微生物的生长及其控制工业微生物学

微生物经过新陈代谢把营养物质转变成细胞物质，增加个体重量过程。生长：细胞生长到一定程度进行分裂，产生同亲代相同子代细胞过程。

繁殖：生长是一个逐步发生量变过程;繁殖是一个产生新生命个体质变过程。在高等生物里这两个过程能够显著分开，但在低等尤其是在单细胞生物里，因为细胞小，这两个过程是紧密联络又极难划分过程。微生物的生长及其控制工业微生物学第1页单细胞微生物，生长造成细胞数量增加（细胞个体增加到一定程度就分裂成两个大小基本相等子代细胞）。多细胞微生物（一些霉菌），生长意味着细胞数目增加而个体数目不变，只能叫生长，而不能叫繁殖（只有经过形成无性或有性孢子使得个体数目增加过程才叫繁殖）。微生物的生长及其控制工业微生物学第2页第一节个体细胞生长概述一、细菌细胞生长1.染色体DNA复制和分离细胞伸长和DNA复制DNA分配和隔膜开始形成微生物的生长及其控制工业微生物学第3页杆菌在生长过程中，新合成肽聚糖是在多个位点插入到老细胞壁中，新老细胞壁呈间隔分布。球菌在生长过程中，新合成肽聚糖是在赤道板附近插入，造成新老细胞壁显著分开，原来老细胞壁推向细胞两端。2、细胞壁扩增荧光抗体技术微生物的生长及其控制工业微生物学第4页3、细菌分裂隔膜完全形成子细胞分离DNA分配和隔膜开始形成当细菌各种细胞结构复制完成之后就进入分裂时期，此时在细菌长轴中间位置，经过细胞质膜内陷并伴随新合成肽聚糖插入，造成横隔壁向心生长，最终在中心汇合，完成一次分裂，通常情况下，将一个细胞分裂成两个大小相等子细胞。微生物的生长及其控制工业微生物学第5页二、酵母细胞生长繁殖细胞分裂期M间隔期G1DNA合成期S第二间隔期G2核膜上纺锤体斑经过复制由一个变为两个，DNA开始复制，芽体出现。纺锤体斑产生约15根微管，其中一个纺锤体斑沿核膜移动180度，从而使两个纺锤体斑经过直线形微管连在一起。芽体增大，细胞核移到母细胞与芽体交界处，微管延长。细胞核有丝分裂，其中一个核进入芽体，芽体子细胞与母细胞之间壁开始合成，随即子细胞与母细胞分离，或暂时不分离（如假丝酵母属）继续出芽。微生物的生长及其控制工业微生物学第6页三、霉菌菌丝延伸过程

顶端生长需要高尔基体、内质网等细胞器参加。在菌丝亚顶端区富含内质网和核糖体等细胞器。细胞膜脂肪和蛋白质在亚顶端区内质网中合成后，经过小泡囊转移到高尔基体近侧潴泡中，由高尔基体转向远侧时，成熟而分泌泡囊。分泌泡囊从亚顶端区移向顶端，泡囊与细胞膜融合形成细胞膜。同时释放出细胞壁分解酶与合成酶，分解酶使壁组份间键断裂，合成酶催化合成新壁成份，并将其转移到壁区形成新壁。“菌丝尖端生长泡囊假设”微生物的生长及其控制工业微生物学第7页第二节微生物群体生长一、单细胞微生物经典生长曲线将少许纯种非丝状单细胞微生物接种到恒容积新鲜液体培养基中，在适宜温度、通气等条件下培养，定时取样测定单位体积里细胞数，以单位体积里细胞数对数作纵坐标，以培养时间为横坐标，画出曲线，就是非丝状单细胞微生物经典生长曲线。微生物的生长及其控制工业微生物学第8页经典生长曲线依据微生物生长速率常数R（即每小时分裂次数）不一样，普通可分为迟缓期（延滞期）、指数期、稳定时和衰亡期等四个时期。微生物的生长及其控制工业微生物学第9页1.延滞期（Lagphase），也称迟缓期、延迟期、适应期。将少许菌种接入新鲜培养基后,在开始一段时间内菌数不马上增加,或增加极少，生长速度靠近于零。此时细胞特点可概括为：分裂迟缓、代谢活跃。微生物的生长及其控制工业微生物学第10页该期详细特点为：①生长速率常数为零；②细胞形态变大或增加，尤其是长轴最为显著，许多杆菌可长成丝状；③细胞内RNA尤其是rRNA含量增高，原生质呈嗜碱性；④合成代谢十分活跃，核糖体、酶类和ATP合成加速，轻易产生各种诱导酶；⑤对外界条件如NaCl溶液浓度、温度和抗生素等理化原因反应敏感。微生物的生长及其控制工业微生物学第11页迟滞期出现原因：微生物接种到一个新环境，暂时缺乏分解和催化相关底物酶，或是缺乏充分中间代谢产物等。为产生诱导酶或合成中间代谢产物，就需要一段适应期。调整代谢迟滞期长短与菌种遗传性、菌龄以及移种前后所处环境条件等原因相关，短只需要几分钟，长需数小时。缩短迟滞期惯用伎俩：(1)经过遗传学方法改变种遗传特征使迟缓期缩短；(2)利用对数期细胞作为种子；(3)尽可能使接种前后所使用培养基组成不要相差太大；(4)适当扩大接种量。微生物的生长及其控制工业微生物学第12页2.指数期（Exponentialphase），又称对数期（Logphase)指紧接迟滞期之后，细胞以几何级数增加一段时期。三个主要参数计算：繁殖代数(n)、生长速率常数(R)、代时(G)

微生物的生长及其控制工业微生物学第13页指数期特点：①生长速率常数R最大且为常数，细胞每分裂一次所需时间（称为代时，或世代时间，或增代时间，或倍增时间，用G表示）最短且稳定；②细胞进行平衡生长，菌体各部分成份十分均匀；③酶系活跃，代谢旺盛。微生物的生长及其控制工业微生物学第14页

t1–t01G=——————=—————nR注意：只有处于指数期，才符合以上计算公式微生物的生长及其控制工业微生物学第15页纳米细菌(nanobacteria)，三天才分裂一次；九十年代早期从地下数公里发觉超微型细菌，用代谢产生CO2作指标，计算出这些超微菌代谢速率仅为地上正常细菌10-15，有些人认为它们需要1才能分裂一次。

