第七章 微生物的生长
怎样使微生物生长，即如何培养微生物？
微生物如何进行生长？
影响微生物生长的因素是什么？
如何控制微生物的生长？
第一节 微生物生长的研究方法
一、微生物纯培养的分离
研究微生物生长通常采用微生物纯培养。
微生物学中将在实验条件下从一个单细胞繁殖得到的
后代称为纯培养。
自然环境如土壤和水中，通常栖息着的是许多不同微
生物混杂在一起的群体。哪怕是一粒砂或尘土，也常
含有多种细菌及其它微生物。
微生物纯培养的分离方法一
稀释涂布法分离微生物
微生物纯培养的分离方法二
稀释倒平板法分离微生物
微生物纯培养的分离方法三
平板划线法分离微生物
二、微生物的培养方法
根据氧气的需要与否分为两大类,
好氧培养
厌氧培养
根据培养基的物理特性分为两大类,
固体培养
液体培养
1） 固体好氧培养方法
琼脂斜面和琼脂平皿培养
（一）好氧培养方法
香菇固体栽培床
2） 液体好氧培养方法
恒温振荡培养箱
实验室小型全自动发酵罐
（二）厌氧培养方法
微生物厌氧培养箱
工业发酵车间
三, 微生物个体生长的测定方法
细菌个体细胞一般太小，通常采用电子显微
镜观测，但无法观测到整个生长的动态过程。
真菌细胞相对体积较大，可采用显微镜观测
和记录活细胞的整个生长过程，如使用微分 — 干
涉相差显微镜、相差显微镜和荧光显微镜等进行
。
四、微生物群体生长的测定方法
?测定群体微生物细胞数目的增加
?测定群体微生物细胞物质量的增加
1 总细胞计数法
（一）微生物细胞数目
的检测方法
1） 血球计数板法
2) 薄膜过滤丫叮橙染色荧光镜检法
1）平皿菌落计数法
2 活细胞计数法
2) 薄膜过滤平皿计数法
（ 二 ） 微生物生物量的测定方法
1,湿重法
收集微生物菌体, 或将微生物培养液离心, 收集细
胞沉淀物, 然后称重 。
2,干重法
将微生物菌体或离心得到的细胞沉淀物置 100—
105℃ 的烘箱中干燥至水份去除, 然后再称重 。
3.细胞成分含量法
如蛋白质、还原糖、总糖、核酸等含量的测定。因
为每个细胞成分的含量是一定的，单位体积培养液中微
生物群体细胞数目越多，总的细胞成分的含量就越多。
（三） 比浊法
0
0.5
1
1.5
2
2.5
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1
OD值
活菌数（亿个/
毫升）
图示 假单胞菌O D 值和活菌数的关系
微生物生长测定方法比较
测
定
细
胞
数
目
方法 特点与应用
总
细
胞
数
血球计数板法 较快速简便，但较费时
薄膜过滤染色法 快速简便,适于含菌数很低的空气、水等中的总菌计数
活
细
胞
数
平皿菌落计数法 简易价廉，但花费时间较长，不能立刻知道结果
薄膜过滤平皿法 灵敏度高,不用于高密度培养物，不能立刻知道结果
测
定
物
质
量
比浊法 快速简便，敏感度低，适于不发酵液或液体中的快速
总细胞数估计，但需事先标定
细胞湿重法 较为简便，但含水量不定，准确度差
细胞成分含量法 如测定蛋白质、核酸、还原糖的含量等
细胞干重法 较为费时，易受颗粒杂质干扰，敏感度低
第二节 微生物的生长
微生物的生长表现在微生物的个体生长与群
体生长两个水平上。
微生物个体生长 表现为个体质量和体积的增加。
微生物群体生长 是以微生物细胞的数量或微生物
群体细胞物质量的增加作为生长的指标。
因而要了解微生物的生长规律，就要了解微生物
的个体生长和群体生长两个方面。
?单细胞微生物个体生长表现为细胞体积的增加
和细胞内物质含量的增加两个方面,当细胞生
长到一定时期, 就分裂成为两个子细胞 。
?多细胞微生物个体生长则反映在构成个体的细
胞数目增加和每个细胞个体生长两个方面 。
一、微生物的个体生长
（一）细菌细胞的生长
1,细菌细胞生长的两
种类型,
根据细胞是否在
分裂发生之前就启动
新一轮 DNA复制而将
细菌细胞生长分为快
速生长和慢速生长两
种类型 。
复制区
分裂蛋白和 横
隔前体成分
横隔
形成
细胞
分裂
间隙期 G 染色体复制期 C 分裂期 D
2、细菌细胞分裂周期过程, 间隙期 G（ gap phase）,染色体复制期
C（ chromosome replication phase）,分裂期 D （ division phase）
3、细胞周期各期启动机制 （以大肠杆菌为例）,
DNA复制启动：细胞必须达到某一阈值体积或起始物质量。
细胞 分裂期 D启动,只有当细胞达到某一阈值长度后才能进行染色
体分离，分裂成为两个细胞。
DNA
复制
启动
达到
生物
量阈
值
DNA复制与分离
达到
长度
阈值
分开的
DNA拷贝
细胞
分裂
过程
启动
时间（ min）
4、细胞壁的合成方式
,背靠背合成, 方式：如链球菌和某些 G+球菌
,分散合成, 方式：大肠杆菌等 G-杆菌
横隔形成区
（ 二 ） 酵母细胞的生长
1、细胞二分裂生长
图 2 粟酒裂殖酵母的二分裂生长
2、细胞出芽生长
图 3 酿酒酵母的出芽生长
（ 三 ） 丝状真菌细胞的顶端生长
图 4 丝状真菌菌丝细胞顶端生长模型
图 示 Allomyces macrogynus 菌丝的顶端生长
为什么要研究微生物群体生长?
因为绝大多数微生物个体微小, 个体质
量和体积的变化不易观察, 所以常是以微生
物的群体作为研究对象, 以微生物群体细胞
的数量或群体细胞物质量的增加作为生长的
指标 。
二．微生物的群体生长
（一）无 分支单细胞微生物的群体生长
无分支单细胞微生物主要包括原核生物的
细菌和真核生物的酵母菌, 它们的群体生长是
以群体中微生物细胞数量的增加来表示的, 因
而其生长速率就是指单位时间内细胞数目或细
胞生物量的增加 。
细胞呈指数增长示例
特征,每经历一个代时，细胞的数目就增加 1倍，呈指数增加，
因而被称为指数生长，这就是无分支单细胞微生物的群体生长
特征。
1,无分支单细胞微生物群体生长的特征
表 7 - 1 微生物 的 对数生长
时间
分裂次数
2
n
细胞数目
（ N
0
×2
n
）
细胞数目对数
0 0 2
0
=1 1 0,000
30 1 2
1
=2 2 0.301
60 2 2
2
=4 4 0.602
90 3 2
3
=8 8 0.903
120 4 2
4
= 16 16 1.204
150 5 2
5
= 32 32 1.505
180 6 2
6
= 64 64 1.806
210 7 2
7
= 128 128 2.107
* 由一个细胞开始每 30 分钟分裂一次
细胞数目的对数
与生长时间呈正
比直线关系
0
30
60
90
120
150
0 30 60 90 120 150 180 210
培养时间
细胞数量
0.000
0.500
1.000
1.500
2.000
2.500
细胞数目对数
培养时间
细胞数量
细胞数目对数
指数生长公式,
Nt= N0× 2n
lgNt=lgN0+nlg2
n = lgNt-lgN0 = lgNt-lgN0
lg2 0.301
式中 N0为起始细胞数目, Nt为指数生长某个时刻 t时
的细胞数目, n为世代数 。 N0,Nt和 t可由实验获得, n
可通过上式计算得出 。
世代,由 1个细胞分裂成为 2个细胞的间隔被称为
世代。
代时,就是一个世代所需的时间，因而也就是群
体细胞数目扩大 1倍所需的时间，有时也被称为
倍增时间。
2、微生物生长曲线
浊度（光密度）
活菌计数
光密度
迟缓期
细菌停止生长
消亡期
无增长
对数增长期
稳定期
细菌分裂速率最高
活菌数减少
时间
单位体积活细胞数
对数
浊度（光密度）
活菌计数
光密度
迟缓期
细菌停止生长
消亡期
无增长
对数增长期
稳定期
细菌分裂速率最高
活菌数减少
时间
单位体积活细胞数
对数
1）延滞期
延滞期 特点
? 生长速率等于零
?细胞合成新的成分
– 补充消耗的材料
– 适应新的培养基或别的培养条件
? 细胞形态变大或变长
? 对外界不良环境敏感
影响延滞期长短的因素与实践意义
? 接种龄, 对数期, 种子,,延滞期较短；
延滞期或衰亡期, 种子,,延滞
期
较长；
? 接种量,接种量大，延滞期较短；
接种量小，延滞期较长；
? 培养基成分,培养基成分丰富的, 延滞期较
短；
培养基成分与种子培养基一致,
延滞期较短；
2） 指数期
特点
? 生长速率最快，细胞呈指数增长
? 生长速率恒定
? 代谢旺盛，细胞成分平衡发展
? 群体的生理特性较一致
影响指数期的因素
? 菌种,不同菌种的代时差异极大
