微生物的生长与环境条.ppt

第七章 微生物的生长与环境条件 通过本章的学习 ， 要求掌握 ： 1、 微生物生长量的测定方式 。 2、 细菌纯培养生长曲线各个时期的主要特点 。 3、 物理因子 ， 化学药物对微生物生长的影响 。 重点： 细菌纯培养生长曲线 。 难点： 如何利用细菌纯培养生长曲线的对数生长期来计 算细菌的代时和代数 。 微生物在适宜的环境条件下，不断地吸收营养物质，并 按照自己的代谢方式进行代谢活动，如果同化作用大于 异化作用，则细胞质的量不断增加，体积得以加大，于 是表现为生长。简单地说，生长 growth就是有机体的细 胞组分与结构在量方面的增加。 单细胞微生物如细菌，生长往往伴随着细胞数目的增加。 当细胞增长到一定程度时，就以二分裂方式，形式两个 基本相的子细胞。这种由于细胞分裂而引起的个体数目 的增加，称为繁殖 reproduction。 在多细胞微生物中，如某些霉菌，细胞数目的增加（菌 丝细胞的不断延长或分裂）如不伴随着个体数目的增加， 只能叫生长。只有通过形成无性孢子或有性孢子使得个 体数目增加的过程才叫做繁殖。 在一般情况下，当环境条件适合，生长与繁殖始终是交 替进行的。从生长到繁殖是一个由量变到质变的过程， 这个过程就是发育 development。 如果某一或某些环境条件发生改变，并超出了生物可以 适应的范围时，就会对机体产生抑制乃至杀灭作用。 第一节 纯培养微生物群体的生长 微生物在自然界总是混杂地生活在一起，要想研究某一种微 生物，必须把研究对象从混杂群体中分离出来。 微生物学中将在实验室条件下从一个细胞或一种细胞群繁殖 得到的后代称为纯培养 pure culture。 一、纯培养技术 获得纯培养的方法 稀释倒平板法 pour plate method 涂布平板法 spread plate method 平板划线分离法 streak plate method 平行划线 扇形划线 其他形式的连续划线 稀释摇管法 dilution shake culture method 利用选择培养基分离法 根据所要分离的菌种的特性选用培养基 ， 如： 分离真菌用马丁氏培养基 ， pH偏酸；分离放线菌用高氏 1 号 ， pH中性偏碱 。 不同菌对化学试剂的敏感性：分离放线菌 ， 培养基中加 10%酚 ， 抑制细菌 、 真菌；从土壤中分离真菌 ， 加孟加 拉红 ， 抑制细菌生长 。 根据分离对象的营养特征：分离能发酵纤维素的菌株 ， 培养基以纤维素为唯一碳源 。 分离固氮菌 ， 用无氮培养 基 。 二、微生物生长量的测定 测定单细胞微生物的数量 测定总菌数 total count 计数板直接测数 比浊法 测定微生物 的 活菌数 viable count 稀释平板测数法 dilute plate count 以 CFU(colony forming units)表示 稀释培养测数法 （又称最大概率法， MPN most probable number） 细胞生物量测定 细胞干重测定：单位体积的培养液中的微生物细胞的干重 。 总氮量测定法：用化学分析方法测出微生物细胞中蛋白质 或氮元素的含量 。 DNA含量测定法：用荧光法测定微生物细胞中 DNA含量 。 代谢活性法：根据微生物生命活动的强度来估算生物量 。 如单位体积培养物在单位时间内的 O2消耗 、 糖消耗或产酸 产 CO2量等 ， 它们在一定程度上间接地反映细胞生物量 。 