微生物學課件：第6章 微生物生長

第六章微生物生長1本章提要

一、微生物的群體生長曲線二、影響微生物生長的主要環(huán)境因素三、控制有害微生物的生長2一、微生物的群體生長（一）細菌的生長曲線是一條定量描述細菌群體生長規(guī)律的實驗曲線。把少量純種細菌接種到一定體積的液體培養(yǎng)基，在適宜的溫度、通氣、營養(yǎng)條件下進行培養(yǎng)。

3

以細胞數(shù)目的對數(shù)作縱坐標,以培養(yǎng)時間作橫坐標,可畫出一條曲線,稱為細菌生長曲線。共分4個時期:

延滯期、對數(shù)期、穩(wěn)定期和衰亡期。451.延滯期細胞數(shù)目不增加。2.對數(shù)期細胞數(shù)目呈對數(shù)生長。生長速率最大，代時最短。3.穩(wěn)定期

新分裂的細胞數(shù)等于死亡的細胞數(shù)，活菌數(shù)達到最高值，生長速率下降到零。4.衰亡期細胞死亡速度超過分裂速度，細胞出現(xiàn)畸形、自溶和死亡。6（二）微生物的連續(xù)培養(yǎng)由于營養(yǎng)物的耗盡和有害代謝產(chǎn)物的積累，導致細菌由對數(shù)生長轉向衰亡。在微生物培養(yǎng)過程中，若以一定速度連續(xù)補充新鮮培養(yǎng)基，并以相同速度不斷排出培養(yǎng)物，使細菌能夠持續(xù)穩(wěn)定保持對數(shù)生長。連續(xù)培養(yǎng)裝置有兩種類型：即恒濁器連續(xù)培養(yǎng)和恒化器連續(xù)培養(yǎng)。78二、影響微生物生長的主要環(huán)境因素（一）溫度

1.最適、最高和最低生長溫變（1）最適生長溫度：是指微生物生長速率最高或代時最短的生長溫度。（2）最高生長溫度：超過此溫度微生物則死亡。（3）最低生長溫度：低于此溫度微生物停止生長但并不死亡。

大腸桿菌最適生長溫度是37℃～42℃，最高生長溫度是46℃，最低生長溫度是10～12℃。92.中溫、高溫和低溫微生物

根據(jù)最適生長溫度，可將微生物分為：（1）中溫微生物

室溫菌為25℃，體溫菌為37℃，絕大多數(shù)微生物屬于這一類。（2）高溫微生物在70℃以上能夠生長的微生物稱為嗜熱菌。（3）低溫微生物最適生長溫度在15℃左右，他們能在較低溫度下生長。10（二）氧氣

1.微生物生長與氧關系根據(jù)微生物生長與氧的關系，可將微生物分為：

好氧菌微好氧菌兼性厭氧菌耐氧菌厭氧菌

1112132.氧對厭氧菌的毒害作用微生物在代謝過程中，細胞會產(chǎn)生一些有毒的氧的衍生物如超氧陰離子、H2O2等。細胞中的超氧陰離子是一種強的氧化劑，它能氧化細胞中生物大分子，使細胞損傷、突變、甚至死亡。14

好氧菌和大多數(shù)兼性好氧菌：

一般都含有超氧化物歧化酶和過氧化氫酶，前者可催化超氧陰離子生成H2O2

，后者將H2O2

分解成H2O。

厭氧菌：

胞內卻僅含有很少或完全不含超氧化物歧化酶，故不能夠分解超氧陰離子，這可能就是氧對厭氧菌具有毒害作用的主要原因。15（三）pH

（1）對某一種微生物來說有其生長的最適、最低和最高的pH范圍。（2）對不同微生物則存在著不同的最適、最低和最高的pH范圍。（3）同一種微生物在不同的生長階段也有其不同的最適pH。例如黑曲霉，

菌體生長（pH2.5～6.5

），

產(chǎn)生檸檬酸（pH2～2.5

），

產(chǎn)生草酸（pH7

）。16

pH的主要影響：①細胞膜的通透性②膜結構的穩(wěn)定性③培養(yǎng)基中營養(yǎng)物質的溶解度、離子化程度。進而影響微生物對營養(yǎng)物質的吸收，從而影響微生物的生長。17三、有害微生物的控制（一）物理因素物理因素主要有高溫、輻射、過濾除菌、高滲、干燥等。181.高溫滅菌（1）高壓蒸汽滅菌