? 营养成分：营养越丰富，代时越短
? 营养物浓度：影响微生物的生长速率和总生长量
? 培养温度：影响微生物的生长速率
指数期的实践意义
? 是代谢、生理研究的良好材料
? 是增殖噬菌体的最适宿主菌龄
? 是发酵生产中用作, 种子, 的最佳种龄
? G+染色鉴定时采用此期微生物
3） 稳定期
特点,
?活细胞总数维持不变，即新繁殖的细胞数与
衰亡的细胞数相等，菌体总数达到最高点。
?细胞生长速率为零
?细胞生理上处于衰老，代谢活力钝化，细胞
成分合成缓慢,G+染色发生变化 。
为什么细胞总数不再增加？
? 营养物质被消耗不能满足生长需要
? 代谢废物或有害物质积累到抑制生长水平
? pH,氧化还原势等物化条件越来越不适应
稳定期的实践意义
? 是 发酵生产中以菌体为终产品的最佳收获
期；
? 某些代谢产物特别是次生代谢产物发生在
此阶段，某些细菌的芽孢也发生在此阶段，
故又称作代谢产物合成期；
? 导致了连续培养原理的提出和工艺技术的
改进。
4） 衰亡期
特点,
? 细胞以指数速率死亡,有时细胞死亡速率
降低是由于抗性细胞的积累；
? 细胞变形退化，有的发生自溶,G+染色发
生变化 。
影响衰亡期的因素及实践意义
?与菌种的遗传特性有关, 有些细菌的培养经历所有的
各个生长时期, 几天以后死亡,有些细菌培养几个月乃
至几年以后仍然有一些活的细胞；
?与是否产芽孢有关：产芽孢的细菌更易于幸存下来；
?与营养物质和有毒物质有关：补充营养和能源, 以及
中和环境毒性, 可以减缓死亡期细胞的死亡速率, 延
长细菌培养物的存活时间 。
（ 二 ） 丝状微生物的群体生长
丝状微生物包括具分支的原核生物放线菌和真核
生物丝状真菌 。
1,丝状微生物群体生长的特征
这类微生物在液体培养基中虽然也可以几乎均匀分
布的菌丝悬浮液的方式生长 （ 丝状生长 ） 。 但大多数
情况下是以分散的沉淀物方式在发酵液中出现 （ 沉淀
生长 ）, 沉淀物形态从松散的絮状沉淀到堆集紧密的
菌丝球不等 。
起始培养时菌丝体 培养 18小时后的菌丝体
图示 丝状真菌的沉淀生长
影响因素,
接种体积的大小、接种物是否凝集、以及菌丝体是
否易于断裂等因素的综合作用决定着丝状微生物是
丝状生长还是沉淀生长。
工业发酵意义,
丝状微生物在液体培养中的生长方式在工业生产中
很重要，因为它影响发酵过程的通气性、生长速率
、搅拌能耗及菌丝体与发酵液的分离难易等。
2,丝状微生物群体生长曲线
丝状微生物的群体生长有着与单细胞微生物类似
的规律。
三, 连续培养
（ 一 ） 分批培养和连续培养
分批培养，就是指将微生物置于一定容积的培养基中，经过培养
生长，最后一次收获的培养方式。
连续培养，基本上说来就是在一个恒定容积的流动系统中培养微生
物，一方面以一定速率不断地加入新的培养基，另一方面又以相同
的速率流出培养物（菌体和代谢产物），以使培养系统中的细胞数
量和营养状态保持恒定，即处于稳态。
（二）连续培养类型
四、微生物的同步生长与同步培养
在微生物生长研究中，常常需要了解单个细胞在
生长的不同阶段（主要是指细胞分裂周期）所发生的
生理生化变化，以便搞清微生物个体生长的规律。这
就需要使被研究的微生物群体处于相同的生长阶段，
以便所得到的结果能反映出单个细胞在不同生长阶段
的生理特征。
同步生长,就是指在培养物中所有微生物细胞都处于
同一生长阶段，并都能同时分裂的生长方式。
同步培养法：就是能使培养物中所有微生物细胞都处
于相同的生长阶段的培养方法 。
同步培养的方法通常分为诱导法和选择法两种。
(一 ) 诱导法
诱导法：是采用物理、化学因子使微生物细胞生长进行
到某个阶段而停下来，使先期到达该阶段的微生物细胞
不能进入下一生长阶段，待全部群体细胞都到达该生长
阶段后，再除去该因子，使全部群体细胞同时进入下一
个生长阶段，以达到诱导微生物细胞同步生长的目的。
例１, 培养大肠杆菌胸腺嘧啶缺陷型菌株, 当停止供给胸腺嘧啶时
,DNA合成立即停止, 但 RNA 和蛋白质合成速率却不受影响, 30
min后加入胸腺嘧啶, DNA合成立即恢复, 结果几乎所有细胞在经
过 35— 40 min的延滞后都能进行分裂 。
例２, 鼠伤寒沙门氏菌在 25℃ 培养时, 不能进行细胞分裂, 但细胞
物质的合成照常进行, 使群体中那些分裂准备工作进行较慢的细胞
有时间赶上其他细胞, 当变换到有利于细胞分裂的 37℃ 条件 `时,全
部细胞进入同步分裂 。
(二 ) 选择法
四、天然环境中的微生物生长
天然环境特点,天然环境比人工条件常常要更复杂和更
动态。
天然环境中微生物生长特点,在自然环境中，微生物常
常合成一些人工条件下生长时所不产生的结构，如细菌
粘掖层。因为微生物细胞能够感受自然环境中发现的各
种化合物，其直接反应就是合成一些有用的结构和酶以
便在特定的环境中生存生长。大量研究揭示，自然环境
条件下的细菌能够生长在复杂的群落中，表现出生长在
试管中的纯培养微生物所不曾发生的某些现象。
（一）多重环境因子影响微生物生长的规律
1,Liebig 最低浓度定律：即微生物总生物量由环境中满
足于微生物生长所需营养物质的最低浓度所决定 。 当环境
中某种营养物质被消耗饴尽或至一定浓度以下时, 可使微
生物的生长停止, 即使此时培养基中没有任何毒性物质存
在, 而且其他营养物质仍很丰富, 当添加少量这种营养物
质时则微生物的生长可以重新开始 。
2,Shelford 耐受定律：当环境因子低于或高于某一个微
生物不能生存或生长的阈值时, 就成为生长限制因子, 而
与营养物质的供给无关 。
上述规律也适用于人工条件下的微生物生长 。
（二）活的但未能培养的微生物
很久以来，活的微生物被定义为能够活跃生长，形成菌落
或引起液体培养基浑浊的微生物。
然而英国科学家 J.R,Postgate 首次提出了活的但未能培
养的微生物概念,指出受自然界生境压力 (或选择性实验
室培养基压力 )的微生物,对次生压力特别敏感。这样的次
生压力作用能够产生活的微生物，但却不能够在通常用作
培养它们的培养基中生长。据估计，目前仅有大约 0.1%原
核微生物能够人工培养。
Postgate 发明了一种称之为, Postgate微活力分析
方法,,该法将微生物培养在黏附于盖玻片上的一薄层琼
脂膜上，即使细胞不能够生长越过单一细胞阶段，但通过
观察细胞改变形态的能力，可以确认微生物所显示的, 生
命迹象, 。
许多研究者开发出新的敏感的显微镜和同位素方法以
评估活的未能培养微生物的存在及其意义，例如，荧光标
记抗体染色细胞计数法、丫叮橙染色细胞计数法和同位素
标记细胞物质释放法等，将这些方法所获得的细胞数目与
常规的平板技术方法和最可能细胞数目方法相比较，就可
以发现自然界存在大量活的微生物，但不能够被人工培养
出来。近来,PCR扩增和小亚基核糖体 RNA分析等分子生物
学技术也被越来越多地用作活的未能培养微生物多样性的
研究。
证据
有报道指出，一些微生物即使丧失了利用标准培养技
术在简易实验室培养基上生长的能力，也仍然能够在疾病
侵染过程中起重要作用。
生物学意义,
１、生物多样性认识,
２、新的微生物资源
３、认识了解新的病原微生物及疾病发生机制
（三）微生物群体感应作用
近来研究发现，细菌之间可以相互交流、协调行为。细菌
协调作用的一种主要方式就是通过所谓的, 群体感应作用
” 来进行。
,群体感应作用,, 就是细菌能够通过感应信号分子的水
平监测自身的群体密度，该信号分子浓度随着细菌群体数
量的增加而增加，直到达到某个阈值，就将群体密度已达
到某个临界水平或数量的信息传递给细菌，引起细菌表达
一系列密度感应 -依赖的基因，控制群体数量的增加。
由于信号分子可以刺激细胞释放信号分子，故信号分子又
被称作自诱导剂，群体感应作用又被称作自诱导作用。
,群体感应作用, 机
理
,群体感应作用, 生物学意义
群体感应作用是一个非常精细的过程。以胞外酶的产生和释放
为例，如果仅由几个细菌细胞释放出酶，由于酶量太少很快扩散开
来而被稀释，因而不产生效应。通过群体感应作用进行控制，细菌
在释放酶之前达到了一个很高的密度水平，其结果所释放的酶浓度
足以产生有意义的影响。
这对于在寄主体内、土壤或水环境中生存的细菌具有很大的优
点。如果病原菌在产生致病因子，逃逸进入寄主组织之前能够在侵
染位增殖到很高数量水平，就有更好的机会突破寄主防御系统、成
功地在寄主体内扩散。
对于与寄主细胞共生和寄生的细菌来说，通过群体感应作用控
制细菌群体数量也具有非常重要的作用。
