环境因素对微生物生长的影响

影响微生物的因素很多，包括物理因素（温度）、化学因素（pH值、氧化还原电位、溶解氧等）7.5.1温度可分为最适生长温度、最低生长温度和最高生长温度。7.5环境因素对微生物生长的影响整理ppt不同耐温细菌的生长适宜温度整理ppt7.5.1.1不同温度范围的微生物种类（1）低温微生物（嗜冷微生物）嗜冷细菌在摄氏零下几度甚至更低也能生长。它们的最适宜温度在5～15℃之间。所以，在低温下冷藏的肉、牛奶、蔬菜、水果等仍有可能被嗜冷细菌或嗜冷霉菌引起变质，甚至腐烂。只有使食物冻结，才能破坏微生物生长。嗜冷微生物能在低温生长的原因是：①嗜冷微生物具备更有效地催化反应的酶；②其主动输送物质的功能运转良好，使之能有效地集中必需的营养物质。③嗜冷微生物的细胞质膜含有大量的不饱和脂肪酸，在低温下能保持半流动性。整理ppt（2）中温微生物这类微生物在自然界中分布最广，其最适生长温度一般为20～40℃。水处理工程中常见的微生物主要属于这一类。嗜中温菌一般在5℃以下处于休眠状态，因此通常实验室用冰箱的4℃的冷藏温度或冷冻保存菌种。整理ppt整理ppt(3)高温微生物能在50℃以上环境中生长的微生物，主要有芽孢杆菌、甲烷菌及高温放线菌，它们主要参与有机物的分解。高温微生物在城市生活垃圾的堆肥、活性污泥的高温堆肥及高浓度有机废水的高温厌氧处理中发挥着重要作用。这些工艺要求的温度一般在50～60℃。整理ppt7.5.1.2温度对微生物的影响（1）低温对微生物的影响

一般将摄氏0℃以下的温度称为低温，低温对嗜中温和高温的微生物生长不利。在低温条件下，细菌的代谢极微弱，基本处于休眠状态，但不致死。这是由于细菌蛋白质合成的启动受阻，不能合成蛋白质。从而影响微生物的生长。但处于低温下的微生物一旦获得适宜温度，即可恢复活性，以原来的生长速率生长繁殖。整理ppt（2）高温对微生物的影响过高的环境温度会使细菌死亡，一般来说无芽孢的细菌在水中加热到70℃十多分钟就会死亡，在100℃沸水中很快死亡。高温对微生物产生影响的程度与微生物的种类、菌龄、有无芽孢有关。细菌芽抱在100℃以下难以致死，超过100℃时需要十几分钟、几十分钟，甚至几十小时才能死亡。整理ppt7.5.2pH值细菌的生命活动、物质代谢与pH关系密切。大多数细菌最适pH为6～8，可生存得pH范围在4～10之间。整理ppt(2)pH值对微生物的影响①导致细胞膜电荷的改变②直接影响酶的活性③pH值影响环境中营养物的解离状态及所带电荷的性质整理ppt细菌一般要求环境的pH为中性或偏碱性。某些细菌，例如氧化硫硫杆菌和极端嗜酸茵，需在酸性环境中生活，其最适pH为3，在pH为1.5时仍可生活。各种工业废水的pH不同，通常在6～9之间，个别偏低或偏高的，可用本厂的废酸或废碱性水加以调节，使曝气池pH维持在7左右。事实上，净化污(废)水的微生物适应pH变化的能力比较强，曝气池中的pH维持在6.5～8.0均可不加调节。整理ppt生物水处理工艺控制上常常将测得水中的氧化还原电位值作为一项重要的参考指标。好氧活性污泥法系统中氧化还原电位在＋200～＋600mV是正常的，低于这一范围说明水中溶解氧过少，需加大曝气力度。

厌氧污泥消化系统氧化还原电位应控制在在—100～—200mV,超过上限则表示溶解氧浓度过高，将不利于厌氧细菌的生长，应改进工艺降低水中溶解氧量。实验室微生物培养时，一般通过曝气搅拌和添加除氧剂来增加或降低培养基中的氧化还原电位，使之保持在合适的范围内。7.5.3氧化还原单位（Eh）整理ppt7.5.4溶解氧（DO)根据微生物与分子氧的关系，将微生物分为专性好氧微生物、兼性好氧微生物及专性厌氧微生物。（1）专性好氧微生物

