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微生物生长与环境因素的关系微生物是一种非常重要的生物，它们在地球上的生态系统中占有重要且广泛的地位。
微生物的生长和生存是受到环境因素的影响的，不同的环境因素会对微生物的生长速度、数量和代谢活动产生不同的影响。
在本文中，我们将讨论微生物生长与环境因素之间的关系，探讨环境因素对微生物的生长和生存的影响。
1. 温度对微生物生长的影响微生物的生长速度和数量都是与温度密切相关的。
微生物可以在不同的温度下生长，但是不同的微生物对温度的适应范围是不同的。
一般来说，微生物的生长速度在其最适生长温度范围内最快，超出该范围则生长速度减缓或停止。
温度对微生物的生长速度和数量的影响与微生物的生态类型有关。
温度是一个非常重要的因素，它控制微生物的生长，代谢和繁殖。
在环境中，微生物通常处于最适温度范围内，因为这是它们生长最快和最有效的温度。
此外，在较高温度下，微生物会受到热释放的压力，这会导致代谢产物的累积，从而使细胞停止生长。
2. pH对微生物生长的影响微生物生长所需的pH值与微生物种类相关，不同的微生物对pH的适应范围不同。
通常，微生物生长的最适pH值在7.0左右，当pH值增高或降低时，微生物的生长速度会减缓或停止。
pH值对微生物的生长有两个方面的影响。
一方面，pH值可以影响微生物细胞的代谢和营养的吸收。
在pH值偏离最适值时，会影响到细胞结构，从而影响代谢和吸收。
另一方面，pH值可以影响微生物的酶的活性，从而影响微生物细胞内反应的速率和数量。
3. 湿度对微生物生长的影响微生物的生长速度和数量受到络湿度的影响。
根据菌种的适应性不同，不同的菌种可以在不同的液态或固态环境中生长繁殖。
在过高或过低的络湿度下，微生物的生长速度会减缓或停止。
湿度的影响与环境中的氧气含量有关。
在一些微生物环境中，氧气可以通过大气层直接进入微生物菌液中。
这成为生物反应器的工作原理之一。
但是，在高湿度的环境中，氧气会被阻隔，使微生物无法进行代谢活动，从而导致停滞或死亡。
8第五章第3节环境因素对微生物生长的影响在微生物生长的过程中，环境因素起着至关重要的作用。
这些环境因素包括温度、湿度、pH值、氧气浓度等等。
下面将对这些环境因素对微生物生长的影响进行论述。
一、温度对微生物生长的影响温度是微生物生长的重要环境因素之一。
不同微生物对温度的适应范围有所不同。
一般来说，微生物的生长速率随温度的升高而加快，直至达到其最适生长温度。
超过最适生长温度后，微生物的生长速率会迅速下降，甚至停止生长。
因此，合适的温度可以促进微生物的生长，而过高或过低的温度则会抑制微生物的生长。
二、湿度对微生物生长的影响湿度也是微生物生长的重要环境因素之一。
微生物需要一定的湿度水平才能正常生长繁殖。
一般来说，湿度过高会导致微生物生长过快，容易滋生细菌和霉菌等有害物质；而湿度过低则会抑制微生物的生长，使其处于休眠状态。
因此，合适的湿度水平对于微生物的生长至关重要。
三、pH值对微生物生长的影响pH值是指溶液中氢离子（H+）的浓度。
微生物对于pH值的适应范围有所不同。
一般来说，细菌对pH值的适应范围较广，可以在酸性和碱性环境中生长；而真菌和酵母菌对pH值的适应范围相对较窄，多数喜欢中性或微酸性环境。
当pH值偏离微生物的适应范围时，会抑制微生物的生长。
四、氧气浓度对微生物生长的影响氧气是微生物生长必需的物质，但不同微生物对氧气浓度的需求有所差异。
