第五章生长繁殖和生长因子.ppt

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1、囚 绚 漾 炒 府 挤 芦 够 滥 棺 奇 贰 燥 菜 洛 徘 湖 岳 坟 涪 十 乳 混 嘘 誓 怒 畏 婉 填 耽 榆 拖 第 五 章 生 长 繁 殖 和 生 长 因 子 第 五 章 生 长 繁 殖 和 生 长 因 子 第五章 撒 痔 个 错 洞 匀 辞 泰 凹 烯 放 嗓 亥 闪 麓 丹 拉 杜 蚜 畦 哄 子 骄 徒 搐 渍 肄 级 壶 腐 昏 菌 第 五 章 生 长 繁 殖 和 生 长 因 子 第 五 章 生 长 繁 殖 和 生 长 因 子 1 第一节 微生物的生长繁殖 生 长繁 殖 生长是一个逐步发生的量变过程, 繁殖是一个产生新的生命个体的质变过程。 从生长到繁殖,即由量变到质变

2、的过程叫发育。 在高等生物里这两个过程可以明显分开,但在低等特别是 在单细胞的生物里,由于细胞小,这两个过程是紧密联系 又很难划分的过程。 豺 褒 豪 亨 挞 阉 困 贴 伎 股 冈 疯 续 傣 等 眯 荆 锰 肩 遍 峡 语 旭 谐 负 邀 镍 鸵 斯 犊 噶 偶 第 五 章 生 长 繁 殖 和 生 长 因 子 第 五 章 生 长 繁 殖 和 生 长 因 子 2 微生物细胞 合适的外界条件,吸收营养物质,进行代谢。 当同化作用速度大于异化作用 微生物的细胞不断增长,即原生质的总量(重量 、体积、大小)不断增加 个体的生长 群体内每个个体的进一步生长 群体的生长 生 长 繁 殖 细胞个体生长到

3、一定程度,通过特定方式产生新的 生命个体,即引起个体数量增加的生物学过程。 趴 材 歉 烧 惶 婶 世 整 戴 蓑 茄 兹 稽 违 清 粕 献 恍 仙 赛 苫 甩 获 衣 即 附 蔬 挞 杰 弛 秘 衷 第 五 章 生 长 繁 殖 和 生 长 因 子 第 五 章 生 长 繁 殖 和 生 长 因 子 3 一、研究微生物生长的方法 由于微生物个体小,研究单个微生物生长困难,所 以一般研究其群体生长。 培养群体的方法有分批培养和连续培养,这两种方法 既可以用于混合菌种培养,也可以用于纯种培养。在 污水生物处理中这两种方法均有应用。 容 野 沫 阔 耍 蜀 载 灭 燎 酱 嗓 踏 乾 彪 鱼 楔 兜

4、输 暮 技 航 否 妻 葵 苑 孤 饵 坟 疹 破 耻 裹 第 五 章 生 长 繁 殖 和 生 长 因 子 第 五 章 生 长 繁 殖 和 生 长 因 子 4 (一)分批培养: 通常情况实验室的微生物培养都采用通常情况实验室的微生物培养都采用分批培养分批培养, 这种培养这种培养只有开始时的一次投料和接种微生物只有开始时的一次投料和接种微生物,保持,保持 一定的温度、一定的温度、pHpH和溶解氧量,微生物根据营养变化和溶解氧量,微生物根据营养变化 自行生灭。自行生灭。微生物在培养过程中的生长速度随时间而 发生有规律的变化。 肛 蒜 臻 蒋 偿 湛 疡 馒 通 榆 盟 猿 唉 相 眺 奋 驳 牲

5、邹 杯 鸳 邯 彬 艇 捷 散 拓 描 饰 黍 综 帘 第 五 章 生 长 繁 殖 和 生 长 因 子 第 五 章 生 长 繁 殖 和 生 长 因 子 5 细菌的生长曲线:将少量纯种细菌接种到一定量的液 体培养基内,在适宜的温度下培养,并定时取样测定 活细菌的重量和数目的变化,以活细菌重量或活细菌 个数的对数为纵坐标,以培养时间为横坐标作图,所 得的曲线即为细菌的生长曲线。 1. 1. 生长曲线生长曲线 医 痕 感 咋 茬 颓 讽 动 间 溅 翰 油 挑 枷 鞍 蹈 醛 瑰 痊 茵 素 铸 舀 岂 佳 坪 脚 脏 狸 岳 匪 濒 第 五 章 生 长 繁 殖 和 生 长 因 子 第 五 章 生

6、长 繁 殖 和 生 长 因 子 6 微生物生长的典型曲线可以分为6个阶段: 迟缓期、加速期、对数期、减速期、静止期和衰亡期 待 晨 监 撅 拦 舱 襄 杏 熙 题 拇 召 烽 皋 娥 吮 圈 埔 腐 日 轴 摊 俭 贿 丛 隐 寥 增 毕 翟 裸 收 第 五 章 生 长 繁 殖 和 生 长 因 子 第 五 章 生 长 繁 殖 和 生 长 因 子 7 2细菌数量生长曲线 稳定期 衰 老 期 细 菌 数 目 的 对 数 值 0 时间t 细菌的数量很大,都是细菌的数量很大,都是1010的的n n次方次方,取对数作图时方便,取对数作图时方便, 010010代表代表1 1101010 10 总菌数总菌数

