第六章-微生物的生长繁殖与生存

第六章微生物的生长繁殖与生存因子相关定义第一节微生物的生长繁殖第二节微生物的生存因子第三节其他不利环境因子对微生物影响第四节微生物与微生物之间的关系第五节菌种的衰退、复壮和保藏课程内容提纲微生物的生长规律微生物的连续培养生长曲线在实际中的应用微生物生长量的测定方法第一节微生物的生长繁殖生长：微生物利用营养物质，细胞物质的量增多，体积增大。繁殖：微生物细胞体积增大到一定程度时，细胞数目增多的过程。相关定义生长单个体微生物生长群体微生物生长分批培养连续培养在污水生物处理中这两种方法均有应用。研究微生物生长的方法分批培养概念：将定量的微生物接种到封闭的具有定量培养基的容器中，保持一定的温度、pH、DO，微生物进行生长繁殖,一定时间后停止培养。

结果出现微生物数量由：少多（达到高峰后）

少定量描述非丝状单细胞微生物分批培养时,液体培养基中微生物群体生长规律的经典曲线。

以时间为横坐标，细胞数目（或是对数）或者细胞干重为纵坐标的曲线。典型生长曲线将少量单细胞的纯培养，接种到一恒定容积的新鲜液体培养基中，在适宜条件下培养，每隔一定时间取样，测菌细胞数目。以培养时间为横坐标，以细菌增长数目的对数为纵坐标，绘制所得的曲线。生长曲线的制作生长曲线分期：细分可分为6个时期即停滞期(适应期)、加速期、对数期、减速期、静止期、衰亡期。由于加速期和减速期持续时间很短，则把加速期并到停滞期，把减速期放到静止期中。故，将生长曲线粗分为四个生长期。生长曲线T0活细胞数延滞期对数期稳定期衰亡期T0活细胞数延滞期对数期稳定期衰亡期延滞期：少量细胞接种到新培养基后的一段细胞数目不增加的适应期。其长短主要受微生物的接种龄、接种量和培养基成分的影响。停滞期特点生长速率等于零细胞合成新的成分–补充消耗的材料–适应新的培养基或别的培养条件

细胞形态变大或变长对外界不良环境敏感1.停滞期细菌数目的对数值时间t为什么会出现停滞期呢？

特征：不立即进行细胞分裂、增殖，数量不变甚至减少适应环境（合成相应的酶），营养储备（用于复制合成）停滞期停滞期－“万事开头难”影响停滞期长短的因素1.接种群体菌龄:1)对数期“种子”，停滞期较短；2)静止期期或衰亡期“种子”,停滞期较长；因为处于静止期或衰亡期的细菌耗尽各种必要的细胞成分，需要时间合成新细胞物质；或者因受到代谢产物过多积累而中毒，需要时间修补损伤；2接种量。1)接种量大，停滞期较短；2)接种量小，停滞期较长。3培养基成分:1)培养基成分丰富的，停滞期较短；2)培养基成分贫乏的,停滞期较长。因为在丰富的培养基上可直接利用各种成分，在贫乏环境中要产生新的酶类合成所缺少的营养物质。

T0活细胞数延滞期对数期稳定期衰亡期对数期：细胞数以几何级数增长的一段时期。其时间长短主要受菌株种类、营养成分和营养物质浓度的影响。细菌获得丰富营养，生长速率最快，细胞呈对数增长，分裂时间间隔最短；由于营养物质足以供给合成细胞使用，有毒的代谢产物累积较少，细菌生长速率恒定；代谢旺盛，细胞成分平衡发展；群体的生理特性较一致。故教学实验中常用对数期细胞作为实验材料；发酵工业一般用对数期细胞作菌种。2.对数期影响因素：1）菌种；

2）营养成分（营养丰富则代时短,指数期则短）

3）营养物浓度（概念：凡是处于较低浓度范围内，可影响生长速率和菌体产量的营养物称为生长限制因子）

4）培养温度（适合温度）generationtime根据一定时间内细菌的增殖数量可以计算出繁殖的代数（n），并以增殖时间除以繁殖代数求得每繁殖一代所需的时间，称为世代时间（G）世代时间T0活细胞数延滞期对数期稳定期衰亡期稳定期：新繁殖的细胞数目与衰亡的细胞数目相等的一段时期。(3)静止期又称稳定期（stationaryphase）特点：活细胞总数维持不变，即新繁殖的细胞数与衰亡的细胞数相等，菌体总数达到最高点；细胞生理上处于衰老，代谢活力钝化，细胞成分合成缓慢；细胞生长速率为零。

