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一.實(shí)驗目的：
1. 了解溫度對微生物生長(cháng)的影響；
2.了解滲透壓對微生物的影響；
3. 了解某一抗生素（鏈霉素）的抗菌范圍，學(xué)習抗菌譜試驗的基本方法。
二.實(shí)驗原理：
1. 溫度: 溫度是影響微生物生長(cháng)與存活的最重要因素。自然界的微生物可根據對溫度的適應性分為低溫型、中溫型和高溫型。但不管哪一種溫度型的微生物，都有生長(cháng)溫度范圍。分為最高、最適和最低生長(cháng)溫度。在最適宜溫度里生長(cháng)良好：超過(guò)最高溫度細胞死亡；低于最低溫度細胞被抑制或死亡。
溫度對微生物影響的實(shí)際應用：應用上利用高溫進(jìn)行殺菌；低溫抑制微生物；最適溫度培養微生物的活動(dòng)。
高溫加熱滅菌法有火焰灼燒；煮沸消毒；干熱空氣滅菌；高壓蒸汽滅菌等。高溫
干熱致死機理：主要由于細胞內蛋白質(zhì)受熱變性，蛋白質(zhì)結構發(fā)生變化而凝固等。高溫熱致死的影響因素有致死溫度、高溫時(shí)間和微生物的耐熱性能。一般情況下，病原微生物細胞最不耐熱，而霉菌和放線(xiàn)菌的孢子、細菌芽孢最耐熱。
低溫下多數微生物處于被抑制狀態(tài)。病原菌和一些微生物在低溫下也易死亡。其致死機理為細胞內外水份結成冰，冰晶對細胞造成損傷破壞作用。因此，應用上低溫可以用來(lái)保存食品，和在有一定措施條件下進(jìn)行保存菌種。
2.滲透壓的影響：在等滲溶液中，（環(huán)境滲透壓和細胞內滲透壓相同或相近，細胞在等滲環(huán)境中生長(cháng)好，如0.85％氯化鈉——生理鹽水），微生物正常生長(cháng)。在高滲溶液（如高鹽、高糖溶液中），細胞失水收縮，從而抑制了微生物體內的生理生化反應，抑制其生長(cháng)繁殖。而在低滲溶液中，由于細胞壁的保護作用，微生物受低滲的影響不大。
不同類(lèi)型的微生物對滲透壓變化的適應能力不盡相同，大多數微生物在0.5％3％的鹽濃度范圍內可正常生長(cháng)，10～15％的鹽濃度能抑制大部分微生物的生長(cháng)，但對嗜鹽細菌而言，在低于15％的鹽濃度環(huán)境中不能生長(cháng)，而某些極端嗜鹽菌可在鹽濃度高達30％的條件下生長(cháng)良好。
本實(shí)驗選擇了金黃色葡萄球菌和大腸桿菌作為實(shí)驗菌種，其中大腸桿菌耐高滲透壓的能力較差，在3%以下的NaCl下能正常生長(cháng)，以5%的NaCl下即受到抑制；金黃色葡萄球菌有較強的耐鹽能力，它在10%的NaCl溶液中仍能正常生長(cháng)，因此實(shí)驗選擇了0.85%、5%、15%的NaCl溶液濃度作為實(shí)驗濃度。
3. 抗生素的影響：抗生素是某些微生物在生長(cháng)代謝過(guò)程中產(chǎn)生的能抑制或殺死其它微生物的次生代謝產(chǎn)物。每種抗生素都有它固定的抗菌范圍和抗菌譜，例如青霉素只對革蘭氏陽(yáng)性菌具有抗菌作用，多粘菌素只對革蘭氏陰性菌有作用，這類(lèi)抗生素稱(chēng)為窄譜抗生素；另一些抗生素對多種細菌具有作用，例如四環(huán)素、土霉素對許多革蘭氏陽(yáng)性菌和陰性菌都有作用稱(chēng)為廣譜抗生素。
