1、微生物的生長微生物的生長繁殖與生存因子繁殖與生存因子生物個體物質有規律地、不可逆增加，導致個體體積擴大的生物學過程。生長：生長：生物個體生長到一定階段，通過特定方式產生新的生命個體，即引起生命個體數量增加的生物學過程。繁殖：繁殖：生長是一個逐步發生的量變過程量變過程，繁殖是一個產生新的生命個體的質變過程質變過程。在高等生物高等生物里這兩個過程可以明顯分開，但在低等特別是在單單細胞的生物細胞的生物里，由于細胞小，這兩個過程是緊密聯系又很難劃分的過程。第一節第一節 微生物的生長繁殖微生物的生長繁殖一個微生物細胞合適的外界條件，吸收營養物質，進行代謝。如果同化作用的速度超過了異化作用個體的生長原生質

2、的總量（重量、體積、大小）就不斷增加如果各細胞組分是按恰當的比例增長時，則達到一定程度后就會發生繁殖，引起個體數目的增加。群體內各個個體的進一步生長群體的生長一、微生物生長的測定一、微生物生長的測定: :單位時間里微生物數量或生物量（單位時間里微生物數量或生物量（biomass）的變化）的變化微生物生長：微生物生長：微生物生長的測定：個體計數群體重量測定群體生理指標測定評價培養條件、營養物質等對微生物生長的影響；評價不同的抗菌物質對微生物產生抑制(或殺死)作用的效果；客觀地反映微生物生長的規律；（一）以數量變化對微生物生長情況進行測定（一）以數量變化對微生物生長情況進行測定1、培養平板計數法、

3、培養平板計數法采用培養平板計數法要求操作熟練、準確，否則難以得到正確的結果：樣品充分混勻；每支移液管及涂布棒只能接觸一個稀釋度的菌液；同一稀釋度三個以上重復,取平均值；每個平板上的菌落數目合適，便于準確計數；一個菌落可能是多個細胞一起形成，所以在科研中一般用菌落形成單位（colony forming units， cfu）來表示，而不是直接表示為細胞數。2、膜過濾培養法、膜過濾培養法當樣品中菌數很低時，可以將一定體積的湖水、海水或飲用水等樣品通過膜過濾器，然后將將膜轉到相應的培養基上進行培養，對形成的菌落進行統計。3、the most probable number method（液體稀釋法）

4、主要適用于只能進行液體培養的微生物，或采用液體鑒別培養基進行直接鑒定并計數的微生物。對未知樣品進行十倍稀釋，然后根據估算取三個連續的稀釋度平行接種多支試管，對這些平行試管的微生物生長情況進行統計，長菌的為陽性，未長菌的為陰性，然后根據數學統計計算出樣品中的微生物數目。4、顯微鏡直接計數法、顯微鏡直接計數法1）常規方法：）常規方法：缺點：缺點：不能區分死菌與活菌；不適于對運動細菌的計數；需要相對高的細菌濃度；個體小的細菌在顯微鏡下難以觀察；2）其它方法：）其它方法：將已知顆粒濃度的樣品（例如血液）與待測細胞細胞濃度的樣品混勻后在顯微鏡下根據二者之間的比例直接推算待測微生物細胞濃度。比例計數：過濾

5、計數：當樣品中菌數很低時，可以將一定體積的湖水、海水或飲用水等樣品當樣品中菌數很低時，可以將一定體積的湖水、海水或飲用水等樣品通過膜過濾器。然后將濾膜干燥、染色，并經處理使膜透明，再在顯通過膜過濾器。然后將濾膜干燥、染色，并經處理使膜透明，再在顯微鏡下計算膜上微鏡下計算膜上(或一定面積中或一定面積中)的細菌數；的細菌數；活菌計數：采用特定的染色技術也可分別對活菌和死菌進行分別計數采用特定的染色技術也可分別對活菌和死菌進行分別計數（二）以生物量為指標測定微生物的生長（二）以生物量為指標測定微生物的生長1、比濁法、比濁法在一定波長下，測定菌懸液的光密度，以光密度(optical density,

6、即o.d.)表示菌量。實驗測量時應控制在菌濃度與光密度成正比的線性范圍內，否則不準確。2、 生理指標法生理指標法微生物的生理指標，如呼吸強度，耗氧量、酶活性、生物熱等與其群體的規模成正相關。樣品中微生物數量多或生長旺盛，這些指標愈明顯，因此可以借助特定的儀器如瓦勃氏呼吸儀、微量量熱計等設備來測定相應的指標。常用于對微生物的快速鑒定與檢測常用于對微生物的快速鑒定與檢測二、細菌的群體生長繁殖二、細菌的群體生長繁殖微生物的特點：微生物的特點：個體微小個體微小肉眼看到或接觸到的微生物是成千上萬個單個的微生物組成的群體。微生物接種是群體接種，接種后的生長是微生物群體繁殖生長。微生物接種是群體接種，接種后

