微生物的生長繁殖與生存因子課件

1、微生物的生長繁殖與生存因子1第五章 微生物的生長繁殖 與生存因子微生物的生長繁殖與生存因子25.1 微生物的生長繁殖微生物的生長繁殖5.1.1 微生物生長繁殖的概念微生物生長繁殖的概念生長生長 微生物細胞吸收營養(yǎng)物質(zhì)，進行新陳代謝，當微生物細胞吸收營養(yǎng)物質(zhì)，進行新陳代謝，當同化作用同化作用異化作用時，異化作用時，生命個體的重量和體積不斷生命個體的重量和體積不斷增大增大的過程。的過程。繁殖繁殖生命個體生長到一定階段，通過特定方式產(chǎn)生新生命個體生長到一定階段，通過特定方式產(chǎn)生新的生命個體，即引起的生命個體，即引起生命個體數(shù)量增加生命個體數(shù)量增加的生物學過程。的生物學過程。發(fā)育發(fā)育從生長到繁殖，是生

2、物的構(gòu)造和機能從簡單到復從生長到繁殖，是生物的構(gòu)造和機能從簡單到復雜、從量變到質(zhì)變的發(fā)展變化過程，這一過程稱為發(fā)雜、從量變到質(zhì)變的發(fā)展變化過程，這一過程稱為發(fā)育。育。個體生長個體生長微生物細胞個體吸收營養(yǎng)物質(zhì)，進行新陳代微生物細胞個體吸收營養(yǎng)物質(zhì)，進行新陳代謝，原生質(zhì)與細胞組分的增加為個體生長。謝，原生質(zhì)與細胞組分的增加為個體生長。群體生長群體生長群體中個體數(shù)目的增加?？梢杂弥亓?、體積、群體中個體數(shù)目的增加。可以用重量、體積、密度或濃度來衡量。密度或濃度來衡量。微生物的生長繁殖與生存因子31. 單細胞微生物的生長繁殖單細胞微生物的生長繁殖生長：生長：同化作用大于異化作用，細胞不斷增長。同化作用

3、大于異化作用，細胞不斷增長。繁殖：繁殖：單細胞個體生長到一定程度時，一個親代細胞分裂為兩個單細胞個體生長到一定程度時，一個親代細胞分裂為兩個大小、性狀與親代細胞相似的子代細胞，使得個體數(shù)目增加。大小、性狀與親代細胞相似的子代細胞，使得個體數(shù)目增加。世代時間：細菌的兩次細胞分裂之間的時間。世代時間：細菌的兩次細胞分裂之間的時間。2. 多細胞微生物的生長繁殖多細胞微生物的生長繁殖生長：生長：細胞數(shù)目增加，個體數(shù)目不增加。細胞數(shù)目增加，個體數(shù)目不增加。繁殖：繁殖：細胞數(shù)目增加，個體數(shù)目也增加。細胞數(shù)目增加，個體數(shù)目也增加。微生物的生長繁殖與生存因子45.1.2 研究微生物生長的方法研究微生物生長的方

4、法(一一) 分批培養(yǎng)分批培養(yǎng)(batch culture) 1. 概念：概念：分批培養(yǎng)是將一定量的微生物接種在一個分批培養(yǎng)是將一定量的微生物接種在一個封閉封閉的、盛的、盛有一定量液體培養(yǎng)基的容器內(nèi)，保持一定的溫度、有一定量液體培養(yǎng)基的容器內(nèi)，保持一定的溫度、pH和和DO，微生物在其中生長繁殖。微生物在其中生長繁殖。培養(yǎng)基一次性加入，不更換培養(yǎng)基一次性加入，不更換。2. 細菌生長曲線細菌生長曲線 以以培養(yǎng)時間為橫坐標培養(yǎng)時間為橫坐標，以計數(shù)獲得的，以計數(shù)獲得的細菌數(shù)目的對數(shù)為縱細菌數(shù)目的對數(shù)為縱坐標坐標，可得到一條定量描述液體培養(yǎng)基中微生物生長規(guī)律的，可得到一條定量描述液體培養(yǎng)基中微生物生長規(guī)律

