Chapter 6 微生物之生長
6.1 微生物生長模式 6.1.1 生殖(Reproduction) 微生物在適當環境下攝取足夠養分，使細胞長大，也會進行繁殖，因此 生長 包含: 1. 個別細胞之生長與繁殖 2. 微生物族群之增加 微生物生殖分為: 1. 有性生殖(sexual reproduction): 雌、雄細胞發生融合及交換遺傳物質 2. 無性生殖 (asexual reproduction): 出芽生殖(budding) 、二分裂生殖法(binary fission) 、分支生殖法(branching) 、絲狀生殖 法(mycelial growth) 或尖端生長(apical growth)
6.1.2 微生物生長之測定方法 一、細胞數量之測法 1. 抹片顯微鏡計數法 2. 特殊玻片顯微鏡計數法:血球計數器 3. 平板測定法:培養皿，菌落30-300個 4. 薄膜過濾計數法: 0.45µm濾膜，菌落 <200個 二、細胞重量之測法 1. 細胞乾重法 2. 濁度法 3.氮含量測定法 三、菌體活性測定 ATP、脫氫酵素活性、氧氣攝取率
6.1.3 微生物之生長曲線 一、以菌數和時間作圖 在批次培養情形下，可以菌數和時間作圖，得生長曲線。
二、以比生長速率和時間作圖 比生長速率 µ =
6.1.6 微生物之死亡
6.2 營養需求 各類微生物有其一定化學組成，因此微生物生長要有材料(碳源、氮源、水、維生素等)和能量。 一、能源 化學合成菌(chemotroph) : 利用化學物 質的氧化分解取得能量者。 光合成菌(phototroph) : 有色素能轉化光 能者。
二、碳源 自營菌(autotroph) : 以無機碳源而增殖 者。 異營菌(heterotroph) : 以有機碳源而增 殖者。 主要功能: 1. 形成細胞之碳水化合物脂質蛋白質 2. 形成代謝產物 由以上兩分類可進一步分為: 化學自營菌 ( chemo – auto – troph) 化學異營菌 ( chemo – hetero – troph) 光合自營菌 ( photo – auto – troph) 光合異營菌 ( photo – hetero – troph)
三、氮源功能 1. 形成細胞之蛋白質及核酸 2. 形成代謝產物 3. 作為硝化菌之氮源及能源 四、無機性養分: S、P、K、Mg、Ca、Fe 、Na、F等。可作建構因子、輔助因子 或細胞傳輸有關。 五、微量元素 : Zn、 Mn、 Mo、 Se、 Co、 Cu、 Ni等， 可作輔助因子。 六、有機性養分 如維生素、氨基酸等。
6.3 影響生長之因子 一、氣體 分為好氧菌、微好氧菌、兼氣厭氧菌、 厭氧菌等。
二、溫度 對細胞影響其脂肪質及蛋白質。 細胞膜含脂肪酸，溫度會改變脂肪酸飽合度。低溫時，脂肪酸流動性降低，影響基質傳輸；高溫時，脂肪酸結構喪失，細胞內容物流出。飽合脂肪酸多，可耐高溫；不飽合脂肪酸多，可耐低溫。 高溫會使蛋白質變性(denaturation)。 依生長溫度微生物可分: 1. 嗜高溫菌(thermophile): > 45oC 2. 嗜中溫菌(mesophile) : 20-45oC 3. 嗜低溫菌(psychrophile): < 20oC
三、 pH 1. 微生物活性改變 pH。培養基中加入緩衝 液。另硫鐵礦中，Thiobacillus菌屬造成酸化 現象。 2. pH 對細胞分子成分之影響。酵素蛋白質變 性，或改變 pH 梯度，影響ATP生成。 3. pH 之選擇性影響。造成選擇嗜酸菌或嗜鹼 菌。 細菌及藍綠細菌: pH 5-9，最適pH 7； 真菌、黴菌及酵母菌: pH 1-6，最適pH 5； 原生動物: pH 5-8，最適pH 7； 藻類: 可上升至pH 10
四、 滲透壓 高滲透壓時，細胞脫水死亡；低滲透壓 時，細胞膨脹死亡。如食品添加食鹽或 糖即是利用此理。然可生存於此環境之 菌稱好滲透菌(osmophile)，如好糖菌 (saccharophile)可存於67%之糖液；好 鹽菌(halophile)在15%NaCl中生存。 五、光源 藻類及光合作用菌可行光合作用。紫外 線對生物是有害。 六、 生長空間
七、表面張力 G(+)菌喜高表面張力；G(-)菌相反。 八、毒性物質 1. 重金屬: Ag>Hg>Sn>Cu>Cd>Cr>Ni>Pb>Co>Zn。 2. 殺菌劑、消毒劑、除草劑、殺蟲劑 3. 含硫化合物產生H2S。 九、 微生物之相互作用 1. 獨立生長；2. 相利共生； 3. 片利共生； 4. 拮抗競爭或寄生 十、其它化學物質 如抗生素、肥皂、清潔劑等。青黴素G(+) sensitive；鏈黴素G(-) sensitive； 氯黴素 G(+)sensitive。