本實(shí)驗選擇了大腸桿菌、金黃色葡萄球菌和枯草芽孢桿菌作為實(shí)驗菌種，選擇了鏈霉素作為實(shí)驗抗生素。通過(guò)實(shí)驗觀(guān)察這種抗生素的抑菌范圍。
三. 實(shí)驗用品：參考實(shí)驗教材上的實(shí)驗用品。
四. 實(shí)驗內容（三人一組）：
1、每組分別倒制含有0.85%、5%、15%的NaCl濃度的肉膏蛋白胨培養基平板，于實(shí)驗桌上靜置待其凝固。其中含有0.85%NaCl濃度的倒制兩塊平板�！久拷M共四塊平板，0.85％的2塊、5%、15%的各一塊】
2. 從斜面上刮取大腸桿菌、枯草芽孢桿菌分別放入10mL無(wú)菌水中，制備成菌懸液，于沸水浴中煮沸10min后備用。
3. 取一塊已經(jīng)凝固的0.85％NaCl濃度的平板分成6等分，分別用接種環(huán)接種沒(méi)有經(jīng)沸水浴的大腸桿菌、枯草芽孢桿菌、金黃色葡萄球菌斜面，和經(jīng)過(guò)沸水浴的大腸桿菌、枯草芽孢桿菌、金黃色葡萄球菌菌懸液；并在平板底相相應地標記好，于37℃倒置培養2天觀(guān)察平板上的細菌生長(cháng)情況。從而觀(guān)察它們對溫度敏感性的差異，思考產(chǎn)生這種差異的原因。
4. 將已經(jīng)凝固的5%、15%的NaCl濃度的肉膏蛋白胨培養基平板用記號筆分區劃分為兩等分，分別接種大腸桿菌和金黃色葡萄球菌，并在平板底相相應地標記好，于37℃倒置培養2天觀(guān)察平板上的細菌生長(cháng)情況。從而觀(guān)察它們對滲透壓敏感性的差異。
5. 用無(wú)菌鑷子取無(wú)菌濾紙條一條，浸入鏈霉素溶液中，潤濕，并在容器內壁瀝去多余溶液，再將濾紙條貼在已經(jīng)凝固的另一塊0.85％NaCl濃度的平板上。
注意：濾紙條上含有的溶液不要太多，而且在貼濾紙條時(shí)不要在培養基上拖動(dòng)濾紙條，避免抗生素溶液在培養基中擴散時(shí)分布不均勻。
6. 無(wú)菌操作，用接種環(huán)，從濾紙條邊緣分別垂直向外直線(xiàn)接種大腸桿菌、枯草芽孢桿菌、金黃色葡萄球菌。于37℃倒置培養2天觀(guān)察并記錄平板上的細菌生長(cháng)情況。
注意：劃線(xiàn)接種時(shí)要盡量靠近濾紙條，但不要接觸，避免將濾紙條上的抗生素溶液與菌種混合。
五.備注：
引子：青霉素是抗菌素的一種，是從青霉菌培養液中提制的藥物，是第一種能夠治療人類(lèi)疾病的抗生素�！�
青霉素的發(fā)現者是英國細菌學(xué)家弗萊明。1928年的一天，弗萊明在他的一間簡(jiǎn)陋的實(shí)驗室里研究導致人體發(fā)熱的葡萄球菌。由于蓋子沒(méi)有蓋好，他發(fā)覺(jué)培養細菌用的瓊脂上附了一層青霉菌。這是從樓上的一位研究青霉菌的學(xué)者的窗口飄落進(jìn)來(lái)的。使弗萊明感到驚訝的是，在青霉菌的近旁，葡萄球菌忽然不見(jiàn)了。這個(gè)偶然的發(fā)現深深吸引了他，他設法培養這種霉菌進(jìn)行多次試驗，證明青霉素可以在幾小時(shí)內將葡萄球菌全部殺死。弗萊明據此發(fā)明了葡萄球菌的克星—青霉素。
1929年，弗萊明發(fā)表了學(xué)術(shù)論文，報告了他的發(fā)現，但當時(shí)未引起重視，而且青霉素的提純問(wèn)題也還沒(méi)有解決。
