微生物生长教材

微生物的生长1、掌握微生物纯培养的方法2、掌握测定微生物生长繁殖的方法3、掌握微生物的生长规律4、了解理化因素对微生物生长的影响5、了解微生物生长的控制1、第一节微生物纯培养的生长微生物在自然界中不仅分布很广，而且都是混杂地生活在一起。要想研究或利用某一微生物，必须把混杂的微生物类群分离开来，以得到只含一种微生物的培养。微生物学中将在实验室条件下从一个细胞或一种细胞群繁殖得到的后代称为纯培养。纯培养的分离，是研究和利用微生物的第一步，是微生物工作中最重要的环节之一。最常用的方法有稀释平板法、划线法、单细胞挑取法及利用选择培养基分离法等。纯培养的分离方法稀释倒平板法（或涂布法）选择培养基分离法单细胞挑取法平板分离法平板划线法稀释倒平板法（倾注法、涂布法）这是最常用的纯种分离法，先将待分离的材料作一系列的稀释(如1：10、1：100、1：1000、1：10，000……)，然后分别取不同稀释液少许，与已熔化并冷却至45℃的琼脂培养基相混合，摇匀后，倾入灭过菌的培养皿中，待琼脂凝固后，保温培养一定时间即可出现菌落。如果稀释得当，平皿上就可出现分散的单个菌落，这个菌落可能就是由一个细胞繁殖形成的。随后挑取该单个菌落，或重复以上操作数次，便可得到纯培养。

平板划线法将已熔化的培养基倒入无菌平皿，冷却凝固后，用接种环沾取少许待分离的材料，在培养基表面进行平行划线、扇形划线或其他形式的连续划线，微生物将随着划线次数的增加而分散，经保温培养形成菌落。划线开始的部分细菌分散度小，形成的菌落往往连在一起。由于连续划线，微生物逐渐减少，划到最后，常可形成单个孤立的菌落。这种单个菌落可能由一个细胞繁殖而来，故可获得纯培养。用其他工具如弯形玻璃代替接种环，在培养基表面涂布，亦可得到同样结果。此法较为简便。单细胞挑取法这种方法是从待分离的材料中挑取一个细胞来培养，从而获得纯培养。具体方法是将显微镜挑取器装置在显微镜上，把一滴菌悬液置于载玻片上，用安装在显微镜挑取器上的极细的毛细吸管，在显微镜下对准某一个单独的细胞挑取，再接种到培养基上培养。此法需要非常熟练的操作人员，多限于高度专业化的科学研究中采用。

利用选择培养基分离法不同微生物需要不同的营养物质。有些微生物生长适于酸性环境，有些则适于碱性环境。各种微生物对不同的化学试剂如消毒剂(酚)、染料(结晶紫等)、抗生素及其他物质等具有不同的抵抗能力。利用这些特性，便可配制成适合于某种微生物生长而限制其他微生物生长的各种选择性培养基，以达到纯种分离的目的。另外，也可以将待分离的样品先进行适当处理，以消除不希望分离到的微生物。对一些生理类型比较特殊的微生物，为了提高分离机率，往往在涂布分离前先进行富集培养，其目的是提供一个特别设计的培养环境，以帮助所需的特殊生理类型的微生物的生长，而不利于其他类型微生物的生长。主要是指利用不同微生物间生命活动特点的不同，制定环境条件使仅适应该条件的微生物旺盛生长，从而使其在群落中的数量大大增加，人们能够更容易地从自然界中分离到所需的特定微生物。选择培养基分离法1.dilutesample1ml9ml10