三、细菌纯培养的生长 以少量纯培养细菌接种一定容积的培养基中经过培养生长， 最后一次收获，此称分批培养 (batch culture)。 衰亡期 稳定期 对数期 滞留期 延滞期 lag phase （滞留适应期） 菌种初接入新鲜培养液内 ， 微生物细胞需要通过自身生理 机能的调节逐步适应新环境 。 表现为细胞数量不增加了但 细胞个体体积增大 ， 代谢活跃 。 对数期 logarithmic growth phase 细菌在这个时期生长旺盛 ， 代谢活力强 。 分裂速度快 ， 菌 数以指数级数增加 ， 代时稳定 。 细胞在形态 、 生理等方面 较为一致 ， 是研究微生物生理代谢和遗传变异的好材料 。 在工业生产中 ， 也用对数期细胞作为扩大培养的种子液 。 在对数生长期内，细菌数目的增加是按 指数 级数增加的，即 20 2 1 2 2 2 3 2 n 这里的指数 n 为细菌分裂的次数或者增殖的代数 ， 也就是一 个细菌繁殖 n代产生 2n 个细菌 。 如果在对数期开始时间 t1的菌数为 x1 ， 繁殖 n 代后到对数 期后期 t2的菌数为 x2， 则代时 （ Generation time， G） （ 即 每增加一代所需要的时间 ） 应为： G=（ t2 - t1） /n 先求代数 n 由于 x2 = x1 2n lgx2 = lgx1 + nlg2 ； n=（ lgx2 - lgx1） /lg2 n = 3.3 lg (x2 /x1 ) 即 G =（ t2 - t1 ） /3.3 lg (x2 /x1) 例如：在一细菌培养液中第一次测得的细菌数为 104 /ml， 经过培养 4 h后，又测得菌液中的细菌数为 108 /ml， 求此 菌的世代时间和在此时间内繁殖的代数。 根据公式： G = （ t2 - t1 ） /3.3 lg (x2 /x1) t2 - t1 = （ 4 - 0） 60 min = 240 min x2 = 108 x1 = 104 lg(x2 /x1 ) = lg108 lg104 = 8 - 4 = 4 代入上式 G = 240/3.3 4 = 240/13.2 = 18 min 即在上述培养液中 ， 世代时间为 18 min。 细菌繁殖代数 n = (t2 - t1)/G = 240/18 = 13.3 繁代 。 稳定期 (stationary phase) 又称恒定期或最高生长期。处于稳定期的微生物，新增殖 的细胞数与老细胞的死亡数几乎相等，整个培养物中二者 处于动态平衡，此时生长速度，又逐渐趋向零。 在一定容积的培养基中，细菌为什么不能按对数期的高速 率无限生长呢 ? 这是由于对数期细菌活跃生长引起周围环境条件条件发生 了一系列变化，某些营养物质消耗，有害代谢产物的积累， 以及诸如 pH、 氧化还原电位、温度等的改变，限制了菌体 细胞继续以高速度进行生长和分裂。 稳定期的细胞内开始积累贮藏物，如肝糖、异染颗粒、脂肪 粒等，大多数芽孢细菌也在此阶段形成芽孢。如果为了获得 大量菌体，就应在此阶段收获，因这时细胞总数量最高； 这一时期也是发酵过程积累代谢产物的重要阶段，某些放线 菌抗生素的大量形成也在此时期。 从上可以看出，稳定期的微生物，在数量上的达到了最高水 平，产物的积累也达到了高峰，此时，菌体的总产量与所消 耗的营养物质之间存在着一定关系，这种关系，生产上称为 产量常数。 衰亡期 (decline phase) 细菌死亡率逐渐增加，群体中活菌数目急剧下降，出现 了“负生长”。