氧气浓度高的环境适合厌氧菌的生长，而氧气浓度低的环境适合嗜氧菌的生长。
此外，还存在一些微生物可以适应氧气浓度变化的环境，这些微生物被称为耐氧菌。
因此，不同氧气浓度对微生物的生长有着不同的影响。
综上所述，环境因素对微生物生长具有重要影响，其中温度、湿度、pH值和氧气浓度是最为关键的因素之一。
在微生物研究和应用中，考虑到这些环境因素的影响，合理调控和掌握这些因素对微生物的生长具有重要意义。
只有在适宜的环境条件下，微生物才能良好生长、代谢和发挥其应用价值。
环境因素对微生物生长的影响要想控制微生物的污染，我们需要先了解微生物的生长和生存的特点。
微生物生长与生存是微生物与外界环境因素共同作用的结果，适宜的环境条件，微生物可以快速生长繁殖；当适宜的环境条件发生改变时，可引起微生物形态、生理生长、繁殖等特征的改变，从而抑制微生物的生长。
当环境条件的变化超过一定极限，则导致微生物的死亡。
一般来说，微生物的生长影响因素主要包括：01 温度温度是影响有机体生长与存活的最重要的因子之一。
按照微生物的最适生长温度可以将它们分为嗜冷型、嗜温型和嗜热型三大类。
其中，嗜温型微生物所占比例最大，其最适温度一般在25℃~43℃之间，它们也是引起绝大多数食品腐败变质的罪魁祸首。
在一般情况下，温度每升高10℃，生化反应速率增加一倍。
温度对微生物的影响主要表现在低于最适温度时，微生物的生理代谢活动受抑制，可以让食品微生物休眠，但不会导致死亡。
随温度的升高微生物生长速度逐渐升高，而高于最适温度时，生长速度随温度的升高而降低，直至超过耐受温度彻底失活死亡。
一般来说5~60℃是敏感温度，大部分的微生物可以在这个温度范围生长繁殖。
所以正确的食品保存是在5℃以下和60℃以上。
图1常见微生物生存温度02 水分活度水分活度对微生物细胞内其他化学反应和微生物的生长繁殖具有重要的影响。
因此，作为食品中水活度的关键决定因素，食品中的水活度和环境相对湿度对微生物生长的重要作用不言而喻。
水活度αｗ指食品中水分存在的状态，即水分与食品结合程度（游离程度）。
水活度用以预测食品的稳定性和微生物繁殖的可能性。
通常，当食品中αｗ低于0.5时，微生物是无法繁殖的；当食品中αｗ为0.95~1.00时，食品中的常见微生物将迅速繁殖，导致食品的腐败变质。
在日常生活中也常用烘干、晒干和熏干等方法来降低水活来保存食物。
图2不同食品的水分活度和微生物的耐受度03 PH微生物中多数细菌的最佳pH值为 6.5~7.5，适应范围pH4~10 ; 霉菌和酵母菌可在酸性或偏碱性环境生活,最喜欢 pH 3~6 的环境。
环境因素对微生物生长和适应的影响研究微生物是一类极其广泛的生物群体，它们可以生存在任何环境中，包括极端环境。
而环境因素是微生物生长和适应的重要因素，它们对微生物生长和适应的影响研究一直是微生物学领域的热门话题。
一、温度因素和微生物生长温度是微生物生长最基本的环境需求之一。
温度过低或过高都会使得微生物的生长受到不同程度的限制。
对于不同的微生物而言，其适宜生长的温度范围是不同的。
以细菌为例，嗜热菌是一类生长于高温环境下的细菌，它们能够在55℃~80℃的环境中正常繁殖。
而嗜冷菌生长适宜温度范围则在0℃~20℃之间。
因此，对于不同的微生物而言，选择合适的生长温度是十分重要的。
温度不仅影响微生物生长速度，还会影响微生物的代谢和营养物质利用。
低温环境下，微生物代谢变缓，能量的生成也会受到影响。
而高温环境下，微生物代谢会加快，但过高的温度又会对微生物的蛋白质和核酸结构产生不良影响。