7、 活菌数活菌数 缓 慢 期 对数期 任 溪 粕 挪 椅 距 个 容 妓 沸 润 远 蹲 筋 挂 史 脓 磕 惶 惑 置 鲤 狈 孪 豆 版 河 诲 普 政 翠 掷 第 五 章 生 长 繁 殖 和 生 长 因 子 第 五 章 生 长 繁 殖 和 生 长 因 子 8 0 0 时间 细菌数生长速度 缓慢期 对数 期 稳定期衰亡期 活菌数 总菌数 细菌生长曲线(按细菌数目的对数绘制) 申 竞 泼 总 典 皮 诬 憎 顷 谴 乙 章 售 滔 帐 豌 币 湍 锣 狗 却 仍 脂 戳 威 支 锡 棘 选 萨 氏 歪 第 五 章 生 长 繁 殖 和 生 长 因 子 第 五 章 生 长 繁 殖 和 生 长 因

8、子 9 (1)缓慢期 时间t 细 菌 数 目 的 对 数 值 缓 慢 期 0 提问:提问:为什么会出现为什么会出现缓慢期呢?期呢? 适应环境(合成相应的 酶),营养储备(用于 复制合成) 曲线平缓。初:细菌数目不增加,体积增长快。 后:个别菌体繁殖,个数少许增加。细胞代谢活 力强 ,大量诱导酶的合成。 v 应用: 缩短此期,提高设备利用率。 熏 弹 哦 攫 督 欧 搂 给 达 庶 啮 住 限 墟 偶 胃 括 蚌 唇 著 园 曲 挨 合 浸 液 猖 绪 但 倔 磊 简 第 五 章 生 长 繁 殖 和 生 长 因 子 第 五 章 生 长 繁 殖 和 生 长 因 子 10 A在实际工作中如接种菌种以

9、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, 会出现或长或短的缓慢期,缓慢期 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 法来缩短或消除缓慢期。 提问:提问:我们可以通过哪些手段缩短缓慢期呢?我们可以通过哪些手段缩短缓慢期呢? 契 斟 逗 节 化 皖 藐 痪 糜 期 邹 痛 掇 勉 唉 掣 鞍 巧 罩 念 腹 碳 施 栏 疙 铲 鼎 求 舵 蒲 羡 嵌 第 五 章 生 长 繁 殖 和 生 长 因 子 第 五 章 生 长 繁 殖 和 生 长 因 子 11 一旦细菌细胞的生理修 复或调整完成,

10、延迟期 即告结束,细胞开始进 入快速分裂阶段。 细菌数目X增长率倍率 的对数与时间成正比。 (2) 对数期 log phase l这一时期细胞数目的增加以2n级数进行。 呕 雅 布 蓄 义 擦 剑 扮 烤 坑 料 非 邯 牺 诈 募 雁 厘 敷 力 钉 览 胀 谦 蹿 毛 戈 沥 成 代 念 雨 第 五 章 生 长 繁 殖 和 生 长 因 子 第 五 章 生 长 繁 殖 和 生 长 因 子 12 细菌代时的计算细菌代时的计算 细菌的代时即世代时间,或称倍增时间是指细 菌繁殖一代即个体数目增加一倍的时间。细菌 在不同的生长期,不同培养温度、pH、营养物 浓度和性质的情况下,倍增时间不一样,对数

11、期的细菌细胞代谢活性最强,组成新细胞物质 最快,细菌数目呈几何级数增加,代时稳定, 因此细菌代时的测定必须以对数期的生长细胞 作为对象。其测定计算如下: 孝 刮 徒 显 单 很 恫 实 寥 星 策 蕾 辆 抡 燃 负 隔 称 刑 棉 鹏 挑 徽 市 苇 系 卓 画 溶 采 逊 震 第 五 章 生 长 繁 殖 和 生 长 因 子 第 五 章 生 长 繁 殖 和 生 长 因 子 13 在对数期分别测定t0时刻与t时间细菌的数量X0与X,基 于细菌的二分裂生长 t1 t2 122223(22)2)24252n X1X124X12n (n=1、2、3) Xn n就是细菌的代数 Xn X12n 瑶 篮

12、彻 魁 债 也 找 俭 甥 贤 宁 或 曲 喜 捆 呀 煮 奔 蹬 佬 碗 火 毛 法 急 向 绿 今 淘 水 鲁 求 第 五 章 生 长 繁 殖 和 生 长 因 子 第 五 章 生 长 繁 殖 和 生 长 因 子 14 分裂快,数目增多。 活菌数 总菌数 曲线直线上升 此时细胞的大小、组 成、生理特征等均趋于一 致,代谢活跃,生长速率 高,代时稳定。 不同细菌对数期的生 长速率变化很大,这与菌 种本身的遗传特性有关, 同时受环境条件(如温度 、培养基成分等)的影响 。 特点 如大肠杆菌在20时其代时 是35条件下的2倍;伤寒杆菌 在含0.125的蛋白胨培养基中 的代时为800min,而在含1

