微生物的生長繁殖及其控制

1、延延滯滯期期對對數(shù)數(shù)期期穩(wěn)定期穩(wěn)定期衰亡期衰亡期時(shí)期的劃分：按照生長速率常數(shù)（時(shí)期的劃分：按照生長速率常數(shù)（growth race constant）不同不同生長曲線生長曲線(growth curve)描述細(xì)菌生長規(guī)律描述細(xì)菌生長規(guī)律縮短延滯期的意義和方法縮短延滯期的意義和方法延滯期延滯期( (lag phase)lag phase)出現(xiàn)原因出現(xiàn)原因本期特點(diǎn)本期特點(diǎn)影響本期限長短因素影響本期限長短因素延滯期延滯期出現(xiàn)原因出現(xiàn)原因 把細(xì)菌接種到新鮮的培養(yǎng)基中培把細(xì)菌接種到新鮮的培養(yǎng)基中培養(yǎng)時(shí)，并不立即進(jìn)行分裂繁殖，細(xì)菌養(yǎng)時(shí)，并不立即進(jìn)行分裂繁殖，細(xì)菌增殖數(shù)為，這時(shí)需要合成多種酶，增殖數(shù)為，這時(shí)需

2、要合成多種酶，輔酶和某些中間代謝產(chǎn)物，要經(jīng)過一輔酶和某些中間代謝產(chǎn)物，要經(jīng)過一個(gè)調(diào)整和適應(yīng)過程個(gè)調(diào)整和適應(yīng)過程 。延滯期特點(diǎn)延滯期特點(diǎn)生長速率常數(shù)等于零生長速率常數(shù)等于零菌體粗大菌體粗大 代謝活力強(qiáng)代謝活力強(qiáng)對不良條件抵抗能力降低對不良條件抵抗能力降低含量增加含量增加菌種菌種 ： 繁殖速度較快的菌種的延遲期一般較短；繁殖速度較快的菌種的延遲期一般較短；接種物菌齡接種物菌齡 ： 用對數(shù)生長期的菌種接種時(shí)，其延遲期較用對數(shù)生長期的菌種接種時(shí)，其延遲期較短，甚至檢查不到延遲期；短，甚至檢查不到延遲期；接種量：一般來說，接種量：一般來說， 接種量增大可縮短甚至消除延遲期接種量增大可縮短甚至消除延遲期（

3、發(fā)酵工業(yè)上一般采用（發(fā)酵工業(yè)上一般采用1/10的接種量）；的接種量）；培養(yǎng)基成分：培養(yǎng)基成分： 在營養(yǎng)成分豐富的天然培養(yǎng)基上生長的延在營養(yǎng)成分豐富的天然培養(yǎng)基上生長的延滯期比在合成培養(yǎng)基上生長時(shí)短；接種后培養(yǎng)基成分有滯期比在合成培養(yǎng)基上生長時(shí)短；接種后培養(yǎng)基成分有較大變化時(shí)，會使延滯期加長，所以發(fā)酵工業(yè)上盡量使發(fā)較大變化時(shí)，會使延滯期加長，所以發(fā)酵工業(yè)上盡量使發(fā)酵培養(yǎng)基的成分與種子培養(yǎng)基接近。酵培養(yǎng)基的成分與種子培養(yǎng)基接近?？s短延滯期的意義和方法縮短延滯期的意義和方法意義：可以縮短生產(chǎn)周期，提高設(shè)備利用率。意義：可以縮短生產(chǎn)周期，提高設(shè)備利用率。接種對數(shù)生長期的菌種，采用最適菌齡接種對數(shù)生長期

4、的菌種，采用最適菌齡 加大接種量加大接種量: :（群體優(yōu)勢（群體優(yōu)勢-適應(yīng)性增強(qiáng)）適應(yīng)性增強(qiáng)） 用與培養(yǎng)菌種相同組成分的培養(yǎng)基用與培養(yǎng)菌種相同組成分的培養(yǎng)基通過遺傳學(xué)方法改變種的遺傳特性使遲緩?fù)ㄟ^遺傳學(xué)方法改變種的遺傳特性使遲緩期縮短期縮短 指數(shù)期指數(shù)期( (對數(shù)期對數(shù)期) )( (exponential phase)exponential phase) 特點(diǎn)特點(diǎn)該期的細(xì)菌生產(chǎn)中多被用做種子和科學(xué)試驗(yàn)材料 活菌數(shù)和總菌數(shù)接近活菌數(shù)和總菌數(shù)接近 酶系活躍，代謝旺盛。酶系活躍，代謝旺盛。生長速率最大，代時(shí)生長速率最大，代時(shí)( (generation time)generation time)最短。

5、最短。細(xì)胞的化學(xué)組成及形態(tài)細(xì)胞的化學(xué)組成及形態(tài)，生理特性比較一致生理特性比較一致x2x1t2t1培養(yǎng)時(shí)間培養(yǎng)時(shí)間Lg 細(xì)胞數(shù)細(xì)胞數(shù)/mlt2 - t13.322(lgx2-lgx1)生長速率常數(shù)生長速率常數(shù)R=t2 - t13.322(lgx2-lgx1)代時(shí)代時(shí)G =G =指數(shù)期生長的數(shù)學(xué)模型指數(shù)期生長的數(shù)學(xué)模型繁殖代數(shù)繁殖代數(shù) n=3.322(lgxn=3.322(lgx2 2-lgx-lgx1 1) )影響影響指數(shù)期指數(shù)期的因素的因素菌種菌種營養(yǎng)成分營養(yǎng)成分營養(yǎng)物濃度營養(yǎng)物濃度培養(yǎng)溫度培養(yǎng)溫度應(yīng)用意義應(yīng)用意義n由于此時(shí)期的菌種比較健壯，增殖噬菌體的最適由于此時(shí)期的菌種比較健壯，增殖噬菌體