因此，对于微生物的研究而言，选择合适的温度和控制温度对其生长状态的影响是非常重要的。
二、PH值因素和微生物生长PH值是介质酸碱性的量度，也是影响微生物生长和代谢的一个重要因素。
微生物对酸碱度的适应性差别非常大，有的微生物可以在极端的酸性或碱性环境下生存，而有的微生物则对PH值变化非常敏感。
以厌氧菌为例，这类细菌生长繁殖适宜的PH值范围一般在7.0~7.5之间。
而耐酸性细菌能够在PH酸性环境中生长，如耐酸杆菌在PH3左右的环境仍能生长繁殖。
不同PH值对微生物的生长和代谢产生的影响也是非常不同的。
低PH值会使得介质中的蛋白质、酶和细胞壁分解，高PH值则会使这些物质凝聚在一起，从而阻碍营养物质进入微生物体内。
因此，PH值的控制是微生物生长和代谢优化的重要手段之一。
三、水分因素和微生物生长水分是微生物生长和代谢的必要条件之一。
不同的微生物对水分的需求也不同。
以细菌为例，厌氧细菌在生长的过程中只需要少量的水分，但一旦进入静止状态，就需要较低水分量才能存活。
环境因素对微生物生长的影响环境因素对微生物生长的影响环境因素对微生物生长的影响•一、温度的影响•一、温度的影响•1.高温的影响一般来说无芽孢的细菌在水中加热到100?迅速死亡。
•1.高温的影响一般来说无芽孢的细菌在水中加热到100?迅速死亡。
• (一)高温杀菌的机理 (一)高温杀菌的机理• 提问:, • 提问,1)蛋白质、核酸变性2)细胞膜溶解细胞膜中的脂类在高温作用下溶解，“失血过多”1)蛋白质、核酸变性2)细胞膜溶解细胞膜中的脂类在高温作用下溶解，“失血过多”(二)影响高温杀菌的因素(二)影响高温杀菌的因素• 细菌的种类、含水量、芽孢有无、以及湿热或干热细菌的种类、含水量、芽孢有无、以及湿热或干热1)细菌种类2)含水量2)含水量• 细菌细胞含水量高的更容易被杀死。
细菌细胞含水量高的更容易被杀死分子层次现象——蛋白质的凝固温度与含水量有关，含水量越高，蛋白质凝固温度越低，分子层次现象——蛋白质的凝固温度与含水量有关，含水量越高，蛋白质凝固温度越低，反之亦然。
3)芽孢反之亦然。
3)芽孢4)湿热与干热 4)湿热与干热湿热—水蒸汽 ( 121? 20,30min) 湿热—水蒸汽 (160,170? 2h灭菌) 干热—热空气 (干热—热空气 (•提问:,湿热灭菌温度低时间短•保水(热空气蒸发蛋白质水分); •提问:,湿热灭菌温度低时间短•保水(热空气蒸发蛋白质水分); •蒸汽冷凝放热; •蒸汽冷凝放热;•凝水热传导能力强于空气;2.适宜温度•凝水热传导能力强于空气;• 提问:为什么会存在适宜温度, 提问:• 酶的活性• 酶的活性• 根据细菌适宜温度的不同，可将细菌分为四大类，根据细菌适宜温度的不同，可将细菌分为四大类• 嗜冷菌、嗜中温菌、嗜热菌、嗜超热菌。
嗜冷菌、嗜中温菌、嗜热菌、嗜超热菌• 废水中的细菌一般都是嗜中温菌，最适温度多在30?左右，嗜• 废水中的细菌一般都是嗜中温菌，最适温度多在，嗜30?左右冷菌和嗜热菌占少数。
环境对微生物生长的影响一.实验目的：1. 了解温度对微生物生长的影响；2.了解渗透压对微生物的影响；3. 了解某一抗生素（链霉素）的抗菌范围，学习抗菌谱试验的基本方法。
二.实验原理：1. 温度: 温度是影响微生物生长与存活的最重要因素。
自然界的微生物可根据对温度的适应性分为低温型、中温型和高温型。
但不管哪一种温度型的微生物，都有生长温度范围。
分为最高、最适和最低生长温度。