第三节 环境因素对微生物生长的影响
最高温度 最低温度
最适温度
一,温度
二,pH
pH影响微生物生长机制,
（ 1） 介质 pH影响生活环境中营养物质的可给态和有
毒物质的毒性；
（ 2） 介质 pH影响菌体细胞膜的带电荷性质, 膜的稳
定性及膜对物质的吸收能力；
（ 3） 一定范围的介质 pH还可造成菌体表面蛋白变性
或水解 。
微生物
最低 pH
最适 pH
最高 pH
圆褐固氮菌
4.5
7.4~7.6
9.0
大豆根瘤菌
4.2
6.8~7.0
11.4
亚硝酸细菌
7.0
7.8~8.6
9.4
氧化硫硫杆菌
1.0
2.0~2.8
4.0~6.0
嗜酸乳酸杆菌
4.0~4.6
5.8~6.6
6.8
放线菌
5.0
7.0~8.0
10.0
酵母菌
3.0
5.0~6.0
8.0
黑曲霉
1.5
5.0~6.0
9.0
多种微生物生长的最低、最适与最高 pH值
(一 ) 嗜中性微生物
生长的 pH范围是 pH5.— 8.0,最适生长 pH近中性
（ pH7.0） 。 大多数细菌属于嗜中性微生物 。
（ 二 ） 嗜酸性微生物
最适生长 pH在 5.5以下生长的微生物称之为嗜酸
性微生物 。
（ 三 ） 嗜碱性微生物
生长的 pH范围是 pH7.0— 11.5,最适生长 pH在
8.0以上 。
氧毒害厌氧菌的机制,超氧阴离子是活性氧的形式之一，带奇数电子，负
电荷。它即有分子性质，也有离子性质，反应力极强，性质极不稳定。在
体内可破坏各种重要生物高分子和膜，也可形成其他活性氧化物。在体内，
超氧阴离子自由基可以自由酶促 (如黄嘌呤氧化酶 ) 或非酶促方式形成。
O2+e? O2 (O2), -
生物体的针对措施：超氧化物歧化酶 (superoxide dismutase-SOD)是
其中之一 。
好氧、耐氧微生物的超氧化物歧化酶将超氧阴离子转化为毒性稍低
的过氧化氢，过氧化氢酶再将过氧化氢转化为无毒的水。厌氧微生
物因为没有超氧化物歧化酶，超氧阴离子自由基可造成其损害。
三、氧
2 O2, - +2H SOD
好氧、耐氧微生物
H2O2+O2
过氧化氢酶
过氧化物酶
好氧菌 H2O+?O2
2H2O
NADH2 NAD
耐氧菌
实验证明，大
肠杆菌的超氧
化物歧化酶突
变，就变成
“严格厌氧菌”
好氧微生物 兼性好氧微生物 耐氧厌氧微生物 厌氧微生物 微好氧微生物
含酶组成
catalase
SOD
＋
＋ /－
(低水平 )
＋
＋
＋
＋
＋
－
－
－
四、水活度
嗜高渗微生物,只能在高渗溶液中生长的微生物 。
耐高渗微生物,能够忍耐高渗环境, 并在高渗环境中
生长离开了高渗环境仍然能够生长的
微生物 。
嗜盐微生物,需要在含高浓度氯化钠盐溶液中才
能生长的微生物 。
温和嗜盐微生物,仅需要在含大约 3%氯化钠的介质
中生长, 如很多海洋细菌 。
极端嗜盐微生物,需要在 9%甚至饱和氯化钠溶液
中生长, 如某些古生菌, 通常可在
饱和盐池中发现它们的踪影 。
根据控制作用的效果分类
灭菌 （ sterilization）, 凡是能够杀死或消除材料或物
体上全部微生物的方法；
消毒 (disinfection),能够杀死, 消除或降低材料或物
体上的病原微生物, 使之不致引起疾病的方法；
防腐 (antisepsis),能够防止或抑制微生物生长, 但不
能杀死微生物群体的方法 。
根据控制作用原理, 方式和方法分类
物理控制方法
化学控制方法两大类
第四节 微生物生长的控制
影响抗微生物剂作用效果的因素,
起始微生物总数
微生物的抗性
作用时间长短
作用方式
一, 物理控制方法
(一 ) 高温灭菌
? 干热灭菌,1500C～ 1700C下处理 1-2小时 。
适用于玻璃器皿, 金属用具等耐热物品的灭菌 。
优点：可保持物品的干燥
?火焰灭菌（灼烧灭菌）：常用于金属性接种工具,
污染物品及实验材料等废弃物的处理。
1、干热灭菌法
表 6 — 2 干热与湿热空气对不同细胞的致死时间
微生物 温度 杀死孢子所需时间
( ℃ ) （ m i n ）
湿 热空气
枯草芽孢杆菌 121 1
（ B aci l l us s ubt i l i s ）
嗜热脂肪芽孢杆菌 121 12
（ B, st ear ot her m op hi l i s ）
肉毒梭状芽孢杆菌 120 10
（ C l ost ri di um bot ul i nu m ）
破伤风梭状芽孢杆菌 1 0 5 1 0
（ Cl, t et ani ）
干热空气
枯草芽孢杆菌 121 1 20
（ B aci l l us s ubt i l i s ）
嗜热脂肪芽孢杆菌 140 5
（ B, st ear ot her m op hi l i s ）
肉毒梭状芽孢杆菌 120 1 20
（ C l ost ri di um bot ul i nu m ）
破伤风梭状芽孢杆菌 1 0 0 6 0
（ Cl, t et ani ）
湿热灭菌是利
用热蒸汽灭菌 。
2.湿热灭菌
在相同温度下,
湿热的效力比干
热灭菌好 。
为什么？
① 热蒸汽对细胞成分的破坏作用更强
表 6 — 3 蛋白质含水量与其凝固温度的关系
蛋白质含水量（﹪） 蛋白质凝固点 ( ℃ )
50 56
25 74 — 80
15 80 — 90
6 145
② 热蒸汽比热空气穿透力强
表 6 — 4 干热和湿热空气穿透力的比较
加热方式 温度 加热时间 穿透布的层数及其温度 ( ℃ )
( ℃ ) ( h) 20 层 40 层 100 层
干热 130 — 14 0 4 86 72 <70
湿热 105 3 101 10 1 101
③ 蒸汽潜热大，当气体转变为液体时可放出大量热量，故可迅
速提高灭菌物体的温度。
? 煮沸消毒：水, 1000C处理 15min以上 。
? 高压蒸汽灭菌 (autoclave),应用最广泛的灭菌方法 。 将待灭菌
的微生物放置在有少量水的加压蒸汽灭菌锅内 。 将锅内的水加热煮
沸, 并将其中的空气彻底驱尽后将锅封闭 。 再持续加热就会使锅内
的蒸汽压逐渐上升, 从而使温度达 1000C以上 。
为达到良好的灭菌效果, 一般要求温度应达到 1210C（ 压力为
1kg/cm2或 15磅 /平方英寸 ）,时间维持 15～ 20分钟, 也可采取较低
温度 （ 1150C,压力为 0.7kg/cm2或 10磅 /平方英寸 ） 维持 35分钟的方
法 。 使用于一切微生物学实验, 医疗结构或发酵工厂中对培养基等
多种器材, 物料的灭菌 。
2、湿热灭菌
煮沸消毒、高压蒸汽灭菌、间歇加热灭菌、巴氏消毒、实罐灭菌
表 6 - 5 水蒸汽压力与水沸点的关系
水蒸汽压力 水沸点
15 Psi （正常大气压,1 个大气压） 1 0 0 ℃
20 Psi （ 5> 正常大气压） 109 ℃
25 Psi （ 1 0> 正常大气压） 1 1 5 ℃
30 Psi （ 1 5> 正常大气压,2 个大气压） 121 ℃
该法不是利用高压来杀死微生物，而是利用提高压力使
水的沸点升高，以提高水蒸汽的温度，更加有效地杀灭
微生物。
? 巴氏消毒法 (pasteurization),低温消毒法，一般在
630C,30min或 720C,15min。用于牛奶，啤酒，果酒,
酱油等不能进行高温灭菌的液体。
可杀死其中的病原菌如结核杆菌、伤寒杆菌等，同时又
不 损害营养与风味。
? 间隙灭菌法：用流通蒸汽反复多次处理的灭菌法。
（ 二 ） 低温抑菌
低温是通过降低酶反应速度使微生物生长受到抑制, 但不能
杀死微生物 。
1,冷藏法
可以将新鲜食物放置在 5℃ 保存 （ 通常冰箱冷藏室的温度 ）,
防止腐败 。 然而贮藏只能维持几天, 因为低温条件下有些耐冷
微生物仍能够缓慢生长, 最终造成食品腐败 。
2,冷冻法
家庭或食品工业中采用 -10至 -20℃ 左右的冷冻温度, 使食品
冷冻成固态加以保存, 在此条件下, 微生物基本上不再生长,
因而可以比冷藏法更长时间地保存食品 。
(三 )干燥和高渗抑菌
干燥或调节溶液渗透压都是通过降低微生物可利用水的数量
或活度而抑制微生物的生长 。
1.干燥
干燥是使物品或培养物脱水的方法 。 干燥并不一定杀死微生
物, 但因使细胞造成代谢停止而抑制微生物生长, 有时也可引
起某些微生物细胞的死亡 。
不同微生物种类对干燥的敏感性,
淋病球菌 对干燥敏感 几小时便死亡
结核分支杆菌 耐干燥 100℃ 20min仍能生存
链球菌 耐干燥 保存几年而不丧失致病性
