005年成人高考教育理论试题及答案下专升本.ppt

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1、微生物的生长繁殖 微生物的生存因子 其它不利环境因子对微生物的影响 微生物与微生物之间的关系 菌种的退化、复壮与保藏,第六章 微生物的生长繁殖与生存因子,6.1 微生物的生长繁殖,一、微生物生长繁殖的概念,繁殖（reproduction）： 个体数目增加,一个微生物细胞,合适的外界条件，吸收营养物质，进行代谢,个体的生长 原生质的总量(重量、体积、大小)就不断增加,个体的繁殖 如果各细胞组分是按恰当的比例增长时，则达到一定程度后就会发生繁殖，引起个体数目的增加,群体内各个个体的进一步生长,群体的生长,多细胞微生物的生长只是细胞数目增加，不伴随个体数目增加；如果细胞数目增加，个体数目也增加，则称

2、为多细胞微生物的繁殖,6.1 微生物的生长繁殖,世代时间（G）,细菌两次细胞分裂之间的时间，称为世代时间。,世代时间会随着环境条件发生改变，环境工程中需要选取世代时间短的菌种，或缩短世代时间，以提高处理效率。,个体生长 个体繁殖 群体生长 群体生长 个体生长 个体繁殖,6.1 微生物的生长繁殖,二、研究微生物生长的方法,除了特定的目的以外，在微生物的研究和应用中，只有群体的生长才有意义 。,培养方法： 分批培养（batch culture） 连续培养（continuous culture）,6.1 微生物的生长繁殖,（一）分批培养 batch culture,分批培养：将一定量的微生物接种在一

3、个封闭的、盛有一定量液体培养基的容器内，保持一定的温度、pH和溶解氧量，微生物在其中生长繁殖。,应用：生理特性研究、生物发酵和生物治污。,将少量微生物一次接种于一定容积的培养基中生长培养， 最后一次收获。,静止期,衰亡期,细菌的数量很大，都是10的n次方，取对数作图时方便,总菌数,活菌数,6.1 微生物的生长繁殖,典型生长曲线（growth curve）：,定量描述液体培养基中微生物群体生长规律的实验曲线,6.1 微生物的生长繁殖,1、停滞期（迟滞期或适应期）,为什么会出现停滞期？,特征： 生长速率为零，不立即进行细胞分裂、增殖，数量不变甚至减少 细胞内RNA含量高，原生质呈嗜碱性 代谢活跃，

4、个体体积、重量增高 细胞形态变大或增长 对外界不良环境敏感,6.1 微生物的生长繁殖,停滞期（迟滞期或适应期）,影响停滞期长短的因素： 菌种：遗传特性 繁殖速度较快的菌种的延迟期一般较短； 接种量：接种量大，停滞期短。 接种群体菌龄： 接种对数期的细菌，停滞期大大缩短。 静止期或衰亡期基本耗尽各种辅酶或其它细胞成分，代谢产物积累中毒，而使停滞期延长。 营养：从富集培养基转移到贫乏培养基中也出现停滞期。,（尽量保持接种前后所处的培养介质和条件一致）。,6.1 微生物的生长繁殖,停滞期（迟滞期或适应期）,在实际工作中如接种菌种以启动新的水处理设施，投加新鲜污泥时，接种的细菌不习惯于新环境，会出现或

5、长或短的迟缓期，迟缓期的出现会增加操作时间，降低工作效率。,采用处于高效菌群对数期的菌种、增大接种量、尽量保持接种前后所处的培养介质和条件一致等方法来缩短或消除停滞期。,6.1 微生物的生长繁殖,2、对数期,特征： 生长速率常数最大，代时最短 酶系活跃，代谢旺盛 对不良环境的抵抗力强 群体中细胞的化学组分及形态、生理特性都比较一致,指数生长： NxN02n,6.1 微生物的生长繁殖,对数期细菌代时G计算,指数生长： NxN02n,6.1 微生物的生长繁殖,3、静止期,特征： 生生率死亡率 活菌数达最高，且保持相对稳定 开始积累贮存物质（PHB、异染粒、糖原、淀粉粒、脂肪粒等）,原因： 营养物尤