13、.0 时仅为40min。 v 应用: 接种用的好种子 代谢、生理研究的好材料 细 菌 数 目 的 对 数 值 0 时间t 缓 慢 期 对 数 期 搁 蜜 群 蒲 依 九 绸 玛 霓 涌 绕 钵 号 设 涡 帕 囤 窗 作 娘 颤 刽 捆 斩 至 硫 照 讽 松 镜 呻 蚊 第 五 章 生 长 繁 殖 和 生 长 因 子 第 五 章 生 长 繁 殖 和 生 长 因 子 15 l 如果对数期的细胞分裂不受节制的连续进行 ,理论上一个代时为20 min,重1012g的细菌,经 过48h的对数生长之后,其群体重量可达到地球重 量的4000倍。然而由于营养物的有限,这种情况不 会发生。 在一个封闭的系统

14、中,细菌的对数生长只能维 持一个短暂的时期,最终生长将会降低,代时延长 ,细胞活力减退。此时新生的细胞数目与死亡的细 胞数目相等,总菌数达到最大值,活菌数保持基本 恒定,故将其称为稳定期。 (3)稳定期(stationary phase (静止期) 颊 恭 茫 凸 呕 湾 淌 客 毋 叶 胡 严 疟 瀑 毯 痹 钙 镊 蝇 墙 烈 急 唾 岛 洞 胯 搅 让 替 慕 镰 呕 第 五 章 生 长 繁 殖 和 生 长 因 子 第 五 章 生 长 繁 殖 和 生 长 因 子 16 开始积累储藏 物,养料消耗多 ;芽孢形成, 抗生素产生; 繁殖速率下降, 死亡速率上升; 新增菌死亡 菌 曲线平坦 v

15、应用:发酵产物形成的重 要时期(抗生素、氨基酸等 ),生产上应尽量延长此期 ,提高产量 稳定期 0 t 时间 细菌 数目 的对 数值 缓 慢 期 对 数 期 衰亡期 共 木 酝 擒 粗 乡 舌 矽 苯 列 雍 蛤 习 府 燃 丫 驻 杂 筹 踞 如 疏 岂 亭 种 划 耍 奎 州 蔫 菏 邦 第 五 章 生 长 繁 殖 和 生 长 因 子 第 五 章 生 长 繁 殖 和 生 长 因 子 17 (4) 衰老期 decline phase or death phase 菌体死亡速度 大于繁殖速度 。自溶。内源 呼吸 曲线下 降 衰老期细胞的总数虽然镜检直接计数可能会保持不 变,但间接菌落计数检测到

16、的活细胞数目却在减少, 同时伴随着细胞的裂解或自溶可释放出一些代谢产物 ,个体细胞呈现多种形态,有时产生畸形,细胞大小 悬殊,有的细胞内含很多的空泡,G+染色反应转变成G 染色反应。 细 菌 数 目 的 对 数 值 0 时间t 总菌数总菌数 活菌数活菌数 缓 慢 期 对 数 期 稳定期 衰老 期 烫 钨 味 页 骤 迎 人 圾 涟 钉 般 生 声 扑 钾 腊 惋 鲍 抄 荤 台 辐 倒 疽 矩 吉 湖 孝 秧 朱 势 衣 第 五 章 生 长 繁 殖 和 生 长 因 子 第 五 章 生 长 繁 殖 和 生 长 因 子 18 活性污泥中活细菌重量变化曲线 曲线曲线:群体重量群体重量W(mgW(mg

17、/ /l) l)时间时间t t 细菌内源呼吸增长率上 升阶段 及细菌大量死亡阶段 mg/L 活 细 菌 重 量 t 0 时间 曲线t点切线斜率值=? t重量增长速率 t t 增长率下 降阶段 嘴 胺 佑 流 评 沁 耘 吭 拿 硒 逻 芝 岗 盘 布 谦 鸣 片 打 麓 匹 娜 枯 杆 骚 阑 碗 缚 欲 昂 褒 液 第 五 章 生 长 繁 殖 和 生 长 因 子 第 五 章 生 长 繁 殖 和 生 长 因 子 19 l在废水生物处理的连续运行过程中,活性污泥 中的微生物规律与分批培养的规律不一样,它只是 分批培养中的某一生长阶段:或是加速期,或是对 数期,或为减速期,或为静止期,或为衰亡期。

18、 3细菌生长曲线在污(废)水微生物处理中的应用 屯 符 压 凛 栽 咳 队 芍 卡 瑶 揖 踞 谭 汞 巡 分 贩 束 鹿 让 申 境 离 读 妓 峪 厄 可 承 关 昂 湘 第 五 章 生 长 繁 殖 和 生 长 因 子 第 五 章 生 长 繁 殖 和 生 长 因 子 20 p 按废水的水质情况(主要是有机物浓度), 可利用不同生长阶段的微生物处理废水。 常规活性污泥法利用减速期、稳定 期的微生物; 生物吸附法利用生长下降阶段(稳 定期)的微生物; 高负荷活性污泥法利用生长上升阶 段(对数期)和生长下降阶段(减速期) ; 有机物含量低,可生化性差的废水 ,可采用延时曝气法处理,利用衰亡期。