休眠孢子 抗干燥能力强 在干燥条件下可长期不死
2.渗透压
增加渗透压是另一种通过限制微生物可利用水而控制其生长
的方法 。 高渗环境中, 水从细胞中流出, 使细胞脱水 。 像盐腌
制咸肉或咸鱼, 糖浸果脯或蜜饯等均是这一方法在食品保存中
的应用 。
（ 四 ） 辐射杀菌
有四种类型的辐射作用, 紫外光, 电离辐射, 某种条件下的强可
见光, 微波等, 可用作控制微生物的生长和保存食品 。
1.紫外光
? 200— 300nm范围的紫外光杀菌作用最好 。
? 杀菌作用机制：使蛋白质 （ 约 280nm） 和核酸 （ 约 260nm） 吸
收变性失活；也可产生有毒的光化学产物 -自由基, 结合到 DNA
,RNA和蛋白质分子上, 干扰细胞的代谢过程 。
? 紫外光穿透能力很差, 不能穿过玻璃, 衣物, 纸张或大多数其
他物体, 但能够在空气中传播, 因而常用于消毒而不是灭菌 。
? 主要用作物体表面或室内空气的杀菌 。 也有采用特殊的紫外光
辐射装置替代加热或漂白粉处理方法消毒像饮用水等液体 。
2.电离辐射
? 主要使用 X射线和 γ射线 。 当 X射线或 γ射线撞击分子
时, 形成离子和自由基分子, 故可称电离辐射 。 电离辐
射产生 H2O2,使蛋白质发生变化, 细胞受到损伤或死
亡 。
? 电离辐射主要用于其他方法所不能解决的塑料制品,
医疗设备, 药品和食品的灭菌 。
3.强可见光
400— 700nm波长范围的强可见光也具有直接的杀菌
效应, 它们能够氧化细菌细胞内的光敏感分子, 如核
黄素和卟啉环 （ 构成氧化酶的成分 ） 。
实验室应注意避免将细菌培养物暴露于强光下 。 此外
,曙红和四甲基蓝能够吸收强可见光使蛋白质和核酸
氧化, 因此常将两者结合用作灭活病毒和细菌 。
4.微波
微波是一种红外线 。 微波并不直接影响微生物,但可
通过被辐照物体产热而杀死微生物 。 然而由于微波加
热食品通常存在不均匀问题,微生物逃逸微波加热现象
常会发生 。
(五 )过滤除菌
控制液体中微生物的群体可以通过将微生物从液体中
移走而不是杀死的方法来实现 。
（ a）注射式微孔滤器 （ b）小型过滤装置 （ c）层流生物安全柜
图 6— 16 常用膜滤器
化学控制方法主要是指利用各种化学药剂控制微
生物生长的方法 。
抗微生物的化学试剂
物理状态不同,
液态的, 气态的和固态的
杀菌效果和对人体或动物体影响不同,
消毒剂, 防腐剂, 化学治疗剂
二、化学控制方法
（ 一 ） 消毒剂和防腐剂
消毒剂 是指那些可抑制或杀灭微生物, 但对人体
也可能产生有害作用的化学试剂 。 主要用于抑制或杀
灭物体表面, 器械, 排泄物和周围环境中的微生物 。
防腐剂 是指那些可以抑制微生物生长, 但对人体
或动物体的毒性较低的化学试剂 。 可用于机体表面,
如皮肤, 粘膜, 伤口等处防止感染, 也有的用于食品
,饮料, 药品的防腐作用 。
但现时消毒剂和防腐剂之间的界限已不很严格,
如高浓度的石碳酸 （ 3%-5%） 用于器皿表面消毒, 而
低浓度的石碳酸 （ 0.5%） 则用于生物制品的防腐剂 。
理想的化学消毒剂和防腐剂应当是作用快, 效力
高但对组织损伤小, 穿透性强但腐蚀小, 配制方便且稳
定, 价格低廉易生产, 并且无怪味 。
杀菌剂 作用机理 应用
肥皂和去
垢剂
降低表面张力，使微生物易受其他
试剂影响
洗手，洗衣物，厨具和日用具的清
洁卫生
表面活性
剂
高浓度时溶解脂类，破坏细胞膜，
使蛋白质变性、酶失活；低浓度时作为
侵润剂发挥作用
阳离子表面活性剂用于器皿清洁
卫生；阴离子表面活性剂用于洗涤衣物
和清洁家庭物品；季胺化合物有时用于
皮肤消毒
酸 降低 pH,使蛋白质变性 食品保藏
碱 升高 pH,使蛋白质变性 作为肥皂的成分
重金属 使蛋白质变性 硝酸银可防治淋病，汞化合物可消
毒皮肤和物体表面，铜可抑制藻类生
长，硒可抑制真菌生长
卤素 在有机质缺乏时可氧化细胞成分 氯可杀死水中病原菌，用于器皿消
毒；碘化物常用于皮肤消毒
醇类 使蛋白质变性，溶解膜脂 异丙醇用于皮肤消毒，乙二醇和丙
二醇可用于熏蒸剂
酚类 破坏细胞膜、使蛋白质变性、酶失
活，且不受有机质的影响
苯酚用于表面消毒和废弃培养物
的灭活；戊基苯酚可杀灭微生物培养
体，使皮肤和物体表面的病毒失活；
chl orhexi di n e gl ucon at e 作为外科清洗
消毒剂特别有效
氧化剂 破坏二硫键 过氧化氢可用于清洗创伤；过氧乙
酸 可用于器皿、物体表面和室内空气消
毒； 高锰酸钾可用于器皿消毒
烷化剂 破坏蛋白质和核酸结构 甲醛可使病毒失活而不影响其抗
原特性；戊二醛可用于器皿的消毒；
— 丙酰内酯可以杀灭肝炎病毒；乙稀
化氧可
用于不耐高温物品的灭菌
染料 可以干扰复制或阻止细胞壁的合成 丫啶可用于清洗创伤，结晶紫可用
于处理原生动物和真菌引起的感染
(二 )化学治疗剂
化学治疗剂 是指那些能够特异性地作用于某些
微生物并具有选择性的化学药剂, 它们与非特异性的
化学药剂相比对人体几乎没有什么毒性或毒性很小,
可用作治疗微生物引起的疾病 。
1、抗代谢药物
是指一类在化学结构上与细胞内必要代谢物的结构相
似，并可干扰正常代谢活动的化学物质。
最常用的是磺胺类药物 。 磺胺与叶酸合成前体对氨基
苯甲酸 （ PABA） 的结构类似 。 叶酸是辅酶, 在氨基
酸, 维生素, 核酸和蛋白质合成中起重要作用, 很多
细菌需要自己合成叶酸才能生长 。
为什么磺胺对人体细胞无毒性？
因为人缺乏从对氨基苯甲酸合成叶酸的相关酶
二氢蝶酸合成酶, 二氢叶酸合成酶和二氢叶酸还原
酶, 故不能用外界提供的对氨基苯甲酸自行合成叶
酸, 而必须直接利用营养物中的叶酸做为生长因子 。
2、抗生素
抗生素（ antibiotics）英文一词由两个希腊词所组成,
anti意为“对抗,, bios意为“生命”，合在一起，
antibiotics 就是可以杀灭生命体的意思，即抗生素是
用来杀灭微生物的一类物质。
定义,抗生素是一类由微生物或其它生物生命活动过
程中合成的次生代谢产物或其人工衍生物，它们在很
低浓度时就能抑制或干扰它种生物（包括病原菌、病
毒、癌细胞等）的生命活动，因而可用作优良的化学
治疗剂。
抗生素最初是由英国科学家弗来明
（ A.Fleming） 在 20年代末期偶然发现
的, 40年代初才作为化学治疗剂生产问
世 。
青霉素抑制藤黄微球菌的生长
抗生素的抗菌谱,抗生素的作用对象的范围。通常将对
多种类群的细菌有作用的抗生素称为 广谱抗生素,如四
环素和土霉素既对 G＋又对 G— 细菌有作用；而只对少
数几种细菌有作用的抗生素则称为 狭谱抗生素,如青霉
素只对 G＋菌有效。
抗生素的效价单位,就是指微量抗生素有效成分多
少的一种计量单位 。
有的是以抗生素的相当生物活性单位的重量作为单
位, 如 1μg=1单位 (U),链霉素盐酸盐就是以此来表示
的；
有的则是以纯抗生素的活性单位相当的实际重量为 1
单位而加以折算的, 如青霉素单位最初是以能在 50ml
肉汤培养基内完全抑制金黄色葡萄球菌的最小青霉素
的量作为一个单位, 以后青霉素纯化后确定这一量相
当于青霉素钠盐 0.5988μg,因而定 0.5988μg青霉素钠
盐为一个青霉素单位 。
抗生素作用机制
（三）微生物的抗药性
微生物产生抗药性的机制有 6种,
① 结构发生改变导致某类药物作用的结构缺失，如某些细菌在青
霉素存在时转变成细胞壁缺失的 L型，使青霉素无法发挥作用；
② 细胞膜对药物的通透性和吸收能力降低,如委内瑞拉链霉菌细胞
通过膜透性发生改变,阻止四环素进入细胞；
③ 激活膜上抗药泵蛋白将进入到胞内的药物泵出胞外,如大肠杆菌
和金黄色葡萄球菌等抗性菌株就可通过膜上含有的质子 /药物交换
蛋白，将质子泵入，药物泵出；
④ 合成某种酶将化学治疗剂被变为无活性的形式，如某些金黄色
葡萄球菌耐药菌株产生 内酰胺酶,使青霉素分子中的 内酰胺环
开裂而失去抑菌作用；
⑤ 药物受体的亲和性或数量下降,如大肠杆菌耐药菌株的 30S核糖
体亚基发生改变,不再与链霉素结合,从而使链霉素失活；
⑥ 被药物阻断的代谢途径发生遗传改变，如有的抗磺酸药物的菌
株,改变了二氢叶酸合成酶的性质,合成了一种对磺酸药物不敏感
的酶。
抗药性天然选择
抗性因子的传递和扩散
参考文献,
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McGraw-Hill Companies,Inc.2005
