环境对微生物生长的影响
举例说明微生物与环境间的关系
举例说明微生物与环境间的关系
微生物与环境之间的关系非常密切，它们之间相互作用和影响。
以下是一些具体的例子来说明这种关系：
1. 分解和循环营养物质：微生物是分解和循环有机物质的关键生物。
比如，它们可以将动植物遗体和排泄物等有机物质分解成更小的分子，释放出碳、氮、磷等营养物质，使它们回到生态系统中，支持其他生物的生长和发展。
2. 形成土壤结构：微生物可以分泌粘性物质，将土壤粘结在一起，形成更好的土壤结构。
这有助于提高土壤的通气性、保水性和抗侵蚀性。
3. 控制病原体：微生物可以抑制其他病原微生物的生长，从而减少病原体的数量。
例如，某些细菌可以产生抗生素，杀死或抑制其他有害微生物的生长。
4. 影响气候：微生物可以通过代谢过程产生大量的气体，如二氧化碳、甲烷和氧气等。
这些气体可以影响大气的化学成分和温度，从而对气候产生影响。
5. 污染清理：一些微生物可以降解一些有毒的化学物质，如石油和其他化学污染物。
它们将这些化学物质分解成无毒的分子，从而清理污染的土壤和水。
综上所述，微生物与环境之间存在密切的相互作用关系，微生物对环境的影响广泛而深远。
微生物的生长与环境条件
同步培养物常被用来研究在单个细胞上难以研究的生理与遗传 特性，它是一种理想的材料。
环境条件诱导
温度 培养基成份控制 其它（如光照和黑暗交替培养）
机械方法
离心方法 过滤分离法 (硝酸纤维素滤膜洗脱法)
10% 蔗糖 ↓ 30% 梯度
不同步 群体细菌 离心后
细胞分层
分部收集 各层细胞
利用各部细胞接种
密度梯度离心法获得同步 细胞的基本步骤
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20～30 20～45 55～65 80～90
20
35 >45 80 >100
高温与低温对微生物的影响
高温
高温使蛋白质、核酸等重要生物大分子发生不可逆变性、 破坏，以及破坏细胞膜上的类脂成分，膜受热出现小孔， 破坏细胞结构导致微生物死亡。
热力灭菌法
1、干热灭菌法：焚烧、烧灼、干烤 2、湿热灭菌法：煮沸、巴氏消毒法、
在生产实践中缩短迟缓期的常用手段： (1)利用对数生长期的细胞作为种子；
(2)尽量使接种前后所使用的培养基组成不要相差太大；
(3)适当扩大接种量 (4)通过遗传学方法改变种的遗传特性使迟缓期缩短；
对数生长期(Log phase)：
又称指数生长期(Exponential phase)以最大的速率生长和 分裂，细菌数量呈对数增加，细菌内各成分按比例有规 律地增加，表现为平衡生长。
一般来说处于迟缓期的细菌细胞体积最大, 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。 对外界不良条件反应敏感。
迟缓期出现的原因： 微生物接种到一个新的环境，暂时缺乏分解和催化有关底物的酶， 或是缺乏充足的中间代谢产物等。为产生诱导酶或合成中间代谢 产物，就需要一段适应期。
环境因素对微生物生长的影响
保持在合适的范围内。
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7.5.4 溶解氧（DO)
根据微生物与分子氧的关系，将微生物分为专性 好氧微生物、兼性好氧微生物及专性厌氧微生物。
（1）专性好氧微生物
包括所有需要氧才能生长的微生物。有两类： 一类是专性好氧微生物，它们的生长必需要氧，快 速分裂的细胞比缓慢分裂的细胞需要的氧更多，通 常生长在培养基表面附近；另一类是微好氧微生物， 它们在有少量自由氧存在条件下生长最好，因而生 长在培养基表面之下的某一区域，该区域氧浓度正 好符合它们生长的需要。
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7.6 微生物生长的控制
控制微生物生长的方法很多，大致可以分为 三大类：物理方法，化学方法和生物方法。 7.6.1 物理方法的控制 7.6.1.1 高温灭菌消毒
