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微生物的繁殖条件及特点:pH和水分的影响

【摘要】:嗜酸微生物能够在pH值低于2的条件下生长。在缺水的环境中,微生物的新陈代谢会减慢至停止,最后导致微生物的死亡。但是各种微生物生长繁殖时所要求的水分含量不同。对营养的要求微生物生长繁殖所需的营养物质主要有水、碳源、氮源、无机盐和生长因子等。万花筒微生物除了繁殖快、抗性高等特点外,它们还有很大的食量,而且是个儿越小“胃口”越大。微生物不仅食量大,而且无所不“吃”。

微生物并不是我们所想的那样无敌,它和其他生物一样需要良好的生存环境才能进行大量的繁殖,只是不同的微生物的繁殖周期长短不同。微生物对酸碱度、水分、温度、营养成分等都有一定的要求,不同的微生物要求的标准是不同的。我们就来了解一下大部分微生物对以上条件的要求,这样也有助于我们有效地控制微生物的生长、繁衍。

对酸碱度的要求

大部分微生物,生长环境的pH值为5~9。嗜酸微生物能够在pH值低于2的条件下生长。嗜碱微生物能够在pH值大于10的条件下生长。常见的霉菌和酵母菌一般适宜在pH值为5或低于5的环境中生长。

小知识

pH值就是溶液中H+浓度的负指数,是溶液酸碱程度的衡量标准。pH值是一个介于0~14之间的数,当pH<7的时候,溶液呈酸性;当pH>7的时候,溶液呈碱性;当pH=7的时候,溶液呈中性。

对水分的要求

所有的微生物细胞内都含有水,它们通过水作为溶剂在细胞内进行各种化学反应。在缺水的环境中,微生物的新陈代谢会减慢至停止,最后导致微生物的死亡。但是各种微生物生长繁殖时所要求的水分含量不同。

对温度的要求

科学家根据微生物对温度的适应性,将微生物分为三个生理类群,即嗜冷、嗜温、嗜热三大类微生物,并且发现每一类群微生物都有最适宜生长的温度范围。

对营养的要求

微生物生长繁殖所需的营养物质主要有水、碳源、氮源、无机盐和生长因子等。

实验——霉菌的生长与什么有关?

研究问题:水和温度会影响霉菌的生长吗?

需要的器材:四片面包,牙签,滴管,发霉的面包一块,四个塑料袋

步骤:1.用牙签在发霉的面包上蘸取少量霉菌分别涂到四片面包上,每两片面包为一组。

2.在其中一组的一片面包上用滴管滴十滴水,另一片面包不做任何处理。然后各装入塑料袋,把这两片面包都放在同一个地方。经过几天后观察上面霉菌的变化,说明了什么?

3.另一组的两片面包作如下处理:分别装入塑料袋,其中一片面包放入冰箱,另外一片面包放到每日能被太阳晒到的地方。几天后去观察这两片面包上的霉菌的变化,你又能得出什么结论呢?

像科学家那样自己动手动脑,找到正确的答案。

▲生长在面包上的霉菌(www.chuimin.cn)

广角镜——霉菌的繁殖

霉菌属于真菌类,由菌丝构成。菌丝通过将末端伸长的方式进行生长。长长的菌丝缠绕在一起形成绒毛状、絮状、网状菌落。霉菌有根霉、毛霉、曲霉、青霉等。由于霉菌繁殖速度快,很容易让我们的食物、家具、衣服等变质生霉。

▲发霉的油桃

▲快速繁殖的各种霉菌

霉菌主要以孢子的方式来繁殖。霉菌的菌丝顶端的细胞会涨大形成一个囊状结构,叫孢囊(如白地霉),有的根据霉菌的不同称为顶囊(如曲霉)。但是它们的里面都有许多小孢子,前者为孢囊孢子,后者为分生孢子。这些孢子都会在适宜的条件下长成新的霉菌。

霉菌的孢子凭着它们又小又轻,数量很多,形态色泽各异以及它们休眠期长和抗逆性强等特点,在自然界中随处散播和繁殖。易于造成污染、霉变和易于传播动植物的霉菌病害,给人类造成了很多麻烦。

你知道吗?

霉菌在温度20℃~28℃、相对湿度为80%~90%的环境中比较容易生长,人类食用了滋生霉菌的食物后会引起中毒和癌变。

根据联合国粮农组织估算,全世界每年大约有5%~7%的粮食、饲料等农作物产品受霉菌污染,霉变所造成的粮食和饲料经济损失可达数千亿美元。

轶闻趣事——一个真正的“小人国

尽管这些微生物有着很强的繁殖能力,在短时间可以制造出上万的子孙后代,但是我们从未用肉眼看到过它们。那是因为微生物王国是一个真正的“小人国”,一个个小得惊人。就以细菌家族的“大个子”杆菌来说,让3000个杆菌头尾相接“躺”成一列,也只有一粒米那么大;让70个杆菌“肩并肩”排成一行,刚抵得上一根头发丝那么宽;全地球总人口数(65亿)那么多的细菌加在一起,才只有一粒芝麻的重量。微生物如此之小,人们只能用“微米”甚至更小的单位“纳米”来衡量它。大家知道,1微米等于1/1000毫米。细菌的大小,一般只有几个微米,有的只有0.1微米,而人的眼睛只有分辨大约0.06毫米的本领,难怪我们没法看见它们了。

万花筒

微生物除了繁殖快、抗性高等特点外,它们还有很大的食量,而且是个儿越小“胃口”越大。微生物的结构非常简单,一个细胞或是分化成简单的一群细胞,就是一个能够独立生活的生物体,承担了生命活动的全部功能。它们个儿虽小,但整个体表都具有吸收营养物质的机能,这就使它们的“胃口”变得庞大。如果将一个细菌在一小时内消耗的糖分按相应比例换算成一个人要吃的粮食,那么,这个人得吃500年。微生物不仅食量大,而且无所不“吃”。地球上已有的有机物和无机物,它们都“吃个遍”,就连化学家合成的最新颖复杂的有机分子,也都难逃微生物之“口”。

小知识——菌落

细菌固定在一个地方生长繁殖,就会形成能用肉眼看见的小群体,这个小群体叫菌落。菌落有各种绚丽的色彩,如葡萄球菌的菌落是金黄色的,绿脓杆菌的菌落是绿色的。可以通过细菌菌落的形状、大小、厚薄和颜色等特点来鉴别各种菌种。弗菜明就是通过观察金黄色的葡萄球菌,发现“吃”掉葡萄球菌的青霉素,从此揭开了抗生素的秘密。

▲橘青霉在马铃薯葡萄糖琼脂(PDA)平板上的菌落特征

▲表皮葡萄球菌在血琼脂平板上的菌落特征