第7章微生物的生长及控制微生物生长的概念微生物生长：微生物细胞的整体化学组分与结构在数量上有规律按比例的增加过程。fermenter
fermenter有害微生物控制几个基本概念物理灭菌-高温化学杀菌剂、消毒剂和治疗剂消毒：杀死或消除物体上的病原微生物
的方法。灭菌：杀死物体上全部微生物的方法。防腐：用物理和化学手段抑制微生物生长的方法。化疗：利用对病源菌具有高度杀伤力而对宿
主基本无毒的化学物质来抑制宿主体内病源微生物生长繁殖的方法。几个基本概念物理灭菌方法高温灭菌（steriliti
on）：在100℃以上温度下的灭菌方法。湿热灭菌(mosistheatsterilization）干热灭菌(dryhe
atsterilization）焚烧灭菌法：常用与废弃物动物尸体等处理烘烤灭菌法；实验室用干燥箱烘烤接种工具煮沸灭菌法-煮
沸消毒法物品在水中煮沸15min，可杀死所有营养细胞和一部分芽孢。在水中加入１％的Ｎa2CO3或２－５％的碳
酸效果更好。此法适合注射器和解剖用具的消毒。高压蒸汽灭菌法是湿热灭中最好的方法，通常在1.05kg/cm2或0.1013MPa
/inch2的压力下面（此时温度121oＣ）处理15－30min。要排冷，否则会形成假压，虽然压力达到要求，温度却达不到相应高度，
而影响灭菌效果。间歇灭菌法是用常压蒸汽反复几次进行灭菌的方法。将待灭菌物品置于蒸锅内加热到沸腾维持15-30mi
n杀死营养细胞，取出冷却后在37oＣ恒温培养24小时，使芽孢萌发，再用此法灭菌，反复三次，即可达到灭菌目的。巴斯德消毒法-巴氏消
毒法是食品（牛奶）、酿造（啤酒）工业中常用的方法。具体做法是61.7－62.8oＣ处理30min或71.6oＣ处理15min，
这样即可杀死病原微生物，又不致损坏营养，可保留食品饮料原有用味。紫外线：其原理为：1）诱导核酸形成胸腺嘧啶二聚体，从而干扰了核
酸的复制。如果马上转移到可见光下，诱导形成光复活酶，切去核酸中的胸腺嘧啶二聚体，核酸又可以重新复制。2）O2
O3O2＋[O]-渗透作用等渗溶液对微生物生长有利；细菌处于低渗液中会吸水膨胀乃至破
裂，细胞处于高渗液中会脱水引起质壁分离导致死亡。控制微生物的化学物质(因素)表面消毒剂：包括消毒剂和防腐剂。化学物质毒性评
价指标：最低抑制浓度、半致死剂量、最低致死剂量与石炭酸系数。酸和碱：前面讲过微生物细胞中的DNA，RNA，蛋白质，和酶只有在中
性条件下才能体现活性，因此强酸碱具杀菌作用。医院病房常用乙酸消毒。最低抑制浓度：化学药剂抑制微生物生长的最低浓度；半致死剂
量：化学药剂杀死50%微生物所需的剂量；最低致死剂量：化学药剂引起100%微生物死亡的最低剂量；石炭酸系数：化学药剂杀死100
%供试菌的最高稀释度与达到相同效果的石炭酸的最高稀释度之比。重金属盐：是杀菌剂和防腐剂，作用最强的是Hg、Ag、Cu，作用机理：
使蛋白质变性，使酶失活（与酶的－SH结合。0.02－0.2％HgCl2（升汞）溶液对大多数细菌有致死作用；0.1－1％Ag
NO3可消毒皮肤，1％浓度新生儿点眼预防眼炎；CuSO4对真菌、藻类有强杀伤力，波尔多（CuSO4＋碳）防植物病害。有机物：
醇、醛、酚是常用的杀菌剂。杀菌机制：损伤细胞壁、使蛋白变性、抑制脱氢酶和氧化酶活性。如甲醛为气体，37-40％水液为福尔马林
；醇是脱水剂和蛋白质变性剂，75％乙醇杀菌效果最好；酚：3-5％的石碳酸溶液几分钟即可杀死细菌，甲酚杀菌力最强，3-5%甲酚-
皂液（来苏尔）为甲酚和肥皂的混合液。有机物：醇、醛、酚是常用的杀菌剂。杀菌机制：损伤细胞壁、使蛋白变性、抑制脱氢酶和氧
化酶活性。如甲醛为气体，37-40％水液为福尔马林；醇是脱水剂蛋白质变性剂，75％乙醇杀菌效果最好；酚：3-5％的石碳酸溶液
几分钟即可致死细菌，甲酚杀菌力最强，3-5%甲酚-皂液（来苏尔）为甲酚和肥皂的混合液。氧化剂：K2MnO4使菌体蛋白质氧化，
使酶失活。0.1－3％浓度可用于皮肤，果品、餐具、消毒。H2O2清洗伤口。卤素：氯，碘是常用的消毒剂。碘杀菌力强，3－7％碘溶
于70－83％的乙醇中成碘酒；氯及氯化物（漂白粉）常用于水及食品消毒。染色剂：如2%结晶紫溶液-紫药水干扰菌体氧化还原电位
，阻碍芽孢的形成。抗代谢药物有些化合物在结构上与生物体所必需的代谢物很相似，可以和特定的酶结合，从而阻碍了酶的
功能,干扰正常代谢。这些物质称为抗代谢药物。叶酸磺胺类药物氨基酸5－甲基色氨酸
吡哆醇异烟肼嘌呤6－巯基嘌呤抗代谢物正常代谢物
微生物繁殖：微生物生长到一定阶段，经过细胞结构的复制和重建所引起的个体数量的增多的过程。微生物的分离纯化方法稀释平板法
划线法选择分离法稀释平板法1.dilutesample1ml9ml10-1 10-210-
310-410-510-610-72.plateout0.1ml稀释倒平板法的两种接种方