6、其是生长限制因子的耗尽 营养物比例失调 有害代谢产物累积 pH、氧化还原电位等物理化学条件变化,6.1 微生物的生长繁殖,4、衰亡期,特征： 生生率死亡率 活菌数减少 细胞出现多形态、畸形或衰退型,原因： 内源呼吸，即自溶 有毒代谢产物大量积累,什么时期菌体代谢产物最多,什么时期细菌细胞代谢活性最强,什么时候细菌细胞总数最多,什么时期细菌细胞生长速度最快,什么时期世代时间短而稳定,对数生长期,静止期（最高生长量）,静止期（最高生长量）,对数生长期,对数生长期,小 结,6.1 微生物的生长繁殖,（二）连续培养 continuous culture,连续培养又称开放培养，具体地说，当微生物以分批培

7、养的方式培养到指数期的后期时，一方面以一定速度连续流入新鲜培养基和通入无菌空气；另一方面，利用溢流的方式，以同样的流速不断流出培养物。容器内的培养物就可达到动态平衡，其中的微生物可长期保持在指数期的平衡生长状态和恒定的生长速率上，于是形成了连续生长。,6.1 微生物的生长繁殖,恒浊连续培养,恒浊 培养基浊度恒定（实质是细菌数量恒定）-不断调节流速使培养液浊度保持恒定。 发酵生产较多（收获大量菌体和代谢产物），生物治污很少应用,6.1 微生物的生长繁殖,恒化连续培养,恒化 维持进水中的营养成分恒定-恒定流速，及时补充营养，营养物浓度基本恒定，从而保持恒定生长速率。又称恒组成连续培养。培养基成分中

8、，必须将某种必需的营养物控制在较低的浓度，以作为限制性因子，而其它营养物过量。常用的有氨、氨基酸、葡萄糖、生长因子、无机盐等。 应用：环境工程、生物工程、实验室研究（细菌生理特性研究、细菌的快速筛选研究等）,不同点：分批培养：经历四个时期 连续培养：理论上，对数生长期,分批培养与连续培养特征的比较,6.1 微生物的生长繁殖,恒化连续培养,目前, 污水连续生物处理法均类似于恒化连续培养。（流速不完全恒定）,除了SBR法外，其余的污废水生物处理一般均采用恒化连续培养。,6.1 微生物的生长繁殖,三、细菌生长曲线在污水微生物处理中的应用,不同的生物反应器，乃至同一反应器的不同位置，细菌的生长状态可能

9、不同！ 根据废水的水质情况，可利用不同生长阶段的微生物处理废水。,细菌生长曲线在污水处理中的应用,在废水处理中，不同系统状态可用不同生长阶段的微生物： 用初期培养的活性污泥处理废水时，宜接种对数期微生物； 在常规活性污泥法和生物膜法的处理运行中，宜接入稳定期微生物； 用高负荷活性污泥法处理废水时，宜用对数期和稳定期微生物； 对于有机物含量低、BOD5/COD0.3、可生化性差的废水，可用衰亡期微生物处理； 对间歇排放的低浓度有机废水可采用含衰亡期微生物的间歇曝气法进行生物处理。,连续生物处理中的细菌状态表,细菌的生,长阶段,应用举例,特点,迟缓期,无,连续化稳定操作中没有这一阶段,对数生长期,

10、高负荷活性污泥法 (大部分区域),稳定期,生物膜法,常规活性污泥法 (大部分区域),衰老期,污泥的厌氧消化,1:0.40.8BOD.d- 细菌与降解BOD重量比,1:0.4以下,什么是细菌的生长曲线？细菌的生长繁殖分为哪几个时期？常规的活性污泥法利用的是细菌生长曲线的哪一时期？为什么？,对数期,衰老期,平推流式活性污泥法,稳定期,6.1 微生物的生长繁殖,四、微生物生长量的测定方法,测定不同种类、不同生长状态微生物的生长情况，需要选用不同的指标。通常对单细胞微生物来说，既可测定细胞数目，又可测定生长量；而对多细胞(尤其是丝状真菌)，则常以菌丝生长的长度等作为生长指标。测定微生物生长的方法多种多

11、样，在实际工作中，可根据研究对象或要解决的问题加以选择。,测定微生物总数 测定活细菌数 计算生长量,6.1 微生物的生长繁殖,（一）测定微生物总数,计数器直接计数 染色涂片计数 比例计数 比浊计数法,借助显微镜直接观察测定 优点：快速 缺点：不能区分细菌死活,1、计数器(血球计数板）测定法,0.1ml菌液,提问：数了125个小格中有90个细菌，样品中的细菌浓度是多少？ (90个125) * 400 / 0.1ml =2880个/ml 适用范围：测定个体较大的细菌或原生动物 细菌个体若太小、过多，由于每一小格中细菌层层叠加，相互遮挡，难以准确计数。,数数细菌（或其他微生物或细胞）数目，（一般数1

