微生物的生长繁殖及其控制

第6章微生物的生长繁殖及其控制

6.5微生物生长繁殖的控制内容提要6.1细菌的个体生长6.2细菌的群体生长繁殖6.3真菌的生长与繁殖6.4环境对生长的影响及生长的测定生长与繁殖的概念发育——从生长到繁殖，是生物的构造和机能从简单到复杂、从量变到质变的发展变化过程，这一过程称为发育。繁殖——生命个体生长到一定阶段，通过特定方式产生新的生命个体，即引起生命个体数量增加的生物学过程。生长——微生物细胞吸收营养物质，进行新陈代谢，当同化作用>异化作用时，生命个体的重量和体积不断增大的过程。个体生长——微生物细胞个体吸收营养物质，进行新陈代谢，原生质与细胞组分的增加为个体生长。群体生长——群体中个体数目的增加。可以用重量、体积、密度或浓度来衡量。（由于微生物的个体极小，所以常用群体生长来反映个体生长的状况）个体生长个体繁殖群体生长群体生长=个体生长+个体繁殖6.1细菌的个体生长根据子细胞大小分为：同型分裂：分裂后两个子细胞大小相等。异型分裂：分裂后两个子细胞大小不等。1.细菌生长繁殖方式裂殖繁殖：一个细胞分裂为二个子细胞，表现为横分裂。染色体DNA的复制和分离(2)细胞壁扩增(3)细菌的分裂与调节2.细菌分裂过程1、细菌的群体生长规律－细菌生长曲线（Growthcurve）

将少量单细胞的纯培养，接种到一恒定容积的新鲜液体培养基中，在适宜条件下培养，每隔一定时间取样，测菌细胞数目。以培养时间为横坐标，以细菌增长数目的对数为纵坐标，绘制所得的曲线。6.2细菌的群体生长繁殖典型的生长曲线

（Growthcurve）延滞期对数期稳定期衰亡期时期的划分：按照生长速率常数（growthraceconstant）不同

把细菌接种到新鲜的培养基中培养时，并不立即进行分裂繁殖，这时需要合成多种酶，辅酶和某些中间代谢产物，要经过一个调整和适应过程。延滞期(lagphase)1、出现原因：改变菌种的遗传特性，对数期接种，加大接种量，培养前后条件一致。2、特点：生长速率常数等于零；体积增长快；代谢活力强；RNA含量增加；对不良条件抵抗能力降低。3、影响因素：遗传性，菌龄，接种量，前后条件是否一致。4、缩短延滞期方法：对数期（logarithmicphase）

其他名称：指数期

1、现象：细胞数目以几何级数增加，其对数与时间呈直线关系。（1）生长速率常数最大，即代时最短。（2）细胞进行平衡生长，菌体大小、形态、生理特征等比较一致，代谢最旺盛（3）细胞对理化因素较敏感。

2、特点：3、影响因素：菌种、营养成分、营养物浓度、培养温度4、应用意义（1）由于此时期的菌种比较健壮，增殖噬菌体的最适菌龄，生产上用作接种的最佳菌龄。（2）发酵工业上尽量延长该期，以达到较高的菌体密度。（3）食品工业上尽量使有害微生物不能进入此期。（4）是生理代谢及遗传研究或进行染色、形态观察等的良好材料。稳定期(stationaryphase)1、出现原因

营养的消耗；营养物比例失调；有害代谢产物积累；环境条件不适。活菌数保持相对稳定，总菌数达最高水平；初级代谢物积累达到最高峰；芽孢杆菌这时开始形成芽孢。细胞及初级代谢生产收获时期。2、特点（1）发酵生产形成的重要时期（2）稳定期细胞数目及产物积累达到最高。3、应用意义（2）特点

细菌死亡数大于增殖数,活菌数明显减少,群体衰落；细胞出现多形态,大小不等的畸形,衰退形；细胞死亡,出现自溶现象。

衰亡期(deathphase)

