五章生长繁殖和生长因子课件

1、第五章微生物生长繁殖与生存因子1第五章微生物生长繁殖与生存因子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。2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

2、到一定程度，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。3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。4一、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（一）分批培养：通常情况实验室的微生物培养都采用分批培养，这种培养只有开始时的一次投料和接种微生物，保持一定的温度、pH和溶解氧量，微生物根据营养变化自行生灭。微生物在培养过程中的生长速

3、度随时间而发生有规律的变化。5（一）分批培养：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. 生长曲线 6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7微生物生长的典型曲线可以分为6个阶段：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10的n次方，取对数作图时方便，010代表11010

4、总菌数活菌数 缓 慢 期对数期8 2细菌数量生长曲线 00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）900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 （1）缓慢期时间t细菌数目的对数值缓慢期0提问：为什么会出现缓慢期呢？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。 应用： 缩短此期，提高设备利用率。10 （1）缓慢期时间t细菌数目的对数值缓慢期0提问：为什么会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，

5、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：我们可以通过哪些手段缩短缓慢期呢？11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，一旦细菌细胞的生理修复或调整完成，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这一时期细胞数目的增加以2n级数进行。12一旦细菌细胞的生理修复或调整完成，延迟期即告结束，细胞开始进细菌代时的计算细菌的代时即世代时间，或称倍增

6、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： 13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 X12n14在对数期分别测定t0时刻与t时间细菌的数量X0与X

7、，基于细菌分裂快，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1.0时仅为40min。 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15分裂快，数目增多。 特点 如大肠杆菌在20 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

8、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）16 如果对数期的细胞分裂不受节制的连续进行，理论上一开始积累储藏物，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 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

9、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17开始积累储藏物，养料消耗多；芽孢形成，抗生素产生；繁殖（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总菌数活菌数缓慢期对数期稳定期衰老期18（4） 衰老期 decline phase or d

10、e活性污泥中活细菌重量变化曲线曲线：群体重量W(mg/l)时间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t0 时间曲线t点切线斜率值=? t重量增长速率 t 增长率下降阶段19活性污泥中活细菌重量变化曲线曲线：群体重量W(mg/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。3细菌生长曲线在污(废)水微生物处理中的应用20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 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

11、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。21 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：22 微生物维持到对数期可获得高的处理能力，即分解速

12、度快，但 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。 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。23 之所以利用的是细菌特定的生长阶段，是由于水处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.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。24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 （1）恒浊连续培养 新鲜培养

13、基光电池光源流速控制阀出水反馈控制培养液中细菌的浓度恒定，以浊度为控制指标的培养方式。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；这种方式往往用于细菌的生理生化研究。25 （1）恒浊连续培养 新鲜培养基光电池光源流速控制阀出水反馈 （2）恒化连续培养 化？新鲜培养基流速控制阀出水 流速恒定进料营养物总量这种方式新鲜培养基以恒定的流速流入，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。26 （2）恒化连续培养 化？新鲜培养基流速控

14、制阀出水 流速目前，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）。27目前，除了分批式间歇曝气法(SBR) 外，污水连续生物处理法二、微生物生长的测定方法（一）直接计数（测定微生物总数）优点：快速 缺点：不能区分细菌的死活分四种28二、微生物生长的测定方法（一）直接计数（测定微生物总数）优点1.涂片染色法1视野菌液(ml)0.01ml ( 1cm2/视野面积(cm2)）291.涂片染色法1视野菌液(ml)0.01ml ( 1c2.计数器(血球计数板）测定法302.计数器(血球计数板）测定法3031310.1ml菌液320.1ml菌液32提问：数了

15、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100个小格），折算样品细菌浓度；33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问：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/

16、m l =2.2107个/mL样品红血球细菌343.比例计数法比例样品菌液与等体积的血液混合，观测二者比例浊细菌悬浮液的浊度。细菌不完全透光，一定范围内菌溶液的混浊度与菌数量成正比4比浊计数法采用这种方法时，为了得到实际的细胞绝对含量，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标准曲线中直接查得细菌含量。35浊细菌悬浮液的浊度。细菌不完全透光，一定范围内菌溶液的混 （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36 （1）制标准曲线（ODNo）（2）测菌液浊度，查图表得 （二）间接计数法(活菌计数法)提问：前述方法

