微生物的生長(zhǎng)

第六章微生物的生長(zhǎng)與環(huán)境條件第一節(jié)微生物的生長(zhǎng)

微生物在適宜的環(huán)境條件下，不斷地吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，并按照自己的代謝方式進(jìn)行代謝活動(dòng)，如果同化作用大于異化作用，則細(xì)胞質(zhì)的量不斷增加，體積得以加大，于是表現(xiàn)為生長(zhǎng)。各種細(xì)胞組分按恰當(dāng)比例增長(zhǎng)到一定程度后就會(huì)引起個(gè)體數(shù)目的增加，這就是繁殖。一、微生物的生長(zhǎng)微生物在自然界中不僅分布很廣，而且都是混雜地生活在一起。要想研究或利用某一微生物，必須把混雜的微生物類(lèi)群分離開(kāi)來(lái)，以得到只含一種微生物的培養(yǎng)。微生物學(xué)中將在實(shí)驗(yàn)室條件下從一個(gè)細(xì)胞或一種細(xì)胞群繁殖得到的后代稱(chēng)為純培養(yǎng)。最常用的方法有稀釋平板法、劃線法、單細(xì)胞挑取法及利用選擇培養(yǎng)基分離法等。二、微生物的純培養(yǎng)

這是最常用的純種分離法，先將待分離的材料作一系列的稀釋(如1:10、1:100、1:1000……)，然后分別取不同稀釋液少許，與已熔化并冷卻至45℃的瓊脂培養(yǎng)基相混合，搖勻后，傾入滅過(guò)菌的培養(yǎng)皿中，待瓊脂凝固后，保溫培養(yǎng)一定時(shí)間即可出現(xiàn)菌落。如果稀釋得當(dāng)，平皿上就可出現(xiàn)分散的單個(gè)菌落，這個(gè)菌落可能就是由一個(gè)細(xì)菌繁殖形成的。隨后挑取該單個(gè)菌落，或重復(fù)以上操作數(shù)次，便可得到純培養(yǎng)。稀釋平板法

將已熔化的培養(yǎng)基倒入無(wú)菌平皿，冷卻凝固后，用接種環(huán)沾取少許待分離的材料，在培養(yǎng)基表面進(jìn)行平行劃線、扇形劃線或其他形式的連續(xù)劃線，微生物將隨著劃線次數(shù)的增加而分散，經(jīng)保溫培養(yǎng)形成菌落。劃線開(kāi)始的部分細(xì)菌分散度小，形成的菌落往往連在一起。由于連續(xù)劃線，微生物逐漸減少，劃到最后，?？尚纬蓡蝹€(gè)孤立的菌落。這種單個(gè)菌落可能由一個(gè)細(xì)胞繁殖而來(lái)，故可獲得純培養(yǎng)。劃線法這種方法是從待分離的材料中挑取一個(gè)細(xì)胞來(lái)培養(yǎng)，從而獲得純培養(yǎng)。具體方法是將顯微鏡挑取器（單胞分離器）裝置在顯微鏡上，把一滴細(xì)菌懸液置于載玻片上，用顯微鏡挑取器的極細(xì)的毛細(xì)吸管，吸取視野中的一個(gè)單細(xì)胞，再接種培養(yǎng)基上培養(yǎng)。單細(xì)胞挑取法不同微生物需要不同的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和環(huán)境條件。各種微生物對(duì)不同的化學(xué)試劑如消毒劑、染料、抗生素及其他物質(zhì)等具有不同的抵抗能力?！巴镀渌?、取其所抗”，便可配制成適合于某種微生物生長(zhǎng)而限制其他微生物生長(zhǎng)的各種選擇性培養(yǎng)基，以達(dá)到純種分離的目的。另外，也可以將待分離的樣品先進(jìn)行適當(dāng)處理，以消除不希望分離到的微生物。選擇培養(yǎng)基分離法稀釋平板法－－既可定性，又可定量，用途廣泛