7、的生長是微生物群體繁殖生長。對細菌群體生長規律的了解是對其進行研究與利用的基礎對細菌群體生長規律的了解是對其進行研究與利用的基礎一、生長曲線一、生長曲線生長曲線(growth curve)： 細菌接種到定量的液體培養基中，定時取樣測定細胞數量，細菌接種到定量的液體培養基中，定時取樣測定細胞數量，以培養時間為橫座標，以菌數為縱座標作圖，得到的一條反映細以培養時間為橫座標，以菌數為縱座標作圖，得到的一條反映細菌在整個培養期間菌數變化規律的曲線。菌在整個培養期間菌數變化規律的曲線。在微生物學中提到的“生長”，均指群體生長。細菌的生長曲線一般用菌數的對數為縱坐標作圖細菌的生長曲線一般用菌數的對數為縱坐

8、標作圖一條典型的生長曲線至少可以分為 遲緩期遲緩期，對數期對數期，穩定期穩定期和和衰亡期衰亡期等四個生長時期遲緩期遲緩期(lag phase)：將少量菌種接入新鮮培養基后，在開始一段時間內菌數不立即增加，或增加很少，生長速度接近于零。也稱延遲期延遲期、適應期適應期。遲緩期的特點：遲緩期的特點：分裂遲緩、代謝活躍分裂遲緩、代謝活躍t 細胞形態變大或增長，例如巨大芽孢桿菌，在遲緩期末，細胞 的平均長度比剛接種時長6倍。一般來說處于遲緩期的細菌細胞 體積最大t 細胞內rna，尤其是rrna含量增高，合成代謝活躍，核糖體、 酶類和atp的合成加快，易產生誘導酶。t 對外界不良條件反應敏感。細胞處于活躍

9、生長中，只是分裂遲緩在此階段后期，少數細胞開始分裂，曲線略有上升。對數生長期對數生長期(log phase)：又稱指數生長期又稱指數生長期(exponential phase)以最大的速率生長和分裂，細菌數量呈對數增加，以最大的速率生長和分裂，細菌數量呈對數增加，細菌內各成分按比例有規律地增加，表現為平衡生長。細菌內各成分按比例有規律地增加，表現為平衡生長。對數生長期的細菌個體形態、化學組成和生理特性等均較一致，代謝旺盛、生長對數生長期的細菌個體形態、化學組成和生理特性等均較一致，代謝旺盛、生長迅速、代時穩定，所以是研究微生物基本代謝的良好材料。它也常在生產上用作迅速、代時穩定，所以是研究微生

10、物基本代謝的良好材料。它也常在生產上用作種子，使微生物發酵的遲緩期縮短，提高經濟效益。種子，使微生物發酵的遲緩期縮短，提高經濟效益。穩定生長期穩定生長期(stationary phase)：由于營養物質消耗，代謝產物積累和由于營養物質消耗，代謝產物積累和ph等環境變化，逐步不適宜等環境變化，逐步不適宜于細菌生長，導致生長速率降低直至零于細菌生長，導致生長速率降低直至零(即細菌分裂增加的數量等即細菌分裂增加的數量等于細菌死亡數于細菌死亡數)。穩定生長期又稱恒定期或最高生長期，此時培養液中活細菌數最高并維持穩定。衰亡期衰亡期(decline或或death phase)：營養物質耗盡和有毒代謝產物的

11、大量積累，細菌死亡速率超過新生營養物質耗盡和有毒代謝產物的大量積累，細菌死亡速率超過新生速率，整個群體呈現出負增長。速率，整個群體呈現出負增長。該時期死亡的細菌以對數方式增加，但在衰亡期的后期，由于部分該時期死亡的細菌以對數方式增加，但在衰亡期的后期，由于部分細菌產生抗性也會使細菌死亡的速率降低，仍有部分活菌存在。細菌產生抗性也會使細菌死亡的速率降低，仍有部分活菌存在。二、同步培養二、同步培養同步培養同步培養(synchronous culture)： 使群體中的細胞處于比較一致的，生長發育均處于同一階使群體中的細胞處于比較一致的，生長發育均處于同一階段上，即大多數細胞能同時進行生長或分裂的培

12、養方法。段上，即大多數細胞能同時進行生長或分裂的培養方法。 以同步培養方法使群體細胞能處于同一生長階段，并同時以同步培養方法使群體細胞能處于同一生長階段，并同時進行分裂的生長。進行分裂的生長。同步生長：同步生長：通過同步培養方法獲得的細胞被稱為同步細胞或同步培養物通過同步培養方法獲得的細胞被稱為同步細胞或同步培養物硝酸纖維素濾膜法是最經典的獲得同步生長的方法硝酸纖維素濾膜法是最經典的獲得同步生長的方法由于細胞的個體差異，同步生長往往只能維持由于細胞的個體差異，同步生長往往只能維持2-3個世代，個世代，隨后又逐漸轉變為隨機生長。隨后又逐漸轉變為隨機生長。三、連續培養三、連續培養將微生物置于一定容