6、的最適菌齡；生產(chǎn)上用作接種的最佳菌齡；菌齡；生產(chǎn)上用作接種的最佳菌齡；n發(fā)酵工業(yè)上盡量延長該期，以達(dá)到較高的菌體發(fā)酵工業(yè)上盡量延長該期，以達(dá)到較高的菌體密度密度n食品工業(yè)上盡量使有害微生物不能進(jìn)入此期食品工業(yè)上盡量使有害微生物不能進(jìn)入此期n是生理代謝及是生理代謝及遺傳研究或進(jìn)行染色、形態(tài)觀察遺傳研究或進(jìn)行染色、形態(tài)觀察等等的良好材料的良好材料。n又稱：恒定期或最高生長期又稱：恒定期或最高生長期n特點(diǎn)：特點(diǎn)：新增殖的細(xì)胞數(shù)與老細(xì)胞的死亡數(shù)幾乎相等，新增殖的細(xì)胞數(shù)與老細(xì)胞的死亡數(shù)幾乎相等，微生物的微生物的生長生長速率處于動(dòng)態(tài)平衡，培養(yǎng)物中的細(xì)胞數(shù)目達(dá)到最高值。速率處于動(dòng)態(tài)平衡，培養(yǎng)物中的細(xì)胞數(shù)目達(dá)

7、到最高值。 細(xì)胞分裂速度下降，開始積累內(nèi)含物，產(chǎn)芽孢的細(xì)菌開始產(chǎn)芽孢。細(xì)胞分裂速度下降，開始積累內(nèi)含物，產(chǎn)芽孢的細(xì)菌開始產(chǎn)芽孢。 此時(shí)期的微生物開始此時(shí)期的微生物開始合成次生代謝產(chǎn)物合成次生代謝產(chǎn)物，對于發(fā)酵生產(chǎn)來說，一般，對于發(fā)酵生產(chǎn)來說，一般在穩(wěn)定期的后期產(chǎn)物積累達(dá)到高峰，是最佳的收獲時(shí)期。在穩(wěn)定期的后期產(chǎn)物積累達(dá)到高峰，是最佳的收獲時(shí)期。n產(chǎn)生原因：產(chǎn)生原因：n營養(yǎng)物尤其是生長限制因子的耗盡營養(yǎng)物尤其是生長限制因子的耗盡n營養(yǎng)物的比例失調(diào)，如碳氮比不合適營養(yǎng)物的比例失調(diào)，如碳氮比不合適;n有害代謝廢物的積累（酸、醇、毒素等）有害代謝廢物的積累（酸、醇、毒素等）n物化條件（物化條件（pH、

8、氧化還原勢等）不合適氧化還原勢等）不合適;穩(wěn)定期穩(wěn)定期特點(diǎn)特點(diǎn)活菌數(shù)保持相對穩(wěn)定，總菌數(shù)達(dá)最高水平。活菌數(shù)保持相對穩(wěn)定，總菌數(shù)達(dá)最高水平。細(xì)菌代謝物積累達(dá)到最高峰。細(xì)菌代謝物積累達(dá)到最高峰。芽孢桿菌這時(shí)開始形成芽孢。芽孢桿菌這時(shí)開始形成芽孢。這是生產(chǎn)收獲時(shí)期。這是生產(chǎn)收獲時(shí)期。n特點(diǎn)：特點(diǎn)：細(xì)胞死亡數(shù)增加，死亡數(shù)大大超過新增殖的細(xì)胞細(xì)胞死亡數(shù)增加，死亡數(shù)大大超過新增殖的細(xì)胞數(shù)，群體中的活菌數(shù)目急劇下降，出現(xiàn)數(shù)，群體中的活菌數(shù)目急劇下降，出現(xiàn)“負(fù)生長負(fù)生長”。n細(xì)胞內(nèi)顆粒更明顯，細(xì)胞出現(xiàn)多形態(tài)、畸形或衰退形，細(xì)胞內(nèi)顆粒更明顯，細(xì)胞出現(xiàn)多形態(tài)、畸形或衰退形，芽孢開始釋放。芽孢開始釋放。n因菌體本身

9、產(chǎn)生的酶及代謝產(chǎn)物的作用，使菌體死亡、因菌體本身產(chǎn)生的酶及代謝產(chǎn)物的作用，使菌體死亡、自溶等，發(fā)生自溶的菌生長曲線表現(xiàn)為向下跌落的趨勢。自溶等，發(fā)生自溶的菌生長曲線表現(xiàn)為向下跌落的趨勢。n 衰亡期比其他各時(shí)期時(shí)間長，它的長短也與菌種和環(huán)境衰亡期比其他各時(shí)期時(shí)間長，它的長短也與菌種和環(huán)境條件有關(guān)。條件有關(guān)。n產(chǎn)生原因：生長條件的進(jìn)一步惡化，使細(xì)胞內(nèi)的分解代謝產(chǎn)生原因：生長條件的進(jìn)一步惡化，使細(xì)胞內(nèi)的分解代謝大大超過合成代謝，繼而導(dǎo)致菌體的死亡。大大超過合成代謝，繼而導(dǎo)致菌體的死亡。n由于微生物細(xì)胞極其微小，研究其個(gè)體生長存在由于微生物細(xì)胞極其微小，研究其個(gè)體生長存在著技術(shù)上的困難。著技術(shù)上的困難