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（1）高温灭菌
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细菌一般要求环境的pH为中性或偏碱性。某些 细菌，例如氧化硫硫杆菌和极端嗜酸茵，需在 酸性环境中生活，其最适pH为3，在pH为1.5 时仍可生活。
各种工业废水的pH不同，通常在6～9之间，个 别偏低或偏高的，可用本厂的废酸或废碱性水 加以调节，使曝气池pH维持在7左右。事实上， 净化污(废)水的微生物适应pH变化的能力比较 强，曝气池中的pH维持在6.5～8.0均可不加调
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（2）高温对微生物的影响
过高的环境温度会使细菌死亡，一般来说无 芽孢的细菌在水中加热到70℃十多分钟就会死亡， 在100℃沸水中很快死亡。
高温对微生物产生影响的程度与微生物的种 类、菌龄、有无芽孢有关。
细菌芽抱在100℃以下难以致死，超过100℃ 时需要十几分钟、几十分钟，甚至几十小时才能 死亡。
实验六 环境因素对微生物的影响和紫外诱变效应
环境因素对微生物的影响和紫外诱变效应生05 边晔 2010030026周四班同组成员：徐竞实验时间 2012年11月22日一、实验目的1.了解物理因素、化学因素及生物因素抑制或杀死微生物的作用及其试验方法。
2.了解紫外线诱变原理，并初步掌握紫外线诱变育种的方法。
3.练习单菌落划线分离微生物。
二、实验原理在自然界中，微生物分布极其广泛，几乎无处不在，微生物的生长发育受着环境因素的影响。
而不同的微生物及微生物不同的生理状态受环境因素影响的程度也不同，有的环境因素是微生物生长繁殖所必需的条件，有的表现为抑制作用，有的表现为杀菌作用。
温度通过影响蛋白质、核酸等生物大分子的结构与功能以及细胞结构来影响微生物的生长、繁殖和新陈代谢。
微生物群体生长、繁殖最快的温度为其最适生长温度，但它并不等于积累某一代谢产物的最适温度。
粘质沙雷氏菌能产生红色或紫红色色素，菌落表面颜色随着色素量的增加呈现出由橙黄到深红色逐渐加深的变化趋势。
常用的化学消毒剂主要包括重金属及其盐类、有机溶剂(酚、醇、醛等)、卤族元素及其化合物和表面活性剂等。
根据是杀死还是抑制微生物，可分为致死剂和抑制剂。
常用的3个指标：最低抑制浓度（MIC）、半致死剂量和最低致死剂量。
许多微生物在其生命活动过程中能产生某种特殊代谢产物如抗生素，具有选择性地抑制或杀死其他微生物的作用。
不同抗生素的抗菌谱是不同的，某些抗生素只对少数细菌有抗菌作用。
产黄青霉分泌青霉素抑制细菌细胞壁的合成。
青霉素主要抗G＋细菌。
链霉素作用于核糖核酸30S亚基，所以链霉素只作用原核生物。
链霉素以抗G－细菌为主。
紫外线具有杀菌作用主要是因为它诱导形成胸腺嘧啶二聚体来破坏DNA的结构，使其不能正常行使功能。
另外，空气在紫外线照射下产生臭氧(O3)，也有一定杀菌作用。
紫外线杀菌力最强的波长是226-256nm部分。
紫外线透过物质能力很差，所以只适用于空气及物体表面的灭菌，它距离照射物以不超过1.2米为宜。
环境因素对菌群多样性的影响及其生态效应分析
环境因素对菌群多样性的影响及其生态效应分析随着环境污染和气候变化的不断加剧，生态系统中的微生物菌群多样性受到越来越严重的影响。
环境因素包括土地利用、水质、气候变化等等，这些因素通过改变菌群的生存条件，进而影响生物多样性、生态系统功能和人类健康等方面。
下面将从菌群多样性与环境因素的相互作用、不同环境因素对菌群多样性的影响和环境因素对菌群多样性的生态效应进行分析。
一、菌群多样性与环境因素的相互作用菌群多样性是指在不同的区域或环境中，微生物种类和数量的差异。
环境因素是指能够直接或间接影响生态系统的因素，包括降雨量、温度、光照、土地利用等。