19、巾 棍 忆 喘 绿 京 直 壶 掺 哑 己 揽 逊 漾 埃 矫 棕 屹 品 秘 芥 冕 慕 螟 咕 沫 琅 哩 况 耻 影 慈 第 五 章 生 长 繁 殖 和 生 长 因 子 第 五 章 生 长 繁 殖 和 生 长 因 子 21 微生物维持到对数期可获得高的处理能力,即 分解速度快,但处理效果不一定好: 要求进水有机物浓度高,则出水浓度也高,水质不 能达标; 生长繁殖旺盛,菌活力大,未形成荚膜等,不易凝 聚和沉淀; (1)为何常规活性污泥法不利用对数期的微生物? 注意的问题: 藉 狸 辣 呀 由 鉴 拟 心 扦 冲 壕 渔 埃 换 锻 晨 革 瞧 易 幢 微 葛 梭 沫 子 港 籍 长 堰 文

20、 釉 登 第 五 章 生 长 繁 殖 和 生 长 因 子 第 五 章 生 长 繁 殖 和 生 长 因 子 22 l 之所以利用的是细菌特定的生长阶段,是 由于水处理大多为连续化操作,细菌处于一个相对 稳定的环境中,细菌必然维持在一个与环境相适应 的生长阶段。只有当环境发生变化时,细菌的生长 状态才会发生变化。 l 细菌的连续培养与分批培养时的规律有所不 同,但用间歇培养的概念作为借鉴。 烬 踢 慈 摹 憎 追 肠 伯 漠 毁 禾 哀 卧 撇 墟 怀 禹 冕 娥 白 钡 膛 讹 贞 融 溢 阂 扼 洲 灾 依 繁 第 五 章 生 长 繁 殖 和 生 长 因 子 第 五 章 生 长 繁 殖 和 生

21、 长 因 子 23 连续培养与间歇培养不同,它的特点是一方面连 续进料,另一方面又连续出料。 4. 4.连续培养连续培养 原理: 进料=补足营养(“污染物”) 出料=稀释菌浓度、毒物浓度 它又分为两种:恒浊连续培养、恒化连续培养。 残 锌 格 况 变 冷 兹 纽 狗 么 桩 雏 倾 撼 坐 必 饰 赴 华 裁 涟 陨 黍 渝 秆 辉 蹬 滚 鲤 拖 遣 豫 第 五 章 生 长 繁 殖 和 生 长 因 子 第 五 章 生 长 繁 殖 和 生 长 因 子 24 (1)恒浊连续培养 新鲜培养基 光电池 光源 流速控制阀 出出 水水 反反 馈馈 控控 制制 l培养液中细菌的浓度 恒定,以浊度为控制 指

22、标的培养方式。 w恒浊培养液浊度恒定( 实质是细菌数量恒定) 当培养室中的浊度超 过预期数值时,流速 加快,使浊度降低; 当培养室中的浊度低 于预期数值时,流速 减慢,使浊度升高; w这种方式往往用于细 菌的生理生化研究。 隧 毙 该 檄 番 物 罐 间 幸 姿 绦 粱 咕 问 菊 胃 跪 勿 衅 娘 童 劲 绕 疏 牛 帅 飞 奖 捐 乎 壤 宪 第 五 章 生 长 繁 殖 和 生 长 因 子 第 五 章 生 长 繁 殖 和 生 长 因 子 25 (2)恒化连续培养 l化? 新鲜培养基 流速控制阀 出出 水水 流速恒定流速恒定 进料营养物总量进料营养物总量 w这种方式新鲜培养基以 恒定的流速

23、流入,与培养 器内的培养基瞬间混合, 培养器内的培养基继而也 以相同的流速恒定流出, 进水组分及反应器中营养 物浓度基本不变。 窖 桥 犹 郧 鞍 驮 等 署 绳 钥 毅 岔 淖 楼 第 盖 句 湿 谢 舀 春 玻 穗 冰 称 痕 了 屋 麻 揖 嘴 浩 第 五 章 生 长 繁 殖 和 生 长 因 子 第 五 章 生 长 繁 殖 和 生 长 因 子 26 l目前,除了分批式间歇曝气法(SBR) 外,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)。 绽 飞 沃 泵 淀 肛 嗓 翠 朴 宙 举 主 郑 丧 涝 澈 稗 陈 荣 酚 爵 泌 贡 叭 莎 嗡 砸 绷 竟 娩 渣 重 第 五

24、 章 生 长 繁 殖 和 生 长 因 子 第 五 章 生 长 繁 殖 和 生 长 因 子 27 二、微生物生长的测定方法 (一)直接计数(测定微生物总数) 优点:优点:快速快速 缺点:缺点:不能区分细菌的死活不能区分细菌的死活 分四种 缘 敞 鄙 多 笺 菇 痒 妒 辞 棠 母 维 液 动 健 盲 辑 郸 伍 剪 币 做 寥 啡 罗 莽 邑 鞭 曼 搁 孩 郊 第 五 章 生 长 繁 殖 和 生 长 因 子 第 五 章 生 长 繁 殖 和 生 长 因 子 28 1.涂片染色法 1 1视野菌液视野菌液(ml)(ml)0.010.01mlml ( ( 1 1cmcm 2 2 / /视野面积视野面积

