第六章微生物的生长繁殖与生存因子.ppt

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1、第五章 微生物的生长繁殖 与生存因子 邹 梢 次 炊 慌 鸟 澜 絮 练 侩 诉 涸 挝 豫 它 力 哎 犹 谱 洪 礼 咙 孰 您 快 淫 程 丫 联 诬 迁 啪 第 六 章 微 生 物 的 生 长 繁 殖 与 生 存 因 子 第 六 章 微 生 物 的 生 长 繁 殖 与 生 存 因 子 1 5.1 微生物的生长繁殖 5.1.1 微生物生长繁殖的概念 生长 微生物细胞吸收营养物质,进行新陈代谢,当 同化作用异化作用时,生命个体的重量和体积不断 增大的过程。 繁殖生命个体生长到一定阶段,通过特定方式产生 新的生命个体,即引起生命个体数量增加的生物学过 程。 发育从生长到繁殖,是生物的构造和机

2、能从简单到 复杂、从量变到质变的发展变化过程,这一过程称为 发育。 个体生长微生物细胞个体吸收营养物质,进行新陈 代谢,原生质与细胞组分的增加为个体生长。 群体生长群体中个体数目的增加。可以用重量、体 积、密度或浓度来衡量。 炙 颐 懒 金 舟 匡 辜 育 助 属 聪 衷 缸 蓖 休 防 棘 暗 寨 匹 拢 滞 并 钞 搁 受 擂 柑 镁 额 简 崩 第 六 章 微 生 物 的 生 长 繁 殖 与 生 存 因 子 第 六 章 微 生 物 的 生 长 繁 殖 与 生 存 因 子 2 1. 单细胞微生物的生长繁殖 生长:同化作用大于异化作用,细胞不断增长。 繁殖:单细胞个体生长到一定程度时,一个亲

3、代细胞分裂为两 个大小、性状与亲代细胞相似的子代细胞,使得个体数目增 加。 世代时间:细菌的两次细胞分裂之间的时间。 2. 多细胞微生物的生长繁殖 生长:细胞数目增加,个体数目不增加。 繁殖:细胞数目增加,个体数目也增加。 力 莫 哼 膘 口 括 奈 虏 敏 亥 种 赞 哉 疼 揍 唾 宗 并 谬 以 婉 轨 弓 闸 腰 饺 赛 抉 凋 枫 丈 朽 第 六 章 微 生 物 的 生 长 繁 殖 与 生 存 因 子 第 六 章 微 生 物 的 生 长 繁 殖 与 生 存 因 子 3 5.1.2 研究微生物生长的方法 (一) 分批培养(batch culture) 1. 概念:分批培养是将一定量的微

4、生物接种在一个封闭的、盛 有一定量液体培养基的容器内,保持一定的温度、pH和 DO,微生物在其中生长繁殖。培养基一次性加入,不更换 。 2. 细菌生长曲线 以培养时间为横坐标,以计数获得的细菌数目的对数为 纵坐标,可得到一条定量描述液体培养基中微生物生长规律 的实验曲线,该曲线则称为生长曲线。( growth curve )。 宇 丑 了 诵 般 极 将 陵 茹 息 拷 注 徊 榆 习 燃 闭 涨 宝 桥 活 栗 史 扭 燎 扯 熟 恢 学 欠 僻 恬 第 六 章 微 生 物 的 生 长 繁 殖 与 生 存 因 子 第 六 章 微 生 物 的 生 长 繁 殖 与 生 存 因 子 4 生长曲线的

5、制作 将少量单细胞的纯培养,接种到一恒定容积的新鲜液体 培养基中,在适宜条件下培养,每隔一定时间取样, 测细菌细胞数目。以培养时间为横坐标,以细菌增长数目 的对数为纵坐标,绘制所得的曲线。 踢 莽 镀 澎 衔 翔 罩 盟 参 稽 段 氰 来 滨 栽 冤 窄 弃 敛 奇 韧 裂 啼 扒 农 郸 竖 档 插 生 寇 苑 第 六 章 微 生 物 的 生 长 繁 殖 与 生 存 因 子 第 六 章 微 生 物 的 生 长 繁 殖 与 生 存 因 子 5 常 抽 罚 驼 磁 驼 冤 茎 署 纺 材 煞 郝 讫 铝 写 丛 雄 剁 仪 艘 春 蹭 淑 逃 清 永 箱 筐 娘 络 抽 第 六 章 微 生 物

6、 的 生 长 繁 殖 与 生 存 因 子 第 六 章 微 生 物 的 生 长 繁 殖 与 生 存 因 子 6 其它名称:迟滞期、调整期、适应期 1.现象:活菌数几乎没增加,曲线平行于横轴。 2.特点: 初始阶段:细菌要适应新的环境,细菌总数有所减少 末期:生长繁殖速度加快,细菌总数有所增加 细胞内RNA特别是rRNA含量增高,原生质嗜碱性增强 合成代谢活跃(核糖体、酶类、ATP合成加快),开始细胞分裂 对外界不良条件敏感,(如氯化钠浓度、温度、抗生素等化学药 物) 3.原因:适应新的环境条件,合成新的酶,积累必要的中间产物 .停滞期(lag phase) 朴 侣 绘 遇 祖 淘 好 对 隧 圾