环境因素对菌群多样性的影响可以分为直接影响和间接影响两种。
直接影响：环境因素直接影响微生物的生长和繁殖。
例如，土地利用和土壤pH值是影响土壤微生物菌群的主要环境因素。
研究表明，不同的土地利用方式（比如林地、草地和农田）会导致土壤pH值和氮磷等营养物质的变化，从而影响土壤微生物的物种组成和数量。
此外，气候变化也是影响微生物群落多样性的重要因素之一。
研究发现，全球变暖可能导致地球上某些地区的微生物群落组成发生变化，从而对环境产生深远影响。
间接影响：环境因素间接影响微生物的生长和繁殖。
例如，环境因素可通过对其他生物的影响而影响微生物菌群。
例如，水体污染会导致水中的有机质含量增加，从而促进细菌的生长和繁殖，同时减少其他微生物的数量。
在生态系统中，菌群多样性与其他生物的生存和发展紧密相关，因此环境因素通过影响其他生物的生存和发展来间接影响微生物菌群。
二、不同环境因素对菌群多样性的影响不同的环境因素通过不同的途径影响微生物菌群的多样性。
下面将对一些常见的环境因素对微生物菌群的影响进行简单介绍。
1、土地利用：土地利用对菌群多样性的影响非常显著。
林地和草地等类型可以维持更高的物种丰富度和微生物群落多样性，而农田、城市等类型则会导致微生物群落多样性下降。
这主要是由于人类活动导致土壤质量下降，从而导致土壤微生物的数量和物种减少。
微生物的生长与繁殖
微生物的生长与繁殖微生物是一类极小的生物体，在我们生活中无处不在，其生长与繁殖过程对于环境和人类健康都具有重要意义。
微生物的生长与繁殖受到多种因素的影响，而了解这些因素有助于我们更好地控制微生物的数量和传播。
一、微生物的生长条件微生物的生长需要适宜的环境条件，包括温度、湿度、营养物质等。
其中，温度是微生物生长的重要因素之一。
不同种类的微生物对温度有不同的适宜范围，有些微生物在高温下繁殖迅速，而有些则在低温下更活跃。
此外，湿度也是微生物繁殖的关键条件之一，湿度高的环境更容易滋生微生物。
此外，微生物还需要适当的营养物质来维持生长，如碳源、氮源等。
只有在适宜的环境条件下，微生物才能稳定地生长和繁殖。
二、微生物的繁殖方式微生物的繁殖方式主要有二种，分别是二分裂和芽生。
其中，二分裂是最常见的一种方式，微生物通过细胞分裂产生新的细胞，从而实现自身的繁殖。
而芽生则是一些原核生物和真菌类微生物采用的一种方式，新的细胞从母细胞上长出，逐渐发育成熟。
这两种繁殖方式都能保证微生物在适宜的环境下快速繁殖，增加其在环境中的数量。
三、微生物的生长规律微生物在适宜的环境条件下遵循一定的生长规律，通常包括潜伏期、对数增殖期和稳定期。
在潜伏期内，微生物需要适应环境，准备开始进行繁殖；对数增殖期是微生物生长速度最快的阶段，细胞数量呈指数增长；而在稳定期，微生物生长速度逐渐减缓，达到一定数量后趋于稳定。
了解微生物的生长规律有助于我们制定有效控制微生物数量的策略。
四、微生物的防治措施针对不同环境中微生物过度生长的问题，我们可以采取不同的防治措施。
在生活中，要保持室内清洁卫生，定期通风换气，控制室内的湿度和温度，以减少微生物的繁殖。
在食品加工和储存过程中，要严格控制温度、湿度，防止微生物的繁殖和腐败。
此外，对于医疗卫生机构来说，要加强医疗废物处理，规范操作流程，避免微生物传播。
只有通过有效的防治措施，我们才能更好地控制微生物的生长与繁殖。
第五章 微生物的生长及其影响因素
）、适应期的特点 （一）、适应期的特点： 生长繁殖的速度几乎等于零 细胞形态增大，杆菌的长度增加。 细胞形态增大，杆菌的长度增加。 细胞内的RNA尤其是 尤其是rRNA含量增高，原生质 含量增高， 细胞内的 尤其是 含量增高 呈嗜碱性。 呈嗜碱性。 合成代谢活跃，核糖体、酶类和 合成代谢活跃，核糖体、酶类和ATP的合成加 的合成加 快，易产生诱导酶 对外界不良环境条件例如NaCl溶液浓度、温 对外界不良环境条件例如 溶液浓度、 溶液浓度 度和抗生素等化学药物敏感。 度和抗生素等化学药物敏感。 原因：适应新的环境条件，合成新的酶， 原因：适应新的环境条件，合成新的酶，积累 必要的中间产物。 必要的中间产物。