10 R,M,特怀曼著, 高级分子生物学要义, 陈淳等译, 北京：科学出版社, 2000
怎样使微生物生长，即如何培养微生物？
微生物如何进行生长？
影响微生物生长的因素是什么？
如何控制微生物的生长？
第一节 微生物生长的研究方法
一、微生物纯培养的分离
研究微生物生长通常采用微生物纯培养。
微生物学中将在实验条件下从一个单细胞繁殖得到的
后代称为纯培养。
自然环境如土壤和水中，通常栖息着的是许多不同微
生物混杂在一起的群体。哪怕是一粒砂或尘土，也常
含有多种细菌及其它微生物。
微生物纯培养的分离方法一
稀释涂布法分离微生物
微生物纯培养的分离方法二
稀释倒平板法分离微生物
微生物纯培养的分离方法三
平板划线法分离微生物
二、微生物的培养方法
根据氧气的需要与否分为两大类,
好氧培养
厌氧培养
根据培养基的物理特性分为两大类,
固体培养
液体培养
1） 固体好氧培养方法
琼脂斜面和琼脂平皿培养
（一）好氧培养方法
香菇固体栽培床
2） 液体好氧培养方法
恒温振荡培养箱
实验室小型全自动发酵罐
（二）厌氧培养方法
微生物厌氧培养箱
工业发酵车间
三, 微生物个体生长的测定方法
细菌个体细胞一般太小，通常采用电子显微
镜观测，但无法观测到整个生长的动态过程。
真菌细胞相对体积较大，可采用显微镜观测
和记录活细胞的整个生长过程，如使用微分 — 干
涉相差显微镜、相差显微镜和荧光显微镜等进行
。
四、微生物群体生长的测定方法
?测定群体微生物细胞数目的增加
?测定群体微生物细胞物质量的增加
1 总细胞计数法
（一）微生物细胞数目
的检测方法
1） 血球计数板法
2) 薄膜过滤丫叮橙染色荧光镜检法
1）平皿菌落计数法
2 活细胞计数法
2) 薄膜过滤平皿计数法
（ 二 ） 微生物生物量的测定方法
1,湿重法
收集微生物菌体, 或将微生物培养液离心, 收集细
胞沉淀物, 然后称重 。
2,干重法
将微生物菌体或离心得到的细胞沉淀物置 100—
105℃ 的烘箱中干燥至水份去除, 然后再称重 。
3.细胞成分含量法
如蛋白质、还原糖、总糖、核酸等含量的测定。因
为每个细胞成分的含量是一定的，单位体积培养液中微
生物群体细胞数目越多，总的细胞成分的含量就越多。
（三） 比浊法
0
0.5
1
1.5
2
2.5
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1
OD值
活菌数（亿个/
毫升）
图示 假单胞菌O D 值和活菌数的关系
微生物生长测定方法比较
测
定
细
胞
数
目
方法 特点与应用
总
细
胞
数
血球计数板法 较快速简便，但较费时
薄膜过滤染色法 快速简便,适于含菌数很低的空气、水等中的总菌计数
活
细
胞
数
平皿菌落计数法 简易价廉，但花费时间较长，不能立刻知道结果
薄膜过滤平皿法 灵敏度高,不用于高密度培养物，不能立刻知道结果
测
定
物
质
量
比浊法 快速简便，敏感度低，适于不发酵液或液体中的快速
总细胞数估计，但需事先标定
细胞湿重法 较为简便，但含水量不定，准确度差
细胞成分含量法 如测定蛋白质、核酸、还原糖的含量等
细胞干重法 较为费时，易受颗粒杂质干扰，敏感度低
第二节 微生物的生长
微生物的生长表现在微生物的个体生长与群
体生长两个水平上。
微生物个体生长 表现为个体质量和体积的增加。
微生物群体生长 是以微生物细胞的数量或微生物
群体细胞物质量的增加作为生长的指标。
因而要了解微生物的生长规律，就要了解微生物
的个体生长和群体生长两个方面。
?单细胞微生物个体生长表现为细胞体积的增加
和细胞内物质含量的增加两个方面,当细胞生
长到一定时期, 就分裂成为两个子细胞 。
?多细胞微生物个体生长则反映在构成个体的细
胞数目增加和每个细胞个体生长两个方面 。
一、微生物的个体生长
（一）细菌细胞的生长
1,细菌细胞生长的两
种类型,
根据细胞是否在
分裂发生之前就启动
新一轮 DNA复制而将
细菌细胞生长分为快
速生长和慢速生长两
种类型 。
复制区
分裂蛋白和 横
隔前体成分
横隔
形成
细胞
分裂
间隙期 G 染色体复制期 C 分裂期 D
2、细菌细胞分裂周期过程, 间隙期 G（ gap phase）,染色体复制期
C（ chromosome replication phase）,分裂期 D （ division phase）
3、细胞周期各期启动机制 （以大肠杆菌为例）,
DNA复制启动：细胞必须达到某一阈值体积或起始物质量。
细胞 分裂期 D启动,只有当细胞达到某一阈值长度后才能进行染色
体分离，分裂成为两个细胞。
DNA
复制
启动
达到
生物
量阈
值
DNA复制与分离
达到
长度
阈值
分开的
DNA拷贝
细胞
分裂
过程
启动
时间（ min）
4、细胞壁的合成方式
,背靠背合成, 方式：如链球菌和某些 G+球菌
,分散合成, 方式：大肠杆菌等 G-杆菌
横隔形成区
（ 二 ） 酵母细胞的生长
1、细胞二分裂生长
图 2 粟酒裂殖酵母的二分裂生长
2、细胞出芽生长
图 3 酿酒酵母的出芽生长
（ 三 ） 丝状真菌细胞的顶端生长
图 4 丝状真菌菌丝细胞顶端生长模型
图 示 Allomyces macrogynus 菌丝的顶端生长
为什么要研究微生物群体生长?
因为绝大多数微生物个体微小, 个体质
量和体积的变化不易观察, 所以常是以微生
物的群体作为研究对象, 以微生物群体细胞
的数量或群体细胞物质量的增加作为生长的
指标 。
二．微生物的群体生长
（一）无 分支单细胞微生物的群体生长
无分支单细胞微生物主要包括原核生物的
细菌和真核生物的酵母菌, 它们的群体生长是
以群体中微生物细胞数量的增加来表示的, 因
而其生长速率就是指单位时间内细胞数目或细
胞生物量的增加 。
细胞呈指数增长示例
特征,每经历一个代时，细胞的数目就增加 1倍，呈指数增加，
因而被称为指数生长，这就是无分支单细胞微生物的群体生长
特征。
1,无分支单细胞微生物群体生长的特征
表 7 - 1 微生物 的 对数生长
时间
分裂次数
2
n
细胞数目
（ N
0
×2
n
）
细胞数目对数
0 0 2
0
=1 1 0,000
30 1 2
1
=2 2 0.301
60 2 2
2
=4 4 0.602
90 3 2
3
=8 8 0.903
120 4 2
4
= 16 16 1.204
150 5 2
5
= 32 32 1.505
180 6 2
6
= 64 64 1.806
210 7 2
7
= 128 128 2.107
* 由一个细胞开始每 30 分钟分裂一次
细胞数目的对数
与生长时间呈正
比直线关系
0
30
60
90
120
150
0 30 60 90 120 150 180 210
培养时间
细胞数量
0.000
0.500
1.000
1.500
2.000
2.500
细胞数目对数
培养时间
细胞数量
细胞数目对数
指数生长公式,
Nt= N0× 2n
lgNt=lgN0+nlg2
n = lgNt-lgN0 = lgNt-lgN0
lg2 0.301
式中 N0为起始细胞数目, Nt为指数生长某个时刻 t时
的细胞数目, n为世代数 。 N0,Nt和 t可由实验获得, n
可通过上式计算得出 。
世代,由 1个细胞分裂成为 2个细胞的间隔被称为
世代。
代时,就是一个世代所需的时间，因而也就是群
体细胞数目扩大 1倍所需的时间，有时也被称为
倍增时间。
2、微生物生长曲线
浊度（光密度）
活菌计数
光密度
迟缓期
细菌停止生长
消亡期
无增长
对数增长期
稳定期
细菌分裂速率最高
活菌数减少
时间
单位体积活细胞数
对数
浊度（光密度）
活菌计数
光密度
迟缓期
细菌停止生长
消亡期
无增长
对数增长期
稳定期
细菌分裂速率最高
活菌数减少
时间
单位体积活细胞数
对数
1）延滞期
延滞期 特点
? 生长速率等于零
?细胞合成新的成分
– 补充消耗的材料
– 适应新的培养基或别的培养条件
? 细胞形态变大或变长
? 对外界不良环境敏感
影响延滞期长短的因素与实践意义
? 接种龄, 对数期, 种子,,延滞期较短；
延滞期或衰亡期, 种子,,延滞
期
较长；
? 接种量,接种量大，延滞期较短；
接种量小，延滞期较长；
? 培养基成分,培养基成分丰富的, 延滞期较
短；
培养基成分与种子培养基一致,
延滞期较短；
2） 指数期
特点
? 生长速率最快，细胞呈指数增长
? 生长速率恒定
? 代谢旺盛，细胞成分平衡发展
? 群体的生理特性较一致
