任务2理化因素对微生物生长的影响课件.ppt
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- 任务 理化 因素 微生物 生长 影响 课件
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1、微生物应用技术微生物应用技术学习情景三学习情景三 培养微生物、测定其生长培养微生物、测定其生长主要内容主要内容任务任务1 1 测定微生物生长测定微生物生长 任务任务2 理化因素对微生物生理化因素对微生物生长的影响长的影响1 12 2任务任务3 微生物的分离和纯培微生物的分离和纯培养技术养技术3 3学习情景三学习情景三 培养微生物、测定其生长培养微生物、测定其生长任任务务2 理化因素对微生物生长理化因素对微生物生长的影响的影响 学习情景三学习情景三 培养微生物、测定其生长培养微生物、测定其生长 在任何一种生物的生存环境中都存在在任何一种生物的生存环境中都存在着很多生态因子,这些因子的性质、特性着
2、很多生态因子,这些因子的性质、特性和强度各不相同,它们彼此之间相互联系和强度各不相同,它们彼此之间相互联系、相互促进、相互制约,构成了多种多样、相互促进、相互制约,构成了多种多样的生存环境。的生存环境。任务提出任务提出任任务务2 2 理化因素对微生物生长的影响理化因素对微生物生长的影响 通过对生物因子和非生物因子的学习,通过对生物因子和非生物因子的学习,掌握光照、温度、湿度、氧气和水份等对掌握光照、温度、湿度、氧气和水份等对微生物生长的影响。微生物生长的影响。任务分析任务分析任任务务2 2 理化因素对微生物生长的影响理化因素对微生物生长的影响 一、 生态因子生态因子生态因子对生物的生长、发育有
3、影响的环境要素,如光照、温度、湿度、氧气和水份等。 1.生态因子的概念2.生态因子的分类l生物因子:生物因子:生物之间的关系,如竞争、捕食、寄生、共生、互生和拮抗等;l非生物因子:非生物因子:包括光、湿度、渗透压和营养因素等。任任务务2 2 理化因素对微生物生长的影响理化因素对微生物生长的影响 一、 生物因子u共生关系u互生关系u拮抗关系u竞争关系u捕食关系u寄生关系 任务任务2 2 理化因素对微生物生长的影响理化因素对微生物生长的影响 生物间的相互关系有:生物间的相互关系有: 不同种类或微生物与不同种类或微生物与其他生物在一个限定其他生物在一个限定的空间内,之间互为的空间内,之间互为环境,相
4、互影响,既环境,相互影响,既有相互依赖又有相互有相互依赖又有相互排斥关系排斥关系。 一、 生物因子(一)共生关系两种生物共同生活在一起,相互依赖,不能独立生存,这种关系称为共生关系,其特征是具有共生体。 例如:地衣中的藻类(提供有机物和氧气)和霉菌(提供水分、无机营养和保护作用)。 图1 叶状地衣 图2 叶状地衣(南极石耳) 任务任务2 2 理化因素对微生物生长的影响理化因素对微生物生长的影响 一、 生物因子(二)互生关系 两种可以单独生活的生物,当它们生活在一起时,一方为另一方提供有利的生活条件或双方互为有利。“可分可合,合比分好” 。 举例:纤维素分解菌与好氧性自生固氮菌在土壤中互生;氧化