5、的實驗曲線，該曲線則稱為生長曲線。（實驗曲線，該曲線則稱為生長曲線。（ growth curve )。微生物的生長繁殖與生存因子5生長曲線的制作生長曲線的制作生生長長曲曲線線的的制制作作：接接種種適適溫溫培培養(yǎng)養(yǎng)定定時時取取樣樣測測定定生生長長量量將少量單細胞的純培養(yǎng)，接種到一恒定容積的新鮮液體將少量單細胞的純培養(yǎng)，接種到一恒定容積的新鮮液體培養(yǎng)基中，在適宜條件下培養(yǎng)，每隔一定時間取樣，培養(yǎng)基中，在適宜條件下培養(yǎng)，每隔一定時間取樣，測細菌細胞數(shù)目。以培養(yǎng)時間為橫坐標，以細菌增長數(shù)目測細菌細胞數(shù)目。以培養(yǎng)時間為橫坐標，以細菌增長數(shù)目的對數(shù)為縱坐標，繪制所得的曲線。的對數(shù)為縱坐標，繪制所得的曲線。

6、微生物的生長繁殖與生存因子6微生物的生長繁殖與生存因子7其它名稱：遲滯期、調(diào)整期、適應期其它名稱：遲滯期、調(diào)整期、適應期1.現(xiàn)象：活菌數(shù)幾乎沒增加，曲線平行于橫軸?，F(xiàn)象：活菌數(shù)幾乎沒增加，曲線平行于橫軸。2.特點：特點：初始階段：細菌要適應新的環(huán)境，細菌總數(shù)有所減少初始階段：細菌要適應新的環(huán)境，細菌總數(shù)有所減少末期：生長繁殖速度加快，細菌總數(shù)有所增加末期：生長繁殖速度加快，細菌總數(shù)有所增加細胞內(nèi)細胞內(nèi)RNA特別是特別是rRNA含量增高，原生質(zhì)嗜堿性增強含量增高，原生質(zhì)嗜堿性增強合成代謝活躍合成代謝活躍(核糖體、酶類、核糖體、酶類、ATP合成加快合成加快),開始細胞分裂開始細胞分裂對外界不良條件

7、敏感對外界不良條件敏感,(如氯化鈉濃度、溫度、抗生素等化學如氯化鈉濃度、溫度、抗生素等化學藥物藥物)3.原因：適應新的環(huán)境條件，合成新的酶，積累必要的中間產(chǎn)物原因：適應新的環(huán)境條件，合成新的酶，積累必要的中間產(chǎn)物.停滯期（停滯期（lag phase）微生物的生長繁殖與生存因子8接種群體菌齡：接種群體菌齡：用對數(shù)生長期的菌種接種時，其停滯期較短，用對數(shù)生長期的菌種接種時，其停滯期較短，甚至檢查不到停滯期甚至檢查不到停滯期接種量：接種量：一般來說，一般來說， 接種量增大可縮短甚至消除停滯期接種量增大可縮短甚至消除停滯期培養(yǎng)基成分：培養(yǎng)基成分：在營養(yǎng)成分豐富的天然培養(yǎng)基上生長的延滯期在營養(yǎng)成分豐富的

8、天然培養(yǎng)基上生長的延滯期比在合成培養(yǎng)基上生長時短；接種后培養(yǎng)基成分有較大變化比在合成培養(yǎng)基上生長時短；接種后培養(yǎng)基成分有較大變化時，會使延滯期加長，所以發(fā)酵工業(yè)上盡量使發(fā)酵培養(yǎng)基的成時，會使延滯期加長，所以發(fā)酵工業(yè)上盡量使發(fā)酵培養(yǎng)基的成分與種子培養(yǎng)基接近。分與種子培養(yǎng)基接近。世代時間：世代時間：世代時間短，即繁殖速度較快的菌種的停滯期一世代時間短，即繁殖速度較快的菌種的停滯期一般較短般較短影響停滯期長短的因素影響停滯期長短的因素微生物的生長繁殖與生存因子9 應用應用在發(fā)酵工業(yè)上需設法盡量縮短延遲期；在發(fā)酵工業(yè)上需設法盡量縮短延遲期；采取的縮短采取的縮短lag phase lag phase 的