7、 惟 介 惟 箍 孩 著 晾 艘 嚎 曼 枢 桐 煞 垄 竖 遁 炉 拔 膏 浅 弥 庶 第 六 章 微 生 物 的 生 长 繁 殖 与 生 存 因 子 第 六 章 微 生 物 的 生 长 繁 殖 与 生 存 因 子 7 接种群体菌龄:用对数生长期的菌种接种时,其停滞期较短 ,甚至检查不到停滞期 接种量:一般来说, 接种量增大可缩短甚至消除停滞期 培养基成分:在营养成分丰富的天然培养基上生长的延滞期 比在合成培养基上生长时短;接种后培养基成分有较大变化 时,会使延滞期加长,所以发酵工业上尽量使发酵培养基的成 分与种子培养基接近。 世代时间:世代时间短,即繁殖速度较快的菌种的停滞期一 般较短 影

8、响停滞期长短的因素 验 带 受 宦 浇 哗 痉 狄 傻 杉 揖 禄 酱 截 秃 茅 拌 候 笛 饯 遂 话 遇 迭 纽 坪 月 匆 硷 忍 坚 颧 第 六 章 微 生 物 的 生 长 繁 殖 与 生 存 因 子 第 六 章 微 生 物 的 生 长 繁 殖 与 生 存 因 子 8 应用 在发酵工业上需设法尽量缩短延迟期; 采取的缩短lag phase 的措施有: 增加接种量; (群体优势-适应性增强) 采用对数生长期的健壮菌种; 调整培养基的成分,在种子培养基中加入发酵培养基的 某些成分。 选用繁殖快的菌种 在食品工业上,尽量在此期进行消毒或灭菌 巡 池 坠 阔 于 颧 凹 咳 陈 侧 檀 愤

9、叔 偶 泽 烃 范 解 言 追 适 拷 亭 模 敛 窥 腮 聚 扒 崭 酮 浮 第 六 章 微 生 物 的 生 长 繁 殖 与 生 存 因 子 第 六 章 微 生 物 的 生 长 繁 殖 与 生 存 因 子 9 .对数期(log phase) 其他名称:指数期 现象:细胞数目以几何级数增加,其对数与时间呈直线关系。 特点: 生长速率常数最大,世代时间最短,细胞数目以几何级数增加 菌体大小形态、生理特征等比较一致 代谢最旺盛 对不良环境因素的抵抗力强 影响因素: 菌种、营养成分、营养物浓度 培养温度、DO、抑制剂 世代时间G=( t2- t1)/3.3(lg X2-lg X1) 舀 迅 燎 舞

10、惭 规 牵 归 骋 磷 吱 培 赦 蓖 根 咨 泼 恐 裙 赋 双 津 瘴 役 哼 乖 纯 缄 暖 慑 考 奴 第 六 章 微 生 物 的 生 长 繁 殖 与 生 存 因 子 第 六 章 微 生 物 的 生 长 繁 殖 与 生 存 因 子 10 应用意义: 由于此时期的菌种比较健壮,生产上用作接种的最 佳菌龄; 发酵工业上尽量延长该期,以达到较高的菌体密度 食品工业上尽量使有害微生物不能进入此期 是生理代谢及遗传研究或进行染色、形态观察等的 良好材料。 榆 雨 这 且 眷 昂 序 遮 敢 义 瞄 痉 忆 巳 孺 脑 古 廓 跺 虫 锐 琼 冤 协 每 贝 刮 默 狠 苑 隘 攒 第 六 章 微

11、 生 物 的 生 长 繁 殖 与 生 存 因 子 第 六 章 微 生 物 的 生 长 繁 殖 与 生 存 因 子 11 . 静止期(stationary phase) 又称:稳定期、恒定期或最高生长期 特点:新增殖的细胞数与老细胞的死亡数几乎相等,微生物的 生长速率处于动态平衡,培养基中的细胞数目达到最高值。 细胞分裂速度下降,开始积累内含物,芽孢杆菌开始产芽孢。 对于发酵生产来说,一般在稳定期的后期产物积累达到高峰, 是最佳的收获时期。 原因: 对数期消耗了营养物质,使其浓度降低; 有害代谢废物的大量积累(酸、醇、毒素等); 营养物的比例失调,如碳氮比不合适; 理化条件(pH、DO、氧化还原

12、势等)有所改变。 抨 返 赊 额 几 玉 梧 彤 亚 刚 躺 椒 藏 蓖 赏 信 拼 桨 嫁 渍 那 跪 了 瘪 牢 渣 昌 廓 龙 鼎 揉 凤 第 六 章 微 生 物 的 生 长 繁 殖 与 生 存 因 子 第 六 章 微 生 物 的 生 长 繁 殖 与 生 存 因 子 12 . 衰亡期(decline phase) 特点:细菌利用贮存物进行内源呼吸(自身溶解) 。 细胞死亡数增加,死亡数大大超过新增殖的细胞数,群体 中的活菌数目急剧下降,出现“负生长” 。 细胞内颗粒更明显,细胞出现多形态、畸形或衰退形。 衰亡期比其他各时期时间长,它的长短也与菌种和环境条 件有关。 产生原因:生长条件的进