营养物质被消耗不能满足生长需要，因此，营养物成为细菌生长的限制因子；细菌开始累积贮存物质，如PHB、淀粉粒等；代谢废物或有害物质积累到抑制生长水平；

pH、氧化还原势等物化条件越来越不适应新生率等于死亡率。在稳定期，细胞开始贮存糖原、异染粒和脂肪等贮藏物，产芽孢，产次生代谢产物。可通过补料、调节pH、调整温度、流出产物等措施以延长稳定期累积更多的代谢产物。出现的原因：生长限制因子的耗尽；营养物的比例失调；有害物质的累积；pH、氧化还原势等物质条件越来越不适宜。T0活细胞数延滞期对数期稳定期衰亡期衰亡期：细胞死亡数目超过新生的细胞数目的时期。死亡的细胞发生自溶。4）衰亡期：继静止期后，由于营养物被耗尽，细菌因缺乏营养而利用贮存物质进行内源呼吸，即自身溶解。特点：细胞以指数速率死亡；死菌数大于新生菌数；细胞变形退化。影响衰亡期的因素与菌种的遗传特性有关:有些细菌的培养经历所有的各个生长时期，几天以后死亡,有些细菌培养几个月乃至几年以后仍然有一些活的细胞；与营养物质和有毒物质有关：补充营养和能源，以及中和环境毒性，可以减缓死亡期细胞的死亡速率，延长细菌培养物的存活时间。活性污泥中微生物生长规律和纯菌种基本一致、SBR是分批培养的原理应用于污水生物处理的实例。菌种接种于培养基中后，细胞需要适应新的环境，因此细胞数目不增加；经过基础物质的积累，且因营养物质丰富，所以细胞迅速分裂，细胞数目急剧增加；细胞的繁殖导致营养物质不断减少，某一种营养物质不足时，有的细胞利用细胞内的累积物继续分裂，而会有一部分细胞因营养不足而死亡，表现为细胞数目不变；培养基中营养进一步匮乏，细胞不断裂解，细胞数目减少。接种的培养基中细胞变化趋势生长曲线在实际中的应用总结

在污水生物处理设计时，按水质情况可利用不同生长阶段的微生物处理污水：常规活性污泥法：利用减速期、静止期；生物吸附法：静止期；高负荷活性污泥法：对数期和减速期；延时曝气法(氧化沟)：内源呼吸期（衰亡期）延时曝气法处理：针对有机物含量低，BOD5/CODcr比值小于0.3，可生化性差的污水；进水对数期衰老期平推流式活性污泥法稳定期占优势为什么常规活性污泥法不利用对数期而用静止期微生物？对数期微生物：生长繁殖快，代谢活力强，能大量去除废水中的有机物，相应的，要求进水有机物浓度高。由于进水有机物浓度高，出水有机物浓度也相应提高，且这时期微生物生长繁殖旺盛，细胞表面黏液层和夹膜尚未形成，运动活跃，不易自行凝聚成菌胶团，沉淀性能差，导致出水水质差。静止期微生物：代谢活力比对数期差，但仍有相当的代谢活力，并且微生物积累大量的贮存物，强化了生物吸附能力，在二沉池中泥水分离效果好，出水水质好。为什么延时曝气法处理低浓度废水时，不利用静止期而用衰亡期的微生物？

由于低浓度有机物满足不了静止期微生物的营养要求，处理效果不会好。若采用延时曝气法，通常曝气时间在8h以上，甚至24h，延长水力停留时间，适当增大进水量，提高有机负荷，满足微生物的营养要求，从而取得较好的处理效果。序批式活性污泥法污水的可生化性氧化沟氧化沟一方面连续进料，另一方面又连续出料。原理：进料=补足营养(“污染物”)

出料=稀释菌浓度、毒物浓度它又分为两种：1)恒浊连续培养2)恒化连续培养。（二）连续培养恒浊——培养基浊度恒定（实质是细菌数量恒定）以浊度为控制指标。当浊度大时，加大进水流速，降低浊度；当浊度小时，降低流速，提高浊度。1）恒浊连续培养