1001000104105

106107牛肉膏培养基土豆培养基高氏培养基

微生物纯培养分离方法的比较

稀释平板法既可定性，又可定量，用途广泛

平板划线法方法简便，多用于分离细菌

单细胞挑取法局限于高度专业化的科学研究

利用选择培养基法适用于分离某些生理类型较特殊的微生物微生物的培养方法一、良好的微生物培养装置的基本条件按微生物的生长规律进行科学的设计，提供丰富、均匀的营养物质。保证微生物获得适宜的温度和良好的O2条件。为微生物提供适宜的理化条件。严防杂菌的污染。实验室培养法固体培养法厌氧菌的固体培养高层琼脂柱厌氧培养皿厌氧罐技术液体培养法好氧菌的液体培养厌氧菌的液体培养试管液体培养台式发酵罐摇瓶培养实验室的微生物培养法

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厌氧罐anaerobicjar挂曲小曲红曲近代人工踏制大曲AwholeprocessofDA-QUprepationfermenter3、微生物的个体生长1.细菌细胞的生长1.1细菌染色体的复制1.2细胞壁和细胞膜的扩增1.3核糖体的建成1.4细胞分裂离心法控制温度选择法：根据微生物细胞在不同生长阶段体积与质量不完全相同的原理设计的，2-3较常用。选择法过滤法4、微生物同步培养(synchronousculture)

使培养基中细菌同时分裂，处于相同的生长阶段叫同步生长。膜洗脱法诱导法控制培养基成分诱导法：主要是控制环境条件，如温度、营养物或能够影响周期中主要功能的代谢抑制剂等，使细胞继续生长，但抑制细胞分裂，然后将环境条件恢复到最适，大多数细胞就同时出现分裂。离心法控制温度选择法：根据微生物细胞在不同生长阶段体积与质量不完全相同的原理设计的，2-3较常用。选择法过滤法

膜洗脱法诱导法控制培养基成分诱导法：主要是控制环境条件，如温度、营养物或能够影响周期中主要功能的代谢抑制剂等，使细胞继续生长，但抑制细胞分裂，然后将环境条件恢复到最适，大多数细胞就同时出现分裂。离心法控制温度选择法：根据微生物细胞在不同生长阶段体积与质量不完全相同的原理设计的，2-3较常用。选择法过滤法

膜洗脱法诱导法控制培养基成分诱导法：主要是控制环境条件，如温度、营养物或能够影响周期中主要功能的代谢抑制剂等，使细胞继续生长，但抑制细胞分裂，然后将环境条件恢复到最适，大多数细胞就同时出现分裂。

选择法又称机械筛选法，是通过物理学方法从随机、不同步群体中选择出同步的群体。此法可在不影响微生物代谢的情况下获得同步培养物。若微生物在相同发育阶段大小不一，则不适宜用此法。举例：过滤分离法、密度梯度离心法、膜洗脱（常用）等。

诱导法诱导因子：不影响微生物生长，可特异性抑制细胞分裂，消除该抑制后，细胞同时出现分裂。此法会扰乱细胞的正常代谢举例：

1、温度调整法；

2、营养条件调整法；

3、抑制DNA合成法（代谢抑制剂：）（抑制DNA合成法是利用代谢抑制剂阻碍DNA合成相当一段时间，然后解除其抑制，可达到同步目的。常用的代谢抑制剂：氨甲蝶呤、羟基尿素、5-氟脱氧尿苷、胸腺苷、脱氧腺苷、脱氧鸟苷等。）

5、微生物的群体生长微生物特别是单细胞微生物，体积很小，个体的生长很难测定，而且也没有什么实际应用价值。因此，在微生物学的研究和应用中，通常是测定群体的增加量，即群体的生长。测定不同种类、不同生长状态微生物的生长情况，需要选用不同的指标。通常对单细胞微生物来说，既可测定细胞数目，又可测定生长量；而对多细胞微生物(尤其是丝状真菌)，则常以菌丝生长的长度等作为生长指标。