其中有一段时间，活菌数换几何级数下 降，故有人称之为“对数死亡阶段”。 这一阶段的细胞，有的开始自溶，产生或释放出一些产 物，如氨基酸、转化酶、外肽酶或抗生素等。菌体细胞 也呈现多种形态，有时产生畸形，细胞大小悬殊，有的 细胞内多液泡，革兰氏染色反应的阳性菌变成阴性反应 等。 并不是所有细胞均处于完全相同的生理状态，因此，在细菌 生长的整个周期，细菌数和培养时间，往往是一条缓慢上升 以后又逐渐下降的曲线。 认识和掌握细菌生长曲线，对指导发酵生产具有很大作用： 计算生长速率和代时； 不同生长期的细胞在结构和生理上可能有很大差别，了解了 这些，就能根据需要进取样和收获； 不同的生长期理化因子对微生物的影响了可能不同。一般来 说，对数生长期的细胞较为一致，因此常用于研究细胞的新 陈代谢。 四、 连续 生长 当微生物在一个固定的容器中生长时，由于养料的消耗， 代谢产物的积累，必然会导致微生物生长速度减慢，为了 保持微生物能长时期的处于对数生长期，就要采用连续培 养 continuous culture，即在一个恒定容积的流动系统中， 一方面以一定的速度不断地加入新的培养基，另一方面又 以相同的速度流出培养物，这样就可以使容器中微生物的 数量和营养状态保持恒定，使微生物长期处于旺盛生长阶 段。 恒浊连续培养 不断调节流速而使细菌培养物浊度保持恒定的连续培养叫 恒浊连续培养 。 由光电装置检测培养容器中的浊度 ， 根据浊度变化控制新 鲜培养液流入和旧培养流出速度 ， 使容器内菌液浓度恒定 。 工业发酵中用此法可获得大量菌体及代谢产物 。 恒化培养 控制恒定流速，使由于细菌生长而耗去的营养物及时得到 补充，又叫恒组成连续培养。这样，细菌的生长速率将取 决于限制性因子的浓度。 恒化连续培养多用于微生物学的研究工作中。从遗传学角 度来讲，它允许我们作长时间的细菌培养而能从中分离不 出的变种；从生理学方面看，能帮助我们观察细菌在不同 生活条件下的变化，尤其是 DNA、 RNA及蛋白质合成的变化； 同时它也是研究自然条件下微生物生态体系比较理想的实 验模型，因为，生长在自然界的微生物一般都处于低营养 浓度条件下，生长也较慢。而恒定连续培养正好可通过调 节控制系统来维持培养基成分的低营养养浓度，使之与自 然条件相类似。 五、同步培养 在分批培养中，各个细胞的生理状态、代谢活动并不完全一 样。如果以群体测定结果的平均值来代表单个细胞的生长或 生理特性是不符合客观实际的，然而利用单个细胞进行研究 又是很困难的。为了解决这一问题，就必须设法使群体处于 同一发育阶段，使群体和个体行为变得一致，因而发展了单 细胞的同步培养技术。 同步培养法是：能使培养的微生物处于比较一致的生长发育 阶段上的培养方法叫同步培养法 synchronous culture。 机械法又称选择法 微生物的子细胞与成熟细胞，通过机械法就可使它们在一定程 度上分开来。然后用同样大小的细胞进行培养便可获得同步培 养物。 离心沉降分离法 过滤分离法 硝酸纤维薄膜法 机械法同步培养物是在不影响细菌代谢的情况下获得的 ， 因而 菌体的生命活必然较为正常 。 但此法有其局限性 ， 有些微生物 即使在相同的发育阶段 ， 个体大小也不一致 ， 甚至差别很大 ， 这样的微生物不宜采用这类方法 。 调整生理条件的同步法（诱导法） 温度调整法 将微生物的培养温度控制在亚适温度条件下一段 时间，使细胞的生长在分裂前不久的阶段稍微受到抑制，然 后将培养温度提高或降低到最适生长温度，大多数细胞就会 进行同步分裂。 