在最适宜温度里生长良好：超过最高温度细胞死亡；低于最低温度细胞被抑制或死亡。
温度对微生物影响的实际应用：应用上利用高温进行杀菌；低温抑制微生物；最适温度培养微生物的活动。
高温加热灭菌法有火焰灼烧；煮沸消毒；干热空气灭菌；高压蒸汽灭菌等。
高温干热致死机理：主要由于细胞内蛋白质受热变性，蛋白质结构发生变化而凝固等。
高温热致死的影响因素有致死温度、高温时间和微生物的耐热性能。
一般情况下，病原微生物细胞最不耐热，而霉菌和放线菌的孢子、细菌芽孢最耐热。
低温下多数微生物处于被抑制状态。
病原菌和一些微生物在低温下也易死亡。
其致死机理为细胞内外水份结成冰，冰晶对细胞造成损伤破坏作用。
因此，应用上低温可以用来保存食品，和在有一定措施条件下进行保存菌种。
2.渗透压的影响：在等渗溶液中，（环境渗透压和细胞内渗透压相同或相近，细胞在等渗环境中生长好，如0.85％氯化钠——生理盐水），微生物正常生长。
在高渗溶液（如高盐、高糖溶液中），细胞失水收缩，从而抑制了微生物体内的生理生化反应，抑制其生长繁殖。
而在低渗溶液中，由于细胞壁的保护作用，微生物受低渗的影响不大。
不同类型的微生物对渗透压变化的适应能力不尽相同，大多数微生物在0.5％3％的盐浓度范围内可正常生长，10～15％的盐浓度能抑制大部分微生物的生长，但对嗜盐细菌而言，在低于15％的盐浓度环境中不能生长，而某些极端嗜盐菌可在盐浓度高达30％的条件下生长良好。
本实验选择了金黄色葡萄球菌和大肠杆菌作为实验菌种，其中大肠杆菌耐高渗透压的能力较差，在3%以下的NaCl下能正常生长，以5%的NaCl下即受到抑制；金黄色葡萄球菌有较强的耐盐能力，它在10%的NaCl溶液中仍能正常生长，因此实验选择了0.85%、5%、15%的NaCl溶液浓度作为实验浓度。
3. 抗生素的影响：抗生素是某些微生物在生长代谢过程中产生的能抑制或杀死其它微生物的次生代谢产物。
每种抗生素都有它固定的抗菌范围和抗菌谱，例如青霉素只对革兰氏阳性菌具有抗菌作用，多粘菌素只对革兰氏阴性菌有作用，这类抗生素称为窄谱抗生素；另一些抗生素对多种细菌具有作用，例如四环素、土霉素对许多革兰氏阳性菌和阴性菌都有作用称为广谱抗生素。
本实验选择了大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和枯草芽孢杆菌作为实验菌种，选择了链霉素作为实验抗生素。
通过实验观察这种抗生素的抑菌范围。
三. 实验用品：参考实验教材上的实验用品。
四. 实验内容（三人一组）：1、每组分别倒制含有0.85%、5%、15%的NaCl浓度的肉膏蛋白胨培养基平板，于实验桌上静置待其凝固。
其中含有0.85%NaCl浓度的倒制两块平板。
【每组共四块平板，0.85％的2块、5%、15%的各一块】2. 从斜面上刮取大肠杆菌、枯草芽孢杆菌分别放入10mL无菌水中，制备成菌悬液，于沸水浴中煮沸10min后备用。
3. 取一块已经凝固的0.85％NaCl浓度的平板分成6等分，分别用接种环接种没有经沸水浴的大肠杆菌、枯草芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌斜面，和经过沸水浴的大肠杆菌、枯草芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌菌悬液；并在平板底相相应地标记好，于37℃倒置培养2天观察平板上的细菌生长情况。
从而观察它们对温度敏感性的差异，思考产生这种差异的原因。