12、25个小格），折算样品细菌浓度；,2、涂片染色法,视野菌液(ml)(0.01ml 1cm2)*视野面积(cm2),3、比例计数法,比例样品菌液与等体积的血液混合，观测二者比例,红血球数已知(男性400500万个ml，女性350450万个ml)，平均400万个/ml,浊度细菌悬浮液的浊度,细菌不完全透光，一定范围内细菌溶液的混浊度与细菌数量成正比,4、比浊计数法,（1）制标准曲线（ODNo）,（2）测菌液浊度，查图表得出细菌数量,浊度仪或721分光光度仪,6.1 微生物的生长繁殖,测定活细菌数,稀释培养计数 生长较慢的细菌 过滤计数 微孔滤膜过滤，将膜置于已倒好的平板上培养得到生长的菌落，计数。

13、 菌落计数 10倍稀释法稀释成系列菌液，然后各取1mL置于无菌平皿中，培养，计数。,（二）间接计数法(活菌计数法),稀释液体计数法(参考W3-2课件）,又称MPN法 （或最可能数法） Most Probable Number 例如测定SRB（硫酸盐还原菌，厌氧）的数量 提问：能用稀释平板法计数吗？为什么？ 一般不能，厌氧菌暴露在空气中不能生长（除非厌氧培养箱）,对这类菌可以利用它们生长时产生的硫化亚铁黑色特征 进行深层隔氧液体培养，按MPN法进行计数。,无菌水,稀释平板计数法固体培养法,第一步：菌样巧妙稀释,得到不同稀释度 （10-x）菌液,菌样被无菌水不同稀释倍率后平板培养图,各取1ml，均

14、匀涂布于冷固体培养基平板上或与温热液态固体培养基混合冷却。,第三步：培养,稀释度过低，菌落密集无法计数,可以计数，但数量过多，费时费力,数量合适，统计计算，作为结果,数量太少，误差因素太大，不做计数,第二步：接种平板,每一个细菌会生成一个菌落,一般计数平板的细菌生长菌落数以30300个为宜。,第四步： 计数,细菌数量=？ 细菌数量=数出的菌落数/稀释度 例如：10-5稀释度时菌落数为125个 细菌数量=125/10-5=1.25107个/mL 平板计数法是采用最广的一种活菌计数法 如国标法水中细菌总数的测定 。 注意：作空白及取平行样（23组）均值减小误差,平均,6.1 微生物的生长繁殖,（三

15、）计算生长量,微生物生长的测定也可以不测定细胞的数目，而代之以测定细胞的生长量以及与生长量相平行的生理指标。此类方法适用于一切微生物。,测细胞干重法 将离心得到的细胞沉淀物置于100105的烘箱中干燥过夜至恒重后称重的方法称为干重法。此法适用于菌体浓度较高的样品，并要求除尽杂质。 细胞含氮量法 一般微生物细胞的含氮量比较稳定，一般为蛋白质干重1516，平均为16。故可用凯氏定氮法等测其总氮量， DNA含量法 同种细菌的DNA含量一致,可通过测定DNA的含量来表示细菌的生长量。精确性高。,6.2 微生物的生存因子,微生物和环境有着密切的关系，环境因子影响微生物的生长繁殖，微生物的生长又反过来影响

16、环境。环境适宜时，微生物能旺盛生长；环境改变，微生物的代谢也发生变化，轻则使生长受到抑制，重则引起死亡。,目的：创造适宜环境，促进有益微生物生长； 应用不利条件，控制微生物的不利影响或无用微生物的生长,生存因子：生物生存所不可缺少的环境条件,6.2 微生物的生存因子,一、温度,由于微生物的生命活动都是由一系列生物化学反应组成的，而这些反应受温度影响又极其明显，故温度是影响微生物生长繁殖的最重要因素之一。,最适温度是生长繁殖最快的温度。 为什么会存在适宜温度？ 酶的活性 根据细菌适宜温度的不同，可将细菌分为四大类，嗜冷菌、嗜中温菌、嗜热菌及嗜超热菌。,6.2 微生物的生存因子,6.2 微生物的生

