表麵張力
液體表麵的分子被它周圍和下麵的分子所吸引,因而隻有收縮的傾向。這種力量稱為表麵張力。
純水的表麵張力每平方厘米約為72 dyn,水中含有營養物質時,表麵張力可降至45-65 dyn ,在此範圍內細菌生長良好。再降低時,則細菌的生長、繁殖和形態都要受到影響。
許多有機酸、醇類、濕潤劑、去汙劑有降低溶液表麵張力的作用;皂角甙,蓖麻油酸鈉,膽酸鹽如脫氧膽酸鈉、甘氨膽酸鈉和牛磺膽酸鈉等也有降低表麵張力的作用。而一些無機鹽類則可使表麵張力增高。
壓力
對細菌生命活動具有較重要影響的壓力主要有兩種,即滲透壓和氣體壓。二者都是物理因素,但滲透壓在很大範圍內受化學物質的影響。
1 .滲透壓
所有生物的細胞外膜都具有特殊透過性,即半透過性。它可以讓水透過,但對其他物質的透過則具有選擇性,細菌的胞漿膜也具有這種特性。
若將糖溶液置於羊皮紙袋(半透膜)內.將袋浸入水中,由於水分子可以自由滲透,而糖分子則不能滲透,又因純水中的水分子較多,所以進入袋內的水分子比滲出的水分子多。袋內水分增加、產生流體靜壓、即稱為滲透壓。
任何溶液的滲透壓都和溶質的分子數目成正比,而與分子的性質無關。任何物質,
置細菌於低滲液或水中,菌體吸入水分。細胞漿膠體分子間的距離因水分增多而加大,使菌體膨脹甚至破裂,細胞漿從細胞內逸出,這稱為胞漿壓出。置細菌於高滲壓中,則菌體中水分滲出,細胞漿萎縮,而與細胞膜分離,稱為胞漿分離。
因為菌體中磷酸鹽、磷酸脂,嘌呤、嘧啶等以高度濃縮的狀態存在著,革蘭氏陽性菌並能在菌體內濃聚某些氨基酸(如穀氨酸),所以菌細胞具有較高的滲透壓。革蘭氏陽性菌的滲透壓約為20-25 大氣壓,革蘭氏陰性菌約為5-6 大氣壓。一般培養基的滲透壓較低,細菌在這樣的培養基中不至破裂是由於細胞壁的保護作用。
細菌雖比其他細胞對於滲透壓的改變具有較大的抵抗力,但也有一定的限度。超過之後,生長受抑製。細菌對滲透壓的抵抗力可因菌齡範不同。幼齡的細菌對氯化鈉的抵抗力較老齡者為小,這是因為鹽的分子量較小且可以電離一般細菌在濃鹽液或糖液中不能繁殖。芽孢生長時最適的滲透壓比繁殖體低。
2 .氣體壓力
( 1 )氧:2 個大氣壓的純氧能使糞產鹼杆菌、弧菌和炭疽仟菌的生長受到抑製,但不能殺死它們,而且在除去過多的氧氣後,它們即可恢複繁殖。
( 2 )氫:氫氣壓力能影響細菌的染色反應,常可使革蘭氏陽性變為陰性。肺炎球菌對小白鼠的致病性可因氫氣的處理而改變。
( 3 )氮氣:對細菌無甚影響,故在厭氧培養時常用以置換含氧的空氣。
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