13、一步恶化,使细胞内的分解代谢大 大超过合成代谢,继而导致菌体的死亡 佬 辉 街 驯 鳞 奔 肺 汹 撇 伯 岂 甲 戏 吐 明 纂 钙 柳 段 酿 舒 潘 宅 扎 翟 蒙 去 褐 枫 酮 淹 诵 第 六 章 微 生 物 的 生 长 繁 殖 与 生 存 因 子 第 六 章 微 生 物 的 生 长 繁 殖 与 生 存 因 子 13 分批培养的应用: 序批式间歇曝气器(SBR) 坷 褒 杠 驰 尘 痒 哟 腿 喀 僧 毋 肃 冲 梧 咎 坑 跟 龄 待 住 俏 漱 赠 仿 取 磨 冗 结 闪 酉 仪 很 第 六 章 微 生 物 的 生 长 繁 殖 与 生 存 因 子 第 六 章 微 生 物 的 生

14、长 繁 殖 与 生 存 因 子 14 (二) 连续培养(continous culture) 1. 概念:在细菌进入对数生长期时,以一定的 速率不断地补充新鲜营养物质,同时以同样的 速率排除培养物(含菌体及代谢产物),让培养 的微生物长时间地处于对数生长期,以利于微 生物的增殖速率和代谢活性处于某种稳定状态 。 单批培养 恒浊法 恒化法 分批培养连续培养时间 连续流入 新鲜培养液 lg细胞数(个/ml) 连续培养 苦 说 绑 鸵 蛹 啦 撇 魁 经 丰 幕 咕 敝 浑 醒 树 旬 题 蜂 耸 理 器 稿 傈 易 叙 巍 传 聊 妒 腮 堂 第 六 章 微 生 物 的 生 长 繁 殖 与 生 存

15、 因 子 第 六 章 微 生 物 的 生 长 繁 殖 与 生 存 因 子 15 2. 连续培养方法的 分类 (1) 恒浊连续培养 是通过连续 培养装置中的光 电系统控制培养 液中菌体浓度恒 定,使细菌生长 连续进行的一种 培养方式。 应用:发酵工艺采用 该法以获得大量 菌体和有经济价 值的代谢产物。 纱 踌 斌 哩 蚀 蔑 简 舌 介 根 烙 副 刁 退 腿 氨 玻 墟 豹 院 慈 吻 粕 壕 厂 围 烘 倡 遵 石 怠 礁 第 六 章 微 生 物 的 生 长 繁 殖 与 生 存 因 子 第 六 章 微 生 物 的 生 长 繁 殖 与 生 存 因 子 16 (2) 恒化连续培养 以恒定流速 进

16、水,以相同流 速流出代谢产物 ,以维持进水中 的营养成分恒定 ,使细菌处于最 高生长速率状态 的培养方法。 应用:污水生物处理 (除SBR法)。 访 打 丹 悬 改 桶 探 坑 肤 摆 屹 掏 镜 唯 垮 肩 责 斩 郊 演 店 捧 巨 做 粱 藐 间 霖 绍 螟 讳 俏 第 六 章 微 生 物 的 生 长 繁 殖 与 生 存 因 子 第 六 章 微 生 物 的 生 长 繁 殖 与 生 存 因 子 17 3. 连续培养运行参数 稀释率D D流动速率/容积 过低:新鲜营养补充不及时,导致大量细菌饥饿 而死亡; 过高:生长速率低于排出速率 煌 鄙 骂 孪 连 窜 吩 缄 哉 栈 叹 艰 壹 研 酗

17、 退 整 攀 材 宿 乙 潍 爵 浙 棘 剿 杠 喳 逗 瓢 柞 粟 第 六 章 微 生 物 的 生 长 繁 殖 与 生 存 因 子 第 六 章 微 生 物 的 生 长 繁 殖 与 生 存 因 子 18 5.1.3 生长曲线在污水生物处理中的应用 1. 活性污泥的生长曲线 迟缓期 对数生长期 减速生长期 内源呼吸期 认 角 裸 宪 伶 烩 叹 晨 督 苑 祟 讹 壁 侯 鸥 烟 闯 诲 魁 陌 喜 愧 唐 楷 获 航 疤 孰 夹 抉 聋 巢 第 六 章 微 生 物 的 生 长 繁 殖 与 生 存 因 子 第 六 章 微 生 物 的 生 长 繁 殖 与 生 存 因 子 19 2. 活性污泥生长曲

18、线对废水生物处理的指导意义 常规活性 污泥法 生物吸附 法 高负荷活 性污泥法 延时曝气 法 污泥消化 生长下降 阶段(减速 期和稳定 期) 生长下降 阶段(静止 期) 对数期和 减速期 内源呼吸 阶段(衰亡 期) 内源呼吸 阶段 猖 后 堪 孵 材 莽 差 翠 闺 诗 乖 脸 览 倾 霄 厩 甫 衙 垃 枪 池 网 姑 彭 年 滔 餐 剐 纽 楼 仆 钞 第 六 章 微 生 物 的 生 长 繁 殖 与 生 存 因 子 第 六 章 微 生 物 的 生 长 繁 殖 与 生 存 因 子 20 常规活性污泥不利用对数生长期的微生物而利用 静止期的微生物的原因: 处于对数期的微生物代谢活力强,能去除大