17、存因子,嗜热菌和超嗜热菌包括芽孢杆菌和嗜热古菌。 5575 75 专性嗜热菌、兼性嗜热菌 超嗜热菌 嗜冷菌可在0 左右低温生存。 各种微生物的最适温度不同。 废水中的细菌一般都是嗜中温菌，最适宜温度在30左右。嗜冷菌和嗜热菌占少数。,6.2 微生物的生存因子,低温：细胞结冻最适温度下限。 对中温、高温菌不利，休眠？ 酶活性降低，导致代谢、遗传普遍停滞。 细胞膜流动性变差。 一旦获得适宜温度，即可恢复活性。 嗜中温菌（耐冷喜温）一般在5以下处于休眠状态，因此实验室常用冰箱的4冷藏温度保存细菌或甘油、石蜡冷冻保存。,低温的影响,6.2 微生物的生存因子,嗜冷微生物的最适宜温度为515。 嗜冷微生物

18、能在低温生长的原因： 具备低温活性酶； 细胞质膜含大量的不饱和脂肪酸，低温下保持半流动性； 主动输送营养物质的功能运转良好。 嗜冷菌的环保用途,低温的影响,6.2 微生物的生存因子,二、pH,微生物的生命活动、物质代谢与pH有密切关系。不同微生物对pH的要求有不同。微生物对pH的要求也存在最高、最低和最适三个点。 常见的四大类微生物中，对pH的最适（范围）要求分别是，细菌：6.5-7.5（4-10）；放线菌：7-8（5-10）；霉菌：3-6（1.5-10）；酵母菌：5-6（1.5-10）。,6.2 微生物的生存因子,外界pH如何对微生物产生影响,影响细胞膜蛋白及胞外水解酶的活性 从而影响营养物

19、的正常吸收与转运 影响营养物的解离与吸收,细菌表面带有电荷，如“”,6.2 微生物的生存因子,应用,各种工业废水通常设前调节池，维持曝气池pH7左右。 事实上，净化污(废)水的微生物适应pH变化的能力比较强，pH在6.58.5均可不加调节。 pH较低的废水可用霉菌、酵母菌处理，但要控制活性污泥丝状膨胀。 有机固体堆肥的pH为58。 废水和厌氧污泥消化中，pH最好控制在6.87.2之间。,6.2 微生物的生存因子,微生物培养中的pH控制,微生物在其生命活动过程中也会能动地改变外界环境的pH，这就是通常遇到的培养基的原始pH值会在培养微生物的过程中时时发生改变的原因。其中发生pH改变的可能反应有以

20、下数种：,6.2 微生物的生存因子,三、氧化还原电位Eh,氧化还原电位： 某物质与标准参比电极构成原电池时的电压高低，反应该物质氧化性（还原性）强弱。,氧化环境具有正电位，还原环境具有负电位。自然界中， Eh上限：820mv Eh下限：400mv,6.2 微生物的生存因子,三、氧化还原电位Eh,环境中的Eh： 受氧分压影响： 氧分压高，Eh高；氧分压低，Eh低。 氧化性物质（主要是O2）与还原性物质（有机物、H2S等）的含量。 环境pH pH低，Eh低；pH高，Eh高。,6.2 微生物的生存因子,不同微生物适宜的Eh,好氧活性污泥法 控制在200600mV是正常的 过低过高如何调节？ 改变曝气

21、力度,厌氧污泥或污水处理系统应控制在在-100-200mV 过高，将不利于厌氧细菌的生长，应改进工艺降低水中溶解氧量。,6.2 微生物的生存因子,四、溶解氧DO,根据微生物与分子氧的关系： 好氧微生物 兼性厌氧微生物 厌氧微生物,6.2 微生物的生存因子,（一）好氧微生物与氧的关系,有氧条件下才能生长的微生物 专性好氧：氧分压0.2101kPa 微量好氧：氧分压（0.0030.2）101kPa,O2对好氧微生物的作用： 作为好氧呼吸的最终电子受体； 参与甾醇类和不饱和脂肪酸的合成。,利用氧的过程中产生有毒物质，如H2O2、OH，相应的酶可分解上述物质，免于中毒。,6.2 微生物的生存因子,好氧

22、微生物与氧的关系,微生物只能利用溶解于水中的O2，即溶解氧（DO）。DO与水温、大气压等因素有关，温度越高，氧的溶解度越小。在好氧生物处理中，DO是个十分重要的因子，要求提供充足的氧，一般曝气池中的DO要求控制在34mg/L。,振荡、通气、搅拌,6.2 微生物的生存因子,（二）兼性厌氧微生物与氧的关系,既能在有氧条件下生存，又能在无氧条件下生存的微生物。 两种不同条件下表现出的生理状态不同。 无氧条件 脱氢酶 无氧呼吸或发酵 有氧条件 氧化酶 有氧呼吸 许多酵母菌和不少细菌(反硝化细菌）都是兼性厌氧微生物。 有氧条件比无氧条件生存好。,6.2 微生物的生存因子,兼性厌氧微生物在环境中的作用,污

