各种物理因素对细菌的影响——表面张力和压力

表面张力

液体表面的分子被它周围和下面的分子所吸引，因而只有收缩的倾向。这种力量称为表面张力。

纯水的表面张力每平方厘米约为72 dyn，水中含有营养物质时，表面张力可降至45-65 dyn ，在此范围内细菌生长良好。再降低时，则细菌的生长、繁殖和形态都要受到影响。

许多有机酸、醇类、湿润剂、去污剂有降低溶液表面张力的作用；皂角甙，蓖麻油酸钠，胆酸盐如脱氧胆酸钠、甘氨胆酸钠和牛磺胆酸钠等也有降低表面张力的作用。而一些无机盐类则可使表面张力增高。

压力

对细菌生命活动具有较重要影响的压力主要有两种，即渗透压和气体压。二者都是物理因素，但渗透压在很大范围内受化学物质的影响。

1 ．渗透压

所有生物的细胞外膜都具有特殊透过性，即半透过性。它可以让水透过，但对其他物质的透过则具有选择性，细菌的胞浆膜也具有这种特性。

若将糖溶液置于羊皮纸袋（半透膜）内．将袋浸入水中，由于水分子可以自由渗透，而糖分子则不能渗透，又因纯水中的水分子较多，所以进入袋内的水分子比渗出的水分子多。袋内水分增加、产生流体静压、即称为渗透压。

任何溶液的渗透压都和溶质的分子数目成正比，而与分子的性质无关。任何物质，1M （摩尔）溶液的渗透压是相等的，都是22.4 大气压，因而同样重量的两种物质，分子量小的物质的渗透压较分子量大的高。例如5%葡萄糖的渗透压比5%蔗糖的渗透压为高。渗透压又与溶液中离子的数目成正比。电解质由于每分子可解离成二个以上的离子，因而同一浓度（摩尔）的两种物质，能解离者的渗透压高于不能解离者。而在同一种溶液、溶质的浓度越大，则溶液的渗透压越高。

置细菌于低渗液或水中，菌体吸入水分。细胞浆胶体分子间的距离因水分增多而加大，使菌体膨胀甚至破裂，细胞浆从细胞内逸出，这称为胞浆压出。置细菌于高渗压中，则菌体中水分渗出，细胞浆萎缩，而与细胞膜分离，称为胞浆分离。

因为菌体中磷酸盐、磷酸脂，嘌呤、嘧啶等以高度浓缩的状态存在着，革兰氏阳性菌并能在菌体内浓聚某些氨基酸（如谷氨酸），所以菌细胞具有较高的渗透压。革兰氏阳性菌的渗透压约为20-25 大气压，革兰氏阴性菌约为5-6 大气压。一般培养基的渗透压较低，细菌在这样的培养基中不至破裂是由于细胞壁的保护作用。

细菌虽比其他细胞对于渗透压的改变具有较大的抵抗力，但也有一定的限度。超过之后，生长受抑制。细菌对渗透压的抵抗力可因菌龄范不同。幼龄的细菌对氯化钠的抵抗力较老龄者为小，这是因为盐的分子量较小且可以电离一般细菌在浓盐液或糖液中不能繁殖。芽孢生长时最适的渗透压比繁殖体低。

2 ．气体压力

( 1 ）氧：2 个大气压的纯氧能使粪产硷杆菌、弧菌和炭疽仟菌的生长受到抑制，但不能杀死它们，而且在除去过多的氧气后，它们即可恢复繁殖。

( 2 ）氢：氢气压力能影响细菌的染色反应，常可使革兰氏阳性变为阴性。肺炎球菌对小白鼠的致病性可因氢气的处理而改变。

( 3 ）氮气：对细菌无甚影响，故在厌氧培养时常用以置换含氧的空气。

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