包括所有需要氧才能生长的微生物。有两类：一类是专性好氧微生物，它们的生长必需要氧，快速分裂的细胞比缓慢分裂的细胞需要的氧更多，通常生长在培养基表面附近；另一类是微好氧微生物，它们在有少量自由氧存在条件下生长最好，因而生长在培养基表面之下的某一区域，该区域氧浓度正好符合它们生长的需要。整理ppt（2）专性厌氧微生物缺乏呼吸系统而不能利用氧作为末端电子受体的微生物称为厌氧微生物。可分为两类：耐氧厌氧微生物和严格厌氧微生物。前者是指那些尽管不需要氧，但可耐受氧，并在氧存在条件下仍能生长的类群；而后者则是指那些对氧敏感，在有氧时即被杀死的类群，所以专性厌氧微生物只能生长在氧气几乎不能达到的培养基底部附近。严格厌氧微生物并不是被气态的氧所杀死，而是由于不能解除某些氧代谢产物的毒性而死亡。整理ppt（3）兼性好氧微生物在有氧存在下通常进行好氧代谢，但氧缺乏时可以转变为厌氧代谢，有氧条件下的生长比无氧条件下的生长更旺盛，因而可以看到菌体在增个培养基中都有分布。兼性好氧微生物有两套酶系统，一套能利用氧作为电子受体，另一套则可在氧缺乏时能利用其他物质作为电子受体，因而在有氧或无氧条件下都可以生长。

整理ppt7.5.5重金属及其化合物某些金属离子是微生物生命活动不可缺少的成分，有的参与酶的组成，有的是细胞的结构成分。因此，微生物需要微量的Cu、Fe、Mn、Co等，但当环境中金属离子浓度比较高时,就会对微生物产生抑制作用。当然，也有一些重金届不是微生物所需要的，只要存在,对微生物就产生不利影响。整理ppt7.6微生物生长的控制控制微生物生长的方法很多，大致可以分为三大类：物理方法，化学方法和生物方法。7.6.1物理方法的控制7.6.1.1高温灭菌消毒整理ppt（1）高温灭菌①湿热灭菌：高压蒸汽灭菌法、间歇灭菌②干热灭菌湿热灭菌是指饱和水蒸汽杀灭菌，干热灭菌是指热空气杀灭菌。在相同温度下湿热灭菌的灭菌所需时间明显短于干热灭菌。这一方面由于热蒸汽使细菌蛋白质含水量升高，凝固所需时间缩短，另一方面，热蒸汽热传导能力及热穿透力强于热空气，这样缩短了细菌细胞升温所需的时间。试验室中通常使用高温蒸汽进行培养基灭菌处理另一种是在火焰上直接灼烧以杀死菌体。整理ppt（2）加热消毒法通常沸水温度为100℃，物品煮沸15min以上可杀死细菌所有的营养细胞和部分芽孢。若延长煮沸时间．并在水中加入1％碳酸钠或2％～5％石炭酸．效果更佳。整理ppt7.6.1.2干燥干燥是使物品或培养物脱水的方法。干燥并不一定杀死微生物，但因使细胞失水造成代谢停止而抑制微生物生长，有时也引起某些微生物细胞的死亡。象干果、稻谷、奶粉等食品通常采用干燥方法保存，防止腐烂。不同微生物种类对干燥的敏感性不同，革兰氏阴性细菌，如淋病球菌对干燥特别敏感，几小时便死去‘结核分支杆菌又特别耐干燥；链球菌用干燥法保存几年也不丧致病性’休眠孢子抗干燥能力很强，在干燥条件下可长期不死。这些特点已用于菌种保藏。整理ppt7.6.1.3辐射紫外线的波长范围在150～390nm之间，波长在260nm左右者杀菌力最强。