平板劃線法－－方法簡(jiǎn)便，多用于分離細(xì)菌

單細(xì)胞挑取法－－局限于高度專(zhuān)業(yè)化的科學(xué)研究

選擇培養(yǎng)基分離法－－適用于分離某些生理類(lèi)型較特殊的微生物微生物純培養(yǎng)分離方法的比較微生物特別是單細(xì)胞微生物，體積很小，個(gè)體的生長(zhǎng)很難測(cè)定，而且也沒(méi)有什么實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。因此，測(cè)定它們的生長(zhǎng)不是依據(jù)細(xì)胞個(gè)體的大小，而是測(cè)定群體的增加量，即群體的生長(zhǎng)。細(xì)菌的數(shù)目就表示了它的生長(zhǎng)量。三、微生物生長(zhǎng)的測(cè)定單細(xì)胞微生物數(shù)量的測(cè)定1.全數(shù)測(cè)定（1）計(jì)數(shù)器測(cè)定法

用特制的細(xì)菌計(jì)數(shù)器或血球計(jì)數(shù)器進(jìn)行計(jì)數(shù)。取一定容積稀釋的單細(xì)胞微生物懸液置于計(jì)數(shù)器載玻片與蓋玻片之間的計(jì)數(shù)室內(nèi)。由于計(jì)數(shù)室的容積是己知的(總面積為1平方毫米，高0.1毫米)，并有一定刻度。因此，可根據(jù)計(jì)數(shù)器刻度內(nèi)的細(xì)菌數(shù)，計(jì)算出樣品中的含菌數(shù)。（每個(gè)小格的容積為1/4000000mL）

每毫升原菌液含菌數(shù)=小格的平均菌數(shù)×4×106×稀釋倍數(shù)（2）染色涂片計(jì)數(shù)法

將已知體積的待測(cè)材料，均勻地涂布在載玻片的已知面積上，經(jīng)固定染色后，在顯微鏡下計(jì)算染色涂片上的細(xì)菌數(shù)。原理是懸液中細(xì)胞濃度與混濁度成正比，與透光度成反比。測(cè)定菌懸液的光密度或透光度可以反映細(xì)胞的濃度。將未知細(xì)胞數(shù)的懸液與已知細(xì)胞數(shù)的懸液相比，可以從已知懸液的稀釋倍數(shù)，求出未知懸液所含的細(xì)胞數(shù)。此法比較簡(jiǎn)便。注意：樣品顏色不宜太深；樣品中不要混雜其他物質(zhì)，否則不能使用；同時(shí)菌懸液濃度必須在107/毫升以上才能顯示可信的混濁度。(3)比濁法

（1）稀釋平板法

像稀釋平板分離法一樣，先將待測(cè)菌液作一系列10倍稀釋?zhuān)蛊矫笊祥L(zhǎng)出的菌落數(shù)在30-300個(gè)之間。然后將最后三個(gè)稀釋度的稀釋液各取一定量(一般為1毫升)與融化并冷至45℃左右的瓊脂培養(yǎng)基一起，傾入無(wú)菌平皿中搖勻，靜置，待凝固后進(jìn)行保溫培養(yǎng)，通過(guò)平皿上出現(xiàn)的菌落數(shù)，便可推算出原菌液含菌數(shù)。計(jì)算公式：總活菌數(shù)/毫升=同一稀釋度三次重復(fù)的菌落平均數(shù)×稀釋倍數(shù)