23、水处理 供氧正常，好氧和兼性厌氧微生物共同起降解作用； 供氧不足，兼性厌氧微生物分解不彻底，仍起积极作用。 厌氧消化 水解、发酵的作用，大分子化合物水解为小分子有机酸 土壤中反硝化细菌可使土壤氮素营养损失。 污水处理中的脱氮工艺,6.2 微生物的生存因子,（三）厌氧微生物与氧的关系,在无氧条件下才能生存的微生物。 专性厌氧微生物 分子氧对其有毒，不含超氧化物歧化酶SOD和过氧化氢酶。 生命活动所需能量是通过发酵、无氧呼吸、循环光合磷酸化或甲烷发酵等提供 产甲烷菌必须在氧浓度低于1.4810-56mol/L时才能生存。 耐氧菌 是一类可在分子氧存在下进行发酵性厌氧生活的厌氧菌。它们的生长不需要任

24、何氧，但分子氧对它们也无害。它们不具有呼吸链，仅依靠专性发酵和底物水平磷酸化而获得能量。耐氧的机制是细胞内存在SOD和过氧化物酶（但缺乏过氧化氢酶）。,6.2 微生物的生存因子,五、太阳辐射,辐射包括： 紫外辐射（280-380nm） 可见光（380-760nm） 近红外（760-3000nm） 热红外（6000-15000nm） 微波（1-几厘米） 另外还有电离辐射等。,可见光和红外辐射（波长短于1000nm）对进行光合作用的微生物有影响，能作为光合作用的能源。 其余的辐射均是有害的。,6.2 微生物的生存因子,六、水的活度和渗透压,水是微生物机体的主要组分。 水的可利用性 水的含量 水被吸

25、附的紧密程度 有机体把水移进体内的效力 溶质变成水合物的程度,水的活度aw：水被吸附和溶液因子对水可利用性的影响 在一定温度（如25）下，某溶液或物质在与一定空间空气相平衡时的含水量与饱和空气水量的比值，小数表示。与相对湿度对应。,6.2 微生物的生存因子,水的活度,基质的水活度受吸附影响 渗透压的水活度受溶质作用影响 大多数微生物在aw为0.950.99时生长最好,半透性水分子自由通过，其余分子扩散速度受限,渗透压,不同溶液被半透膜隔离开时，由于膜半透性及两侧水分子浓度差异形成的水压 。,有半透膜,左水分子净通量0 右侧液位，直至平衡,没有半透膜液位不变，盐扩散V水扩散V,6.2 微生物的生

26、存因子,低,高,渗透压不同的两种溶液用半透膜隔开，水将从 渗透压一方流向 渗透压的一方？ 溶液浓度越高，水势越低，渗透压越高，水分子从水势高的流向水势低的。,渗透压,溶液的渗透压取决于其浓度。 溶质的离子或分子数目越多渗透压越大。 相同质量浓度的溶液，含小分子溶质的渗透压相对大 离子溶液的渗透压比分子溶液大。,衡量方法：通常以一定浓度溶液与纯水间形成的渗透压作为该溶液的渗透压,6.2 微生物的生存因子,渗透压,微生物在不同渗透压的溶液中呈不同反应，渗透压可影响其生存：,6.2 微生物的生存因子,1、等渗溶液,细胞内水含量稳定，微生物生活得最好。 等渗透压溶液8.5g/L的食盐(NaCl)溶液（

27、生理盐水）。常作为进行细菌稀释分离的稀释液。,6.2 微生物的生存因子,2、高渗溶液,海洋对各种病原菌（淡水菌）的杀灭 高含盐废水（如油田采出水）难于生物处理的原因 如何解决？ 冲稀;防垢剂;细菌基因改造等。,哪些是高渗透压溶液？微生物会发生什么现象？ 浓溶液；质壁分离 防腐（细菌滋生） 如用530%的盐水腌咸菜、咸鱼，用6080%的糖溶液做蜜饯等。,3、低渗溶液,6.2 微生物的生存因子,细菌于其中会如何？如纯水 外界大量水流入细菌细胞内，细胞膨胀，甚至破裂。 综合以上几点，在微生物实验室中稀释菌液，应该用生理盐水(除非稀释后马上就用的可以用无菌的蒸馏水。),6.2 微生物的生存因子,七、表