人工杀菌的光源常采用低压水银灯发出的254nm的紫外光。但紫外线的杀菌力虽强，但穿透性很弱甚至于不能透过普通玻璃，因此只作为容器的表面杀菌，或无菌室中的空气杀菌。整理ppt7.6.1.4渗透压渗透压是不同浓度溶液被半透膜隔离开时，两边水分子不同自由扩散能力的大小。如下图10%NaClNaCl整理ppt通常以一定浓度溶液与纯水间形成的渗透压作为该溶液的渗透压，不同浓度溶液的渗透压不同，和氧化还原电位类似，水将从低渗透压一方流向高渗透压的一方。细菌细胞的细胞膜是半透膜，细胞质是各种细胞物质的混合溶液，也有渗透压，在不同的外界渗透压溶液中，细菌细胞内外的水会在两方渗透压差值的作用下单相流动，从而对细菌生长产生影响。整理ppt其影响可以归结为三种情况。（1）相同渗透压溶液中当水溶液的渗透压同其细胞内液体的渗透压相等时，细菌细胞内水含量稳定，细菌生活得最好。0．85％的食盐(NaCl)溶液是各类生物细胞包括细菌的等渗透压溶液，这种浓度的盐水称为生理盐水。常作为进行细菌稀释分离的稀释液。整理ppt（2）高渗透压溶液中细菌在高渗透压溶液中，细菌细胞中的水会流向溶液中，细胞质与细胞壁分离，影响细菌的生命活动，甚至死亡。通常人们用浓盐水或浓糖溶液保存食基于这一原理，防止细菌对食物的污染。如用5～30%的盐水腌咸菜、咸鱼，用60～80%的糖溶液做蜜饯等。淡水中的细菌普遍不耐高渗透压环境，而且很难被驯化适应高渗透压环境，这也就是为什么高含盐废水难于生物降解的原因。而海洋以及盐湖中的细菌耐高渗透压，如嗜盐细菌在2%盐水中能够很好的生长，个别品种甚至在30%的盐水中也可以正常生长。这种细菌有望经过基因改造用于高含盐废水生物降解。整理ppt3.低渗透压溶液细菌在低渗透压溶液中，外界大量水流入细菌细胞内，细胞膨胀，甚至破裂。综合以上几点，在培养细菌时，除了注意其必需的无机盐的种类外，还要注意其浓度，不应过量。在微生物实验室中稀释菌液，应该用生理盐水，除非稀释后马上就用的可以用无菌的自来水或蒸馏水稀释。工业废水生物处理时一般不考虑渗透压问题，是否需要考虑有待态实践中解决。整理ppt7.6.2化学方法的控制7.6.2.1无机化合物碱能水解蛋白质、核酸及糖类物质使酶及细胞结构等遭到破坏。引起微生物死亡以具有杀菌作用。不同的碱杀菌力各异，这取决于OH的浓度。KOH、NaOH、Na2CO3是常用的碱类杀菌剂。硫酸铜是杀藻剂。二氯化汞也是一种常用的消毒剂。银、铅等对微生物都有杀伤作用。整理ppt7.6.2.2有机化合物（1）醇醇是脱水剂和脂溶剂，可使蛋白质脱水、变性，溶解细胞质膜的脂类物质，进而杀死微生物机体。一般化学杀菌剂的杀菌力与其浓度成正比，但乙醇例外。整理ppt体积分数为70％的乙醇杀菌力最强。乙醇浓度过低无杀菌力；纯乙醇因不含水很难渗入细胞，又因它可使细胞表面迅速失水，表面蛋白质沉淀变性形成一层薄膜，阻止乙醇分子进入菌体内，故不起杀菌作用。整理ppt（2）甲醛甲醛是很有效的杀菌剂，对细菌、真菌及其袍子和病毒均有效。甲醛是气体，质量浓度为370～400g／L的甲醛水溶液称为福尔马林，其蒸气有强烈的刺激性，有杀菌和抑菌作用。可用福尔马林蒸熏、消毒厂房及无菌室，用量为每立方米空间10ml。质量浓度为50g／L的甲醛水溶液在1～2h可杀死炭疽杆菌的芽孢。甲醛溶液是动物组织和原生动物标本的固定剂。甲醛与蛋白质的氨基(一NH)结合而干扰细菌的代谢机能。整理ppt（4）染料许多染料如孔雀绿、亮绿、结晶紫都有杀菌作用。它们是含三苯甲烷的有机物，一般碱性染料比酸性染料的杀菌力强，这是因为碱性染料的显色基团带正电，而一般细菌的细胞常带负电，碱性染料与细菌的蛋白质结合，使之不能正常工作而起到抑制作用。染料也要达到一定浓度时才具有对细菌抑制和杀死的作用。常用的皮肤消毒剂紫药水就是1％浓度的结晶紫溶液。细菌染色用的染料浓度一般在0.1％~5％范围内。废水生物处理中的活性污泥微生物经长期驯化，具有很强的脱色作用，能分解染料，净化废水。整理ppt（5）表面活性剂

降低溶液表面张力的物质叫表面话性剂，即去垢剂。表面活性剂除能降低溶液的表面张力外，还能吸附于菌体表面，改变细胞壁的通透性，造成细胞内物质外泄，致菌体死亡。表面活性剂分为三类：阳离子表面活性剂(如新洁尔灭)、阴离子表面活性剂(如肥皂、十二碳硫酸钠)和非离子表面活性剂。整理ppt7.6.2.3抗生素的影响许多微生物在代谢过程中产生能杀死其他微生物或抑制其他微生物生长的化学物质，即抗生素。抗生素有广谱和狭谱之分。氯霉素、金霉素、土霉素和四环素可抑制许多不同种类的微生物，叫广谱抗生素。青霉素只能杀死或抑制革兰氏阳性菌，多粘菌素只能杀死