表现为细胞数目或群体细胞物质的增加，因此群体生长的测定方法可以分为细胞数目的测定或细胞物质总量的测定两类。

（一）微生物细胞数目的测定

－－适用于单细胞微生物或丝状微生物的孢子1、直接计数法－－全菌计数法计数板计数法（常用）2、平板菌落计数法－－活菌计数法

1）浇注平板法

2）涂布平板法3、薄膜过滤计数法：利用微孔薄膜过滤法测定空气和水中的微生物数量。

4、比浊法：悬液中细胞浓度与混浊度成正比，与透

光度成反比，可利用比色计或分光光度计测定透

光率或光密度。1、直接计数法－－全菌计数法计数板计数法（常用）2、平板菌落计数法－－活菌计数法

1）浇注平板法2）涂布平板法细胞。3、薄膜过滤计数法：利用微孔薄膜过滤法测定含菌较少的空气和水中的微生物数量。4、比浊法：悬液中细胞浓度与混浊度(光密度)成正比，菌数越多，光密度越大，与透光度成反比，可利用比色计或分光光度计测定透光率或光密度，就可反映菌液的浓度。血球计数板

各种型号的全自动血球计数仪活菌计数的一般步骤

……含

（二）细胞物质总量的测定方法(直接法)称重法含氮量测定法N×6.25=PrDNA能和3，5-二氨基苯甲酸-盐酸溶液显示特殊荧光的原理，通过测定荧光强度求得DNA含量，可直接反映所含细胞物质的量。还可根据DNA含量计算细菌数量，每个细菌平均含DNA８.４x１０-５ｎｇ．DNA含量测定法

1、称重法：干重法和湿重法。微生物的干重一般为其湿重的10%-20%。湿重法对于细菌等单细胞微生物可通过离心收集菌体直接称重，对于丝状微生物需过滤后用滤纸吸干菌丝之间的自由水再称重。干重法即将样品放在已知质量的容器内于1050C烘干至恒重，然后放到干燥器内冷却再称重。2、含氮量测定法

蛋白质是细胞的主要物质，含量比较稳定，而氮又是蛋白质的重要组成，因此可用蛋白质含量反映菌体数和细胞物质的量。从一定量培养物中分离细菌，洗涤，用凯氏定氮法测定总含氮量，再乘以系数6.25换算成细胞蛋白质总含量。3、DNA含量测定法

DNA作为微生物的重要遗传物质，在细胞内的含量相当恒定。根据DNA能和DABA-2HCl（20%3,5-二氨基苯甲酸-盐酸溶液）显示特殊荧光的原理，通过测定荧光反应强度求得DNA含量，可直接反映所含细胞物质的量。还可根据DNA含量计算细菌数量，每个细菌平均含DNA8.4ｘ10-5ng微生物的连续培养单细胞微生物的群体生长

单细胞微生物的典型生长曲线微生物的高密度培养微生物的连续培养

单细胞微生物的典型生长曲线微生物的高密度培养细菌群体的生长规律（生长曲线）总菌数活菌数Ⅱ.对数期（指数期）细菌细胞快速分裂阶段，细菌数按几何级数增加。代谢活性最强，酶活力高而稳定，组成新细胞物质最快，生长速率最大。代时最短，对环境变化敏感。Ⅲ.稳定期（恒定期）:增殖的细菌与死亡的相等，两者处于动态平衡，生长速率趋于零，活菌数保持相对稳定。不超40代。出现细菌分裂速率降低，代时延长，细胞代谢活

力减退。开始积累贮藏物，如肝糖粒、异染颗粒、脂肪粒等。大多数芽孢细菌在此时形成芽孢。这一时期活菌总数最高，是积累代谢产物的重要阶段。Ⅳ.衰亡期：细菌死亡数大大超过新生数，活菌总数下降，出现负增长。细胞开始自溶，

释放代谢产物，菌体出现多种形态，甚至畸形，芽孢菌释放芽孢。Ⅰ.延迟期：不立即繁殖，细胞数几乎保持不变。细菌细胞分裂虽迟缓，但代谢活跃，细胞体积增长快。细菌数目（个/ml）对数ⅡⅢⅣⅠ缩短延滞期的意义和方法1、延滞期出现原因本期特点影响本期限长短因素1）延滞期出现原因