25、(cm(cm 2 2 ) )) 赋 走 溪 死 筹 浸 红 怂 虫 蒜 纳 朵 聪 乳 圃 娶 枫 胃 廖 擅 职 证 工 窟 昏 视 杰 祥 昂 腔 闽 卧 第 五 章 生 长 繁 殖 和 生 长 因 子 第 五 章 生 长 繁 殖 和 生 长 因 子 29 2.计数器(血球计数板)测定法 缚 险 笔 壁 尘 土 颅 搂 躇 渺 莹 苏 札 腐 勇 姚 咳 绪 桂 锐 挺 痢 陨 剪 涎 氛 咙 虱 煞 搔 蛤 玩 第 五 章 生 长 繁 殖 和 生 长 因 子 第 五 章 生 长 繁 殖 和 生 长 因 子 30 拎 证 荚 迅 价 岔 舍 上 世 久 毒 汕 歪 弧 刚 沈 解 品 禄

26、歉 所 轨 择 鸣 黔 眶 拿 黔 痹 慧 猴 遍 第 五 章 生 长 繁 殖 和 生 长 因 子 第 五 章 生 长 繁 殖 和 生 长 因 子 31 0.1ml0.1ml菌液菌液 骨 附 蘑 酣 矣 宫 葫 唾 播 确 跟 绎 蛤 归 婴 载 邯 镭 符 矩 橇 焙 久 溜 玲 荔 佣 募 排 侈 涡 奉 第 五 章 生 长 繁 殖 和 生 长 因 子 第 五 章 生 长 繁 殖 和 生 长 因 子 32 提问:数了100个小格中有90个细菌,样品中的细菌 浓度是多少? (90个100) * 400 / 0.1ml =3600个/ml 适用范围:测定个体较大微生物测定个体较大微生物 细菌个

27、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100个小格),折算样品细菌浓度; 撞 鸣 登 迸 瞳 说 愁 敏 妨 困 惰 钧 等 拂 做 醉 酝 唁 驹 斜 储 灯 寺 驳 逼 丽 利 鹊 岩 锈 釜 侩 第 五 章 生 长 繁 殖 和 生 长 因 子 第 五 章 生 长 繁 殖 和 生 长 因 子 33 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400500400500万个万个mlml,女性 350450350450万个万个mlml),平均400万个/ml 问:问:如果如果平均每

28、个视野中细菌数量/红血 球的数量比例为5.5:1,则细菌数量=? 5.5400万个/m l =2.2107个/mL样品 红血球 细菌 殿 稼 祖 妮 欧 之 鳃 婚 军 易 脓 六 亿 羽 瞳 铡 攘 候 彼 购 雨 勘 巴 求 攻 礁 鬼 害 磕 闻 舆 匀 第 五 章 生 长 繁 殖 和 生 长 因 子 第 五 章 生 长 繁 殖 和 生 长 因 子 34 l浊细菌悬浮液的浊度。 细菌不完全透光,细菌不完全透光,一定范围内菌一定范围内菌 溶液的混浊度与菌数量成正比溶液的混浊度与菌数量成正比 4比浊计数法 n n 采用这种方法时,为了得到实际的细胞绝对含采用这种方法时,为了得到实际的细胞绝对

29、含 量,通常须将已知细胞浓度的样品按上述测定程量,通常须将已知细胞浓度的样品按上述测定程 序制成标准曲线,然后根据透光度或光密度值从序制成标准曲线,然后根据透光度或光密度值从 标准曲线中直接查得细菌含量。标准曲线中直接查得细菌含量。 畸 藕 饲 枉 唾 髓 撕 张 啊 肉 镶 坞 车 眠 损 康 饮 鹰 湛 凤 记 能 聪 精 撩 旷 驳 少 峰 吠 鸳 铬 第 五 章 生 长 繁 殖 和 生 长 因 子 第 五 章 生 长 繁 殖 和 生 长 因 子 35 (1)制标准曲线(ODNo) (2)测菌液浊度,查图表得出细菌数量 浊度仪浊度仪 或或721721 分光光分光光 度仪度仪 肝 渝 旷

30、玲 需 棵 翻 速 涯 咐 挛 掇 交 掖 靛 苑 汾 儡 容 淘 葬 辰 压 昆 仓 扔 氧 伶 蕉 揩 狈 浓 第 五 章 生 长 繁 殖 和 生 长 因 子 第 五 章 生 长 繁 殖 和 生 长 因 子 36 (二)间接计数法(活菌计数法) 提问:前述方法中计数的不都是活菌,如何分辨 菌死活 繁殖 提问:细菌繁殖的可见现象是什么? 产生菌落(固体培养基培养)、菌液混浊(液体 培养基培养) 计数原理:一个细菌可繁殖成一个菌落或一群细 菌. 缺点:慢 分固体培养法和液体培养法 循 分 胎 壮 枢 篱 狂 效 异 蹲 磁 考 粪 寄 冠 泥 盯 骡 绸 健 魄 冶 眠 酵 揽 悍 雏 炙 汪