生长条件的进一步恶化，使细胞内的分解代谢大大超过合成代谢，继而导致菌体的死亡。

（1）产生原因2、生长的数学模型（mathematicsforgrowth）

dN/dt=μN---------(1)μ＝2.303(lgNt－lgN0)/t1－t0

n=(lgNt－lgN0

）/lg2=3.3lgNt/N0-------(2)G=(t1－t0)/3.3

(lgNt－lgN0)-----(3)n为繁殖的代数;代时（generation）:每个细菌分裂繁殖一代所需要的时间。通常以G表示。N:每毫升培养液中细胞的数量；μ：比生长速率例：大肠杆菌接种时N0＝100个/ml，经1小时的迟缓期后进入对数生长期，再过400分钟达到109个/ml，求G，n，μμ＝2.303(lgNt－lgN0)/t1－t0＝0.057代/min解：因t1－t0＝400min，N0＝100个/ml，

Nt＝109个/ml。n＝3.3(lg109－lg102)=3.3×7＝23.1G=(400－0)/23.1＝17.3min3、主要生长参数lnNt－lnN0＝μ（t1－t0）-(1)

＝μ△tlnNt=μ△t+lnN0----------(2)Tp－Ti＝迟缓时间(1)迟缓时间（T）(2)比生长速率（μ）

比生长速率与微生物的生长基质浓度密切相关。目前一般用莫诺（Monod）经验公式表示：

μ＝μm×{S/(Ks+S)}μm:最大比生长速率

S：生长的基质浓度

Ks：比生长速率为最大比生长速率一半时的基质浓度。

(3）总生长量总生长量：在某一时间里，通过培养所获的微生物总量与原来接种的微生物量之差值。与总生长量相关的另一个参数是产量常数（K）

K＝总生长量/所消耗基质的总量K值大小代表微生物对基质同化的效率，反映了微生物利用某种基质的生长效果，因此，在生产实践中应采取有效措施，提高K值以创造更大的经济效益。4、同步培养同步生长：使群体细胞能处于同一生长阶段，并同时进行分裂的生长方式。同步细胞：细胞群体在任何一时刻都处在细胞周期的同一相，彼此间形态、生化特征都很一致，因而是细胞学、生理学和生物化学等研究的良好材料。同步培养（synchronousculture）：使群体中不同步的细胞转变成能同时进行生长或分裂的群体细胞。（1）微生物的个体生长和同步生长（2）同步培养的方法

同步培养方法机械法离心法过滤分离法硝酸纤维素滤膜法环境条件控制技术温度调整法营养条件调整法最高稳定期培养物接种抑制DNA合成法5、连续培养（continuousculture）分批培养（batchculture）：将微生物置于一定容积的定量的培养基中培养，培养基一次性加入。不再补充和更换，最后一次性收获。连续培养（continuousculture）：在微生物的整个培养期间，通过一定的方式使微生物以恒定的比生长速率生长并能持续下去的培养方法。单批培养恒浊法恒化法单批培养 连续培养 时间连续流入新鲜培养液lg细胞数（个/ml）连续培养连续培养原理连续培养理论基础：由于对典型生长曲线中稳定期到来原因的认识，采取相应有效措施推迟其来临，从而发展出现在的连续培养技术。原理：当微生物在单批培养方式下生长达到对数期后期时，一方面以一定的速度流进新鲜培养基并搅拌，另一方面以溢流方式流出培养液，使培养物达到动态平衡，其中的微生物就能长期保持对数期的平衡生长状态和稳定的生长速率。特点

优点：缩短发酵周期；便于自动控制；产物质量均一；

缺点：菌种易退化；易染杂菌。方式

恒化连续培养恒浊连续培养稀释率（D）；单位时间流过培养容器的体积数。停留时间：稀释率（D）的倒数。连续培养的平衡状态；μ=DMonod方程为D=μmS/（Ks+S）即S=KsD/（μm-D）（1）连续培养技术——恒化连续培养以恒定流速使营养物质浓度恒定而保持细菌生长速率恒定的方法。原理：通过控制某一种营养物浓度（如碳、氮源、生长因子等），使其始终成为生长限制因子，而达到控制培养液流速保持不变，并使微生物始终在低于其最高生长速率条件下进行生长繁殖。特点：维持营养成分的亚适量，控制微生物生长速率。菌体生长速率恒定，菌体均一、密度稳定，产量低于最高菌体产量。应用范围：实验室科学研究开放式连续培养通过调节培养基流速，使培养液浊度保持恒定的连续培养方法。原理：通过调节新鲜培养基流入的速度和培养物流出的速度来维持菌浓度不变,即浊度不变。主要采用恒浊器，当浊度高时，使新鲜培养基的流速加快，浊度降低，则减慢培养基的流速。特点：基质过量，微生物始终以最高速率进行生长，并可在允许范围内控制不同的菌体密度；但工艺复杂，烦琐。使用范围：用于生产大量菌体、生产与菌体生长相平行的某些代谢产物，如乳酸、乙醇等。（2）连续培养技术——恒浊培养微生物在液体培养基中细胞群体密度超过常规培养10倍以上时的生长状态或培养技术。现代高密度培养技术主要是用于基因工程菌生产多肽类药物。

