微生物的实验室培养环境要求

合适的环境有利于微生物生长，微生物的生长是与外界环境共同作用的结果。影响微生物生长的主要因素有营养物质、水、气体、温度和pH等。在培养过程中，环境的变化会对微生物产生很大的影响。当外界环境条件适宜时，微生物进行正常的生长和繁殖；相反，当外界条件不适宜时，微生物的生命活动受到YZ或引起变异甚至死亡。不同微生物对各种环境条件的敏感性不同，通过分析微生物生长环境，不仅有助于掌握微生物生长繁殖规律，而且对微生物实验室的生产实践也有指导意义。

（一）营养物质是微生物的实验室培养Z基础条件

营养物质不足导致微生物生长所需的碳源、氮源、能源、无机盐等成分不足，为适应营养物质不足的环境，微生物一方面降低或停止细胞物质合成，避免能量的消耗，另一方面对胞内某些蛋白质和脂肪等对微生物生长作用不大的物质进行降解以重新利用。例如在氮源、碳源缺乏时，机体内蛋白质降解速率比正常条件下的细胞增加了7倍，同时DNA复制的速度也下降，导致生长停滞。

此外，水不仅是微生物的重要组成成分，还起着溶剂和运输介质的作用，参与微生物体内的水解、缩合、氧化-还原等一系列生物化学反应。微生物在生长过程中，对培养基的含水量有一定的要求，必须有足够的水分，微生物才能正常的生长。另外，空气湿度对微生物的生命活动也有很大影响。空气湿度大有利于它们的生存和传播。如在酿造业中，曲霉菌生长时，对环境湿度要求较高。当环境湿度接近饱和湿度时，可以促进很多种类的真菌旺盛生长。在长江流域梅雨季节，物品容易发霉，主要是由于空气湿度大和温度较高的原因。若环境过于干燥，微生物则不能生长，长期失水会导致菌体死亡。

（二）气体是微生物的实验室培养的必要条件

与微生物生长有关的气体主要是氧气和二氧化碳，但多数微生物在新陈代谢过程中产生的二氧化碳能够满足需要，故这里所说的气体主要指氧气。根据各种微生物对氧气的需求不同，可将微生物分为以下几类。

1.厌氧微生物 这类微生物在生长过程中，不需要分子氧。只能在无氧气的条件下才能生长，分子氧的存在对它们的生长产生毒害，不是被YZ就是被杀死。如破伤风梭菌、产碱韦荣球菌、肉毒梭菌。

2.耐氧微生物 这类微生物在氧气含量2%以下的氧气环境中生长良好，生长过程中不需氧气，但也不怕氧气存在，不会被氧气杀死。如粪链球菌、黏液真杆菌。

3.兼性厌氧微生物 这类微生物在有、无氧气的环境下都能生长，通常在有氧环境中生长得更好，如大肠杆菌、鼠伤寒沙门菌。在无氧气存在的条件下，可以进行无氧发酵，如酵母菌的无氧乙醇发酵。

4.微需氧微生物 这类微生物在氧气含量为2% 耀6%的条件下生长良好，当氧气浓度超过10%时，其生长繁殖反而受YZ，如空肠弯曲杆菌、伊氏放线菌。

5.需氧微生物 需要在一定浓度（占总气体体积的20%以上）氧气环境中才能生长繁殖的微生物，没有氧气，便不能生长，但是高浓度的氧气对需氧微生物也是有毒的。很多需氧微生物不能在氧气浓度大于大气中氧气浓度的条件下生长。绝大多数微生物都属于这个类型，如炭疽杆菌、结核分枝杆菌。

（三）pH值微生物的实验室培养的重要条件

微生物在培养基中生长，其新陈代谢也可以改变培养基的pH。如乳酸杆菌分解葡萄糖产生乳酸，使培养基pH下降，而尿素杆菌在分解尿素时产氨，使培养基pH升高。为了维持微生物生长过程中pH的相对稳定，往往在配制培养基时加入一些缓冲物质，如磷酸盐、碳酸盐等，以免在培养过程中，培养基的pH发生较大改变。在发酵工业中pH的变化可以改变微生物的代谢途径，产生不同的代谢产物。如酿酒酵母生长的Z适pH为4.0耀5.0，其间进行酒精发酵，当pH大于7.6时，发酵产物中同时含有酒精、甘油和乙酸。因此可以通过调控发酵液的pH，使微生物的代谢向我们期望的方向进行。

因此，在培养微生物时，要明确该种微生物与氧气的关系，采取相应的措施保证所培养的微生物能正常生长。例如，培养专性需氧微生物，可以通过振荡或通气等方式使之有充足的氧气供其生长。培养专性厌氧微生物，则要排除环境中的游离氧等。

环境中的pH对微生物的生命活动有很大影响。自然界中，pH在1耀1都有微生物生活，大多数微生物生活在pH4耀9的环境中，只有少数微生物pH在2以下和pH在10以上都能生长。一般说来，微生物种类不同，其生长的Z适、Z低和Z高的pH范围也不同。

（四）温度是微生物生长的重要环境因素之一。

温度是微生物生长的重要环境因素之一。从微生物总体来看，生长的温度范围很广，从0℃以下到10℃以上的地球部位都有微生物生存，但具体到某一种微生物，则只能在较狭窄的温度范围内生长。也就是说，不同微生物对温度的要求不同。各种微生物都有其生长繁殖的Z高温度、Z低温度和Z适温度。Z高温度是指微生物能生长的温度上限，在此温度下，微生物仍能生长，而超过这个温度时，微生物即停止生长或死亡。Z低温度是指微生物能生长的温度下限，在此温度下，微生物尚能生长，但生长速度非常缓慢。Z适合生长的温度称为Z适温度，在这个温度下，微生物迅速生长。根据微生物生长的Z适温度不同，可以把微生物分为嗜温、嗜热、嗜冷、兼性嗜冷和超嗜热等五种不同的类型。它们都有自己的Z低、Z适和Z高生长温度范围。

在适宜的温度范围以外，过高或过低的温度都不利于微生物的生长。超过微生物生长的Z高温度，可引起微生物细胞内蛋白质凝固、酶变性失活、代谢停滞，从而引起微生物死亡。当微生物实验室的培养环境温度低于微生物生长下限时，可造成微生物细胞内酶的活性降低，新陈代谢活动缓慢，微生物进入休眠状态。