影响微生物生长的三个实验

学院：生命科学学院

专业：生物科学类

年级：20xx级

姓名：

学号：1007040085

20xx年6月16日

实验九环境因素对微生物生长的影响

一、实验目的

1、了解渗透压及生物因素（抗生素）对微生物生长的影响。

2、了解抗生素对微生物生长的影响，学习抗菌谱实验的基本方法。

3、进一步掌握培养基的制备及划线操作。

二、实验原理

微生物的生长繁殖受外界环境因素的影响，环境条件适宜时微生物生长良好，环境条件不适宜时微生物生长受到抑制，甚至导致微生物死亡。物理、化学、生物及营养等不同环境因素影响微生物生长繁殖的机制不尽相同，而不同类型微生物对同一环境因素的适应能力也有差别。

1、渗透压

微生物在等渗溶液中可正常生长繁殖；在高渗溶液中细胞失水，生长受到抑制；在低渗溶液中细胞失水膨胀，因为大多数微生物具有坚硬的细胞壁，细胞一般不会裂解，可以正常生长，但低渗溶液中溶质含量低，在某些情况下也会影响微生物的生长。另一方面，不同类型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%NaCl浓度条件下生长受到抑制，但某些极端嗜盐菌可在30%以上NaCl浓度条件下正常生长。

2、生物因素（抗生素）

在自然界中普遍存在微生物间的拮抗现象，许多微生物可以产生抗生素，能选择性地抑制或杀死其他微生物。不同抗生素的抗菌谱是不同的。了解某种抗生素的抗菌谱在临床治疗上有重要的意义，利用滤纸条法可初步测定抗生素的抗菌谱。当滤纸条上的抗生素溶液在琼脂平板上想四周扩散后可形成抗生素浓度由高到低的梯度，将不同实验菌与滤纸条垂直划线接种、培养后，根据抑菌带的长短可判断改抗生素对不同实验菌生长的影响的程度，初步确定其抗菌谱。

三、实验器材及实试剂

1、菌种

大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌。

2、试剂

培养基牛肉膏蛋白胨液体培养基，装有牛肉膏蛋白胨的5支试管中中分别含有0.5%、2%、5%、7.5%及10%的NaCl。无菌蒸馏水、氨苄青霉素溶液（80万单位/ml）。仪器和其他用品

