读书报告

——环境条件对微生物生长的影响 微生物的生长和繁殖受环境影响非常之大。微生物的数量极其巨大惊人，仅仅是人体身上就存在着2千克左右的微生物；其生长范围极其广泛，有高等微生物在的地方就有微生物在。而且微生物与人类的关系十分密切，像一把双刃剑，给人类带来利益的同时也带了残酷的破坏。那么，为了让微生物这种资源得到更好的利用，了解环境与微生物的存活关系将有助于人们控制微生物的活性，杀死有害微生物，更好利用有益微生物。 影响微生物生长环境因素主要有物理、化学等方面。

高温、常温、低温对微生物生长都有着很大的影响。温度影响着微生物体内酶的活性，影响着微生物的代谢……依照温度将微生物分类有嗜温，嗜热，嗜冷等种类，嗜热微生物就对发酵工业有着很重要的用途。高温有利于非气体物质在发酵液中的扩散和溶解；高温可以还可以降低冷却发酵产生热量所需要的成本；嗜热微生物生产的酶制剂的反应温度和耐热性都比嗜温微生物高尤其是DNA聚合酶有较强的热稳性。低温可以降低酶促反应的速度因此限制微生物的生长，于是我们可以利用低温度对微生物代谢活动的影响，在生产实践中用低温来保藏微生物菌种和食品等。寒冷温度适宜蔬菜制品的储藏；冷藏温度用于果蔬、鱼肉、禽蛋、乳制品的保存；冷冻温度则可以使食品冷冻成为固态加以保存，同时也用作菌种保藏。就像家里的电冰箱一样，根据不同的需要将不同的食品放在不同温度下进行储藏。高温可破坏细胞的部分组成成分，可引起蛋白质和核酸的不可逆变性，还可使质膜热溶解从而内含物泄漏死亡。可见，高温对微生物有着致命的杀伤力，高温灭菌成了一种普遍的灭菌方法，其主要有干热灭菌法，湿热灭菌法，这些对物品的保存起着相当重要的作用。

水分是微生物细胞的主要成分，也是微生物的正常生长的条件。大多数微生物在高渗环境会使细胞原生质脱水，发生质壁分离因而抑制微生物的生长，而且一些微生物在完全干燥的情况下是不能生长的。在干燥和高渗压的条件下会更好的对易被微生物感染的物品进行保存。

其次，环境的酸碱度，氧气和氧化还原电位和辐射对微生物的生命活动有很大的影响。pH值会改变微生物蛋白质的性质，会影响菌体细胞膜的带电荷性质，改变环境营养物的可给性和有害物的毒性。而氧气则是对微生物的生长有着直接的影响，大多数微生物利用氧气参与细胞的代谢，在水中氧气的可溶性是十分有限的，因此，在静止的液体中氧气的可利用性可能会成为影响微生物生长的限制性因子，不同的微生物对氧的需求与否是不同的，氧气对厌氧微生物有这毒害作用，对好氧微生物来说就是必需的，因此清除环境中的氧分子可以抑制好养微生物的生长。可利用这种方式对食物进行真空包装，能够有效的消除好痒微生物引起的食物腐败过程，延长货架期。微生物对辐射是比较敏感的，控制辐射方式可以有效的控制微生物的生长。例如，紫外光可以做微生物育种的诱变剂；利用一些辐射的强穿透性可用于食物的灭菌，也可延长食物的货架期。

利用化学因子对微生物的影响，人们制造出了化学杀菌剂和抑制剂，据用途和模式主要有消毒剂、防腐剂和化学治疗剂。其中，较为突出的醛类化学药剂因其杀菌效力高常常用于医用器械和用具；表面活性剂在临床上用于皮肤和黏膜的消毒；分离和培养某些菌体时在培养基中添加染色剂可以提高分离效果。还有很多的药剂都可杀死很多细菌。而防腐剂的利用更加充分，尤其在一些食品中。还有一类化学治疗剂，广泛的用于医疗事业，利用化学药剂对微生物的选择性毒性，很好得控制了由微生物引起的疾病，对人类做出了巨大贡献。 但是，在利用这些药剂的同是也要注意一些问题。例如，防腐剂在食品方面的利用对食品品质和对人们健康的影响。最近，食品的安全卫生问题引起了人们的广泛关注，虽然防腐