28、面张力,表面张力是作用在物体表面单位长度上的收缩力。 表面张力过低，微生物的形态、生长及繁殖均受影响。 一般培养基的表面张力为4.510-46.510-4 N/m，适合微生物生长。 表面张力是湿润的函数，影响在液体培养基中的生长状态。,6.3 其他不利环境因子对微生物的影响,采取有效措施杀灭或抑制有害微生物,控制害菌措施,杀灭法,抑制法,灭菌（steriliaztion）,消毒（disinfection）,防腐（antisepsis）,化疗（chemotherapy）,6.3 其他不利环境因子对微生物的影响,一、紫外辐射和电离辐射对微生物的影响,紫外线（波长200390nm） 一般细菌在紫外线

29、下照射5min即能被杀死，芽孢则需10min。紫外线波长在260nm左右者杀菌力最强。 革兰氏阴性菌对紫外线最敏感，阳性菌次之。芽孢比营养细胞高几倍。酵母菌在对数生长期抵抗力最弱，在缺氮情况下最弱。 杀菌机理？ 蛋白质和核酸变性,6.3 其他不利环境因子对微生物的影响,光复活 暗复活,6.3 其他不利环境因子对微生物的影响,一、紫外辐射和电离辐射对微生物的影响,电离辐射：X射线（0.10.01nm）、r射线（0.010.001nm）、射线（氦原子核流）。,特点高能量，穿透力强 低剂量促进生长或诱变；高剂量致死 杀菌机理？ 高能量激发水分解产生O2-、HO2或H2O2等强氧化剂 已经开始被用于油

30、田注水杀细菌(腐蚀性细菌)。 优缺点？ 一次性投资较大，但使用时成本较低，杀菌效果稳定,6.3 其他不利环境因子对微生物的影响,二、超声波对微生物的影响,超声波：超过20000Hz的声波。,几乎所有细菌体都能被超声波所破坏，只是敏感程度不同。 超声波的杀菌机理？ 细胞质内含物胶体发生絮状沉淀，液化或乳化，失去生物活性； 溶液压力变化，引起细菌死亡； 溶液中气体变成气泡冲击细菌，使之破裂。,6.3 其他不利环境因子对微生物的影响,三、重金属对微生物的影响,低浓度时可作为细菌的营养物，高浓度则对细菌产生抑制。 机理？ 与酶的SH结合，使酶变性；或与菌体蛋白结合，使之变性或沉淀。,6.3 其他不利环

31、境因子对微生物的影响,三、重金属对微生物的影响,在远距离取水样作检测时，一般1L混合液中加10ml质量浓度为1gL的硫酸铜，原因何在？ 抑制携带过程中微生物的呼吸，尽量保持水质不变。,6.3 其他不利环境因子对微生物的影响,四、极端温度对微生物的影响,极端温度：超高温或超低温 高温杀菌机理？ 破坏机体的基本组成物质蛋白质、酶蛋白和脂肪。 蛋白质不可逆变性 细胞质膜的脂肪受热溶解,6.3 其他不利环境因子对微生物的影响,影响高温杀菌的因素,细菌的种类、含水量、芽孢有无、以及湿热或干热,1、细菌种类,6.3 其他不利环境因子对微生物的影响,影响高温杀菌的因素,2、含水量,水热的良导体,细菌细胞含水

32、量高的更容易被杀死。,6.3 其他不利环境因子对微生物的影响,影响高温杀菌的因素,3、芽孢,6.3 其他不利环境因子对微生物的影响,影响高温杀菌的因素,4、灭菌方法,湿热与干热 湿热水蒸汽 干热 热空气,6.3 其他不利环境因子对微生物的影响,五、极端pH对微生物的影响,过低pH会引起微生物体表面由负电变为正电，进而影响微生物对营养物质的吸收； 影响有机化合物的离子化作用; 极端pH使酶活性降低，影响生物化学发应过程； 降低微生物对高温的抵抗能力。,6.3 其他不利环境因子对微生物的影响,六、干燥对微生物的影响,细菌基本上是生活在水中的生物。 干燥能使菌体蛋白质变性，代谢停止。 环境中过于干燥