条件：选取最佳培养基成分和各成分含量；补料；提高溶解氧的浓度；防止有害代谢产物的生成。

6、微生物的高密度培养（highcell-densityculture,HCDC）7、常见工业细菌（1）、枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)细胞形态：杆状、单个排列、无荚膜、周生和侧生鞭毛、有芽孢、芽孢大于菌体、革兰氏阳性菌。菌落形态：表面粗造、污白色至微带黄色，不透明、菌落形态变化较大，在液体培养基中表面长一层白膜。生化特性：好氧、水解淀粉。用途：生产淀粉酶、蛋白酶。

（2）、棒状杆菌（Corymebacteriumpekinense北京棒状杆菌1299）

细胞形态：杆状、单个或呈“八“字排列，无芽孢、不运动、革兰氏阳性菌。菌落形态：圆形、24小时为白色，直径1mm。生化特性：好氧、不水解淀粉。用途：生产谷氨酸（味精）

（3）、醋酸杆菌(Acetobacter)细胞形态：椭圆状、杆状、单个、成对、成链、不形成芽孢、常见革兰氏阴性菌、周生鞭毛、极生鞭毛。菌落形态：菌落较小、通常污白色、油脂状。生化特性：严格好氧、最适温度30度。用途：醋酸酿造业。（4）、乳酸杆菌(Lactobacillus)细胞形态：单个或成链、杆状圆端、无芽孢、不运动。菌落形态：表面粗造、菌落较小、生长较慢。生化特性：厌氧、不液化明胶、不分解酪素。用途：生产乳酸。

（5）、啤酒足球菌(Pediococcuscerevisiae)细胞形态：成对或四联状、革兰氏阳性菌、无芽孢、不运动。菌落形态：黄褐色至白色。生化特性：产生丁二酮、耐酒花、使啤酒腐败、产生特殊的不适气味。用途：啤酒生产的危害菌。（6）、大肠杆菌(Escherichiacoil)细胞形态：杆状、有的近似球状、无芽孢、无荚膜、有运动、运动者周生鞭毛、也有不运动、一般为革兰氏阴性菌。菌落形态：表面光滑、闪亮、白色至黄褐色、在液体培养基中呈均匀混浊生长。生化特性：不胨化、不液化明胶、不利用柠檬酸酸盐、产生吲哚、甲基红阳性、VP阴性。用途：①生产谷氨酸脱羧酶、进行谷氨酸定量分析。

②生产天冬氨酸、苏氨酸、缬氨酸。

③研究细菌的遗传变异的重要材料。

④食品检验指示菌。

6.3真菌的生长与繁殖

可分为三个阶段生长停滞期迅速生长期衰退期1丝状真菌的生长繁殖（1）无性孢子繁殖

指不经过两性细胞的结合，只是营养细胞的分裂或营养菌丝的分化（切割）而形成同种新个体的过程。厚垣孢子（Chlamydospore)总状毛霉节孢子(arthrospore，又称粉孢子)白地霉分生孢子(Canidinm)曲霉、青霉)：孢囊孢子（sporangiospore）根霉、毛霉（2）有性孢子繁殖

经过两个不同性细胞的结合而产生新个体的过程。卵孢子（oospore)同丝水霉接合孢子（zygospore)大毛霉、葡枝根霉接合孢子形成过程根据产生接合孢子的菌丝来源或亲和力不同,可将结合分为分为两种情况：同宗配合与异宗配合同宗配合(Hemothallism)：

是单一的孢子囊孢子萌发后形成的菌丝，甚至同一菌丝的分枝相互接触，而形成接合孢子的过程。异宗配合(Heterothallism)：是不同菌系的菌丝相遇后，才能形成接合孢子，这两种有亲和力的菌系在形态上并无区别。子囊孢子

