影响微生物生长的环境因素
微生物生长与环境因素的关系

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。
影响微生物生长环境的因素

影响微生物生长环境的因素(一)微生物的营养微生物所需的营养物质必需包括构成细胞的各种原材料和产生能量的物质,重要包括:水、碳素营养源、氮素营养源、无机盐和生长因素。
细胞的分子式:C5H7O2N(或C60H87O23N12P)。
对营养的需求:好氧微生物:BOD5:N:P=100:5:1;厌氧微生物:BOD5:N:P=400:5:1。
1.水:构成部分,代谢过程的溶剂。
细菌约80%的成分为水分。
2.碳源:碳素含量占细胞干物质的50%左右,碳源重要构成微生物细胞的含碳物质和供应微生物生长、繁殖和运动所需要的能量,一般污水中含有充足碳源。
3.氮源:供给微生物合成细胞蛋白质的物质。
4.无机元素:重要有磷、硫、钾、钙、镁等及微量元素。
作用:构成细胞成分,酶的构成成分,维持酶的活性,调整渗透压,供给自养型微生物的能源。
磷:核酸、磷脂、ATP转化。
硫:蛋白质构成部分,好氧硫细菌能源。
钾:激活酶。
钙:稳定细胞壁,激活酶。
镁:激活酶,叶绿素的紧要构成部分5.生长因素:氨基酸、蛋白质、维生素等。
(二)温度不同类型的微生物生长在不同的温度范围内,大约5℃到80℃。
这个温度范围可分为较低生长温度、较高生长温度和最适生长温度(指微生物生长速度较快时的温度)。
依据微生物适应的温度范围,微生物可分为三类:中温性(2045℃)、好热醒(高温)(45℃以上)和好冷性(低温)(20℃以下)。
当温度超过较高生长温度时,微生物的蛋白质会快速变性,酶系统会遭到破坏而失活。
在严重的情况下,微生物可能会死亡。
低温会降低微生物的新陈代谢活动,进而停止生长繁殖,但仍保持其生命力。
(三)酸碱度不同的微生物具有不同的pH适应范围。
细菌、放线菌、藻类和原生动物的pH适应范围在410之间。
大多数细菌适应中性和偏碱性(pH=6.5~7.5)的环境。
废水生物处理过程中应保持较佳pH范围。
当废水的pH值变化较大时,应设置调整池,使进入反应器(如曝气池)的废水保持在合适的pH范围内。
环境因素对微生物生长的影响

温度对微生物生长的影响
温度是影响微生物生长的重要 因素之一
微生物的生长温度范围通常在 0℃到40℃之间
温度过高或过低都会影响微生 物的生长和繁殖
温度对微生物的生长速率、代 谢产物和生物活性都有影响
湿度对微生物生长的影响
湿度过高:可能导 致微生物生长过快 影响产品质量
湿度过低:可能导 致微生物生长缓慢 影响生产效率
营养物质:影响微生物的生长和繁殖
湿度:影响微生物的生存和繁殖
氧气:影响微生物的呼吸作用和代谢活动
光照:影响微生物的光合作用和呼吸作用
酸碱度:影响微生物的生存和繁殖
微生物生态系统稳定性与人类健康的关系
微生物生态系统的稳定性对人类健康至关重要 微生物生态系统的破坏可能导致疾病的传播 微生物生态系统的稳定性有助于维持人体免疫系统的平衡
环境对微生物的影响: 温度、湿度、光照、 氧气等环境因素影响 微生物的生长和繁殖
微生物之间的相互作 用:竞争、共生、寄 生等关系影响微生物 群落的结构和功能
微生物与宿主的相互 作用:微生物与宿主 之间的共生、寄生、 致病等关系影响宿主 的健康和疾病发生
微生物与人类之间的相互作用
微生物在人体中 的作用:参与消 化、免疫、代谢 等生理过程
控制微生 物种类: 保持适宜 的微生物 种类和数 量避免微 生物种类 单一或过 多
控制环境 污染:避 免环境污 染保持适 宜的环境 质量
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微生物之间的相互作用
共生关系:微生物之间相互依存共 同生存
捕食关系:微生物之间存在捕食关 系如细菌捕食病毒
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竞争关系:微生物之间争夺资源相 互竞争
微生物的生长与控制--环境因素对微生物生长的影响

