第五章微生物的生长繁殖与生存因子
1．微生物与温度的关系如何？高温是如何杀菌的？高温杀菌力与什么有关系？答：温度是微生物的重要生存因子。在适宜的温度范围内，温度毎升高10摄氏度，酶促反应速度将提高1~2倍，微生物的代谢速率和生长速率均可相应提高。适宜的培养温度使微生物以最快的生长速率生长，过高或过低的温度均会降低代谢速率和生长速率。
高温主要破坏微生物的机体的基本组成物质——蛋白质，酶蛋白和脂肪。。蛋白质被高温严重破坏而发生凝固，为不可逆变性，微生物经超高温处理后必然死亡。细胞质膜含有受热易溶解的脂类，当用超高温处理时，细胞质膜的脂肪受热溶解使膜产生小孔，引起细胞内含物泄漏而死亡。
高温的杀菌效果和微生物的种类，数量，生理状态，芽孢有无及pH都有关系。
2．什么叫灭菌？灭菌方法有哪几种？试述其优缺点。
答：灭菌是通过超高温或其他的物理、化学因素将所有的微生物的营养细胞和所有的芽孢或孢子全部杀死。
灭菌的方法有干热灭菌法和湿热灭菌法。
湿热灭菌法比干热灭菌法优越，因为湿热的穿透力和热传导都比干热的强，湿热时微生物吸收高温水分，菌体蛋白易凝固变性，所以灭菌效果好。
3．什么叫消毒？加热消毒的方法有哪几种？
答：消毒是用物理、化学因素杀死致病菌，或是杀死所有微生物的营养细胞或一部分芽孢。
方法有巴斯德消毒法和煮沸消毒法两种。
4．嗜冷微生物为什么能在低温环境生长繁殖？
答：嗜冷微生物具备更有效的催化反应的酶，其主动传送物质的功能运转良好，
使之能有效地集中必需的营养物质，嗜冷微生物的细胞质膜含有大量的不饱和脂肪酸，在低温下保持半流动性。
5．高温菌和中温菌在低温环境中的代谢能力为什么减弱？
答：在低温条件下，微生物的代谢极微弱，基本处于休眠状态，但不致死。嗜中温微生物在低于十摄氏度的温度下不生长，因为蛋白质合成的启动受阻，不能合成蛋白质。又由于许多酶对反馈抑制异常敏感，很易和反馈抑制剂紧密结合，从而影响微生物的生长。处于低温下的微生物一旦获得适宜温度，即可恢复活性，以原来的生长速率生长繁殖。
6．细菌、放线菌、酵母菌、霉菌、藻类和原生动物等的正常生长繁殖分别要求什么样的pH？
答：大多数细菌、藻类和原生动物的最适宜pH为6.5~7.5，它们的pH适应范围在4~10之间。放线菌为7.5~8.0。酵母菌和霉菌在3~6。
7．试述pH过高或过低对微生物的不良影响。用活性污泥法处理污（废）水时为什么要保持在pH6以上？
答：(1) pH过低，会引起微生物体表面由带负电变为带正电，进而影响微生物对营养物的吸收。(2) 过高或者过低的pH还可影响培养基中的有机化合物的离子作用，从而间接影响微生物。因为细菌表面带负电，非离子状态化合物比离子状态化合物更容易渗入细胞。(3) 酶只在最适宜的pH时才能发挥其最大活性，极端的pH使酶的活性降低，进而影响微生物细胞内的生物化学过程，甚至直接破坏微生物细胞。(4) 过高或者过低的pH均降低微生物对高温的抵抗能力。
8. 在培养微生物过程中，什么原因使培养基pH下降？什么原因使pH上升？在生产中如何调节控制pH？
答：微生物在培养基中分解葡萄糖，乳产生有机酸会引起培养基的pH下降，培
养基变酸。微生物在含有蛋白质、蛋白胨及氨基酸等中性物质培养基中生长，