（ascospore)粗糙胞菌子囊果的形状子囊果(Ascocarp)：子实体（一种有性结构),多个子囊外部由菌丝体组成共同的保护组织结构,称为子囊果。子囊包在其中。子囊果有三种类型：

闭囊壳(Cleistothecium)

子囊壳(Perthecium)

子囊盘(Apothecium)担孢子

(basidiospore)担子菌纲（3）丝状真菌的生活史分生孢子无性繁殖萌发分生孢子梗菌丝体有性繁殖配子囊质配核配减数分裂子囊孢子2、酵母菌的生长繁殖

假酵母真酵母（1）无性繁殖

出芽方式：多边出芽、两端出芽、三边出芽、单边出芽。环境适宜时，可出现假菌丝。芽殖芽痕母细胞形成小突起（A—D）核裂（E—G）原生质分配（H—I）新膜形成（J—K）形成新细胞壁（L）芽殖过程

借细胞横分裂法繁殖,与细菌类似.如八孢裂殖酵母。进行裂殖的酵母菌种类较少.裂殖

掷孢子（ballistospore）是掷孢酵母属等少数酵母菌产生的无性孢子，外形呈肾状。此外，有的酵母如Candidaalbicans等还能在假菌丝的顶端产生厚垣孢子（chlamydospore）。产生掷孢子等无性孢子（2）、有性繁殖

双倍体单倍体细胞大、菌落大、繁殖快、细胞小、菌落小、繁殖慢、能形成孢子。产酒低、不能形成孢子。产酒高、啤酒行业一般使用双倍体，科研中常使用单倍体。代谢能力强。单倍体：指细胞内只有一套染色体。（n）双倍体：指细胞内只有两套染色体。（2n）单双倍体的区别细胞分裂（染色体的分裂方式）

减数分裂：细胞连续分裂两次，而染色体只分裂一次,分裂后细胞中染色体数减少一半。无丝分裂：染色体不发生分裂，染色体不能平均分配。有丝分裂：细胞和染色体分裂一次，染色体平均分配。酵母的二倍体营养体细胞减数分裂后产生四个单倍体的核原细胞发育成子囊(ascus)，里面有四个子囊孢子，将来发育成单倍体营养体细胞有性生殖过程①营养充足的强壮幼龄细胞易形成孢子。②适当的温度和湿度：25～30℃。湿度80％以上。③空气要流通。④适当的生孢子培养基。（石膏快、胡萝卜培养基）（3）酵母菌形成孢子的条件（4）、酵母菌的生活史

上代个体经一系列生长、发育阶段而产生下一代个体的全部过程，称为该生物的生活史或生命周期。各种酵母的生活史可分为三种类型：

①单倍体型

②双倍体型

③单双倍体型单倍体型八孢裂殖酵母特点:营养细胞是单倍体；无性繁殖以裂殖方式进行；双倍体细胞不能独立生活，因为双倍体阶段短，一经生成立即减数分裂。

双倍体型路德类酵母特点：营养体为双倍体，不断进行芽殖，双倍体营养阶段长，单倍体的子囊孢子在子囊内发生接合。单倍体阶段仅以子囊孢子形式存在，故不能独立生活。单双倍体型啤酒酵母特点：单倍体营养细胞和双倍体营养细胞均可进行芽殖。营养体既可以单倍体形式也可以双倍体形式存在；在特定条件下进行有性生殖。单倍体和双倍体两个阶段同等重要,形成世代交替。上面酵母——在发酵过程中细胞浮游在液体上层，是较活跃的发酵剂。下面酵母——在发酵过程中细胞沉于容器底层，是较缓慢的发酵剂。噬杀酵母——是指某些在其生长繁殖过程生长能向菌体外分泌一种称作噬杀毒素的毒性蛋白的酵母菌株。中性菌株——既不能杀死别的酵母，也不能被噬杀酵母杀死的酵母菌株。敏感酵母——可以被噬杀酵母杀死的酵母菌株。（5）、工业常见酵母菌典型的上面酵母细胞形态：圆形、椭圆形、腊肠形。菌落形态：(麦汁琼脂上）菌落为乳白色、有光泽、平坦、边缘整齐。啤酒酵母啤酒酵母(Saccharomycescerevisiae