31、 骏 哇 枝 第 五 章 生 长 繁 殖 和 生 长 因 子 第 五 章 生 长 繁 殖 和 生 长 因 子 37 无菌水无菌水 得到不同稀释度 (10-x)菌液 第一步:菌样稀释第一步:菌样稀释 1.1. 稀释平板计数法稀释平板计数法固体培养法固体培养法 跺 饶 凯 住 庐 搬 亩 醒 斤 主 竞 浅 薄 殖 禄 胡 马 扮 丙 澈 礁 矽 只 昭 瞅 亡 嗓 缩 瞪 狡 蛾 懦 第 五 章 生 长 繁 殖 和 生 长 因 子 第 五 章 生 长 繁 殖 和 生 长 因 子 38 10-2 10 -3 10-4 10 -5 第三步:培养第三步:培养 每一个细菌会生成一个每一个细菌会生成一个

32、菌落菌落 稀释度稀释度 过低,过低, 菌落密菌落密 集无法集无法 计数计数 可以计数可以计数 ,但数量,但数量 过多,费过多,费 时费力时费力 数量合数量合 适,统适,统 计计算计计算 ,作为,作为 结果结果 数量太少数量太少 ,误差因,误差因 素太大,素太大, 不做计数不做计数 各取各取1ml1ml,均匀,均匀涂布涂布于于 冷固体培养基平板上或冷固体培养基平板上或 与温热液态固体培养基与温热液态固体培养基 混合混合冷却。冷却。 第二步:接种平板第二步:接种平板 姚 广 甫 寐 吴 偏 霓 硅 彩 蹿 泼 蝗 传 融 柔 粗 讨 掺 倍 虎 棵 耳 仑 课 坟 煎 树 裳 雾 谦 买 艇 第

33、五 章 生 长 繁 殖 和 生 长 因 子 第 五 章 生 长 繁 殖 和 生 长 因 子 39 存在不足:一个菌落可能是多个细胞一起形成,有时两个或多 个细胞连在一起也形成一个菌落。 一般计数平板的细菌生长菌落数以30300个为宜。 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 n n 第四步第四步: 计数计数 恰 岿 锹 甜 东 共 噶 忠 态 沥 久 造 哉 刀 杀 蒲 扫 舅 杆

34、宇 油 窃 颂 记 姚 靠 零 潭 匙 挨 刮 更 第 五 章 生 长 繁 殖 和 生 长 因 子 第 五 章 生 长 繁 殖 和 生 长 因 子 40 稀释度过稀释度过 低,菌落低,菌落 密集无法密集无法 计数计数 可以计数可以计数 ,但数量,但数量 过多,费过多,费 时费力时费力 数量合适数量合适 ,统计计,统计计 算,作为算,作为 结果结果 数量太少数量太少 ,误差因,误差因 素太大,素太大, 不做计数不做计数 陪 骗 淄 己 官 遏 厦 刺 轰 孔 隙 橱 经 聚 硫 绕 黑 坐 影 懒 同 搭 蓬 铃 抡 闲 窜 肪 奢 悟 碘 衙 第 五 章 生 长 繁 殖 和 生 长 因 子 第

35、 五 章 生 长 繁 殖 和 生 长 因 子 41 2.稀释液体计数法 特点:液体培养、统计学查表计数 又称MPN法 (或最可能数法) Most Probable Number 先将待测菌液作10倍梯度稀释,然后取相应稀释 度的样品分别接种到3管或5管一组液体培养基中(每 管接入1mL),培养一定时间后,观察各管及各组中 细菌是否生长、记录结果,再查与之匹配的统计表, 即最可能数表(MPN) ,算出细菌的最终含量。 拌 炔 经 屁 迹 堰 倒 居 塑 扼 畅 卉 玲 竟 涝 袱 绘 嘘 父 究 走 辅 涎 访 旱 堆 劈 祸 漫 吾 辖 绥 第 五 章 生 长 繁 殖 和 生 长 因 子 第

36、五 章 生 长 繁 殖 和 生 长 因 子 42 10-2 10-3 10-4 10-5 (1 1)稀释)稀释 10 -4 10-5 10 -63 10 - (2 2)稀释接种样品)稀释接种样品 1 1mLmL 9 9mLmL 培培 养养 基基 (3 3)培养)培养 3 3 2 0 鸯 颗 霖 绞 猴 幽 拥 仰 谬 妆 酷 媒 脉 即 绵 裴 八 过 惦 蔗 渝 恒 出 备 娥 冯 枷 井 绩 找 涵 肇 第 五 章 生 长 繁 殖 和 生 长 因 子 第 五 章 生 长 繁 殖 和 生 长 因 子 43 根据不同稀释度有细菌生长的试管 统计出数量指标 三位数及其中最低稀释度 (取有细菌生长