9、措施有：的措施有：增加接種量；增加接種量； （群體優(yōu)勢（群體優(yōu)勢-適應性增強）適應性增強） 采用對數(shù)生長期的健壯菌種；采用對數(shù)生長期的健壯菌種；調(diào)整培養(yǎng)基的成分，在種子培養(yǎng)基中加入發(fā)酵培養(yǎng)基的調(diào)整培養(yǎng)基的成分，在種子培養(yǎng)基中加入發(fā)酵培養(yǎng)基的某些成分。某些成分。選用繁殖快的菌種選用繁殖快的菌種在食品工業(yè)上，盡量在此期進行消毒或滅菌在食品工業(yè)上，盡量在此期進行消毒或滅菌微生物的生長繁殖與生存因子10.對數(shù)期（對數(shù)期（log phase）其他名稱：指數(shù)期其他名稱：指數(shù)期 現(xiàn)象：現(xiàn)象：細胞數(shù)目以幾何級數(shù)增加，其對數(shù)與時間呈直線關系。細胞數(shù)目以幾何級數(shù)增加，其對數(shù)與時間呈直線關系。 特點：特點：生長速率

10、常數(shù)最大生長速率常數(shù)最大,世代時間最短世代時間最短,細胞數(shù)目以幾何級數(shù)增加細胞數(shù)目以幾何級數(shù)增加菌體大小形態(tài)、生理特征等比較一致菌體大小形態(tài)、生理特征等比較一致代謝最旺盛代謝最旺盛對不良環(huán)境因素的抵抗力強對不良環(huán)境因素的抵抗力強影響因素：影響因素：菌種、營養(yǎng)成分、營養(yǎng)物濃度菌種、營養(yǎng)成分、營養(yǎng)物濃度培養(yǎng)溫度、培養(yǎng)溫度、DO、抑制劑抑制劑世代時間世代時間G=( t2- t1)/3.3(lg X2-lg X1)微生物的生長繁殖與生存因子11應用意義：應用意義：由于此時期的菌種比較健壯，生產(chǎn)上用作接種的最由于此時期的菌種比較健壯，生產(chǎn)上用作接種的最佳菌齡；佳菌齡；發(fā)酵工業(yè)上盡量延長該期，以達到較高的

11、菌體密度發(fā)酵工業(yè)上盡量延長該期，以達到較高的菌體密度食品工業(yè)上盡量使有害微生物不能進入此期食品工業(yè)上盡量使有害微生物不能進入此期是生理代謝及是生理代謝及遺傳研究或進行染色、形態(tài)觀察等遺傳研究或進行染色、形態(tài)觀察等的的良好材料良好材料。微生物的生長繁殖與生存因子12. 靜止期（靜止期（stationary phase）又稱：穩(wěn)定期、恒定期或最高生長期又稱：穩(wěn)定期、恒定期或最高生長期特點：特點：新增殖的細胞數(shù)與老細胞的死亡數(shù)幾乎相等，新增殖的細胞數(shù)與老細胞的死亡數(shù)幾乎相等，微生物的微生物的生長速率處于動態(tài)平衡，生長速率處于動態(tài)平衡，培養(yǎng)基中的細胞數(shù)目達到最高值培養(yǎng)基中的細胞數(shù)目達到最高值。細胞分裂

12、速度下降，開始積累內(nèi)含物，芽孢桿菌開始產(chǎn)芽孢。細胞分裂速度下降，開始積累內(nèi)含物，芽孢桿菌開始產(chǎn)芽孢。對于發(fā)酵生產(chǎn)來說，一般在穩(wěn)定期的后期產(chǎn)物積累達到高峰，對于發(fā)酵生產(chǎn)來說，一般在穩(wěn)定期的后期產(chǎn)物積累達到高峰，是最佳的收獲時期。是最佳的收獲時期。原因：原因： 對數(shù)期消耗了營養(yǎng)物質(zhì)，使其濃度降低；對數(shù)期消耗了營養(yǎng)物質(zhì)，使其濃度降低； 有害代謝廢物的大量積累有害代謝廢物的大量積累(酸、醇、毒素等酸、醇、毒素等)； 營養(yǎng)物的比例失調(diào)，如碳氮比不合適；營養(yǎng)物的比例失調(diào)，如碳氮比不合適； 理化條件理化條件(pH、DO、氧化還原勢等氧化還原勢等)有所改變有所改變。微生物的生長繁殖與生存因子13. 衰亡期（衰