2.活菌測(cè)數(shù)（2）液體稀釋培養(yǎng)法取待測(cè)菌液進(jìn)行一系列的稀釋?zhuān)缓蠓謩e取其1mL稀釋液做3－5次重復(fù)的試管培養(yǎng)，觀察菌體生長(zhǎng)情況，如有菌生長(zhǎng)，培養(yǎng)液發(fā)生混濁，由于菌液經(jīng)多次稀釋?zhuān)?，菌?shù)隨稀釋度的增高而減少，在稀釋度很高的菌液中菌數(shù)極少或無(wú)。這樣可根據(jù)統(tǒng)計(jì)學(xué)上“或然率”理論計(jì)算出細(xì)胞的近似數(shù)。多細(xì)胞微生物的生長(zhǎng)，如絲狀霉菌的生長(zhǎng)通常是以其菌絲生長(zhǎng)的長(zhǎng)度或菌絲增加的重量作為生長(zhǎng)指標(biāo)。最簡(jiǎn)單的方法是將霉菌接種在培養(yǎng)皿內(nèi)固體培養(yǎng)基的中央，在一定時(shí)間內(nèi)測(cè)定菌落的直徑或面積。缺點(diǎn)是僅能測(cè)菌落的直徑或面積，不能包括菌落的厚度和生長(zhǎng)在培養(yǎng)基內(nèi)的菌絲，因此不能反映菌絲生長(zhǎng)的總量。多細(xì)胞微生物生長(zhǎng)的測(cè)定1.干重法取一定量的培養(yǎng)液，然后用離心或過(guò)濾的方法將菌體從培養(yǎng)基內(nèi)分離出來(lái)，經(jīng)洗凈、烘干、稱(chēng)重，求得培養(yǎng)物中細(xì)胞的重量，以此作為生長(zhǎng)量的指標(biāo)。一般來(lái)說(shuō)，細(xì)菌的干重約為濕重的20-25%。此法較為直接而又可靠，主要用于調(diào)查研究。但只適用于菌體濃度較高的樣品，而且要求樣品中不含非菌體的干物質(zhì)。細(xì)胞物質(zhì)量的測(cè)定

蛋白質(zhì)是細(xì)胞的主要物質(zhì)，含量比較穩(wěn)定，而氮又是蛋白質(zhì)的重要組成。因此測(cè)定細(xì)胞內(nèi)含氮量可以表示其生長(zhǎng)情況。方法要點(diǎn)：從一定量培養(yǎng)物中分離出細(xì)菌，洗滌，以除去培養(yǎng)基帶入的含氮物質(zhì)。再用凱氏定氮法測(cè)定總含氮量。一般細(xì)菌的含氮量約為原生質(zhì)干重的14%。而總氮量與細(xì)胞蛋白質(zhì)總含量的關(guān)系可用下式計(jì)算：蛋白質(zhì)總量=含氮量%×6.25此法只適用于細(xì)胞濃度較高的樣品，同時(shí)操作過(guò)程也較麻煩，故主要用于科學(xué)研究。2.含氮量法每種方法都各有優(yōu)點(diǎn)和局限性。只有在考慮了這些因素同要著手解決的問(wèn)題之間的關(guān)系以后，才能對(duì)具體的方法進(jìn)行選擇。將少量單細(xì)胞純培養(yǎng)接種到一恒定容積的新鮮液體培養(yǎng)基中，在適宜的條件下培養(yǎng)，定時(shí)取樣測(cè)定細(xì)菌含量，可以看到以下現(xiàn)象：開(kāi)始有一短暫時(shí)間，細(xì)菌數(shù)量并不增加，隨之細(xì)菌數(shù)目增加很快，繼而細(xì)菌數(shù)又趨穩(wěn)定，最后逐漸下降。如果以培養(yǎng)時(shí)間為橫坐標(biāo)，以細(xì)菌數(shù)目的對(duì)數(shù)或生長(zhǎng)速度為縱坐標(biāo)作圖，可以得到一條曲線，稱(chēng)為生長(zhǎng)曲線。四、生長(zhǎng)曲線根據(jù)細(xì)菌生長(zhǎng)繁殖速率的不同，可將生長(zhǎng)曲線大致分為延遲期、對(duì)數(shù)期、穩(wěn)定期和衰亡期。細(xì)菌的生長(zhǎng)曲線圖