13、積的培養基中，經過培養生長，最后一次收獲。將微生物置于一定容積的培養基中，經過培養生長，最后一次收獲。分批培養（分批培養（batch culture）or封閉培養（封閉培養（closed culture）培養基一次加入，不予補充，不再更換。培養基一次加入，不予補充，不再更換。連續培養連續培養(continous culture ）在微生物的整個培養期間，通過一定的方式使微生物能以恒定在微生物的整個培養期間，通過一定的方式使微生物能以恒定的比生長速率生長并能持續生長下去的一種培養方法。的比生長速率生長并能持續生長下去的一種培養方法。培養過程中不斷的補充營養物質補充營養物質和以同樣的速率移出培養物

14、移出培養物是實現微生物連續培養的基本原則。（一）恒濁連續培養（一）恒濁連續培養測定所培養微生物的光密度值測定所培養微生物的光密度值自動調節新鮮培養基流入和培養物流出培養室的流速自動調節新鮮培養基流入和培養物流出培養室的流速使培養物維持在某一恒定濁度使培養物維持在某一恒定濁度當培養室中的濁度超過預期數值時，流速加快，使濁度降低；當培養室中的濁度低于預期數值時，流速減慢，使濁度升高；恒濁培養器的工作精度是由光電控制系統的靈敏度來決定的如果所用培養基中有過量的必需營養物，就可以使菌體維持最高的如果所用培養基中有過量的必需營養物，就可以使菌體維持最高的生長速率。生長速率。二）恒化連續培養二）恒化連續培

15、養使培養液流速保持不變，并使微生物始終在低于其最高生長速率下進行生長繁殖。通過控制流速可以得到生長速率不同但密度基本恒定的培養物通過控制流速可以得到生長速率不同但密度基本恒定的培養物多用于科研多用于科研遺傳學：突變株分離；生理學：不同條件下的代謝變化；生態學：模擬自然營養條件建立實驗模型；第六章微生物的營養和產能代謝第六章微生物的營養和產能代謝第一節 微生物的營養物質微生物的營養物質微生物的營養物質按其在機體中的生理微生物的營養物質按其在機體中的生理作用可區分為：作用可區分為：碳源、氮源、無機鹽、生長因子和水五碳源、氮源、無機鹽、生長因子和水五大類。大類。(一一)、碳源、碳源v1、定義：、定義

16、：任何作為構成微生物的細胞物質或其代謝產物中碳素來源的營養物質。v2、功能：、功能：v(1) 構成微生物自身細胞物質和代謝產構成微生物自身細胞物質和代謝產物物；能源物質能源物質；v所以，碳源不足會引起菌體衰老或死亡。所以，碳源不足會引起菌體衰老或死亡。但有些又以co2為唯一或主要碳源的微生物生長所需的能源則不是來自co2。 3、碳源物質的種類及微生物的利用、碳源物質的種類及微生物的利用v(1) 有機碳化合物：有機碳化合物：v簡單有機碳化合物：簡單有機碳化合物：v復雜有機碳化合物：復雜有機碳化合物：v(2) 無機碳化合物無機碳化合物： v(3) 特殊和有毒碳化合物：特殊和有毒碳化合物：(二二)、

17、氮源、氮源v1、定義：、定義：凡是可以被微生物用來構成細構成細胞物質胞物質的或代謝產物中氮素來源的營養物質。v2、功能、功能：蛋白質及其各類降解產物vn源不足，菌體生長過慢；過多，微生源不足，菌體生長過慢；過多，微生物生長過旺而不利于產物的積累。物生長過旺而不利于產物的積累。3、氮源物質的種類及微生物的利用、氮源物質的種類及微生物的利用(1) 有機氮化物：有機氮化物：v簡單有機氮化物：簡單有機氮化物：氨基酸、蛋白胨等；v復雜有機氮化物：復雜有機氮化物：蛋白質、核酸等。(2) (2) 無機氮化物無機氮化物：銨鹽、硝酸鹽、亞硝酸銨鹽、硝酸鹽、亞硝酸鹽鹽 ( (少數微生物能利用少數微生物能利用) )

18、。 (3)(3)分子態氮：分子態氮：少數固氮微生物能利用，如固氮菌。(三三)、無機鹽、無機鹽(inorganic salt)v1、定義：、定義：無機鹽是微生物生長必不可少的一類營養物質，v生理功能主要是v作為酶活性中心v維持生物大分子和細胞結構的穩定性、v調節并維持細胞的滲透壓平衡、v控制細胞的氧化還原電位v作為某些微生物生長的能源物質等。2、對無機鹽的需要情況、對無機鹽的需要情況v大量元素大量元素：p、k、mg、ca、s、na、(fe)，v生長需要的濃度：10-3-10-4mol/l；v微量元素微量元素：fe、b、cu、zn、mo、co、mn，v生長需要的濃度：10-6-10-8 mol/l

