环境因素对微生物生长的影响.doc

环境因素对微生物生长的影响一、温度的影响1.高温的影响 一般来说无芽孢的细菌在水中加热到100迅速死亡。 （一）高温杀菌的机理 提问：？1）蛋白质、核酸变性2）细胞膜溶解 细胞膜中的脂类在高温作用下溶解，“失血过多”（二）影响高温杀菌的因素 细菌的种类、含水量、芽孢有无、以及湿热或干热 1）细菌种类2）含水量 细菌细胞含水量高的更容易被杀死。分子层次现象蛋白质的凝固温度与含水量有关，含水量越高，蛋白质凝固温度越低，反之亦然。3）芽孢4）湿热与干热 湿热水蒸汽 （ 121 2030min）干热 热空气 （160170 2h灭菌）提问：？湿热灭菌温度低时间短保水（热空气蒸发蛋白质水分）；蒸汽冷凝放热；凝水热传导能力强于空气；2.适宜温度 提问：为什么会存在适宜温度？ 酶的活性 根据细菌适宜温度的不同，可将细菌分为四大类， 嗜冷菌、嗜中温菌、嗜热菌、嗜超热菌。 废水中的细菌一般都是嗜中温菌，最适温度多在30左右，嗜冷菌和嗜热菌占少数。3低温 低温细胞结冻最适温度下限 进入休眠状态 提问：？酶活性降低，导致代谢、遗传普遍停滞；膜细胞流动性变差 。一旦获得适宜温度，即可恢复活性提问：细胞内外冻结易导致死亡，原因何在？冰渣导致细胞膜破裂，失“血”过多嗜中温菌（耐冷喜温）一般在5以下处于休眠状态，因此通常实验室用冰箱的4冷藏温度保藏细菌，或甘油、石蜡冷冻保存菌种？低温下冷藏的食物变质嗜冷细菌（或霉菌）的最适宜温度在515之间。 提问：嗜冷细菌的秘密武器是什么？具备低温活性酶 细胞质膜含有大量的不饱和脂肪酸，在低温下能保持半流动性，使之能有效地集中必需的营养物质。二、pH的影响 大多数细菌最适环境pH为68，可生存的pH范围在410之间。 研究表明细胞内部由于细胞膜的屏蔽作用、磷酸盐缓冲及细菌能动的调节，pH一般都保持中性，环境的pH难以影响细胞内的pH变化。 提问：外界的pH变化如何对细菌产生影响？1. 影响细胞膜蛋白及胞外水解酶的活性 从而影响营养物的正常吸收与转运2.影响营养物的解离与吸收 主要影响一些极性营养物如脂肪酸、氨基酸 以乙酸的吸收为例 某些细菌，例如氧化铁硫杆菌和其他极端嗜酸茵，需在酸性环境中生活，其最适pH为3，在pH为1.5时仍可生活。 各种工业废水通常设前调节池，维持曝气池pH7左右。 事实上，净化污(废)水的微生物适应pH变化的能力比较强，pH在6.58.5均可不加调节。三、氧化还原电位（ORP) 提问：什么是氧化还原电位？ 某物质与氢电极构成原电池时的电压高低,反映物质氧化性强弱。 通常如何测定水样的氧化还原电位？pH测定仪mv档，其中一个惰性的铂丝电极与一个参比电极（如甘汞电极）提问：影响水样氧化还原电位的因素有哪些？氧化性物质（主要是氧气浓度）与还原性物质（有机物、H2S等）的含量好氧活性污泥法 控制在200600mV是正常的 提问：过低过高如何调节？ 改变曝气力度 厌氧污泥或污水处理系统应控制在在100200mV 过高，将不利于厌氧细菌的生长，应改进工艺降低水中溶解氧量。四、干燥 细菌基本上是生活在水中的生物。 提问：环境中过于干燥，细菌如何生存？ （在不受热和其它外界因素干扰下）干燥细胞将处于长期休眠状态 用干燥法防止食物腐败（细菌滋生） 如方便面、干果、肉干、葡萄干等。 用干燥法来保存细菌，如将细菌放置在干燥的沙土中可以长期保存。 一旦提供潮气则会很快复活。五渗透压 是不同溶液被半透膜隔离开时，由于膜半透性及两侧水分子浓度差异形成的水压 。 衡量方法：通常以一定浓度溶液与纯水间形成的渗透压作为该溶液的渗透压 提问：水将从 渗透压一方流向 渗透压的一方？ 低、高 渗透压可影响细菌生存：1.相同渗透压溶液中 细菌细胞内水含量稳定，细菌生活得最好。 等渗透压溶液0.85的食盐(NaCl)溶液（生理盐水）。常作为进行细菌稀释分离的稀释液。2.高渗透压溶液中 提问：哪些是高渗透压溶液？细菌会发生什么现象？ 浓溶液；质壁分离 反用之防腐（细菌滋生） 如用530%的盐水腌咸菜、咸鱼，用6080%的糖溶液做蜜饯等。海洋对各种病原菌（淡水菌）的杀灭高含盐废水（如油田采出水）难于生物处理的原因 提问：如何解决？冲稀;防垢剂;细菌基因改造；3.低渗透压溶液 提问：细菌于其中会如何？如纯水 外界大量水流入细菌细胞内，细胞膨胀，甚至破裂。 综合以上几点，在微生物实验室中稀释菌液，应该用生理盐水（0.85%） (除非稀释后马上就用的可以用无菌的蒸馏水。)六光线 （包括阳光和灯光） 1.