10、。n同步生長的概念：一個(gè)細(xì)胞群體中各個(gè)細(xì)胞都在同步生長的概念：一個(gè)細(xì)胞群體中各個(gè)細(xì)胞都在同一時(shí)間進(jìn)行分裂的狀態(tài)，稱為同步生長同一時(shí)間進(jìn)行分裂的狀態(tài)，稱為同步生長（synchronous growth） ，進(jìn)行同步分裂的細(xì)胞，進(jìn)行同步分裂的細(xì)胞稱為同步細(xì)胞。稱為同步細(xì)胞。n同步細(xì)胞群體在任何一時(shí)刻都處在細(xì)胞周期的同同步細(xì)胞群體在任何一時(shí)刻都處在細(xì)胞周期的同一相，彼此間形態(tài)、生化特征都很一致，因而是一相，彼此間形態(tài)、生化特征都很一致，因而是細(xì)胞學(xué)、生理學(xué)和生物化學(xué)等研究的良好材料。細(xì)胞學(xué)、生理學(xué)和生物化學(xué)等研究的良好材料。獲得同步生長獲得同步生長(synchronous growth)的方法的方法

11、n分批培養(yǎng)分批培養(yǎng)（batch culture） ：將微生物置于一定容積的定量的：將微生物置于一定容積的定量的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，培養(yǎng)基一次性加入。不再補(bǔ)充和更換，最后一培養(yǎng)基中培養(yǎng)，培養(yǎng)基一次性加入。不再補(bǔ)充和更換，最后一次性收獲。次性收獲。n連續(xù)培養(yǎng)連續(xù)培養(yǎng)（continuous culture） ：在微生物培養(yǎng)的過程中，不：在微生物培養(yǎng)的過程中，不斷地供給新鮮的營養(yǎng)物質(zhì)，同時(shí)排除含菌體及代謝產(chǎn)物的發(fā)酵斷地供給新鮮的營養(yǎng)物質(zhì)，同時(shí)排除含菌體及代謝產(chǎn)物的發(fā)酵液，讓培養(yǎng)的微生物長時(shí)間地處于對數(shù)生長期，以利于微生物液，讓培養(yǎng)的微生物長時(shí)間地處于對數(shù)生長期，以利于微生物的增殖速度和代謝活性處于某種穩(wěn)定狀

12、態(tài)。的增殖速度和代謝活性處于某種穩(wěn)定狀態(tài)。n連續(xù)培養(yǎng)連續(xù)培養(yǎng)理論基礎(chǔ)：由于對典型生長曲線中穩(wěn)定期到來原因的理論基礎(chǔ)：由于對典型生長曲線中穩(wěn)定期到來原因的認(rèn)識，采取相應(yīng)有效措施推遲其來臨，從而發(fā)展出現(xiàn)在的連續(xù)認(rèn)識，采取相應(yīng)有效措施推遲其來臨，從而發(fā)展出現(xiàn)在的連續(xù)培養(yǎng)技術(shù)。培養(yǎng)技術(shù)。連續(xù)培養(yǎng)連續(xù)培養(yǎng) 連續(xù)培養(yǎng)連續(xù)培養(yǎng)( (continuous culture)(open culture)continuous culture)(open culture)將微生物置于一定容積的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，最后一次收獲，叫分批培養(yǎng)，將微生物放在恒定的容積的流動(dòng)系統(tǒng)中培養(yǎng)稱為連續(xù)培養(yǎng)。 n概念：通過調(diào)節(jié)培養(yǎng)基流速，使培

13、概念：通過調(diào)節(jié)培養(yǎng)基流速，使培養(yǎng)液濁度保持恒定的連續(xù)培養(yǎng)方法。養(yǎng)液濁度保持恒定的連續(xù)培養(yǎng)方法。n原理：通過調(diào)節(jié)新鮮培養(yǎng)基流入的原理：通過調(diào)節(jié)新鮮培養(yǎng)基流入的速度和培養(yǎng)物流出的速度來速度和培養(yǎng)物流出的速度來維持菌維持菌濃度不變濃度不變,即濁度不變即濁度不變。主要采用恒。主要采用恒濁器，當(dāng)濁度高時(shí)，使新鮮培養(yǎng)基濁器，當(dāng)濁度高時(shí)，使新鮮培養(yǎng)基的流速加快，濁度降低，則減慢培的流速加快，濁度降低，則減慢培養(yǎng)基的流速。養(yǎng)基的流速。n特點(diǎn)：基質(zhì)過量，微生物始終以最特點(diǎn)：基質(zhì)過量，微生物始終以最高速率進(jìn)行生長，并可在允許范圍高速率進(jìn)行生長，并可在允許范圍內(nèi)控制不同的菌體密度；但工藝復(fù)內(nèi)控制不同的菌體密度；但工