13、亡期（decline phase）特點：特點：細菌利用貯存物進行內(nèi)源呼吸細菌利用貯存物進行內(nèi)源呼吸(自身溶解自身溶解) 。細胞死亡數(shù)增加，死亡數(shù)大大超過新增殖的細胞數(shù)，群體細胞死亡數(shù)增加，死亡數(shù)大大超過新增殖的細胞數(shù)，群體中的活菌數(shù)目急劇下降，出現(xiàn)中的活菌數(shù)目急劇下降，出現(xiàn)“負生長負生長” 。細胞內(nèi)顆粒更明顯，細胞出現(xiàn)多形態(tài)、畸形或衰退形細胞內(nèi)顆粒更明顯，細胞出現(xiàn)多形態(tài)、畸形或衰退形。 衰亡期比其他各時期時間長，它的長短也與菌種和環(huán)境條衰亡期比其他各時期時間長，它的長短也與菌種和環(huán)境條件有關。件有關。產(chǎn)生原因：生長條件的進一步惡化，使細胞內(nèi)的分解代謝大產(chǎn)生原因：生長條件的進一步惡化，使細胞內(nèi)的

14、分解代謝大大超過合成代謝，繼而導致菌體的死亡大超過合成代謝，繼而導致菌體的死亡微生物的生長繁殖與生存因子14分批培養(yǎng)的應用：分批培養(yǎng)的應用： 序批式間歇曝氣器（序批式間歇曝氣器（SBR）微生物的生長繁殖與生存因子15(二二) 連續(xù)培養(yǎng)連續(xù)培養(yǎng)(continous culture) 1. 概念：概念：在細菌進入對數(shù)生長期時，以一定的速在細菌進入對數(shù)生長期時，以一定的速率率不斷地補充新鮮營養(yǎng)物質(zhì)不斷地補充新鮮營養(yǎng)物質(zhì)，同時以同樣的速同時以同樣的速率排除培養(yǎng)物率排除培養(yǎng)物(含菌體及代謝產(chǎn)物含菌體及代謝產(chǎn)物)，讓培養(yǎng)的，讓培養(yǎng)的微生物長時間地處于對數(shù)生長期，以利于微生微生物長時間地處于對數(shù)生長期，以利

15、于微生物的增殖速率和代謝活性處于某種穩(wěn)定狀態(tài)。物的增殖速率和代謝活性處于某種穩(wěn)定狀態(tài)。單批培養(yǎng)單批培養(yǎng) 恒濁法恒濁法恒化法恒化法 分批培養(yǎng)分批培養(yǎng)連續(xù)培養(yǎng)連續(xù)培養(yǎng)時間時間連續(xù)流入連續(xù)流入新鮮培養(yǎng)液新鮮培養(yǎng)液lg細胞數(shù)（個細胞數(shù)（個/ml）連續(xù)培養(yǎng)連續(xù)培養(yǎng) 微生物的生長繁殖與生存因子162. 連續(xù)培養(yǎng)方法的分連續(xù)培養(yǎng)方法的分類類(1) 恒濁連續(xù)培養(yǎng)恒濁連續(xù)培養(yǎng) 是通過連續(xù)培是通過連續(xù)培養(yǎng)裝置中的光電系養(yǎng)裝置中的光電系統(tǒng)控制培養(yǎng)液中統(tǒng)控制培養(yǎng)液中菌菌體濃度恒定體濃度恒定，使細，使細菌生長連續(xù)進行的菌生長連續(xù)進行的一種培養(yǎng)方式。一種培養(yǎng)方式。應用：應用：發(fā)酵工藝采用發(fā)酵工藝采用該法以獲得大量菌該法以

16、獲得大量菌體和有經(jīng)濟價值的體和有經(jīng)濟價值的代謝產(chǎn)物。代謝產(chǎn)物。微生物的生長繁殖與生存因子17(2) 恒化連續(xù)培養(yǎng)恒化連續(xù)培養(yǎng) 以恒定流速進以恒定流速進水，以相同流速流水，以相同流速流出代謝產(chǎn)物，以維出代謝產(chǎn)物，以維持進水中的持進水中的營養(yǎng)成營養(yǎng)成分恒定分恒定，使細菌處，使細菌處于最高生長速率狀于最高生長速率狀態(tài)的培養(yǎng)方法。態(tài)的培養(yǎng)方法。應用：污水生物處理應用：污水生物處理(除除SBR法法)。微生物的生長繁殖與生存因子183. 連續(xù)培養(yǎng)運行參數(shù)連續(xù)培養(yǎng)運行參數(shù) 稀釋率稀釋率DD流動速率流動速率/容積容積過低：新鮮營養(yǎng)補充不及時，導致大量細菌饑餓過低：新鮮營養(yǎng)補充不及時，導致大量細菌饑餓而死亡；而