一、环境因环素境对微因生素物对生长微的生影物响生长的影响概述-pH
3
值
➢ 环境pH值对微生物生长的影响:
➢影响膜表面电荷的性质及膜的通透性,进而影响对物质的吸收能力;
➢改变酶活、酶促反应的速率及代谢途径:如:酵母菌在pH4.5-5产乙醇,
pH6.5以上产甘油、酸;
➢影响培养基中营养物质离子化程度,从而影响营养物质吸收,或有毒物质毒性;
微生物学基础
单元七 微生物的生长与控制
项目二 微生物生长的控制
一、环境因素对微生物生长的影响
1 环境因素对微生物生长的影响概述 ➢ 微生物与环境之间相互影响和相互作用: ✔各种各样的环境因素对微生物的生长和繁殖有影响; ✔微生物生长繁殖也会影响和改变环境; ➢ 可以通过控制环境条件来利用微生物有益的一面,同时防止它有害的一面; ➢ 影响微生物生长的外界因素:
一、环境因素对微生物生长的影响
2 环境因素对微生物生长的影响概述-温度 ➢ 中温型微生物(嗜温微生物):最适生长温度为20℃~40 ℃,大多数微生物属于此类;
➢ 室温型主要为腐生或植物寄生,在植物或土壤中;
➢ 体温型主要为寄生,在人和动物体内。
一、环境因素对微生物生长的影响
2 环境因素对微生物生长的影响概述-温度 ➢ 高温型微生物(嗜热微生物):最适生长温度为50℃~60℃,主要分布在温泉、堆肥和 土壤中; ➢ 在高温下能生长的原因: ➢ 酶蛋白以及核糖体有较强的抗热性; ➢ 核酸具有较高的热稳定性(核酸中G+C含量高(tRNA),可提供形成 氢键, 增加热稳定性 ); ➢ 细胞膜中饱和脂肪酸含量高,较高温度下能维持正常的液晶状态;
脂斜面菌种通常可以长时间地保藏在4℃的冰箱中;
✔当温度过低,造成微生物细胞冻结时,有的微生物会死亡,有些
环境因素对微生物生长的影响

1、几个基本概念
? 防腐: 能够防止或抑制微生物生长,但不能杀死
微生物群体的方法
? 消毒: 仅杀死物体表面或内部一部分对人体有害 的病原体而对被消毒物体基本无害的措施
? 灭菌: 凡是能够杀死或消除材料或物体上全部微
生物的方法
? 化疗: 利用具有高度选择毒力的化学物质来抑制
宿主体内病原微生物的生长繁殖,借以达到治疗
最适生长 PH偏碱的微生物:最适 PH<5
嗜酸微生物(硫杆菌属等)
耐酸微生物(乳酸菌、醋酸杆菌等)
嗜中性微生物:最适 PH5—8
PH对微生物的影响
? 1、导致细胞膜电荷的改变。
? 2、直接影响酶的活性。 ? 3、PH值影响环境中营养物的解离状态
及所带电荷的性质。
调节 PH的措施
1、直接加入碱液或者酸液中和(治标)。
物在不同生长阶段以及不同的生理、生化过程 中对 PH的要求也不同。
在微生物的培养过程中,如何调节合适 的PH成了发酵生产中的一项重要措施。
? 大多数细菌最适 PH 为6~8,可生存 PH范围在 4~10 之间。
最适生长 PH值偏碱的微生物:最适 PH>8
嗜碱微生物(硝化细菌、放线菌、根瘤菌等)
耐碱微生物(干链霉菌)
? 降低或停止细胞物质合成,避免能量消
耗,或者诱导合成特殊的运输系统,充
分吸收环境中微量的营养物质,以维持 机体的生存。
? 降解细胞内某些非必要或失效的充分加
以利用。
2、水的活性
? 水活度就是水的有效浓度,用 aw表示 aw=p/p0
p表示一定温度下基质环境的水蒸气压 p 0表示相同温度下纯水的水蒸气压
有稳定性。
低温对微生物的影响
? 低温对嗜中温和高温的微生物生长不利。在低
8第五章第3节环境因素对微生物生长的影响

