第6章 微生物的生长繁殖及其控制
重点、难点剖析
1．封闭系统中微生物的生长期及特点(表6—1)。
表6-1 封闭系统中微生物的生长期及特点 生长期 迟缓期 特 点 ①细胞形态变大或增长，例如巨大芽孢杆菌，在迟缓期末，细胞的平均长度比刚接种时长6倍。一般来说处于迟缓期的细菌细胞体积最大 ②细胞内RNA，尤其是rRNA含量增高，合成代谢活跃，核糖体、酶类和ATP的合成加快，易产生诱导酶 ③对外界不良条件反应敏感 ④以上特征说明细胞处于活跃生长中，只是分裂迟缓。在此阶段后期，少数细胞开始分裂，曲线略有上升 对数生长期到稳定生长期的转变 ①开始储存糖原等内含物 ②形成芽孢或建立自然感受态(芽孢杆菌) ③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 衰亡期 ①细菌代谢活性降低 ②细菌衰老并出现自溶 ③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 ④菌体细胞呈现多种形态，有时产生畸形，细胞大小悬殊；有些革兰氏染色反应阳性菌此时会变成阴性反应 2．生长的计算。
μ=2.303×（lgNt－lgN0）/(t－t0) G=0.693/μ =(t－t0)/n
N=(lgNt－lgN0)/0.301
μ：比生长速率；G：代时；n：世代数；t0：培养起始时间；t：培养终了时间；N0：起始细胞数量；N：t时的细胞数量
3．微生物与氧气的关系(表6—2)。
表6-2 微生物与氧气的关系
微生物种类 与氧气的关系 超氧化物歧化酶(SOD) 专性好氧菌(obligate aerobe) 兼性厌氧菌(facultative anaeobe) 微好氧菌(microaerophile) 耐氧菌(aerotolerant anaerobe) anaerobe) 不需要氧、但有氧时能更好地生长的微生物 生长需要的氧浓度低于2％~10％，而且是大气氧(20％)对其有害的微生物 尽管生长并不需要氧气，但仍能在有氧的条件下生长的徽生物 无 无 有 无 有 有(低水平) 有 有 完全依赖大气的氧生长的微生物 有 有 过氧化氢酶 专性厌氧菌(obligate 不需要氧、有氧时死亡的微生物 74 第 6章 微生物的生长繁殖及其控制
4.微生物与温度的关系（表6-3）。
表6-3 微生物与温度的关系 微生物种类 生长温度范围 嗜冷菌（嗜冷性微生物）（psychrophiles） 0℃能生长，且最适生长温度为15℃的微生物 嗜温菌（嗜温微生物）（mesophiles） 最适生长温度为20~45℃ 的微生物 嗜热菌（嗜热微生物）（thermophiles） 在55℃或更高温度能生长的，最适生长温度为55~65℃的微生物 极端嗜热菌（极端嗜热微生物）最适生长温度为80-113℃ 的微生物 （hyperthermiphiles） 5．微生物与盐浓度及pH的关系（表6-4）
表6-4 微生物与盐浓度及pH的关系 微生物种类 嗜盐菌（嗜盐微生物）（halophiles） 嗜酸菌（嗜酸微生物）（acidophile） 嗜碱菌（嗜碱微生物）（alkaliphile ） 嗜中性菌（嗜中性微生物）（neutrophile） 物 最适pH为0~5.5的微生物 最适pH为8.5~11.5的微生物 最适pH为5.5~8.0的微生物 生长盐浓度或pH范围 高盐环境下（NaCl 0.2 mol/L以上）才能生长的微生 6．灭菌除菌方法。利用加热和辐射的物理方法可以对固体进行灭菌，液体和气体可用加热、辐射和过滤进行消毒和灭菌。大多数化学试剂难以杀死芽孢，不能用于灭菌，可作为消毒剂、防腐剂。某一物理或化学因子对微生物的作用效果不是固定不变的，而是受到许多环境因素的影响(表6—5)
表6-5 常用的灭菌方法 物 理 方 法 电离辐射 四、超声波 化学方法 超声波处理 酚类、醇、卤素、重金属、醛、杀菌气体处理等 2.干热法 二、过滤除菌 三、辐射灭菌 一、 加 热 杀 菌 灭菌方法 1.湿热法 优点： a. 较干热法更易于传递热量 b. 较干热法更易破坏保持蛋白质稳定性的氢键结构 巴氏消毒法（63℃，15min） 超高温灭菌具体方法 高压蒸汽灭菌（如121℃，15min） 煮沸消毒 灭菌效果 彻底灭菌：杀死细菌的芽孢和营养细胞 杀死细菌或其他微生物的营养细胞和少部分的芽孢或孢子 杀死多数细菌和真菌的营养细胞 杀死多数细菌和真菌的彻底灭菌 彻底灭菌 强致死，但不能穿过玻璃 穿透力强，能破坏芽孢和营养细胞 杀菌 杀死大部分微生物 牛奶或其他液态食品 耐热物品如玻璃器皿等 热敏感的液体物质 紫外辐射 物体表面，空气（生物安全柜、房间） 抗体、食品、一次性塑料容器 菌悬液 物体表面等 牛奶、饮料等 适用对象 耐热物品如培养基、器皿等 注射器、金属用品、解剖用具等 （135~150℃，2~6s） 营养细胞 160~170℃,2~3h 膜滤器除菌 75 第 6章 微生物的生长繁殖及其控制
7.抗菌药物的作用机制（表6-6）
抗菌药物的作用机制（表6-6）
抗 菌 素 抗 代 谢 物 磺胺类药物(sulfa drug) 代谢颉抗作用：由于很多细菌需要自己合成叶酸而生长，磺胺是叶酸组成部分对氨基苯甲酸的结构类似物，因而磺胺能阻止细菌叶酸的合成。磺胺对人体细胞无毒性，因为人缺乏从对氨基苯甲酸合成叶酸的相关酶—二氢叶酸合成酶，不能用外界提供的对氨基苯甲酸自行合成叶酸，而必须直接利用叶酸为生长因子进行生长 利福平(rifampicin) 红霉素(erythromycin) 氯霉素(chloramphenicol) 药物 青霉素(penicillin) 作用机制 抑制细胞壁合成：青霉素β—内酰胺环结构与D-丙氨酸末端结构相似，从而能占据D—丙氨酸的位置与转肽酶结合，并将酶灭活，肽链之间无法彼此连接，抑QC了细胞壁的合成 链霉素(streptomycin) 四环素(tetraeycline) 抑制蛋白质合成：与细菌核糖体的3O S亚基结合，抑制蛋白质合成，引起mRNA错读； 抑制蛋白质合成：与细菌核糖体的30 S亚基结合，干扰氨酰tRNA的结合： 抑制蛋白质合成：与细菌核糖体的50 S亚基结合，通过抑制肽基转移酶阻断肽键形成 抑制蛋白质合成：与细菌核糖核蛋白体的50 S亚单位相结合，抑制肽酰基转移酶，影响核糖核蛋白体移位过程，妨碍肽链增长，抑制细菌蛋白质的合成 抑制核酸合成：通过结合和抑制DNA依赖的RNA聚合酶阻断RNA合成
主要参考书目
1．沈萍．微生物学，北京：高等教育出版社，2000
2．Prescott L M，Harley J P，Klein D A．微生物学．第5版．中文版，沈萍，彭珍荣主译．北京：高等教育出版社，2003
3．Madigan M T，Martinko J M，Parker J．Brock Biology of Microorganisms．10th ed．Englewood Cliffs：Prentice Hall，2003
(唐晓峰)
微生物的生长繁殖及其控制