17、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37 （二）间接计数法(活菌计数法)提问：前述方法中计数的不都无菌水得到不同稀释度 （10-x）菌液第一步：菌样稀释1. 稀释平板计数法固体培养法38无菌水得到不同稀释度 （10-x）菌液第一步：菌样稀释1. 10-2 10-3 10-4 10-5 第三步：培养每一个细菌会生成一个菌落稀释度过低，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

18、，不做计数各取1ml，均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。第二步：接种平板39 10-2 10-3 10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）均值减小误差第四步： 计数40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稀释度过低，菌落密集

19、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41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 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。42 2.稀释液体计数法特点：液体培养、统计学查表计数 10-2 10-3 10-4

20、 10-5（1）稀释10 -4 10-5 10-63 10- （2）稀释接种样品1mL9mL培养基（3）培养 3 3 2 043 10-2 10-3 10-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 44根据不同稀释度有细菌生长的试管查表320 10-4(MPN三管法测数统计表细菌最可能数通过其他精确的计数法，确定的各种数量指标时细菌数量的最可能值 个菌/毫升上面例子中数量指标“320” 对应的

21、细菌最可能数为9.5个菌/毫升，最低稀释度为10-4，折算出样品中菌浓度为 ？个菌/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。45MPN三管法测数统计表细菌最可能数通过其他精确的计数法，3.薄膜计数法滤膜原理膜抽滤（细菌浓缩）+ 膜平板培养 + 计数（1）抽滤（滤器及膜事先灭菌）463.薄膜计数法滤膜原理膜抽滤（细菌浓缩）+ 膜平板培养 （2）滤膜培养膜有菌面冲上要求样品洁净如空气或饮用水。否则易堵孔、菌太多难以分散47 （2）滤膜培养膜有菌面冲上要求样品洁净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？ 2505

22、0ml=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:减少滤液体积、无菌水稀释 上述各种活菌计数法中，根本原理都是利用一个细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。对于本身为絮体或颗粒状的细菌样品，如好氧水处理中的活性污泥，在测定计数之前要采取预处理方法(如匀浆器捣碎等)进行强化分散。48（2）统计计数 用活菌计数法测定较脏的水样:减少滤液体(三)重量法已知什么条件通过测定细菌群体重量知道其数量？已知单个细菌的平均重量细菌的湿重量10-1510-11g/个细胞真核单细胞微生物重量为10-1110-7g/个细胞。干重约为湿重

23、的1020。方法：分离可采用离心法或过滤法，含菌水样在105110下进行干燥恒重（本质测水中悬浮物重量MLSS）称取干燥后的重量，以此代表细菌生长量的多少。1. 干重法49(三)重量法已知什么条件通过测定细菌群体重量知道其数量？方法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。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CO

24、2和H2O，只留下非常少的残渣，而无机物化学性质稳定，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。50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 （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下进行干燥恒重称重或MLSS悬浮物51 （1）悬浮物中绝大多数为细菌时细胞数目=MLSS个体细（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MLSS 过多的有机物悬浮物会

25、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52（2）除细菌外还有大量无机悬浮物时 2.细胞含N量法 大多数生物包括细菌，细胞内的蛋白质氮含量比较稳定，一般为蛋白质干重1517，平均为16。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。 精确性非常高，对样品纯度以及仪器和人员的要求较高，532.细胞含N量法 大多数生物包括细菌，细胞内的总污染物影响促反应的方程表达式v总污染物微生物利用速

26、度；V（KX)最大速度；X微生物浓度 Ks饱和常数 Ks劳伦斯方程忽略KX KX4.其它生理生化指标法提问：v指什么？COD降解vO2消耗v产物产生v？求作试验！比基质利用率54总污染物影响促反应的方程表达式 Ks劳伦斯方程忽略KX 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55一、温度第二节 微生物的生存因子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、蛋白质发生变性，细胞功能下降，甚至死亡。适宜温