17、死亡；過高：生長速率低于排出速率過高：生長速率低于排出速率微生物的生長繁殖與生存因子195.1.3 生長曲線在污水生物處理中的應用生長曲線在污水生物處理中的應用1. 活性污泥的生長曲線活性污泥的生長曲線 遲緩期遲緩期 對數(shù)生長期對數(shù)生長期 減速生長期減速生長期 內(nèi)源呼吸期內(nèi)源呼吸期微生物的生長繁殖與生存因子202. 活性污泥生長曲線對廢水生物處理的指導意義活性污泥生長曲線對廢水生物處理的指導意義 常規(guī)活性常規(guī)活性污泥法污泥法生物吸附生物吸附法法高負荷活高負荷活性污泥法性污泥法延時曝氣延時曝氣法法污泥消化污泥消化生長下降生長下降階段階段(減速減速期和穩(wěn)定期和穩(wěn)定期期)生長下降生長下降階段階段(靜

18、止靜止期期)對數(shù)期和對數(shù)期和減速期減速期內(nèi)源呼吸內(nèi)源呼吸階段階段(衰亡衰亡期期)內(nèi)源呼吸內(nèi)源呼吸階段階段微生物的生長繁殖與生存因子21 常規(guī)活性污泥不利用對數(shù)生長期的微生物而利用靜常規(guī)活性污泥不利用對數(shù)生長期的微生物而利用靜止期的微生物的原因：止期的微生物的原因：處于對數(shù)期的微生物代謝活力強，能去除大量有機處于對數(shù)期的微生物代謝活力強，能去除大量有機物，但對進水有機物濃度需求高，使出水不易達物，但對進水有機物濃度需求高，使出水不易達到排放標準；到排放標準； 處于對數(shù)期的微生物生長繁殖旺盛，沉淀性能差，處于對數(shù)期的微生物生長繁殖旺盛，沉淀性能差，致使出水水質(zhì)差；致使出水水質(zhì)差； 處于靜止期的微生

19、物活力相對較差，但仍有相當處于靜止期的微生物活力相對較差，但仍有相當?shù)幕盍?，去除有機物的效果仍較好；的活力，去除有機物的效果仍較好； 處于靜止期的微生物體內(nèi)積累了大量貯存物，強處于靜止期的微生物體內(nèi)積累了大量貯存物，強化了微生物的生物吸附能力，自我絮凝、凝合能化了微生物的生物吸附能力，自我絮凝、凝合能力強，在二沉池中泥水分離效果好，出水水質(zhì)好。力強，在二沉池中泥水分離效果好，出水水質(zhì)好。微生物的生長繁殖與生存因子225.1.4 微生物生長量的測定方法微生物生長量的測定方法一、一、 細胞數(shù)目的測定細胞數(shù)目的測定二、二、 微生物生物量的測定微生物生物量的測定微生物的生長繁殖與生存因子23一、一、

20、細胞數(shù)目的測定細胞數(shù)目的測定 1. 測定微生物的總數(shù)測定微生物的總數(shù)(直接計數(shù)法直接計數(shù)法) 計數(shù)器直接計數(shù)計數(shù)器直接計數(shù) 染色涂片計數(shù)染色涂片計數(shù) 比例計數(shù)法比例計數(shù)法 比濁法比濁法 2. 測定活菌數(shù)測定活菌數(shù)(間接計數(shù)法間接計數(shù)法) 微生物的生長繁殖與生存因子241. 測定微生物的總數(shù)測定微生物的總數(shù)(直接計數(shù)法直接計數(shù)法) 計數(shù)器計數(shù)器(血球計數(shù)板）血球計數(shù)板）測測定法定法 計計數(shù)數(shù)格格=44=16 大大格格 血血球球計計數(shù)數(shù)板板 1 大大格格=55=25 小小格格 1 小小格格=0.05mm0.05mm=0.0025mm2 總總體體積積=160.1250.0025=0.1mm3 每每小

21、小格格深深 0.1mm 蓋蓋玻玻片片 載載玻玻片片 適用范圍：適用范圍：。微生物的生長繁殖與生存因子25 1. 測定微生物的總數(shù)測定微生物的總數(shù)(直接計數(shù)法直接計數(shù)法) 涂片染色法涂片染色法 001ml菌液均均勻勻涂布，染色 面積 1cm2 計數(shù) 每個視野細菌的平均數(shù)量 細菌數(shù)量= 視野中的菌液體積 = 個/mL 目鏡中的視野 每個視野的面積由目測微尺的單元格量出，視野中菌液的體積按比例折算 微生物的生長繁殖與生存因子261. 測定微生物的總數(shù)測定微生物的總數(shù)(直接計數(shù)法直接計數(shù)法) 比例計數(shù)法比例計數(shù)法o比例比例樣品菌液與等體積的血液混合，樣品菌液與等體積的血液混合，觀測二者比例觀測二者比例