19、 (培養基中含量)。(四四)、生長因子、生長因子(growth factor)v1、定義：、定義：生長因子通常指某些微生物生長所必需而且需要量很小，但微生物自微生物自身不能合成或合成量不足身不能合成或合成量不足以滿足機體生長需要的有機化合物。v不同微生物對生長因子的需要量和種類不同微生物對生長因子的需要量和種類不同不同。2、種類及功能：種類及功能：v生長因子分為v維生素維生素是作為酶的輔基或輔酶參與新陳代謝；v氨基酸氨基酸:有些微生物自身缺乏合成某些氨基酸氨基酸的能力，v嘌呤與嘧啶嘌呤與嘧啶作用主要是作為酶的輔酶或輔基，(五五)、水、水v(1) 細胞的細胞的組成組成成分成分v(2) 細胞生化反

20、應的細胞生化反應的介質介質；v(3) 起起溶劑與運輸介質溶劑與運輸介質的作用，營養物質的吸的作用，營養物質的吸收與代謝產物的分泌必須以水為介質才能完成；收與代謝產物的分泌必須以水為介質才能完成；v(4) 維持蛋白質、核酸等生物大分子穩定的天維持蛋白質、核酸等生物大分子穩定的天然然構象構象；v(5) 調節體細胞的調節體細胞的溫度溫度；v(6) (6) 保持充足的水分是細胞維持自身正常形態保持充足的水分是細胞維持自身正常形態的重要因素，即維持細胞內一定的重要因素，即維持細胞內一定膨壓膨壓； 第二節第二節 微生物的營養類型微生物的營養類型 v1、光能無機自養型：、光能無機自養型：也稱光能自養型，能以

21、co2為唯一碳源或主要碳源并利用光能進行生長的的微生物，v使co2固定還原成細胞物質，并且伴隨元素氧（硫）的釋放。v藻類、藍細菌和光合細菌屬于這一類營養類型。藻類和藍細菌藻類和藍細菌與高等植物光合作用是一致與高等植物光合作用是一致的的 2、光能有機營養型、光能有機營養型v或稱光能異養型，光能異養型，不能以co2作為唯一碳源或主要碳源，需以有機物作為供氫體，利用光能將co2還原為細胞物質。v紅螺屬的一些細菌就是這一營養類型的紅螺屬的一些細菌就是這一營養類型的代表代表v光能有機營養型細菌在生長時通常需要外源的生長因子。 3、化能無機自養型：、化能無機自養型：v或稱化能自養型化能自養型，利用無機物氧

22、化過程中放出的化學能作為它們生長所需的能量，以co2或碳酸鹽作為的唯一或主要碳源進行生長，v屬于這類微生物的類群有硫化細菌、硝屬于這類微生物的類群有硫化細菌、硝化細菌、氫細菌與鐵細菌等化細菌、氫細菌與鐵細菌等. .4 4、化能有機營養型：、化能有機營養型：v或稱或稱化能異養營養型化能異養營養型，生長所需的能量，生長所需的能量來自來自有機物氧化有機物氧化過程放出的化學能，有過程放出的化學能，有機物通常既是它們生長的碳源物質又是機物通常既是它們生長的碳源物質又是能源物質。能源物質。 微生物營養類型微生物營養類型()依據依據營養類型營養類型特點特點 碳源碳源自養型自養型(autotrophs)以以c

23、o2為唯一或主為唯一或主要碳源要碳源異養型異養型(heterotrophs)以有機物為碳源以有機物為碳源 能源能源光能營養型光能營養型(phototrophs)以光為能源以光為能源化能營養型化能營養型(chemotrophs)以有機物氧化釋放以有機物氧化釋放的化學能為能源的化學能為能源 電子電子供體 無機營養型無機營養型(lithotrophs)以還原性無機物為以還原性無機物為電子供體電子供體微生物的營養類型（微生物的營養類型（） 營養類型營養類型 光能無機光能無機自養型自養型光能有機光能有機異養型異養型化能無機化能無機自養型自養型化能有機化能有機異養型異養型能源能源光能光能化學能化學能主要碳

24、源主要碳源 co2co2co2有機物v大多數微生物屬于化能有機營養型：絕大多數的細菌、全部真菌、原生動物以及病毒。v如果化能有機營養型微生物利用的有機如果化能有機營養型微生物利用的有機物不具有生命活性，則物不具有生命活性，則是是腐生型腐生型；若是；若是生活在生活細胞內從寄生體內獲得營養生活在生活細胞內從寄生體內獲得營養物質，則是物質，則是寄生型寄生型。 第三節第三節 培養基培養基一、什么是培養基一、什么是培養基培養基培養基(culture medium)：是人工配制的，適合微生物生長繁殖或產生代謝產物的營養基質。v培養基中應含滿足微生物生長發育的：水分、碳源、氮源、生長因子以及無機鹽。配制培養

25、基的原則配制培養基的原則一、選擇適宜的營養物質一、選擇適宜的營養物質v所有微生物生長繁殖均需要培養基含有碳源、氮源、無機鹽、生長因子、水及能源，v培養細菌、放線菌、酵母菌、霉菌所需的培養基各不相同。v1.培養細菌：牛肉膏蛋白胨培養基(或簡稱普通肉湯培養基) ，v2.培養放線菌：用高氏i號合成培養基，v3.培養酵母菌：一般用麥芽汁培養基，v4.培養霉菌：一般用查氏合成培養基。二、營養物質濃度及配比合適營養物質濃度濃度過低過低時不能滿足微生物正常生長所需，濃度過高濃度過高時則可能對微生物生長起抑制作用，例如高濃度高濃度糖類物質、無機鹽、重金屬離子等不僅不能維持和促進微生物的生長，反而起到抑菌或殺菌

