微生物學：第三節(jié)不利環(huán)境因子

1第三節(jié)第三節(jié) 不利環(huán)境因子不利環(huán)境因子對微生物的影響對微生物的影響2 微生物的生活環(huán)境條件是各種因素的綜微生物的生活環(huán)境條件是各種因素的綜合，各種因素及其綜合效應處于合適的合，各種因素及其綜合效應處于合適的程度時，微生物才能旺盛地生長、發(fā)育程度時，微生物才能旺盛地生長、發(fā)育和繁殖。人們常憑借控制和調節(jié)各環(huán)境和繁殖。人們常憑借控制和調節(jié)各環(huán)境因素，促使某些微生物的生長，發(fā)揮它因素，促使某些微生物的生長，發(fā)揮它們的有益作用，或抑制和殺死另一些微們的有益作用，或抑制和殺死另一些微生物以消除它們的危害作用。生物以消除它們的危害作用。 3幾個常用術語幾個常用術語 防腐防腐 它是一種抑菌作用。利用某些理化因子，它是一種抑菌作用。利用某些理化因子，使物體內外的微生物暫時處于不生長、不繁殖使物體內外的微生物暫時處于不生長、不繁殖但又未死亡的狀態(tài)。這是一種防止食品腐敗和但又未死亡的狀態(tài)。這是一種防止食品腐敗和其他物質霉變的技術措施。如低溫、干燥、鹽其他物質霉變的技術措施。如低溫、干燥、鹽漬、糖漬等。漬、糖漬等。 滅菌滅菌 是指用物理或化學因子，使存在于物體是指用物理或化學因子，使存在于物體的所有活的微生物，永久性地喪失其生活力，的所有活的微生物，永久性地喪失其生活力， 包括最耐熱的細菌芽孢。這是一種徹底的殺菌包括最耐熱的細菌芽孢。這是一種徹底的殺菌措施。措施。4幾個常用術語幾個常用術語 消毒消毒 是指殺死或消除所有病原微生物的是指殺死或消除所有病原微生物的措施，可達到防止傳染病傳播的目的。措施，可達到防止傳染病傳播的目的。例如將物體煮沸例如將物體煮沸 (100 )10min(100 )10min或或60 60 7070加熱處理加熱處理30min 30min ，就可殺，就可殺死病原菌的營養(yǎng)體，但不能殺死所有的死病原菌的營養(yǎng)體，但不能殺死所有的芽孢。常用于牛奶、食品及某些物體的芽孢。常用于牛奶、食品及某些物體的表面消毒。利用具有消毒作用的化學藥表面消毒。利用具有消毒作用的化學藥劑劑( (又稱消毒劑又稱消毒劑) )，也可進行器皿、用具、，也可進行器皿、用具、皮膚、體膜或體腔內的消毒處理。皮膚、體膜或體腔內的消毒處理。 5紫外輻射紫外輻射 太陽光除可見光外，尚有長光波的紅外太陽光除可見光外，尚有長光波的紅外線和短光波的紫外線。微生物直接曝曬線和短光波的紫外線。微生物直接曝曬在陽光中，由于紅外線產生熱量，通過在陽光中，由于紅外線產生熱量，通過提高環(huán)境中的溫度和引起水分蒸發(fā)而致提高環(huán)境中的溫度和引起水分蒸發(fā)而致干燥作用，間接地影響微生物的生長。干燥作用，間接地影響微生物的生長。短光波的紫外線則具有直接殺菌作用短光波的紫外線則具有直接殺菌作用 6紫外線紫外線 紫外線是非電離輻射，其波長范圍為紫外線是非電離輻射，其波長范圍為 13.6 390nm 。它們使被照射物的分子。它們使被照射物的分子或原子中的內層電子提高能級，但不引或原子中的內層電子提高能級，但不引起電離。不同波長的紫外線具有不同程起電離。