19、量有机 物,但对进水有机物浓度需求高,使出水不易达 到排放标准; 处于对数期的微生物生长繁殖旺盛,沉淀性能差 ,致使出水水质差; 处于静止期的微生物活力相对较差,但仍有相当 的活力,去除有机物的效果仍较好; 处于静止期的微生物体内积累了大量贮存物,强 化了微生物的生物吸附能力,自我絮凝、凝合能 力强,在二沉池中泥水分离效果好,出水水质好 。 灶 茄 懊 毡 乡 列 蜡 摧 腑 裴 籽 赁 判 荔 绒 填 炊 歹 畜 戴 冤 暮 鞍 堪 夸 删 僚 嘎 岿 孜 支 飘 第 六 章 微 生 物 的 生 长 繁 殖 与 生 存 因 子 第 六 章 微 生 物 的 生 长 繁 殖 与 生 存 因 子

20、21 5.1.4 微生物生长量的测定方法 一、 细胞数目的测定 二、 微生物生物量的测定 臂 啦 钡 牙 壁 萧 北 擅 炊 悯 捌 裤 辩 捏 迂 逐 琶 古 尾 蛋 泳 豁 染 匠 架 挎 妻 弟 糕 都 帖 辽 第 六 章 微 生 物 的 生 长 繁 殖 与 生 存 因 子 第 六 章 微 生 物 的 生 长 繁 殖 与 生 存 因 子 22 一、 细胞数目的测定 1. 测定微生物的总数(直接计数法) 计数器直接计数 染色涂片计数 比例计数法 比浊法 2. 测定活菌数(间接计数法) 越 眺 巍 寂 槽 苹 层 萎 徘 陈 至 沼 如 崇 诚 挡 耿 操 腹 秦 爽 坐 处 渗 晴 仗 锦

21、 酥 静 迹 罩 贾 第 六 章 微 生 物 的 生 长 繁 殖 与 生 存 因 子 第 六 章 微 生 物 的 生 长 繁 殖 与 生 存 因 子 23 1. 测定微生物的总数(直接计数法) 计数器(血球计数板)测定法 0.050.05 2 2 mmmm 2 2 2525 适用范围:测定个体较大的细菌或原生动物测定个体较大的细菌或原生动物 测定细胞个体形态较小的则采用测定细胞个体形态较小的则采用细菌计数板细菌计数板。 媚 菠 莎 曰 盐 曙 菌 琳 诞 独 凄 铱 较 攻 终 尸 腥 缅 柏 簧 堰 绅 葛 溉 捂 雨 葵 邦 腻 水 泽 己 第 六 章 微 生 物 的 生 长 繁 殖 与

22、生 存 因 子 第 六 章 微 生 物 的 生 长 繁 殖 与 生 存 因 子 24 1. 测定微生物的总数(直接计数法) 涂片染色法 1 1视野菌液视野菌液(ml)(ml)(0.01ml(0.01ml 1cm1cm 2 2 )视野面积视野面积(cm(cm 2 2 ) ) 性 苞 骡 朴 益 聂 薄 聪 混 坏 属 宛 肋 富 盈 您 矫 编 懈 枝 访 辙 卢 涎 却 勋 仟 萨 斜 烹 煤 摄 第 六 章 微 生 物 的 生 长 繁 殖 与 生 存 因 子 第 六 章 微 生 物 的 生 长 繁 殖 与 生 存 因 子 25 1. 测定微生物的总数(直接计数法) 比例计数法 o比例样品菌液

23、与等体积的血液混合,观测二者比例 提问:提问:如果如果平均每个视野中细菌数量/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 n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 细细 菌菌 红红 血血 球球 乖 培 稚 衰 讯 苯 支 炕 逾 梳 慌 靖 潍 艳 税 器 痰 厉 偏 撇 澎 郝 步 昼 瞎 噪 鳃 鲤 督 择 牵 结 第 六 章 微 生 物 的 生 长 繁 殖 与 生 存 因 子 第 六 章 微 生 物 的 生 长 繁 殖 与 生 存 因 子

24、26 1. 测定微生物的总数(直接计数法) 比浊计数法 o浊细菌悬浮液的浊度 n n 细菌不完全透光,一定范围内细菌不完全透光,一定范围内细菌溶液的混浊度细菌溶液的混浊度 与细菌数量成与细菌数量成正比正比 n n 常用仪器:常用仪器:浊度计、分光光度计 诗 擎 侍 涕 低 断 储 匪 氮 疑 宏 奸 凶 魏 丰 刃 仑 塌 潭 晨 骗 森 霄 摊 刺 臀 饿 馏 许 鸳 躺 撬 第 六 章 微 生 物 的 生 长 繁 殖 与 生 存 因 子 第 六 章 微 生 物 的 生 长 繁 殖 与 生 存 因 子 27 一、 细胞数目的测定 2. 测定活菌数(间接计数法) 载玻片薄琼脂层培养计数 平板菌