26、作用。v培養基中各營養物質之間的濃度配濃度配比比也直接影響微生物的生長繁殖和(或)代謝產物的形成和積累，其中碳氮比(c/n)的影響較大。三、控制三、控制ph條件條件 v各類微生物生長繁殖或產生代謝產物的最適生長繁殖或產生代謝產物的最適ph條件各不相同條件各不相同。v細菌與放線菌適于在ph77.5范圍內生長，酵母菌和霉菌通常在ph4.56范圍內生長。v（如何控制生長過程中的（如何控制生長過程中的ph值？）值？）ph緩沖劑緩沖劑v維持培養基ph的相對恒定，通常在培養基中加入ph緩沖劑，緩沖劑，v常用的緩沖劑常用的緩沖劑是一氫和二氫磷酸鹽一氫和二氫磷酸鹽(如如kh2po4和和k2hpo4)組成的混合

27、物組成的混合物。vk2hpo4溶液呈堿性，kh2po4溶液呈酸性，兩種物質的等量混合溶液的ph為6.8。kh2po4和和k2hpo4緩沖劑的原理緩沖劑的原理v當培養基中酸性物質積累導致h+濃度增加時，h+與弱堿性鹽結合形成弱酸性化合物，培養基ph不會過度降低；如果培養基中oh-濃度增加，oh-則與弱酸性鹽結合形成弱堿性化合物，培養基ph也不會過度升高。v但kh2po4和k2hpo4緩沖系統只能在一定的ph范圍(ph6.47.2)內起調節作用。v有些微生物，如乳酸菌能大量產酸，磷酸緩沖系統就難以起到緩沖作用，此時可在培養基中添加難溶的碳酸鹽添加難溶的碳酸鹽(如如caco3)來進行來進行調節調節，

28、caco3難溶于水，不會使培養基ph過度升高，但它可以不斷中和微生物產生的酸，同時釋放出co2，將培養基ph控制在一定范圍內。四、原料來源的選擇四、原料來源的選擇盡量利用廉價且易于獲得的原料作為培養基成分，在發酵工業中，培養基用量很大，利用低成本的原料更體現出其經濟價值。五、滅菌處理五、滅菌處理要獲得微生物純培養，必須避免雜菌污染，對培養基一般采取高壓蒸汽滅菌，一般培養基用1.05kg/cm2，121.3條件下維持1530min可達到滅菌目的。滅菌滅菌：采用物理或化學的方法殺死一定環境中的全部微生物。消毒消毒：采用物理或化學的方法殺死一定環境中部份的部微生物。主要是病原微生物。在高壓蒸汽滅菌過

29、程中，長時間高溫會使某些不耐熱物質遭到破壞，如使糖類物質形成氨基糖、焦糖，長時間高溫還會引起磷酸鹽、碳酸鹽與某些陽離子(特別是鈣、鎂、鐵離子)結合形成難溶性復合物而產生沉淀，高壓蒸汽滅菌后，培養基培養基ph會發生改變會發生改變(一般使一般使ph降低降低0.2)，滅菌的方法滅菌的方法v(1) 物理法物理法v 加熱法加熱法：v. 干熱滅菌干熱滅菌v灼燒滅菌灼燒滅菌：利用火焰直接把微生物燒滅。如：接種工具，玻璃瓶口等。v干燥熱空氣滅菌干燥熱空氣滅菌(常稱干熱滅菌)：把待滅菌的物品均勻地放在電熱恒溫干燥箱內，加熱至160-170，持續2hr。如：玻璃器皿(吸管、平板等)、金屬用具等；但培養基、塑料制品

30、、橡膠制品等不能用此法。 濕熱滅菌濕熱滅菌：高壓蒸汽滅菌高壓蒸汽滅菌：121，30min。滅菌器主要有臥式、立式、手提式(實驗室最為常用)。是一種最有效、使用最廣泛的滅菌方法。常壓蒸汽滅菌：間歇常壓蒸汽滅菌：間歇(分段分段)滅菌滅菌：100，30min，殺死一切細菌的營養體，但不能殺死芽孢，每天進行1次，連續3天；在兩次滅菌間隙，滅菌物應放在室溫(20-30)條件下恒溫培養，使芽孢萌發為營養體，第二次滅菌即可殺死；經過兩次培養3次反復滅菌，即可達完全滅菌。v持續滅菌持續滅菌：常壓蒸汽持續滅菌中，從蒸汽大量產生開始，繼續加大火力保持充足蒸汽，持續加熱3-6hr，殺死絕大部分芽孢和全部營養體，達到