不同波長的紫外線具有不同程度的殺菌力，一般以度的殺菌力，一般以 250 280nm 波長波長的紫外線殺菌力最強，可作為強烈殺菌的紫外線殺菌力最強，可作為強烈殺菌劑，如在醫(yī)療衛(wèi)生和無菌操作中廣泛應劑，如在醫(yī)療衛(wèi)生和無菌操作中廣泛應用的紫外殺菌燈管。用的紫外殺菌燈管。 7，8紫外線紫外線 紫外線對細胞的殺傷作用主要是由于細胞中紫外線對細胞的殺傷作用主要是由于細胞中 DNA 能吸收紫外線，形成嘧啶二聚體，導致能吸收紫外線，形成嘧啶二聚體，導致 DNA 復制異常而產生致死作用。微生物細胞復制異常而產生致死作用。微生物細胞經照射后，在有氧情況下，能產生光化學氧化經照射后，在有氧情況下，能產生光化學氧化反應，生成的過氧化氫（反應，生成的過氧化氫（ H2O2）能發(fā)生氧化）能發(fā)生氧化作用，從而影響細胞的正常代謝。作用，從而影響細胞的正常代謝。 經紫外線輻射處理后，受損傷的微生物細胞若經紫外線輻射處理后，受損傷的微生物細胞若再暴露于可見光中，一部分可恢復正常，此稱再暴露于可見光中，一部分可恢復正常，此稱為光復活現(xiàn)象。為光復活現(xiàn)象。 9紫外線紫外線 不同種的微生物或微生物的不同生長階不同種的微生物或微生物的不同生長階段最紫外輻射的抵抗能力不同段最紫外輻射的抵抗能力不同 革蘭氏陰性菌比革蘭氏陽性菌對紫外輻革蘭氏陰性菌比革蘭氏陽性菌對紫外輻射敏感射敏感 芽孢對紫外輻射的抵抗力比它的營養(yǎng)細芽孢對紫外輻射的抵抗力比它的營養(yǎng)細胞高胞高 酵母菌在對數(shù)生長期抵抗力最強，在缺酵母菌在對數(shù)生長期抵抗力最強，在缺氮情況下抵抗力最弱氮情況下抵抗力最弱10電離輻射電離輻射 來源：來源： 11電離輻射電離輻射 用作微生物誘變獲得突變基因與育種的高效誘變劑用作微生物誘變獲得突變基因與育種的高效誘變劑 射線具有很強的穿透力和殺菌效果，在食品與射線具有很強的穿透力和殺菌效果，在食品與制藥等工業(yè)上，常將高劑量制藥等工業(yè)上，常將高劑量射線應用于罐頭食射線應用于罐頭食品、不能進行高溫處理的藥品的放射滅菌。品、不能進行高溫處理的藥品的放射滅菌。 12電離輻射電離輻射13超聲波超聲波(B超)振動頭振動頭 14超聲波超聲波 15重金屬重金屬 大多數(shù)重金屬鹽類都是有效的殺菌劑或大多數(shù)重金屬鹽類都是有效的殺菌劑或防腐劑。其作用最強的是防腐劑。其作用最強的是 Hg 、 Ag 和和 Cu 。它們易與細胞蛋白質結合使其變性。它們易與細胞蛋白質結合使其變性沉淀，或能與酶的巰基結合而使酶失去沉淀，或能與酶的巰基結合而使酶失去活性活性 銀銀鹽為較溫和的消毒劑。醫(yī)藥上常有用鹽為較溫和的消毒劑。醫(yī)藥上常有用 0.1% 1.0% 的硝酸銀消毒皮膚，用的硝酸銀消毒皮膚，用 1% 硝酸銀滴入新生嬰兒眼內，可預防傳硝酸銀滴入新生嬰兒眼內，可預防傳染性眼炎染性眼炎 16 。常。常用用硫酸銅與石灰硫酸銅與石灰配制成的配制成的，在在農業(yè)上可用以防治某些植物病毒。農業(yè)上可用以防治某些植物病毒。 1718重金屬重金屬 汞汞的化合物如二氯化汞（的化合物如二氯化汞（ HgCl2），又），又名名升汞升汞，是強殺菌劑和消毒劑。，是強殺菌劑和消毒劑。 