微生物的生长繁殖与生存因子

1、会计学1微生物的生长繁殖与生存因子微生物的生长繁殖与生存因子通过形成无性孢子、有性孢子或裂殖使微生物个通过形成无性孢子、有性孢子或裂殖使微生物个体数增加叫繁殖。体数增加叫繁殖。细菌的生长曲线反映微生物的数量细菌的生长曲线反映微生物的数量由少变多由少变多，达到高峰后又由多变少达到高峰后又由多变少，到到死亡死亡的变化规律。的变化规律。图图5-1 5-1 细菌的生长曲线细菌的生长曲线 备注：备注： 停滞期停滞期 加速期加速期 对数期对数期 减速期减速期 静止期静止期 衰亡期衰亡期细菌纯培养细菌纯培养停停滞滞期期对对期期数数静止期静静止止期期衰衰亡亡期期（细菌纯种培养）（细菌纯种培养）停滞期对期数G=

2、0.301(tx t0)lg Nx -lg N0 tx t0 n 由计算得知：繁殖一代细菌需要由计算得知：繁殖一代细菌需要30min30min的时间。的时间。静止期衰亡期图图 5-2 5-2 单级连续流曝气池单级连续流曝气池F F：物料，：物料，S Si i：入流基质，：入流基质，S Se e：出流基质，：出流基质，N Nm m ：生物物质（细菌数）；：生物物质（细菌数）；V V：曝气池容积：曝气池容积 曝气池曝气池二次沉二次沉淀池淀池污泥回流剩余污泥项目生长上升阶段（对数期）生长下降阶段（静止期）内源呼吸阶段（衰亡期）营养物（ F ）F/M 2.2F 充足,过量F/M0.12.2F 不足F/

3、M0.1F 少,污泥量少细菌量（ M ） 几何级数增加呈下降趋势、增长慢零或负增长制约关系l与 F 无关， 0 级反应l与 M 有关， 1 级反应F 制约 M,1 级反应F 严重制约 M污泥沉降性能活性污泥能量高，不易获得良好絮凝体，沉降性不好。较好，范德化引力占优势；形成荚膜、菌胶团；易形成絮凝体，吸附、凝聚力强。好出水水质不好，细菌多、有机物多。较好， SS 低。好， SS 低。应用（）高负荷活性污泥法（2）AB法的A段（）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（）氧化沟法图图5-4 5-4 微生物代谢速率与微生物代谢速率与F F/ /M M的关系的关系图图5-5

4、5-5 活性污泥的生长曲线及其应用活性污泥的生长曲线及其应用 活性污泥生长曲线四个时期；活性污泥生长曲线四个时期； 常规活性污泥法；常规活性污泥法； 生物吸附法；生物吸附法； 高负荷活性污泥法；分散曝气；高负荷活性污泥法；分散曝气； 延时曝气延时曝气 利用特定的细利用特定的细菌计数板或血球计菌计数板或血球计数板，在显微镜下数板，在显微镜下计算一定容积里样计算一定容积里样品中微生物的数量。品中微生物的数量。缺点：缺点： 只能计数细菌数，不能只能计数细菌数，不能区分死活菌。区分死活菌。适于：适于：细菌、酵母菌、细菌、酵母菌、藻类和原生动物藻类和原生动物计数格：计数格： 1mm2又分成又分成25(或

5、或16格格)中格，中格， 每中格又分每中格又分16小格小格(或或25格格)。将稀释的样品滴在计数板上，盖上盖玻片，在显将稀释的样品滴在计数板上，盖上盖玻片，在显微镜下计算微镜下计算45个中格的细菌数，求出每个小格个中格的细菌数，求出每个小格的细菌数。的细菌数。计算每计算每ml样品的细菌数：样品的细菌数：细菌数细菌数(样品样品/ml) =每小格细菌平均数每小格细菌平均数400 1000稀释倍数稀释倍数适于：适于：较大的微生物如原生动物、藻类和非丝状的酵母菌较大的微生物如原生动物、藻类和非丝状的酵母菌原理：原理：在一个小孔的两侧各放置一个电极，通电后，若有物体通过，在一个小孔的两侧各放置一个电极，

6、通电后，若有物体通过，电阻会发生变化。当细胞悬液通过小孔时，每通过一个细胞，电阻电阻会发生变化。当细胞悬液通过小孔时，每通过一个细胞，电阻就会增加（或电导率下降）并产生一个信号，计数器就对该细胞自就会增加（或电导率下降）并产生一个信号，计数器就对该细胞自动计数一次。动计数一次。优点优点：精确：精确缺点缺点：受微小颗粒和丝状物干扰：受微小颗粒和丝状物干扰方法：方法：用用0.01ml吸管吸取定量稀释的细菌吸管吸取定量稀释的细菌悬液均匀涂布于刻有悬液均匀涂布于刻有1cm2面积的计数板面积的计数板上，经固定染色后，在显微镜下观察几个上，经固定染色后，在显微镜下观察几个视野并计数，取平均值，再按下式计算