阳光提问：通常细菌在阴暗环境中能够更好的生长，原因？紫外线（波长0.1400nm）一般细菌在紫外线下照射5min即能被杀死，芽孢则需10min。紫外线波长在260nm左右者杀菌力最强提问：杀菌机理？蛋白质和核酸变性2.灯光 杀菌的光源 254nm的紫外光 缺点穿透性很弱甚至于不能透过普通玻璃，因此只作为容器的表面杀菌，或无菌室中的空气杀菌。 （二）X-射线、射线(不带电) 来源铱, X-射线10-30.1nm 钴、镭, 射线10-6nm 特点高能量，穿透力强已经开始被用于油田注水杀细菌(腐蚀性细菌)。杀菌机理？高能量激发水分解产生O自由基或H2O2等强氧化剂 优缺点？一次性投资较大，但使用时成本较低，杀菌效果稳定七.超声波 提问：超声波？ 超过人的听觉能力上限20千Hz（波长小于1.6cm）的声波人工来源振动头几乎所有的细菌体都能被超声波所破坏，但敏感程度各有不同。* 超声波的杀菌（或细胞破碎）的机理？八化学药剂 指对细菌有抑制作用的药剂（对细菌生长有利的药剂被归于营养物） 1.无机药剂 （一）重金属 提问：机理？ 与酶的SH结合，使酶变性 低浓度时可作为细菌的营养物，高浓度则对细菌产生抑制。 1）铜 硫酸铜对真菌和藻类的杀伤力比细菌强。常用硫酸铜与石灰配制成的波尔多液，在农业上可用以防治某些植物病毒。 提问：在远距离取水样作检测时，一般1L混合液中加10ml质量浓度为1gL的硫酸铜，原因何在？ 抑制携带过程中微生物的呼吸，尽量保持水质不变。（二）氧化剂与酸碱 提问：机理？ 氧化细胞膜穿孔0.1的高锰酸钾溶液常用于消毒公用茶具和水果、皮肤。漂白粉、液氯、臭氧、三氯异氰尿酸：常用于饮水或游泳池水的消毒。醋酸、石灰乳（生石灰：水1： 48 可有效地消毒粪便和其它排泄物）2.有机药剂 （一）醇（中效） 提问：机理？（对人轻脱水、损害胃粘膜重神经抑制呼吸、心跳衰竭）对微生物脱水剂和脂溶剂 可使蛋白质脱水、变性，溶解细胞质膜的脂类物质，进而杀死微生物机体。1）乙醇体积分数为7080的乙醇杀菌力最强。乙醇浓度过低或过纯杀菌力差；提问：过纯？差提示：革兰氏染色（95乙醇脱色）可使细胞表面迅速失水，表面蛋白质沉淀变性形成一层致密薄膜，阻止乙醇分子进入菌体内，故杀菌差。2）甲醇 甲醇杀菌力差，对人有毒，不作杀菌剂。3）其它醇丙醇、丁醇及其他高级醇的杀菌力均比乙醇强，但由于不溶于水，不作杀菌剂。（二）甲醛（高效） 甲醛是气体，质量浓度为370400gL的甲醛水溶液称为福尔马林，很有效的杀菌剂，是动物标本的防腐剂。其蒸气有强烈的刺激性，有杀菌和抑菌作用。可用福尔马林蒸熏、消毒厂房及无菌室，用量为每立方米空间10ml。机理？甲醛（-C=O）与酶蛋白质的氨基(一NH2)结合而干扰细菌的代谢机能。（三）酚 低浓度时是微生物的营养源。 10gL的苯酚溶液在20min内可杀死细菌；3050gL的石炭酸溶液几min可杀死细菌 甲酚的杀菌力比其他酚强几倍，难溶于水，易与皂液或碱液形成乳浊液，叫来苏水。医院中常用。 杀菌机理：使蛋白质变性、破坏细胞膜的通透性。（四）表面活性剂 中介改变油与水的亲和力 溶解改变细胞膜通透性，“失血” （“公关”糖衣炮弹） 阳离子型洗涤剂（有机铵盐新洁尔灭、ABS）杀菌力强。非离子型的洗涤剂没有杀菌力。3）染料 共同特征是具有共轭双键（C=N），对可见光具有选择吸光性 细菌蛋白质抑制剂，与蛋白质上的羧酸和核酸上的磷酸基结合，阻断细胞正常的代谢过程。 紫药水就是1浓度的结晶紫溶液（可致癌）。细菌单染色（结晶紫）时浓度一般在0.15范围内。活性污泥微生物经长期驯化，能分解染料，净化印染废水。4）抗生素 抗生素有广谱和狭谱之分 提问：什么是广谱、狭谱？ 广普遍 氯霉素、金霉素、土霉素和四环素 狭不普遍 青霉素只能杀死或抑制革兰氏阳性菌，多粘菌素只能杀死革兰氏阴性菌，叫狭谱抗生素。抗生素对微生物的影响有以下四方面： 抑制细胞壁形成 青霉素抑制革兰氏阳性菌肽聚糖的合成，进而阻碍细胞壁合成；菌体内部不断由于物质合成膨大，细胞壁不生长，菌体胀破。 提问：青霉素对人体有害吗？为什么？ 本身没有。人和动物的细胞不具细胞壁，不含肽聚糖，所以不受青霉素的损害。 提问：为什么打青霉素先作皮试？ 56人会有严重过敏反应（免疫系统自杀行为） 破坏微生物的细胞膜 多粘菌素中的游离氨基与革兰氏阴性菌细胞质膜中的磷酸根(P043)结合，损伤其细胞质膜。 抑制蛋白质合成 氯霉素、金霉素、土霉素、四环素、链霉素、卡那霉素、新霉素、庆大霉素、嘌呤霉素及春日霉素等都能与核糖体蛋白结合，