剂可以延长食品的保存期，但是要注意方式与量的使用。并且，我国对抗生素的依赖已经达到了非常严重的地步，抗生素的滥用已经使微生物对很多抗生素产生了抗性，迫使人们用更大剂量的抗生素解决微生物造成的医疗问题，如此反复形成了恶性循环。由此，希望这种情况的到及时的制止。

利用微生物的一些性质，可以处理环境污染问题，解决一些医疗事故，制作加工食品，制造能源物质等，但是在利用的同时要注意方式和量，凡事不可过度，水能载舟亦能覆舟。凡事有利必有弊，利用对微生物生长环境的控制来控制微生物必定会有一些弊端，若是控制不当，导致微生物突变，而人类无法控制，那么，也许对人类对世界都会是灾难！所以，适当利用这些资源，使其为人类所用的同时，尽量将其“副作用”降到最低！

第二篇：微生物学文献读书笔记

微生物学文献读后感

一、文章题目

A novel approach for assessing the susceptibility of Escherichia coli to antibiotics （评估大肠杆菌对抗生素易感性的一种新方法）

二、文章概要

Escherichia coli CVCC249 在不同抗生素浓度下的动态增长过程的分析结果表明，不能获得理想的最终结果的原因是用AST法不能完全确定药物浓度和细菌数量之比以及药物浓度和作用时间的综合效应。基于一系列浓度梯度的庆大霉素处理一定时间细菌的增长过程的分析，以及根据向前差分法，一种AST新方法被提了出来。

三、研究背景

1、AST（药敏试验）是临床微生物学实验室最重要的任务之一，它通常定性在MIC（最低抑制浓度）和MBC（最低杀菌浓度），这是由不同的杀菌方法和纸片扩散确定的。从AST获得的参数通常用来表明抗性反应或细菌对抗生素的敏感性，利用这些结果提供合理用药指导。

2、然而，由于AST的结果容易受到许多不确定因素的影响，使得耐药性和敏感性之间的断点变得相当难以区分。许多临床研究组织为AST的标准化方法作了巨大的努力。美国临床试验标准研究所19xx年提出了CLSI的标准化方法，还有后来英国抗菌化疗协会提出BSAC法，欧洲药敏测试委员会提出EUCAST法等。尽管标准在逐渐完善和提高，但前面的路还着实很远。

3、为了解决这个问题，该实验室设计了许多实验，改善AST方法。根据Fibonacci 序列分析，他们用细菌浊度的RC作为目标函数，提出了AST新方法。这个方法有望发展成为药效学的一种常用方法。

四、研究材料

1、从鸡中分离出来的致病性大肠杆菌E. coli CVCC249

2、标准质量控制菌株 E. coli 25922

五、研究方法

1、用增长序列浊度的RC值描述抗生素的抑制率

细菌细胞分裂的发生是一个随机过程，在任何时候细胞分裂都会有一定的比例。一定程度上符合Fibonacci 序列。但是，浊度仅仅反映细胞的总数，不能区分分裂和休眠细胞，而一般把细胞分裂用于目标函数。一般情况下，休眠细胞可以通过浊度的净增加值予以消除。RC的“无药”起点和“有药”终点可用来确定药物的抑制率。