7、每视野并计数，取平均值，再按下式计算每毫升原液的细菌数：毫升原液的细菌数：每每ml原菌液的细菌数视野中的平均菌数原菌液的细菌数视野中的平均菌数1cm2/视野面积视野面积100稀释倍数稀释倍数原理：原理：单细胞微生物的悬液浓度与浊度成正比，与单细胞微生物的悬液浓度与浊度成正比，与光密度（光密度（OD）成反比。细胞数越多，透光度越小。）成反比。细胞数越多，透光度越小。方法：方法：用分光光度计测定菌悬液的光密度或透光度；用分光光度计测定菌悬液的光密度或透光度；用浊度计测菌悬液的浊度。用浊度计测菌悬液的浊度。计算：计算：将未知细胞数的菌悬液和已知细胞数的菌悬液相比，将未知细胞数的菌悬液和已知细胞数的菌

8、悬液相比，可求出未知菌悬液所含的细胞数。可求出未知菌悬液所含的细胞数。（1）液体稀释培养计数液体稀释培养计数（2）过滤计数过滤计数（3）菌落计数菌落计数适于：适于：生长较慢的细菌，如硝化细菌、铁细菌和硫酸生长较慢的细菌，如硝化细菌、铁细菌和硫酸盐还原菌等。盐还原菌等。方法：方法：以以MPN法法(最大可能数法最大可能数法)直接用液体培养基稀释样品，直接用液体培养基稀释样品，每个稀释度每个稀释度35管，置于培养箱内培养管，置于培养箱内培养12周，取出观察周，取出观察和计数。以它的阳性管（培养基浑浊）数对照检索表查得和计数。以它的阳性管（培养基浑浊）数对照检索表查得细菌数。细菌数。适于适于：含菌量少

9、的水样，如饮用水中的大肠菌群数的测：含菌量少的水样，如饮用水中的大肠菌群数的测定。定。方法：方法：用用0.45m的滤膜过滤，将膜置于已倒好的平板上培养得到的滤膜过滤，将膜置于已倒好的平板上培养得到生长的菌落，计数。生长的菌落，计数。 平板菌落计数（平板菌落计数（CFU）：）：单位容量中的细菌均匀分单位容量中的细菌均匀分布在营养琼脂平板上面生长的菌落形成单位数。布在营养琼脂平板上面生长的菌落形成单位数。0.2ml（1）影响微生物的生长速率）影响微生物的生长速率微生物最低最适 最高嗜冷细菌50 510 2030嗜中温细菌 510 2540 4550嗜热细菌 30 5060 7080嗜超热细菌 55

10、 以上 70105 110113原生动物 1625 3743（少数可在60 中生存）藻类 2830污水处理中微生物 30 左右注意灭菌和消毒的区别注意灭菌和消毒的区别在干燥箱中，利用热空气在干燥箱中，利用热空气灭菌，通常在灭菌，通常在 160 温度下处温度下处理理 2h可达灭菌目的。可达灭菌目的。流通蒸汽，常压，流通蒸汽，常压， 100 ， 1530min ，杀死营养细胞，冷，杀死营养细胞，冷却却,2837 过夜，芽饱萌发，再反过夜，芽饱萌发，再反复两次，杀死所有芽饱和营养细胞。复两次，杀死所有芽饱和营养细胞。蒸汽压力蒸汽压力 0.1mpa（ 1.05kg/cm2），），温度温度 121.6

11、,1520min，杀死所有芽饱，杀死所有芽饱和营养细胞。和营养细胞。干热灭菌干热灭菌灼烧灼烧干热烘烤干热烘烤湿热灭菌湿热灭菌高温间歇灭菌高温间歇灭菌高压蒸汽灭菌高压蒸汽灭菌 用于接种工具、实验动物用于接种工具、实验动物尸体处理等。尸体处理等。表表5-7 5-7 几种微生物的生长最适几种微生物的生长最适pHpH和和pHpH范围范围微微 生生 物物 种种 类类pHpH最低最低最适最适最高最高褐球固氮菌（褐球固氮菌（Azotobacter chroococcumAzotobacter chroococcum）大肠埃希氏菌（大肠埃希氏菌（Escherichia coliEscherichia coli

12、）放线菌（放线菌（Actinomyces Actinomyces sp.sp.）霉菌（霉菌（mold fungusmold fungus）酵母菌（酵母菌（yeastyeast）小眼虫小眼虫（Euglena gracilisEuglena gracilis）草履虫（草履虫（Paramaccum Paramaccum sp.sp.）4.54.54.54.55.05.02.52.51.51.53.03.05.35.37.47.47.67.67.27.27.07.08.08.03.83.86.06.03.03.06.06.06.66.66.76.76.76.76.86.89.09.09.09.010.