生長(zhǎng)階段特征延滯期分裂遲緩、代謝活躍。生長(zhǎng)速度近于零。延遲期的長(zhǎng)短與菌種、種齡、接種量和培養(yǎng)基成分有關(guān)。對(duì)數(shù)期又稱(chēng)指數(shù)期。突出特點(diǎn)是細(xì)菌數(shù)以幾何級(jí)數(shù)增加，代時(shí)穩(wěn)定，細(xì)菌數(shù)目的增加與原生質(zhì)總量的增加。穩(wěn)定期新增殖的細(xì)胞數(shù)與老細(xì)胞的死亡數(shù)幾乎相等，整個(gè)培養(yǎng)物中二者處于動(dòng)態(tài)平衡，此時(shí)生長(zhǎng)速度又逐漸趨向零。菌體產(chǎn)量達(dá)到最高，細(xì)胞開(kāi)始儲(chǔ)藏糖原、脂肪等儲(chǔ)藏物，產(chǎn)芽孢的開(kāi)始形成芽孢，開(kāi)始合成次生代謝產(chǎn)物。衰亡期死亡細(xì)胞數(shù)目超過(guò)新生細(xì)胞，細(xì)胞形態(tài)多樣，細(xì)胞開(kāi)始自溶，開(kāi)始釋放次生代謝產(chǎn)物。整個(gè)生長(zhǎng)過(guò)程可以分為4個(gè)階段，各階段的特點(diǎn)見(jiàn)表代時(shí)即單個(gè)細(xì)胞完成一次分裂所需的時(shí)間，也叫增代時(shí)間。單細(xì)胞微生物，在對(duì)數(shù)期細(xì)胞數(shù)按幾何級(jí)數(shù)增加，1→2→4→8→……，若以次方的形式表示，即20→21→22→23→2n。很清楚，這里的指數(shù)“n”就是細(xì)菌分裂的次數(shù)或增殖的代數(shù)。如果在時(shí)間t0時(shí)菌數(shù)為x，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，到t1時(shí)，繁殖“n”代后，菌數(shù)為y，則代時(shí)(G)可以下式表示：G＝（t1－

t0）／n，Y＝X﹡2nn＝3.3㏒（y／x）例如：設(shè)大腸桿菌在接種時(shí)的細(xì)胞濃度為100個(gè)/ml，經(jīng)400分鐘的培養(yǎng)，細(xì)胞濃度增至10億個(gè)/ml，求該菌的世代時(shí)間和繁殖代數(shù)。根據(jù)公式G=（t1-t0）/3.3(lgy-lgx)t0為接種的時(shí)間x=100t1為培養(yǎng)時(shí)間(400分鐘)

y=1，000，000，000n=3.3(lg109-lg102)=3.3×7=23.1代入上式G=400-0/23.1=17.3即在上述培養(yǎng)物中，大腸桿菌的代時(shí)為17.3分鐘，400分鐘內(nèi)共繁殖了23.1代。將微生物置于一定容積的培養(yǎng)基中，經(jīng)過(guò)培養(yǎng)生長(zhǎng)，最后一次收獲，此稱(chēng)分批培養(yǎng)(batchculture)。通過(guò)對(duì)細(xì)菌純培養(yǎng)的生長(zhǎng)曲線的分析可知，在分批培養(yǎng)中，培養(yǎng)基一次加入，不予補(bǔ)充，細(xì)菌的對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期不可能長(zhǎng)時(shí)間維持。如果在培養(yǎng)器中不斷補(bǔ)充新鮮營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，并及時(shí)不斷地以同樣速度排出培養(yǎng)物(包括菌體及代謝產(chǎn)物)，理論上講，對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期就可無(wú)限延長(zhǎng)。這種方法就叫連續(xù)培養(yǎng)法。四、連續(xù)培養(yǎng)(一)恒濁連續(xù)培養(yǎng)不斷調(diào)節(jié)流速而使細(xì)菌培養(yǎng)液濁度保持恒定的連續(xù)培養(yǎng)方法叫恒濁連續(xù)培養(yǎng)。在恒濁連續(xù)培養(yǎng)中裝有濁度計(jì)，借光電池檢測(cè)培養(yǎng)室中的濁度(即菌液濃度)，并由光電效應(yīng)產(chǎn)生的電信號(hào)強(qiáng)弱變化，來(lái)自動(dòng)調(diào)節(jié)新鮮培養(yǎng)基流入和培養(yǎng)物流出培養(yǎng)室的流速。(二)恒化連續(xù)培養(yǎng)控制恒定的流速，使由于細(xì)菌生長(zhǎng)而耗去的營(yíng)養(yǎng)物及時(shí)得到補(bǔ)充，培養(yǎng)室中營(yíng)養(yǎng)物濃度基本恒定，從而保持細(xì)菌的恒定生長(zhǎng)速率，故稱(chēng)恒化連續(xù)培養(yǎng)，又叫恒組成連續(xù)培養(yǎng)。第二節(jié)環(huán)境條件對(duì)微生物影響生長(zhǎng)是微生物與外界環(huán)境因素共同作用的結(jié)果。環(huán)境條件的改變，在一定限度內(nèi)，可能上能引起微生物形態(tài)，生理、生長(zhǎng)、繁殖等特征的改變，當(dāng)環(huán)境條件的變化超過(guò)一定極限，則導(dǎo)致微生物的死亡。研究環(huán)境條件與微生物之間的相互關(guān)系，有助于了解微生物在自然界的分布與作用，也使人們有可能制訂增進(jìn)或降低、甚至完全破壞微生物生命活動(dòng)的有效措施。介紹幾個(gè)有關(guān)的術(shù)語(yǔ)防腐

