第五章 外界因素对微生物的影响
第五章 外界因素对微生物的影响
兽医微生物学及免疫学课程组
消毒,杀死物体上病原微生物的方法,并不一定能杀
死含芽胞的细菌或非病原微生物;用以消毒的化学药物称
为消毒剂。
防腐,防止或抑制微生物生长繁殖的方法;用以防腐
的化学药物为防腐剂;许多药物,低浓度防腐,高浓度消
毒;如石炭酸 0, 5% 防腐,3— 5%消毒。
灭菌,杀灭物体上所有微生物的方法。
无菌,不存在活菌的意思。
无菌操作,采取防止一切微生物进入某一范围的方法
方法。多指微生物实验和外科手术 。
第一节 物理因素
? 温度
? 干燥
? 渗透压
? 辐射
? 过滤
? 其他物理因素
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一、温度
(一)高温对微生物的影响
? 高温对微生物有明显的致死作用,其主要原因是高温能
使菌体蛋白质变性或凝固,酶失去活性,核酸结构遭到
破坏等,从而导致其死亡。
? 多数细菌,酵母菌和霉菌的营养细胞和病毒在 50-65 oC
10 min可以致死。
? 细菌芽孢,在 121 oC下5- 20min才能致死,
? 同种微生物老龄菌比幼菌耐热。
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?干热灭菌 (dry heat sterilization )
焚烧灭菌法,常用于废弃物动物尸体等处理。
烧灼灭菌法,是直接火焰灭菌,如接种环灭菌。
烘烤灭菌法 ;实验室用干燥箱烘。一般是 160℃2
小时即可达到灭菌目的。
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?湿热灭菌 (mosist heat sterilization)
在同温度下,湿热灭菌的效果比干热灭菌好;
因为:
?① 蛋白质在含水多的环境中遇热容易凝固,湿
热灭菌时,菌体蛋白质吸收水分,从而加速了蛋
白质的凝固变性。
?② 湿热传导快,穿透性强,可使灭菌对象内部温
度迅速提高。
?③ 湿热灭菌时,蒸气接触到物体表面即凝集成
水,同时放出潜热,这种潜热能迅速提高灭菌
物体的温度。
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? 湿热灭菌法
A,高压蒸汽灭菌法
B,煮沸消毒法
C,流通蒸汽消毒法
D,间歇蒸汽灭菌法
E,巴氏消毒法
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A,高压蒸汽灭菌法
是湿热灭菌中最好的方法,
通常 1.05kg/cm2,的压力下面
(此时温度 121oC )处理 15
- 30min。要排冷空气,否则
会形成假压力,虽然压力达
到要求,温度却达不到相应
温度,而影响灭菌效果。
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B,煮沸消毒法
物品在水中煮沸 15min,可杀死所有
营养细胞和一部分芽孢。
在水中加入1%的N a2CO3 或2-5
%的碳酸钠效果更好。此法适合注射器和
解剖用具的消毒。
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C,间歇灭菌法 (fractional sterilization)
a) 是用常压蒸汽 反复几次 进行灭菌的方法。
b) 主要用于不宜高压灭菌的培养基,不耐热的药物和
营养物等
c) 方法是将待灭菌物品置于蒸锅内加热到沸腾维持 15-
30min杀死营养细胞,取出冷却后在 37℃ 恒温培养 24
小时,使芽孢萌发,再用此法灭菌,反复三次,即
可达到灭菌目的。
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D,巴氏消毒法 (pasteurization)
a) 是食品(牛奶)酿造(啤酒)工业中常用的
方法。
b) 具体做法是 61.7- 62.8℃ 处理 30min或 71.6℃
度处理 15min,速冷却至 10℃ 下。
c) 这样即可杀死病原微生物。又不致损坏营养,
可保留食品饮料原有风味。
d) 为节省时间,又达到巴氏消毒的效果,现多
用高温瞬时灭菌 132℃ 下 1-2 s。
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(二)低温对微生物的影响
① 常温冰箱保存细菌和病毒:(细菌 4~ 0℃ ;
病毒 - 20℃ ~- 70℃ )。
② 低温保存食品应迅速冷冻,否则扰乱细胞胶
体状态,使水分形成结晶,冰结晶还能机械
地刺伤菌体胞膜,胞壁。
③ 冷冻真空干燥法:采取迅速冷冻和抽真空除
水原理;如冻干疫苗和冻干菌种。
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二,干燥
水分是微生物的正常生命活动必不可少的。
干燥会导致细胞失水而造成代谢停止以致死亡。
微生物的种类,环境条件,干燥的程度等
均影响对微生物杀灭的效果。休眠孢子抗干燥
能力也很强,在干燥条件下可长期不死,这一
特性已用于菌种保藏,如用砂土管来保藏有孢
子的菌种。
在日常生活中也常用烘干、晒干和熏干等
方法来保存食物。
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三、渗透压
细菌处于低渗液中,细胞会吸水膨胀乃至
破裂,称 胞浆压出。
细胞处于高渗液中会脱水,引起细胞质和
细胞壁分离,称 质壁分离,导致死亡。
等渗溶液对微生物生长有利
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四、辐射
辐射是能量通过空间传递的一种物理现象。
可见光线
肉眼可见的光线是在红外线和紫外线之间,
波长为 400~ 800nm。
日光
利用日光暴晒是常用的简易消毒方法,许
多细菌繁殖体在日光直射下 2h很易死亡。
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紫外线,
杀菌机理:
波长 200~ 300m的紫外线具有杀菌作用
干扰 DNA的复制与转录
紫外线穿透力较弱
不耐热物品的表面消毒应用范围:
特点:
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杀菌机理:
应用范围:
电离辐射, 包括高速电子,x射线和 γ 射线。
产生游离基,破坏 DNA。
一次性医用塑料制品的消毒,
食品的消毒不破坏其营养成分。
五,滤过除菌法
? 滤菌器,用物理阻留的方法,将液体或空气中
的细菌除去,以达到除菌目的。含有微细小孔
<0.22微米,只允许液体或气体通过,而大于孔
径的细菌等颗粒不能通过。
? 适用范围,血清、毒素、抗生素以及空气等
的除菌。
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滤菌器
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六,其他物理因素
? 超声波
超声波是由超声波发生器产生的,对细胞
有破坏作用,能使大多数细胞裂解死亡。
? 微波
微波是一种波长短而频率较高的电磁波。
微波对微生物的杀菌作用,主要是由于微生物
在微波电磁场作用下,吸收微波的能量而产生
热效应所致。
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第二节 化学因素
? 各种消毒剂可按其作用水平分为 3类:
( 1) 高效消毒剂,可以杀灭一切微生物,包括细菌繁殖
体、细菌芽孢、结核杆菌、真菌和病毒等。这类消毒剂又
称为灭菌剂。 如甲醛、戊二醛、过氧乙酸和环氧乙烷等。
( 2) 中效消毒剂 除细菌芽孢外,可杀灭各种微生物。
如乙醇、酚、含氯消毒剂和碘消毒剂等。
( 3) 低效消毒剂 可杀灭细菌繁殖体、真菌和有囊膜病
毒,但不能杀灭细菌芽孢、结核杆菌和无囊膜病毒。如新
洁尔灭、洗必太等。
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一,常用消毒剂的实用性能
见下表
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消毒剂类别 名称 浓度 (%) 用途
重金属盐
红汞 2 皮肤, 粘膜, 小创面消毒
硫柳汞 0.01 生物制品防腐
氧化剂
高锰酸钾 0.1 皮肤, 尿道, 水果, 蔬菜消毒
过氧化氢 3 皮肤, 粘膜, 创伤消毒
过氧乙酸 0.2~ 0.5 塑料, 玻璃, 人造纤维消毒
卤素类 碘液 2.5 皮肤消毒
醇类 乙醇 70~ 75 皮肤, 体温计消毒
酚类
石炭酸 3~ 5 地面, 器皿表面和排泄物消毒
来苏尔 3~ 5 同上, 也常用于手及皮肤消毒
表面活性剂 新洁尔灭 0.1 手术器械消毒
酸碱类 生石灰 10~ 20 排泄物, 地面消毒
染料 龙胆紫 2~ 4 表浅创伤消毒
二,影响消毒剂作用的因素
? 消毒剂的性质
? 消毒剂的浓度与作用时间
? 微生物的类型及数量
? 环境中有机物的存在
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三,选择适当的消毒剂
? 杀菌谱广、有效浓度低、作用快。
? 性质稳定、易溶于水、不易受酸碱影响。
? 无腐蚀性、无毒;不易残留。
? 价格低、便于运输,可长期保存。
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第三 节 生物因素
? 共生,两种或多种生物生活在一起时,彼此并不损害而相互
有利,称为共生。
? 寄生,一种生物从另一种生物获得所需的营养,赖以为生,
并对后者呈现伤害作用者,称为寄生。
? 拮抗,当两种微生物生活在一起时,一种微生物能抑制或杀
死另一种微生物,此现象称为拮抗。
? 协同,两种或多种生物在同一环境中,互相协助,共同完成
某种作用,而为其任何一种所不能单独达到。
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一、抗生素与细菌素
( 一)抗生素
是某些微生物在代谢过程中产生的能抑制或杀灭
其他微生物的一种化学物质。它主要来源于放线菌、
某些真菌和细菌等。
? 抗生素的作用机理,
a.干扰细菌细胞壁的合成
b.影响细胞膜的通透性
c.阻碍菌体蛋白质的合成
d.改变核酸代谢
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( 二)细菌素
大肠杆菌产生的细菌素称大肠菌素;葡萄
球菌产生的称葡萄球菌素;霍乱弧菌产生的称
弧菌素等,每类细菌素又可分为不同的型别;
细菌素仅对近缘细菌有作用。
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1928年 A.Fleming发现青霉素
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澳大利亚病理学家霍华
德,弗罗里 与 弗莱明
1940提纯出青霉素。
共同获得 1945年诺贝尔
生理学和医学奖,
二、噬菌体( bacteriophage,phage)
1,噬菌体与细菌的关系
? 噬菌体 是侵袭细菌、放线菌、真菌和螺旋体等的病毒。
? 营养噬菌体,噬菌体核酸注入细菌细胞内这段时间。
? 烈性噬菌体,噬菌体在细菌细胞内大量增殖,细菌细
胞裂解,噬菌体释放。
? 温和噬菌体,噬菌体基因整合在细菌基因组中,不裂
解细菌,随细菌分裂而分裂。
? 溶原性细菌,带噬菌体基因的细菌。
? 前噬菌体,整合在细菌 DNA上的噬菌体基因。
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2、噬菌体性状形态
? 个体小,蝌蚪形、微球形和
丝形,需用电子显微镜观察
? 结构:大多数噬菌体呈蝌蚪
形,由头部和尾部两部分组
成。
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蝌蚪形噬菌体结构示意图
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不同的噬菌体示意图
3,噬菌体的应用
? 细菌鉴定和分型用,裂解细菌有特异性。
? 基因工程的载体,将重组基因带入细菌细胞中,
让细菌表达所获得的基因。故是遗传工程研究
中的重要手段。
end
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