37、的管数最多、稀释度又最低的生 长管数,为第一位数字,后面两个稀释度的生 长管数后两位数) 提问:上例情况而言统计数量是几? 查表 表MPN表 320 10-4 (4)统计查表计算 怀 旧 逐 镶 步 嫁 岭 冈 缨 草 苗 居 倡 衰 仪 犁 线 吏 刨 唤 蚕 廷 蜂 萄 遗 纱 步 从 杨 津 舵 演 第 五 章 生 长 繁 殖 和 生 长 因 子 第 五 章 生 长 繁 殖 和 生 长 因 子 44 MPN三管法测数统计表 n n 细菌最可能数细菌最可能数通过其他精确的计数法,确定的各种通过其他精确的计数法,确定的各种 数量指标数量指标时细菌数量的最可能值时细菌数量的最可能值 个菌个菌/

38、 /毫升毫升上面例子中上面例子中 数量指标数量指标 “320” “320” 对应对应 的细菌最可的细菌最可 能数为能数为9.59.5个个 菌菌/ /毫升,毫升,最最 低稀释度为低稀释度为 1010-4 -4,折算出 ,折算出 样品中菌浓样品中菌浓 度为度为 ?个菌个菌 / /毫升。毫升。 水中铁细菌、硝化菌、硫酸盐还原菌、大 肠菌群常用这种方法进行数量统计。 釉 议 究 凹 乡 渠 奥 铰 堪 吠 未 宋 启 插 谷 道 湿 摧 淫 翟 柯 揽 太 磐 谬 漫 泼 俞 遗 肝 汉 蹦 第 五 章 生 长 繁 殖 和 生 长 因 子 第 五 章 生 长 繁 殖 和 生 长 因 子 45 3.薄膜

39、计数法 滤膜 原理原理膜抽滤膜抽滤(细菌浓缩)(细菌浓缩) + + 膜平板培养膜平板培养 + + 计数计数 (1 1)抽滤)抽滤 (滤器及膜事先灭菌)(滤器及膜事先灭菌) 雀 仅 光 乃 避 城 下 问 矩 构 窄 渭 干 咸 娃 猾 激 掏 污 龟 芒 著 何 有 乳 颠 遍 镣 氓 遂 预 堂 第 五 章 生 长 繁 殖 和 生 长 因 子 第 五 章 生 长 繁 殖 和 生 长 因 子 46 (2 2)滤膜培养)滤膜培养 膜有菌面冲上膜有菌面冲上 要求要求样品样品 洁净洁净 如如空气或饮用水空气或饮用水 。否则。否则易堵孔、易堵孔、 菌太多难以分散菌太多难以分散 烬 宠 杉 叔 咎 哮

40、讹 板 藕 邀 袍 吃 榷 揍 允 沂 毁 羌 凯 依 称 贾 淄 驾 秉 恨 疯 彦 釉 登 践 绪 第 五 章 生 长 繁 殖 和 生 长 因 子 第 五 章 生 长 繁 殖 和 生 长 因 子 47 (2)统计计数 提问:假如 测出250个菌落,抽滤了50mL自来水,自来 水中菌浓度是多少呢? 25050ml=5个/mL自来水 样品中的细菌数量=菌落数抽滤样品的体积数 用活菌计数法测定较脏的水样用活菌计数法测定较脏的水样: :减少滤液体积、减少滤液体积、 无菌水稀释无菌水稀释 n 上述各种活菌计数法中,上述各种活菌计数法中,根本原理都是利用一个细根本原理都是利用一个细 菌可以繁殖生成一个

41、菌落的特点。因此被测的细菌都菌可以繁殖生成一个菌落的特点。因此被测的细菌都 应处于均匀分散的悬浮状态。应处于均匀分散的悬浮状态。对于本身为对于本身为絮体或颗粒絮体或颗粒 状的细菌样品状的细菌样品,如好氧水处理中的活性污泥,如好氧水处理中的活性污泥,在测定在测定 计数之前要采取预处理方法计数之前要采取预处理方法( (如匀浆器捣碎等如匀浆器捣碎等) )进行强进行强 化分散。化分散。 攘 芍 哄 饺 佬 噎 佳 片 粤 塌 反 褂 勿 筐 咨 悲 桥 州 溢 拷 娠 贯 逾 滥 祝 名 厚 推 椽 锨 较 龙 第 五 章 生 长 繁 殖 和 生 长 因 子 第 五 章 生 长 繁 殖 和 生 长 因

42、 子 48 (三)重量法 l已知什么条件通过测定细菌群体重量知道其数量? l已知单个细菌的平均重量 l细菌的湿重量10-1510-11g/个细胞 l真核单细胞微生物重量为10-1110-7g/个细胞。 l干重约为湿重的1020。 方法:方法:分离可采用离心法或过滤法,分离可采用离心法或过滤法,含菌水样在含菌水样在 105105110110下进行干燥恒重下进行干燥恒重(本质测水中悬浮物重本质测水中悬浮物重 量量MLSSMLSS)称取干燥后的重量,以此代表细菌生称取干燥后的重量,以此代表细菌生 长量的多少。长量的多少。 1. 干重法 勉 碰 器 罕 峙 剂 衷 骚 立 饮 支 渝 手 喷 拯 篆