4. 将已经凝固的5%、15%的NaCl浓度的肉膏蛋白胨培养基平板用记号笔分区划分为两等分，分别接种大肠杆菌和金黄色葡萄球菌，并在平板底相相应地标记好，于37℃倒置培养2天观察平板上的细菌生长情况。
从而观察它们对渗透压敏感性的差异。
5. 用无菌镊子取无菌滤纸条一条，浸入链霉素溶液中，润湿，并在容器内壁沥去多余溶液，再将滤纸条贴在已经凝固的另一块0.85％NaCl浓度的平板上。
注意：滤纸条上含有的溶液不要太多，而且在贴滤纸条时不要在培养基上拖动滤纸条，避免抗生素溶液在培养基中扩散时分布不均匀。
6. 无菌操作，用接种环，从滤纸条边缘分别垂直向外直线接种大肠杆菌、枯草芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌。
于37℃倒置培养2天观察并记录平板上的细菌生长情况。
注意：划线接种时要尽量靠近滤纸条，但不要接触，避免将滤纸条上的抗生素溶液与菌种混合。
五.备注：引子：青霉素是抗菌素的一种，是从青霉菌培养液中提制的药物，是第一种能够治疗人类疾病的抗生素。
青霉素的发现者是英国细菌学家弗莱明。
1928年的一天，弗莱明在他的一间简陋的实验室里研究导致人体发热的葡萄球菌。
由于盖子没有盖好，他发觉培养细菌用的琼脂上附了一层青霉菌。
这是从楼上的一位研究青霉菌的学者的窗口飘落进来的。
使弗莱明感到惊讶的是，在青霉菌的近旁，葡萄球菌忽然不见了。
这个偶然的发现深深吸引了他，他设法培养这种霉菌进行多次试验，证明青霉素可以在几小时内将葡萄球菌全部杀死。
弗莱明据此发明了葡萄球菌的克星—青霉素。
1929年，弗莱明发表了学术论文，报告了他的发现，但当时未引起重视，而且青霉素的提纯问题也还没有解决。
1935年，英国牛津大学生物化学家钱恩和物理学家弗罗里对弗莱明的发现大感兴趣。
钱恩负责青霉菌的培养和青霉素的分离、提纯和强化，使其抗菌力提高了几千倍同，弗罗里负责对动物观察试验。
至此，青霉素的功效得到了证明。
由于青霉素的发现和大量生产，拯救了千百万肺炎、脑膜炎、脓肿、败血症患者的生命，及时抢救了许多的伤病员。
青霉素的出现，当时曾轰动世界。
为了表彰这一造福人类的贡献，弗莱明、钱恩、弗罗里于1945年共同获得诺贝尔医学和生理学奖。
链霉素发明于1944年。
是一种从灰链霉菌的培养液中提取的抗菌素。
它的抗结核杆菌的特效作用，开创了结核病治疗的新纪元。
从此，结核杆菌肆虐人类生命几千年的历史得以有了遏制的希望。
1.物理因素对微生物的影响a.温度:b.干燥：干燥指没有水分或缺少水分的环境。
微生物对干燥较为敏感。
病原菌在干燥的环境下会较快死亡；一些微生物在长期干燥环境中缓慢死亡；部分抗干燥微生物仍能存在，但生命受到抑制。
因此，干燥广泛应用于控制微生物，保存食品等。
C.渗透压：指溶液中水分子由于渗透作用所产生的压力。
等渗：环境渗透压和细胞内渗透压相同或相近，细胞在等渗环境中生长好。
如0.85％氯化钠（生理盐水）就是等渗透压环境。
高渗：环境渗透压高于细胞内渗透压。
细胞脱水，严重时细胞质膜分离死亡。
高渗透压环境可用于制造与保藏食品，如高盐和高糖食品不易变质就是这个道理。
低渗：环境渗透压低于细胞内渗透压。
细胞大量吸水而膨胀，甚至破裂死亡。
d.超声波：指人耳朵听不见的声波。
波长在9～20千赫/秒以上对微生物有破坏作用。
超声波致死机理：振荡使细胞受到损伤，以及介质发热产生较高的温度对细胞的致死作用。
超声波常用于提取细胞内的DNA、酶等进行遗传工程的分析。
e.辐射：能量通过空间传递的电磁波。