)生理特性：能发酵：葡萄糖、麦芽糖、半乳糖、蔗糖及1/3棉子糖；不发酵：乳糖、密二糖、不同化硝酸盐。易形成子囊孢子，不产生假菌丝。用途：主要用于生产酒精、饮料酒、面包等。国外用于生产啤酒。卡尔斯伯酵母（Saccharomycescalsbergensis）典型的下面酵母细胞形态：圆形、椭圆形。菌落形态：（麦汁琼脂上）浅黄色、有光泽、边缘生细的锯齿状。生理特性：能发酵：葡萄糖、半乳糖、麦芽糖、全部棉子糖；不同化硝酸盐，不易形成孢子。用途：我国用于生产啤酒。6.4环境对生长的影响及生长的测定1、环境对微生物生长的影响（1）、营养物质营养物质不足导致微生物所需的能量、碳、氮、无机盐等成分不足，一方面：机体降低或停止细胞物资合成，以维持机体的生存。另一方面：机体对胞内某些非必要成分进行降解以重新利用。（2）水的活性水分:水活度：在相同的温度、压力下，体系中溶液的水的蒸汽压与纯水的蒸汽压之比,即Aω=p/p0.微生物生长的水活度范围：Aω=0.63~0.99

各种微生物生长的最低水活度值

微生物最低Aω值

微生物最低Aω值一般细菌一般酵母菌一般霉菌0.900.880.80嗜盐细菌干生性霉菌耐渗透压酵母0.750.650.63（3）温度温度影响的机制

温度通过影响微生物的膜的液晶结构、酶和蛋白质的合成和活性，以及RNA的结构及转录等影响微生物的生命活动。表现①影响酶活性。②影响细胞膜的流动性。③影响物质的溶解度，对生长有影响。微生物生长温度类型从微生物整体来看:生长的温度范围一般在-10℃~100℃极端下限为-30℃，极端上限为105~300℃低温型微生物（嗜冷微生物）opt.T10--20℃；中温型微生物（嗜温微生物）opt.T25--40℃；高温型微生物（嗜热微生物）opt.T55--65℃；微生物生长的三个温度基点最低生长温度最适生长温度最高生长温度致死温度：在一定时间内（10分钟）完全杀死某一微生物的最低温度。

当环境温度低于微生物的最适生长温度时，微生物的生长繁殖停止，当微生物的原生质结构并未破坏时，不会很快造成死亡并能在较长时间内保持活力，当温度提高时，可以恢复正常的生命活动。低温保藏菌种就是利用这个原理。一些细菌、酵母菌和霉菌的琼脂斜面菌种通常可以长时间地保藏在4℃的冰箱中。当温度过低，造成微生物细胞冻结时，有的微生物会死亡，有些则并不死亡。低温对微生物的影响嗜冷微生物在低温下生长的机理，目前还不清楚，据推测有两种原因：①它们体内的酶能在低温下有效地催化，在高温下酶活丧失。②细胞膜中的不饱和脂肪酸含量高，低温下也能保持半流动状态，可以进行物质的传递。微生物耐低温的原因高温下蛋白质不可逆变性，膜受热出现小孔，破坏细胞结构（溶菌）。微生物耐高温的原因①酶蛋白以及核糖体有较强的抗热性。②核酸具有较高的热稳定性（核酸中G+C含量高）。③细胞膜中饱和脂肪酸含量高，较高温度下能维持正常的液晶状态。高温对微生物的影响微生物因素微生物种类及发育阶段；有芽孢的细菌比无芽孢的菌抗热；微生物的繁殖结构比营养结构抗热性强；老龄菌比幼龄菌抗热。环境因素与培养基的营养成分有关；与pH有关；与水分有关与含菌量有关；与热处理时间有关。致死时间：在一定基质中，121.1℃，加热杀死一定数量微生物所需的最短时间。影响微生物耐热的因素

微生物绝大多数都生活在pH5.0~9.0之间。各种微生物都有其生长的最低、最适和最高pH值。嗜碱微生物：硝化细菌、尿素分解菌、多数放线菌中性微生物：绝大多数细菌，一部分真菌嗜酸微生物：硫杆菌属虽然微生物生活的环境pH值范围较宽，但是其细胞内的pH值却相当稳定，一般都接近中性。微生物胞内酶的最适pH值一般为中性，胞外酶的最适pH值接近环境pH值。