2）恒化连续培养恒化——进料营养物总量恒定恒定的流速进水，恒定流速出水尤其适合污水生物处理，除SBR法外；单批培养恒浊法恒化法单批培养

连续培养 时间连续流入新鲜培养液lg细胞数（个/ml）连续培养目前,污水连续生物处理法均类似于恒化连续培养；（流速不完全恒定）恒浊培养使用范围：用于生产大量菌体、生产与菌体生长相平行的某些代谢产物，如氨基酸、乳酸、乙醇等。装置控制对象培养基培养基流速生长速率产物应用范围恒浊器菌体密度（内控制）无限制生长因子不恒定最高大量菌体或与菌体形成相平行的产物生产为主恒化器培养基流速（外控制）有限制生长因子恒定低于最高不同生长速率的菌体实验室为主恒浊器与恒化器的比较微生物的生长量测定常用的方法有:称重法、含N量测定法、DNA含量测定法和代谢活性法

。而测定微生物数量变化常用的方法有直接计数法、稀释平板计数法、最大概率法和比浊法。微生物生长量的测定方法微生物生长量的测定方法测定微生物总数：计数器直接计数；比例计数法；比浊法测定活细菌数：平板菌落法（CFU）计数；液体稀释培养计数计算生长量：测细胞干重法；通过测细胞含氮量确定细胞浓度四、微生物生长量的测定方法（一）测定微生物总数1、计数器直接计数:用血球计数板（可测细菌、酵母菌等）在显微镜下直接计数。

优点：能测定一定容积中细胞总数；简单方便，测定速度快；

缺点：所测数目包括活菌和死菌，要求检测人员较高技术，能分辨活、死菌。原理：在一个小孔得两侧各放一个电极，通电后，若有物体通过，电阻会发生改变。当细胞悬液通过小孔时，每通过一个细胞，电阻就会增加并产生一个信号，计数器就对该细胞自动计数一次。适用于较大的微生物如原生动物、藻类和非丝状的酵母菌等；

优点：结构精确；

缺点：受微小颗粒和丝状物干扰大。2、电子计数器计数用0.01ml吸管吸取定量稀释的细菌悬液均匀涂于刻有1cm2的计数板上，经固定、染色后、在显微镜下观察几个视野并计数，取平均值。每毫升原菌液的细菌数＝视野中的平均菌数×1cm2/视野面积×100×稀释3、染色图片计数血球计数板法原理：单细胞微生物的悬液与浊度成正比，与光密度成反比。细胞数越多，浊度越大，透光度越小。因此可用分光光度计测定菌悬液的透光度；或用浊度计测菌悬液的浊度，即可测得该菌悬液的细胞浓度，将未知细胞数的菌悬液和已知细胞数的菌悬液相比，可求出未知菌悬液所含的细胞数。测定前：将该菌悬液经10倍稀释法稀释成系列浓度的菌悬液，分别取各稀释浓度的菌悬液1ml至于平皿中，倒平板，培养和计数。然后以细菌数和光密度值制作标准曲线，以便用比浊法测得光密度值后，可在标准曲线上求出相应得细菌数。比浊法测定细菌悬液细胞数1、稀释培养计数：适用于生长较慢得细菌；2、过滤计数：适用于含菌量较少得水样，将水样过0.45um滤膜，至于已倒好得平板上面培养得到生长菌落，计数；大肠菌群通常用此法。3、菌落计数：平板菌落（CFU）计数应用最广泛，单位容量中的细菌均匀分布于营养琼脂平板上而生长的菌落形成单位数（二）测定活细菌数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。液体稀释法2第二节微生物的生存因子温度pH溶解氧氧化还原电位水活度渗透压