22、樣品溶液與等體積的血液混合 涂片 平均每個視野中平均每個視野中細菌數(shù)量細菌數(shù)量/ /紅血球紅血球的數(shù)量的數(shù)量比例為比例為5.55.5：1 1，則細菌數(shù)量，則細菌數(shù)量= =？5.55.5400400萬個萬個/ /m lm l =2.2 =2.210107 7個個/ /mLmL樣品樣品n紅血球紅血球數(shù)已知數(shù)已知(男性男性，女性女性)，平均平均400400萬個萬個/ /mlml微生物的生長繁殖與生存因子27 1. 測定微生物的總數(shù)測定微生物的總數(shù)(直接計數(shù)法直接計數(shù)法) 比濁計數(shù)法比濁計數(shù)法o濁濁細菌懸浮液的濁度細菌懸浮液的濁度濁度計、分光光度計濁度計、分光光度計微生物的生長繁殖與生存因子28一、一

23、、 細胞數(shù)目的測定細胞數(shù)目的測定 2. 測定活菌數(shù)測定活菌數(shù)(間接計數(shù)法間接計數(shù)法) 載玻片薄瓊脂層培養(yǎng)計數(shù)載玻片薄瓊脂層培養(yǎng)計數(shù) 平板菌落計數(shù)平板菌落計數(shù) 液體稀釋培養(yǎng)計數(shù)液體稀釋培養(yǎng)計數(shù) 薄膜過濾計數(shù)薄膜過濾計數(shù)微生物的生長繁殖與生存因子292. 活菌計數(shù)法活菌計數(shù)法(間接計數(shù)法間接計數(shù)法)微生物的生長繁殖與生存因子30得到不同得到不同稀釋度稀釋度 （10-x）菌液菌液微生物的生長繁殖與生存因子31 10-2 10-3 10-4 10-5 微生物的生長繁殖與生存因子32o一般計數(shù)平板的細菌生長菌落數(shù)以一般計數(shù)平板的細菌生長菌落數(shù)以30300個為個為宜。宜。n細菌數(shù)量細菌數(shù)量=？n細菌數(shù)量細

24、菌數(shù)量=數(shù)出的菌落數(shù)數(shù)出的菌落數(shù)/稀釋度稀釋度n例如：例如：10-5稀釋度時菌落數(shù)為稀釋度時菌落數(shù)為125個個n細菌數(shù)量細菌數(shù)量=125/10-5=1.25107個個/mLn 平平板計數(shù)法是采用最廣的一種活菌計數(shù)法板計數(shù)法是采用最廣的一種活菌計數(shù)法微生物的生長繁殖與生存因子33二、二、 微生物生物量的測定微生物生物量的測定 測細胞干重法測細胞干重法 含含N量測定法量測定法 DNA測定法測定法 生理指標法生理指標法微生物的生長繁殖與生存因子345.2 微生物的生長因子微生物的生長因子5.2.1 溫度溫度1. 溫度對微生物的影響具體表現(xiàn)在：溫度對微生物的影響具體表現(xiàn)在：影響酶活性。溫度變化影響酶促

25、反應速率，最終影影響酶活性。溫度變化影響酶促反應速率，最終影響細胞合成。響細胞合成。影響細胞膜的流動性。溫度高，流動性大，有利于影響細胞膜的流動性。溫度高，流動性大，有利于物質(zhì)的運輸；溫度低，流動性降低，不利于物質(zhì)運物質(zhì)的運輸；溫度低，流動性降低，不利于物質(zhì)運輸，因此，溫度變化影響營養(yǎng)物質(zhì)的吸收與代謝產(chǎn)輸，因此，溫度變化影響營養(yǎng)物質(zhì)的吸收與代謝產(chǎn)物的分泌。物的分泌。影響物質(zhì)的溶解度。對生長有影響。影響物質(zhì)的溶解度。對生長有影響。微生物的生長繁殖與生存因子352.微生物按溫度需求分類微生物按溫度需求分類3.各類微生物生長的適宜溫度各類微生物生長的適宜溫度微生物微生物最低溫度最低溫度 最適溫度最適