（4）pH值微生物种类最低pH最适pH最高pH大肠杆菌枯草芽孢杆菌金黄色葡萄球菌黑曲霉一般放线菌一般酵母菌

4.34.54.21.55.03.06.0—8.06.0—7.57.0—7.55.0—6.07.0—8.05.0—6.09.58.59.39.0108.0

一些微生物生长的pH值范围生长的最适pH值与发酵的最适pH值的区别专性好氧菌:好氧菌

微好氧菌：

兼性厌氧菌

耐氧厌氧：

厌氧菌

(专性)厌氧菌：（5）氧严格厌氧微生物并不是被气态的氧所杀死，而是由于不能解除某些氧代谢产物的毒性而死亡。在氧还原为水的过程中，可形成某些有毒的中间产物，例如，过氧化氢（H2O2）、超氧阴离子（O2·

）等。超氧阴离子为活性氧，兼有分子和离子的性质，反应力极强，极不稳定，可破坏膜和重要生物大分子，对微生物造成毒害或致死。好氧微生物具有降解这些产物的酶，如过氧化氢酶、过氧化物酶、超氧化物歧化酶等，而严格厌氧菌缺乏SOD，故易被生物体内极易产生的超氧阴离子自由基毒害致死。厌氧菌的氧毒害机制——SOD学说：各类菌所含对氧解毒酶专性好氧菌SOD，过氧化氢酶兼性厌氧菌SOD，过氧化氢酶专性厌氧菌二种酶均无微好氧菌少量SOD耐氧菌SOD，过氧化物酶2、微生物生长的测定微生物生长测定计数法重量法生理指标法直接计数法间接计数法涂片染色法计数器测量法比例计数法电子自动计数器计数法比浊法平板菌落计数法稀释法干重法细胞中氮的含量DNA含量直接计数法－涂片染色法应用：可同时计数不同微生物的菌数，适于土壤、牛奶中细菌计数。方法：用镜台测微尺计算出视野面积；取

0.01ml菌液涂于1cm2面积上，计数后代入公式：每ml原菌液含菌数

=视野中平均菌数×涂布面积/视野面积×100×稀释倍数直接计数法－计数器计数法（血球计数板法）直接计数法－比例计数法

将待测的细菌悬液与等体积血液混合后涂片，在显微镜下测细菌数与红细胞数的比例。由于每毫升血液中红细胞数是已知的，男性：400～500万个，女性：350～450万个，可计算出每毫升样品中细菌数。电子计数器具有一个特制的有孔玻璃薄膜，当细胞悬液的通过小孔时，由于悬液与菌体的导电性不同，使得小孔的电导下降，电阻强度明显增加，并形成一个脉冲，自动记录在电子记录尺标装置上。直接计数法－电子计数器计数法直接计数法－比浊法

原理是在一定范围内，菌悬液中的细胞浓度与混浊度成正比，即与光密度成正比，菌数越多，光密度越大。因此，借助于分光光度计，在一定波长下测定菌悬液的光密度，就可反应出菌液的浓度。