0.1% 的的 HgCl2溶液對大多數(shù)細菌有殺菌作用，用溶液對大多數(shù)細菌有殺菌作用，用于非金屬器皿的消毒。紅汞（汞溴紅）于非金屬器皿的消毒。紅汞（汞溴紅）配成的紅藥水則用作創(chuàng)傷消毒劑。汞鹽配成的紅藥水則用作創(chuàng)傷消毒劑。汞鹽對金屬有腐蝕作用，對人和動物亦有劇對金屬有腐蝕作用，對人和動物亦有劇毒毒 自然界中有些細菌能耐汞，甚至能轉化自然界中有些細菌能耐汞，甚至能轉化汞汞處理含汞廢水、回收汞處理含汞廢水、回收汞19四、極端溫度四、極端溫度：20種類種類 致死溫度致死溫度 水生細菌水生細菌 2530 腸道細菌腸道細菌 4550 溫泉細菌溫泉細菌 80100 以上以上 21。1651658585777756560 020204040606080801001001201201401401601601801800 018%18%25%25%50%50%22 炭炭疽疽熱熱桿桿菌菌 蠟蠟狀狀芽芽孢孢桿桿菌菌 枯枯草草芽芽孢孢桿桿菌菌 嗜嗜熱熱脂脂肪肪芽芽孢孢桿桿菌菌 蒸蒸汽汽滅滅菌菌溫溫度度 105 100 100 120 滅滅菌菌時時間間 min 510 6 67 12 23121 2030min160170 2h滅菌滅菌24 高溫對微生物的致死作用，現(xiàn)已廣泛用高溫對微生物的致死作用，現(xiàn)已廣泛用于消毒滅菌。高溫滅菌的方法分為干熱于消毒滅菌。高溫滅菌的方法分為干熱與濕熱兩大類。在同一溫度下，濕熱滅與濕熱兩大類。在同一溫度下，濕熱滅菌法比干熱滅菌法的效果好。這是因為菌法比干熱滅菌法的效果好。這是因為蛋白質的含水量與其凝固溫度成反比蛋白質的含水量與其凝固溫度成反比 蛋白質含水量蛋白質含水量 ( ( ) )蛋白質凝固溫度蛋白質凝固溫度 ( )( )滅菌時間（滅菌時間（ min min ）50 50 25 25 18 18 6 6 0 0 565674 74 80808080 9090145145160 160 170 170 30 30 3030303030 30 3030 25干熱滅菌干熱滅菌 (1) (1) 灼熱滅菌法灼熱滅菌法 此法在火焰上灼燒，滅菌徹此法在火焰上灼燒，滅菌徹底，迅速簡便，但使用范圍有限。常用于金屬底，迅速簡便，但使用范圍有限。常用于金屬性接種工具、污染物品及實驗材料等廢棄物的性接種工具、污染物品及實驗材料等廢棄物的處理。處理。 (2) 干熱滅菌法干熱滅菌法 主要在干燥箱中利用熱空氣進主要在干燥箱中利用熱空氣進行滅菌。通常行滅菌。通常 160 處理處理 1 2 小時便可達到小時便可達到滅菌的目的。如果被處理物品傳熱性差、體積滅菌的目的。如果被處理物品傳熱性差、體積較大或堆積過擠時，需適當延長時間。此法只較大或堆積過擠時，需適當延長時間。此法只適用于玻璃器皿、金屬用具等耐熱物品的滅菌。適用于玻璃器皿、金屬用具等耐熱物品的滅菌。其優(yōu)點是可保持物品干燥。其優(yōu)點是可保持物品干燥。 26濕熱滅菌濕熱滅菌 (1) (1) 煮沸消毒法煮沸消毒法 物品在水中煮沸物品在水中煮沸 (100 (100 )15min )15min以上，可殺死細菌的所有營養(yǎng)以上，可殺死細菌的所有營養(yǎng)細胞和部分芽孢。如延長煮沸時間，并細胞和部分芽孢。