26、溫度 最高溫度最高溫度 嗜冷菌嗜冷菌5 50 05 5101020203030嗜中溫菌嗜中溫菌5 510102525404045455050嗜熱菌嗜熱菌30305050606070708080嗜超熱菌嗜超熱菌5555以上以上7070105105110110113113微生物微生物原生動物原生動物放線菌放線菌霉菌霉菌藻類藻類廢水生物處理中的微廢水生物處理中的微生物生物適宜溫適宜溫度度 162523372337283030左右左右微生物的生長繁殖與生存因子364.嗜冷微生物在低溫下生長的機理嗜冷微生物在低溫下生長的機理 它們體內(nèi)的酶能在低溫下有效地催化，在高溫下酶它們體內(nèi)的酶能在低溫下有效地催化，

27、在高溫下酶活性喪失活性喪失 主動運輸物質(zhì)的功能良好，能有效地集中必需營主動運輸物質(zhì)的功能良好，能有效地集中必需營養(yǎng)物養(yǎng)物 細胞膜中的不飽和脂肪酸含量高，低溫下也能保持細胞膜中的不飽和脂肪酸含量高，低溫下也能保持半流動狀態(tài)，可以進行物質(zhì)的傳遞半流動狀態(tài)，可以進行物質(zhì)的傳遞微生物的生長繁殖與生存因子375.低溫對微生物的影響低溫對微生物的影響 當環(huán)境溫度低于微生物的最適生長溫度時，微生物當環(huán)境溫度低于微生物的最適生長溫度時，微生物的代謝極其微弱，基本處于休眠狀態(tài)，當微生物的原生的代謝極其微弱，基本處于休眠狀態(tài)，當微生物的原生質(zhì)結(jié)構(gòu)并未破壞時，不會很快造成死亡并能在較長時間質(zhì)結(jié)構(gòu)并未破壞時，不會很快

28、造成死亡并能在較長時間內(nèi)保持活力，當溫度提高時，可以恢復正常的生命活動內(nèi)保持活力，當溫度提高時，可以恢復正常的生命活動。應用：應用：低溫保藏菌種低溫保藏菌種 當溫度過低，造成微生物細胞凍結(jié)時，有的微生物當溫度過低，造成微生物細胞凍結(jié)時，有的微生物會死亡，有些則并不死亡。會死亡，有些則并不死亡。6. 高溫對微生物的影響高溫對微生物的影響 高溫下蛋白質(zhì)發(fā)生不可逆變性，膜受熱出現(xiàn)小孔，破高溫下蛋白質(zhì)發(fā)生不可逆變性，膜受熱出現(xiàn)小孔，破壞細胞結(jié)構(gòu)壞細胞結(jié)構(gòu)微生物的生長繁殖與生存因子38小結(jié)：小結(jié)：微生物的生長繁殖與生存因子395.2.2 pH1.環(huán)境環(huán)境pH對微生物的影響對微生物的影響影響膜表面電荷的性

29、質(zhì)及膜的通透性，進而影響對物影響膜表面電荷的性質(zhì)及膜的通透性，進而影響對物質(zhì)的吸收能力。質(zhì)的吸收能力。改變酶活性、酶促反應的速率及代謝途徑：如：酵母改變酶活性、酶促反應的速率及代謝途徑：如：酵母菌在菌在pH4.55產(chǎn)乙醇，在產(chǎn)乙醇，在pH6.5以上產(chǎn)甘油、酸。以上產(chǎn)甘油、酸。環(huán)境環(huán)境pH值還影響培養(yǎng)基中營養(yǎng)物質(zhì)的離子化程度，從值還影響培養(yǎng)基中營養(yǎng)物質(zhì)的離子化程度，從而影響營養(yǎng)物質(zhì)吸收，或而影響營養(yǎng)物質(zhì)吸收，或有有毒物質(zhì)的毒性。毒物質(zhì)的毒性。微生物的生長繁殖與生存因子402.微生物適宜的微生物適宜的pH范圍范圍 大多數(shù)細菌、藻類和原生動物的最適生長大多數(shù)細菌、藻類和原生動物的最適生長pH6.57