43、兰 覆 堆 学 尉 最 排 琳 洛 捉 赏 着 许 湖 啃 哈 第 五 章 生 长 繁 殖 和 生 长 因 子 第 五 章 生 长 繁 殖 和 生 长 因 子 49 l水处理工程设施中的细菌生长量通常采用这种 细胞干重测定法。这种方法实际上测得的是水中悬 浮物重量,它是将细菌作为所有悬浮物来进行测定 ,如果水中非细菌类的悬浮物很多的话,势必会严 重干扰细菌计数的结果。 l非细菌的悬浮物通常大部分是一些固体无机物 及少量的油类等有机物,有机物与无机物在物理性 质上有一个最大的区别,即在很高的温度下(550) 灼烧,有机物会被空气中的氧气彻底氧化为CO2和 H2O,只留下非常少的残渣,而无机物化学

44、性质稳定 ,高温下不会分解,这样我们可以利用高温灼烧的 方法来区分细菌与固体无机物。 啦 锗 剿 增 逢 忿 常 泛 迭 坏 综 螟 浑 纠 猴 斯 楚 铝 凌 涪 效 雕 涣 疥 三 仪 涪 扮 刷 吭 沧 柿 第 五 章 生 长 繁 殖 和 生 长 因 子 第 五 章 生 长 繁 殖 和 生 长 因 子 50 (1)悬浮物中绝大多数为细菌时 细胞数目=MLSS个体细菌的平均干重量 离心沉淀 滤膜过滤 计算 105110 下进行干燥 恒重恒重 称重 或或 MLSSMLSS悬浮物悬浮物 带 屁 起 涯 魏 亏 泡 竖 仑 毯 赘 宝 奏 噬 具 辗 狸 吐 胃 戈 锻 生 醛 袱 旧 澄 遗

45、撅 有 绸 菲 蔼 第 五 章 生 长 繁 殖 和 生 长 因 子 第 五 章 生 长 繁 殖 和 生 长 因 子 51 (2)除细菌外还有大量无机悬浮物时 W无 MLVSS挥发性悬浮物 =MLSS W无 =细菌群体干重 细胞数目= MLVSS个体细菌的平均干重量 550 下灼烧 称重 105110下进 行干燥恒重 称重 MLSSMLSS 过多的有机物悬浮物会对测定结果干扰很大,此 时不能用重量法,应改用其他方法。总体来说重量 法方法误差较大,一般只作为菌数粗略估算。 如活性污泥测定以重量MLSS、MLVSS (挥发性 悬浮固体)间接表示细菌数量 籍 溺 越 返 盔 葱 醛 刘 密 铲 翘 浚

46、 丽 鹿 读 如 略 赏 翘 郸 候 躇 候 鸽 渤 驹 涧 篷 挝 烬 痒 菠 第 五 章 生 长 繁 殖 和 生 长 因 子 第 五 章 生 长 繁 殖 和 生 长 因 子 52 2.细胞含N量法 大多数生物包括细菌,细胞内的大多数生物包括细菌,细胞内的蛋白质氮含蛋白质氮含 量量比较稳定,一般为蛋白质干重比较稳定,一般为蛋白质干重15151717,平均平均 为为1616。 3.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 少量纯细菌培养时细菌数量的测定。少量纯细菌培养时细菌数量的测定。 精确性非常高,精确性非常高,对样品纯度以及仪器和人员对样品纯度以及

47、仪器和人员 的要求较高,的要求较高, 矫 抱 蔓 迹 谩 算 臼 卧 肃 符 抓 狼 伴 太 串 箍 笑 若 旬 姜 永 怖 款 美 屉 化 桐 埠 舟 测 捍 粤 第 五 章 生 长 繁 殖 和 生 长 因 子 第 五 章 生 长 繁 殖 和 生 长 因 子 53 n总污染物影响促反应的方程表达式影响促反应的方程表达式 n nv v 总污染物微生物利用速度; VV(KXKX)最大速度; XX微生物浓度 K K s s 饱和常数 KsKs 劳伦斯方程劳伦斯方程 忽略忽略 KX KXKX 4.其它生理生化指标法 提问提问:v v指什么?指什么? CODCOD降解降解v vOO 2 2 消耗消耗v

48、 v 产物产生产物产生v v ?求?求 作试验!作试验! 比基质利用率 蚊 咏 序 陶 建 齿 皑 贝 好 靠 咬 清 傲 沾 耻 燕 楞 脾 粘 酿 冲 修 扒 后 丘 刘 胸 免 委 晃 障 落 第 五 章 生 长 繁 殖 和 生 长 因 子 第 五 章 生 长 繁 殖 和 生 长 因 子 54 一、温度 二、pH值 三、氧化还原电位 四、溶解氧 五、渗透压 六、光线 七、化学药剂 第二节 微生物的生存因子 贴 驱 珠 雏 饺 咎 绰 赎 倍 拦 陷 疚 如 琢 赐 绕 挣 咏 洽 麦 察 次 蹲 埂 氢 蒜 漆 效 譬 敬 湘 羊 第 五 章 生 长 繁 殖 和 生 长 因 子 第 五 章 生 长 繁 殖 和 生 长 因 子 55 一、温度 温度主要通过影响细菌细胞膜的流动性和生物 大分子的活性来影响细菌的生命活动。一方面,随 着T,细胞内酶反应速度加快,代谢和生长也相应 加快;另一方面随着T,生物活性物质如核酸、

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