营养条件调整法 即控制营养物的浓度或培养基的组成以达到 同步生长。例如限制碳源或其他营养物，使细胞只能一次分 裂而不能继续生长，从而获得了刚分裂的细胞群体，然后再 转入适宜的培养基中，它们例进入了同步生长。 用最高稳定期的培养物接种 抑制 DNA合成法 利用代谢抑制剂阻碍 DNA合成相当一段时间，然后再解除 其抑制，也可达到同步化的目的。试验证明：氨甲蝶呤 、 5-氟脱氧尿苷、羟基尿素、胸腺苷、脱氧腺苷和脱氧鸟 苷等，对细胞 DNA合成的同步化均有作用。 总之，机械法对细胞正常生理代谢影响很少；而诱导同步分裂 虽然方法多，应用较广，但对正常代谢有时有影响，而且对其 诱导同步化的生化基础了解很少，化学诱导同步化的本质还是 一个尚待研究的问题。 必须根据待试微生物的形态、生理性状来选择适当的方法。 同步生长的时间，因菌种和条件而变化，由于同步群体的个体 差异，同步生长不能无限地维持，往往会逐渐破坏，最多能维 持 23个世代，又逐渐转变为随机生长，即非同步化。 第二节 真菌的生长 一 、 菌丝的生长繁殖 菌丝生长与营养有关 。 营养丰富 ， 分支多而密 ， 营 养贫乏 ， 分支少而稀 。 菌丝的生长是顶端生长，菌丝各个部分都有极性之 分，即位于前端的为幼龄菌丝，位于后面的为老龄菌丝。 菌丝生长与营养有关，营养丰富则分支点与菌丝生长顶 端的距离短，即分支多而频繁；营养贫乏分支点同菌丝 生长顶端距离长，即分支少。菌丝在固体培养基或在液 体培养中静止培养时形成菌落，在液体培养中振荡培养 时则形成菌丝球。 二、孢子生长 无性孢子繁殖 孢子的生长包括 : 孢子肿胀 （ 外源肿胀 ， 不需营养；内源肿胀 ， 需要营养 ） ; 萌发管形成 ; 菌丝生长 。 有性孢子繁殖 第一阶段是质配（ plasmogamy） 第二阶段为核配（ karyogamy） 第三阶段是减数分裂（ meiosis） 第三节 环境条件对微生物生长的影响 生长是微生物与外界环境因素共同作用的结果。环境条件的 改变，在一定限度内，可能上能引起微生物形态，生理、生 长、繁殖等特征的改变，或者抵抗、适应环境条件的某些改 变；当环境条件的变化超过一定极限，则导致微生物的死亡。 研究环境条件与微生物之间的相互关系意义重大。本节将较 多地涉及各种物理、化学因素对微生物生长的抑制与致死的 影响。 防腐 antisepsis 它是一种抑菌作用。利用某些理化因子，使物体内外的微生 物暂时处于不生长繁殖但又未死亡的状态。这是一种防止食 品腐败和其他物质霉变的技术措施。如低温、干燥、盐腌、 糖渍等等。 消毒 disinfection 是指杀死或消除所有病原微生物的措施，可达到防止传染病 传播的目的。例如将物体煮沸 10 min， 就可杀死病原菌的营 养体，但绝非杀死所有的芽孢，常用于牛奶、食品以及某些 物体表面的消毒。利用消毒剂（ disinfectant）， 也可进行 皮肤、体膜或体内的处理。 灭菌 sterilization 是指用物理或化学因子，杀灭物体中的所有生活微生物，包 括最耐热的细菌芽孢。这是一种彻底的杀菌措施。通过灭菌 的物品不再存在任何有生命的有机体。 化学治疗 chemotherapy 是指利用某些具有选择毒性的化学药物 (如磺胺 )或抗生素， 对生物体的深部感染进行治疗，可以有效地消除宿主体内的 病原体，但对宿主却没有或基本上没有损害。 