微生物的生长及其控制工业微生物学第16页影响代时原因：1）菌种：不一样微生物及微生物不一样菌株代时不一样；2）营养成份：在营养丰富培养基中生长代时短；3）营养物浓度：在一定范围内，生长速率与营养物浓度呈正比；凡是处于较低浓度范围内，可影响生长速率营养物成份，就称为生长限制因子。4）温度：在一定范围，生长速率与培养温度呈正相关。微生物的生长及其控制工业微生物学第17页指数期细胞应用：适宜作“种子”；研究基础代谢材料；噬菌体增殖最好阶段；革兰氏染色；诱变育种；微生物的生长及其控制工业微生物学第18页3.稳定时（Stationaryphase）指数期之后，培养液中活细菌数最高并维持稳定阶段(可能因为细菌分裂增加数量等于细菌死亡数，或者细胞仅停顿分裂而保持代谢活性)。微生物的生长及其控制工业微生物学第19页稳定时特点：①生长速率常数R降低至0；②代时G延长；③细胞主要分化阶段；细胞开始衰老，原生质分布不均匀，出现液泡；开始积累糖原等内含物；产芽孢菌开始形成芽孢；次生代谢产物（抗生素等）开始大量合成④菌体最大收获期微生物的生长及其控制工业微生物学第20页①稳定时假如及时采取办法，补充营养物质或取走代谢产物或改进培养条件（调整pH、温度、通气），能够取得更多菌体物质或代谢产物。②对以收获菌体或与菌体生长相平行代谢产物（SCP、乳酸等）为目标发酵生产来说，稳定时是产物最正确收获期。③经过对稳定时到来原因研究，促使了连续培养原理提出和工艺、技术创建。微生物在稳定时生长规律对于生产实践指导意义：微生物的生长及其控制工业微生物学第21页4.衰亡期（Decline或Deathphase）营养物质耗尽和有毒代谢产物大量积累，细菌死亡速率超出新生速率，整个群体展现出负增加。微生物的生长及其控制工业微生物学第22页衰亡期特点：①生长速率常数R小于0；②细胞形态发生多形化

出现畸形或细胞大小悬殊；有些微生物因蛋白酶活力增强而发生自溶，有些微生物产生或释放出一些代谢产物如氨基酸、转化酶、外肽酶或抗生素等；芽孢杆菌往往在此期释放芽孢。

该时期死亡细菌以对数方式增加，但在衰亡期后期，因为部分细菌产生抗性也会使细菌死亡速率降低，仍有部分活菌存在。衰亡期微生物的生长及其控制工业微生物学第23页在实际工作中多采取分光光度计测定OD值方法绘制细菌生长曲线，但该法绘制生长曲线不能反应衰亡期。微生物的生长及其控制工业微生物学第24页二.丝状真菌生长曲线丝状真菌是以菌丝干重（mg）作为衡量生长情况纵坐标，时间为横坐标，绘制生长曲线。丝状真菌生长曲线由三个时期组成：延滞期，快速生长久，衰亡期丝状真菌不是单细胞，其繁殖不以几何级数增加，故没有指数生长久微生物的生长及其控制工业微生物学第25页三、同时生长（Synchronousgrowth）同时培养:使群体中全部个体细胞处于一样细胞生长和分裂周期中（即大多数细胞能同时进行生长或分裂）培养方法。经过同时培养方法取得细胞被称为同时细胞或同时培养物。问题：怎样研究在单个细胞生理与遗传特征。经过同时培养方法处理，非同时群体细胞处于同一生长阶段，并能同时进行分裂生长状态，称为同时生长。同时生长往往只能维持2-3个世代，随即又逐步转变为随机生长。微生物的生长及其控制工业微生物学第26页1.机械筛选法硝酸纤维素滤膜法（膜洗脱法，右图a）同时培养方法有两类：离心法,右图b过滤法机械法优点：不影响菌体代谢与活性，细胞保持自然状态。微生物的生长及其控制工业微生物学第27页2.环境条件控制法环境环境控制法缺点：细胞活性受到不一样程度影响。温度培养基成份其它光合细菌：光照和黑暗交替培养；芽孢菌：形成芽孢后加热处理微生物的生长及其控制工业微生物学第28页四、连续培养(Continousculture）分批培养（batchculture）封闭培养（closedculture）培养基一次加入，不予补充，不再更换连续培养(Continousculture）在微生物整个培养期间，经过一定方式使微生物生优点于平衡生长状态，能以恒定生长速率生长一个培养方法。若在一个开放系统中(恒定容积流动系统)培养微生物，培养过程中不停补充营养物质和以一样速率移出培养物，是实现微生物连续培养基本标准。培养系统中细胞数量和营养状态恒定，即处于稳态。单细胞微生物生长符合经典生长曲线微生物的生长及其控制工业微生物学第29页最简单连续培养装置包含：培养室、无菌培养基储存器和调整流速控制系统。连续培养主要参数稀释率D（h-1）：即培养基每小时流过培养容器体积数。D==培养基流动速率培养室容积FV无菌培养基储存器培养室调整流速控制阀微生物的生长及其控制工业微生物学第30页1.连续培养类型依据控制培养基流入培养容器方式不一样可分两种类型：恒浊器连续培养和恒化器连续培养。A.恒浊培养系统B.恒化培养系统1.盛无菌培养基容器2.控制流速阀3.培养室4.排出管5.光源6.光电池7.排出物恒浊器：依据培养室内微生物生长密度，借光电控制系统来控制培养基流速，以取得菌体密度高、生长速率恒定微生物细胞连续培养器。恒化器：培养基流速恒定，经过控制培养基中某一生长限制性底物浓度来调整微生物生长速率,使微生物维持恒定生长速率连续培养装置。微生物的生长及其控制工业微生物学第31页两种连续培养系统比较装置控制对象培养基培养基流速生长速率产物应用恒浊器菌体密度无限制生长因子不恒定最高菌体或与菌体相平行代谢产物生产恒化器培养基流速有限制生长因子恒定低于最高速率不一样生长速率菌体试验室科研恒化器中菌体浓度不由稀释率决定，而由生长限制性底物浓度决定。经过控制流速可得到生长速率不一样但密度基本恒定培养物，微生物一直在低于其最高生长速率下进行生长繁殖。遗传学：突变株分离；生理学：不一样条件下代谢改变；生态学：模拟自然营养条件建立试验模型微生物的生长及其控制工业微生物学第32页假如依据连续培养器串联数目分，也可分为两种类型：单级连续培养多级连续培养适合用于：代谢产物产生速率与菌体生长速率相平行培养微生物代谢产物与菌体生长不平行，比如丙酮、丁醇或一些次级代谢产物（抗生素、维生素等）生产，应采取多级连续培养法，第一级发酵罐中以培养菌体为主，后几级则以产生大量代谢产物为主。微生物的生长及其控制工业微生物学第33页连续培养应用与生产就称为连续发酵。连续发酵优点：