一、温度温度对于微生物有那些影响？温度是微生物最重要的生存条件之一。当处于最佳范围时，每上升10℃，酶促反应速度提高1～2倍。代谢速率和生长速率也提高，繁殖能力最强，微生物进行大量繁殖。不同微生物对温度的要求不同。可将微生物分为嗜冷菌、嗜中温菌、嗜热菌、嗜超热菌。所有微生物中，多部分是嗜中温菌，其他较少。污水处理系统中，为了保证微生物能够处于较好的工作状态，需要为其提供较适合的温度。一般控制在20～30℃左右。冬天，需要进行加热处理。嗜冷菌，最适合在5～15℃，甚至很多细菌可以在0℃以下正常生存。冰箱中冷藏的蔬菜、水果发霉变质腐烂的原因。高温主要破坏微生物的机体的基本组成物质——蛋白质，酶蛋白和脂肪。蛋白质被高温严重破坏而发生凝固，为不可逆变性，微生物经超高温处理后必然死亡。细胞质膜含有受热易溶解的脂类，当用超高温处理时，细胞质膜的脂肪受热溶解使膜产生小孔，引起细胞内含物泄漏而死亡。高温的杀菌效果和微生物的种类，数量，生理状态，芽孢有无及pH都有关系。高温是如何杀菌的？高温杀菌力与什么有关系？一、温度小结：微生物的培养应该在最佳温度范围进行。超过最高温度会对细菌造成伤害甚至导致死亡。低温有抑制细菌作用。可以让微生物休眠，但不会导致死亡。温度升高时，活性即可恢复。微生物也有最适应的pH范围，微生物不同，pH范围不同。多数细菌：最佳6.5～7.5，适应范围4～10；一般要求中性或偏碱性；放线菌：最佳7.5～8.0，一般要求中性或偏碱性；霉菌和酵母菌：可在酸性或偏碱性环境生活，最喜欢3～6的环境。生长极限：1.5～10。二、pHpH对微生物的影响：1）引起细胞膜电荷的变化，影响对营养物质的吸收

2）影响胞内及胞外酶的活性培养基中pH调节的措施：外源调节:碱(NaOH或KOH)酸(H2SO4或HCl)内源调节:缓冲溶液;CaCO3在培养微生物过程中，什么原因使培养基pH下降？什么原因使pH上升？在生产中如何调节控制pH？（1）培养基自身的改变（水分、温度的影响）（2）微生物之间的相互作用（当竞争较激烈时有些细菌会产酸、产碱）（3）代谢产物的作用（如乳酸菌产生乳酸、不少细菌代谢过程中产生柠檬酸）引起培养基pH值改变的原因1.污水处理生物处理构筑物内pH控制在6.5～8.5之间：因为pH低于6.5的酸性环境不利于细菌和原生动物生长，尤其对菌胶团细菌不利；相反，对霉菌和酵母菌有利，若活性污泥中有大量霉菌繁殖，吸附能力和凝聚性能下降，造成活性污泥结构松散，不易沉降，甚至导致活性污泥膨胀，进而影响出水水质；小结2.微生物培养基中应该加入缓冲物质：因为在培养基中，随着微生物生长繁殖和代谢活动的进行，会造成pH的变化，如大肠杆菌在pH为7.2－7.6的培养基中生长，分解葡萄糖产生有机酸，使培养基变酸；微生物在含蛋白质、蛋白胨等中性培养基中生长，可经微生物分解，产生胺类等碱性物质，使培养基pH升高；因此，考虑培养基成分时，要加入缓冲性物质，如磷酸盐等小结3.污泥厌氧处理时，也要控制好pH，一般在6.6～7.6，最好控制在6.8～7.2之间。城市污泥、污水中含有蛋白质，在处理时可不加缓冲物质；如不含蛋白质，处理前需投加；若是连续运行，在运行之前，运行期间都要注意投加缓冲物质；常用缓冲物质：碳酸氢钠、碳酸钠、氢氧化钠及氨等小结用Eh表示，单位为V或mV。氧化环境时，Eh为正，充满氧气时，上限为+820mV；还原环境时，mV为负，充满氢气时，下限为-400mV。不同微生物要求的氧化还原电位不同：1.一般好氧微生物：+300～+400mV

，大于+100mV，才能生活。2.兼性菌：+100mV为界，大于时进行好氧呼吸，小于时进行无氧呼吸。3.厌氧菌：－200～－250

mV。三、氧化还原电位

对于好氧生物处理系统，Eh

处于+200～+600mV视为正常。如果，出水中Eh下降，处理效果不佳。三、氧化还原电位微生物与O的关系好氧微生物厌氧微生物兼性微生物专性好氧微生物微量好氧微生物专性厌氧微生物耐氧厌氧微生物四、溶解氧必须有氧才能生存，氧气对于好氧微生物的作用：1.最终电子受体；2.参与物质合成好氧微生物做好氧呼吸时，会产生毒害物质如：过氧化氢、过氧化物和羟自由基等。但由于好氧微生物体内也有相应的酶可以分解上述物质，因此，好氧微生物可以在氧气条件下正常生存。（一）好氧微生物