一般在121℃滅菌15～20分鐘。這是應用最廣泛的一種滅菌方法。（2）間歇滅菌

第1天將物品蒸煮15～60分鐘，殺死物體內外微生物的營養(yǎng)體，然后冷卻至室溫，培養(yǎng)過夜；

第2天，第3天各重復第1天操作。19（3）超高溫滅菌

135～150℃，滅菌2～6S，既達到殺死液體食品中的病原微生物，又保存食品的營養(yǎng)和風味。國際奶業(yè)推崇的牛奶巴氏殺菌：72～75℃，15～16S或80～85℃，10～15S。（4）煮沸消毒

煮沸15分鐘或更長時間，達到殺死物品中的病原微生物。（5）干熱滅菌一般在170℃滅菌1h或在160℃滅菌2h。此法適用于對一些玻璃器皿或金屬制品等耐熱物品進行滅菌。202.輻射

紫外線、微波、X射線和γ射線等。3.過濾除菌常用醋酸纖維素或硝酸纖維素制成的濾膜（膜中微孔直徑為0.22～0.45μm）滅菌后使用，溶液通過過濾后，可除去溶液中的細菌，但無法除去溶液中的病毒。21（二）化學物質

1.抗代謝物

2.抗生素

3.微生物的抗藥性221.抗代謝物磺胺類藥物作用機制：

磺胺類藥物是細菌生長因子葉酸組成成分對氨基苯甲酸的結構類似物，磺胺類藥物可取代對氨基酸苯甲酸與二氫蝶酸合成酶結合，從而干擾了葉酸的正常合成，導致代謝發(fā)生混亂。因而抑制細菌生長。

人自身不會合成葉酸，必須從食物中吸收葉酸，因而對磺胺類藥物不敏感。23圖9-36磺胺類藥物作用機24

2.抗生素（1）抑制細胞壁合成青霉素是抑制細菌細胞壁肽聚糖合成最后階段的交聯(lián)作用即轉肽反應。①青霉素是肽聚糖單體五肽尾末端D-丙氨酰-D丙氨酸的結構類似物，兩者可競爭轉肽酶。25②當青霉素存在時，轉肽酶與青霉素結合，導致第2個單體五肽末端D-丙氨酸未能被轉肽酶移去，第1個單體的甘氨酸橋的游離端無法與第2個單體五肽末端的第4個氨基酸（D-丙氨酸）相接。結果前后兩個肽聚糖單體的肽橋無法交聯(lián)，細胞壁的網(wǎng)狀結構不能形成，成為細胞壁缺損細胞。26③在低滲條件下,細胞壁缺損細菌常因細胞破裂而死亡。④青霉素只抑制正在生長的細菌,而對人和動物無毒害作用,因人和動物不具有細胞壁。2728（2）破壞細胞膜結構

①破壞細菌細胞膜結構抗生素：多肽類抗生素如多粘菌素E，短桿菌肽S等。

②破壞真菌細胞膜結構抗生素：多烯類抗生素如制霉菌素，兩性霉素等。這類抗生素對人和動物毒性較大，故只能作為外用藥。29（3）抑制蛋白質合成①作用于核糖體30S亞基的抗生素：氨基糖苷類抗生素如鏈霉素、卡那霉素、慶大霉素等。②作用于核糖體50S亞基的抗生素：大環(huán)內酯抗生素如紅霉素、螺旋霉素等。30（4）抑制核酸合成

A.抑制DNA復制的抗生素如絲裂霉素C。

B.

抑制轉錄(即抑制RNA合成)的抗生素①作用于DNA模板如放線菌素D。②作用于依賴DNA的RNA聚合酶如利福平等。31一3.微生物的抗藥性

（1）抗藥性菌產(chǎn)生了鈍化或分解藥物的酶。①抗青霉素菌株：產(chǎn)生β丙酰胺酶，使青霉素分子中的β內酰胺環(huán)開裂而失效。②抗氯霉素菌株：產(chǎn)生轉乙?；福挂阴；穆让顾厥?。

32③抗卡那霉素菌株：產(chǎn)生磷酸轉移酶，使磷酸化的卡那霉素失效。④抗鏈霉素菌株：產(chǎn)生磷酸轉移酶和腺苷轉移酶，磷酸鏈霉素和腺苷鏈霉素失效。33（2）抗藥性菌株中與藥物作用部位結構發(fā)生改變。①抗磺胺菌株中：二氫蝶酸合成酶結構基因發(fā)生改變，磺胺藥與突變后合成的酶不起作用，故細菌對磺胺表現(xiàn)了抗性。