27、度：生长速率最高时的温度，适宜温度因微生物而异；同一种菌、不同的生长过程适宜温度也不同。56一、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。废水中的细菌一般都是嗜中温菌，最适温度多在30左右，嗜冷菌和嗜热菌占少数。废水生物处理中微生物的适宜温度在30左右。57根据细菌适宜温度的不同，可将细菌分为四大类，嗜冷菌、嗜中温菌高温灭菌、低温抑菌高 温干热灭菌湿热灭菌火焰灭菌烘箱内干燥热空气灭菌巴斯德消毒法间歇灭菌法高压蒸汽灭菌法1.高温灭菌：高温蛋白质凝固变性，酶失活。温度对细菌的影响：高温消毒煮沸消毒法58高温灭菌

28、、低温抑菌高 温干热灭菌湿热灭菌火焰灭菌烘箱内干燥（1 ）干热灭菌(dry heat sterilization) 2）干燥热空气箱灭菌 用法：160-170,2小时（利用热空气灭菌 ) 特点：由于空气传热穿透力差，菌体在脱水状态 下不易杀死。所以温度高、时间长。 适用：玻璃器皿、金属器械等耐高温的固体物。 1）火焰灭菌：常用酒精灯、接种环 特点：彻底、迅速。59（1 ）干热灭菌(dry heat sterilizatio（2）湿热灭菌(moist heat sterilization)高压蒸汽灭菌法：利用密闭高压蒸汽灭菌锅进行灭菌，加热后随着锅内的压力持续增高，温度随之上升，杀菌力亦随之增强

29、，且水蒸气的穿透能力和传导能力都较强，更易破坏蛋白质，而达到杀菌和杀灭芽胞的目的。常用15磅（121）30min。细菌细胞含水量高的更容易被杀死。它依靠的是T而不是高P。 60（2）湿热灭菌(moist heat sterilizati间歇灭菌法在常压下,把液体蒸煮或煮沸,使其保持在摄氏100以上30-60分钟,就可以把液体中及器皿内壁的细菌繁殖体杀死,但还不能把细菌的芽孢杀死。把这种经过煮沸的液体,在室温(一般是20-35)放置24小时,使其内的细菌芽孢萌发成繁殖体,再煮沸30-60分钟,室温下放置24小时后再煮沸一次。如此连续间歇煮沸三次,即可以杀死细菌的繁殖体及其芽孢,以达到无菌的目的。

30、61间歇灭菌法在常压下,把液体蒸煮或煮沸,使其保持在摄氏100煮沸消毒法：温度在100左右，3-5min杀灭繁殖体，芽胞煮沸3h以上。若在水中加入2-5%酚，则10-15min可杀灭芽胞；灭菌对象:饮水、玻璃器皿、外科器械（3）高温消毒62煮沸消毒法：（3）高温消毒62指利用不太高的温度，杀死食品中的病原菌及一般杂菌，同时又不致严重损害营养物质和风味的消毒方法。牛奶（酒类）常用此法杀死其中的结核杆菌或巴氏杆菌。方法有3： 一是61.1-62.8，15-30min。 二是71.7，15-30s。 三是96，6S巴氏消毒法： 如将牛奶等食品在140左右保留34s，然后急剧冷却至75，再经匀质后冷却

31、至20，可使食品保存6个月。63指利用不太高的温度，杀死食品中的病原菌及一般杂菌，同时又不致只有反复结冰和解冻，才会使细胞受到破坏而死亡。在低温条件下，微生物的生命活动大大受阻，进入休眠状态，只能维持生命。酶活性降低，导致代谢、遗传普遍停滞； 膜细胞流动性变差 。在低温下休眠的微生物，一旦获得适宜温度，即可恢复活性。低温不易引起蛋白质的变性，不易使微生物死亡低温的影响嗜中温菌一般在5以下处于休眠状态，因此通常实验室用冰箱的4冷藏温度保藏细菌。64只有反复结冰和解冻，才会使细胞受到破坏而死亡。在低温条件下，二、pH值 大多数微生物最适环境pH为6.57.5，可生存的pH范围在410之间，细菌一般