若含有机物的废水，DO浓度很低，冬季由于水温低，污水好氧生物处理中DO能得到正常维持；而夏季水温高，氧不易溶于水，常造成供氧不足。因此，夏季曝气池中常出现丝状细菌的优势生长，从而造成活性污泥丝状膨胀。（一）好氧微生物

（一）好氧微生物故：好氧生物处理系统中，为了保证微生物的正常工作，必须为它们提供足够的溶解氧。工程上，通常采用鼓风曝气的形式向水中强制充氧，对于生活污水厂，BOD5200～300mg/L。如果曝气池的活性污泥浓度在2000～3000mg/L时，溶解氧必须保证在2mg/L以上。通常控制在3～4mg/L。可分为两种，一种有氧就要死亡；另一种，有氧无氧无所谓，生活过程中，不会中毒也不利用氧。通常说的厌氧菌多指第一种，称为专项厌氧菌。它在有氧条件下，代谢过程中会产生过氧化氢，但体内不具有过氧化氢酶，专性厌氧微生物将被过氧化氢杀死。（二）厌氧微生物厌氧微生物在培养时，培养基必须保证无氧。方法：惰性气体驱氧：氮气或氦气。用胶塞密封培养装置，并在容器中加入氧化还原性颜料（甲基蓝或刃天青），当在还原态时无色，氧化态时显色。一旦显色，说明有氧存在。可在培养装置中预先加入些兼性微生物混合培养，一旦有氧，可被兼性细菌消耗掉。（二）厌氧微生物（三）兼性菌环境中有氧时，靠呼吸产能。环境中氧不足或是无氧时，借发酵或无氧呼吸产能。兼性菌的作用：1.积极作用：a.污水处理溶解氧充足时，好氧菌与兼性菌都起作用，当供氧故障时，兼性菌仍可起作用，但不如有足够溶解氧时处理效果好。b.水解酸化

在污泥厌氧消化中，兼性厌氧微生物起水解、发酵作用，将大分子的蛋白质、脂肪、糖类等水解为小分子的有机酸和醇；c.脱氮：A/O系统；A2/O系统等2.消极作用a.土壤脱氮，N素损失，土壤肥力下降。b.污水处理过程中产生硝酸盐和亚硝酸盐，遇氨转化为亚硝酸胺，危害水体和人体健康，污水必须脱氮。（三）兼性菌有氧条件下进行厌氧生活，靠专性发酵获能量。含SOD、过氧化物酶，而无过氧化氢酶耐氧菌（aerotolerantanaerobe）类型与O2关系代谢类型专性好氧必须有氧好氧呼吸微好氧有氧，含量低好氧呼吸兼性可有、可无有氧呼吸或发酵专性厌氧氧有毒害或致死无氧呼吸耐氧可在有氧下存活，不用氧气发酵氧气与微生物的关系五.水活度水分对微生物很重要，但是，水对微生物的影响，不但取决于环境中水的含量，更取决于水的有效性。环境中水的有效性用水的活度αw表示。αw指在一定温度和压力下，溶质蒸气压与纯水蒸气压之比。环境中的αw介于0～1之间，溶液浓度越大，αw越小。微生物一般在αw为0.65～0.99的条件下生长,αw过低时,大多数微生物将停止生长。不同微生物的αw也不同。

微生物最低Aω值

微生物最低Aω值一般细菌一般酵母菌一般霉菌0.900.880.80嗜盐细菌干生性霉菌耐渗透压酵母0.750.650.63五.水活度用半透膜将两种不同浓度溶液隔开后即可产生渗透压。渗透压与浓度有关。说明：浓度相同时，分子小的物质溶液渗透压大。离子溶液比分子溶液渗透压大。六、渗透压微生物喜欢怎样的渗透压环境呢？微生物在不同渗透压环境中的状态a.5～8.5g/L的NaCl（生理盐水0.9％）b.0.1g/L的NaClc.200g/L的NaCla.等渗溶液，细胞形态与大小不变。b.低渗溶液，溶液中水分进入细胞内部，细胞膨胀。c.高渗溶液，细胞内水分流出，细胞发生质壁分离。