33、细菌如何生存？ （在不受热和其它外界因素干扰下）干燥细胞将处于长期休眠状态,用干燥法防止食物腐败（细菌滋生） 如方便面、干果、肉干、葡萄干等。 用干燥法来保存细菌，如将细菌放置在干燥的沙土中可以长期保存。 一旦提供潮气则会很快复活。,一、醇,（对人） 轻脱水、损害胃粘膜 重神经抑制呼吸、心跳衰竭） 机理？ 脱水剂和脂溶剂 可使蛋白质脱水、变性，溶解细胞质膜的脂类物质，进而杀死微生物机体。,七、若干有机物对微生物的影响,6.3 其他不利环境因子对微生物的影响,6.3 其他不利环境因子对微生物的影响,1、乙醇 体积分数为7080的乙醇杀菌力最强。乙醇浓度过低或过纯杀菌力差； 提问：过纯？差 提示：

34、革兰氏染色（95乙醇脱色） 可使细胞表面迅速失水，表面蛋白质沉淀变性形成一层致密薄膜，阻止乙醇分子进入菌体内，故杀菌差。,6.3 其他不利环境因子对微生物的影响,2、甲醇 甲醇杀菌力差，对人有毒，不作杀菌剂。 在废水生物反硝化脱氮处理工艺中，缺碳源时常用甲醇作碳源。,3、其它醇 丙醇、丁醇及其他高级醇的杀菌力均比乙醇强，但由于不溶于水，不作杀菌剂。,二、甲醛,七、若干有机物对微生物的影响,6.3 其他不利环境因子对微生物的影响,甲醛是气体，质量浓度为370400gL的甲醛水溶液称为福尔马林，很有效的杀菌剂，是动物标本的防腐剂。,其蒸气有强烈的刺激性，有杀菌和抑菌作用。可用福尔马林蒸熏、消毒厂房

35、及无菌室，用量为每立方米空间10ml。 机理？ 甲醛（-C=O）与酶蛋白质的氨基(一NH2)结合而干扰细菌的代谢机能。,七、若干有机物对微生物的影响,6.3 其他不利环境因子对微生物的影响,中介改变油与水的亲和力 溶解改变细胞膜通透性 1、酚类 低浓度时是微生物的营养源。 10gL的苯酚溶液在20min内可杀死细菌；3050gL的石炭酸溶液几分钟可杀死细菌。 甲酚的杀菌力比其他酚强几倍，难溶于水，易与皂液或碱液形成乳浊液，叫来苏尔。医院中常用。,（三）表面活性剂,七、若干有机物对微生物的影响,6.3 其他不利环境因子对微生物的影响,2、合成洗涤剂 阳离子型洗涤剂（有机铵盐）杀菌力强。非离子型的

36、洗涤剂没有杀菌力。,目前使用的主要是阴离子型（烷基钠钾盐）的LAS(直链烷基苯磺酸钠)合成洗涤剂，它可被微生物降解。,八、抗生素对微生物的影响,6.3 其他不利环境因子对微生物的影响,放线菌和霉菌所产生,能杀死其他微生物或抑制其生长的物质 抗生素有广谱和狭谱之分 广普遍 氯霉素、金霉素、土霉素和四环素 狭不普遍 青霉素只能杀死或抑制革兰氏阳性菌，多粘菌素只能杀死革兰氏阴性菌，叫狭谱抗生素。,八、抗生素对微生物的影响,6.3 其他不利环境因子对微生物的影响,抑制细胞壁合成：革兰氏阳性细菌 破坏微生物的细胞质膜 抑制蛋白质合成 干扰核酸的合成 各种抗生素发酵厂的废水分别含有一定浓度的、相应的抗生素

37、，造成废水生物处理初期的处理效果不好，经驯化后，活性污泥逐渐适应了各种抗生素，进而降解抗生素。,生态系统中的各种生物之间，互为环境，相互影响，既有相互依赖，又有相互排斥，表现出错综复杂的关系。 生物处理系统中，只存在微生物之间的关系。有种间关系和种内关系。,6.4 微生物与微生物之间的关系,6.4 微生物与微生物之间的关系,不同微生物种群在同一环境中，对食物等营养、溶解氧、空间和其它共同要求的物质相互竞争，互相受到不利影响。,一、竞争关系（competition）,6.4 微生物与微生物之间的关系,又称互生关系，是指两种可以单独生活的生物共存于同一环境中，相互提供营养及其它生活条件，双方互为有

38、利，但二者不形成共生组织（生命整体）。当两者分开时可单独生存。,二、原始合作关系（protocooperation）,例如：好氧性固氮菌（N源）与纤维素分解菌（有机酸）,“可分可合，合比分好，但二者不形成共生组织(生命整体) ”,6.4 微生物与微生物之间的关系,两种不能单独生活的微生物共同生活于同一环境中，各自执行优势的生理功能，在营养上互为有利，组成共生体。,三、共生关系（symbiosis）,例如：藻类或蓝细菌与真菌共生所形成的地衣是共生关系的典型代表，藻类和蓝细菌通过光合作用向真菌提供有机养料，固氮蓝细菌还可以同时供给有机氮素营养，真菌则利用菌丝的吸收作用为藻类和蓝细菌提供水、矿质养料