式涂平板法混菌法选择分离法1.dilutesample1ml9ml牛肉膏培养基土豆培养基高氏培养基10
-1 10-210-310-410-510-610-7微生物纯
化―划线法直接测定称重法：离心，收集细胞，60℃干燥，称重，ug/ml。体积法：根据不同微生物的形状，采用不同的体积测量和计
算。微生物生长的测定方法间接测定比浊法：利用分光光度计在450-650nm波长下测定菌液的OD值来间接表示菌量的大小。生理
指标法：主要采用熏蒸提取方法测定微生物细胞的碳、氮、磷含量，进而换算成生物量；对于真菌，也可以用HPLC测定其麦角固醇含量；也可以
进行ATP、DNA、PLFA含量的分析。显微镜直接计数（直接法）血球计数板法：利用血球计数板在光学显微镜下进行计数。适合于细菌
与酵母菌，但真菌与放线菌可用于孢子计数。用染色可以区分活的与死的细胞。如活的细胞可以将蓝色的美蓝还原成无色，将死的酵母菌染成蓝色。
间接计数法-试管稀释法（MPN）1915年，McCrady首次发表了用MPN法估测微生物数量方法。具体地说，
菌液经多次10倍稀释后，每个稀释度取3—5次重复接种于适当的液体培养基中。培养后，将有菌生长的最后3个稀释度（即临界级数）中的管数
作为数量指标，由最大或然数量表（见附录）上查出近似值，再乘以数量指标第一位数的稀释倍数，即为原菌液中的含菌数。10-1
10-210-310-410-5+++
++++++++33
32
0数量指标为332，数据表对应的微生物数量为210。细菌数量/克干土=（210×102)/干土%细菌的数量按下列公式计算
：微生物的生长规律微生物的同步生长微生物的同步生长：利用同步培养方法使微生物群体细胞处于生长或分裂相一致的状态。获得同步生
长的方法：诱导法（氯霉素抑制蛋白的合成、芽孢诱导发芽、光/黑暗周期、短期热休克等）与机械筛选法（滤膜）细菌的生长曲线细菌的生长
曲线：定量描述液体培养条件下细菌群体生长规律的实验曲线。一条典型的生长曲线至少可以分为：迟缓期，对数期，稳稳定期和衰亡期等四个
生长时期。迟缓期：生长速率为零；细胞体积增大；物质合成旺盛，代谢活跃；对环境变化敏感。该时期长短与接种年龄、接种量、培养基成分有
关。对数期：细胞以几何级数增长。生长速率最大；生长均匀；酶活性高、代谢旺盛。繁殖代数n=(lgx2-lgx1)/lg2=
3.32(lgx2-lgx1)……(1)生长速率（R）=3.32(lgx2-lgx1)/(t2-t1)....…...
...(2)代时（G）=1/R………………………………..(3)影响因素：菌种、营养成分、营养浓度、温度。稳定期：生长速率R
为零，新繁殖的细胞数等于死亡细胞数。特点为：限制营养耗尽、营养比例失调、有害物质积累、pH等条件不适宜、细胞开始积累次生代谢产物
，对发酵生产有利。衰亡期：死亡的细胞数大于新增细胞数；细胞出现畸形与自溶。分批培养与连续培养将微生物置于一定容积的培
养基中培养，最后一次收获，叫分批培养。将微生物放在恒定容积的流动系统中进行的培养称为连续培养。连续培养包括恒化器（控制底物浓度
）和恒浊器培养（控制微生物密度）。恒化培养恒浊培养影响微生物生长的主要环境因素主要包括温度、氧气和pH。生长速度温度
停此生长致死最低最低最大温度：最低、最适和最高三种。嗜冷微生物（0-15℃）：酶在低温下仍保持较高活性；细胞膜含有不饱
和脂肪酸，在低温下仍能维持细胞膜的流动性。嗜热微生物（50-60℃）：酶在高温下仍保持较高活性；细胞膜含有饱和脂肪酸与直链脂肪酸
。嗜热微生物细胞中产生多胺、热亚胺和高温精胺保护蛋白质变性；核酸中含有热稳定性结构。嗜高温微生物：80-100℃，古细菌属于此
类。特点见绪论p2。嗜中温微生物：25-40℃，大多数微生物属于此类。pH对微生物影响表现在：影响细胞膜的透性与稳定性；影响物
质的溶解性；影响细胞表面的电荷分布。pH根据pH对微生物划分：嗜酸性微生物（3-5），嗜碱性微生物（8-10）和嗜中性微生物（
5.4-7.0）。氧气根据氧的需求量对微生物划分：好氧微生物；厌氧微生物和兼性厌氧微生物。好氧微生物：包括专性好氧和微好氧
微生物。含有超氧化物歧化酶（SOD）与过氧化氢酶。前者使好氧菌免受超氧化物阴离子自由基的毒害，后者可以使双氧水H2O2解离成水与氧
气。SOD厌氧微生物：不含有超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶与细胞色素氧化酶，因而在氧气存在的条件下是有害的，所需能量通过
无氧呼吸、环式光合磷酸化或甲烷发酵获得。包括一般厌氧与严格厌氧微生物。兼性厌氧微生物：在有氧条件下，进行有氧呼吸，在无氧条件下进
行无氧呼吸，但在有氧条件下生长更好。一般含两套酶系统。..................B
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