是一種抑菌作用。用某些理化因子，使物體內(nèi)外的微生物暫時(shí)處于不生長(zhǎng)、繁殖但又未死亡的狀態(tài)。消毒

是指殺死或消除病原微生物的措施，可達(dá)到防止傳染病傳播的目的。滅菌是指用物理或化學(xué)因子，使非于物體中的所有生活微生物，永久性地喪失其生活力，包括最耐熱的細(xì)菌芽孢。這是一種徹底的殺菌措施?；?/p>

是指利用某些具有選擇毒性的化學(xué)藥物(如磺胺)或抗生素，來(lái)抑制宿主體內(nèi)病原微生物的生長(zhǎng)繁殖，對(duì)生物體進(jìn)行治療，可以有效地消除宿主體內(nèi)的病原體，但對(duì)宿主卻沒(méi)有或基本上沒(méi)有損害。一、溫度溫度是影響有機(jī)體生長(zhǎng)與存活的最重要的因素之一。微生物生長(zhǎng)的溫度范圍較廣，已知的微生物在零下12-100℃均可生長(zhǎng)。而每一種微生物只能在一定的溫度范圍內(nèi)生長(zhǎng)。各種微生物都有其生長(zhǎng)繁殖的最低溫度、最適溫度、最高溫度和致死溫度。最低生長(zhǎng)溫度：是指微生物進(jìn)行繁殖的最低溫度界限，如果低于此溫度，則生長(zhǎng)完全停止。最適生長(zhǎng)溫度：能夠使微生物迅速生長(zhǎng)繁殖的溫度叫做最適生長(zhǎng)溫度，在此溫度下，微生物群體生長(zhǎng)繁殖速度最快，代時(shí)最短。不同微生物的最適生長(zhǎng)溫度是不一樣的。應(yīng)該著重指出：最適合生長(zhǎng)溫度不一定是一切代謝活動(dòng)的最好溫度。最高生長(zhǎng)溫度：是指微生物生長(zhǎng)繁殖的最高溫度界限。致死溫度：最高生長(zhǎng)溫度若進(jìn)一步升高，便可殺死微生物，這種致死微生物的最低溫度界限即為致死溫度，致死溫度與處理時(shí)間有關(guān)。微生物的最適溫度類(lèi)型(1)低溫型適宜在10-15℃范圍內(nèi)生長(zhǎng)，它們常分布在地球兩極地區(qū)的水域和土壤中。(2)中溫型絕大多數(shù)微生物屬于這一類(lèi)。最適溫度在25-37℃之間。(3)高溫型它們適于在45-50℃以上的溫度中生長(zhǎng)，常見(jiàn)于溫泉、日照充足的土壤表面、堆肥堆、發(fā)酵飼料等腐爛有機(jī)物中。(1)干熱滅菌①焚燒滅菌法此法滅菌徹底，迅速簡(jiǎn)便，但使用范圍有限。常用于接種工具、污染物品以及實(shí)驗(yàn)動(dòng)物尸體等廢棄物的處理。②干熱滅菌法主要在干燥箱中利用熱空氣進(jìn)行滅菌。通常160℃處理1-2小時(shí)便可達(dá)到滅菌的目的。如果被處理物傳熱性差、體積較大或堆積過(guò)擠時(shí)，需適當(dāng)延長(zhǎng)時(shí)間。此法只適用于玻璃器皿、金屬用具等耐熱物品的滅菌。其優(yōu)點(diǎn)是可保持物品干燥。高溫對(duì)微生物的影響和利用高溫滅菌的方法(2)濕熱滅菌①煮沸消毒法物品在水中煮沸(100℃)15分鐘以上，可殺死細(xì)菌的所有營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞和部分芽孢。這種方法適用于解剖用具等的消毒。②間歇滅菌法將待滅菌物品置于蒸鍋及其他滅菌器中，常壓下100℃處理15-30分鐘，以殺死其中的營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞。冷卻后，置于一定溫度(28-37℃)保溫過(guò)夜，使其中殘存的芽孢萌發(fā)營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞，再以同樣方法加熱處理。如此反復(fù)三次，可殺滅所有芽孢和營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞。此法的缺點(diǎn)是滅菌較費(fèi)時(shí)，一般只用于不耐熱的藥品、營(yíng)養(yǎng)物等的滅菌。高溫滅菌的方法③巴斯德消毒法即用較低的溫度處理牛奶、酒類(lèi)等飲料，以殺死其中的病原菌如結(jié)核桿菌、傷寒桿菌等，但又不損害營(yíng)養(yǎng)與風(fēng)味。如用62-63℃則處理30分鐘，若以71℃，只需15秒鐘。這種方法只能殺死大多數(shù)腐生菌的營(yíng)養(yǎng)體而對(duì)芽孢無(wú)損害。此法是基于結(jié)核桿菌的致死溫度62℃15分鐘而規(guī)定的。這種消毒法系巴斯德發(fā)明，故稱(chēng)巴斯德消毒法。④高壓蒸汽滅菌法