把细菌接种到新鲜的培养基中培养时，并不立即进行分裂繁殖，细菌增殖数为０，这时细胞需要合成多种酶，辅酶和某些中间代谢产物，以适应新的环境为细胞分裂作准备，要经过一个调整和适应过程。

2）延滞期特点细胞分裂迟缓，但代谢活跃，细胞体积增长快细胞质均匀

容易产生各种诱导酶对不良条件抵抗能力降低蛋白质和ＲＮＡ含量高3、影响延滞期限长短因素接种菌龄菌种的遗传性培养基成分4、缩短延滞期的意义和方法可以缩短生产周期，提高设备利用率。接种对数生长期的菌种，采用最适菌龄加大接种量与培养菌种相同组成分的培养基改善菌种的遗传特性2、指数期(对数期)：细菌细胞经过延迟期的调整后，便进入快速分裂阶段，细菌数按几何级数增加

1）特点该期的细菌生产中多被用做种子和科学试验材料①活菌数和总菌数接近②酶活力高而稳定，代谢旺盛。③生长速率最大，generationtime最短。④细胞的化学组成及形态，生理特性比较一致x2x1t2t1培养时间Lg细胞数/mlt2-t13.322(lgx2-lgx1)生长速率常数R=t2-t13.322(lgx2-lgx1)代时G=指数期生长的数学模型繁殖代数n=3.322(lgx2-lgx1)2）影响指数期的因素菌种营养成分不同的培养条件培养温度4)指数期应用3、稳定期（恒定期）1)稳定期特点

活菌数保持相对稳定，生长速率趋于零。活菌总数最高，是积累代谢产物的重要阶附段芽孢杆菌这时开始形成芽孢。这是生产收获时期。活增殖的细菌与死亡的相等，两者处于动态平衡营养的消耗有害代谢产物积累PH值EH值等理化条件不适2)出现原因营养物比例失调一般连续繁殖不超过40代（1）对于以收集菌体或与菌体生长相平行的代谢产物为目的的发酵生产，稳定期是最佳时期。3)工业应用延长措施：可通过通气、补料、调节PH、调整温度4、衰亡期1)特点细菌死亡数大于增殖数,活菌数明显减少,群体衰落细胞出现多形态,大小不等的畸形,变成衰退型细胞死亡,出现自溶现象。2)原因培养环境对细菌越来越不利，引起细胞内分解代谢明显超过合成代谢，导致大量菌体死亡，是衰亡期产生的主要原因长短菌种的遗传特性有关，不同微生物差别较大细菌生长曲线对指导发酵生产的意义?丝状微生物的群体生长培养环境对细菌越来越不利，引起细胞内分解代谢明显超过合成代谢，导致大量菌体死亡，是衰亡期产生的主要原因长短菌种的遗传特性有关，不同微生物差别较大细菌生长曲线对指导发酵生产的意义?

（三）微生物的连续培养

将微生物置于一定容积的培养基中，经过培养生长，最后一次收获，此称分批培养(batchculture)。通过对细菌纯培养的生长曲线的分析可知，在分批培养中，培养基一次加入，不予补充，细菌的对数生长期不可能长时间维持。如果在培养器中不断补充新鲜营养物质，并及时不断地以同样速度排出培养物(包括菌体及代谢产物)，理论上讲，对数生长期就可无限延长。这种方法就叫连续培养法。连续培养方法的出现，不仅可随时为微生物的研究工作提供一定生理状态的实验材料，而且可提高发酵工业的生产效益和自动化水平。此法已成为当前发酵工业的发展方向。优点：减少了非生产时间，缩短发酵周期；提高了设备利用率，

便于自动化控制；产物质量均一稳定缺点：菌种易退化；易染杂菌

(一)恒化连续培养控制恒定的流速，使由于细菌生长而耗去的营养物及时得到补充，培养室中营养物浓度基本恒定，从而保持细菌的恒定生长速率，故称恒化连续培养，又叫恒组成连续培养。