1935年，英國牛津大學(xué)生物化學(xué)家錢(qián)恩和物理學(xué)家弗羅里對弗萊明的發(fā)現大感興趣。錢(qián)恩負責青霉菌的培養和青霉素的分離、提純和強化，使其抗菌力提高了幾千倍同，弗羅里負責對動(dòng)物觀(guān)察試驗。至此，青霉素的功效得到了證明。
由于青霉素的發(fā)現和大量生產(chǎn)，拯救了千百萬(wàn)肺炎、腦膜炎、膿腫、敗血癥患者的生命，及時(shí)搶救了許多的傷病員。青霉素的出現，當時(shí)曾轟動(dòng)世界。為了表彰這一造福人類(lèi)的貢獻，弗萊明、錢(qián)恩、弗羅里于1945年共同獲得諾貝爾醫學(xué)和生理學(xué)獎。
鏈霉素發(fā)明于1944年。是一種從灰鏈霉菌的培養液中提取的抗菌素。它的抗結核桿菌的特效作用，開(kāi)創(chuàng )了結核病治療的新紀元。從此，結核桿菌肆虐人類(lèi)生命幾千年的歷史得以有了遏制的希望。
1.物理因素對微生物的影響
a.溫度:
b.干燥：干燥指沒(méi)有水分或缺少水分的環(huán)境。微生物對干燥較為敏感。病原菌在干燥的環(huán)境下會(huì )較快死亡；一些微生物在長(cháng)期干燥環(huán)境中緩慢死亡；部分抗干燥微生物仍能存在，但生命受到抑制。因此，干燥廣泛應用于控制微生物，保存食品等。
C.滲透壓：指溶液中水分子由于滲透作用所產(chǎn)生的壓力。
等滲：環(huán)境滲透壓和細胞內滲透壓相同或相近，細胞在等滲環(huán)境中生長(cháng)好。如0.85％氯化鈉（生理鹽水）就是等滲透壓環(huán)境。
高滲：環(huán)境滲透壓高于細胞內滲透壓。細胞脫水，嚴重時(shí)細胞質(zhì)膜分離死亡。高滲透壓環(huán)境可用于制造與保藏食品，如高鹽和高糖食品不易變質(zhì)就是這個(gè)道理。
低滲：環(huán)境滲透壓低于細胞內滲透壓。細胞大量吸水而膨脹，甚至破裂死亡。
d.超聲波：指人耳朵聽(tīng)不見(jiàn)的聲波。波長(cháng)在9～20千赫/秒以上對微生物有破壞作用。超聲波致死機理：振蕩使細胞受到損傷，以及介質(zhì)發(fā)熱產(chǎn)生較高的溫度對細胞的致死作用。超聲波常用于提取細胞內的DNA、酶等進(jìn)行遺傳工程的分析。
e.輻射：能量通過(guò)空間傳遞的電磁波。在射線(xiàn)中，有紫外線(xiàn)、r射線(xiàn)等。微生物對射線(xiàn)極為敏感。
紫外線(xiàn)：波長(cháng)比最短的可見(jiàn)光還要短，其殺菌波長(cháng)在260nm時(shí)殺菌力最強。紫外線(xiàn)殺菌機理是細胞中DNA遭到破壞，形成胸腺嘧啶二聚體。紫外線(xiàn)殺菌特點(diǎn)：殺菌力強，穿透力弱，受傷的細胞具有光復活作用。應用上可作為空氣及物體表面消毒殺菌，菌種育種等。
x 射線(xiàn)、r射線(xiàn)等具有更強的致死作用。
f.過(guò)濾除菌：硅藻土過(guò)濾器用于水體等液體過(guò)濾；棉花纖維過(guò)濾器用于發(fā)酵工業(yè)的空氣過(guò)濾；超細玻璃纖維過(guò)濾器用于超潔凈工作臺空氣的微生物過(guò)濾等。
2.化學(xué)因素對微生物生命活動(dòng)的影響
化學(xué)物質(zhì)濃度決定著(zhù)影響作用：濃度合適是微生物的營(yíng)養物；濃度高時(shí)成為抑制劑或成為殺菌劑。