高效：简化操作单元，缩短生产周期，提升设备利用率；便于自动控制；降低动力消耗及体力劳动强度；产品质量较稳定。杂菌污染机会增多；易菌种退化；营养物利用率低。连续发酵缺点：2.连续培养应用微生物的生长及其控制工业微生物学第34页第三节微生物生长测定单位时间里微生物数量或生物量（Biomass）改变。微生物生长测定：微生物生长测定方法计数评价培养条件、营养物质等对微生物生长影响；评价不一样抗菌物质对微生物产生抑制(或杀死)作用效果；客观地反应微生物生长规律。质量法生理指标法微生物的生长及其控制工业微生物学第35页一、计数法1.直接计数法采取特殊计数板（血球计数板），在显微镜下对微生物数量进行直接计数（计算一定容积里样品中微生物数量）缺点:(1)不能区分死菌与活菌；(2)只适合用于单细胞状态微生物或丝状微生物孢子；不适于对运动细菌计数；(3)需要相对高菌体浓度(106/mL以上)；(4)个体小细菌在显微镜下难以观察。优点：快速微生物的生长及其控制工业微生物学第36页其它直接计数方法：

将已知颗粒浓度样品（比如血液）与待测细胞浓度样品混匀后在显微镜下依据二者之间百分比直接推算待测微生物细胞浓度。百分比计数过滤计数当样品中菌数很低时，能够将一定体积湖水、海水或饮用水等样品经过膜过滤器。然后将滤膜干燥、荧光染色，并经处理使膜透明，再在显微镜下计算膜上(或一定面积中)细菌数。活菌计数采取特定染色技术也可分别对活菌和死菌进行分别计数（美兰，能区分死菌和活菌荧光试剂盒）微生物的生长及其控制工业微生物学第37页2.间接计数法该法最惯用。通惯用来测定细菌、酵母菌等单细胞微生物生长情况或样品中所含微生物个体数量（细菌、酵母菌、孢子）。即平板菌落计数法，又称活菌计数法采取培养平板计数法要求操作熟练、准确，不然难以得到正确结果。微生物的生长及其控制工业微生物学第38页样品充分混匀；倾注法涂布法每支移液管及涂布棒只能接触一个稀释度菌液；同一稀释度三个以上重复,取平均值；每个平板上菌落数目适当，便于准确计数。样品充分混匀；微生物的生长及其控制工业微生物学第39页一个菌落可能是多个细胞一起形成，所以在科研中普通用菌落形成单位（colonyformingunits，CFU）来表示，而不是直接表示为细胞数。微生物的生长及其控制工业微生物学第40页3.膜过滤培养法当样品中菌数很低时，能够将一定体积湖水、海水或饮用水等样品经过膜过滤器，然后将滤膜转到对应培养基上进行培养，对形成菌落进行统计。微生物的生长及其控制工业微生物学第41页微生物的生长及其控制工业微生物学第42页4.比浊法在一定波长下，测定菌悬液光密度，以光密度(opticaldensity即OD值)表示菌量。试验测量时应控制在菌浓度与光密度成正比线性范围内，不然不准确。微生物的生长及其控制工业微生物学第43页5.最大或然数法Themostprobablenumbermethod（液体稀释法）主要适合用于能进行液体培养微生物，或采取液体判别培养基进行直接判定并计数微生物。对未知样品进行十倍稀释，然后依据估算取三个连续稀释度平行接种多支试管，对这些平行试管微生物生长情况进行统计，长菌为阳性，未长菌为阴性，然后依据数学统计计算出样品中微生物数目。微生物的生长及其控制工业微生物学第44页二、质量法测定丝状菌生长有效方法1.重量法干重法湿重法2.蛋白质及DNA含量测定法采取凯氏定氮法测出含氮量。蛋白质含氮量为16%，细胞中蛋白质含量占细胞固形物50%~80%，普通以65%为代表。蛋白质总量=含氮量÷16%=含氮量×6.25细胞总量=蛋白质总量÷65%=蛋白质总量×1.54微生物的生长及其控制工业微生物学第45页三、生理指标法生理指标法惯用于对微生物快速判定与检测惯用指标：呼吸强度、耗氧量、酶活性、生物热样品中微生物数量越多或生长越旺盛，这些指标愈显著，所以能够借助特定仪器如瓦勃氏呼吸仪、微量量热计等设备来测定对应指标。与生长量相平行生理指标很多，它们都可用作微生物生长测定。微生物的生长及其控制工业微生物学第46页第四节环境对微生物生长影响一、温度二、pH三、渗透压四、氧五、表面张力六、辐射七、液体静压力八、声能影响微生物生长环境原因主要有：微生物的生长及其控制工业微生物学第47页1.微生物生长适宜温度最低生长温度能生长最低温度最适生长温度生长速度最高温度最高生长温度能生长最高温度最适生长温度并非等于最适发酵温度，或生长得率最高时温度。生长温度三基点一、温度每种微生物都有三个基本温度（cardinaltemperature）微生物的生长及其控制工业微生物学第48页(1)嗜冷微生物（psychrophile）最低生长温度0℃以下，最适生长温度≦15℃，最高生长温度20℃左右；（地球两极，海洋深处）能在0℃生长，但最适生长温度20℃~40℃。（冷水，土壤，引发冰箱食物腐败主要微生物类群）-----耐冷微生物(psychrotolernt),又称兼性嗜冷微生物嗜冷微生物在低温下能生长原因：①嗜冷微生物酶在低温下能有效起催化作用，其酶二级结构含有较多α‐螺旋，能使酶蛋白在严寒环境中有较强弹性。②嗜冷微生物酶有较强极性，含有较少亲水性氨基酸，有利于在低温下保持蛋白质弹性及酶活性。③嗜冷微生物细胞膜脂类中不饱和脂肪酸含量较高，在低温下膜也能保持半流动状态。依据微生物最适生长温度，可将微生物分为三类：微生物的生长及其控制工业微生物学第49页（2）嗜温微生物(mesophiles)，又称中温菌最低生长温度10℃左右，最适生长温度25~37℃，最高生长温度45℃左右（大多数微生物，人类病原菌）。嗜温微生物又可分为寄生和腐生两类：寄生嗜温微生物最适生长温度相对较高，大肠杆菌是经典寄生嗜温微生物；腐生嗜温微生物相对较低，发酵工业中惯用黑曲霉、啤酒酵母、枯草杆菌均为腐生嗜温微生物。微生物的生长及其控制工业微生物学第50页(3)嗜热微生物（thermophiles）最低生长温度45℃，最适生长温度55℃~65℃，最高生长温度80℃（大部分为细菌。温泉，堆肥）