(二)恒浊连续培养

不断调节流速而使细菌培养液浊度保持恒定的连续培养方法叫恒浊连续培养。在恒浊连续培养中装有浊度计，借光电池检测培养室中的浊度(即菌液浓度)，并由光电效应产生的电信号强弱变化，来自动调节新鲜培养基流入和培养物流出培养室的流速。

装置控制对象培养基培养液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速率大量菌体或与菌体相平行的代谢产物生产为主恒化器培养液流速（外控制）有限制生长因子恒定低于最高速率不同生长速率的菌体实验室为主恒浊器与恒化器的比较生长限制因子:凡处于较低浓度范围内可影响生长速率和菌体产量的某营养物。

第二节理化因素对微生物生长的影响温度氧化氧气氧化还原电位水分辐射

一、温度影响微生物生长繁殖的最重要因素之一。温度

嗜冷菌

其生长温度范围在－10～20℃，最适生长温度为15℃或以下，它们常分布在地球两极地区的水域和土壤中。嗜冷机制：①酶系在低温下仍能起催化作用

②细胞膜含较多的不饱和脂肪酸，在低温下仍具有通透性。嗜温菌

绝大多数微生物属于这一类。最适生长温度在20～40℃之间，最低生长温度10～20℃，最高生长温度40～50℃。它们又可分为室温型（25℃）和体温型（37℃）。

微生物按其最适生长温度范围可分为：嗜冷菌嗜温菌嗜热菌

嗜热菌

它们适于在45～50℃以上的温度中生长，在自然界中的分布仅局限制于某些地区，如温泉、日照充足的土壤表面、堆肥堆、发酵饲料等腐烂有机物中，比如堆肥在发酵过程中温度常高达60～70℃。嗜热机制：

①细胞内的酶具强抗热性。

②产生的多胺，热亚胺和高温精胺物质对蛋白质等组织结构具有保护作用。

③核酸也具有热稳定性的保护结构。

④细胞膜含有较多的饱和脂肪酸和直链脂肪酸，使膜具有稳定性。二、辐射辐射：可见光、红外线、紫外线、x射线和r射线等杀菌原理间接作用：自由基直接作用

三、氧气

专性好氧菌：需氧，正常大气压下呼吸产能以呼吸为主，兼营发酵产能好氧菌兼性厌氧菌

以呼吸为主，兼营厌氧呼吸产能

微好氧菌：需要微量氧下生活

耐氧菌：不需氧，只以发酵产能，氧无毒害厌氧菌

(专性)厌氧菌：氧有害或致死，以发酵或无氧呼吸产能

氧与细菌生长的关系

专性好氧菌（obligateorstrictaerobes）

必须在较高浓度分子氧的条件下才能生长，有完整的呼吸链，以分子氧作最终氢受体，具有超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（Catalase）。绝大多数真菌和多数细菌、放线菌都是专性好氧菌。兼性厌氧菌（facultativeanaerobes）

在有氧条件下生长为主（以呼吸产能），兼在厌氧条件下生长（以发酵或无氧呼吸产能）。细胞内含有SOD和过氧化氢酶。许多酵母菌和不少细菌都是兼性厌氧菌。微好氧菌（microaerophilicbacteria）

在较低氧分压下才能正常生长。通过呼吸链以氧作最终氢受体而产能。耐氧菌（aerotolerantanaerobes）在分子氧存在下进行发酵性厌氧生活。不需要氧，氧对其无害。不具有呼吸链，依靠专性发酵和底物水平磷酸化获得能量。细胞内存在SOD和过氧化物酶（缺乏过氧化氢酶）。通常的乳酸菌多为耐氧菌。厌氧菌（anaerobes）

可分为一般厌氧菌和严格厌氧菌。

厌氧菌（anaerobes）将环境中氧吸掉；抽真空；深层培养氧对其有毒

能量来源于发酵、无氧呼吸、环式光合磷酸化或甲烷发酵O2.-超氧阴离子自由基普遍存在H2O+1/2O2

过氧化氢酶（好氧菌）2H2O过氧化物酶（耐氧菌）NADH2NADO2.+2H+H2O2+O2

-SOD（好氧菌及耐氧菌）1

1

1

细胞内缺乏SOD、细胞色素氧化酶和过氧化氢酶A.