故低渗和高渗溶液对微生物生长均不利，实验室常用生理盐水稀释菌液；微生物在不同渗透压环境中的状态高渗溶液常用于保存食物腐败对于一般微生物来说，在含盐5%~30%或含糖30%~80%的高渗条件下可抑制或杀死某些微生物。但各种微生物承受渗透压的能力不同，有些能在高渗条件下生长，称其为耐高渗微生物。六、渗透压第三节其他不利环境因子对微生物的影响辐射对微生物的影响微波和超声波的影响重金属对微生物的影响极端温度对微生物的影响干燥对微生物的影响极端pH对微生物的影响若干有机物对微生物的影响1.UV（紫外线）日光中波长在200～390nm的部分。具有杀菌功能。尤其260nm左右。人们制造的紫外杀菌灯的波长为253.7nm。由于穿透力差，只能进行：a.空气消毒：b.表面消毒：c.诱变育种：D：用于饮用水和污水的消毒。一、辐射辐射对微生物的影响紫外线：100－400nm260nm―――破坏核酸（胸酰嘌呤二聚体）

280nm―――破坏蛋白质有O2时：u.v.+O2→O3X－射线和－射线2.电离辐射为高能电磁波，具有较强的穿透力。常用于罐头消毒。X射线和射线对微生物生命活动影响表现为：低剂量照射促进微生物生长；高剂量对微生物有致死作用,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。微波：微波的范围在915—2450MHz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。二、微波和超声波的影响频率在20000Hz以上的人耳听不到的声波。对于微生物具有破坏能力。超声波频率越高，杀菌效果越好。杆菌比球菌易被杀死。大的细菌比小的细菌易被杀死。作用机理a.超声波作用下，内含物剧烈振荡，失去活性；b.溶液受超声波作用产生空腔，巨大压力导致细菌死亡c.溶液产生大量微小气泡，对微生物进行猛烈冲击，细菌破裂。超声波机理：1.与酶的－SH基结合，导致酶失去活性；

2.与蛋白质结合，发生变性或沉淀。三、重金属离子四、极端温度：超高温和超低温常用高温消毒或灭菌。二者概念不同。消毒：是指杀灭或清除传播媒介上的病原微生物，使之达到无害化的处理。灭菌：是指杀灭或清除传播媒介上的所有微生物（包括芽胞），使之达到无菌程度。经过灭菌的物品称“无菌物品”。灭菌可包括消毒，而消毒却不能代替灭菌。消毒多用于卫生防疫方面，灭菌则主要用于医疗护理。方法有：干热灭菌法和湿热灭菌法。常用的消毒防腐剂及其应用类型

名称及使用方法

作用原理

应用范围卤素及其化合物0.2—0.5mg/L氯气10%—20%漂白粉0.5%—1%漂白粉2.5%碘酒破坏细胞膜、蛋白质饮水、游泳池水地面水、空气等皮肤

染料2%—4%龙胆紫与蛋白质的羧基结合皮肤、伤口

酸类0.1%苯甲酸

0.1%山梨酸食品防腐食品防腐极端温度影响消毒巴斯德消毒法煮沸消毒法灭菌灼烧烘箱热空气法（160～170℃）干热灭菌法湿热灭菌法高压蒸汽灭菌

（0.105MPa，121℃）牛奶、饮品常压蒸汽灭菌（<100℃）（1）干热灭菌法灭菌方法：160～170摄氏度下维持1～2h。适宜对象：金属制品、清洁玻璃器皿等。（2）火焰灭菌法适宜对象：接种环、接种针、棉塞等。烘箱160～170℃2h灭菌1、干热法（1）高压蒸汽灭菌法灭菌方法：0.105MPa，121摄氏度，15-30min适合对象：培养基注意事项：灭菌前应排尽锅内的冷空气，否则达不到实际灭菌所需的温度。蒸汽灭菌锅121℃20～30min2、湿热法（2）间歇灭菌法灭菌方法：100摄氏度蒸煮15～60min37摄氏度培养24h100摄氏度蒸煮15～60min