影响指数期的因素
? 菌种,不同菌种的代时差异极大
? 营养成分：营养越丰富，代时越短
? 营养物浓度：影响微生物的生长速率和总生长量
? 培养温度：影响微生物的生长速率
指数期的实践意义
? 是代谢、生理研究的良好材料
? 是增殖噬菌体的最适宿主菌龄
? 是发酵生产中用作, 种子, 的最佳种龄
? G+染色鉴定时采用此期微生物
3） 稳定期
特点,
?活细胞总数维持不变，即新繁殖的细胞数与
衰亡的细胞数相等，菌体总数达到最高点。
?细胞生长速率为零
?细胞生理上处于衰老，代谢活力钝化，细胞
成分合成缓慢,G+染色发生变化 。
为什么细胞总数不再增加？
? 营养物质被消耗不能满足生长需要
? 代谢废物或有害物质积累到抑制生长水平
? pH,氧化还原势等物化条件越来越不适应
稳定期的实践意义
? 是 发酵生产中以菌体为终产品的最佳收获
期；
? 某些代谢产物特别是次生代谢产物发生在
此阶段，某些细菌的芽孢也发生在此阶段，
故又称作代谢产物合成期；
? 导致了连续培养原理的提出和工艺技术的
改进。
4） 衰亡期
特点,
? 细胞以指数速率死亡,有时细胞死亡速率
降低是由于抗性细胞的积累；
? 细胞变形退化，有的发生自溶,G+染色发
生变化 。
影响衰亡期的因素及实践意义
?与菌种的遗传特性有关, 有些细菌的培养经历所有的
各个生长时期, 几天以后死亡,有些细菌培养几个月乃
至几年以后仍然有一些活的细胞；
?与是否产芽孢有关：产芽孢的细菌更易于幸存下来；
?与营养物质和有毒物质有关：补充营养和能源, 以及
中和环境毒性, 可以减缓死亡期细胞的死亡速率, 延
长细菌培养物的存活时间 。
（ 二 ） 丝状微生物的群体生长
丝状微生物包括具分支的原核生物放线菌和真核
生物丝状真菌 。
1,丝状微生物群体生长的特征
这类微生物在液体培养基中虽然也可以几乎均匀分
布的菌丝悬浮液的方式生长 （ 丝状生长 ） 。 但大多数
情况下是以分散的沉淀物方式在发酵液中出现 （ 沉淀
生长 ）, 沉淀物形态从松散的絮状沉淀到堆集紧密的
菌丝球不等 。
起始培养时菌丝体 培养 18小时后的菌丝体
图示 丝状真菌的沉淀生长
影响因素,
接种体积的大小、接种物是否凝集、以及菌丝体是
否易于断裂等因素的综合作用决定着丝状微生物是
丝状生长还是沉淀生长。
工业发酵意义,
丝状微生物在液体培养中的生长方式在工业生产中
很重要，因为它影响发酵过程的通气性、生长速率
、搅拌能耗及菌丝体与发酵液的分离难易等。
2,丝状微生物群体生长曲线
丝状微生物的群体生长有着与单细胞微生物类似
的规律。
三, 连续培养
（ 一 ） 分批培养和连续培养
分批培养，就是指将微生物置于一定容积的培养基中，经过培养
生长，最后一次收获的培养方式。
连续培养，基本上说来就是在一个恒定容积的流动系统中培养微生
物，一方面以一定速率不断地加入新的培养基，另一方面又以相同
的速率流出培养物（菌体和代谢产物），以使培养系统中的细胞数
量和营养状态保持恒定，即处于稳态。
（二）连续培养类型
四、微生物的同步生长与同步培养
在微生物生长研究中，常常需要了解单个细胞在
生长的不同阶段（主要是指细胞分裂周期）所发生的
生理生化变化，以便搞清微生物个体生长的规律。这
就需要使被研究的微生物群体处于相同的生长阶段，
以便所得到的结果能反映出单个细胞在不同生长阶段
的生理特征。
同步生长,就是指在培养物中所有微生物细胞都处于
同一生长阶段，并都能同时分裂的生长方式。
同步培养法：就是能使培养物中所有微生物细胞都处
于相同的生长阶段的培养方法 。
同步培养的方法通常分为诱导法和选择法两种。
(一 ) 诱导法
诱导法：是采用物理、化学因子使微生物细胞生长进行
到某个阶段而停下来，使先期到达该阶段的微生物细胞
不能进入下一生长阶段，待全部群体细胞都到达该生长
阶段后，再除去该因子，使全部群体细胞同时进入下一
个生长阶段，以达到诱导微生物细胞同步生长的目的。
例１, 培养大肠杆菌胸腺嘧啶缺陷型菌株, 当停止供给胸腺嘧啶时
,DNA合成立即停止, 但 RNA 和蛋白质合成速率却不受影响, 30
min后加入胸腺嘧啶, DNA合成立即恢复, 结果几乎所有细胞在经
过 35— 40 min的延滞后都能进行分裂 。
例２, 鼠伤寒沙门氏菌在 25℃ 培养时, 不能进行细胞分裂, 但细胞
物质的合成照常进行, 使群体中那些分裂准备工作进行较慢的细胞
有时间赶上其他细胞, 当变换到有利于细胞分裂的 37℃ 条件 `时,全
部细胞进入同步分裂 。
(二 ) 选择法
四、天然环境中的微生物生长
天然环境特点,天然环境比人工条件常常要更复杂和更
动态。
天然环境中微生物生长特点,在自然环境中，微生物常
常合成一些人工条件下生长时所不产生的结构，如细菌
粘掖层。因为微生物细胞能够感受自然环境中发现的各
种化合物，其直接反应就是合成一些有用的结构和酶以
便在特定的环境中生存生长。大量研究揭示，自然环境
条件下的细菌能够生长在复杂的群落中，表现出生长在
试管中的纯培养微生物所不曾发生的某些现象。
（一）多重环境因子影响微生物生长的规律
1,Liebig 最低浓度定律：即微生物总生物量由环境中满
足于微生物生长所需营养物质的最低浓度所决定 。 当环境
中某种营养物质被消耗饴尽或至一定浓度以下时, 可使微
生物的生长停止, 即使此时培养基中没有任何毒性物质存
在, 而且其他营养物质仍很丰富, 当添加少量这种营养物
质时则微生物的生长可以重新开始 。
2,Shelford 耐受定律：当环境因子低于或高于某一个微
生物不能生存或生长的阈值时, 就成为生长限制因子, 而
与营养物质的供给无关 。
上述规律也适用于人工条件下的微生物生长 。
（二）活的但未能培养的微生物
很久以来，活的微生物被定义为能够活跃生长，形成菌落
或引起液体培养基浑浊的微生物。
然而英国科学家 J.R,Postgate 首次提出了活的但未能培
养的微生物概念,指出受自然界生境压力 (或选择性实验
室培养基压力 )的微生物,对次生压力特别敏感。这样的次
生压力作用能够产生活的微生物，但却不能够在通常用作
培养它们的培养基中生长。据估计，目前仅有大约 0.1%原
核微生物能够人工培养。
Postgate 发明了一种称之为, Postgate微活力分析
方法,,该法将微生物培养在黏附于盖玻片上的一薄层琼
脂膜上，即使细胞不能够生长越过单一细胞阶段，但通过
观察细胞改变形态的能力，可以确认微生物所显示的, 生
命迹象, 。
许多研究者开发出新的敏感的显微镜和同位素方法以
评估活的未能培养微生物的存在及其意义，例如，荧光标
记抗体染色细胞计数法、丫叮橙染色细胞计数法和同位素
标记细胞物质释放法等，将这些方法所获得的细胞数目与
常规的平板技术方法和最可能细胞数目方法相比较，就可
以发现自然界存在大量活的微生物，但不能够被人工培养
出来。近来,PCR扩增和小亚基核糖体 RNA分析等分子生物
学技术也被越来越多地用作活的未能培养微生物多样性的
研究。
证据
有报道指出，一些微生物即使丧失了利用标准培养技
术在简易实验室培养基上生长的能力，也仍然能够在疾病
侵染过程中起重要作用。
生物学意义,
１、生物多样性认识,
２、新的微生物资源
３、认识了解新的病原微生物及疾病发生机制
（三）微生物群体感应作用
近来研究发现，细菌之间可以相互交流、协调行为。细菌
协调作用的一种主要方式就是通过所谓的, 群体感应作用
” 来进行。
,群体感应作用,, 就是细菌能够通过感应信号分子的水
平监测自身的群体密度，该信号分子浓度随着细菌群体数
量的增加而增加，直到达到某个阈值，就将群体密度已达
到某个临界水平或数量的信息传递给细菌，引起细菌表达
一系列密度感应 -依赖的基因，控制群体数量的增加。
由于信号分子可以刺激细胞释放信号分子，故信号分子又
被称作自诱导剂，群体感应作用又被称作自诱导作用。
,群体感应作用, 机
理
,群体感应作用, 生物学意义
群体感应作用是一个非常精细的过程。以胞外酶的产生和释放
为例，如果仅由几个细菌细胞释放出酶，由于酶量太少很快扩散开
来而被稀释，因而不产生效应。通过群体感应作用进行控制，细菌
在释放酶之前达到了一个很高的密度水平，其结果所释放的酶浓度
足以产生有意义的影响。
这对于在寄主体内、土壤或水环境中生存的细菌具有很大的优
点。如果病原菌在产生致病因子，逃逸进入寄主组织之前能够在侵
染位增殖到很高数量水平，就有更好的机会突破寄主防御系统、成
功地在寄主体内扩散。