发酵工业中应用德氏乳酸杆菌最适生长温度为45～50℃，嗜热糖化芽孢杆菌为65℃.----嗜高温微生物（hyperthermophiles）最低生长温度65℃，最适生长温度80~90℃，最高生长温度100℃以上（古生菌，热泉、火山喷气口、海底火山喷气口）微生物在高温环境下为何能生存呢？胞内酶和蛋白质在高温时更稳定（分子中1个或多个部位被一些氨基酸所取代，能以特殊方式折叠，抵抗温度变性作用）;细胞质膜富含饱和脂肪酸，因而膜在高温下仍很稳定并发挥功效;其核酸有热稳定性结构，tRNA在特定碱基区域含较多GC对.微生物的生长及其控制工业微生物学第51页2.低温对微生物影响(1)冰冻对微生物影响①冰冻使细胞内游离水形成冰晶，对细胞造成机械性损伤；②冰冻造成细胞失去可利用水分，形成脱水干燥状态，细胞质pH值和胶体状态发生改变，甚至可引发胞内蛋白质部分变性等；③微生物所处基质也因冰冻而产生一系列复杂改变。(2)低温对微生物作用相关原因冰点附近会加速微生物死亡微生物种类不一样抵抗低温能力不一样微生物所处环境不一样，对低温抵抗能力不一样冰冻和解冻重复交替轻易造成微生物细胞破裂微生物的生长及其控制工业微生物学第52页(3)低温用于食品保藏

依据各类食品特点和保藏要求不一样，将低温保藏食品温度可作以下划分：严寒温度：指在室温和冷藏温度之间温度。嗜冷微生物能在这一温度范围内迟缓生长，保藏食品使用期较短，普通仅适宜于保藏果蔬食品。冷藏温度：指在0～5℃之间温度。一些嗜冷微生物尚能迟缓生长，能阻止几乎全部引发食物中毒病原菌生长（除肉毒杆菌E型尚能在3.3℃生长和产生毒素外）。冷藏温度可用于储存果蔬、鱼肉、禽蛋、乳类等食品。冻藏温度：指低于0℃以下温度。在–18℃以下温度几乎阻止全部微生物生长。微生物的生长及其控制工业微生物学第53页3.高温对微生物影响微生物对热忍受力依菌种类、菌龄而异。微生物营养体、霉菌孢子、细菌芽孢等。微生物对热忍受力还受微生物所处环境其它条件影响.环境pH、渗透压、培养基组成等影响。如在酸性条件下，微生物对热耐受力显著下降；环境中富含蛋白质时，利于保护菌体，增加微生物细胞对热抗性。微生物的生长及其控制工业微生物学第54页二、pHpH=

-

lg[H+]pH经过影响细胞质膜透性、膜结构稳定性、物质溶解性或电离性来影响营养物质吸收。微生物生长pH值范围每一个微生物都存在生长pH三基点：最适生长pH≠最适发酵pH从而影响微生物生长速率最低生长pH；最适生长pH；最高生长pH；微生物的生长及其控制工业微生物学第55页依据微生物生长pH范围，将其分以下几类：嗜酸菌（acidophile）只能生活在低pH（小于4）条件下，在中性pH下即死亡微生物（硫细菌属，热原菌属等古生菌）嗜中性菌(neutrophile)生长最适pH5.5~8.0（大多数微生物以及病原菌等）嗜碱菌(alkalophile)耐酸菌：可生活在pH5以下，但在中性pH下也能生活专性生活在pH10～11碱性条件下而不能生活在中性条件下微生物。(碱性盐湖和碳酸盐含量高土壤中)。多数嗜碱菌为芽孢杆菌属，少数属于古生菌。耐碱菌：在碱性环境下能生长，但在中性条件下不死亡。微生物的生长及其控制工业微生物学第56页不一样微生物最适生长pH可能不一样，同种微生物在不一样生长阶段和不一样生理、生化过程中，也有不一样最适pH要求。黑曲霉：在pH2.0～2.5时，有利于合成柠檬酸，在pH2.5～6.5范围内，就以菌体生长为主，在pH7左右时，则大量合成草酸。丙酮丁醇梭菌：在pH5.5～7.0内，以菌体生长繁殖为主，在pH4.3～5.3范围内进行丙酮、丁醇发酵。不论微生物生长pH范围多广泛，细胞内pH普通都靠近中性。胞内酶最适pH也靠近中性，而位于周质空间酶和分泌到细胞外胞外酶最适pH则靠近环境pH。微生物的生长及其控制工业微生物学第57页微生物生长环境pH调整办法“治标”外源直接流加酸、碱中和（直接，快速但不能持久）“治本”治本：（迟缓，但较持久）过酸加适当氮源（尿素、NaNO3、NH4OH或蛋白质）提升通气量过碱加适当碳源（糖、乳酸、醋酸或油脂等）降低通气量pH调整微生物的生长及其控制工业微生物学第58页水活度（aw）可定量表示环境中微生物可实际利用自由水(游离水)含量三、水活度和渗透压各种微生物生长繁殖aw范围在0.60～0.998之间。除少数真菌外，多数微生物在aw

低于0.60～0.70干燥条件下不能生长。利用干燥来保留食品、衣物等原理：低aw可预防微生物生长。各种微生物对干燥抵抗力不一样。如：醋酸菌失水后很快会死亡；但酵母菌可保留数月；产生荚膜细菌抗干燥能力较强；细胞小形、厚壁细菌抗干燥能力较强。细菌芽孢、放线菌孢子、酵母菌子囊孢子、霉菌孢子抗干燥能力强，在干燥条件下可长久不死，可用于菌种保藏。1、水份及水活度微生物的生长及其控制工业微生物学第59页等渗环境：适宜生长低渗环境：吸水膨胀高渗环境：质壁分离微生物怎样适应低渗或高渗环境？大多数细菌、藻类和真菌含有坚硬细胞壁，可维持细胞形状和完整性。在高渗环境中，大多数原核生物经过合成或吸收胆碱、甜菜碱、氨基酸（脯氨酸，谷氨酸等）、K+，藻类和真菌利用蔗糖和多元醇（阿拉伯糖醇、甘油、甘露醇）来提升胞内渗透压。在低渗环境中，细胞经过合成内含物、打开全部压敏通道使溶质渗出（原核生物），以降低胞内渗透压。2.渗透压微生物的生长及其控制工业微生物学第60页低度嗜盐菌：耐受3％(0.2～0.5mol/L)左右NaCl微生物；中度嗜盐菌：耐受3%~12%(0.5～2.5mol/L)NaCl微生物；极端嗜盐菌：能够在12％～30％(2.5～5.2mol/L)NaCl中生长嗜盐菌。耐盐微生物：能在高盐和低盐环境下均能正常生活微生物。必须在高盐浓度下才能生长微生物称为嗜盐微生物（嗜盐菌）。依据微生物对盐浓度耐受程度，可分为以下几类：能够在高糖环境中生长微生物叫作嗜高渗微生物，它们生长繁殖是引发蜜饯、果脯类高糖食品腐败变质主要原因。微生物的生长及其控制工业微生物学第61页四、氧气依据微生物与氧关系，可将微生物分为好氧和厌氧两大类。好氧菌（aerobe）专性好氧菌(strickaerobe)必须在有氧条件下（20%以上）生长。（绝大多数真菌，多数放线菌，部分细菌）