32、要求中性和偏碱性的环境。各种工业废水的pH不同，通常在69之间，个别偏高或偏低，可用本厂的废酸或废碱性水加以调节，因此通常设前调节池，维持曝气池的pH=7左右。65二、pH值 大多数微生物最适环境pH为6.57.5，可生存在微生物培养过程中，随着微生物的生长繁殖和代谢活动的进行，培养基的pH值会发生变化： 缓冲液 外加调节：直接加酸、碱(工业适用)pH值为6.8KH2PO4K2HPO4事实上，净化污(废)水的微生物适应pH变化的能力比较强，好氧处理pH在6.58.5均可不加调节。厌氧处理pH在6.67.6。66在微生物培养过程中，随着微生物的生长繁殖和代谢活动的进行，培三 氧化还原电位（Eh值

33、）V氧化还原电位与氧气多少有关：成正比。 氧气含量高，Eh值高；氧气含量低，Eh值低。67三 氧化还原电位（Eh值）V氧化还原电位与氧气多少有关：成正活性污泥法系统：Eh值+200+600mv之间低于这一范围说明水中溶解氧过少，需加大曝气力度。 污泥消化法系统：Eh值-100-200mv之间，超过上限则表示溶解氧浓度过高，将不利于厌氧细菌的生长，应改进工艺降低水中溶解氧量。68活性污泥法系统：Eh值+200+600mv之间低于这一范围根据氧与微生物生长的关系可将微生物分为好氧微好氧耐氧型兼性厌氧专性厌氧微生物类型最适生长的O2体积分数好氧微好氧氧的忍耐型兼性厌氧专性厌氧等于或大于202一l02

34、以下有氧或无氧不需要氧、有氧时死亡四、 溶解氧69根据氧与微生物生长的关系可将微生物分为好氧微好氧耐氧型兼性厌7070地球上最原始的细菌为专性厌氧菌。没有进化的，到现在也不能生存在氧环境中 原因：氧的毒害：生化反应中，O2得到脱氢酶传递的氢反应不仅生成水，还部分生成强氧化性的H2O2和氧自由基，好氧微生物具有过氧化氢酶和超氧化物歧化酶，可分解H2O2和氧自由基，而厌氧菌没有进化出抗氧化防御酶体系更进化的细菌乃至高等生物具有该酶体系71地球上最原始的细菌为专性厌氧菌。7110%NaCl NaCl半透性水分子自由通过，其余分子扩散速度受限是浓度不同的溶液被半透膜隔离开时，由于膜半透性及两侧水分子浓

35、度差异形成的水压 。五渗透压 7210%NaCl 细菌体外水溶液的渗透压=细胞内的渗透压 菌体正常生活。如0.85盐水。 生活在高渗压液中，失水、质壁分离。如盐腌制的食品（530的食盐），蜜饯（3080糖） 生活在低渗压液中，吸水膨胀。 综合以上几点，在培养细菌时，除了注意其必需的无机盐的种类外，还要注意其浓度，不应过量。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自来水或蒸馏水稀释。工业废水生物处理时一般不考虑渗透压问题，是否需要考虑有待态实践中解决。73 细菌体外水溶液的渗透压=细胞内的渗透压 菌体六 光线A T C G A A A T T T T T T A

36、 A A G G G G C C C C G C 1 杀菌波长范围： 240300nm。最强作用波长260280nm(主要因为核酸（DNA、RNA）的吸收峰为260nm，蛋白质的吸收峰为280nm。2 杀菌原理：1）作用于相邻的胸腺嘧啶（T），形成二聚体引起DNA结构变形，阻碍正常的碱基配对，从而造成菌的变异或死亡.2）有氧时，使氧变为新生态氧O杀菌。 3 应用： 表面消毒或空气灭菌、浅层水的灭菌。 育种的诱变剂 74六 光线A T C G A A A T T T T T T 七、干燥 微生物细胞含有大量水分，生活在水分大的环境中。干燥环境，多数微生物代谢停止，处于休眠状态，严重时引起细菌脱水

