第五章微生物的生长繁殖与生存因子

第五章微生物生长繁殖与生存因子第一节微生物的生长繁殖一、微生物生长繁殖的概念生长繁殖发育世代时间＊单细胞生物与多细胞生物的有关概念不同二、研究微生物生长繁殖的方法（一）分批培养培养方法生长曲线停滞期（迟滞期）对数期静止期衰亡期Monod方程假设Ks=5,S0=100,μmax=0.5,b=0.02,N0=1000，基质的降解为一级反应bSKSSmax（二）连续培养恒浊连续培养恒化连续培养三、细菌生长曲线在废水生化处理中的应用常规活性污泥法高负荷活性污泥法延时曝气法四、微生物生长量的测定方法测定微生物总数计数量直接计数；染色涂片计数；比浊法；测定活细菌数平板计数法计算生长量干重法；含氮量；DNA测试；生理指标法第二节微生物的生存因子一、温度二、pH不同微生物对pH的要求不同大多数细菌、藻类和原生动物6.5~7.5放线菌7.5~8.0酵母菌和霉菌3~6尽管特定的微生物生长需要一特殊的pH，最适生长的pH中代表了外环境的pH，而内环境的pH必须接近中性，以防止那些对酸或碱易变性的大分子受到破坏。三、氧化还原电位不同微生物的要求不同好氧Eh+300～+400mv（100mv)专性厌氧Eh-200～-400mv兼性厌氧EhEh受溶解氧影响很大环境中pH影响氧化电位的控制四、溶解氧好氧微生物兼氧微生物巴士德效应厌氧微生物专性厌氧微生物非专性厌氧微生物-厌氧耐氧微生物五、太阳辐射紫外线的杀菌作用部分微生物具有光合作用六、水的活度（一）水的活度在一定温度下，某溶液或物质与一定空间空气相平衡时的含水量与饱和水量的比值。水活度材料微生物1.000纯净水柄杆菌属0.995人体血液链球菌属0.980海水假单胞菌0.950面包许多G+菌0.900枫树叶G+0.800蛋糕、果酱酵母、青霉0.700谷类、糖果其他嗜干真菌（二）渗透压第三节微生物生长的控制一、紫外辐射和电离辐射（一）紫外辐射对微生物的影响原理应用消毒育种（二）电离辐射原理应用二、超声波对微生物的影响超声波：＞20000Hz作用机理应用三、极端温度对微生物的影响原理应用消毒与灭菌常用的灭菌方法巴氏消毒法是减少牛奶等热敏感食品中微生物含量的过程。它得名于首次使用该法来控制酒变质的路易斯·巴斯德。巴氏消毒法不同于普通灭菌法，它不能杀死所有的微生物。牛奶的巴氏灭菌法是使牛奶通过热交换器。控制牛奶在与热源接触的管道中的流量和流速，使其在71℃维持15秒，然后迅速冷却。该过程称为巴氏瞬间灭菌法。牛奶也可在大容器中被加热至63-66℃，并维持30分钟。这种称为巴氏批量灭菌的方法四、化学物质对生长的控制化学试剂也可以控制微生物的生长。能杀死或抑制微生物生长的化学物质称抗微生物剂。这类物质可以是人工合成的，也可以是天然产物。能杀死微生物的试剂称致死剂，根据它们杀死微生物的种类不同可分为杀细菌剂、杀真菌剂和杀病毒剂。不杀死微生物，只起抑制其生长作用的试剂称为抑制剂。特异性不同的抑制剂分别称为细菌抑制剂、真菌抑制剂和病毒抑制剂。五、消毒剂与防腐剂消毒剂是用于非生命体杀菌的化学物质，而防腐剂是能杀死微生物或抑制微生物生长的化学物质，这类物质对活组织是无毒性的。化学类抗微生物剂通常指杀菌剂，广泛用在不能使用加热灭菌的情况下。六、过滤灭菌虽然加热法是最常见、最有效的液体灭菌法，但不适合用于热敏感气体或液体的灭菌。过滤法则是一种有效的方法。过滤器是一种带有小孔的装置，它可以使气体和液体通过却阻止了微生物，从而达到灭菌的目的。灭菌中所涉及到的微生物大小不等，它们的直径大的可达10μm以上，小的仅为0.3μm。病毒学中也常用滤器处理仅为10nm的病毒粒子七、极端pH对微生物的影响原理等电点离子化用作用酶的最适pH温度应用八、生长因子类似物虽然其中的消毒剂可用于皮肤杀菌，但大多数抗微生物剂对人体毒性太大，不能直接使用。能在内部组织中使用的试剂可用来控制传染病的发生，称为化学治疗剂。一种成功的化学治疗剂应具有选择性毒力，能在不影响人体的情况下杀死寄生菌及其他微生物。生长因子是指微生物不能合成，只能加入到培养基中供微生物生长所需的特殊化学物质。与生长因子相关并能阻碍其利用的物质称为生长因子类似物，它在结构上与生长因子类似，但二者在细胞中的作用则完全不同。最早发现的化学治疗剂是磺胺类药物，它能特异性地抑制细菌的生长，目前已被成功地用于治疗某些疾病。最简单的磺胺类药物是对氨基苯磺酞胺或称磺胺，它是细菌合成叶酸的前体—对氨基苯甲酸的结构类似物。磺胺的加入可以阻断叶酸的合成。高等生物从饮食中获得叶酸，而微生物的叶酸是自体合成的。因此，磺胺只对细菌细胞起作用。九、抗生素抗生素是由某些微生物产生的能杀死或抑制其他微生物的化学物质。抗生素也是一类特殊的化学治疗剂，与生长因子类似物所不同的是它是天然产物（由某些微生物产生）而非人工合成的。现已发现的大量抗生素中真正有医药价值的仅占1％，这些抗生素对治疗传染病起了很大的作用。某些天然的抗生素经化学修饰后更有效，这类经过化学修饰的抗生素称半合成抗生素。可根据抗生素或其他化学治疗剂的化学结构或作用方式将它们分类。细菌中抗生素的主要作用目标是细胞壁、细胞膜和蛋白质及核酸的生物合成过程。十、病毒的控制化学抑制病毒复制的许多步骤都依赖于宿主细胞，因此很难在不影响宿主细胞的前提下抑制病毒的复制。基于上述原因，抗病毒剂的研制并没有随着抗菌剂在医疗中的成功而发展。有些抗病毒复合物能在实验室条件下较好地控制病毒感染,其中的某些种类已用于临床，但这些物质的作用都比较有限。干扰素干扰素是许多动物细胞被病毒感染后产生的抗病毒物质。它们是一些低分子量的蛋白质(17,000Da)能阻止病毒在正常细胞中的复制。干扰素具有宿主特异性而非病毒特异性，某一物种产生的干扰素只能识别同一物种内部的细胞上的特异性受体。干扰素不影响未被感染的细胞。它通过阻碍病毒的RNA合成来抑制病毒特异性蛋白的合成，并且具有很强的专一性。第四节微生物与微生物之间的关系第五节菌种的退化、复壮与保藏一、菌种的退化与复壮菌种的退化菌种的复壮纯种分离通过寄主进行复壮联合联合复壮二、菌种的保藏定期移植法干燥法隔绝空气法蒸馏水悬浮法综合法