兼性厌氧菌（facultativeaerobe）不需氧可生长，而在有氧条件下生长更加好（酵母菌，许多细菌）

微好氧菌（microaerophilicbacteria）只能在较低氧分压下（2~10%）生长

（弯曲杆菌）厌氧菌（anerobe）耐氧菌(aerotolerantanaerobe)

有氧（2%以下）和无氧条件下生长情况相同（乳酸杆菌，肠膜明串珠菌，粪肠球菌）专性厌氧菌(anaerobe)

只能在无氧条件下生长，有氧时即被杀死（拟杆菌，梭菌属，双歧杆菌属，甲烷菌）1.微生物对氧需求微生物的生长及其控制工业微生物学第62页2.厌氧菌氧毒害机制O2+e-O2

-.（超氧阴离子自由基）O2-.+e-+H+H2O2（过氧化氢）H2O2+e-+H+H2O+OH·（羟基自由基）三种好氧菌及耐氧菌中，都有超氧化物歧化酶（SOD），它可使剧毒O2－.

歧化成毒性稍低H2O2。再在好氧微生物中过氧化氢酶作用下，H2O2深入分解成无毒H2O；在耐氧菌中过氧化物酶作用下，H2O2还原成无毒H2O。专性厌氧菌没有SOD，无法使O2－.

歧化成H2O2，所以在有氧条件下细胞内形成O2－.就使本身受到毒害，直至死亡。微生物的生长及其控制工业微生物学第63页3.两类微生物培养方式好氧菌：振荡培养或通气搅拌厌氧菌：含还原剂（巯基乙醇，半胱氨酸，庖肉等）培养基；抽取培养系统空气，填充氮气和CO2；厌氧罐（利用H2和钯催化剂,使氧与H2结合成水）。微生物的生长及其控制工业微生物学第64页五、表面张力另外，许多有机酸、醇、甘油、洗涤剂、多肽、蛋白质等都能降低溶液表面张力。一些无机盐能够增加溶液表面张力。表面张力：液体表面分子被它周围和液体内部分子所吸引，在液体表面产生一个使液体表面积缩小力。能改变溶液表面张力物质称为表面活性剂。表面活性剂主要分为：阴离子型、阳离子型和中性型（非离子型）三类。阴离子型:包含高级脂肪酸钠盐和钾盐、肥皂和磺酸盐等。（抑制G+、影响细胞膜合成及肥皂除菌作用）阳离子型:由季胺化合物组成，能吸附在微生物细胞膜表面，损伤细胞膜。（新洁尔灭）中性型：在水中不电离，主要作为乳化剂用。培养基液面菌膜形成和表面张力关系亲密。微生物的生长及其控制工业微生物学第65页六、辐射能量借助于波动传输辐射称为电磁辐射。与微生物生命活动相关主要有可见光及紫外线借助于原子及亚原子粒子高速运动传递辐射称为微粒辐射。与微生物相关主要有X射线和γ射线；该两种射线均能使被作用物质发生电离，故又称电离辐射。微生物的生长及其控制工业微生物学第66页1、可见光：光能营养微生物能源。不过对于大多数化能营养微生物可见光连续长时间照射，可使微生物致死。2、紫外线：波长在139~390nm电磁辐射波，265～266nm紫外线对微生物作用最强，主要作用于核酸引发T=T形成。另外，紫外线还能使空气中氧变为臭氧，臭氧分解放出强氧化剂新生态氧［O］，也有杀菌作用。3、电离辐射：X射线与α射线、β射线和γ射线均为电离辐射。能从分子中逐出电子而使之电离。所以，电离辐射杀菌作用是间接地经过射线激发环境和细胞中水分子，使水分子在吸收能量后被电离产生自由基而起作用。微生物种类、不一样生理状态微生物以及处于不一样环境微生物细胞对电离辐射敏感性也不一样。微生物的生长及其控制工业微生物学第67页七、液体静压力一些能生活在大洋底部微生物不能在常压下生长，这种菌叫做嗜压菌。人工培养只能在高压特殊容器里进行。在食品发酵工业中，伴随发酵设备大型化，处于发酵设备底部微生物生长代谢，也会受到液体静压力影响，曾有工厂发觉200m3发酵罐（高18m）底部酵母在酒精发酵中形态发生了改变。微生物的生长及其控制工业微生物学第68页八、声能超声波（频率在20,000赫兹以上）含有强烈生物学作用。超声波作用是使细胞破裂，所以几乎全部微生物都能受其破坏，其效果与频率、处理时间、微生物种类、细胞大小、性状及数量等均相关系。高频率比低频率杀菌效果好；球菌较杆菌抗性强；细菌芽孢具更强抗性，大多数情况下不受超声波影响；病毒也有较强抗性。应用：超声灭菌、超声细胞破碎仪微生物的生长及其控制工业微生物学第69页谷氨酸发酵过程中，氧、温度、pH和磷酸盐等调整和控制

①氧。谷氨酸产生菌是好氧菌，通风和搅拌不但会影响菌种对氮源和碳源利用率，而且会影响发酵周期和谷氨酸合成量。尤其是在发酵后期，加大通气量有利于谷氨酸合成②温度。菌种生长最适温度为30～32℃。当菌体生长到稳定时，适当提升温度有利于产酸，所以，在发酵后期，可将温度提升到34～37℃。③pH。谷氨酸产生菌发酵最适pH在7.0～8.0。但在发酵过程中，伴随营养物质利用，代谢产物积累，培养液pH会不停改变。如伴随氮源利用，放出氨，pH会上升；当糖被利用生成有机酸时，pH会下降。④磷酸盐。它是谷氨酸发酵过程中必需，但浓度不能过高，不然会转向缬氨酸发酵。发酵结束后，惯用离子交换树脂法等进行提取。微生物的生长及其控制工业微生物学第70页第五节微生物生长控制控制微生物生长速率或毁灭不需要微生物几个办法消毒(Disinfection)：利用一些理化方法杀死物体表面或内部全部对人体或动植物有害病原菌，对被消毒对象基本无害办法。包含化学消毒剂和巴氏消毒法等。灭菌(sterilizatin):采取强烈理化原因，使物体内外包含芽孢在内全部微生物永远丧失其生长繁殖能力办法。包含杀菌和溶菌等伎俩。