5、塘系统-利用细菌和藻类的互生关系处理污水的系统。任务任务2 2 理化因素对微生物生长的影响理化因素对微生物生长的影响 一、 生物因子(三)拮抗关系 指一种微生物在其生命活动过程中,产生某种代谢产物或改变环境条件,从而抑制另一种(或一类)微生物的生长繁殖,甚至杀死其他微生物的现象。 举例:在制造泡菜过程中,乳酸杆菌与其他微生物的关系;青霉菌与革兰氏阳性菌的拮抗关系。任务任务2 2 理化因素对微生物生长的影响理化因素对微生物生长的影响 一、 生物因子四、捕食关系 又称猎食,一般指一种大型的生物直接捕捉、吞食另一种小型生物以满足其营养需要的相互关系。举例:在废水生物处理系统中,原生动物捕食细菌、真菌
6、和藻类。任务任务2 2 理化因素对微生物生长的影响理化因素对微生物生长的影响 一、 生物因子(五)寄生关系 指一种小型生物生活在另一种较大型生物的体内或体表,从中摄取营养得以生长繁殖,同时使后者蒙受损害甚至被杀死的现象。 前者称为寄生物,后者称为寄主或宿主。 举例:噬菌体寄生于细菌; 任务任务2 2 理化因素对微生物生长的影响理化因素对微生物生长的影响 一、 生物因子(六)竞争关系 当两种微生物对某种生态因子有相同的要求时,就会发生争先摄取该种因子,以满足生长代谢需要的现象,这种关系称为竞争关系。任务任务2 2 理化因素对微生物生长的影响理化因素对微生物生长的影响 二、 非生物因子u温度u水分
7、u辐射upH值u氧气u化学因子 任务任务2 2 理化因素对微生物生长的影响理化因素对微生物生长的影响 内容 因子出现异常,微生因子出现异常,微生物的生命活动会受到物的生命活动会受到影响,甚至发生变异影响,甚至发生变异或死亡。或死亡。二、非生物因子(一)温度任务任务2 2 理化因素对微生物生长的影响理化因素对微生物生长的影响 通过影响微生物膜的液晶结构、酶和蛋白质的合成和活性等影响微生物的生命活动 (二)非生物因子(一)温度1.微生物生长的适宜温度 微生物的生长温度范围为:微生物的生长温度范围为:1095根据最适生长温度不同,可将微生物分为三类:l嗜冷微生物:-1020l嗜温微生物:2537l嗜
8、热微生物:高于4050温度下生长任务任务2 2 理化因素对微生物生长的影响理化因素对微生物生长的影响 微生物的生长温度类型微生物的生长温度类型 微生物类型微生物类型 生长温度范围生长温度范围 分布区域分布区域最低最低 最适最适 最高最高嗜冷微生嗜冷微生物物专性嗜冷型专性嗜冷型 -12 -125 5151515152020 地球两极地球两极兼性嗜冷型兼性嗜冷型-5-50 01010202025253030海洋、冷泉、冷藏海洋、冷泉、冷藏食品食品嗜温微生嗜温微生物物 室温型室温型10 10 2020 20 20353540 40 4545 腐生环境腐生环境 体温型体温型35 35 4040 寄生环
9、境寄生环境 嗜热微生物嗜热微生物25 25 454550 50 60607 79595温泉、堆肥、土壤温泉、堆肥、土壤任务任务2 2 理化因素对微生物生长的影响理化因素对微生物生长的影响 (二)非生物因子(一)温度1.微生物生长的适宜温度 微生物的生长温度范围为:微生物的生长温度范围为:1095根据最适生长温度不同,可将微生物分为三类:l嗜冷微生物:-1020l嗜温微生物:2537l嗜热微生物:高于4050温度下生长任务任务2 2 理化因素对微生物生长的影响理化因素对微生物生长的影响 (二)非生物因子2.2.温度温度对微生物的影响对微生物的影响 A:低温对微生物的影响B:高温对微生物的影响任务