31、滅菌目的。v比較：比較：在同一溫度下，濕熱的殺菌效力比干熱大。因為因為：v濕熱 情況下，菌體吸水，使蛋白質易于凝固；v濕熱的穿透力更強；v蒸汽與被滅菌物接觸冷凝成水時，放出熱量，使其溫度迅速升高，從而增強了殺菌能力。 煮沸消毒法煮沸消毒法v物品在清水中煮沸5min以上，可殺死附在物品上的微生物細胞及部份芽孢。如果延長煮沸時間，或在水中加入1%碳酸鈉或2-5%石碳酸，則效果會更好。本法適于毛巾衣物、注射器、解剖用具等的消毒。v 巴斯德消毒法巴斯德消毒法：6363，30min30min；或；或7070，15min15min。一般用于牛奶、啤酒等的。一般用于牛奶、啤酒等的消毒，可保持物品原有的營養風

32、味。消毒，可保持物品原有的營養風味。 v 過濾除菌：過濾除菌：含菌液體或氣體通過細菌過濾器，使雜菌留在濾器或濾板上，而支除雜菌。v射線除菌射線除菌：紫外線穿透力弱，一薄層普通玻璃或水，均能濾除大量紫外線。一般適用于表面滅菌或空氣滅菌，如：實驗室、接種室、接種箱等。v(2) 化學法：化學法：主要是利用有機或無機的化學藥品以實驗室用具和其它物體表面進行滅菌與消毒(不能殺死芽孢，起消毒不能殺死芽孢，起消毒作用作用)。v機理：能破壞細菌代謝機能并有致死作用的化學藥劑。實驗室常用有：升汞、升汞、甲醛、高錳酸鉀、乙醇、碘酒、石碳酸、甲醛、高錳酸鉀、乙醇、碘酒、石碳酸、漂白粉漂白粉等。v在配制培養基過程中，

33、泡沫泡沫的存在對滅菌處理有何影響？三、培養基的類型以及應用三、培養基的類型以及應用(一一) 按成分不同劃分按成分不同劃分v天然培養基天然培養基(complex medium)：。v合成培養基合成培養基(synthetic medium) v半合成培養基：半合成培養基：天然培養基天然培養基(complex medium)v：凡是利用來自生物的組織、器官以用它們的抽提物或制品制成的培養基。如：牛肉汁、玉米粉、米糠。其化學成分還其化學成分還不清楚或化學成分不恒定，也稱化學限不清楚或化學成分不恒定，也稱化學限定培養基。定培養基。如：牛肉膏蛋白胨培養基等。合成培養基合成培養基(synthetic med

34、ium)v是由化學成分完全了解的物質(化學藥品)配制而成的培養基。也稱化學限定培養基。如：高氏一號培養基等。半合成培養基半合成培養基v采用天然有機物作為n源和生長物質，再添加一部分的化學藥品作為c源和無機鹽來源的培養基。二）根據物理狀態劃分二）根據物理狀態劃分v液體培養基：液體培養基：根據配方溶于定量的水制成。v固體培養基：固體培養基：在液體培養基中，添加凝固劑。常用的凝固劑有瓊脂(或稱洋菜、凍粉)、明膠、硅酸鈉等，以瓊脂最為常見。v固體材料可看作是一種不加凝固劑的固體培養基。v半固體培養基：半固體培養基：一般在液體培養基中加入2-5瓊脂即成。瓊脂瓊脂v瓊脂：瓊脂：成分主要是多糖類物質(瓊脂糖

35、約70%，瓊脂果膠約30%)，其化學性質穩定，一般微生物不能分解，故用作凝固劑不引起化學成分的變化；v在95以上的熱水中開始由凝膠融化為溶膠，冷卻至45以下開始重新凝固，反復多次性質不變；用量：15-20。明膠明膠v明膠：明膠：化學成分是動物蛋白質。一般在25以上即融化，22以下凝固，所以不能作為常用的凝固劑v少數微生物能分解利用使之液化，于是多用于穿刺培養；用量：10%-20%或更多。(三三) 按用途劃分按用途劃分v基礎培養基基礎培養基(minimum medium) v加富培養基加富培養基(enrichment medium) v鑒別培養基鑒別培養基(differential medium

36、) v選擇培養基選擇培養基(selectivemedium) 基礎培養基基礎培養基(minimum medium)v基礎培養基基礎培養基(minimum medium)是含有一般微生物生長繁殖所需的基本營養物質的培養基。如：細菌牛肉膏蛋白胨；酵母菌麥芽汁；真菌馬鈴薯蔗糖培養基。加富培養基加富培養基(enrichment medium)v加富培養基加富培養基(enrichment medium) 也稱增殖培養基，加入特殊營養物質特殊營養物質，使這類微生物增殖速度比其它微生物快。這些特殊營養物質包括血液、血清、酵母浸膏、動植物組織液等。鑒別培養基鑒別培養基(differential medium)