13、010.08.08.010.010.09.99.98.08.0嗜酸微生物嗜酸微生物最低最低pHpH最适最适pHpH最高最高pHpH 细菌细菌 （BacteriaBacteria） 氧化硫硫杆菌氧化硫硫杆菌 （Thiobacillus prosperusThiobacillus prosperus） （Thiobacillus thiooxidaThiobacillus thiooxida） 艾氏硫杆菌艾氏硫杆菌 （Thiobacillus albertisThiobacillus albertis) ) 铁氧化钩端螺旋菌铁氧化钩端螺旋菌 （Leptospirillum ferrooxidans

14、Leptospirillum ferrooxidans） 热氧化硫化杆菌热氧化硫化杆菌 ( (SulfobacillusthermosulfidooxidansSulfobacillusthermosulfidooxidans） 嗜酸硫杆菌嗜酸硫杆菌 （Thiobacillus acidophilusThiobacillus acidophilus） （Thiobacillus cuprinusThiobacillus cuprinus） 古菌古菌 （ArchaeaArchaea） 嗜酸热原嗜酸热原体体 （Thermoplasma acidophilumThermoplasma acidoph

15、ilum） 下层酸双面菌下层酸双面菌 （Acidianus infernus Acidianus infernus ） 勤奋生金球菌勤奋生金球菌 （Metallosphaera sedulaMetallosphaera sedula） 嗜酸热硫化叶菌嗜酸热硫化叶菌 （Sulfolobus acidocaldariusSulfolobus acidocaldarius） 依赖热丝菌依赖热丝菌 （Thermofilum pendensThermofilum pendens） 顽固热变形菌顽固热变形菌 （Thermoproteus tenaxThermoproteus tenax） 隐蔽热网菌隐蔽热

16、网菌 （Pyrodictium occultumPyrodictium occultum） （Thermodiscus maritimusThermodiscus maritimus） 1.0 1.01 12 21.51.51.11.12 23 3 0.50.51 11.01.01 14.04.02.52.55 55 53.03.02.52.53.03.02 24 46 65 56.56.55.55.55.55.54 44 44.04.05.05.04 44 4 4 46 64.54.56 66.76.76 67 77 7表表5-8 5-8 几种嗜酸微生物几种嗜酸微生物pH值的调节值的调节（）

17、影响酶的活性以及对高温的抵抗力（）影响酶的活性以及对高温的抵抗力好氧微生物好氧微生物厌氧微生物厌氧微生物兼性厌氧微生物兼性厌氧微生物好氧微生物好氧微生物微量好氧微生物微量好氧微生物耐氧厌氧微生物耐氧厌氧微生物专性厌氧微生物专性厌氧微生物根据微生物与氧的关系分类根据微生物与氧的关系分类（O2）兼性厌氧菌兼性厌氧菌 210好氧菌好氧菌 等于或等于或大于大于20专性厌氧专性厌氧 不需氧、不需氧、有氧死亡有氧死亡耐氧型耐氧型2以下以下微好氧微好氧有氧或有氧或无氧无氧氧浓度氧浓度 需求需求氧含量变化氧含量变化充充氧氧方方式式兼性厌氧微生物在污水处理中的积极作用：兼性厌氧微生物在污水处理中的积极作用： 反

18、硝化作用在农业和环境保护中的不同意义反硝化作用在农业和环境保护中的不同意义正正面面生生物物学学效效应应380380760nm760nm的可见光的可见光 被蓝细菌和藻类用作能被蓝细菌和藻类用作能源进行源进行光合作用光合作用。被光合细菌利用被光合细菌利用被蓝细菌和藻类利用被蓝细菌和藻类利用波长比波长比1000nm1000nm短的红外辐射短的红外辐射 被不产氧的光合细菌用作能源被不产氧的光合细菌用作能源进行进行光合作用光合作用。* * 负面生物学效应：负面生物学效应：除上述波长以外的其他的辐射对生物均是除上述波长以外的其他的辐射对生物均是 有害有害的。的。指两种不能单独生活的微生物共同生指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，组成互为有利，组成共生体共生体。共存于同一环共存于同一环境中的微生物，由于其中一种微生物在代谢过境中的微生物，由于其中一种微生物在代谢过程中产生某种代谢产物对另一种（或一类）微程中产生某种代谢产物对另一种（或一类）微生物有抑制或致死作用。生物有抑制或致死