化疗(Chemotherapy)：即化学治疗。利用含有高度选择毒力化学物质，抑制或杀死宿主体内病原微生物，对宿主本身没有或基本没有毒害作用一个治疗办法。防腐(Antisepsis)：在一些理化原因作用下抑制霉腐微生物生长繁殖，以预防食品和其它物品等发生霉腐办法。防腐方法：低温、干燥、缺氧、高渗、防腐剂等。微生物的生长及其控制工业微生物学第71页理化原因对微生物作用方式影响理化因子作用效果原因：理化因子强度或浓度、作用时间长短、微生物种类、微生物生理状态等。理化原因控制微生物生长繁殖方式包含杀菌、溶菌、抑菌。OD值活菌计数微生物的生长及其控制工业微生物学第72页一、物理原因对微生物生长控制惯用物理原因：加热法、过滤法和辐射法（一）加热灭菌当温度超出微生物最高生长温度时，就会出现致死效应。高温可引发蛋白质、核酸和脂肪等主要生物大分子降解或改变其空间结构等，从而使其功效丧失。微生物的生长及其控制工业微生物学第73页不一样微生物耐热性有所差异，在食品工业中，衡量灭菌效果惯用D值、Z值、热致死时间等指标。1.加热灭菌动力学D值：在特定温度下，杀死某一样品中90%微生物（即微生物数量降低十倍）所需时间（1）十倍降低时间（decimalreductiontime，D值）温度愈高，十倍致死时间愈短存活菌数百分比微生物的生长及其控制工业微生物学第74页温度处理与存活率关系图中显示两种微生物与灭菌温度关系上面直线代表了一个耐热性微生物。微生物的生长及其控制工业微生物学第75页（2）Z值以某种微生物不一样温度下D值对数对温度作图，可得到一条直线，在该直线中，D值降低一个对数值（即十倍致死时间缩短90%）所需要升高温度即为Z值。微生物的生长及其控制工业微生物学第76页（3）热致死时间（thermaldeathtime）在一定温度下杀死全部某一浓度微生物所需要时间。提醒：高温杀菌时间与样品中微生物浓度相关。当微生物浓度一致时，能够经过比较热致死时间长短来衡量不一样微生物热敏感性。微生物的生长及其控制工业微生物学第77页（4）热致死温度（thermaldeathpoint）在一定时间内（普通为10分钟）杀死液体中全部微生物所需最低温度。当微生物浓度一致时，可经过比较热致死时间长短或热致死温度高低来衡量不一样微生物热敏感性。啤酒酵母（52℃）和野生酵母（54-56℃）热致死温度不一样，可用来判断发酵过程是否污染杂菌。微生物的生长及其控制工业微生物学第78页（1）干热灭菌（dryheatsterilization）烘箱内热空气灭菌干热灭菌140℃，3h；160℃，2h；适合用于金属和玻璃器皿；石蜡油和粉料物质。接种针、接种环和试管口火焰灼烧2.加热灭菌方法微生物的生长及其控制工业微生物学第79页(2）湿热灭菌（moistheatsterilzation）利用热蒸汽灭菌方法。在相同温度下，比干热灭菌更有效。①湿热蒸汽穿透力强；②能快速破坏维持核酸和蛋白质空间结构中化学键稳定性；③蒸汽凝结放出大量汽化潜热能快速杀灭物体上微生物。原因

多数细菌和真菌营养细胞：60℃处理5-10分钟；酵母菌和真菌孢子：80℃以上处理；细菌芽孢：121℃处理15分钟以上。湿热灭菌条件：微生物的生长及其控制工业微生物学第80页惯用湿热灭菌方法：适合用于牛奶、啤酒、果酒和饮料等液态食品低温维持（LTH）法：63℃，30min

高温瞬时（HTST）法：72℃，15s当前普通都采取超高温灭菌法（ultrahightemperature,UHT）：135~150℃，2~6s1）常压法①巴氏消毒法（Pasteurization）用较低温度处理不宜进行高温灭菌液态风味食品或调料，以杀灭其中无芽孢病原菌，又不影响其原有风味消毒方法。巴氏消毒条件：微生物的生长及其控制工业微生物学第81页③间歇灭菌法（fractionalsterilizationortyndallization）分段灭菌法，适合用于不耐热培养基（如含硫培养基）。80~100℃下蒸煮15~60min，然后在37℃下保温过夜，如此重复2~3次。②煮沸消毒法采取在100℃下煮沸数分钟方法，可杀死细菌营养细胞和部分芽孢，普通用于饮用水消毒。微生物的生长及其控制工业微生物学第82页135~140℃，5~15s能降低营养成份破坏2）加压法①常规高压蒸汽灭菌法（autoclaving）利用提升压力使水沸点升高，以提升水蒸气温度，从而有效地杀灭微生物。0.1MPa（121℃）15~30min适合用于各种耐热耐湿物品灭菌，如普通培养基、生理盐水等各种溶液、工作服及试验器材等。微生物的生长及其控制工业微生物学第83页②连续加压蒸汽灭菌法（continuousautoclaving），（连消法）用于大规模发酵工厂大批量培养基灭菌。让培养基在管道流动过程中快速升温、维持和冷却。普通加热至135～140℃下维持5～15s。优点：灭菌彻底，有效降低营养成份破坏，提升原料利用率。灭菌时间短，蒸汽负荷均衡，提升锅炉利用率，适宜于自动化操作。微生物的生长及其控制工业微生物学第84页3、高温对培养基成份有害影响及其预防（1）有害影响①形成沉淀物。有机物沉淀如多肽类，无机物如磷酸盐、碳酸盐等沉淀。②破坏营养，提升色泽。如产生氨基糖、焦糖或黑色素等引发褐变物质。③改变培养基pH。普通降低培养基pH。④降低培养基浓度。气温低时会增加冷凝水。微生物的生长及其控制工业微生物学第85页预防办法：1）特殊加热灭菌法分别灭菌（糖液；磷酸盐等）；低压灭菌（含糖类等培养基采取115℃灭菌15min）间歇灭菌2）其它方法加入0.01％EDTA或0.01％NTA等螯合剂到培养基中，预防金属离子发生沉淀；用气体灭菌剂如环氧乙烷等对个别成份进行灭菌；过滤除菌法（2）消除办法微生物的生长及其控制工业微生物学第86页(二)辐射灭菌辐射灭菌(RadiationSterilization)是利用电磁辐射产生电磁波杀死大多数物质上微生物一个有效方法。用于灭菌电磁波有微波，紫外线(UV)、X-射线和γ-射线等微生物的生长及其控制工业微生物学第87页紫外线属于非电离辐射，波长范围：100~400nm，260nm紫外光杀菌作用强，但不能有效穿过玻璃、薄层污物、水等物质，用于物体表面和室内空气灭菌。X射线或γ射线是含有较高能量和穿透力电离辐射，辐射源主要有：X射线仪、阴极射线管和放射性同位素。惯用能产生γ射线放射性同位素是60Co和137Cs。辐射多用于食品工业和医疗设备灭菌，应用越来越广。微生物的生长及其控制工业微生物学第88页(三).过滤除菌加热灭菌对于空气和不耐热液体培养基灭菌不适用，此时可使用多孔材料进行过滤除菌。（a）深度滤器（进入发酵罐空气）介质：棉花、玻璃纤维、石棉、多层滤纸等。优点：不破坏营养成份和物质化学性质缺点：病毒除不掉（0.22um孔径滤膜）（b）膜滤器（不耐热液体成份，如酶或维生素溶液、血清等）由硝酸纤维素或醋酸纤维素制成。（c）核孔滤器（液体过滤）微生物的生长及其控制工业微生物学第89页膜滤器超净台微生物的生长及其控制工业微生物学第90页二、化学原因对微生物生长控制