一、温度对微生物生长的影响 微生物生长的温度类型 低温型微生物 psychrophiles 又称嗜冷微生物，可分为专性嗜冷和兼性嗜冷两种。 它们常分布在地球两极地区的水域和土壤中，这里大部分地区 几乎终年冰冻，即使在其微小的液态水间隙中也有微生物的存 在；它们或者分布在平均温度为 5 左右的海洋中，或分布在 只有 12 的海洋深处；有的分布于冷泉。冷藏食物的腐败往 往由这类微生物引起。 机理：细胞内的酶在低温下仍能有效地发挥作用；细胞膜中不 饱和脂肪酸含量较高，细胞膜在低温下仍保持半流动状态，从 而能进行 活跃的物质代谢。 中温型微生物 mesophiles 它们又可分为室温性微生物和体温性微生物。室温性微生 物适于 2030 生长，如土壤微生物、植物病原微生物。 体温性微生物多为人及温血动物的病原菌，它们生长的极 限范围在 1045 ，最适生长温度与其宿主体温相近，在 2540 之间，人体寄生菌为 37 左右。 中温型微生物不能在低于 10 的条件下生长：与蛋白质的 合成和反馈抑制有关。低于 10 时蛋白质的合成过程不能 启动； 10 以下的低温，使很多酶对反馈抑制变得异常敏 感。 高温型微生物 themophiles 它们适于在 4550 以上的温度中生长，在自然界中的分布仅 局限制于某些地区，比如堆肥在发酵过程中温度常高达 6070 。能在 5570 中生长的微生物有 Bacillus、 Methanobacterium等。分布于温泉中的细菌，有的可在近于 100 的高温中生长。这些耐高温的微生物，经常给罐头工业、 发酵工业带来麻烦。 一般而言，原核生物能在比真核生物更高的温度下生长；非 光合微生物能在比光合微生物耐温。 高温型微生物能在高温下生存和生长，是由于菌体内的酶和 蛋白质比起中温型微生物蛋白质对热更稳定；同时核糖体和 其他成分对高温也具较大的抗性；细胞膜中饱和脂肪酸含量 高，可以形成更强的疏水键，从而使膜在高温下能保持其稳 定性并具正常的功能。 不同微生物的致死温度不同。多数细菌、酵母菌、霉菌的营 养细胞和病毒，在 5065 条件下 12 min可致死；少数动物病 毒亦具较强的抗热性；噬菌体较其宿主细胞抗热；放线菌和 霉菌孢子比营养细胞的抗热性强， 7680 条件下 10 min才被 杀死；细菌芽孢抗热性最强， 100 以下处理相当时间才能致 死。 同一菌种不同菌株或不同菌龄，其抗热性也可能不同。一般 幼龄的比老龄的对热敏感。例如菌龄为 1.75 h和 2.75 h的大肠 杆菌在 53 加热 15 min， 其菌数分别下降 10， 000倍和 2， 000倍，而菌龄为 62 h， 在同样条件下菌数只下降 12倍。 培养基的成分对微生物的抗热性也有影响。例如在富含蛋白 质的培养基上生长的细菌，可能由于在菌体周期形成了一层 蛋白质膜而提高了抗热能力。 高温杀菌 干热灭菌 焚烧灭菌法 此法灭菌彻底，迅速简便，但使用范围有限。常用于接种工 具、污染物品以及实验动物尸体等废弃物的处理。 干热灭菌法 主要在干燥箱中利用热空气进行灭菌。通常 160170 处理 2 h便可达到灭菌的目的。此法只适用于玻璃器皿、金属用具 等耐热物品的灭菌。其优点是可保持物品干燥 。 湿热灭菌 煮沸消毒法 物品在水中煮沸 15 min以上，可杀死细菌的所有营养细胞 和部分芽孢。这种方法适用于注射器、解剖用具等的消毒。 高压蒸汽灭菌法 是实验室及生产中常用的灭菌方法。加压则可提供高于 100 的蒸汽。加之蒸汽热穿透力强，可迅速引起蛋白质凝 固变性。