对于与寄主细胞共生和寄生的细菌来说，通过群体感应作用控
制细菌群体数量也具有非常重要的作用。
第三节 环境因素对微生物生长的影响
最高温度 最低温度
最适温度
一,温度
二,pH
pH影响微生物生长机制,
（ 1） 介质 pH影响生活环境中营养物质的可给态和有
毒物质的毒性；
（ 2） 介质 pH影响菌体细胞膜的带电荷性质, 膜的稳
定性及膜对物质的吸收能力；
（ 3） 一定范围的介质 pH还可造成菌体表面蛋白变性
或水解 。
微生物
最低 pH
最适 pH
最高 pH
圆褐固氮菌
4.5
7.4~7.6
9.0
大豆根瘤菌
4.2
6.8~7.0
11.4
亚硝酸细菌
7.0
7.8~8.6
9.4
氧化硫硫杆菌
1.0
2.0~2.8
4.0~6.0
嗜酸乳酸杆菌
4.0~4.6
5.8~6.6
6.8
放线菌
5.0
7.0~8.0
10.0
酵母菌
3.0
5.0~6.0
8.0
黑曲霉
1.5
5.0~6.0
9.0
多种微生物生长的最低、最适与最高 pH值
(一 ) 嗜中性微生物
生长的 pH范围是 pH5.— 8.0,最适生长 pH近中性
（ pH7.0） 。 大多数细菌属于嗜中性微生物 。
（ 二 ） 嗜酸性微生物
最适生长 pH在 5.5以下生长的微生物称之为嗜酸
性微生物 。
（ 三 ） 嗜碱性微生物
生长的 pH范围是 pH7.0— 11.5,最适生长 pH在
8.0以上 。
氧毒害厌氧菌的机制,超氧阴离子是活性氧的形式之一，带奇数电子，负
电荷。它即有分子性质，也有离子性质，反应力极强，性质极不稳定。在
体内可破坏各种重要生物高分子和膜，也可形成其他活性氧化物。在体内，
超氧阴离子自由基可以自由酶促 (如黄嘌呤氧化酶 ) 或非酶促方式形成。
O2+e? O2 (O2), -
生物体的针对措施：超氧化物歧化酶 (superoxide dismutase-SOD)是
其中之一 。
好氧、耐氧微生物的超氧化物歧化酶将超氧阴离子转化为毒性稍低
的过氧化氢，过氧化氢酶再将过氧化氢转化为无毒的水。厌氧微生
物因为没有超氧化物歧化酶，超氧阴离子自由基可造成其损害。
三、氧
2 O2, - +2H SOD
好氧、耐氧微生物
H2O2+O2
过氧化氢酶
过氧化物酶
好氧菌 H2O+?O2
2H2O
NADH2 NAD
耐氧菌
实验证明，大
肠杆菌的超氧
化物歧化酶突
变，就变成
“严格厌氧菌”
好氧微生物 兼性好氧微生物 耐氧厌氧微生物 厌氧微生物 微好氧微生物
含酶组成
catalase
SOD
＋
＋ /－
(低水平 )
＋
＋
＋
＋
＋
－
－
－
四、水活度
嗜高渗微生物,只能在高渗溶液中生长的微生物 。
耐高渗微生物,能够忍耐高渗环境, 并在高渗环境中
生长离开了高渗环境仍然能够生长的
微生物 。
嗜盐微生物,需要在含高浓度氯化钠盐溶液中才
能生长的微生物 。
温和嗜盐微生物,仅需要在含大约 3%氯化钠的介质
中生长, 如很多海洋细菌 。
极端嗜盐微生物,需要在 9%甚至饱和氯化钠溶液
中生长, 如某些古生菌, 通常可在
饱和盐池中发现它们的踪影 。
根据控制作用的效果分类
灭菌 （ sterilization）, 凡是能够杀死或消除材料或物
体上全部微生物的方法；
消毒 (disinfection),能够杀死, 消除或降低材料或物
体上的病原微生物, 使之不致引起疾病的方法；
防腐 (antisepsis),能够防止或抑制微生物生长, 但不
能杀死微生物群体的方法 。
根据控制作用原理, 方式和方法分类
物理控制方法
化学控制方法两大类
第四节 微生物生长的控制
影响抗微生物剂作用效果的因素,
起始微生物总数
微生物的抗性
作用时间长短
作用方式
一, 物理控制方法
(一 ) 高温灭菌
? 干热灭菌,1500C～ 1700C下处理 1-2小时 。
适用于玻璃器皿, 金属用具等耐热物品的灭菌 。
优点：可保持物品的干燥
?火焰灭菌（灼烧灭菌）：常用于金属性接种工具,
污染物品及实验材料等废弃物的处理。
1、干热灭菌法
表 6 — 2 干热与湿热空气对不同细胞的致死时间
微生物 温度 杀死孢子所需时间
( ℃ ) （ m i n ）
湿 热空气
枯草芽孢杆菌 121 1
（ B aci l l us s ubt i l i s ）
嗜热脂肪芽孢杆菌 121 12
（ B, st ear ot her m op hi l i s ）
肉毒梭状芽孢杆菌 120 10
（ C l ost ri di um bot ul i nu m ）
破伤风梭状芽孢杆菌 1 0 5 1 0
（ Cl, t et ani ）
干热空气
枯草芽孢杆菌 121 1 20
（ B aci l l us s ubt i l i s ）
嗜热脂肪芽孢杆菌 140 5
（ B, st ear ot her m op hi l i s ）
肉毒梭状芽孢杆菌 120 1 20
（ C l ost ri di um bot ul i nu m ）
破伤风梭状芽孢杆菌 1 0 0 6 0
（ Cl, t et ani ）
湿热灭菌是利
用热蒸汽灭菌 。
2.湿热灭菌
在相同温度下,
湿热的效力比干
热灭菌好 。
为什么？
① 热蒸汽对细胞成分的破坏作用更强
表 6 — 3 蛋白质含水量与其凝固温度的关系
蛋白质含水量（﹪） 蛋白质凝固点 ( ℃ )
50 56
25 74 — 80
15 80 — 90
6 145
② 热蒸汽比热空气穿透力强
表 6 — 4 干热和湿热空气穿透力的比较
加热方式 温度 加热时间 穿透布的层数及其温度 ( ℃ )
( ℃ ) ( h) 20 层 40 层 100 层
干热 130 — 14 0 4 86 72 <70
湿热 105 3 101 10 1 101
③ 蒸汽潜热大，当气体转变为液体时可放出大量热量，故可迅
速提高灭菌物体的温度。
? 煮沸消毒：水, 1000C处理 15min以上 。
? 高压蒸汽灭菌 (autoclave),应用最广泛的灭菌方法 。 将待灭菌
的微生物放置在有少量水的加压蒸汽灭菌锅内 。 将锅内的水加热煮
沸, 并将其中的空气彻底驱尽后将锅封闭 。 再持续加热就会使锅内
的蒸汽压逐渐上升, 从而使温度达 1000C以上 。
为达到良好的灭菌效果, 一般要求温度应达到 1210C（ 压力为
1kg/cm2或 15磅 /平方英寸 ）,时间维持 15～ 20分钟, 也可采取较低
温度 （ 1150C,压力为 0.7kg/cm2或 10磅 /平方英寸 ） 维持 35分钟的方
法 。 使用于一切微生物学实验, 医疗结构或发酵工厂中对培养基等
多种器材, 物料的灭菌 。
2、湿热灭菌
煮沸消毒、高压蒸汽灭菌、间歇加热灭菌、巴氏消毒、实罐灭菌
表 6 - 5 水蒸汽压力与水沸点的关系
水蒸汽压力 水沸点
15 Psi （正常大气压,1 个大气压） 1 0 0 ℃
20 Psi （ 5> 正常大气压） 109 ℃
25 Psi （ 1 0> 正常大气压） 1 1 5 ℃
30 Psi （ 1 5> 正常大气压,2 个大气压） 121 ℃
该法不是利用高压来杀死微生物，而是利用提高压力使
水的沸点升高，以提高水蒸汽的温度，更加有效地杀灭
微生物。
? 巴氏消毒法 (pasteurization),低温消毒法，一般在
630C,30min或 720C,15min。用于牛奶，啤酒，果酒,
酱油等不能进行高温灭菌的液体。
可杀死其中的病原菌如结核杆菌、伤寒杆菌等，同时又
不 损害营养与风味。
? 间隙灭菌法：用流通蒸汽反复多次处理的灭菌法。
（ 二 ） 低温抑菌
低温是通过降低酶反应速度使微生物生长受到抑制, 但不能
杀死微生物 。
1,冷藏法
可以将新鲜食物放置在 5℃ 保存 （ 通常冰箱冷藏室的温度 ）,
防止腐败 。 然而贮藏只能维持几天, 因为低温条件下有些耐冷
微生物仍能够缓慢生长, 最终造成食品腐败 。
2,冷冻法
家庭或食品工业中采用 -10至 -20℃ 左右的冷冻温度, 使食品
冷冻成固态加以保存, 在此条件下, 微生物基本上不再生长,
因而可以比冷藏法更长时间地保存食品 。
(三 )干燥和高渗抑菌
干燥或调节溶液渗透压都是通过降低微生物可利用水的数量
或活度而抑制微生物的生长 。
1.干燥
干燥是使物品或培养物脱水的方法 。 干燥并不一定杀死微生
物, 但因使细胞造成代谢停止而抑制微生物生长, 有时也可引
起某些微生物细胞的死亡 。
不同微生物种类对干燥的敏感性,
淋病球菌 对干燥敏感 几小时便死亡
结核分支杆菌 耐干燥 100℃ 20min仍能生存