如延長煮沸時間，并在水中加入在水中加入 1 1 碳酸鈉或碳酸鈉或 2 2 5 5 石炭酸，則效果更好。這種方法適用于石炭酸，則效果更好。這種方法適用于注射器、解剖用具等的消毒。注射器、解剖用具等的消毒。27濕熱滅菌濕熱滅菌 (2) (2) 高壓蒸汽滅菌法高壓蒸汽滅菌法 此法為實驗室及生產中常用此法為實驗室及生產中常用的滅菌方法。在常壓下水的沸點為的滅菌方法。在常壓下水的沸點為100 100 ，如果，如果加壓則可提供高于加壓則可提供高于100 100 的蒸汽。加之熱蒸汽穿的蒸汽。加之熱蒸汽穿透力強，可迅速引起蛋白質凝固變性。所以高壓透力強，可迅速引起蛋白質凝固變性。所以高壓蒸汽滅菌在濕熱滅菌法中效果最佳，應用較廣。蒸汽滅菌在濕熱滅菌法中效果最佳，應用較廣。適用于各種耐熱物品的滅菌，如一般培養(yǎng)基、生適用于各種耐熱物品的滅菌，如一般培養(yǎng)基、生理鹽水、各種緩沖液、玻璃器皿、金屬用具、工理鹽水、各種緩沖液、玻璃器皿、金屬用具、工作服等。常采用作服等。常采用1.05kg/cm1.05kg/cm2 2的蒸汽壓，的蒸汽壓，121 121 的溫的溫度下處理度下處理 15 15 30min 30min ，即可達到滅菌的目的。，即可達到滅菌的目的。滅菌所需的時間和溫度取決于被滅菌物品的性質、滅菌所需的時間和溫度取決于被滅菌物品的性質、體積與容器類型等。對體積大、熱傳導性差的物體積與容器類型等。對體積大、熱傳導性差的物品，加熱時間應適當延長。品，加熱時間應適當延長。 28濕熱滅菌濕熱滅菌 (3) (3) 間歇滅菌法間歇滅菌法 是用蒸汽反復多次處理的滅菌方是用蒸汽反復多次處理的滅菌方法。將待滅菌物品置于阿諾氏滅菌器或蒸鍋法。將待滅菌物品置于阿諾氏滅菌器或蒸鍋 ( ( 蒸蒸籠籠) )及其他滅菌器中，常壓下及其他滅菌器中，常壓下100100處理處理151530min30min，以殺死其中的營養(yǎng)細胞。冷卻后，置于一定溫度以殺死其中的營養(yǎng)細胞。冷卻后，置于一定溫度 (28(2837)37)保溫過夜，使其中可能殘存的芽孢保溫過夜，使其中可能殘存的芽孢萌發(fā)成營養(yǎng)細胞，再以同樣方法加熱處理。如此萌發(fā)成營養(yǎng)細胞，再以同樣方法加熱處理。如此反復三次，可殺滅所有芽孢和營養(yǎng)細胞，以達到反復三次，可殺滅所有芽孢和營養(yǎng)細胞，以達到滅菌的目的。此法的缺點是滅菌比較費時，一般滅菌的目的。此法的缺點是滅菌比較費時，一般只用于不耐熱的藥品，營養(yǎng)物，特殊培養(yǎng)基等的只用于不耐熱的藥品，營養(yǎng)物，特殊培養(yǎng)基等的滅菌。在缺乏高壓蒸汽滅菌設備時亦可用于一般滅菌。在缺乏高壓蒸汽滅菌設備時亦可用于一般物品的滅菌。物品的滅菌。 29濕熱滅菌濕熱滅菌 (4) (4) 巴斯德消毒法巴斯德消毒法 即用較低的溫度即用較低的溫度( (如用如用62626363，處理，處理30min 30min 、若以、若以 71 71 則處理則處理 15min) 15min) 處理牛奶、酒類等飲料，以殺死其中的病原菌如處理牛奶、酒類等飲料，以殺死其中的病原菌如結核桿菌、傷寒桿菌等，但又不損害營養(yǎng)與風味。結核桿菌、傷寒桿菌等，但又不損害營養(yǎng)與風味。