14、藝復(fù)雜，煩瑣。雜，煩瑣。使用范圍：用于生產(chǎn)大量菌使用范圍：用于生產(chǎn)大量菌體、生產(chǎn)與菌體生長相平行體、生產(chǎn)與菌體生長相平行的某些代謝產(chǎn)物，如乳酸、的某些代謝產(chǎn)物，如乳酸、乙醇等。乙醇等。微生物的高密度培養(yǎng)微生物的高密度培養(yǎng) （high cell-density culture,HCDChigh cell-density culture,HCDC）指微生物在液體培養(yǎng)基中細(xì)胞群體密度超過常規(guī)培指微生物在液體培養(yǎng)基中細(xì)胞群體密度超過常規(guī)培養(yǎng)養(yǎng)10倍以上時(shí)的生長狀態(tài)或培養(yǎng)技術(shù)。現(xiàn)代高密度倍以上時(shí)的生長狀態(tài)或培養(yǎng)技術(shù)?，F(xiàn)代高密度培養(yǎng)技術(shù)主要是用于基因工程菌生產(chǎn)多肽類藥物。培養(yǎng)技術(shù)主要是用于基因工程菌生產(chǎn)多

15、肽類藥物。選取最佳培養(yǎng)基成分和各成分含量選取最佳培養(yǎng)基成分和各成分含量補(bǔ)料補(bǔ)料提高溶解氧的濃度提高溶解氧的濃度防止有害代謝產(chǎn)物的生成防止有害代謝產(chǎn)物的生成青霉、曲霉青霉、曲霉曲霉曲霉有性孢子有性孢子蟲草蟲草酵母菌的生長繁殖酵母菌的生長繁殖酵母菌的生長繁殖酵母菌的生長繁殖酵母菌的生長繁殖酵母菌的生長繁殖營養(yǎng)物質(zhì)營養(yǎng)物質(zhì)營養(yǎng)物質(zhì)營養(yǎng)物質(zhì)從微生物整體來看從微生物整體來看:生長的溫度范圍一般在生長的溫度范圍一般在-10 100 極端下限為極端下限為-30 ，極端上限為，極端上限為105300 但對于特定的某一種微生物：但對于特定的某一種微生物：只能在一定溫度范圍內(nèi)生長，在這個(gè)范圍內(nèi)，每種微生物都有只能

16、在一定溫度范圍內(nèi)生長，在這個(gè)范圍內(nèi)，每種微生物都有自己的生長溫度三基點(diǎn)，即最低、最適、最高生長溫度自己的生長溫度三基點(diǎn)，即最低、最適、最高生長溫度處于最適生長溫度時(shí)，生長速度處于最適生長溫度時(shí)，生長速度最快，代時(shí)最短。最快，代時(shí)最短。超過最低生長溫度時(shí)，微生物不超過最低生長溫度時(shí)，微生物不生長，溫度過低，甚至?xí)劳?。生長，溫度過低，甚至?xí)劳?。超過最高生長溫度時(shí)，微生物不超過最高生長溫度時(shí)，微生物不生長，溫度過高，甚至?xí)劳?。生長，溫度過高，甚至?xí)劳?。溫度溫?生長速度生長速度溫度溫度停此生長停此生長致死致死最低最低最高最高最適最適嗜冷微生物（低溫微生物）嗜冷微生物（低溫微生物） 中溫微生物

17、中溫微生物嗜熱微生物（高溫微生物）嗜熱微生物（高溫微生物）低溫對微生物的影響低溫對微生物的影響 低溫型微生物低溫型微生物:最適生長溫度在最適生長溫度在520,主要分布在地球的兩極、主要分布在地球的兩極、冷泉、深海、冷凍場所及冷藏食品中。冷泉、深海、冷凍場所及冷藏食品中。例：假單孢菌中的某些嗜冷菌在低溫下生長，常引例：假單孢菌中的某些嗜冷菌在低溫下生長，常引起冷藏食品的腐敗。起冷藏食品的腐敗。嗜冷微生物在低溫下生長的機(jī)理，目前還不清楚，嗜冷微生物在低溫下生長的機(jī)理，目前還不清楚，據(jù)推測有兩種原因：據(jù)推測有兩種原因：它們體內(nèi)的酶能在低溫下有效地催化，在高溫下它們體內(nèi)的酶能在低溫下有效地催化，在高溫

18、下酶活喪失細(xì)胞膜中的不飽和脂肪酸含量高，低溫酶活喪失細(xì)胞膜中的不飽和脂肪酸含量高，低溫下也能保持半流動(dòng)狀態(tài)，可以進(jìn)行物質(zhì)的傳遞。下也能保持半流動(dòng)狀態(tài)，可以進(jìn)行物質(zhì)的傳遞。 當(dāng)環(huán)境溫度低于微生物的最適生長溫度時(shí)，微生物的當(dāng)環(huán)境溫度低于微生物的最適生長溫度時(shí)，微生物的生長繁殖停止，當(dāng)微生物的原生質(zhì)結(jié)構(gòu)并未破壞時(shí)，不會生長繁殖停止，當(dāng)微生物的原生質(zhì)結(jié)構(gòu)并未破壞時(shí)，不會很快造成死亡并能在較長時(shí)間內(nèi)保持活力，當(dāng)溫度提高時(shí)，很快造成死亡并能在較長時(shí)間內(nèi)保持活力，當(dāng)溫度提高時(shí)，可以恢復(fù)正常的生命活動(dòng)?？梢曰謴?fù)正常的生命活動(dòng)。 低溫保藏菌種就是利用這個(gè)原理。一些細(xì)菌、酵母菌低溫保藏菌種就是利用這個(gè)原理。一些細(xì)