所以高压蒸汽灭菌在湿热灭菌法中效果最佳、应 用较广。一般培养基、各种缓冲溶液、玻璃器皿等，常采 用 1 kg/cm2(121 ) 处理 1530 min即可达到灭菌的目的。 间歇灭菌法 常压下 100 处理 1530 min，以杀死其中的营养细胞。冷 却后，置于一定温度 (2837 )保温过夜，使其中可能残存 的芽孢萌发营养细胞，再以同样方法加热处理。如此反复 三次，可杀灭所有芽孢和营养细胞，以达到灭菌的目的。 此法的缺点是灭菌比较费时，一般只用于不耐热的药品、 营养物、特殊培养基等的灭菌。在缺乏高压蒸汽灭菌设备 时亦可用于一般物品的灭菌。 巴斯德消毒法 即用较低的温度处理牛奶、酒类等饮料，以杀死其中的病原 菌如结核杆菌、伤寒杆菌等，但又不损害营养与风味。 如用 6263 则处理 30 min， 若以 71 ，只需 15 min。 处理 后的物品应迅速冷却至 10 左右即可饮用。这种方法只能杀 死大多数腐生菌的营养体而对芽孢无损害。此法是基于结核 杆菌的致死温度 62 15 min而规定的。 微生物的致死温度 在一定时间内（如 10 min） 杀死微生物所需要的最低温度称 为微生物的致死温度。 微生物的致死时间 在一定温度下杀死微生物所需要的最短时间称为微生物的致 死时间 。 温度愈高 ， 致死时间愈短 。 D 值 decimus value 为在特定温度下使微生物菌数减少 10 倍所需的时间 。 二、 pH 值对微生物生长的影响 微生物在 pH49 之间都可以生长。 细菌、藻类、原生动物最适 pH 为 6.57.5 放线菌最适 pH 7.58.0， pH 510 霉菌、酵母最适 pH 56 pH 值影响微生物生长的主要作用在于： 引起细胞膜电荷的变化 ， 从而影响了微生物对营养物质的吸 收； 影响代谢过程中酶的活性； 改变营养物质的可给性以及有害物质的毒性 。 微生物生长繁殖的最适 pH与其合成某种代谢产物的 pH通常 是不一样的。 例如丙酮丁醇梭菌生长繁殖最适 pH 是 5.57.0，丙酮丁醇 梭菌合成丙酮丁醇的最适 pH 是 4.35.3。 微生物在不同的 pH 下积累的代谢产物是不一样的。 黑曲 霉在 pH 23 的环境中发酵蔗糖以产柠檬酸为主，产草酸极 少；而在 pH 近中性时发酵蔗糖产生大量的草酸，柠檬酸产 量很低。 可利用微生物对 pH要求的不同，控制杂菌的污染。 无机酸如硫酸、盐酸等杀菌力虽强，但腐蚀性大；某些有 机酸如苯甲酸可用作防腐剂；酸菜、饲料青贮则是利用乳 酸菌发酵产生的乳酸抑制腐败性微生物的生长。 强碱可用作杀菌剂，但由于其毒性大，用途局限于对排泄 物及仓库、棚舍等环境的消毒。强碱对 G+与病毒比对 G-作 用强。结核分枝杆菌抗碱力特强。 三、氧与氧化还原电位 氧与微生物 生长 的关系 可将微生物分成五类： 专性好氧微生物 Strict aerobes 专性厌氧微生物 Strict anaerobes 兼性好氧微生物 facultative aerobes 微需氧微生物 microaerophilic bacteria 耐氧微生物 aerotolerant anaerobes 分子态氧影响培养基中氧化还原电位即 Eh 值 。 Eh与微生物生长的关系 影响 Eh的因素很多，分子态氧的影响尤为重要。其次 是培养基中氧化还原物质的影响。 不同的微生物对氧化还原电位的要求不一样。 好气微生物要求 Eh值在 +0.1 伏以上，以 0.30.4 伏为宜。