抗微生物剂(Antimicrobialagent)生物合成天然产物人工合成化合物一类能够杀死微生物或抑制微生物生长化学物质微生物的生长及其控制工业微生物学第91页化学物质抗微生物能力测定液体培养法最低抑制浓度（MIC）试验平板培养法抑菌圈（zoneofinhibition）试验最低抑制浓度：抑制某病原菌生长最低浓度。抗菌物质浓度由高到低用一系列含不一样浓度抗生素培养基试管中培养标准数目标测试菌，经16~24h培养后造成无菌生长抗生素浓度是MIC。Minimuminhibitoryconcentration微生物的生长及其控制工业微生物学第92页抗微生物剂非选择性（对全部细胞都有毒性）有选择性（对病原微生物毒性更强）消毒剂(Disinfectant)防腐剂(Antisepsis)抗代谢药品抗生素中草药有效成份（化学治疗剂）微生物的生长及其控制工业微生物学第93页（一）化学消毒剂（或灭菌剂）与石炭酸系数化学消毒剂是指对一切活细胞都有毒性，不能用作活细胞或机体内治疗用化学药剂，它们通惯用来杀死非生物材料上微生物。当消毒剂处于低浓度时，往往会对微生物生命活动起刺激作用，伴随浓度递增，相继出现抑菌和杀菌作用。化学消毒剂相对杀菌强度表述：石炭酸系数（phenolcoefficient,P.C.，又称酚系数）将某一消毒剂作不一样稀释，在一定条件、一定时间（普通10min）致死全部供试微生物（惯用金黄色葡萄球菌或伤寒沙门氏菌）最高稀释度与到达一样效果酚最高稀释度比值，即为石炭酸系数。

某消毒剂杀死全部供试菌最高稀释度石炭酸系数=

石炭酸杀死全部供试菌最高稀释度微生物的生长及其控制工业微生物学第94页惯用消毒剂举例70％乙醇阳离子去垢剂（季铵化合物）0.2~0.5mg/L氯气含氯化合物（0.2%~0.5%氯胺、次氯酸钠、二氧化氯）0.1％～0.5％硫酸铜600mg/L氧化乙烯（即环氧乙烷）0.5％～10％甲醛37％溶液（福尔马林）或甲醛2%戊二醛溶液过氧化氢碘液0.05％～0.1％二氯化汞（升汞）1mg/L臭氧0.2％过氧乙酸含酚化合物（3％～5％石炭酸、2％煤酚皂即来苏水）医疗器械和试验室物品表面医疗器械、食品等设备净化生活用水奶制品与食品工业设备、生活用水游泳池及生活用水杀藻剂温度敏感试验材料如塑料3％～8％溶液用于表面消毒用于灭菌用作高效消毒剂、灭菌剂气体用作灭菌剂医疗器械、试验物品表面消毒试验室物品表面消毒饮用水用作高效消毒剂、灭菌剂试验室物品表面消毒

脂溶剂、蛋白变性剂与膜上磷脂相互作用氧化剂氧化剂蛋白沉淀剂烷化剂烷化剂烷化剂烷化剂氧化剂与蛋白质中酪氨酸结合与蛋白质巯基结合强氧化剂强氧化剂蛋白变性剂试剂适用范围作用机理微生物的生长及其控制工业微生物学第95页工业领域消毒剂应用造纸皮革塑料纺织木材冶金石油空调电力核工业有机汞化物、酚化合物重金属、酚化合物阳离子去垢剂重金属、酚化合物酚化合物阳离子去垢剂汞化合物、酚化合物、阳离子去垢剂氯气、酚化合物氯气氯气在生产中抑制微生物生长在产品中作为抑菌因子存在在塑料水状分散相中抑制细菌生长阻止室外使用遮棚、帐篷纤维受微生物侵染腐烂预防木质结构变质腐烂阻止细菌在切割用乳剂中生长阻止细菌在石油及石油产品复性和储存过程中生长阻止细菌在冷却塔中生长阻止细菌在冷凝器及冷却塔中生长阻止抗辐射微生物在核反应堆生长工业生产惯用消毒剂微生物的生长及其控制工业微生物学第96页（二）防腐剂(antisepsis)防腐剂含有杀死或抑制微生物生长能力，但对于动物或人体组织无毒害或较小毒害作用。大多数化学防腐剂惯用于洗手或处理表面伤口，有些防腐剂用作消毒剂一样有效。70％乙醇酚类（六氯酚、氯二甲苯酚等）阳离子去垢剂（季铵化合物如杀藻胺）3％过氧化氢溶液2.5％碘酒有机汞化合物（2％红汞）0.1％～1％硝酸银皮肤肥皂、洗液、化装品、除臭剂肥皂、洗液皮肤皮肤皮肤预防新生儿眼炎脂溶剂、蛋白变性剂破坏细胞膜与膜上磷脂相互作用氧化剂与蛋白质中酪氨酸结合与蛋白质巯基结合蛋白沉淀剂试剂适用范围作用机理惯用化学防腐剂剂举例生物防腐剂是由动植物组织或微生物细胞代谢产生含有杀死或抑制微生物生长能力防腐剂。有些可用于食品防腐。如Natamycin,Polylysine,Nisin等。微生物的生长及其控制工业微生物学第97页何种消毒剂或防腐剂可用于处理以下物品：口腔温度计试验台面饮用水手术前皮肤表面小型医用器械（探针、镊子等）思索题：微生物的生长及其控制工业微生物学第98页（三）化学治疗剂化学治疗剂是指含有选择性毒力，能在生物体内使用杀死体内病原微生物而不影响人体情况、能够控制传染病发生化学物质。惯用于口服或注射。化学治疗剂种类：主要包含化学合成抗代谢物，以及生物合成抗生素（抗生素、半合成抗生素、酶抑制剂、微生物药品素等）。微生物的生长及其控制工业微生物学第99页1.抗代谢物(Antimetabolite)

定义：又称代谢拮抗物或代谢类似物(metaboliteanalogue)，是一类在化学结构上与微生物细胞所必需代谢物(即生长因子)很相同，可干扰微生物正常代谢活动化学物质。叶酸反抗物（磺胺）、嘌呤反抗物（6-巯基嘌呤）、苯丙氨酸反抗物（对氟苯丙氨酸）、尿嘧啶反抗物（5-氟尿嘧啶）、胸腺嘧啶反抗物（5-溴胸腺嘧啶）