+

B.A:B

共价结合均裂氧化还原电位作用机理：氧化还原电位影响为生物细胞中许多酶的活性，并影响呼吸作用。好氧菌：+0.1v以上，以0.3v-0.4v为宜厌氧菌：+0.1v以下，-0.1v为宜水分

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。用盐渍（5-30%）和密饯（30-80%）的方式保存食品。1、氢离子浓度（PH）

影响细胞膜透性与稳定性影响物质溶解度

影响细胞表面电荷分布

因此影响微生物生长、繁殖，发育。各类微生物能够生长的PH值较宽，但细胞内部PH值却接近中性。微生物的活动也能改变环境中的PH值化学因素对微生物生长的影响

嗜酸性微生物（pH小于5.4）

嗜碱性微生物（pH=7.0-11.5）嗜中性微生物根据氢离子浓度对微生物分类2、重金属及其化合物都有杀菌作用，是杀菌剂和防腐剂，作用最强的是Hg,Ag,Cu,作用机理：重金属带正电，容易和带负电的菌体蛋白结合使其凝固变性，使酶失活。（与E的－SH结合）重金属盐类是蛋白质的沉淀剂。酪AA+I2→二碘酪氨酸3、卤素及其化合物

碘杀菌力强，3－7％碘溶于70－83％的乙醇中成碘酒。

氯及氯化物常用于水及食品消毒与水结合放出原子氧（O）用于消毒。氯，碘是常用的消毒剂4、有机化合物醇、醛、酚是常用的杀菌剂。

杀菌机制①损伤CW

②使蛋白质变性（细胞膜，E失活）

③抑制脱氢酶，氧化酶活性。

5、染色剂干扰菌体氧化还原电位

阻碍芽孢的形成。

染料阳离子与菌体的羧基或磷酸基形成弱电离化合物，妨碍菌体的正常代谢，抑制菌体生长。

微生物生长的控制几个基本概念物理灭菌因素的代表—高温化学杀菌剂、消毒剂和治疗剂消毒(disinfection)：杀死或消除物体上的病原微生物的方法灭菌（sterilition）：杀死物体上全部微生物的方法防腐(antisepsis)：用理化方法防止抑制微生物生长的方法几个基本概念化疗(chemotherapy)：利用对病源菌具有高度毒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的生长繁殖惊人的数据一、控制微生物生长的物理方法高温灭菌低温抑菌辐射干燥和渗透压过滤除菌超声波

火焰灼烧法（焚烧灭菌法）

干热灭菌法

烘箱热空气灭菌法：1710C-1h;160-2h;121-12h高温灭菌

巴氏消毒法

常压下煮沸消毒法:100-15min

湿热灭菌法

间歇灭菌法

常规加压灭菌法

加压下

连续加压灭菌法高温灭菌湿热灭菌效果比干热灭菌效果好

焚烧灭菌法（火焰灼烧法）

此法灭菌彻底，迅速简便，但使用范围有限。常用于接种工具、污染物品以及实验动物尸体等废弃物的处理。烘烤热空气法主要在干燥箱中利用热空气进行灭菌。通常170℃处理1h、或160℃加热2h、或121℃加热12h便可达到灭菌的目的。如果被处理物传热性差、体积较大或堆积过挤时，需适当延长时间。此法只适用于玻璃器皿、金属用具等耐热物品的灭菌。其优点是可保持物品干燥。

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(normalautoclving)是湿热灭菌中最好的方法，通常在1.05kg/cm2的压力下（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(fractionalsterilization)是用常压蒸汽反复几次进行灭菌的方法。

主要用于不宜高压灭菌的培养基，不耐热的药物和营养物等。方法是将待灭菌物品置于蒸锅内加热到沸腾维持15～30min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。