10、任务2 2 理化因素对微生物生长的影响理化因素对微生物生长的影响 (二)非生物因子2.2.温度温度对微生物的影响对微生物的影响 A:低温对微生物的影响低温对微生物的影响:减弱微生物的活力,并可使得其处于休眠状态。 任务任务2 2 理化因素对微生物生长的影响理化因素对微生物生长的影响 冷冻和反复交替融化,造成微生物的死亡(冰晶的形成损伤细胞膜、冰晶的融化造成细胞的脱水),尤其幼龄微生物。应用:干燥、低温速冻来长期(数年)保存微生物菌种,在4下保存菌种。(二)非生物因子2.2.温度温度对微生物的影响对微生物的影响 B:高温对微生物的影响任务任务2 2 理化因素对微生物生长的影响理化因素对微生物生长
11、的影响 杀灭微生物,使得蛋白质凝固。 微生物含水率越高易于被杀灭(湿热的穿透能力强)。芽孢的含水率约40,在100,加热12h无法将其灭活。高温杀死微生物有两个指标。致死温度,在一定时间内杀死微生物所需的最低温度;致死时间,在某一温度下杀死微生物所需的最短时间。 B:高温对微生物的影响防腐防腐:利用某种理化因素抑制微生物生长繁殖,达到防止食品等发生变质的措施,无选择性。抑菌而非杀灭作用 。措施:低温、缺氧、干燥、高渗、高酸度的环境或添加防腐剂等 。无菌无菌:指。无菌操作是防止微生物进入其他物品中的操作技术。任务任务2 2 理化因素对微生物生长的影响理化因素对微生物生长的影响 除菌:除菌:利用过
12、滤等方法除去液体或空气中存在的微生物。 B:高温对微生物的影响:高温对微生物的影响灭菌:灭菌:采用强烈的理化因素使物体内外部的永远丧失其生长繁殖能力的措施,称为灭菌。消毒:消毒:采用较温和的理化因素,仅杀死物体表面或内部对人体有害的病原菌。无菌:无菌:指。无菌操作是防止微生物进入其他物品中的操作技术。任务任务2 2 理化因素对微生物生长的影响理化因素对微生物生长的影响 杀菌、消毒、防腐的比较杀菌、消毒、防腐的比较比较项目比较项目灭菌灭菌 消消 毒毒 防防 腐腐 化疗化疗处理因素处理因素强理、化因素强理、化因素 理、化因素理、化因素理、化因素理、化因素化学治疗剂化学治疗剂处理对象处理对象任何物体
13、内外任何物体内外生物体表、生物体表、酒、乳等酒、乳等有机质物有机质物体内外体内外宿主体内宿主体内微生微生物类型物类型一切微生物一切微生物有关病原菌有关病原菌 一切微生物一切微生物有关病原菌有关病原菌对微生对微生物作用物作用彻底杀灭彻底杀灭杀死或抑制杀死或抑制 抑制或杀死抑制或杀死抑制或杀死抑制或杀死实例实例加压蒸汽灭菌,加压蒸汽灭菌,辐射灭菌辐射灭菌化学杀菌剂化学杀菌剂70707575酒酒精消毒,巴精消毒,巴氏消毒法氏消毒法冷藏、干燥、冷藏、干燥、糖渍、盐腌、糖渍、盐腌、缺氧、化学防缺氧、化学防腐剂腐剂抗生素、磺抗生素、磺胺药胺药任务任务2 2 理化因素对微生物生长的影响理化因素对微生物生长的
14、影响 (二)非生物因子2.2.温度温度对微生物的影响对微生物的影响 B:高温对微生物的影响(1 1)干热法)干热法 两种:干热灭菌法 、灼烧法。(2 2)湿热法)湿热法 巴氏消毒法、煮沸消毒法、间歇灭菌法、高温加压蒸汽灭菌法、高温瞬时灭菌法、连续加压灭菌法。 任务任务2 2 理化因素对微生物生长的影响理化因素对微生物生长的影响 在相同条件下在相同条件下, ,湿热灭菌的效果优于干热灭菌。湿热灭菌的效果优于干热灭菌。原因:原因:水蒸汽比热空气穿透力强水蒸汽比热空气穿透力强,能有效地杀死微生物。,能有效地杀死微生物。干热和湿热空气穿透力的比较干热和湿热空气穿透力的比较水蒸汽存在潜热水蒸汽存在潜热,当