抗代谢物主要是一些生长因子类似物:微生物的生长及其控制工业微生物学第100页抗代谢药品三种作用：与正常代谢产物竞争酶活性中心，从而使微生物正常代谢所需主要物质无法合成，如磺胺类药品。假冒正常代谢物，使微生物合成出无正常生理活性假产物，如8-重氮鸟嘌呤取代鸟嘌呤合成核苷酸会产生无正常功效RNA。与某一生化合成路径终产物结构类似，经过反馈调整破坏正常代谢调整机制，比如6-巯基嘌呤可抑制腺嘌呤核苷酸合成。微生物的生长及其控制工业微生物学第101页磺胺类药品：最早发觉，也是最常见化学疗剂，抗菌谱广，能治疗各种传染性疾病。

大多数革氏阳性细菌（肺炎球菌、溶血性链球菌等）

一些革氏阴性细菌（痢疾杆菌、脑膜炎球菌、流感杆菌等）对放线菌也有一定作用。最简单磺胺类药品是对氨基苯磺酰胺，简称磺胺。微生物的生长及其控制工业微生物学第102页磺胺是四氢叶酸合成前体对氨基苯甲酸（PABA）结构类似物磺胺类药品作用机理：很多细菌必需利用PABA来合成四氢叶酸。但PABA可由细菌本身合成，也可从外界取得。而磺胺存在则可与PABA竞争性地与二氢蝶酸合成酶结合，阻止四氢叶酸合成。人类因缺乏四氢叶酸合成酶，只能从食物中取得。对磺胺药品不敏感。磺胺药品对氨基苯甲酸叶酸TMP是磺胺药品增效剂三甲基苄二氨嘧啶微生物的生长及其控制工业微生物学第103页当环境中存在大量PABA时，磺胺药会失效。微生物的生长及其控制工业微生物学第104页异烟肼是另一个临床上有效主要抗代谢药品，其作为烟酰胺结构类似物，专一性干扰分支杆菌特异性细胞壁成份分枝酸合成。所以，异烟肼是治疗肺结核特效药。

喹诺酮也是一类化学合成抗微生物化学治疗剂，其作用机制不是作为生长因子类似物，而是作用于DNA螺旋酶（gyrase），阻止螺旋酶催化细菌DNA超螺旋作用。萘啶酸是经典喹诺酮类化合物，萘啶酸氟喹诺酮衍生物如诺氟沙星和环丙沙星惯用于治疗人泌尿系统感染，因为DNA螺旋酶在全部细菌中都存在，但不存在于人及高等动物细胞内，所以，氟喹诺酮能有效地治疗革兰氏阳性菌和阴性菌引发各种细菌感染。另外，氟喹诺酮也广泛用于养牛场和家禽喂养场，治疗动物呼吸道疾病。微生物的生长及其控制工业微生物学第105页定义：一类由微生物或其它生物生命活动过程中合成次级代谢产物或其人工衍生物，它们在很低浓度时就能抑制或干扰它种生物（包含病原菌、病毒、癌细胞等）生命活动。2.抗生素（antibiotics）抗生素抑菌谱：某种抗生素抑菌范围。既能作用于G＋菌又能作用于G－菌抗生素称为广谱抗生素，如氯霉素、四环素、金霉素和土霉素；仅作用于单一微生物类群抗生素称为窄谱抗生素。因为不一样微生物之间细胞化学结构和代谢差异，不一样抗生素抗菌谱各异。（1）概述微生物的生长及其控制工业微生物学第106页新生霉素萘啶酸诺氟沙星DNA解旋酶青霉素万古霉素杆菌肽环丝氨酸头孢菌素红霉素氯霉素氯林肯霉素林肯霉素磺胺类药品四环素壮观霉素莫匹罗星嘌呤霉素多黏菌素链霉素托普霉素卡拉霉素①抑制细菌细胞壁合成；②干扰细胞质膜；③抑制蛋白质合成；④抑制DNA复制和转录。作用机制微生物的生长及其控制工业微生物学第107页1）抑制细胞壁合成青霉素：青霉素b-内酰胺环结构与D-丙氨酸-D-丙氨酸结构相同，从而能与转肽酶结合，阻止肽链之间交联，造成细菌发生渗透裂解。

头孢菌素：同青霉素，抑制肽聚糖合成中转肽作用

万古霉素：糖肽类抗生素（东方链霉菌）。肽链部分与肽聚糖五肽末端D-丙氨酸-D-丙氨酸特异性结合，阻断转肽酶作用。

D-环丝氨酸：胞壁酸肽尾合成多氧菌素：几丁质合成（真菌有效）微生物的生长及其控制工业微生物学第108页青霉素b-内酰胺环结构与D-丙氨酸末端结构相同，从而能占据D-丙氨酸位置与转肽酶结合，酶无法正常行使其功效，肽链之间无法彼此连接，抑制了细胞壁合成。微生物的生长及其控制工业微生物学第109页2）干扰蛋白质合成四环素：同核糖体30S小亚基结合，抑制氨基酰-tRNA结合于核糖体A位点，从而抑制蛋白质合成。链霉素、卡那霉素、新霉素：

同核糖体30S小亚基结合，直接抑制蛋白质合成或引发错译。红霉素：

同核糖体50S大亚基结合，抑制蛋白质合成中肽链延长。微生物的生长及其控制工业微生物学第110页3）抑制核酸合成原核生物与真核生物核酸合成机制差异不大，所以，抑制核酸合成抗生素选择毒力通常不如其它抗生素。丝裂霉素：阻止解链，抑制DNA复制；利福霉素：与细菌依赖DNARNA聚合酶结合，阻止RNA合成；放线菌素D：抑制RNA转录；喹诺酮类（合成，环丙沙星，诺氟沙星，氧氟沙星）：抑制DNA促旋酶而干扰DNA复制、修复和转录微生物的生长及其控制工业微生物学第111页4）干扰细胞膜多粘菌素：使细胞膜上蛋白质释放，细胞内容物外漏。制霉菌素、两性霉素：

与膜固醇结合，引发细胞成份泄漏,控制假丝酵母感染。短杆菌肽：使氧化磷酸化解偶联，细胞内容物外漏。原核生物与真核生物细胞膜结构差异不大，所以抑制细胞膜合成抗生素选择毒力通常不如其它抗生素。微生物的生长及其控制工业微生物学第112页（2）半合成抗生素对天然抗生素化学结构进行人为改造后抗生素，称为半合成抗生素。青霉素易过敏、不稳定、不能口服和易产生耐药菌株。青霉素结构改造：改造其母核6‐氨基青霉烷酸（6－aminopenicillanicacid,6-APA）侧链R基团。6‐APA制备：6-APA抑菌力微弱，在发酵液中含量也较低。普通以苄青霉素为原料，利用大肠杆菌青霉素酰化酶裂解后制取6-APA