19、菌、酵母菌和霉菌的瓊脂斜面菌種通常可以長時(shí)間地保藏在和霉菌的瓊脂斜面菌種通?？梢蚤L時(shí)間地保藏在4的冰的冰箱中。箱中。 當(dāng)溫度過低，造成微生物細(xì)胞凍結(jié)時(shí)，有的微生物會當(dāng)溫度過低，造成微生物細(xì)胞凍結(jié)時(shí)，有的微生物會死亡，有些則并不死亡。死亡，有些則并不死亡。造成死亡的原因：造成死亡的原因：凍結(jié)時(shí)細(xì)胞水分變成冰晶，冰晶對細(xì)胞膜產(chǎn)生機(jī)械損傷，凍結(jié)時(shí)細(xì)胞水分變成冰晶，冰晶對細(xì)胞膜產(chǎn)生機(jī)械損傷，膜內(nèi)物質(zhì)外漏。膜內(nèi)物質(zhì)外漏。凍結(jié)過程造成細(xì)胞脫水。凍結(jié)過程造成細(xì)胞脫水。 凍結(jié)速度對冰晶形成有很大影響，凍結(jié)速度對冰晶形成有很大影響，緩慢凍結(jié)緩慢凍結(jié)，形成的，形成的冰晶大，對細(xì)胞損傷大；冰晶大，對細(xì)胞損傷大；快速

20、凍結(jié)快速凍結(jié)，形成的冰晶小、分布，形成的冰晶小、分布均勻，對細(xì)胞的損傷小，因此，利用快速凍結(jié)可以對一些均勻，對細(xì)胞的損傷小，因此，利用快速凍結(jié)可以對一些菌種進(jìn)行菌種進(jìn)行凍結(jié)保藏凍結(jié)保藏，一般情況下在菌懸液中再加一些甘油、，一般情況下在菌懸液中再加一些甘油、糖、牛奶、保護(hù)劑等可對菌種進(jìn)行長期保藏。糖、牛奶、保護(hù)劑等可對菌種進(jìn)行長期保藏。 中溫型微生物：中溫型微生物：最適生長溫度為最適生長溫度為2040 ，大多數(shù)微生物屬于此類。，大多數(shù)微生物屬于此類。室溫型主要為腐生或植物寄生，在植物或土壤中。室溫型主要為腐生或植物寄生，在植物或土壤中。體溫型主要為寄生，在人和動(dòng)物體內(nèi)。體溫型主要為寄生，在人和動(dòng)

21、物體內(nèi)。高溫型微生物：高溫型微生物：最適生長溫度為最適生長溫度為50 60 ,主要分布在溫泉、堆肥和土壤中。主要分布在溫泉、堆肥和土壤中。在高溫下能生長的原因：在高溫下能生長的原因：酶蛋白以及核糖體有較強(qiáng)的抗熱性酶蛋白以及核糖體有較強(qiáng)的抗熱性核酸具有較高的熱穩(wěn)定性（核酸具有較高的熱穩(wěn)定性（核酸中核酸中G+C含量高（含量高（tRNA），），可提供可提供形成形成 氫鍵，增加熱穩(wěn)定性氫鍵，增加熱穩(wěn)定性 ）。）。細(xì)胞膜中飽和脂肪酸含量高，較高溫度下能維持正常的液晶狀態(tài)。細(xì)胞膜中飽和脂肪酸含量高，較高溫度下能維持正常的液晶狀態(tài)。產(chǎn)生的多胺，熱亞胺和高溫精胺物質(zhì)對蛋白質(zhì)等組織結(jié)構(gòu)具有保產(chǎn)生的多胺，熱亞胺和

22、高溫精胺物質(zhì)對蛋白質(zhì)等組織結(jié)構(gòu)具有保護(hù)作用。護(hù)作用。一一一一高溫微生物的特點(diǎn)高溫微生物的特點(diǎn):生長速度快，合成大分子迅速，可及時(shí)修復(fù)高溫生長速度快，合成大分子迅速，可及時(shí)修復(fù)高溫對其造成的分子損傷。對其造成的分子損傷。 耐高溫菌具應(yīng)用優(yōu)勢：在減少能源消耗、減少染耐高溫菌具應(yīng)用優(yōu)勢：在減少能源消耗、減少染菌、縮短發(fā)酵周期等方面具重要意義。菌、縮短發(fā)酵周期等方面具重要意義。pH 影響細(xì)胞膜透性與穩(wěn)定性影響細(xì)胞膜透性與穩(wěn)定性 影響物質(zhì)溶解度影響物質(zhì)溶解度 影響細(xì)胞表面電荷分布影響細(xì)胞表面電荷分布 影響微生物生長、繁殖，發(fā)育。影響微生物生長、繁殖，發(fā)育。各類微生物能夠生長的各類微生物能夠生長的pHpH

23、值較寬，值較寬，但細(xì)胞內(nèi)部但細(xì)胞內(nèi)部pHpH值值卻接近中性。卻接近中性。微生物的活動(dòng)也能改變環(huán)境中的微生物的活動(dòng)也能改變環(huán)境中的pHpH值值嗜酸性微生物嗜酸性微生物嗜堿性微生物嗜堿性微生物耐酸及耐堿微生物耐酸及耐堿微生物根據(jù)氫離子濃度對微生物分類根據(jù)氫離子濃度對微生物分類 微生物對氧的需要和耐受力在微生物對氧的需要和耐受力在不同的類群中變化很大，根據(jù)微生不同的類群中變化很大，根據(jù)微生物與氧的關(guān)系物與氧的關(guān)系, ,可把它們分為幾種可把它們分為幾種類群類群: : 專性好氧菌專性好氧菌: : 好氧菌好氧菌 微好氧菌：微好氧菌： 兼性厭氧菌兼性厭氧菌 耐氧厭氧菌：耐氧厭氧菌： 厭氧菌厭氧菌 ( (專性