特点：快速、简便；但易受干扰。

间接计数法－平板菌落计数法平板菌落计数法总活菌数/ml＝同一稀释度三次重复的菌落平均数×稀释倍数×5间接计数法－液体稀释法10n10n-210n-1重量法－干重法将一定量的菌液中的菌体通过离心或过滤分离出来,然后烘干(干燥温度可采用105℃、100℃或80℃)、称重。该法适合菌浓较高的样品。重量法－DNA含量测定法利用DNA与DABA-2HCl（即新配制的20％W/W，3.5-二氨基苯甲酸-盐酸溶液）能显示特殊荧光反应的原理而设计。方法：将一定容积培养物的菌悬液，通过荧光反应强度，求得DNA的含量，重量法－氮含量的测定方法要点：从一培养物中分离出细菌、洗涤以除去培养基带入的含氮物质。再用凯氏定氮法测定总含氮量。以表示原生质含量的多少。一般细菌的含氮量为原生质干重的14％总氮量与细胞蛋白质总含量关系如下：蛋白质总量＝含氮量％×6.25细胞总量＝蛋白质总量×1.54此法只适用于细胞浓度较高的样品，同时操作过程也较麻烦，故主要用于科学研究。生理指标法生理指标包括：微生物的呼吸强度、耗氧量、酶活性、生物热等。这是根据微生物在生长过程中伴随出现的这些指标，样品中微生物数量多或生长旺盛，这些指标越明显。直接法方法应用涂片染色法计数器测定法比例计数法电子自动计数器计数法比浊法可同时计数不同类型的微生物数量，常用于牛奶，土壤中的细菌计数。可用于不同类型的微生物计数。同上用于细菌或孢子的计数，菌悬液应无杂质。微生物学分析，肉汤培养物或水悬浮液中的细菌计数。方法应用间接法平皿菌落计数法液体稀释法牛奶、食品、水、土壤、医学、卫生以及培养物中的细菌计数。因某些原因不能用琼脂平皿活菌计数时被采用，如牛奶等。微生物生长的测定方法方法应用测定细胞物质量薄膜过滤计数法定氮法测DNA法测定细胞干重法生理指标测定法适用于大量而且含菌数很低的材料。如空气、水等。主要有用于代谢研究，适于细胞浓度高的样品。同上。用于调查研究，适用于细胞浓度高的材料。微生物学分析研究。微生物生长的测定方法6.5微生物生长繁殖的控制1、控制微生物的化学物质化学治疗剂:能直接干扰病原微生物的生长繁殖，用于治疗感染性疾病的化学药物。特点：选择性毒性。抗微生物剂——人工合成的或生物合成种类：抗代谢药物——人工合成的

抗生素——微生物所产生的（1）抗微生物剂

种类与机理：抑菌剂（bacterostaticagent）：结合到核糖体上抑制蛋白质合成，导致生长停止。杀菌剂（bactericide）:紧紧的结合到细胞作用靶上，即使在浓度降低时也不能游离出来，生长不能恢复。溶菌剂（bacteriolysis）抑制细胞壁合成，损伤细胞质膜。通常又分为：消毒剂（disinfectant）

防腐剂（antisepsis）是一类能够杀死微生物或抑制微生物生长的化学物质。类型名称及使用方法作用原理应用范围醇类70%—75%乙醇脱水、蛋白质变性皮肤、器皿醛类0.5%—10%甲醛2%戊二醛（pH=8）蛋白质变性房间、物品消毒（不适合食品厂）

酚类3%—5%石炭酸2%来苏儿3%—5%来苏儿破坏细胞膜、蛋白质变性地面、器具皮肤地面、器具氧化剂0.1%高锰酸钾3%过氧化氢0.2%—0.5%过氧乙酸氧化蛋白质活性基团，酶失活皮肤、水果、蔬菜皮肤、物品表面水果、蔬菜、塑料等常用的消毒防腐剂及其应用常用的消毒防腐剂及其应用类型名称及使用方法作用原理应用范围重金属盐类0.05%—0.1%升汞2%红汞0.1%—1%硝酸银0.1%—0.5%硫酸铜蛋白质变性、酶失活变性、沉淀蛋白蛋白质变性、酶失活非金属器皿皮肤、粘膜、伤口皮肤、新生儿眼睛防治植物病害表面活性剂0.05%—0.1%新洁尔灭0.05%—0.1%杜灭芬蛋白变性、破坏细胞膜皮肤、粘膜、器械皮肤、金属、棉织品、塑料常用的消毒防腐剂及其应用类型名称及使用方法作用原理应用范围卤素及其化合物0.2—0.5mg/L氯气10%—20%漂白粉0.5%—1%漂白粉2.5%碘酒破坏细胞膜、蛋白质饮水、游泳池水地面水、空气等皮肤染料2%—4%龙胆紫与蛋白质的羧基结合皮肤、伤口

酸类

0.1%苯甲酸

0.1%山梨酸食品防腐食品防腐有些化合物在结构上与生物体所必需的代谢物很相似，以致于可以和特定的酶结合，从而阻碍酶的功能，干扰代谢的正常进行，这些物质叫抗代谢物。叶酸磺胺类药物