15、蒸汽液化为水时可放出大量热量,当蒸汽液化为水时可放出大量热量,迅速提高灭菌物品的温度,缩短灭菌时间。迅速提高灭菌物品的温度,缩短灭菌时间。蛋白质的含水量与其凝固温度成反比蛋白质的含水量与其凝固温度成反比,湿热比干热易湿热比干热易使蛋白质凝固。使蛋白质凝固。加热方式加热方式温度温度加热时间加热时间h h 透过布的层数及其温度透过布的层数及其温度 20 20层层 40 40层层 100 100层层 干热干热 130 130140140 4 4 86 86 72 72 70 70以下以下 湿热湿热 105 105 4 4 101 101 101 101 101 101任务任务2 2 理化因素对微生物
16、生长的影响理化因素对微生物生长的影响 蛋白质含水量与其凝固温度的关系蛋白质含水量与其凝固温度的关系蛋白质含蛋白质含水量水量(%)(%)蛋白质凝固蛋白质凝固温度温度/灭菌时间灭菌时间/min/min蛋白质含蛋白质含水量水量(%)(%)蛋白质凝固蛋白质凝固温度温度/灭菌时间灭菌时间/min/min5050565630306 6145145303025257474808030300 01601601701703030干热与湿热空气对不同细菌的致死时间比较干热与湿热空气对不同细菌的致死时间比较 加热方式加热方式干热干热90909090, ,相对湿度相对湿度加热方式加热方式干热干热90909090, ,
17、相对湿度相对湿度细菌种类细菌种类20208080细菌种类细菌种类 20 208080白喉帮杆菌白喉帮杆菌 24h 24h 2h 2h 2min 2min伤寒杆菌伤寒杆菌 3h 3h 2h 2h2min2min痢疾杆菌痢疾杆菌 3h 3h 2h 2h 2min 2min 葡萄球菌葡萄球菌 8h 8h 3h 3h2min2min任务任务2 2 理化因素对微生物生长的影响理化因素对微生物生长的影响 物理法(1)干热法干热灭菌法 灭菌方法:1501700C下维持12h。 适宜对象:金属制品、清洁玻璃器皿(培养皿、移液管)等。火焰灭菌法 适宜对象:接种环、接种针、棉塞等。任务任务2 2 理化因素对微生物
18、生长的影响理化因素对微生物生长的影响 (2)湿热法高压蒸汽灭菌法 原理原理: : 高温高压使蛋白质变性高温高压使蛋白质变性 灭菌方法:灭菌方法:0.105MPa0.105MPa,1211210C,15-30min15-30min 适合对象适合对象:培养基培养基任务任务2 2 理化因素对微生物生长的影响理化因素对微生物生长的影响 间歇灭菌法 灭菌方法: 100,蒸煮1560min 37,24h 100,蒸煮1560min 反复三次 适宜对象:含芽孢的微生物任务任务2 2 理化因素对微生物生长的影响理化因素对微生物生长的影响 高温瞬时灭菌法 灭菌方法:135140,保持515s 处理对象:牛奶、饮
19、料。巴氏消毒法 灭菌方法:6085摄氏度处理15s30min。 处理对象:牛奶、饮料。任务任务2 2 理化因素对微生物生长的影响理化因素对微生物生长的影响 任务任务2 2 理化因素对微生物生长的影响理化因素对微生物生长的影响 连续加压蒸汽灭菌法连续加压蒸汽灭菌法 发酵行业称发酵行业称“连消法连消法”应用范围:应用范围:发酵厂的大批培养基灭菌。发酵厂的大批培养基灭菌。操作:操作:培养基在管道的流动过程中快速升温、维持和培养基在管道的流动过程中快速升温、维持和冷却,然后流进发酵罐。冷却,然后流进发酵罐。条件:条件:135135140140,5,515s15s典型的培养基的连续灭菌的流程典型的培养基