兼性好氧微生物 Eh值在 0.1 伏以上行好气 性呼吸， Eh 值在 0.1 伏以下行厌气性呼吸。厌气性 微生物 Eh 值在 0.1 伏以下为宜。 向培养基中通入空气或加入氧化剂可提高基质中的 Eh 值，以培养好气微生物。在培养基中加入还原性 物质如半胱氨酸 、 亚硫酸钠、 Na2S 等可降低基质中的 氧化还原电位，以培养厌气性微生物。 辐射是指通过空气或外层空间以波动方式从一个地方传播或 传递到另一地方的能源。它们或是离子或是电磁波。电磁辐 射包括可见光、红外线、紫外线、 X射线和 射线等 可见光 只有光能营养型的微生物才需要 400800 nm可见光进行光合 作用。有的微生物对光有趋光性，如闪光须霉。担子菌形成 子实体也需要散射光的照射。 微生物细胞经照射后，在有氧情况下，产生光化学氧化反应， 生成 H2O2， 能发生强烈氧化作用，引起细胞死亡。 四、 辐射 紫外线 紫外线对微生物有杀伤作用， UV 的波长在 136400 nm 之 间，以波长为 265 266 nm 的杀菌力最强。在医疗卫生和 无菌操作中广泛应用。紫外线穿透能力差，只适用于空气 及物体表面消毒。 紫外辐射的杀菌机制复杂，最明显的是形成胸腺嘧啶二聚 体。 UV照射引起的微生物损伤在有光时可在 DNA 修复酶的作用 下进行修复，此称为光复合作用，所以微生物经 UV 照射 后应放在黑暗处，特别是在诱变育种中。 电离辐射 X射线与 射线、 射线和 射线均为电离辐射。它们的波 长很短（ X 射线 0.0613.6 nm； 射线 0.010.14 nm） 有足够的能量从分子中逐出电子而使之电离。 电离辐射的杀菌作用通过射线引起细胞中水分子在吸收能 量后导致电离所产生的自由基起作用。 射线是由某些放射性同位素如 60Co发射出的高能辐射，具 较强的穿透力，能致死所有的生物。现已制出了用于不耐 热的大体积物品消毒的 射线装置。 干燥会导致细胞失水而造成代谢停止以至死亡。不同微生物 种类，干燥时微生物所处的环境条件，干燥的程度均影响干 燥对微生物的效果。 结核分枝杆菌又特别耐干燥，在此环境中， 100 20 min仍 能生存；链球菌用干燥法保存几年而不丧失致病性。休眠孢 子抗干燥能力也很强，在干燥条件下可长期不死，这一特性 已用于菌种保藏。生产或科研中常用真空干燥法来保藏细菌、 病毒及立克次氏体达数年之久。 此外，用于干菌苗、干疫苗的制造效果也颇有价值。 在日常生活中常用烘干、晒干和熏干等方法来保存食物。 五、 干燥 六、渗透压 若置微生物于高渗溶液 (如 20%NaCl)中，水将通过细胞膜从细 胞内进入细胞周围的溶液中，造成细胞脱水，使细胞不能生 长甚至死亡。相反，若将微生物置于低渗溶液 (如 0.01%NaCl) 或水中，外环境中的水将从溶液进入细胞内引起细胞膨胀， 甚至使细胞破裂。 由于一般微生物不能耐受高渗透压，所以日常生活中常用的 高浓度的盐或糖保存食物，如腌渍蔬菜、肉类及蜜饯等。糖 的浓度通常为 5070%，盐的浓度为 1015%。 七、超声波 超声波 (频率在 20000 Hz以上 )具有强烈的生物学作用。超声 波的作用是使细胞破裂，几乎所有的微生物都能受其破坏， 其效果与频率、处理时间、微生物种类、细胞大小、形状及 数量等均有关系。 淋病奈氏球菌对其极为敏感，而发光细胞却要处理 1.5 h才 死亡。病毒的抗性较强。一般来说，高频率比低频率杀菌效 果好，球菌较杆菌抗性强。细胞芽孢具更强的抗性，大多数 情况下不受超声波影响。 