反复三次适宜对象：含芽孢的微生物2、湿热法（3）高温瞬时灭菌法灭菌方法：135～140摄氏度保持5～15s处理对象：牛奶、饮料。（4）巴氏消毒法灭菌方法：60～85摄氏度处理15s～30min。巴氏消毒法（法语：Pasteurisation），法国生物学家路易·巴斯德于1864年发明的消毒方法，亦称低温消毒法，冷杀菌法，利用较低的温度既可杀死病菌又能保持物品中营养物质风味不变的消毒法。处理对象：牛奶、饮料。低温维持消毒法（LTH）：63摄氏度保持30min高温瞬时消毒法（HTST）:75摄氏度维持15s具体方法3、影响灭菌效果的因素（1）结构（2）菌龄（3）菌体含水量（4）pH值（5）煮沸消毒法灭菌方法：100摄氏度处理15min。处理对象：饮用水。湿热灭菌法比干热灭菌法优越，因为湿热的穿透力和热传导都比干热的强，湿热时微生物吸收高温水分，菌体蛋白易凝固变性，所以灭菌效果好灭菌方法有哪几种？试述其优缺点。二、低温的影响低温——细胞结冻～最适温度下限进入休眠状态酶活性降低，导致代谢、遗传普遍停滞；嗜中温菌（耐冷喜温）一般在5℃以下处于休眠状态，因此通常实验室用冰箱的4℃冷藏温度保藏细菌或甘油、石蜡冷冻保存菌种低温的用途菌种保藏液氮的温度（-195℃）、干冰温度（-70℃）、-20℃和4℃（常加大分子保护剂如糊精、血清白蛋白等）食品冷藏冷藏（0-4℃）与冻藏（-18℃）1.pH过低，改变微生物表面带电状态，由带负电改为带正电。影响对营养物质的吸收。2.过高过低pH值导致有机物离子化。进而间接影响微生物。3.极端pH使酶促反应受到抑制，甚至酶系统遭到破坏。4.过高或过低pH均降低微生物对高温的抵抗力。极端pH值对微生物的影响六、干燥：使菌体内蛋白质变性，引起代谢活动停止七、醇、醛、酚等对微生物的影响1.醇醇为脱水剂也为脂溶剂。可以导致蛋白脱水、溶解细胞膜的脂类物质。从而达到杀菌的目的。（医生打针）。常用的醇为乙醇。注意：1.乙醇杀菌的能力并不与浓度成正比，在70％时最强。2.甲醇杀毒差且毒性强，不做杀毒剂。3.丙醇、丁醇杀毒能力比乙醇大，但不溶于水，也不做杀毒剂。2.甲醛40％福尔马林溶液。3.酚及其衍生物可以使蛋白质变性，并破坏细胞膜。4.洗涤剂八、抗生素对微生物的影响抗生素广谱抗生素：金霉素、氯霉素、土霉素等狭谱抗生素青霉素：G+多粘菌素：G－不同的抗生素针对微生物的不同部位发生作用。1.破坏微生物细胞壁青霉素抑制革兰氏阳性菌的肽聚糖（40～90％）的合成，导致细胞壁合成受阻，微生物失去保护。加之在膜内外渗透压的作用下，革兰氏阳性菌被杀死。说明：人类细胞不具有细胞壁，不受青霉素损害。2.破坏微生物细胞质膜多粘菌素的游离氨基可与革兰氏阴性菌细胞质膜的磷酸根结合，损害细胞质膜，破坏细胞质膜的渗透屏障作用。导致体内核酸外流，死亡。3.抑制蛋白质合成氯霉素、金霉素、土霉素等与核糖体蛋白结合，抑制蛋白质的合成。4.干扰核酸的合成部分抗生素可以与DNA结合，干扰DNA复制。有些抗生素影响双链分开，破坏复制。1.干扰细菌细胞壁合成2.抑制细菌蛋白质合成3.抑制细菌核酸合成4.损伤细菌细胞膜5.增强吞噬细胞的功能抑菌杀菌八、抗生素对微生物的影响第四节微生物之间的关系微生物之间关系种内关系竞争互助种间关系互生偏害寄生捕食正相互作用正相互作用