24、專性) )厭氧菌：厭氧菌：氧氣氧氣專性好氧菌：專性好氧菌：等于或大于等于或大于20%20%兼性厭氧菌：兼性厭氧菌：10%10%20%20%耐氧菌：耐氧菌：2%2%以下以下厭氧菌厭氧菌：不需要氧、有氧時(shí)死亡：不需要氧、有氧時(shí)死亡微好氧菌微好氧菌2%2%10%10%超氧化物歧化酶超氧化物歧化酶（SODSOD）和和過氧化氫酶過氧化氫酶厭氧菌（厭氧菌（anaerobesanaerobes） 平板菌落計(jì)數(shù)法平板菌落計(jì)數(shù)法最常用的活菌計(jì)數(shù)法。將適當(dāng)稀釋的菌液傾注平板或涂布在平板表面，經(jīng)保溫培養(yǎng)后，以平板上出現(xiàn)的菌落數(shù)乘以稀釋度就可以計(jì)算出原菌液的含菌量。直徑9cm的培養(yǎng)皿平板上出現(xiàn)菌落數(shù)一般以50500為

25、宜。按照國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的樣品菌落總數(shù)測定的計(jì)數(shù)原則，以平板菌落數(shù)在30300之間為報(bào)告依據(jù)。9ml 9ml9ml9ml1ml1ml1ml1ml1ml1ml1ml222原理是在一定范圍內(nèi)，菌懸液中的細(xì)胞濃度與混原理是在一定范圍內(nèi)，菌懸液中的細(xì)胞濃度與混濁度成正比，即與光密度成正比，菌數(shù)越多，光濁度成正比，即與光密度成正比，菌數(shù)越多，光密度越大。因此，借助于分光光度計(jì)，在一定波密度越大。因此，借助于分光光度計(jì)，在一定波長下測定菌懸液的光密度，就可反應(yīng)出菌液的濃長下測定菌懸液的光密度，就可反應(yīng)出菌液的濃度。度。特點(diǎn)：快速、簡便；但易受干擾。特點(diǎn)：快速、簡便；但易受干擾。重量法和生理指標(biāo)法重量法和生理指

26、標(biāo)法n稱重量法：干重、濕重稱重量法：干重、濕重n測體積法測體積法n菌體內(nèi)重要組成測定法菌體內(nèi)重要組成測定法n含含N量法量法nDNA/RNA法法n葉綠素法等葉綠素法等n蛋白質(zhì)是細(xì)胞的主要物質(zhì)，含量穩(wěn)定，而氮是蛋蛋白質(zhì)是細(xì)胞的主要物質(zhì)，含量穩(wěn)定，而氮是蛋白質(zhì)的主要成分，通過測含氮量就可推知微生物白質(zhì)的主要成分，通過測含氮量就可推知微生物的濃度。的濃度。n一般細(xì)菌含氮量為干重的一般細(xì)菌含氮量為干重的12.5%，酵母菌為，酵母菌為7.5%，霉菌為霉菌為6.0%，根據(jù)一定體積培養(yǎng)液中的含氮量再，根據(jù)一定體積培養(yǎng)液中的含氮量再乘以乘以6.25，就可測得粗蛋白的含量。，就可測得粗蛋白的含量。N N6.25=

27、Pr6.25=Pr控制微生物的化學(xué)物質(zhì)控制微生物的化學(xué)物質(zhì)(因素因素)表面消毒劑表面消毒劑化學(xué)治療劑化學(xué)治療劑溶液狀態(tài)溶液狀態(tài)氣體狀態(tài)氣體狀態(tài)n抗代謝物抗代謝物n抗生素抗生素n生物藥物素生物藥物素表面消毒劑表面消毒劑(surface disinfactant)n酸和堿酸和堿n重金屬極其鹽類重金屬極其鹽類n有機(jī)化合物有機(jī)化合物n氧化劑氧化劑n鹵素鹵素n染色劑染色劑n表面活性劑表面活性劑酸和堿酸和堿 前面講過微生物細(xì)胞中的前面講過微生物細(xì)胞中的DNADNA，RNARNA，E E只只有在中性條件下才能體現(xiàn)活性，有在中性條件下才能體現(xiàn)活性， 因此強(qiáng)酸堿因此強(qiáng)酸堿具殺菌作用。醫(yī)院病房常用乙酸消毒。具殺菌