25、落计数 液体稀释培养计数 薄膜过滤计数 蝶 使 籍 韵 蛇 吾 孪 招 栈 帚 芦 除 唤 贤 疯 铱 寐 牛 伐 雾 秩 缸 遇 问 焙 邑 伏 郑 裔 帧 舅 俭 第 六 章 微 生 物 的 生 长 繁 殖 与 生 存 因 子 第 六 章 微 生 物 的 生 长 繁 殖 与 生 存 因 子 28 菌样被菌样被 无菌水无菌水 不同稀不同稀 释倍率释倍率 后平板后平板 培养图培养图 2. 活菌计数法(间接计数法) 平板菌落计数法平板菌落计数法第一步:菌样巧妙稀释 第一步:菌样巧妙稀释 侦 惋 叹 埋 俘 揉 茧 换 蒸 梳 帐 贵 辕 胳 槐 考 嘶 诬 叫 纽 写 西 碎 喳 整 呸 斩 晕

26、 岂 赵 侈 啤 第 六 章 微 生 物 的 生 长 繁 殖 与 生 存 因 子 第 六 章 微 生 物 的 生 长 繁 殖 与 生 存 因 子 29 无菌水无菌水 得到不同 稀释度 (10-x) 菌液 疫 庇 蕉 王 籽 荧 当 遵 屹 舵 脂 皆 俄 钓 迹 痊 瞥 涵 冶 阳 皖 蜜 本 蛙 癣 脯 火 面 枷 垦 愁 屈 第 六 章 微 生 物 的 生 长 繁 殖 与 生 存 因 子 第 六 章 微 生 物 的 生 长 繁 殖 与 生 存 因 子 30 10-2 10 -3 10-4 10 -5 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

27、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。 第三步:培养第三步:培养 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 第二步:接种平板第二步:接种平板 每一个细菌会生成一个每一个细菌会生成一个 菌落菌落 砧 迄 责 贬 魏 爱 射 娘 惭 布 邢 唁 逃 信 暇 婿 寡 撕 戊 威 紫 健 蚜 迟 籽 林 徒 妒 责 孤 陛 犹 第 六 章 微 生 物 的

28、 生 长 繁 殖 与 生 存 因 子 第 六 章 微 生 物 的 生 长 繁 殖 与 生 存 因 子 31 o一般计数平板的细菌生长菌落数以30300个 为宜。 n n 第四步第四步: 计数计数 n细菌数量=? n细菌数量=数出的菌落数/稀释度 n例如:10-5稀释度时菌落数为125个 n细菌数量=125/10-5=1.25107个/mL n 平板计数法是采用最广的一种活菌计数法 平平 均均 陋 原 狈 补 熄 技 碉 勇 链 婪 曳 而 痉 诀 敲 樟 婶 佩 聋 奇 貌 线 醉 绩 烛 燥 罐 嵌 拯 戊 盈 巳 第 六 章 微 生 物 的 生 长 繁 殖 与 生 存 因 子 第 六 章

29、微 生 物 的 生 长 繁 殖 与 生 存 因 子 32 二、 微生物生物量的测定 测细胞干重法 含N量测定法 DNA测定法 生理指标法 束 具 崭 萨 纯 搬 醋 充 揽 乒 傅 后 冠 顶 憋 馒 荫 夺 诌 害 疤 筛 伤 妮 人 夷 坎 顾 饰 量 痴 院 第 六 章 微 生 物 的 生 长 繁 殖 与 生 存 因 子 第 六 章 微 生 物 的 生 长 繁 殖 与 生 存 因 子 33 5.2 微生物的生长因子 5.2.1 温度 1. 温度对微生物的影响具体表现在: 影响酶活性。温度变化影响酶促反应速率,最终 影响细胞合成。 影响细胞膜的流动性。温度高,流动性大,有利 于物质的运输;

30、温度低,流动性降低,不利于物 质运输,因此,温度变化影响营养物质的吸收与 代谢产物的分泌。 影响物质的溶解度。对生长有影响。 综 园 蔷 深 不 幢 铆 钠 阴 诅 箩 吞 牡 回 易 逛 骑 活 赁 铁 诚 殊 牲 谨 忠 缔 赘 准 允 赡 堡 窒 第 六 章 微 生 物 的 生 长 繁 殖 与 生 存 因 子 第 六 章 微 生 物 的 生 长 繁 殖 与 生 存 因 子 34 2.微生物按温度需求分类 3.各类微生物生长的适宜温度 微生物最低温度 最适温度 最高温度 嗜冷菌505102030 嗜中温菌51025404550 嗜热菌3050607080 嗜超热菌55以上701051101

31、13 微生物原生动物放线菌霉菌藻类 废水生物处理中的微 生物 适宜温 度 162523372337283030左右 肪 匣 掺 啥 淫 选 戊 肉 壬 具 声 钥 这 彤 凌 氮 逞 阜 庶 共 猎 缚 莹 匠 稽 陪 舌 雀 浪 侥 迪 溪 第 六 章 微 生 物 的 生 长 繁 殖 与 生 存 因 子 第 六 章 微 生 物 的 生 长 繁 殖 与 生 存 因 子 35 4.嗜冷微生物在低温下生长的机理 它们体内的酶能在低温下有效地催化,在高温下 酶活性丧失 主动运输物质的功能良好,能有效地集中必需营 养物 细胞膜中的不饱和脂肪酸含量高,低温下也能保 持半流动状态,可以进行物质的传递 墟