酒精灯、接种环、镊子、培养皿、无菌吸管、试管、三角瓶、无菌滤纸条。

四、实验方法及步骤

1.培养基和培养液的配置

⑴全班分组共同配制下列五组溶液：

①牛肉膏蛋白胨琼脂培养基＋0.5%NaCl3000mL

②牛肉膏蛋白胨液体培养基＋3.0%NaCl100mL

③牛肉膏蛋白胨液体培养基＋5.0%NaCl100mL

④牛肉膏蛋白胨液体培养基＋7.5%NaCl100mL

⑤牛肉膏蛋白胨液体培养基＋10%NaCl100mL

⑵用移液管把液体培养基均匀各取5mL放入试管中，把加热融化后的固体培养基分装到12个三角瓶中。

⑶把平板、试管、移液管等用品包装好并放入灭菌锅灭菌30min。

2.抗生素对微生物的影响

⑴倒平板：无菌操作，将牛肉膏琼脂蛋白胨培养基溶化后倒平板，注意平板的厚度均匀。

⑵贴滤纸条：无菌操作，将镊子去滤纸入氨苄青霉素溶液中湿润，在容器内壁沥去多余溶液，再将滤纸条贴在平板上。

⑶接种:无菌操作，用接种环分别取埃希氏大肠杆菌、枯草杆菌、金黄色葡萄球菌，从滤纸边缘分别垂直向外划线接种，并用首字母做好标记。

⑷培养观察：放入37℃的温箱中培养，观察生长情况并记录。

3.渗透压对微生物生长的影响

⑴取培养液：从各小组取到各浓度培养液做好标记，按浓度梯度顺序排列好摆放在试管架上。

⑵接种：每一个试管中分别取一环枯草杆菌接入溶液中，轻轻摇一下放好就不再动。⑶培养、观察：培养一段时间后观察生长情况并记录。

五、实验结果及分析

结果观察(1):渗透压对实验的影响

2.0%NaCl试管液面有菌膜，中部有沉淀物

5.0%NaCl试管中部有少量沉淀

7.5%NaCl试管底部有少量沉淀，液体少许浑浊

10%NaCl试管液体比较清澈

结果分析：在2.0%NaCl的培养基中培养，菌体长势良好，表明2.0%NaCl适合枯草杆菌的生长。但随着NaCl的浓度的升高，枯草杆菌的生长也逐渐受到抑制，当浓度升高到10%时，菌体几乎完全不能生长。因为环境渗透压过高，这样就直接作用细胞壁、细胞膜，导致细胞内的渗透压的改变，当渗透压很大时，细胞会严重的脱水，因失水其代谢功能会下降，甚至丧失而不能存活。

结果观察(2):生物因素（抗生素）对微生物生长的影响

结果分析：

埃希氏大肠杆菌（Escherichiacoli）、枯草杆菌（Bacillussubtilis）金黄色葡萄球菌（Staphylococcusareus）分别是革兰氏G-杆菌、革兰氏G+杆菌、革兰氏G+球菌的代表，由观察图可知，革兰氏G+菌的生长受到抑制，因为革兰氏G+的细胞壁含有大量的磷壁酸。所以金黄色葡萄球菌（Staphylococcusareus）埃希氏大肠杆菌

（Escherichiacoli）产生的菌株普带比枯草杆菌（Bacillussubtilis）的短，其中金黄色葡萄球菌（Staphylococcusareus）产生的谱带最短。同时这也是区别革兰氏阴性菌和阳性菌的重要指标，革兰氏G+菌对抗生素过敏，当其生长环境中有抗生素存在时，抗生素会破坏其细胞壁，使其细胞壁透性改变，不能正常维持其细胞内正常代谢功能，因此就会影响其生长繁殖。因此，革兰氏阳性菌不能存活或存活微弱。在图中生长良好的是埃希氏大肠杆菌（Escherichiacoli），它是革兰氏G-菌，其细胞壁中不含磷壁酸，因而其生长不受抗生素抑制，所以能在培养基看到起菌落。

环境对(转载于:RNA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输介质作用的物质，参与机体内水解、缩合、氧化与还原等反应

1005100524蒋玮

关键词：微生物生长高温低温酶原生质层脂质

摘要：温度对微生物的影响是广泛的，改变温度必然会影响微生物体内所进行的多种生物化学反应。适宜的温度能刺激生长，不适的温度会改变微生物的形态、代谢、毒力等，甚至导致死亡。

由于温度对微生物有重要影响，因此微生物分类学上常用“最适生长温度”、“最高生长温度”、“最低生长温度”及温度存活试验作为鉴定菌种的一项生理特征，配合其它形态与生理特性，以区别不同温度范围的种、属。生物体完成其生命机能的温度区，称为生物动力区。本文主要阐述了动力区之外的温度对微生物生长繁殖、脂质组成等的影响。

一、高温对微生物的影响

微生物在高于生物动力区的温度，即高于100℃会被杀死，实际上，就大多数微生物来讲，在温度高于大约50℃条件下即引起死亡。大家知道，有机体的生命活动主要是由酶催化的，酶又是由易发生热变性的蛋白质构成的，所以，微生物的热致死多是因细胞酶的热钝化所引起的。已知呼吸酶，特别是在催化三羧酸循环反应中的那些酶对热变性是特别敏感的，这些呼吸酶的变性能导致生物体的死亡。另外，微生物在高温下死亡也很可能起因于部分RNA热钝化以及损坏原生质膜所引起。一般来说当温度升高到破坏呼吸酶的程度时，细菌即不能生长。

