第五章 微生物生长繁殖与生存因子II

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1、第三节其他不利环境因子对微生物的影响一、紫外辐射和电离辐射（一）紫外辐射紫外线的波长一般是200-390nm，240-300nm的范围内对微生物有致死效应。250-280nm杀伤力最强。紫外辐射杀菌灯的波长是253.7nm，杀菌力强而且稳定。1、杀菌机理干扰DNA复制（1）诱导DNA形成胸腺嘧啶二聚体，阻止DNA解链（2）引起核甘酸链断裂使空气中的O2变成O3，使H2O氧化生成H2O2,由O3和H2O2发挥杀菌作用。2、杀菌特点（1）穿透性差（2）光复活现象经紫外线照射的微生物，在可见光下，可以激活DNA修复酶，修复

2、辐射造成的损伤。这种酶主要作用于由紫外线引起的T-T二聚体，可以与之结合形成复合物，被可见光活化，将受损区域两端的磷酸二酯键水解，切除受损DNA，再由另一些酶催化插入新的核苷酸，补上切去的片段。（3）暗复活现象3、不同种微生物或微生物不同生长阶段对紫外辐射的抵抗力不同。G-无芽孢杆菌（大肠杆菌、痢疾杆菌、伤寒杆菌）最敏感，G+照射量要增加5-10倍，病毒的抵抗力更大，芽孢比营养细胞抵抗力高5-10倍。干燥细胞抵抗力大于湿细胞，有色素细菌大于无色细菌。芽孢在出芽阶段抵抗力最弱，酵母菌在对数生长期抵抗力最强。4、应用空气

3、消毒——利用紫外辐射杀菌灯；表面消毒——对某些不能用加热和化学药品消毒的器具；诱变育种——低于致死剂量下照射。（二）电离辐射X-射线、γ-射线等高能电磁波，可以将被照射物质原子核周围的电子打出，射出的电子可以依附于其他质子上，使之变为阴离子，也可以再冲击其他原子，打出外围所含的电子引起继发性电离，这种辐射作用称电离辐射。X-射线波长范围0.1-0.01nm，γ-射线0.01-0.001nm。低剂量照射有促进生长作用或引起变异，高剂量可致死。X-射线在10-20cm照射2-30min可以杀死平板上大肠杆菌、炭疽杆菌、芽

4、孢杆菌、白喉棒状杆菌和葡萄球菌等，但对液体培养基杀伤离不大。1、作用机制：直接作用。辐射的能量直接作用于细胞内部的某个特殊敏感区域，导致细胞突变或死亡。间接作用：辐射可引起培养基中的水或者氧电离，产生自由基。2、不同种微生物或微生物不同生长阶段对电离辐射的敏感程度不同。假单胞菌较敏感，小球菌和链球菌抗性较强，芽孢有较强抗性。在培养基中加入某些化合物如含-SH的化合物，可增加抵抗力。蛋白质、醇、葡萄糖、羧酸、乙醇等也有保护作用。3、应用电离辐射:低剂量(500伦琴)照射可以促进微生物生长，用10万伦琴以上高剂量处理有杀

5、菌作用。用辐射保存粮食、蔬菜、畜禽产品及饮料,又能保持食物的营养和风味。X-射线穿透力强，但因经济原因一般不用于灭菌，常被用于诱变剂。1、机制1）细胞内含物受到强烈震荡，胶体发生絮状沉淀，凝胶液化或乳化，丧失生物活性。2）空穴作用：超声波的高频振动与细胞振动不协调而造成细胞周围环境的局部真空，引起细胞周围压力的极大变化，使细胞破裂。3）溶解的气体变成小气泡，气泡冲击引起细胞破裂。4）热作用二、超声波超过人的听觉能力上限20千Hz的声波。2、特点超声波的杀菌效果与其频率、处理时间,微生物种类,细胞大小,形状及数量等均有

6、关系。几乎所有的微生物都受超声波的破坏,大多数情况下，芽孢不受影响。3、应用细菌裂解，研究其构造、化学组成和酶活性等提取病毒治疗疾病三、重金属重金属是酶的组成成分，适当浓度对微生物生长有促进作用，高浓度下则可致死。重金属带正电荷，易与带负电荷的菌体蛋白结合，有较强的杀菌能力。1、机制：1）与酶或蛋白质上的-SH发生反应使酶失活，蛋白质变性。2）进入细胞后以金属原子的形式沉积在细胞内产生抗代谢作用。3）重金属离子在细胞内与主要代谢物发生螯和作用。4）取代细胞结构上的主要元素。2、应用1）汞：HgCl2、Hg2Cl、Hg

7、Cl和有机汞。HgCl21：500-1：2000对大多数细菌有致死作用，实验室也曾用0.1%HgCl2消毒非金属器皿。红汞也是最常用的消毒剂之一。但汞盐有剧毒，应用较受限制。2）铜：硫酸铜是主要的铜化合物杀菌剂，对真菌及藻类效果较好，也可以杀死金黄色葡萄球菌和抑制破伤风杆菌芽孢。3）铅：1-5g/L几分钟内可使细菌死亡4）银：长期作为一种温和防腐剂使用。0.1-1%硝酸银用于皮肤消毒。四、极端温度（一）超高温1、超高温（大于细菌最高生长温度）杀菌的机制1）引起蛋白质和核酸不可逆的变性。2）细胞膜中脂肪被溶解使膜上形成

8、小孔，细胞内含物泄漏引起死亡。2、超高温灭菌效果的影响因素1）菌种：无芽孢菌比芽孢菌易死亡。2）所需时间与温度高低有关。3）与菌龄有关。幼龄比老龄敏感。4）pH。pH低易被杀死。5）菌体含水量。干细胞比湿细胞耐热。致死温度与菌体蛋白质含水量有关。3、应用：消毒和灭菌消毒(disinfection)是用物理、化学因素杀死致病菌（有芽孢和无芽孢的细