28、作用。醫(yī)院病房常用乙酸消毒。重金屬極其鹽類重金屬極其鹽類是殺菌劑和防腐劑，作用最強(qiáng)的是是殺菌劑和防腐劑，作用最強(qiáng)的是Hg,Ag,Cu,Hg,Ag,Cu,作用機(jī)作用機(jī)理：使蛋白質(zhì)變性，使酶失活。（與理：使蛋白質(zhì)變性，使酶失活。（與E E的的SHSH結(jié)合。）結(jié)合。）0 002020 02 2HgclHgcl2 2（升汞）溶液對大多數(shù)細(xì)菌有致死作用。升汞）溶液對大多數(shù)細(xì)菌有致死作用。 CuSOCuSO4 4對真菌對真菌、藻類有強(qiáng)殺傷力藻類有強(qiáng)殺傷力，波爾多波爾多（CuSOCuSO4 4碳碳）防植物病害。防植物病害。 另外還有砷，鉍、銻的化合物是治療梅毒的特效藥。另外還有砷，鉍、銻的化合物是治療梅毒的

29、特效藥。0 01 11 1AgNO3 AgNO3 可消毒皮膚，可消毒皮膚，1 1濃度新生兒點(diǎn)眼預(yù)防眼炎濃度新生兒點(diǎn)眼預(yù)防眼炎有機(jī)化合物有機(jī)化合物醇、醛、酚是常用的殺菌劑。醇、醛、酚是常用的殺菌劑。 n殺菌機(jī)制殺菌機(jī)制n損傷損傷CWn使蛋白質(zhì)變性（細(xì)胞膜，使蛋白質(zhì)變性（細(xì)胞膜，E失活）失活）n抑制脫氫酶，氧化酶活性抑制脫氫酶，氧化酶活性有機(jī)化合物有機(jī)化合物甲醛：純甲醛為氣體，甲醛：純甲醛為氣體，37374040水液為福爾馬林。水液為福爾馬林。 醇是脫水劑蛋白質(zhì)變性劑醇是脫水劑蛋白質(zhì)變性劑,70,70乙醇?xì)⒕Ч詈?。乙醇?xì)⒕Ч詈谩?酚：酚：3 35 5的石碳酸溶液幾分鐘即可致死細(xì)菌。甲的石碳

30、酸溶液幾分鐘即可致死細(xì)菌。甲酚殺菌力最強(qiáng)，煤酚皂液（來蘇爾）為甲酚和肥酚殺菌力最強(qiáng)，煤酚皂液（來蘇爾）為甲酚和肥皂的混合液皂的混合液 。 氧化劑氧化劑 K K2 2MnOMnO4 4 ( (pppp粉粉) )使菌體蛋白質(zhì)氧化，使酶失活。使菌體蛋白質(zhì)氧化，使酶失活。 0 01 13 3濃度可用于皮膚濃度可用于皮膚，果品果品、餐具餐具、消毒。消毒。H H2 2O O2 2清洗傷口。清洗傷口。 鹵素鹵素 碘殺菌力強(qiáng)，碘殺菌力強(qiáng)，3 37 7碘溶于碘溶于70708383的的乙醇中成碘酒。乙醇中成碘酒。 氯及氯化物常用于水及食品消毒與水結(jié)氯及氯化物常用于水及食品消毒與水結(jié)合放出原子氧（合放出原子氧（O

31、O）用于消毒。用于消毒。氯，碘是常用的消毒劑氯，碘是常用的消毒劑染色劑染色劑干擾菌體氧化還原電位干擾菌體氧化還原電位 阻礙芽孢的形成。阻礙芽孢的形成。 表面活性劑表面活性劑具有降低表面張力效應(yīng)的物質(zhì)叫表面活性劑。具有降低表面張力效應(yīng)的物質(zhì)叫表面活性劑。常用的有新吉爾滅，去污劑，肥皂等。一落常用的有新吉爾滅，去污劑，肥皂等。一落表面張力降低可抑菌或殺菌。五彩繽紛表面張力降低可抑菌或殺菌。五彩繽紛 抗代謝物抗代謝物( (antimetaboliteantimetabolite) )有些化合物在結(jié)構(gòu)上與生物體所必需的代謝物很相有些化合物在結(jié)構(gòu)上與生物體所必需的代謝物很相似，以至可以和特定的酶結(jié)合，從

32、而阻礙了酶的功似，以至可以和特定的酶結(jié)合，從而阻礙了酶的功 能。干擾代謝的正常代謝。這些物質(zhì)稱為抗代謝物。能。干擾代謝的正常代謝。這些物質(zhì)稱為抗代謝物。葉酸葉酸 磺胺類藥物磺胺類藥物 氨基酸氨基酸 5 5甲基色氨酸甲基色氨酸 吡哆醇吡哆醇 異煙肼異煙肼 嘌呤嘌呤 6巰基嘌呤巰基嘌呤抗代謝物抗代謝物代謝物代謝物抗生素的誕生抗生素的誕生 神奇的抗生素神奇的抗生素 抗藥性抗藥性抗生素抗生素( (antibiotic) antibiotic) 是由微生物在代謝過程中產(chǎn)生（有的可人工合成）具是由微生物在代謝過程中產(chǎn)生（有的可人工合成）具有一定濃度下抑制或殺死其他微生物的有機(jī)化合物。有一定濃度下抑制或殺死

33、其他微生物的有機(jī)化合物?？股氐恼Q生抗生素的誕生 19281928年年A.FlemingA.Fleming發(fā)現(xiàn)青霉素發(fā)現(xiàn)青霉素19401940弗羅里弗羅里提純出青霉素提純出青霉素各種抗生素被相繼發(fā)現(xiàn)并應(yīng)用各種抗生素被相繼發(fā)現(xiàn)并應(yīng)用 人工合成半合成抗生素被相繼開發(fā)出來人工合成半合成抗生素被相繼開發(fā)出來 青霉素（青霉素（penicillin）英國科學(xué)家英國科學(xué)家A.FlemingA.Fleming爵士爵士與弗萊明共同獲得與弗萊明共同獲得19451945年年諾貝爾生理學(xué)和醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)諾貝爾生理學(xué)和醫(yī)學(xué)獎(jiǎng). .19401940提純出青霉素提純出青霉素澳大利亞病理學(xué)家霍華德澳大利亞病理學(xué)家霍華德. .弗羅里弗