高壓蒸汽滅菌法是實(shí)驗(yàn)室及生產(chǎn)中常用的滅菌方法。適用于各種耐熱物品的滅菌。常采用1千克/厘米2(15磅/英寸2)的蒸汽壓，121℃的溫度下處理15-30分鐘，即可達(dá)到滅菌的目的。滅菌所需時(shí)間和溫度取決于被滅菌物品的性質(zhì)、體積與容器類(lèi)型等。對(duì)體積大、熱傳導(dǎo)性較差的物品，加熱時(shí)間應(yīng)適當(dāng)延長(zhǎng)。

蒸汽熱穿透力強(qiáng)，可迅速引起蛋白質(zhì)凝固變性。所以高壓蒸汽滅菌在濕熱滅菌法中效果最佳、應(yīng)用較廣。當(dāng)溫度低于最低溫度范圍，微生物代謝活動(dòng)降低，接近于停止?fàn)顟B(tài)，但原生質(zhì)結(jié)構(gòu)通常并未破壞，不至于很快死亡，它可在一個(gè)較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)保存其生活力，當(dāng)溫度提高后，仍可恢復(fù)其正常生命活動(dòng)。低溫保存菌種的方法，就是利用這個(gè)原理。一般說(shuō)來(lái)，微生物在干燥和真空的條件下可保持較長(zhǎng)期的存活力。低溫對(duì)微生物的影響二、氧氣好氧菌兼性厭氧菌厭氧菌耐氧菌微好氧菌三、pHpH值表示某水溶液中氫離子濃度的負(fù)對(duì)數(shù)值。不同種類(lèi)微生物有其最適生長(zhǎng)pH外，即使同一種微生物在其不同生長(zhǎng)階段和不同的生理、生化過(guò)程，也有不同的最適pH。微生物的生命活動(dòng)過(guò)程中會(huì)能動(dòng)的改變外界環(huán)境的pH，這是培養(yǎng)基的原始pH在培養(yǎng)微生物的過(guò)程中會(huì)時(shí)時(shí)發(fā)生改變的原因。四、濕度水分是微生物生命活動(dòng)中的基本物質(zhì)之一。干燥能引起微生物細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)的變性和鹽類(lèi)濃度的增高，這是抑制微生物生長(zhǎng)或促進(jìn)其死亡的主要原因。食品工業(yè)中用干燥法將食品制成干制食品，可以達(dá)到保藏的目的。微生物的細(xì)胞表面有一層半滲透膜，它使細(xì)胞具有一定的滲透壓力，能調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)外的滲透壓，使其平衡。高滲透壓下，細(xì)胞質(zhì)壁分離低滲透壓下，細(xì)胞吸收膨脹等滲透壓下，細(xì)胞代謝正常五、滲透壓輻射是指通過(guò)空氣或外層空間以波動(dòng)方式從一個(gè)地方傳播或傳遞到另一地方的能源。它們或是離子或是電磁波。電磁輻射包括可見(jiàn)光、紅外線、紫外線、X射線和γ射線等。光量子所含能量隨不同波長(zhǎng)而改變，一般波長(zhǎng)愈長(zhǎng)，則所含能量愈低，反之則高。六、輻射(1)紫外輻射