處理后的物品應迅速冷卻至處理后的物品應迅速冷卻至 10 10 左右即可飲用。左右即可飲用。這種方法只能殺死大多數(shù)腐生菌的營養(yǎng)體而對芽這種方法只能殺死大多數(shù)腐生菌的營養(yǎng)體而對芽孢無損害。此法是基于結核桿菌的致死溫度為孢無損害。此法是基于結核桿菌的致死溫度為 62 62 15min 15min 而規(guī)定的。這種消毒法系巴斯德發(fā)明，而規(guī)定的。這種消毒法系巴斯德發(fā)明，故稱巴斯德消毒法。故稱巴斯德消毒法。 302、低溫、低溫 當環(huán)境溫度低于微生物生長最低溫度時，微生物當環(huán)境溫度低于微生物生長最低溫度時，微生物代謝速率降低，進入休眠狀態(tài)，但原生質結構通代謝速率降低，進入休眠狀態(tài)，但原生質結構通常并不破壞，不致很快死亡，能在一個較長時間常并不破壞，不致很快死亡，能在一個較長時間內保存其生活力，提高溫度后，仍可恢復其正常內保存其生活力，提高溫度后，仍可恢復其正常生命活動。生命活動。 在微生物學研究工作中，常用低溫保藏菌種。但在微生物學研究工作中，常用低溫保藏菌種。但有的微生物在冰點以下就會死亡，即使能在低溫有的微生物在冰點以下就會死亡，即使能在低溫下生長的微生物，低溫處理時，開始也有一部分下生長的微生物，低溫處理時，開始也有一部分死亡。死亡。原因何在？原因何在？ 3132極端極端pH外界的外界的pHpH變化變化 從而影響營養(yǎng)物的正常吸收與轉運從而影響營養(yǎng)物的正常吸收與轉運33中性或堿性中性或堿性 pH 陰離子狀態(tài)陰離子狀態(tài) 酸性酸性 pH 下的分子狀態(tài)下的分子狀態(tài) O O CH3CO- CH3COH 同性相斥，難以吸收同性相斥，難以吸收 正常吸收正常吸收 34干燥干燥， 一旦提供潮氣則會很一旦提供潮氣則會很快復活?？鞆突睢?5有機物有機物36。？差差 37 38，是動物是動物39表面活性劑表面活性劑 40。 10g10gL L的苯酚溶液在的苯酚溶液在20min20min內可殺死細菌；內可殺死細菌；303050g50gL L的石炭酸溶液的石炭酸溶液幾幾minmin可殺死細菌可殺死細菌 醫(yī)院中常用。醫(yī)院中常用。 殺菌機理：殺菌機理：使蛋白質變性、破壞細胞膜的通透性。使蛋白質變性、破壞細胞膜的通透性。 41422、洗滌劑、洗滌劑。43具有共軛雙鍵（具有共軛雙鍵（C=NC=N），對可見光具有選擇），對可見光具有選擇吸光性吸光性 。444546 ，。47，48：青霉素對人體有害嗎？為什么？青霉素對人體有害嗎？為什么？ 本身沒有。人和動物的細胞不具細胞壁，不含本身沒有。人和動物的細胞不具細胞壁，不含肽聚糖，所以不受青霉素的損害。肽聚糖，所以不受青霉素的損害。 為什么打青霉素先作皮試？為什么打青霉素先作皮試？ 56人會有嚴重過敏反應（免疫系統(tǒng)自殺行人會有嚴重過敏反應（免疫系統(tǒng)自殺行為）為） 49都都能與核糖體能與核糖體蛋白結合，抑制微生物蛋白結合，抑制微生物蛋白質合成。蛋白質合成。 能與酶組分中的金屬離能與酶組分中的金屬離子結合，抑制酶的活性。子結合，抑制酶的活性。505152與與DNA結合，結合，。 ，提問：生病后應選用廣譜還是狹譜抗生素？提問：生病后應選用廣譜還是狹譜抗生素？53