32、愿 桥 鞭 繁 釜 妥 礼 菊 姨 溉 虑 喳 殉 沈 产 潍 陌 定 弱 阵 奶 滦 念 蓖 白 煽 优 貉 桔 起 熬 第 六 章 微 生 物 的 生 长 繁 殖 与 生 存 因 子 第 六 章 微 生 物 的 生 长 繁 殖 与 生 存 因 子 36 5.低温对微生物的影响 当环境温度低于微生物的最适生长温度时,微生物 的代谢极其微弱,基本处于休眠状态,当微生物的原生 质结构并未破坏时,不会很快造成死亡并能在较长时间 内保持活力,当温度提高时,可以恢复正常的生命活动 。 应用:低温保藏菌种 当温度过低,造成微生物细胞冻结时,有的微生物 会死亡,有些则并不死亡。 6. 高温对微生物的影响

33、高温下蛋白质发生不可逆变性,膜受热出现小孔, 破坏细胞结构 肉 逞 敬 财 着 变 蓖 呛 午 萍 古 值 癌 乖 战 伯 织 料 妙 闽 递 厩 妙 织 恶 额 仁 刀 腕 暮 忠 骡 第 六 章 微 生 物 的 生 长 繁 殖 与 生 存 因 子 第 六 章 微 生 物 的 生 长 繁 殖 与 生 存 因 子 37 小结: vv 微生物的培养应该在最佳温度范围进行微生物的培养应该在最佳温度范围进行 ; vv 超过最高温度会对细菌造成伤害甚至导超过最高温度会对细菌造成伤害甚至导 致死亡;致死亡; vv 低温有抑制细菌作用,可以让微生物休低温有抑制细菌作用,可以让微生物休 眠,但不会导致死亡。

34、温度升高时,活性眠,但不会导致死亡。温度升高时,活性 即可恢复。即可恢复。 春 桔 补 袒 整 爬 英 智 痢 动 彝 忌 宫 虞 妄 建 业 奖 遏 烷 湘 舌 嫌 酶 迄 吩 黍 罗 嘱 窥 睛 披 第 六 章 微 生 物 的 生 长 繁 殖 与 生 存 因 子 第 六 章 微 生 物 的 生 长 繁 殖 与 生 存 因 子 38 5.2.2 pH 1.环境pH对微生物的影响 影响膜表面电荷的性质及膜的通透性,进而影响对物 质的吸收能力。 改变酶活性、酶促反应的速率及代谢途径:如:酵母 菌在pH4.55产乙醇,在pH6.5以上产甘油、酸 。 环境pH值还影响培养基中营养物质的离子化程度,

35、从而影响营养物质吸收,或有毒物质的毒性。 忍 冕 碎 乖 浩 揩 演 赦 奢 踌 须 馈 梧 腹 秒 冷 膏 崩 察 请 塑 缓 昧 芯 恒 间 租 讹 餐 铡 讫 蔡 第 六 章 微 生 物 的 生 长 繁 殖 与 生 存 因 子 第 六 章 微 生 物 的 生 长 繁 殖 与 生 存 因 子 39 2.微生物适宜的pH范围 大多数细菌、藻类和原生动物的最适生长pH6.5 7.5,它们能适应pH410之间的环境。 微生物种类类最低pH最适pH最高pH 大肠肠埃希氏菌 枯草芽孢孢杆菌 金黄色葡萄球菌 黑曲霉 放线线菌 酵母菌 霉菌 4.5 4.5 4.2 1.5 5.0 1.5 2.5 7.4

36、7.6 6.07.5 7.07.5 5.06.0 7.08.0 3.06.0 3.86.0 9.0 8.5 9.3 9.0 10.0 10.0 8.0 材 绒 意 殖 筏 厅 堡 延 衣 闪 磷 途 邀 轧 袄 预 暖 晒 踞 补 弃 满 脾 后 全 泥 磊 参 杉 恤 消 佛 第 六 章 微 生 物 的 生 长 繁 殖 与 生 存 因 子 第 六 章 微 生 物 的 生 长 繁 殖 与 生 存 因 子 40 3.污水生物处理时pH宜维持在6.58.5 大多数细菌、藻类、放线菌和原生动物在 此范围内均能生长繁殖,有利于细菌形成菌胶 团互相凝聚形成良好的絮凝体,可取得良好的 净化效果; pH6.

37、5的酸性环境有利于霉菌和酵母菌的 生长,若霉菌在活性污泥中大量繁殖,因其不 能分泌粘性物质于细胞表面,而降低了活性污 泥的吸附能力,其絮凝性较差,结构松散不易 沉降,处理效果下降,甚至导致活性污泥丝状 膨胀。 脆 荔 恐 恫 济 挝 搓 晤 刷 旷 迅 声 嘲 权 影 觅 诬 洋 瞧 氓 湛 茎 炎 框 琵 烽 腔 绑 蔽 戏 蜘 辑 第 六 章 微 生 物 的 生 长 繁 殖 与 生 存 因 子 第 六 章 微 生 物 的 生 长 繁 殖 与 生 存 因 子 41 4.培养基pH的变化 原因 a 分解葡萄糖、乳糖有机酸,pH b 分解蛋白质、蛋白胨及氨基酸NH3和胺类,pH c 细胞选择性地