37、、蛋白质变性，甚至死亡不能生长。产芽孢或荚膜的细菌抗旱能力比不产芽孢或芽孢的菌种强；细菌的芽孢和微生物的孢子耐干燥能力强，在干燥环境中可以保存几十年。 用干燥保存食品，防止物品腐败，如方便面、干果、肉干、葡萄干等。 相同的干燥条件下，T较低时，菌体不易死亡，所以菌种保藏时常采用冷冻干封管技术。75七、干燥 微生物细胞含有大量水分，生活在水分大八 化学药剂1. 强氧化剂：氧化细菌的细胞物质，正常代谢受阻，死亡。0.1%KMnO4，公共茶具、水果 0.51%的漂白粉、液氯，饮水、游泳池水的消毒。 1份生石灰+4至8份水制成石灰乳，粪便和排泄物消毒。 2. 染料 碱性染料比酸性染料杀菌力强。染料也要

38、达到一定浓度时才具有对细菌抑制和杀死的作用, 常用的皮肤消毒剂紫药水就是1浓度的结晶紫溶液。细菌染色用的染料浓度一般在0.15范围内。 废水生物处理中的活性污泥微生物经长期驯化，具有很强的脱色作用，能分解染料，净化废水。76八 化学药剂1. 强氧化剂：氧化细菌的细胞物质，正常代谢受3. 有机物石炭酸（苯酚）: 0.1%，抑菌；1%，20min杀死菌；5%，几分钟杀死菌来苏尔（甲酚与皂液或碱液形成乳浊液）：36%，消毒器械 ， 2%，洗手酒精：6075%，70%杀菌力最强 纯酒精无杀菌力。纯酒精会使细胞表面很快脱水至硬化，阻止酒精分子继续渗入细胞碘酒：将2.5的碘溶于酒精中。I2与蛋白质发生卤化

39、作用，使蛋白质失活。 773. 有机物石炭酸（苯酚）: 来苏尔（甲酚与皂液或碱液形成作用机制：1）抑制细胞壁的合成；（如：青霉素） 2）破坏细胞膜功能；（如：多粘菌素可作用于膜磷脂使膜溶解） 3）抑制蛋白质合成；（如：氯霉素，四环素、链霉素等） 4）干扰核酸代谢；（如：利福霉素、新生霉素、丝裂霉素、灰黄霉素） 微生物在其生命过程中所产生的一类低分子量代谢产物，在很低浓度下就能抑制或杀死其它微生物的生长。4.抗生素78作用机制： 微生物在其生命过程中所产生的一类低分子量代谢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，造成在废水生物处理初期的处理效果不好，经过相当长时间的驯化期后，活性

40、污泥中的微生物逐渐适应了各种抗生素，进而降解抗生素，从而废水得到净化。79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，造成防腐(antisepsis)：在某些化学物质或物理因子作用下，能防止或抑制微生物生长的一种措施 消毒(disinfection)：利用某种方法杀死或灭活物质或物体中所有病原微生物及繁殖体的一种措施灭菌(sterilization)：指利用某种方法杀死物体中包括芽孢在内的所有微生物的一种措施渗透压、干燥巴氏消毒法、煮沸消毒、碘液、氯气高温灭菌锅、 5%的石炭酸80防腐(antisepsis)：在某些化学物质或物理因子作用下第三节 微生物与微生物之间的关系竞争关系互生关系共生关系拮抗作用猎食关系 寄生关系81第三节 微生物与微生物之间的关系竞争关系81多种微生物共同生活于一个环境中时，因一种微生物优先利用有限养料、空间、或其它共同要求的物质，致使另一种微生物养料缺乏,生长发育受阻。包括种内竞争和