二、低温对微生物的影响

低温会减少或停止微生物的代谢作用。温度低于冰点时，可以使原生质内的水分结冰，导致细胞死亡。冻死与热死一样，其生物化学根据也未完全了解。一般认为冻死是由于细胞内水分结冰形成冰晶扰乱了原生质胶体状态和对原生质膜与细胞壁的结构产生机械破坏所致。另一方面，当微生物的悬液被冰冻时，尽管悬液中形成冰，而细胞内的水分仍保持过冷的液体状态，悬液中结冰后，细胞外溶液浓度上升，细胞内水分外渗而使细胞内溶质浓度增加，以致于质壁分离，造成死亡。而真空冷冻干燥保藏菌种时，为什么菌体不会死亡呢?这是因为真空冷冻千燥时，由于冷冻迅速，菌体溶液中水分不形成结晶，而呈不定形玻璃状，当被迅速融化时，玻璃状水分也不形成结晶，这就是冷冻干燥保藏菌种的依据。

三、温度对微生物脂质组成的.影响

几乎所有的微生物，包括原核生物和真核生物的脂质组成都随生长温度的变化而改变。大量的研究表明，外界温度下降时，微生物细胞脂质不饱和脂肪酸的含量增加。已知脂质的熔点与其饱和脂肪酸的含量相关，因而在特定的温度下，膜脂质中脂肪酸的饱和度决定细胞膜的流动性程度和膜的功能。对于专性嗜热微生物来说，因其膜脂质的脂肪酸饱和度比中温菌的膜脂质要大，所以嗜热菌的凝固温度较高。这可能是嗜热菌最低生长温度较高的原因。此外，嗜热细菌脂质的脂肪酸碳链长度也不同于中温细菌，中温细菌的脂肪酸大多是15碳的，嗜热细菌大多数是16-17碳的，高度嗜热细菌碳链还要长。另外普通脂肪酸与支链脂肪酸的比率也随着温度的改变而明显改变。高度嗜热细菌的复合类脂构造与中温菌的类脂构造也有不同，大都为结合有糖的类脂质。而且，嗜热细菌一般具有异型脂肪酸、稳定型脂肪酸和环己烷型脂肪酸，而不存在不饱和脂肪酸。

四、温度对微生物的其它影响

除了对生长和脂质的影响外，温度还能影响微生物的其它性能。首先一些微生物

的毒力是受到温度的左右的。例如，炭疽杆菌在42℃培养数代后，失去生成芽胞的能力，并变为永久性的无毒株。单核细胞增生利斯特氏菌在小鸡胚胎中于低温生长时比在高温生长时毒性更大。根癌土壤杆菌当接种温度在31.5至37℃时，会丧失其诱导蕃茄生瘤的毒力。其次一些微生物色素的产生也受温度影响，粘质赛氏杆菌在20-25℃生长时比在37℃能产生更大量的红色灵杆菌素。此外，微生物的其它代谢活动也为温度所影响，许多微生物合成多糖的能力在低温区比在高温区要强。生长温度的下降还可引起细菌和酵母菌核糖核酸/蛋白质比率的增加，反之亦然。

小结：微生物生长繁殖必须有其适宜的温度范围，最适生长温度可能是由温度对生物体内无数个酶反应的综合作用决定的。微生物在最适生长温度以上生长速率下降，又可能是一些限速酶或其它酶的变性导致的。根据微生物生长所需的温度范围不同，可分为低温菌，中温菌和高温菌三类，它们都有各自的最低、最适合、最高生长温度范围。大多数微生物属于中温菌。微生物对高温的耐受性差，高温往往引起蛋白质的凝固、变性，最终导致微生物死亡，故可用热力灭菌。低温时微生物的生长繁殖会受到抑制，但是多数使生理活动下降，生长缓慢、停滞或处于休眠状态。绝大部分微生物耐低温（10℃以下）。在低温条件下，微生物的代谢活动降低或接近停止，不再繁殖。但能较长时间维持生命，故常用低温保存菌种。低温、干燥、真空是用于菌种保藏的重要手段。细菌、放线菌、酵母菌等的菌种保藏温度为4-6℃。温度过低，也会导致微生物死亡。在最适温度下，如果其它条件适宜，则微生物生长繁殖最快。利用温度对微生物的影响，便能很好的控制人工培养微生物的条件，培养出所需菌种。

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