在射线中，有紫外线、r射线等。
微生物对射线极为敏感。
紫外线：波长比最短的可见光还要短，其杀菌波长在260nm时杀菌力最强。
紫外线杀菌机理是细胞中DNA遭到破坏，形成胸腺嘧啶二聚体。
紫外线杀菌特点：杀菌力强，穿透力弱，受伤的细胞具有光复活作用。
应用上可作为空气及物体表面消毒杀菌，菌种育种等。
x 射线、r射线等具有更强的致死作用。
f.过滤除菌：硅藻土过滤器用于水体等液体过滤；棉花纤维过滤器用于发酵工业的空气过滤；超细玻璃纤维过滤器用于超洁净工作台空气的微生物过滤等。
2.化学因素对微生物生命活动的影响化学物质浓度决定着影响作用：浓度合适是微生物的营养物；浓度高时成为抑制剂或成为杀菌剂。
a.pH: 微生物生长在适宜的酸碱度环境中，如细菌、放线菌、藻类、原生动物等最适pH多为6.5～8.5（7.5左右）；酵母、霉菌最适pH多为4～6；少数微生物能在pH<2或pH>10环境中生长，这些微生物称为极端微生物。
酸碱影响微生物生长的机理：细胞中DNA、ATP、蛋白质易遭到酸碱破坏，酸碱还影响细胞膜与酶蛋白的电荷，影响物质吸收和催化。
酸碱在控制微生物上的应用：乳酸、醋酸、碱等可作为消毒剂。
如石灰水（2％CaO3的水溶液）、NaOH、NaCO3等常作为厂房、环境等卫生的消毒剂。
b.重金属盐类重金属离子对微生物有毒害作用。
杀菌机理是与细胞蛋白质结合使之变性，或金属离子与酶SH基结合而使酶失去活性。
HgCL2（升汞），浓度在1:500～1:2000对细菌杀菌作用强。
但对金属有腐蚀作用，对人与动物有剧毒，因此少用。
Ag盐：AgNO3是温和的杀菌剂，0.1～1％可用于消毒皮肤。
Cu盐：CuSO4对真菌与藻类杀伤力强，供水系统常使用CuSO4 杀藻。
c. 氧化剂指本身能放出游离氧或能使其它化合物放出氧的物质。
氧化剂能导致微生物细胞物质氧化，代谢紊乱而死亡。
高锰酸钾：0.1～0.3％用于清洁后的物体表面（皮肤、蔬菜及水果等）消毒。
酸性下杀菌有效，碱性下产生MnO2沉淀（杀菌减弱）。
需现配现用。
Cl2、漂白粉、氯胺等含氯氧化剂，用于饮用水、厂房、工具等消毒。
Cl2消毒剂量0.2～1ppm；漂白粉（次亚氯酸钙）Ca(OCl)2常用浓度为0.5～1.2％。
实践中常以10％石灰水5份和5％漂白粉1份混合应用于环境、厂房等场地卫生的喷洒消毒。
d.有机物（酚、醇、醛）酚类为强消毒杀菌剂。
2～5％的苯酚（石碳酸）常作为实验室玻璃器具以及环境等卫生消毒杀菌。
醇类杀菌随分子量增加杀菌效果提高。
但分子量大的醇对人体有毒害作用，且不易与水结合。
60～75％乙醇是常用消毒剂。
碘＋乙醇（碘酒）杀菌效果更好。
甲醛：纯甲醛是气体。
35～40％甲醛水溶液为福尔马林。
福尔马林杀死细菌与真菌效能强，是制作动物、植物标本的防腐剂。
5％甲醛可以喷洒、熏蒸，用于空气、接种室等环境的消毒杀菌。
e.表面活性剂：指具有降低表面张力效应的物质。
如肥皂、新洁尔灭等都是皮肤良好的消毒剂。
f.染料：染料也具有抑菌或杀菌作用。
碱性染料杀菌能力强于带负电荷的酸性染料。
g.氧化还原电位（E值）：近年来用于给排水工程的科学研究与指导废水处理的运转工作中。
它反映了微生物生长代谢环境的氧化还原电位。
好氧处理系统如氧不足，电位低，兼性或厌氧微生物则生长代谢，水体处理质量下降。
好氧微生物： E值 +0.3～0.4V才能生长厌氧微生物： E值 <+0.1V才能生长兼性厌氧微生物：E 值 >+0.1V进行好氧呼吸；E值<+0.1V进行厌氧呼吸。