紫外線是非電離輻射，以波長(zhǎng)265-266納米的殺菌力最強(qiáng)。紫外輻射對(duì)微生物有明顯的致死作用，是強(qiáng)殺菌劑。由于紫外線穿透能力差，不易透過(guò)不透明的物質(zhì)，故紫外殺菌燈只適用于空氣及物體表面消毒。紫外輻射的殺菌機(jī)制是復(fù)雜的，現(xiàn)知主要是由于它對(duì)DNA的作用，最明顯的是形成胸腺嘧啶二聚體。經(jīng)紫外輻射處理后，受損傷的微生物細(xì)胞若再暴露于可見(jiàn)光中，一部分可恢復(fù)正常，稱(chēng)光復(fù)活現(xiàn)象。

X射線與α射線、β射線和Υ射線均為電離輻射。在足夠劑量時(shí)，對(duì)各種細(xì)菌均有致死作用。它們的波長(zhǎng)很短，有足夠的能量從分子中逐出電子而使之電離。換句說(shuō)，電離輻射的殺菌作用不是靠輻射直接對(duì)細(xì)胞作用，而是間接地通過(guò)射線引起環(huán)境中水分子和細(xì)胞中水分子在吸收能量后導(dǎo)致電離所產(chǎn)生的自由基起作用。這些游離基團(tuán)能與細(xì)胞中的敏感大分子反應(yīng)并使之失活。電離輻射效應(yīng)無(wú)專(zhuān)一性。常用于一次性塑料制品的消毒，也用于食品的消毒。(2)電離輻射超聲波(頻率在20000赫茲以上)具有強(qiáng)烈的生物學(xué)作用。超聲波的作用是使細(xì)胞破裂，所以幾乎所有的微生物都能受其破壞，其效果與頻率、處理時(shí)間、微生物種類(lèi)、細(xì)胞大小、形狀及數(shù)量等均有關(guān)系。一般來(lái)說(shuō)，高頻率比低頻率殺菌效果好，球菌較桿菌抗性強(qiáng)。細(xì)胞芽孢具更強(qiáng)的抗性，大多數(shù)情況下不受超聲波影響。七、超聲波超聲波致死微生物是引起細(xì)胞破裂，內(nèi)含物外溢，因此，科研中常用此法破碎細(xì)胞，以研究其化學(xué)組成及結(jié)構(gòu)，發(fā)細(xì)胞結(jié)構(gòu)、抗原結(jié)構(gòu)和酶的活性等。八.某些化學(xué)物質(zhì)1、重金屬及其化合物大多數(shù)重金屬及其化合物都是有效的殺菌劑或防腐劑。其作用最強(qiáng)的是Hg、Ag和Cu。它們的殺菌作用，有的易與細(xì)胞蛋白質(zhì)結(jié)合而使之變性；有的在進(jìn)入細(xì)胞后與酶上的-SH基結(jié)合而使酶失去活性。從而抑制微生物的生長(zhǎng)或?qū)е滤劳觥?/p>

汞汞化合物有二氯化汞(HgCl2)、氯化亞汞(Hg2Cl)、氯化汞(HgCl)和有機(jī)汞。二氯化汞又名升汞，是殺菌力極強(qiáng)的消毒劑之一，1∶500-1∶2000的升汞溶液對(duì)大多數(shù)細(xì)菌有致死作用，實(shí)驗(yàn)室中曾用0.1%的HgCl2消毒非金屬器皿。由于汞鹽對(duì)金屬有腐蝕作用，而且對(duì)人及動(dòng)物有劇毒，其應(yīng)用受到較大的限制?，F(xiàn)已合成了許多汞有機(jī)化物，如硫柳汞等。毒性較低。紅汞(汞溴紅)也是最常用的消毒劑之一。銀