34、羅里人工合成半合成抗生素被相繼開發(fā)出來 6-氨基青霉烷酸氨基青霉烷酸神奇神奇的抗生素的抗生素 抑制細(xì)胞壁的形成抑制細(xì)胞壁的形成影響細(xì)胞膜的功能影響細(xì)胞膜的功能干擾蛋白質(zhì)合成干擾蛋白質(zhì)合成抑制核酸復(fù)制抑制核酸復(fù)制和固醇結(jié)合影響細(xì)胞膜透性和固醇結(jié)合影響細(xì)胞膜透性作用于呼吸鏈影響能量利用作用于呼吸鏈影響能量利用氨芐青霉素（ampicillin）和蛋白結(jié)合影響膜屏蔽作用和蛋白結(jié)合影響膜屏蔽作用可怕的抗藥性可怕的抗藥性(antibiotic resistance)n第一次用藥劑量要足第一次用藥劑量要足n避免在一個(gè)時(shí)期或長期多次使用同種抗避免在一個(gè)時(shí)期或長期多次使用同種抗生素生素n不同抗生素（或其他藥物）

35、混合使用不同抗生素（或其他藥物）混合使用n對現(xiàn)有抗生素改造對現(xiàn)有抗生素改造n篩選新抗生素篩選新抗生素生物藥物素生物藥物素(biopharmaceutin)具有多種生理活性的比抗生素療效具有多種生理活性的比抗生素療效更為廣泛的微生物次生代謝產(chǎn)物更為廣泛的微生物次生代謝產(chǎn)物酶抑制劑酶抑制劑免疫調(diào)節(jié)劑免疫調(diào)節(jié)劑受體拮抗劑受體拮抗劑抗氧化劑抗氧化劑.高溫滅菌高溫滅菌多數(shù)細(xì)菌，酵母菌和霉菌的營養(yǎng)細(xì)胞和病毒在多數(shù)細(xì)菌，酵母菌和霉菌的營養(yǎng)細(xì)胞和病毒在50-65 50-65 10 10 minmin可以致死?？梢灾滤?。F F 一般噬菌體一般噬菌體656580 80 致死，致死， 放線菌霉菌的孢子比營養(yǎng)細(xì)胞抗熱

36、性強(qiáng)，放線菌霉菌的孢子比營養(yǎng)細(xì)胞抗熱性強(qiáng)，767680 80 1010minmin可以殺死可以殺死 B B 嗜熱脂肪芽孢桿菌可在嗜熱脂肪芽孢桿菌可在80 80 條件下生活，條件下生活，在在120 120 ，1212minmin才能殺死，才能殺死，BBBBBBBBBBB BBBBBBBBBBB 同種微生物老齡菌比幼菌耐熱。同種微生物老齡菌比幼菌耐熱。 高溫滅菌高溫滅菌濕熱滅菌濕熱滅菌干熱滅菌干熱滅菌焚燒滅菌法：常用于廢棄物動(dòng)物尸體等處理。焚燒滅菌法：常用于廢棄物動(dòng)物尸體等處理。 烘烤滅菌法；實(shí)驗(yàn)室用干燥箱烘烤接種工具。烘烤滅菌法；實(shí)驗(yàn)室用干燥箱烘烤接種工具。濕熱滅菌濕熱滅菌(mosist hea

37、t sterilization) 煮沸滅菌法（煮沸消毒法）煮沸滅菌法（煮沸消毒法） 高壓蒸汽滅菌法高壓蒸汽滅菌法間歇滅菌法間歇滅菌法巴斯德消毒法：（巴氏消毒法）巴斯德消毒法：（巴氏消毒法）該法比干熱滅菌效果好，因?yàn)榈鞍踪|(zhì)在有水的該法比干熱滅菌效果好，因?yàn)榈鞍踪|(zhì)在有水的情況下容易凝固，如含水情況下容易凝固，如含水5050，蛋白質(zhì)凝固溫度，蛋白質(zhì)凝固溫度為為5656；含水蛋白質(zhì)凝固溫度為；含水蛋白質(zhì)凝固溫度為160-170160-170煮沸滅菌法（煮沸消毒法）煮沸滅菌法（煮沸消毒法） 物品在水中煮沸物品在水中煮沸 1515minmin，可殺死所有營養(yǎng)細(xì)可殺死所有營養(yǎng)細(xì)胞和一部分芽孢。在水中加入的胞和一部分芽孢。在水中加入的 a a2 2COCO3 3或的碳酸效果更好。此法或的碳酸效果更好。此法適合注射器和解剖用具的消毒。適合注射器和解剖用具的消毒。高壓蒸汽滅菌高壓蒸汽滅菌( (normal normal autoclvingautoclving) )是濕熱滅中最好方法，通常在是濕熱滅中最好方法，通常在1.051.05kg/cmkg/cm2 2, ,的壓力下面（此時(shí)的壓力下面（此時(shí)溫度溫度121121）處理）處理15153030minmin。要排冷，否