偏利共生：对一个物种有利，对另一个物种无关紧要（海产蛤与豆蟹）；

原始协作：对双方都有利，但是这种协作又不是必需的，即离开协作，双方仍能独立生活（食虫鸟与有蹄类动物

）；

互利共生：对双方都有利，而且已经发展到彼此不能独立生存的程度（白蚁与鞭毛虫

）；偏利共生（commensalism）亦称共栖，指种间相互作用对一方没有影响，而对另一方有益（若对一方没有影响，对另一方有害则称偏害共生）。与互利共生和原始协作一同属于“正相互作用”。两种都能独立生存的生物以一定的关系生活在一起的现象。偏利共生两种动物同穴共栖，互不侵犯，和平共处。双方互利，但双方离开后，都能各自生存。称为“原始合作”。原始合作鱼蚌共生河里生活着一种无齿蚌，和鳑鮍鱼共生在一起。当雌鱼快产卵时，就游到河蚌身边，把产卵管插进贝壳缝隙里，将卵产在蚌体内，雄鱼则紧随其后，也把精子产在蚌体内，使卵受精。受精卵在蚌体内孵化成小鱼，逐渐长大。当小鱼即将离开蚌体时，蚌将自己的幼子寄存在小鱼的腮腔中，鱼又成了小蚌的“保姆”了。小鱼到处游动，待小蚌能独立生活时，便从鱼腮中脱落，沉到河底，逐渐长大成蚌。原始合作-典例寄居蟹和海葵寄居蟹既像虾又像蟹，身上背着螺壳，那是它栖身的“房子”。其实寄居蟹的“房子”是强取豪夺而来。房子原来的主人是油螺，寄居蟹强硬冲进去，用螯足将油螺杀死，撕烂，把自己的身体盘曲在里面，将螺壳居为己有。海葵色泽鲜艳，但行动迟缓，它停在寄居蟹的螺壳上，一同出游，亲密无间。寄居蟹觅食的同时，海葵也寻到了食物。当遇到敌人时，寄居蟹举起两只大螯抗敌，海葵则从刺细胞内喷出毒汁，直至把敌人击退。原始合作-典例互利共生是指两种生物生活在一起，彼此有利，两者分开以后双方的生活都要受到很大影响，甚至不能生活而死亡。互利共生白蚁和肠内鞭毛虫白蚁以木材为食，但是它本身不能消化纤维素，必须要依靠肠内鞭毛虫分泌的消化纤维素的酶，才能将纤维素分解，分解后的产物供双方利用。互利共生-典例豆科植物和根瘤菌根瘤菌与豆科植物之间有一定的寄主特异性，但不十分严格，例如豌豆根瘤菌能与豌豆共生，也能与蚕豆共生，但不能与大豆共生。在整个共生阶段，根瘤菌在寄主内合成固氮酶。豆科植物供给根瘤菌碳水化合物，根瘤菌供给植物氮素养料，从而形成互利共生关系。据估计根瘤菌固定的氮约占生物固氮的40%。互利共生-典例人与人体肠道菌群人体肠道的菌群在一般情况下，它们的巨大数量足以排阻和抑制外来肠道致病菌的入侵，还为人提供维生素B1、B2、B12、K、叶酸等营养物质。而人体肠道为这些微生物提供良好的栖息场所。当人长期服用广谱抗生素致使肠道中正常菌群失调后，就会出现维生素缺乏症。互利共生-典例负相互作用竞争

捕食

寄生

偏害指不同的微生物种群在同一环境中，对食物等营养、溶解氧及其他共同要求的物质互相竞争，互相受到不利影响。竞争关系广泛存在于自然界中。例证：污水处理中经常存在着对DO及营养的竞争。竞争关系有的生物不是通过代谢产物对抗对方，而是吞食对方。原生动物与细菌、藻类等捕食关系一种小型生物生活在另一种较大型生物的体内或体表（或是细胞内），从中取得营养和进行生产繁殖，同时使后者蒙受损害甚至被杀死的现象。例证：噬菌体与细菌专性寄生：寄生菌不能离开寄主而生成；兼性寄生：离开宿主后能营腐生生活寄生关系偏害共生，又称偏害共栖、片害共生，是两种生物间共生关系的一种。偏害共生就是两种生物生活在一起，其中一方不获得利益，但另一方却要做一些牺牲（却并不一定要死亡，即使个体会死亡，但被害的种族也不至于死灭）。偏害关系偏害关系-例子偏害共生的例子如青霉菌分泌青霉素抑制其他细菌，又如胡桃科的植物分泌胡桃醌来抑制其他植物在附近生长。冬黑麦对小麦、向日葵对蓖麻、番茄对黄瓜都有抑制作用向日葵蓖麻偏害关系偏害关系番茄黄瓜作用类型物种相互作用的一般特征甲乙中性作用00两个种群彼此都不受影响竞争直接干涉型--两个种群直接相互抑制资源利用型--资源缺乏进,双方受抑制偏害作用-0种群甲受抑制，种群乙不受影响捕食作用+-

捕食者得利，被捕食者受抑制寄生作用