链球菌 耐干燥 保存几年而不丧失致病性
休眠孢子 抗干燥能力强 在干燥条件下可长期不死
2.渗透压
增加渗透压是另一种通过限制微生物可利用水而控制其生长
的方法 。 高渗环境中, 水从细胞中流出, 使细胞脱水 。 像盐腌
制咸肉或咸鱼, 糖浸果脯或蜜饯等均是这一方法在食品保存中
的应用 。
（ 四 ） 辐射杀菌
有四种类型的辐射作用, 紫外光, 电离辐射, 某种条件下的强可
见光, 微波等, 可用作控制微生物的生长和保存食品 。
1.紫外光
? 200— 300nm范围的紫外光杀菌作用最好 。
? 杀菌作用机制：使蛋白质 （ 约 280nm） 和核酸 （ 约 260nm） 吸
收变性失活；也可产生有毒的光化学产物 -自由基, 结合到 DNA
,RNA和蛋白质分子上, 干扰细胞的代谢过程 。
? 紫外光穿透能力很差, 不能穿过玻璃, 衣物, 纸张或大多数其
他物体, 但能够在空气中传播, 因而常用于消毒而不是灭菌 。
? 主要用作物体表面或室内空气的杀菌 。 也有采用特殊的紫外光
辐射装置替代加热或漂白粉处理方法消毒像饮用水等液体 。
2.电离辐射
? 主要使用 X射线和 γ射线 。 当 X射线或 γ射线撞击分子
时, 形成离子和自由基分子, 故可称电离辐射 。 电离辐
射产生 H2O2,使蛋白质发生变化, 细胞受到损伤或死
亡 。
? 电离辐射主要用于其他方法所不能解决的塑料制品,
医疗设备, 药品和食品的灭菌 。
3.强可见光
400— 700nm波长范围的强可见光也具有直接的杀菌
效应, 它们能够氧化细菌细胞内的光敏感分子, 如核
黄素和卟啉环 （ 构成氧化酶的成分 ） 。
实验室应注意避免将细菌培养物暴露于强光下 。 此外
,曙红和四甲基蓝能够吸收强可见光使蛋白质和核酸
氧化, 因此常将两者结合用作灭活病毒和细菌 。
4.微波
微波是一种红外线 。 微波并不直接影响微生物,但可
通过被辐照物体产热而杀死微生物 。 然而由于微波加
热食品通常存在不均匀问题,微生物逃逸微波加热现象
常会发生 。
(五 )过滤除菌
控制液体中微生物的群体可以通过将微生物从液体中
移走而不是杀死的方法来实现 。
（ a）注射式微孔滤器 （ b）小型过滤装置 （ c）层流生物安全柜
图 6— 16 常用膜滤器
化学控制方法主要是指利用各种化学药剂控制微
生物生长的方法 。
抗微生物的化学试剂
物理状态不同,
液态的, 气态的和固态的
杀菌效果和对人体或动物体影响不同,
消毒剂, 防腐剂, 化学治疗剂
二、化学控制方法
（ 一 ） 消毒剂和防腐剂
消毒剂 是指那些可抑制或杀灭微生物, 但对人体
也可能产生有害作用的化学试剂 。 主要用于抑制或杀
灭物体表面, 器械, 排泄物和周围环境中的微生物 。
防腐剂 是指那些可以抑制微生物生长, 但对人体
或动物体的毒性较低的化学试剂 。 可用于机体表面,
如皮肤, 粘膜, 伤口等处防止感染, 也有的用于食品
,饮料, 药品的防腐作用 。
但现时消毒剂和防腐剂之间的界限已不很严格,
如高浓度的石碳酸 （ 3%-5%） 用于器皿表面消毒, 而
低浓度的石碳酸 （ 0.5%） 则用于生物制品的防腐剂 。
理想的化学消毒剂和防腐剂应当是作用快, 效力
高但对组织损伤小, 穿透性强但腐蚀小, 配制方便且稳
定, 价格低廉易生产, 并且无怪味 。
杀菌剂 作用机理 应用
肥皂和去
垢剂
降低表面张力，使微生物易受其他
试剂影响
洗手，洗衣物，厨具和日用具的清
洁卫生
表面活性
剂
高浓度时溶解脂类，破坏细胞膜，
使蛋白质变性、酶失活；低浓度时作为
侵润剂发挥作用
阳离子表面活性剂用于器皿清洁
卫生；阴离子表面活性剂用于洗涤衣物
和清洁家庭物品；季胺化合物有时用于
皮肤消毒
酸 降低 pH,使蛋白质变性 食品保藏
碱 升高 pH,使蛋白质变性 作为肥皂的成分
重金属 使蛋白质变性 硝酸银可防治淋病，汞化合物可消
毒皮肤和物体表面，铜可抑制藻类生
长，硒可抑制真菌生长
卤素 在有机质缺乏时可氧化细胞成分 氯可杀死水中病原菌，用于器皿消
毒；碘化物常用于皮肤消毒
醇类 使蛋白质变性，溶解膜脂 异丙醇用于皮肤消毒，乙二醇和丙
二醇可用于熏蒸剂
酚类 破坏细胞膜、使蛋白质变性、酶失
活，且不受有机质的影响
苯酚用于表面消毒和废弃培养物
的灭活；戊基苯酚可杀灭微生物培养
体，使皮肤和物体表面的病毒失活；
chl orhexi di n e gl ucon at e 作为外科清洗
消毒剂特别有效
氧化剂 破坏二硫键 过氧化氢可用于清洗创伤；过氧乙
酸 可用于器皿、物体表面和室内空气消
毒； 高锰酸钾可用于器皿消毒
烷化剂 破坏蛋白质和核酸结构 甲醛可使病毒失活而不影响其抗
原特性；戊二醛可用于器皿的消毒；
— 丙酰内酯可以杀灭肝炎病毒；乙稀
化氧可
用于不耐高温物品的灭菌
染料 可以干扰复制或阻止细胞壁的合成 丫啶可用于清洗创伤，结晶紫可用
于处理原生动物和真菌引起的感染
(二 )化学治疗剂
化学治疗剂 是指那些能够特异性地作用于某些
微生物并具有选择性的化学药剂, 它们与非特异性的
化学药剂相比对人体几乎没有什么毒性或毒性很小,
可用作治疗微生物引起的疾病 。
1、抗代谢药物
是指一类在化学结构上与细胞内必要代谢物的结构相
似，并可干扰正常代谢活动的化学物质。
最常用的是磺胺类药物 。 磺胺与叶酸合成前体对氨基
苯甲酸 （ PABA） 的结构类似 。 叶酸是辅酶, 在氨基
酸, 维生素, 核酸和蛋白质合成中起重要作用, 很多
细菌需要自己合成叶酸才能生长 。
为什么磺胺对人体细胞无毒性？
因为人缺乏从对氨基苯甲酸合成叶酸的相关酶
二氢蝶酸合成酶, 二氢叶酸合成酶和二氢叶酸还原
酶, 故不能用外界提供的对氨基苯甲酸自行合成叶
酸, 而必须直接利用营养物中的叶酸做为生长因子 。
2、抗生素
抗生素（ antibiotics）英文一词由两个希腊词所组成,
anti意为“对抗,, bios意为“生命”，合在一起，
antibiotics 就是可以杀灭生命体的意思，即抗生素是
用来杀灭微生物的一类物质。
定义,抗生素是一类由微生物或其它生物生命活动过
程中合成的次生代谢产物或其人工衍生物，它们在很
低浓度时就能抑制或干扰它种生物（包括病原菌、病
毒、癌细胞等）的生命活动，因而可用作优良的化学
治疗剂。
抗生素最初是由英国科学家弗来明
（ A.Fleming） 在 20年代末期偶然发现
的, 40年代初才作为化学治疗剂生产问
世 。
青霉素抑制藤黄微球菌的生长
抗生素的抗菌谱,抗生素的作用对象的范围。通常将对
多种类群的细菌有作用的抗生素称为 广谱抗生素,如四
环素和土霉素既对 G＋又对 G— 细菌有作用；而只对少
数几种细菌有作用的抗生素则称为 狭谱抗生素,如青霉
素只对 G＋菌有效。
抗生素的效价单位,就是指微量抗生素有效成分多
少的一种计量单位 。
有的是以抗生素的相当生物活性单位的重量作为单
位, 如 1μg=1单位 (U),链霉素盐酸盐就是以此来表示
的；
有的则是以纯抗生素的活性单位相当的实际重量为 1
单位而加以折算的, 如青霉素单位最初是以能在 50ml
肉汤培养基内完全抑制金黄色葡萄球菌的最小青霉素
的量作为一个单位, 以后青霉素纯化后确定这一量相
当于青霉素钠盐 0.5988μg,因而定 0.5988μg青霉素钠
盐为一个青霉素单位 。
抗生素作用机制
（三）微生物的抗药性
微生物产生抗药性的机制有 6种,
① 结构发生改变导致某类药物作用的结构缺失，如某些细菌在青
霉素存在时转变成细胞壁缺失的 L型，使青霉素无法发挥作用；
② 细胞膜对药物的通透性和吸收能力降低,如委内瑞拉链霉菌细胞
通过膜透性发生改变,阻止四环素进入细胞；
③ 激活膜上抗药泵蛋白将进入到胞内的药物泵出胞外,如大肠杆菌
和金黄色葡萄球菌等抗性菌株就可通过膜上含有的质子 /药物交换
蛋白，将质子泵入，药物泵出；
④ 合成某种酶将化学治疗剂被变为无活性的形式，如某些金黄色
葡萄球菌耐药菌株产生 内酰胺酶,使青霉素分子中的 内酰胺环
开裂而失去抑菌作用；
⑤ 药物受体的亲和性或数量下降,如大肠杆菌耐药菌株的 30S核糖
体亚基发生改变,不再与链霉素结合,从而使链霉素失活；
⑥ 被药物阻断的代谢途径发生遗传改变，如有的抗磺酸药物的菌
株,改变了二氢叶酸合成酶的性质,合成了一种对磺酸药物不敏感
的酶。
抗药性天然选择
抗性因子的传递和扩散
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