39、及某些生长素和在基质上牢固附着的条件，这一共生关系使地衣具有极强的适应性和生命力。,3.1微生物与微生物间的共生 地衣 3.2微生物与植物间的共生 根瘤菌（与豆科植物） 菌根菌（有些真菌的菌丝体包围在根面或侵入根内形成的共生体。包括被子、裸子和蕨类植物等2000多种） 弗兰克氏菌（与非豆科植物：杨梅）等共生固氮微生物 3.3微生物与动物间的共生 微生物与反刍动物、昆虫、鱼类等,白蚁消化道中原生动物帮助白蚁消化木屑 这是一种互利共生。,深海中发光的鱼,6.4 微生物与微生物之间的关系,又称拮抗关系（antagonism），指共存于同一环境中的两种微生物，一方通过产生某种特殊的代谢产物或改变环境条

40、件来抑制或杀死另一微生物种群的现象。,四、偏害关系（amensalism）,非特异性偏害 指一种微生物通过自身的代谢活动改变环境条件,非特异性地抑制其他微生物的作用。 其作用方式：产酸。产生乙醇。 改变氧分压。 特异性偏害 是一种微生物在代谢活动中专门产生的一些特殊次生代谢产物（细菌素和抗生素）能在低浓度下有选择性地抑制或杀死另一种微生物的作用。,6.4 微生物与微生物之间的关系,通过捕食对抗对方。 捕食者从被食者获得营养，在极端情况下，捕食者的吞食可能导致被食者种群的消失，进而也反过来威胁到捕食者本身的生存。但在一般情况下总有部分生活力强的被食者能逃避捕食并能在捕食者因食物减少而消减时重新繁

41、殖起来，从而导致捕食者与被食者种群数量交替消涨的周期性波动。,五、捕食（predation）,细菌、藻类、真菌小型原生动物大型原生动物微型后生动物 微型甲壳动物，捕食关系在控制种群密度、生态食物链中有重要意义。,捕食性真菌：捕食线虫,6.4 微生物与微生物之间的关系,一种生物需要在另一种体内生活，从中摄取营养才能得以生长繁殖。前者称为寄生菌，后者称为寄主或宿主。 寄生的结果一般引起寄主的损伤或死亡。,六、寄生关系（parasitism）,微生物间的寄生关系有时也会给工农业生产带来巨大的损失。例如，苏芸金芽孢杆菌的生产中，常遇到噬菌体的危害而造成损失。但另一方面人们又能利用它们的寄生关系来杀死有

42、害微生物，防治动植物病害。,噬菌体寄生于细菌是常见的寄生现象；此外，细菌与真菌、 真菌与真菌、真菌与动物（如：冬虫夏草）等也有寄生关系。,6.5 菌种的退化、复壮与保藏,菌种退化：群体中退化细胞占一定数量后表现出的菌种性能下降。 退化原因： 负突变 营养条件 环境影响 防止菌种退化的措施： 控制传代次数 创造良好的培养条件 有效的菌种保藏方法,一、菌种退化和复壮,6.5 菌种的退化、复壮与保藏,复壮：在退化菌种中将仍保存有菌种特性的细胞用一定措施使其生长繁殖，以更新退化的菌株。 复壮方法： 纯种分离 寄主复壮 联合复壮,一、菌种退化和复壮,二、菌种的保藏,6.5 菌种的退化、复壮与保藏,菌种保藏的目的是避免菌种的死亡和防止菌种优良遗传性的丧失。保藏的原理是创造一定条件，尽可能降低微生物的代谢活动强度，使之基本处于休眠状态。,定期移植 干燥法 隔绝空气 蒸馏水悬浮 综合法,1.分批培养和连续培养在提供营养条件方面有什么区别？这种区别造成微生物的生长状态的什么不同？ 2.细菌的生长曲线可分为哪几个时期？各时期的细菌生长各有什么特点？ 3.在废水处理中，我们是如何应用生长曲线的各个不同时期的？ 4.抗生素是如何对微生物产生效应的？ 5.微生物与微生物之间的关系包括哪几种？ 6.举例说明生物之间的共生关系与互生关系的异同。,