巴氏消毒法(pasteurization)是食品（牛奶）酿造（啤酒）工业中常用的方法。具体做法是62.9ºＣ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。根据结核杆菌在62ºＣ下15min被致死。低温维持法;高温瞬时灭菌低温抑菌低温的作用主要是抑菌。它可使微生物的代谢活力降低，生长繁殖停滞，但仍能保持活性。低温法常用于保藏食品和菌种。包括冷藏法和冷冻法辐射辐射主要有紫外光、电离辐射、强可见光。可用于控制微生物生长和保存食品。紫外线：波长265～266nm的紫外线杀菌力最强。紫外辐射对微生物有明显的致死作用，是强杀菌剂。由于紫外线穿透能力差，不易透过不透明的物质，故紫外杀菌灯只适用于空气及物体表面消毒。紫外辐射的杀菌机制是复杂的，现知主要是由于它对

DNA的作用，最明显的是形成胸腺嘧啶二聚体。经紫外辐射处理后，受损伤的微生物细胞若再暴露于可见光中，一部分可恢复正常，称光复活现象。X射线与r射线直接学说间接学说

r射线是放射性元素Co60发射出的高能射线，具强穿透能力，500－干伦琴剂量用于诱变育种，10万伦琴以上具杀菌作用。干燥和渗透压微生物代谢离不开水。干燥或提高溶液渗透压降低微生物可利用水的量或活度，从而抑制其生长。过滤除菌过滤除菌是将液体通过某种多孔的材料，使微生物与液体分离，现今大多用膜滤器除菌。此法可用于对热敏感液体的灭菌，如含有酶或维生素的溶液、血清等，还可用于啤酒生产代替巴氏消毒法。超声波超声波(频率在20000Hz以上)具有强烈的生物学作用。其作用是使细胞破裂，内含物外溢，从而实现杀灭微生物的目的。几乎所有的微生物都能受其破坏。科研中常用此法破碎细胞，以研究细胞结构及化学组成、抗原结构和酶的活性等。二、控制微生物生长的化学方法消毒剂和防腐剂抗代谢物抗生素

化学治疗剂是指能直接干扰病原微生物的生长繁殖并可用于治疗感染性疾病的化学药物，按其作用和性质又可分为抗代谢物和抗生素。消毒剂和防腐剂消毒剂是可抑制或杀灭微生物，对人体也可能产生有害作用的化学药剂，主要用于抑制或杀灭非生物体表面、器械、排泄物和环境中的微生物。防腐剂是可以抑制微生物但对人和动物毒性较低的化学药剂，可用于机体表面如皮肤、黏膜、伤口等处防止感染，也可用于食品、饮料、药品的防腐。理想的消毒剂和防腐剂应具有作用快、效力大、渗透强、易配制、价格低、毒性小、无怪味的特点。

1、醇类

醇类是脱水剂、蛋白质变性剂，也是脂溶剂，可使蛋白质脱水、变性，损害细胞而具杀菌能力。70%～75％的乙醇杀菌效果最好，常用于皮肤及器械的消毒。醇类物质，随着分子量的增大，杀菌力增强。例如戊醇＞丁醇＞丙醇＞乙醇＞甲醇。那些高级醇虽杀菌力强于乙醇，由于丙醇以上的醇不易与水相混，故一般不用作消毒剂。

2、醛类

醛类的作用主要是使蛋白质烷基化，改变酶或蛋白质的活性，使微生物的生长受到抑制或死亡。常用的醛类是甲醛，37％～40％甲醛溶液称福尔马林，因有刺激性和腐蚀性，不宜在人体使用，常以2％甲醛溶液浸泡器械，10％甲醛溶液进行熏蒸以消毒厂房、无菌室或者传染病患者的家具、房屋等。