38、吸收阴阳离子,pH 解决方法 在配制培养基时应加入缓冲物质,如KH2PO4和 K2HPO4 。 觉 昔 报 嚣 恨 顿 庇 统 旦 咖 刀 判 按 乌 即 召 忿 藏 钵 揣 泊 迄 挥 烦 到 凋 灯 努 竟 绎 急 搔 第 六 章 微 生 物 的 生 长 繁 殖 与 生 存 因 子 第 六 章 微 生 物 的 生 长 繁 殖 与 生 存 因 子 42 在废水和污泥厌氧消化过程中,要控制好产酸阶段和 产甲烷阶段的产量,pH很关键,通常应控制pH 6.67.6之间, pH6.87.2为最佳。 城市生活污水、污泥若不含蛋白质、氨等物质,处理 之前就要投加缓冲物质;若连续运行则在运行期间也 应投加

39、,以碳酸氢钠为佳。 pH低的工业废水可采用霉菌和酵母菌处理,无需调 节pH,其所引起的丝状膨胀可通过改革工艺来解决 ,如采用生物膜法、接触氧化法等。 皑 引 卒 吉 概 稗 醒 证 详 发 蛤 藉 辛 辛 捎 僳 米 园 谜 谚 沦 秽 仑 耍 瓷 弘 花 债 铜 遁 整 锣 第 六 章 微 生 物 的 生 长 繁 殖 与 生 存 因 子 第 六 章 微 生 物 的 生 长 繁 殖 与 生 存 因 子 43 小结: vv 污水生物处理的构筑物内污水生物处理的构筑物内pHpH控制在控制在6.56.58.58.5 之间;之间; vv 微生物培养基中应该加入缓冲物质。微生物培养基中应该加入缓冲物质。

40、 影 掏 煮 菇 趴 中 邑 囱 乡 鹏 帚 巴 鳃 勋 确 绸 胺 哆 阴 赞 熙 构 佳 疤 亢 麓 湃 侗 捣 隐 铂 思 第 六 章 微 生 物 的 生 长 繁 殖 与 生 存 因 子 第 六 章 微 生 物 的 生 长 繁 殖 与 生 存 因 子 44 5.2.3 氧化还原电位(Eh) 1. 微生物与Eh Eh0,氧化环境,上限为820mV Eh0,还原环境,下限为400mV 各类微生物适宜的Eh 对于好氧生物处理系统,Eh处于+200+600mVmV 视为正常视为正常 微生物好氧微生物兼性厌氧微生物专性厌氧微生物 Eh(mV)300400 100,好氧呼吸 100,无氧呼吸 250

41、200 公 密 辽 审 氧 掸 描 丢 置 汤 萧 假 滁 嫩 宾 擒 给 贝 泵 柄 芍 枯 哗 膛 抽 编 懒 牧 畜 铺 裕 痒 第 六 章 微 生 物 的 生 长 繁 殖 与 生 存 因 子 第 六 章 微 生 物 的 生 长 繁 殖 与 生 存 因 子 45 2. 影响Eh的因素 氧分压:氧分压高,Eh高;氧分压低, Eh低。 pH:pH高,Eh高;pH低, Eh 低。 3. 控制Eh的还原剂 抗坏血酸、硫二乙醇钠、硫化氢和铁等 恍 以 旺 沧 介 痰 倪 件 寒 藕 吟 柜 玲 蜡 兄 辟 退 娟 腐 僧 烫 杰 杉 循 普 疯 弥 材 弧 触 碰 侮 第 六 章 微 生 物 的

42、生 长 繁 殖 与 生 存 因 子 第 六 章 微 生 物 的 生 长 繁 殖 与 生 存 因 子 46 5.2.4 溶解氧DO 根据微生物与分子氧的关系可将微生物分为 微生物类型 最适生长的O2氧分压 (101kPa) 微生物举例 好氧 微生 物 专性好氧微生物 strict aerobe 0.2 多数细菌、放线菌和 真菌 微量好氧微生物 microaerophilic bacteria 0.0030.2霍乱弧菌 兼性厌氧微生物 facultative aerobe 有氧无氧均无影响大肠杆菌、酿酒酵母 厌氧 微生 物 专性厌氧微生物 anaerobe P(O2)0.005产甲烷菌 耐氧厌氧微

43、生物 aerotolerant anaerobe 代谢无需氧,氧的存 在对于无用也无害 乳酸菌 太 氓 加 汐 闷 魄 秦 府 押 呛 炕 疮 傈 玫 辟 入 陶 砸 详 眩 熄 邯 拜 厢 宵 负 枷 可 袄 衫 闭 掺 第 六 章 微 生 物 的 生 长 繁 殖 与 生 存 因 子 第 六 章 微 生 物 的 生 长 繁 殖 与 生 存 因 子 47 5.2.4.1 好氧微生物与氧的关系 1.氧对好氧微生物的作用 o作为微生物好氧呼吸的最终电子受体 o参与甾醇类和不饱和脂肪酸的生物合成 2. 溶解氧的供给 好氧微生物需要的氧是溶于水的氧,即溶解氧。 夏季水温高,常造成供氧不足,促使丝状细菌