氨基酸5－甲基色氨酸

吡哆醇异烟肼

嘌呤6－巯基嘌呤抗代谢物代谢物NH2SO2RCOOHH2N（2）抗代谢物二氢蝶啶二氢蝶酸二氢叶酸四氢叶酸核酸氨基酸前体酶①酶②酶③GluTMPNH2SO2RCOOHH2N机理：作为菌细胞基本生长因子的竞争性抑制剂（与相应酶竞争性结合）而阻止微生物对生长因子的利用，因而可以抑制微生物的生长。只有当正常代谢产物的量少或不存在时，抗代谢物才有用。细菌需要利用对氨基本甲酸合成生长所需的叶酸（3）抗生素是由某些生物合成或半合成的一类次级代谢产物或衍生物，它们是能抑制其它微生物的生长或杀死它们的化合物。争光霉素、博来霉素：与DNA结合，干扰DNA复制；丝裂（自力）霉素：与DNA交联，破坏DNA复制；放线菌素D（更生）：与DNA结合，阻止转录。

1928年，A.Fleming爵士发现青霉素。1940年，澳大利亚病理学家弗罗里提纯青霉素。1945年诺贝尔生理学和医学奖.抗菌谱：抗生素的作用对象有一定范围，这种作用范围称该抗生素的抗菌谱。广谱抗生素：对多种微生物有作用（如：土霉素、四环素）窄谱抗生素：仅对某一类微生物有作用（如：多粘菌素）最小抑制浓度（MinimalInhibitoryConcentration,MIC）:表示抗生素的抗菌活性，单位是

g/ml.MIC可以在液体试管或固体平板上测定。

④干扰核酸代谢（如：利福霉素、新生霉素、丝裂霉素、灰黄霉素）作用机制①抑制细胞壁的合成（如：青霉素）②破坏细胞膜功能（如：多粘菌素可作用于膜磷脂使膜溶解）③抑制蛋白质合成（如：氯霉素，四环素、链霉素等）①细胞质膜透性改变②药物作用靶改变③合成了修饰抗生素的酶④抗性菌株发生了遗传变异链球菌抗青霉素抗性菌株的特点防止耐药性的措施(antibioticresistance)①不用或少用抗生素；

②第一次用药剂量要足；

③避免在一个时期或长期多次使用同种抗生素；

④对现有抗生素改造；

⑤筛选新抗生素；生物药物素（biopharmaceutin）具有多种生理活性，比抗生素疗效更为广泛的微生物次生代谢产物。酶抑制剂；免疫调节剂；受体拮抗剂；抗氧化剂。高温灭菌（消毒）法,是最常用的物理方法。高温可引起蛋白质、核酸等活性大分子氧化或变性失活而导致微生物死亡。

2.控制微生物的物理因素（1）温度①干热灭菌(dryheatsterilization)：

焚烧灭菌法：常用于废弃物动物尸体等处理；

烘烤（干热空气）灭菌法：实验室用干燥箱烘烤微生物培养工具，140--160℃，2--4小时灭菌；特点：由于空气传热穿透力差，菌体在脱水状态下不易杀死，所以温度高、时间长。火焰灭菌：接种工具。。特点：温度低、时间短、灭菌效果高②湿热灭菌(mosistheatsterilization)：菌体吸收水分，蛋白质更易变性凝固，湿蒸汽穿透力强，有潜热存在。121℃（1kg/cm2或15磅/英寸2）维持15-20min。112℃（0.5kg/cm2或8磅/英寸2）20-30min。115℃（0.75kg/cm2或11磅/英寸2）20-30min。应根据灭菌物品的性质或成分选择灭菌温度例如：生理盐水、营养琼脂等培养基用121℃。含葡萄糖、乳糖、氨基酸等培养基用112℃。适用：耐高温物品，玻璃仪器、含水或不含水的物品。高压蒸汽灭菌法注意事项：排净冷空气；灭菌终了，缓慢降压；灭菌结束，趁热取出物品。高温对培养基影响：灭菌后pH下降0.2--0.3；培养基产生沉淀；含糖培养基，分开灭菌.

间歇灭菌法：常压蒸汽反复几次灭菌；不宜高压灭菌的培养基，不耐热的药物和营养物等灭菌使用。

煮沸灭菌：水中煮沸15min，可杀死所有营养细胞和一部分芽孢。在水中加入１％的Ｎa2CO3或２－５％的碳酸效果更好;适合注射器和解剖用具等消毒。

巴斯德灭菌法(pasteurization)：61.7－62.8ºＣ处理30min或71.6ºＣ度处理15min；是食品（牛奶）酿造（啤酒）工业中常用的方法。(2)辐射辐射：是能量通过空间传递的一种物理现象。电磁辐射：能量借助于波的传播。可见光、紫外光