实验指南 | 探究环境因素对微生物生长影响的实验方法

一、实验目的

1、了解温度、抗生素等多种环境及生物因素对微生物生长的影响。

2、了解常用化学消毒剂对微生物生长的影响。

二、实验原理

微生物的生命活动要求一定的外界环境条件，外界环境条件适宜时，微生物进行正常生长繁殖；不适宜时，则会使微生物生长受到抑制或发生变异，甚至死亡。

不同的环境因素对微生物的影响不同，同一因素因浓度或作用时间不同对微生物的影响也不一样，有的因素对某些微生物来讲是必需的，而对另一些微生物又是有害的，如好氧微生物必须在有氧条件下才能生长繁殖，而厌氧微生物在有氧情况下将会受到抑制。在有害因素中，有的起抑制作用，有的表现为杀菌作用。

温度是影响微生物生长与存活的最重要因素。自然界的微生物可根据对温度的适应性分为低温型、中温型和高温型。但不管哪一种温度型的微生物，都有生长温度范围。分为最高、最适和最低生长温度。在最适宜温度里微生物生长良好，超过最高温度细胞死亡，低于最低温度细胞生命活动被抑制或死亡。

渗透压对微生物生长也会造成影响。在等渗溶液中（环境渗透压和细胞内渗透压相同或相近，如0.85%氯化钠--生理盐水），微生物正常生长。在高渗溶液（如高盐、高糖溶液中），细胞失水收缩，从而抑制了微生物体内的生理生化反应，抑制其生长繁殖。而在低渗溶液中，由于细胞壁的保护作用，微生物受低渗的影响不大。

大多数微生物在0.5%~3%的盐浓度范围内可正常生长，10%~15%的盐浓度能抑制大部分微生物的生长。但对嗜盐细菌而言，在低于15%的盐浓度环境中不能生长，某些极端嗜盐菌可在盐浓度高达30%的条件下生长良好。将金黄色葡萄球菌和大肠杆菌作为实验菌种，其中大肠杆菌耐高渗透压的能力较差，在3%以下的NaCl中能正常生长，在5%的NaCl中即受到抑制，金黄色葡萄球 菌则有较强的耐盐能力，它在10%~15%的NaCl溶液中仍能正常生长。

生物因素主要体现为抗生素对微生物生长的影响。抗生素是某些微生物在生长代谢过程中产生的能抑制或杀死其他微生物的次生代谢产物。每种抗生素都有它固定的抗菌范围和抗菌谱。例如，青霉素只对革兰氏阳性菌具有抗菌作用，多黏菌素只对革兰氏阴性菌有作用，这类抗生素称为窄谱抗生素。另一些抗生素对多种细菌具有作用。例如，四环素、土霉素对许多革兰氏阳性菌和阴性菌都有作用，称为广谱抗生素。

化学消毒剂用于杀灭传播媒介上的病原微生物，以达到无害化要求。其将病原微生物消灭于人体之外，切断传染病的传播途径，达到控制传染病的目的。化学消毒剂可通过使微生物蛋白质变性、破坏微生物细胞膜等方式杀死或抑制微生物。目前常用的有含氯消毒剂、氧化消毒剂、碘类消毒剂、醛类消毒剂、杂环类气体消毒剂、酚类消毒剂、醇类消毒剂、季胺类消毒剂等。

表1、常见化学消毒剂种类

三、实验材料

1、菌种

大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、从土壤中分离纯化得到的两株未知细菌。

2、试剂

牛肉膏蛋白胨培养基、2.5%碘酒、5%石炭酸、75%乙醇、5%甲醛、1%来苏尔、80万单位/mL氨苄青霉素溶液等。

四、实验步骤

1、温度对微生物生长的影响

（1）取牛肉膏培养基3皿，中间画线。

（2）如图1所示，4个区分别画线接种4种不同细菌。

（3）将培养皿分别于37℃、4℃和50℃下培养。

（4）培养 24h后观察结果。

图1、温度对微生物生长的影响接种图示

2、渗透压微生物生长的影响

（1）每组制备含0.85%、5%、15%NaCl的牛肉膏蛋白胨培养基平板各1个。

（2）如图1所示，在平皿底部用记号笔分为4个区域，分别标上大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、土壤分离菌1和土壤分离菌2。

（3）无菌操作，在对应位置画线接种相应细菌。

（4）将平皿倒置培养24~48h，观察细菌生长状况并记录。

3、生物因素对微生物生长的影响

（1）倒平板。

（2）贴滤纸条。无菌操作，用镊子取滤纸条浸入氨苄青霉素溶液湿润，在容器内壁沥去多余溶液，再将滤纸条分别贴在两个平板上。

（3）接种。无菌操作，用接种环分别取大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和土壤分离得到的2种未知细菌从滤纸条边缘垂直向外画线接种。

（4）37℃培养24h，观察细菌生长状况。

图2、生物因素对微生物生长的影响接种图示

4、化学消毒剂对微生物生长的影响（滤纸片法）

（1）制取牛肉膏蛋白胨琼脂平板。

（2）用无菌吸管吸取0.2mL培养18h的大肠杆菌菌液（1皿）加入上述平板中，用无菌三角涂棒涂布均匀。

（3）将已经涂布好的平板皿底划分为5等份，每一等份内标明一种消毒剂（2.5%碘酒、5%石炭酸、75%乙醇、5%甲醛、1%来苏尔溶液）的名称。

（4）用无菌镊子将已灭菌的小圆滤纸片分别放人各种消毒剂中浸湿。

（5）将上述贴好滤纸片的含菌平皿倒置放于37℃条件下培养24h后观察并用直尺测量抑菌圈的大小。

图3、化学消毒剂对微生物生长的影响操作图示

五、实验结果

（1）比较4种菌在不同温度条件下的生长状况（“-”表示不生长，“+”表示生长较差，“++”表示生长一般，“+++”表示生长良好）制表。

（2）比较4种菌在不同NaCl浓度条件下的生长状况（“-”表示不生长“+”表示生长较差，“++”表示生长一般，“+++”表示生长良好）制表。

（3）绘图说明氨苄青霉素对4种细菌的抑（杀）菌效果，并解释原因。

（4）将滤纸片法检测5种化学消毒剂对大肠杆菌与金黄色葡萄球菌的作用效果制表。

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更新日期：2024-05-24

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编制人：冬冬