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。
微生物生存需要的条件。

微生物生存需要的条件主要包括以下几个方面:
1.温度:温度是影响微生物生长的最重要因素之一。
每种微生物都具有自己的生长温度三基点,即最低、适、最高生长温度。
根据生长温度三基点,可以将微生物划分为低温型微生物、温型微生物和高温型微生物。
2.氧气:微生物对氧的需要和耐受力在不同的类群中变化很大。
根据微生物与氧的关系,可以将微生物分为需氧菌、微需氧菌、兼性需氧菌和厌氧菌等几种类群。
在培养不同类型的微生物时,需要提供相应的气体条件以保证微生物的生长。
3.酸碱度:各种微生物都有其生长的最低最适和最高pH值的三基点。
低于最低或超过最高生长pH时,微生物生长受抑制或导致死亡。
不同的微生物最适生长的pH不同。
4.营养物质:微生物生长繁殖需要有蛋白质、碳水化合物等物质来供生物新陈代谢。
这些物质不仅提供微生物生长所需的能量,还包含构成细胞结构的基本成分。
5.抵抗力:微生物还需要强大的抵抗力来完成自我抗防,避免被病原体、药物和外来环境因素影响,从而维持其生存和繁殖。
1。
环境因素对微生物生长的影响

平板:2个*10=20
涂布器:1个*10=10
滤纸:2—3张
固体培养基:15mL*2*10=300mL
不用药物:固体平板
平板:3个*10=30
5mL移液管:1支*10=10
1mL移液管:2支*10=20
固体培养基:15mL/*3个*10=450mL
镊子:1支*10=10
二、基本原理
环境因素(包括物理因素、化学因素和生物因素)。如温度、渗透压、紫外线、pH值氧气、某些化学药品及拮抗菌对微生物的生长繁殖、生理生化过程产生影响。不良的环境条件使微生物的生长受到抑制,甚至导致菌体的死亡。但是某些微生物产生的芽孢,对恶劣的环境条件有较强的抵抗能力,我们可以通过控制环境条件,使有害微生物的生长繁殖受到抑制,甚至被杀死:而使有益微生物得到发展。
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商检(二)班 第二组
食品微生物检验技术
环境因素对微生物生长的影响
项目二
01
目的
05
注意事项
04
实训内容和步骤
02
基本原理
03
实训材料
06
结果与分析
07
思考题
环境因素对微生物生长的影响
一、目的
了解温度。紫外线、pH值、盐、氧气、药敏试纸等物理因素。化学因素和生物因素对微生物生长的影响,确定微生物的最佳生长条件。
菌种
大肠杆菌、金黄色葡萄球菌;
培养基
牛肉膏蛋白胨培养基;
其他物品
培养皿、无菌生理盐水、镊子、无菌滤纸片、无菌滴管、接种环、水浴锅、紫外线灯、消毒水等;
药敏试纸
土霉素、氯霉素、庆大霉素等;
三、实训材料
实 训 内 容
氧气对微生物生长的影响 温度对微生物生长的影响 pH对微生物生长的影响 紫外线对微生物生长的影响 不同药物是杀菌试验
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160~170℃,1~2h 121 ℃,15~30min
培养皿、移液管等玻璃器皿的灭菌 一般的培养基、生理盐水、各种缓 冲液、玻璃器皿、金属用具、工作 服等的灭菌 易受高温破坏的培养基、不耐热的 药品、营养物的灭菌
常压间歇灭菌
100℃处理30~60min,处理 三次,每次处理间隔24h
微生物机体内发生的生物化学反应一般是酶促反应一般是酶促反应,而 酶促反应都有一个最适pH值范围,此时酶促反应速率高,微生物生长速率 就大。因此,每种微生物都有最适宜的pH值和一定的pH值适应范围。