長(zhǎng)期來(lái)作為一種溫和防腐劑而被使用。0.1-1%硝酸銀(AgNO3)用于皮膚消毒。新生嬰兒常用1%硝酸銀滴入眼內(nèi)以預(yù)防傳染性眼炎。蛋白質(zhì)與銀或氧化銀制成的膠體銀化物，刺激性較小，也可作為消毒劑或防腐劑。銅

硫酸銅是主要的銅化物殺菌劑，對(duì)真菌及藻類(lèi)效果較好。在農(nóng)業(yè)上為了殺傷真菌、螨以至防治某些植物病害，常用硫酸銅與石灰以適當(dāng)比例配制成波爾多液使用。酚又名石炭酸。它們對(duì)細(xì)菌的有害作用可能主要是使蛋白變性，同時(shí)又有表面活性劑的作用，破壞細(xì)菌膜的透性，使細(xì)胞內(nèi)含物外溢。當(dāng)濃度高時(shí)是致死因子，反之則起抑菌作用。例如：0.5-1%的水溶液可用于皮膚消毒，但具刺激性；2-5%的溶液可用于消毒痰、糞便與用具；3-5%的溶液有很好的殺菌效果；5%的則用作噴霧以消毒空氣。芽孢與病毒比細(xì)菌營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞的抗性強(qiáng)，細(xì)菌的芽孢在5%的石炭酸溶液中仍可存活幾小時(shí)。2、酚及其衍生物甲酚酚的衍生物，殺菌力比酚強(qiáng)幾倍。甲酚在水中的溶解度較低，但在皂液與堿性溶液中易形成乳濁液。市售的消毒劑煤酚皂液(來(lái)蘇爾)就是甲酚與肥皂的混合液，常用3-5%的溶液來(lái)消毒皮膚、桌面及用具等。它是脫水劑、蛋白質(zhì)變性劑，也是脂溶劑，可使蛋白質(zhì)脫水、變性，損害細(xì)胞而具殺菌能力。50-75%的乙醇便可殺死營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞；75%的乙醇?xì)⒕Ч詈茫^(guò)75%以至無(wú)水酒精效果較差。無(wú)水乙醇可能與菌體接觸后迅速脫水，表面蛋白質(zhì)凝固，形成了保護(hù)膜，阻止了乙醇分子進(jìn)一步滲入。使用時(shí)應(yīng)根據(jù)消毒物品干燥與否來(lái)確定使用濃度。乙醇是普遍使用的消毒劑，常用于實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的玻棒、玻片及其他用具的消毒。3、醇甲醇的殺菌力較乙醇差，而且對(duì)人，尤其是對(duì)眼睛有害，不適于作消毒劑。醇類(lèi)物質(zhì)，隨著分子量的增大，殺菌力增強(qiáng)。例如戊醇＞丁醇＞丙醇＞乙醇＞甲醇。那些高級(jí)醇雖殺菌力強(qiáng)于乙醇，由于丙醇以上的醇不易與水相混，故一般不用作消毒劑。甲醛也是一種常用的殺細(xì)菌與殺真菌劑，效果良好。純甲醛為氣體狀，可溶于水，市售的福爾馬林溶液就是37-40%的甲醛水溶液。由于甲醛具有腐蝕性而且刺激性很大，不宜人體使用，一般用10%的溶液進(jìn)行熏蒸以消毒廠房、無(wú)菌室或者傳染病患者的家具、房屋等。甲醛既有殺菌作用又有抑菌作用，也不受有機(jī)物質(zhì)的影響。4、甲醛碘

是強(qiáng)殺菌劑。3-7%碘溶于70-83%的乙醇中配制成碘酊，是皮膚及小傷口有效的消毒劑。碘一般都作外用藥。據(jù)試驗(yàn)，1%的碘酒或1%碘甘油溶液，10分鐘內(nèi)可殺死一般的細(xì)菌和真菌，并使病毒滅活。關(guān)于碘的殺菌機(jī)制還不清楚，有人認(rèn)為，它的作用可能是碘不可逆地與菌體蛋白質(zhì)(或酶)中的酪氨酸