2、用CFU和浊度的方法测定细菌的生长情况

5L接种菌株E. coli CVCC249，于10L发酵罐，37°C条件下培养，采样时间间隔为1h。

3、用等高线图显示随着增长率的增加药物浓度和作用时间的效果

等高线图是非线性回归基础上的非建模分析方法，可用来进行两个变量间的复杂分析。半乳糖苷酶可用来反映浓度和作用时间对酶催化的综合效应。

4、用AUC描述“用药”和“不用药”条件下细菌的增殖

一个单点的吸收光谱曲线可以反映一个系统所有因素的影响，然而波长间隔可以在很大

程度上影响实验误差，而波长间隔越大，误差越小。因此，若用AUC法对最初和最终的波长下的吸光度进行积分，则得到的结果误差会较小。相比经典的吸光度方法，AUC法更准确，可用它来减少只选择单一波长为目标函数所造成的误差。

5、用Savitzky-Golay样条估计平滑观察值

RC对误差非常敏感，在某些情况下递归曲线反映会类似于瞬时生长速率的现象，干扰统计分析。为了消除干扰，应该把数据平滑一下。

六、研究结果

1、限制性培养条件下的细菌种群的RC分析

（1）相同的增长过程中，CFU方法获得的生长曲线显示出高斯分布，而浊度的生长曲线显示潜伏期时间不少于20小时的波兹曼分布。

（2）浊度和CFU方法得到的结果非常接近，RC振荡在0.95和1.2之间。可以预见，抗生素抑制下细菌的RC值将小于1.0。

（3）在浊度中RC净增加值可用于消除休眠细胞的影响，其结果CFU方法相当，但不受接种和不同生长时期影响。

2、净RC值估计庆大霉素对Escherichia coli CVCC249的抑制率

（1）即使接种量不同，RC值的动态变化仍然相似。

（2）当浊度的AUC用来进行定量表征，抑制动态过程与细胞的抑制常数1×107和3.5×105 CFU接种量有显著不同。但当RC曲线的AUC用于定量表征时，它们将彼此相同。这表明净RC是用来描述药物的效果，休眠细胞和接种量的影响相抵消。

（3）单因素分析得到的结果：药物的影响被局限在某一时刻单一的浓度的影响，不能显示浓度和时间的综合效应。

3、抗生素的浓度和作用时间对Escherichia coli CVCC249抑制率的综合效应

（1）当庆大霉素的浓度低于2.0μg/ mL 时，超过10小时没有抑制效果。然而，当浓度大于2.0μg/ mL时，抑制率随着浓度的增加而增加。若要获得60％的抑制率，需要超过4.0μg/ mL的浓度和超过20小时的作用时间。

（2）当接种量为3.5×105CFU时，庆大霉素浓度和作用时间对抑制率的影响是相同的。

（3）一种药物对一种确定菌株的效果依靠作用时间或浓度，取决于这两个变量的综合影响。

（4）高浓度庆大霉素抑制率的等高线图表示，为了获得100％的抑制效果，需要15μg/ mL庆大霉素处理10小时。

（5）从药物浓度和作用时间的不同组合可以得到同一抑制率，而这不能由CLSI方法得到。 小结：浊度的净增值用于消除休眠细胞的影响，然后用细菌浊度的净RC值变化表示抗生素对细菌的分裂的影响。最后，用等高线图显示药物浓度和作用时间的综合效应。

七、心得体会

1、科学是一个不断发展的过程。在这个过程中，有成功，有失败，有对前人假说的否定，也有对前人学说的验证，还有对已有技术的革新。这要求研究者有一定的独立思考能力和批判精神，敢于发现，敢于质疑，敢于探索，敢于将成果公诸于众。

2、我们做科研时要注意选题的重要性。重点选择人类目前急需解决的生产生活面临的难题。 如这篇文章讲的是临床微生物学的一项研究，目的在于更好地提供抗生素的合理用药指南。而如何合理应用抗生素就是摆在当今人类面前的一大问题。

3、学科之间的交叉性。本文用数学分析的方法运用于细菌实验，将微生物学和数学很好地结合在了一起。因此，学会根据不同学科的内容和特点，选取研究方向，对研究大有裨益。这也是当代大学生应当培养的专业素质和能力。(By：南京农业大学 生科102班 郑焕明)