食品微生物
பைடு நூலகம்
）、稳定期的特点 （三）、稳定期的特点
生长速率常数R等于0 生长速率常数R等于0。 菌体产量达到了最高值。 菌体产量达到了最高值。 合成次生代谢产物。 合成次生代谢产物。 细胞内出现储藏物质， 细胞内出现储藏物质，芽孢杆菌内开始 产生芽 孢。
食品微生物
产生原因： 产生原因： 营养物尤其是生长限制因子的耗尽。 1. 营养物尤其是生长限制因子的耗尽。 营养物的比例失调，如碳氮比不合适。 2. 营养物的比例失调，如碳氮比不合适。 有害代谢废物的积累（ 3. 有害代谢废物的积累（酸、醇、毒素 等）。 物化条件（pH、氧化还原势等） 4. 物化条件（pH、氧化还原势等）不合 适。
第五章 微生物的生产及其影响因素
第一节 微生物生长 第二节 微生物的生长规律 第三节 环境对微生物生长的影响
食品微生物
第一节 微生物生长 微生物生长的概念 微生物生长量的测定
食品微生物
一、微生物生长的概念
生长是指微生物细胞吸收营养物质，进行新陈代谢， 生长是指微生物细胞吸收营养物质，进行新陈代谢，当 是指微生物细胞吸收营养物质 同化作用大于异化作用时， 同化作用大于异化作用时，生命个体的重量和体积不断 增大的过程。 增大的过程。 繁殖是指生命个体生长到一定阶段， 繁殖是指生命个体生长到一定阶段，通过特定方式产生 是指生命个体生长到一定阶段 新的生命个体，即引起生命个体数量增加的生物学过程。 新的生命个体，即引起生命个体数量增加的生物学过程。 个体生长是指微生物细胞个体吸收营养物质， 个体生长是指微生物细胞个体吸收营养物质，进行新陈 是指微生物细胞个体吸收营养物质 代谢，原生质与细胞组分的增加为个体生长。 代谢，原生质与细胞组分的增加为个体生长。 群体生长是指群体中个体数目的增加。可以用重量、 群体生长是指群体中个体数目的增加。可以用重量、体 是指群体中个体数目的增加 密度或浓度来衡量。 积、密度或浓度来衡量。 生长→ 繁殖→ 个体 生长→个体 繁殖→ 群体 生长 群体 生长 = 个体 生长 + 个体 繁殖 食品微生物
微生物与环境的相互关系探讨
微生物与环境的相互关系探讨微生物是从古至今都在地球上存在的一种生物体系，它们随处可见，分布广泛，甚至在看似极端环境下也能存活繁殖。
微生物和环境之间存在复杂而密切的关系，环境可以影响微生物的生长和代谢，而微生物也对环境产生了重大的影响。
本文将从微生物的角度出发，探讨微生物和环境之间的相互关系。
一、微生物如何适应环境微生物的适应性能力极强，主要表现在以下几个方面：1. 耐受高温、低温、高压等极端环境微生物能够适应各种极端环境，如高温的火山口、低温的极地、高压的深海等。
比如，热泉中的嗜热菌能够在100℃以下的高温条件下生存繁殖，而钝头湾的深海微生物则能耐受高达1000倍大气压力的高压。
2. 对不同PH值和盐度的环境表现出适应性微生物能够适应不同PH值和盐度的环境。
比如，酸泉的酸杆菌能够生存于PH值为0-1的极酸环境，而盐湖中的嗜盐菌能够在高达25%的盐度下正常生长。
3. 能够利用琥珀酸、甲烷和硫酸根等化合物做能量源微生物能够利用琥珀酸、甲烷和硫酸根等化合物作为能量源进行代谢。
比如，大肠杆菌能够利用琥珀酸作为能量源生长，而硫杆菌则能够利用硫酸根为能量进行代谢。
4. 能够在缺氧环境下生存微生物能够在缺氧环境下生存，比如深海中的厌氧细菌能够在完全缺氧的环境下进行代谢。
二、微生物对环境的影响微生物和环境之间是相互影响的关系，不仅是环境影响微生物，微生物对环境同样会产生重大影响。
以下是微生物对环境的影响：1. 微生物对土壤的影响微生物在土壤中起着非常重要的作用，它们能够促进土壤有机物和养分的分解，改良土壤的质地和结构，提高土壤的肥力。
同时，微生物也能够控制土壤中的害虫和病毒，保持土壤生态的平衡。
2. 微生物对水体的影响微生物在水体中生存繁殖，能够分解有机污染物和富营养化物质，同时也是水生生态系统的中枢。