3、酚类

低浓度的酚可破坏细胞膜组分，高浓度的酚可凝固菌体蛋白。酚还能破坏结合在膜上的氧化酶与脱氢酶，引起细胞的迅速死亡。

石炭酸

O.5％可消毒皮肤，2％～5％可消毒痰、粪便与器皿，5％可喷雾消毒空气。甲酚

是酚的衍生物，杀菌效果比苯酚强几倍，但在水中的溶解度较低，可在皂液或碱性溶液中形成乳浊液。市售的消毒剂来苏尔就是甲酚与肥皂的混合液，常用3％～5％的溶液消毒皮肤、桌面及用具。

4、表面活性剂

主要是破坏菌体细胞膜的结构，造成胞内物质泄漏、蛋白质变性、菌体死亡。肥皂一种阴离子表面活性剂，对肺炎链球菌或链球菌有效，但对葡萄球菌、结核分枝杆菌无效，0.25％的肥皂溶液对链球菌的作用比0.7％来苏尔或0.1％的升汞还强，但一般认为肥皂的作用主要是机械地移去微生物，微生物附着于肥皂泡沫中被水冲洗掉。新洁尔灭人工合成的季铵盐阳离子表面活性剂，0.05％～0.1％新洁尔灭溶液用于皮肤、黏膜和器械消毒。

5、染料一些碱性染料的阳离子可与菌体的羧基或磷酸基作用，形成弱电离的化合物，妨碍菌体的正常代谢，抑制生长。例如：结晶紫。6、氧化剂类氧化剂作用于蛋白质的巯基，使蛋白质和酶失活，强氧化剂还可破坏蛋白质的氨基和酚羟基。常用的氧化剂有卤素（碘酒、氯气等）、过氧化氢、高锰酸钾。

7、重金属高浓度的重金属及其化合物都是有效的杀菌剂或防腐剂，其作用最强的是Hg、Ag和Cu。升汞l﹕（500～2000）液可杀灭大多数细菌，腐蚀金属，对动物有剧毒，常用于组织分离时外表消毒和器皿消毒。红汞2％红汞水溶液即红药水常消毒皮肤、黏膜及小创伤，不可与碘酒共用。银是温和的消毒剂，0.1％～l％硝酸银可消毒皮肤，l％硝酸银可防治新生儿传染性眼炎。硫酸铜对真菌和藻类有强杀伤力，与石灰配制的波尔多液可防治某些植物病害。

8、酸碱类强酸与强碱具有杀菌力。无机酸如硫酸、盐酸等杀菌力虽强，但腐蚀性大，实际上不宜作消毒剂。某些有机酸如苯甲酸可用作防腐剂。酸菜、饲料青贮则是利用乳酸菌发酵产生的乳酸抑制腐败性微生物的生长，使之得以久贮存。强碱可用作杀菌剂，但由于它们的毒性大，其用途局限于对排泄物及仓库、棚舍等环境的消毒。

类型

名称及使用方法

作用原理

应用范围

醇类70%—75%乙醇脱水、蛋白质变性皮肤、器皿

醛类0.5%—10%甲醛2%戊二醛（pH=8）蛋白质变性房间、物品消毒（不适合食品厂）

酚类3%—5%石炭酸2%来苏儿3%—5%来苏儿破坏细胞膜、蛋白质变性地面、器具皮肤地面、器具氧化剂0.1%高锰酸钾3%过氧化氢0.2%—0.5%过氧乙酸氧化蛋白质活性基团，酶失活皮肤、水果、蔬菜皮肤、物品表面水果、蔬菜、塑料等常用的消毒防腐剂及其应用（1）

常用的消毒防腐剂及其应用（2）类型

名称及使用方法

作用原理

应用范围重金属盐类0.05%—0.1%升汞2%红汞0.1%—1%硝酸银0.1%—0.5%硫酸铜蛋白质变性、酶失活变性、沉淀蛋白蛋白质变性、酶失活非金属器皿皮肤、粘膜、伤口皮肤、新生儿眼睛防治植物病害表面活性剂0.05%—0.1%新洁尔灭0.05%—0.1%