和胺类等碱性物质，使培养基pH上升。这些物质可经微生物分解，产生NH
3
在生产过程中，处理城市生活污水、污泥中含有蛋白质，可不加缓冲性物质。如果不含蛋白质、氨等物质，处理前就要投加缓冲物质。缓冲物质有碳酸氢钠、碳酸钠、氢氧化钠、氢氧化铵及氨等。以碳酸氢钠最佳。
霉菌和酵母菌对有机物具有较强的分解能力。pH较低的工业废水可用霉菌和酵母菌处理，不需要碱调节pH，可节省费用。
9. 微生物对氧化还原电位要求如何？在培养微生物过程中氧化还原电位如何变化？有什么办法控制？
为答：各种微生物要求的氧化还原电位不同。一般好氧微生物要求的E
h
在+100mV以上，好氧微生物生长。兼性厌氧微生物在E h为+300~+400mV；E
h
+100mV以上进行好氧呼吸，在E h为+100mV一下时进行无氧呼吸。专性厌氧菌要求E h为-200~-250mV，专性厌氧的产甲烷菌要求的E h更低，为-300~-400mV，最适为-330mV。
在培养微生物的过程中，由于微生物繁殖消耗了大量氧气，分解有机物产生氢气，使得氢气还原电位降低，在微生物对数生长期降到最低点。
氧化还原电位可用一些还原剂加以控制，使微生物体系中的氧化还原电位维持在低水平上。这类还原剂有抗坏血酸、硫二乙醇钠、二硫苏糖醇、谷胱甘肽、硫化氢及金属铁。
10. 好氧微生物需要氧气作何用？充氧效率与微生物生长有什么关系？
答：氧对好氧微生物有两个作用：(1) 作为微生物好养呼吸的最终电子受体；(2)参与甾醇类和不饱和脂肪酸的生物合成。
充氧量与与好氧微生物的生长量、有机物浓度等成正相关性。
11. 兼性厌氧微生物为什么在有氧和无氧条件下都能生长？
答：兼性厌氧微生物既有脱氢酶也有氧化酶，所以，既能在无氧条件下，又能在有氧条件下生存。在好痒条件下生长时，氧化酶活性强，细胞色素及电子传递体系的其他组分正常存在。在无氧条件下，细胞细胞色素及电子传递体系的其他组分减少或全部丧失，氧化酶无活性；一旦通入氧气，这些组分的合成很快恢复。
12. 专性厌氧微生物为什么不需要氧？氧对专性厌氧微生物有什么不良影响？答：因为专性厌氧微生物一遇到氧就会死亡。
在氧气存在时，专性厌氧微生物代谢产生的NADH2和O2反应生成H2O2和NAD，而专性厌氧微生物没有过氧化氢酶，它将被生成的过氧化氢杀死。O2还可以产
生游离O-
2,由于专性厌氧微生物没有破坏O-
2
的超氧化物歧化酶而被O-
2
杀死。耐
氧的厌氧微生物虽具有超氧化物歧化酶，能耐O2然而他们缺乏氧化氢酶，仍会被氧化氢杀死。
13. 紫外线杀菌的机理是什么？何谓光复活和暗复活现象？
答：紫外辐射的波长范围是200~390nm，紫外辐射对微生物有致死作用是由于微生物细胞中的核酸、嘌呤、嘧啶、及蛋白质对紫外辐射有特别强的吸收能力。DNA和RNA对紫外辐射的吸收峰在260nm处，蛋白质对紫外辐射的吸收峰在280nm处.紫外辐射能引起DNA链上两个邻近的胸腺嘧啶分子形成胸腺嘧啶二聚体，致使DNA不能复制，导致微生物死亡。
经紫外辐射照射的菌体或孢子悬液，随即暴露于蓝色可见光下，有一部分受损伤的细胞可恢复其活力，这种现象叫光复活。在黑暗条件下修复DNA链称为暗复活。
14. 几种重金属盐如何起杀菌作用的？