微生物在水体中起到预防流域水土流失、减少土地退化、保护水源和生物多样性等重要作用。
3. 微生物对大气的影响微生物对大气的影响非常微小，但由于很多微生物都是光合作用的能量转换者，所以它们能够释放出大量的氧气，维持整个地球的生态平衡。
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环境对微生物生长的影响
生长是微生物同环境相互作用的结果。
在液体培养中生长曲线是在正常培养条件下，反映微生物接种后的培养过程中菌数变化同培养时间之间的关系。
微生物在培养过程中，环境的变化会对微生物生长产生很大的影响。
一、环境对微生物生长的影响
影响微生物生长的主要因素有营养物质、水的活性、温度、pH 和氧等。
1、营养物质
营养物质不足导致微生物生长所需要的能量、碳、氮源、元机盐等成分不足，此时机体一方面降低或停止细胞物质合成，避免能量的消耗，或者通过诱导合成特定的运输系统，充分吸收环境中微量的营养物质以维持机体的生存；另一方面机体对胞内某些非必要成分或失效的成分进行降解以重新利用，这些非必需成分是指胞内贮存的物质、无意义的蛋白质与酶、 mRNA 等。
例如在氮、碳源缺乏时，机体内蛋白质降解速率比正常条件下的细胞增加了7 倍，同时减少 tRNA 合成和降低 DNA 复制的速率，导致生长停止。
2、水的活性
水是机体中的重要组成成分，它是一种起着溶剂和运
表中列出不同微生物生长温度的一些典型例子。
温度的变化都会对每种类型微生物的代谢过程产生影响，通过改变它们的生长速率。
以适应温度的变化而生存。
温度对微生物生长的影响具体表现在：①影响酶活性，微生物生长过程中所发生的一系列化学反应绝大多数是在特定酶催化下完成的，每种酶都有最适的酶促反应温度，温度变化影响酶促反应速率，最终影响细胞物质合成；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，温度低流动性降低，不利于物质运输，因此温度变化影响营养物质的吸收与代谢产物的分泌；⑦影响物质的溶解度，物质只有溶于水才能被机体吸收或分泌，除气体物质以外，温度上升物质的溶解度增加，温度降低
pH 通过影响细胞质膜的透性、膜结构的稳定性和物质的溶解性或电离性来影响营养物质的吸收，从而影响微生物的生长速率。
质子是一种唯一不带电子的阳离子，它在溶液里能迅速地与水结合成水合氢离子 (H 3 O + 等 ) 。
在偏碱性条件下， OH - 占优势，水合氢离子和 OH - 对营养物质的溶解度和离解状态，细胞表面电荷平衡和细胞的胶体性质等方面均会产生重大影响；在酸性条件下 H + 可以与营养物质结合，并能从可交换的结合物或细胞表面置换出某些阳离子，从而影响细胞结构的稳定性；同时由于 PH 值较低， CO 2 溶解度降低，某些金属离子如 Mn 2+ 、 Ca 2+ 、 Mo 2+ 等溶解度增加，导致它们在溶液中的浓度增加，从而对机体产生不利的作用。
5、氧
根据氧与微生物生长的关系可将微生物分为好氧、微好氧、耐氧型、兼性厌氧和专性厌氧五种类型，它们在液体培养基试管中的生长特征见图。
因此，在培养不同类型的微生物时，一定要采取相应的措施保证不同类型的微生物能正常生长。
例如培养好氧微生物可以通过振荡或通气等方式使之有充足的氧气供它们生长；培养专性厌氧微生物则要排除环境中的氧，同时通过在培养基中添加还原剂
氧对于好氧微生物生长虽然可以通过好氧呼吸产生更多的能量，满足机体的生长需要，但另一方面，氧对一切生物都会使其产生有毒害作用的代谢产物，如超氧基化合物与 H2O2，这两种代谢产物互相作用还会产生毒性很强的自由基 OH.。
自由基是一种强氧化剂，它与生物大分子互相作用，可导致产生生物分子自由基，从而对机体产生损伤或突变作用，直至死亡。
氧之所以对专性厌氧微生物以外的其他四种类型微生物不产生致死作用，是因为它们具有超氧物歧化酶，可催化起氧化基化合物分解，最终分解成水。