37、v鑒別培養基鑒別培養基(differential medium) 加入某種特殊化學物質，某種微生物在培養基中生長后能產生某種代謝產物，而這種代謝產物可以與培養基中的特殊化代謝產物可以與培養基中的特殊化學物質發生特定的化學反應學物質發生特定的化學反應.選擇培養基選擇培養基(selectivemedium)v選擇培養基選擇培養基(selectivemedium) 將某種微生物從混雜的微生物群體中分離出來的培養基。v依據某些微生物的特殊營養需求設計的。v加入某種化學物質，這種化學物質沒有營養作用，對所需分離的微生物無害，但可以抑制或殺死其他微生物。v例例1：培養基中加入適量的青霉素或鏈霉素，可抑制細

38、菌和放線菌的生長，從而將真菌和酵母菌分離出來；v例例2：在馬丁氏培養基中加入一定量的孟加拉紅染料、鏈霉素能較好地選擇培養真菌；v例例3：yem(甘露醇酵母粉培養基)加剛果紅或結晶紫可抑制g+細菌的生長。第四節第四節 微生物的產能代謝微生物的產能代謝一、代謝的類型一、代謝的類型v代謝代謝(metabolism)是細胞內發生的各種化學反應的總稱，由兩個過程組成。v1分解代謝分解代謝是指細胞將大分子物質降解成小分子物質，并在這個過程中產生能量。v2合成代謝合成代謝是指細胞利用簡單的小分子物質合成復雜大分子的過程，在這個過程中要消耗能量。分解代謝分為三個階段分解代謝分為三個階段v第一階段第一階段是將蛋

39、白質、多糖及脂類等大分子營養物質降解成氨基酸、單糖及脂肪酸等小分子物質；v第二階段第二階段是將第一階段產物進一步降解成更為簡單的乙酰輔酶a、丙酮酸以及能進入三羧酸循環的某些中間產物，在這個階段會產生一些atp、nadh及fadh2；v第三階段第三階段是通過三羧酸循環將第二階段產物完全降解生成co2，并產生atp、nadh及fadh2。分解代謝和合成代謝的關系分解代謝和合成代謝的關系v合成代謝所利用的小分子物質源于分解代謝過程中產生的中間產物。二、生物氧化二、生物氧化v生物氧化生物氧化: 物質在生物體內經過一系列連續的氧化還原反應，逐步分解并釋放能量的過程，稱為生物氧化，是一個產能代謝過程。即分

40、解代謝過程。1、生物氧化的含義及形式v生物氧化是指有機分子在機體內氧化分解成co2和h2o并釋放出能量的過程。v其形式包括底物與氧結合、脫氫或失去電子3種；其過程可分脫氫（或電子）、v遞氫（或電子）v受氫（或電子）3個階段。v根據遞氫特別是受氫過程中氫受體性質的不同，可以把生物氧化區分成v有氧呼吸、無氧呼吸和發酵有氧呼吸、無氧呼吸和發酵3種類型。2、無氧呼吸v無氧呼吸又稱厭氧呼吸，是一類呼吸鏈末端的氫受體為外源無機氧化物（個別為有機氧化物）的生物氧化。3、發酵在生物氧化或能量代謝中，發酵是指在無氧條件下，底物脫氧后所產生的還原力h不經過呼吸鏈傳遞而直接交給某一內源氧化性中間代謝產物的一類低效產

41、能反應。（一）異養微生物的主要產能方式（一）異養微生物的主要產能方式v異養微生物氧化有機物的方式，根據氧異養微生物氧化有機物的方式，根據氧化還原反應中電子受體的不同可分成化還原反應中電子受體的不同可分成發酵發酵呼吸有氧呼吸呼吸有氧呼吸無氧呼吸無氧呼吸 1、己糖的分解（糖酵解）、己糖的分解（糖酵解）生物體內葡萄糖被降解成丙酮酸的過程稱為糖生物體內葡萄糖被降解成丙酮酸的過程稱為糖酵解酵解(glycolysis)，主要分為四種途徑：emp途徑、途徑、hmp途徑、途徑、ed途徑、途徑、磷酸解酮酶途徑。磷酸解酮酶途徑。其中emp途徑是最一般，是生物界所共有的途徑是最一般，是生物界所共有的，在微生物中廣泛

42、存在于許多好氧菌、兼性厭氧菌和厭氧菌中。emp途徑途徑(糖酵解途徑糖酵解途徑)v第一階段：生成兩分子的主要中間代謝產物：甘油醛-3-磷酸。v第二階段發生氧化還原反應，合成atp并形成兩分子的丙酮酸。vempemp途徑可為微生物的生理活動提供途徑可為微生物的生理活動提供atpatp和和nadhnadh，其中間產物又可為微生物的合，其中間產物又可為微生物的合成代謝提供碳骨架。成代謝提供碳骨架。 hmp途徑（磷酸戊糖途徑，單磷酸己糖途徑（磷酸戊糖途徑，單磷酸己糖途徑）途徑）v磷酸戊糖途徑可分為氧化階段和非氧化階段。一個hmp途徑循環的結果為：v一般認為hmp途徑不是產能途徑，而是為生物合成提供大量的