a.pH: 微生物生長(cháng)在適宜的酸堿度環(huán)境中，如細菌、放線(xiàn)菌、藻類(lèi)、原生動(dòng)物等最適pH多為6.5～8.5（7.5左右）；酵母、霉菌最適pH多為4～6；少數微生物能在pH<2或pH>10環(huán)境中生長(cháng)，這些微生物稱(chēng)為極端微生物。
酸堿影響微生物生長(cháng)的機理：細胞中DNA、ATP、蛋白質(zhì)易遭到酸堿破壞，酸堿還影響細胞膜與酶蛋白的電荷，影響物質(zhì)吸收和催化。
酸堿在控制微生物上的應用：乳酸、醋酸、堿等可作為消毒劑。如石灰水（2％CaO3的水溶液）、NaOH、NaCO3等常作為廠(chǎng)房、環(huán)境等衛生的消毒劑。
b.重金屬鹽類(lèi)
重金屬離子對微生物有毒害作用。殺菌機理是與細胞蛋白質(zhì)結合使之變性，或金屬離子與酶SH基結合而使酶失去活性。
HgCL2（升汞），濃度在1:500～1:2000對細菌殺菌作用強。但對金屬有腐蝕作用，對人與動(dòng)物有劇毒，因此少用。
Ag鹽：AgNO3是溫和的殺菌劑，0.1～1％可用于消毒皮膚。
Cu鹽：CuSO4對真菌與藻類(lèi)殺傷力強，供水系統常使用CuSO4 殺藻。
c. 氧化劑
指本身能放出游離氧或能使其它化合物放出氧的物質(zhì)。氧化劑能導致微生物細胞物質(zhì)氧化，代謝紊亂而死亡。
高錳酸鉀：0.1～0.3％用于清潔后的物體表面（皮膚、蔬菜及水果等）消毒。酸性下殺菌有效，堿性下產(chǎn)生MnO2沉淀（殺菌減弱）。需現配現用。
Cl2、漂白粉、氯胺等含氯氧化劑，用于飲用水、廠(chǎng)房、工具等消毒。Cl2消毒劑量0.2～1ppm；漂白粉（次亞氯酸鈣）Ca(OCl)2常用濃度為0.5～1.2％。實(shí)踐中常以10％石灰水5份和5％漂白粉1份混合應用于環(huán)境、廠(chǎng)房等場(chǎng)地衛生的噴灑消毒。
d.有機物（酚、醇、醛）
酚類(lèi)為強消毒殺菌劑。2～5％的苯酚（石碳酸）常作為實(shí)驗室玻璃器具以及環(huán)境等衛生消毒殺菌。
醇類(lèi)殺菌隨分子量增加殺菌效果提高。但分子量大的醇對人體有毒害作用，且不易與水結合。60～75％乙醇是常用消毒劑。碘＋乙醇（碘酒）殺菌效果更好。
甲醛：純甲醛是氣體。35～40％甲醛水溶液為福爾馬林。福爾馬林殺死細菌與真菌效能強，是制作動(dòng)物、植物標本的防腐劑。5％甲醛可以噴灑、熏蒸，用于空氣、接種室等環(huán)境的消毒殺菌。
e.表面活性劑：指具有降低表面張力效應的物質(zhì)。如肥皂、新潔爾滅等都是皮膚良好的消毒劑。
f.染料：染料也具有抑菌或殺菌作用。堿性染料殺菌能力強于帶負電荷的酸性染料。
g.氧化還原電位（E值）：近年來(lái)用于給排水工程的科學(xué)研究與指導廢水處理的運轉工作中。它反映了微生物生長(cháng)代謝環(huán)境的氧化還原電位。好氧處理系統如氧不足，電位低，兼性或厭氧微生物則生長(cháng)代謝，水體處理質(zhì)量下降。
好氧微生物： E值 +0.3～0.4V才能生長(cháng)
厭氧微生物： E值 <+0.1V才能生長(cháng)
兼性厭氧微生物：E 值 >+0.1V進(jìn)行好氧呼吸；E值<+0.1V進(jìn)行厭氧呼吸。
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