微生物最低、最适、最高生长温度及其范围 嗜冷微生物 嗜温微生物 嗜热微生物 最低温度/℃ –10~–5 5 30 最低温度/℃ 10~18 25~43 50~60 最高温度/℃ 20~30 45~50 70~80
微生物生长速率在适宜温度范围内随温度而变化的规律如图所示, 图中曲线最高峰处对应的温度即为最适温度,从图还可以看出,微生 物的最高温度总是比最低温度更接近于最适温度。
专性好氧微生物 这类微生物具有完整的呼吸链,以分子氧作为最终 电子受体,在氧分压为0.2×101kPa(正常大气的氧分压即为 0.2×101kPa )的条件生长繁殖良好。 微量好氧微生物 这类微生物只在非常低的氧分压,即在(0.003~ 0.2) ×101kPa下生长繁殖良好,在水处理中它们在溶解氧为0.5mg/L 左右时生长最好。 兼性厌氧微生物 兼性厌氧微生物也称兼性好氧微生物,这类微生物 的适应范围广,在有氧或无氧的环境中均能生长,一般以有氧生长为 主。 耐氧厌氧微生物 它们的生长不需要氧,但可在分子氧存在的条件下 进行发酵性厌氧生活,分子氧对它们无用,但也无害。 专性厌氧微生物 分子氧对这类微生物有毒害作用,氧可抑制其生长 甚至导致其死亡。因此,它们只能在无氧的环境中生长。
影响微生物生长的环境因素
1.温度 2.pH值 3.氧及氧化还原电位(Eh) 4.水活度与渗透压 5.其他环境因素微生物的影响
温度是微生物的重要生存因子,温度的改变会影响生物体内所进行的 许多生化反应并引起其他环境因子变化,从而影响微生物的代谢活动。温 度对微生物生长的影响具体表现在以下几个方面:
pH值影响微生物生长的机制主要有以下几点:
1)过高或过低的pH值都会影响酶的活性和稳定性,降低 微生物对高温的抵抗能力,甚至使酶遭受不可逆的破坏。 2)过高或过低的pH值会影响微生物对营养的吸收。 3)pH值还影响营养物质的溶解度。 在污(废)水的生物处理中,pH值也是一个很重要的 控制因素。
氧和氧化还原电位与微生物的关系十分密切,对微生物的 生长有着非常重要的影响。根据微生物对氧的不同需求,可将 微生物分成如下几种类型:
(1)影响酶的活性
微生物体内进行的生化反应绝大多数是在特定酶的催化作用下完成 的每一种酶都有最合适的酶促反应温度,在适宜的温度范围内,温度 每升高10℃,酶促反应速度将提高1~2倍,微生物的代谢速率和生 长速率得到相应提高。因此,温度的改变通过影响酶促反应的速率来 影响细胞物质的合成,从而影响微生物的生长繁殖。
—嗜冷型微生物–嗜温型微生物–嗜热型微生物
在一定条件下,一定时间内杀死微生物的最低温度称为致死温度。在一 定温度下杀死该种微生物所需的最短时间称为致死时间,温度温度越高, 致死时间越短。该作用广泛用于消毒和灭菌。高温的杀菌效果与微生物的 种类、数量、含水量、生理状态、芽孢有无及pH值都有关系。
常用的高温消毒灭菌方法及其比较
(2)影响细胞质膜的流动性
温度高流动性大,有利于物质的运输,反过来,温度低不利于物质 的运输,因此,温度变化影响微生物对营养物质的吸收及代谢产物的 排出。
(3)影响营养物质的溶解
营养物质只有溶于水才能被生物体吸收,气体物质如氧气随温度 上升溶解度下降,气体物质以外的营养物随温度上升溶解度增加, 因此温度的改变会间接地影响营养物质的吸收。 根据微生物生长温度范围,通常把微生物分为嗜热型、嗜温型和 嗜冷型三大类,它们生长温度范围见下表
消毒灭菌方法 作用温度及时间 适用范围
消毒 干热 灭菌
湿热 灭菌
煮沸消毒
巴斯德消毒 火焰灼烧
100℃,15min
65℃,15~30min或 71.7℃,15s
饮用水消毒;也可用于注射器、解 剖用具等的消毒
牛奶、酒类等饮料 金属性接种工具如接种针、接种环 的灭菌;污染物品及实验材料等废 弃