43、還原力(nadph)和中間代謝產物。ed途徑途徑v一分子葡萄糖經ed途徑最后生成兩分了丙酮酸、一分子atp、分子nadh和nadh。ved途徑可不依賴于emp和hmp途徑而單獨存在，但對于靠底物水平磷酸化獲得atp的厭氧菌而言，ed途徑不如emp途徑經濟。磷酸解酮酶途徑磷酸解酮酶途徑磷酸解酮酶途徑是磷酸解酮酶途徑是明串珠菌在進行異型明串珠菌在進行異型乳酸發酵過程中分解己糖和戊糖的途徑乳酸發酵過程中分解己糖和戊糖的途徑。該途徑的特征性酶是磷酸解酮酶，根據該途徑的特征性酶是磷酸解酮酶，根據解酮酶的不同，把具有磷酸戊糖解酮酶解酮酶的不同，把具有磷酸戊糖解酮酶的稱為的稱為pkpk途徑，把具有磷酸己糖解

44、酮酶途徑，把具有磷酸己糖解酮酶的叫的叫hkhk途徑。途徑。 2、丙酮酸代謝的多樣性、丙酮酸代謝的多樣性（1）發酵）發酵v發酵發酵(fermentation)是指微生物細胞將有是指微生物細胞將有機物氧化釋放的電子直接交給底物本身未完全機物氧化釋放的電子直接交給底物本身未完全氧化的某種中間產物，同時釋放能量并產生各氧化的某種中間產物，同時釋放能量并產生各種不同的代謝產物種不同的代謝產物。(在發酵條件下有機化合物只是部分地被氧化，因此，只釋放出一小部分的能量。）v發酵產能是厭氧和兼性好氧菌獲取能量的主要方式。v發酵的種類有很多，可發酵的底物有糖類、有機酸、氨基酸等，其中以微生物發酵葡萄糖最為重要。微

45、生物發酵葡萄糖的形式微生物發酵葡萄糖的形式v乙醇發酵v乳酸發酵 v丙酸發酵 丁酸發酵 v混合酸發酵先通過先通過empemp途徑將葡萄糖分解途徑將葡萄糖分解為丙酮酸，然后由不同的酶系將丙酮酸為丙酮酸，然后由不同的酶系將丙酮酸轉化成轉化成不同的產物，如乳酸、乙酸、甲，如乳酸、乙酸、甲酸、乙醇、酸、乙醇、co2co2和氫氣，和氫氣， 2) 呼吸作用呼吸作用v微生物在降解底物的過程中，將釋放出微生物在降解底物的過程中，將釋放出的電子交給的電子交給nad(p)+nad(p)+、fadfad或或fmnfmn等電子載等電子載體，再經電子傳遞系統傳給外源電子受體，再經電子傳遞系統傳給外源電子受體，從而生成水或

46、他還原型產物并釋放體，從而生成水或他還原型產物并釋放出能量的過程，稱為出能量的過程，稱為呼吸作用。 、有氧呼吸、有氧呼吸v在呼吸作用中，以分子氧分子氧作為最終電子受體的稱為有氧呼吸(aerobic respiration)。v在發酵過程中，葡萄糖經過糖酵解作用形成的丙酮酸在厭氧條件下轉變成不同的發酵產物，而在有氧呼吸過程中，丙酮酸進入三羧酸循環(tricarboxylic acid cycle，簡稱tca循環)，被徹底氧化生成co2和水，同時釋放大量能量。ii無氧呼吸無氧呼吸(anaerobic respiration)：無氧呼吸的最終電子受體不是氧，而是像no3-、no2-、so42-、co

47、2等這類外源受體。無氧呼吸也需要細胞色素等電子傳遞體，并在能量分級釋放過程中伴隨有磷酸化作用，生成的能量不如有氧呼吸產生的多。反硝化作用（硝酸鹽呼吸或脫氮作用）：指反硝化細菌（兼性厭氧微生物）以硝酸鹽作為最終電子受體，no3-還原成no2-、n2o、n2等的過程（通常稱脫n作用）v產生的條件：產生的條件：厭氧、有機質、硝酸鹽；在農業和環境中的應用在農業和環境中的應用：不利：n n素損失，污染環境；素損失，污染環境；有利：可消除水域中：可消除水域中n n素的富集；素的富集； 反硫化作用（硫酸鹽呼吸）反硫化作用（硫酸鹽呼吸）v反硫化細菌（嚴格厭氧菌，多數屬兼性反硫化細菌（嚴格厭氧菌，多數屬兼性營養型）以營養型）以soso4 42 2- -為最終電子受體，使為最終電子受體，使soso4 42 2- -還原成還原成h h2 2s s的無氧呼吸類型的無氧呼吸類型 沼氣發酵（甲烷形成）沼氣發酵（甲烷形成）v產甲烷細菌在厭氧條件下，利用h2還原co2等碳源營養物以產生細胞物質、能量和代謝廢物ch4的過程。類經co2或重碳酸鹽作為呼吸鏈末端h受體的無氧呼吸。產甲烷細菌產甲烷細菌：是一些專性厭氧菌，古生菌。 （二）化能自養微生物產能代謝（二）化能自養微生物產能代謝v一些微生物可以從氧化無機物獲得能量，同化合成細胞物質，這類細菌稱為化