20、的连续灭菌的流程任务任务2 2 理化因素对微生物生长的影响理化因素对微生物生长的影响 应用应用:保存原料。食品、饲料、蔬菜、谷类、皮张和药材和食品发酵工业原料 。保藏菌种。生产、科研中用真空冷冻干燥法保藏细菌、病毒、立克次氏体。贮藏食品。烘干、晒干、熏干等。(二)水分(二)水分原理:干燥会使微生物代谢活动停止,使其处于休眠状态。严重时会引起细胞脱水,蛋白质变性,进而导致死亡。抵抗力:醋酸菌很快死亡;酵母菌可保存数月;产荚膜的细菌不产生荚膜的细;细菌的芽孢、酵母菌的子囊孢子、霉菌的有性孢子或厚壁孢子的抗干燥能力更大。任务任务2 2 理化因素对微生物生长的影响理化因素对微生物生长的影响 二、 非生
21、物因子(三)辐射辐射:能量通过空间传播或传递的一种物理现象。 可见光 紫外线任务任务2 2 理化因素对微生物生长的影响理化因素对微生物生长的影响 电磁辐射 :能量借助于波动传播者;微粒辐射 :借助于原子及亚原子粒子的高速行动传递者 电磁辐射 微粒辐射3.-射线和-射线4.微波5.超声波 1.可见光:波长在400nm800nm的电磁辐射波功能:进行光合作用细菌的能源。二、二、 非生物因子非生物因子(三)辐射应用:强的可见光或可见光连续长时间照射(有氧存在)可使利用化能进行新陈代谢的微微生物致死。特点:特点:可见光对真菌的作用主要在孢子的形成可见光对真菌的作用主要在孢子的形成阶段,而不是在生长阶段
22、。阶段,而不是在生长阶段。任务任务2 2 理化因素对微生物生长的影响理化因素对微生物生长的影响 2.紫外线灭菌紫外线灭菌 任务任务2 2 理化因素对微生物生长的影响理化因素对微生物生长的影响 二、非生物因子二、非生物因子 (2)紫外线的应用)紫外线的应用空气消毒表面消毒诱变育种(1 1)紫外线杀菌的机理)紫外线杀菌的机理 干扰干扰DNADNA复制:复制:诱导诱导DNADNA形成胸腺嘧啶二聚体,阻止合成。形成胸腺嘧啶二聚体,阻止合成。 使空气中的使空气中的O O2 2变成变成O O3 3,使使H H2 2O O氧化生成氧化生成H H2 2O O2 2, ,由由O O3 3和和H H2 2O O2
23、 2发挥杀发挥杀菌作用。菌作用。任务任务2 2 理化因素对微生物生长的影响理化因素对微生物生长的影响 要求:要求:每每1015m2安装安装30W灯管灯管1支,照支,照射射30分钟。分钟。特点特点:对污染物体表面消毒,距离不宜超:对污染物体表面消毒,距离不宜超过过lm;消毒有效区为灯管周围;消毒有效区为灯管周围1.52m范范围,照射围,照射30分钟。分钟。直射紫外线对眼睛和皮肤有刺激作用。直射紫外线对眼睛和皮肤有刺激作用。,任务任务2 2 理化因素对微生物生长的影响理化因素对微生物生长的影响 紫紫外外灯灯任务任务2 2 理化因素对微生物生长的影响理化因素对微生物生长的影响 3.3.电离辐射电离辐
24、射 X-射线和射线和 -射线均能使被照射的物品产生电离作用。射线均能使被照射的物品产生电离作用。 缺点:缺点:辐射灭菌投资较大,需要专门技术人员操作管理。辐射灭菌投资较大,需要专门技术人员操作管理。适用范围适用范围:不耐热的生物制品、中药材、塑料制品、水:不耐热的生物制品、中药材、塑料制品、水果、蔬菜及食品保藏前的灭菌处理。果、蔬菜及食品保藏前的灭菌处理。机制:机制:电离辐射引起水分解,产生游离的氢离子,进电离辐射引起水分解,产生游离的氢离子,进而与溶解氧生成过氧化氢等强氧化剂,使酶蛋白而与溶解氧生成过氧化氢等强氧化剂,使酶蛋白-SH基基氧化,从而导致细胞的各种病理变化。氧化,从而导致细胞的各
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