理滅菌因素的代表－－高溫滅菌

濕熱滅菌效力高的原因：1)有水，蛋白質(zhì)易凝固2)熱蒸汽的穿透力強(qiáng)3)蒸汽有潛熱存在第44頁，講稿共53頁，2023年5月2日，星期三45三、化學(xué)殺菌劑或制菌劑酚：石碳酸合成洗滌劑(一)表面消毒劑抗菌譜（三）抗生素(antibiotics)抗代謝藥物--磺胺類aa對抗物--5甲基色嘌呤(二)化學(xué)治療劑第45頁，講稿共53頁，2023年5月2日，星期三46(三)抗生素由生物在其生命活動(dòng)中產(chǎn)生的一種次生代謝物，在低濃度時(shí)可抑制或殺死其它的微生物。抗菌譜：抗生素對微生物作用的范圍。第4