科研中常用此法破碎细胞。 八、化学药物 重金属盐 重金属离子带正电荷，易与带负电荷的菌体蛋白质结合，使 蛋白质变性，有较强的杀菌作用。 升汞（ HgCl2 ）： 0.050.1% 用于非金属器皿的消毒 。 红汞： 2% 水溶液用于皮肤，粘膜及小伤口的消毒。 硫柳汞： 0.010.1% 用于皮肤及手术部位的消毒，生物制品 防腐。 铜盐： 波尔多液含 CuSO4， 用来杀真菌，防治植物病害。 氧化剂 高锰酸钾： 0.1% 用于皮肤，尿道及蔬芽，水果消毒。 H2O2： 13% 用于表面消毒如伤口消毒。 过氧乙酸： 0.20.5% 用于皮肤、塑料、玻璃、人造纤维消 毒。 卤素化合物 漂白粉： 1020% 用于地面和厕所消毒； 0.51%的上清液用于空气及物体表面消毒 ， 亦可作饮水消 毒剂 。 Cl2： 0.20.5 mg/L 可作饮水及游泳池水消毒剂 。 I2： 2.5% 的碘酒用于皮肤消毒 。 表面活性剂 新洁尔灭： 0.050.1% 用于皮肤，粘膜及外科手术器械浸 泡消毒。 有机化合物 酚 （ 石炭酸 ） 35% 用于桌面 ， 地面及玻璃器皿的消毒 ， 0.51% 用于皮肤消毒 。 乙醇： 7075% 用于皮肤及器械消毒 。 甲醛： 2% 的福尔马林用于浸泡器械及物品表面消毒 。 消毒 无菌室及病房可用 10% 的甲醛溶液重蒸 ， 也可用 36% 甲醛溶 液 （ 6 ml/m3） 高锰酸钾适量产气熏蒸 。 染料 结晶紫： 十万分之一的浓度在根瘤菌培养中可抑制 G+ 菌 的生长。 孔雀绿： 十万分之一的浓度可抑制金黄色葡萄球菌生长， 三万分之一可抑制 E.coli生长。 龙胆紫： 24% 用于皮肤和伤口消毒。 九、 化学治疗剂对微生物的作用 能直接干扰病原微生物的生长生繁殖并可用于治疗感染性 疾病的化学药物即为化学治疗剂。它能选择性地作用于病 原微生物新陈代谢的某个环节，使其生长受到抑制或致死。 化学疗剂种类很多，按其作用与性质又分为抗代谢物和抗 生素等。 十、抗代谢物 磺胺可阻止叶酸的合成。由于磺胺与细菌生长所必须的对氨 基苯甲酸（ PABA） 的结构非常相似，在一定条件下它们竟争 性的与二氢叶酸合成酶结合，阻止或取代了 PABA 进入叶酸 分子中，从而阻止了叶酸的合成。人类不需要自身合成叶酸， 故磺胺对人无毒。 已知的抗代谢物的种类较多，作用机理各不相同。异烟肼又 名雷米封 (rimifon)， 是吡哆醇抗代谢物，是最有效的抗结 核杆菌的药物之一。它能渗入机体细胞，并作用于细胞内的 结核杆菌。 十一、抗生素 抗生素按作用方式分类 作用于细胞壁的抗生素 青霉素类 、 头孢菌素类 、 杆菌肽 、 环丝氨酸 、 万古霉素；多 氧霉素 干扰细胞膜功能的抗生素 多粘菌素 、 短杆菌素；制霉菌素 、 两性霉素；缬氨霉素 、 莫 能菌素；杀螨素 。 作用于蛋白质合成的抗生素 卡那霉素 、 链霉素 、 四环素等主要作用于 30S亚基； 氯霉素 、 林可霉素 、 红霉素等则作用于 50S亚基 。 抑制核酸复制与转录的抗生素 丝裂霉素 C(自力霉素 )、博莱霉素 (争光霉素 )、放线菌素 D(更生霉素 )、蒽环类； 新生霉素 、 香豆霉素；喹诺酮类； 利福霉素 作用于能量代谢系统的抗生素 抗霉素、寡霉素 微生物的抗药性 由于化学药物的广泛应用，某些病原细菌抗药性表现在如 下几个方面： 使抗生素向无活性的形式转化 抗生素作用靶位的修饰 微生物对抗生素通透性的改变 主动外排系统的产生