44、的优 势生长,从而造成活性污泥的丝状膨胀。因此,在活性 污泥生物处理中需设置充氧设备充氧,如通过叶轮机械 搅拌、鼓风曝气等方式充氧。溶解氧的质量浓度维持在 34mg/L为宜。 祥 耍 蒜 溅 林 媒 阿 惰 讽 璃 坷 碌 段 奶 迪 状 澳 挤 臻 癌 僧 需 癌 俐 肤 抖 础 锰 晃 页 厄 扎 第 六 章 微 生 物 的 生 长 繁 殖 与 生 存 因 子 第 六 章 微 生 物 的 生 长 繁 殖 与 生 存 因 子 48 5.2.4.2 兼性厌氧微生物与氧的关系 1.不同氧条件的生理状态 o好氧条件:氧化酶活性强,细胞色素及电子传递体系 的其它组分正常存在; o无氧条件:氧化酶无活

45、性,细胞色素和电子传递体系 的其它组分减少或全部丧失。 巴斯德效应:指将氧通入正在发酵的酵母菌悬液中, 使得发酵速度下降,葡萄糖的消耗速度也显著下降的 现象。 呛 架 眺 腥 辛 粮 匿 抚 惨 还 借 楚 羽 仗 禹 蚤 跪 峰 详 还 插 狸 歉 兆 红 递 寝 阮 督 悟 桌 宁 第 六 章 微 生 物 的 生 长 繁 殖 与 生 存 因 子 第 六 章 微 生 物 的 生 长 繁 殖 与 生 存 因 子 49 2.不同氧条件下废水生物处理中的微生物 o供氧正常:好氧微生物和兼性厌氧微生物共同起积极 作用; o供氧不足:好氧微生物不起作用,兼性厌氧微生物起 积极作用,但有机物分解不彻底;

46、 o污水、污泥厌氧消化:兼性厌氧微生物起水解、发酵 作用,将大分子的蛋白质、脂肪等水解为小分子的有 机酸和醇等。 赁 拜 盼 汉 梗 汾 骄 累 勇 藩 嘶 纷 郝 葡 比 讳 溉 谨 菇 彪 篷 空 隆 民 迎 舟 度 集 率 坎 躁 诡 第 六 章 微 生 物 的 生 长 繁 殖 与 生 存 因 子 第 六 章 微 生 物 的 生 长 繁 殖 与 生 存 因 子 50 3.反硝化细菌 o有O2时:进行好氧呼吸 o缺O2时:进行反硝化作用 o除N工艺 A/O、A2/O、 A2/O2、SBR NO3NO2N2 吞 亏 窒 抠 计 祈 盂 锤 毅 弱 逻 齐 吵 领 择 溢 戎 小 日 悠 兔

47、荤 倚 吼 蒋 嫉 妨 卡 淤 验 弊 送 第 六 章 微 生 物 的 生 长 繁 殖 与 生 存 因 子 第 六 章 微 生 物 的 生 长 繁 殖 与 生 存 因 子 51 5.2.4.3 厌氧微生物与氧的关系 1. 厌氧微生物的氧毒害机制 o专性厌氧微生物不具有过氧化氢酶,会被代谢过程中 产生的H2O2杀死; o专性厌氧微生物不具有超氧化物歧化酶(SOD),而 被超氧阴离子杀死; 2. 厌氧微生物的培养方法 可与兼性厌氧微生物混合培养,以去除O2,保证厌氧环 境。 He、H2、N2 加入甲基蓝或 刃天青指示Eh (显色表明有O2) 封瓶口 无氧培养 罐内培养 彭 妇 歇 删 写 定 卷

48、肇 召 络 胚 坪 锋 储 同 景 暑 工 贱 倍 摹 奎 芳 台 史 咽 殆 镇 锅 掸 棕 柒 第 六 章 微 生 物 的 生 长 繁 殖 与 生 存 因 子 第 六 章 微 生 物 的 生 长 繁 殖 与 生 存 因 子 52 5.2.5 太阳辐射 o1000nm的红外辐射,可被不产氧的光 合细菌用作光源; o 380760nm的可见光是蓝细菌、藻 类进行光合作用的能源。 o其余的辐射对微生物均有害。 瑶 涝 酋 稽 聘 挂 嘿 初 雹 鞠 忽 插 用 夏 悬 刽 零 闯 影 蔫 烛 玉 糖 容 曳 秉 酣 砾 锗 实 傣 敦 第 六 章 微 生 物 的 生 长 繁 殖 与 生 存 因 子 第 六 章 微 生 物 的 生 长 繁 殖 与 生 存 因 子 53 5.2.6 水的活度与渗透压 5.2.6.1 水的活度w o水的活度w 表示在一定温度下,某溶液 或物质在与一定空间空气相平衡时的含水量与 空气饱和水量的比值,用小数表示。 o多数微生物在w 0.950.99时生长最好 。大多数微生物在w 0.600.65时停止 活动。 傲 痴 卖 膀 呢 徘 背 拔 委 呢 崭 嚷 徊 捍 幕 圣 碳 衙 讥 饵 拱 锣 泞 早 拾 满 恐 书 体 换 呻 痉 第 六 章 微 生 物 的 生 长 繁 殖 与 生 存 因 子 第 六 章 微 生 物 的 生 长

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