30、.5，它們能適應它們能適應pH410之間的環(huán)境。之間的環(huán)境。 微生物種類微生物種類最低最低pH最適最適pH最高最高pH大腸埃希氏菌大腸埃希氏菌枯草芽孢桿菌枯草芽孢桿菌金黃色葡萄球菌金黃色葡萄球菌黑曲霉黑曲霉放線菌放線菌酵母菌酵母菌霉菌霉菌 4.5 4.5 4.2 1.5 5.0 1.5 2.57.47.66.07.57.07.55.06.07.08.03.06.03.86.0 9.0 8.5 9.3 9.0 10.0 10.0 8.0微生物的生長繁殖與生存因子413.污水生物處理時污水生物處理時pH宜維持在宜維持在6.58.5 大多數(shù)細菌、藻類、放線菌和原生動物在此大多數(shù)細菌、藻類、放線菌和原

31、生動物在此范圍內(nèi)均能生長繁殖，有利于細菌形成菌膠團范圍內(nèi)均能生長繁殖，有利于細菌形成菌膠團互相凝聚形成良好的絮凝體，可取得良好的凈互相凝聚形成良好的絮凝體，可取得良好的凈化效果；化效果； pH6.5的酸性環(huán)境有利于霉菌和酵母菌的的酸性環(huán)境有利于霉菌和酵母菌的生長，若霉菌在活性污泥中大量繁殖，因其不生長，若霉菌在活性污泥中大量繁殖，因其不能分泌粘性物質(zhì)于細胞表面，而降低了活性污能分泌粘性物質(zhì)于細胞表面，而降低了活性污泥的吸附能力，其絮凝性較差，結(jié)構(gòu)松散不易泥的吸附能力，其絮凝性較差，結(jié)構(gòu)松散不易沉降，處理效果下降，甚至導致活性污泥絲狀沉降，處理效果下降，甚至導致活性污泥絲狀膨脹。膨脹。微生物的生

32、長繁殖與生存因子424.培養(yǎng)基培養(yǎng)基pH的變化的變化原因原因 a 分解葡萄糖、乳糖分解葡萄糖、乳糖有機酸，有機酸，pH b 分解蛋白質(zhì)、蛋白胨及氨基酸分解蛋白質(zhì)、蛋白胨及氨基酸NH3和胺類，和胺類，pH c 細胞選擇性地吸收陰陽離子，細胞選擇性地吸收陰陽離子，pH解決方法解決方法 在配制培養(yǎng)基時應加入緩沖物質(zhì)，如在配制培養(yǎng)基時應加入緩沖物質(zhì)，如KH2PO4和和K2HPO4 。 微生物的生長繁殖與生存因子43 在廢水和污泥厭氧消化過程中，要控制好產(chǎn)酸階段和在廢水和污泥厭氧消化過程中，要控制好產(chǎn)酸階段和產(chǎn)甲烷階段的產(chǎn)量，產(chǎn)甲烷階段的產(chǎn)量，pH很關鍵，通常應控制很關鍵，通常應控制pH6.67.6之間

33、，之間， pH6.87.2為最佳為最佳。 城市生活污水、污泥若不含蛋白質(zhì)、氨等物質(zhì)，處理城市生活污水、污泥若不含蛋白質(zhì)、氨等物質(zhì)，處理之前就要投加緩沖物質(zhì)；若連續(xù)運行則在運行期間也之前就要投加緩沖物質(zhì)；若連續(xù)運行則在運行期間也應投加，以碳酸氫鈉為佳。應投加，以碳酸氫鈉為佳。 pH低的工業(yè)廢水可采用霉菌和酵母菌處理，無需調(diào)節(jié)低的工業(yè)廢水可采用霉菌和酵母菌處理，無需調(diào)節(jié)pH，其所引起的絲狀膨脹可通過改革工藝來解決，其所引起的絲狀膨脹可通過改革工藝來解決，如采用生物膜法、接觸氧化法等。如采用生物膜法、接觸氧化法等。微生物的生長繁殖與生存因子44小結(jié)：小結(jié)：微生物的生長繁殖與生存因子455.2.3 氧

34、化還原電位氧化還原電位(Eh)1. 微生物與微生物與EhEh0，氧化環(huán)境，上限為氧化環(huán)境，上限為820mVEh0，還原環(huán)境，下限為還原環(huán)境，下限為400mV各類微生物適宜的各類微生物適宜的Eh 對于好氧生物處理系統(tǒng)對于好氧生物處理系統(tǒng)，Eh處于處于+200+600微生物微生物好氧微生物好氧微生物兼性厭氧微生物兼性厭氧微生物專性厭氧微生物專性厭氧微生物Eh(mV)300400100，好氧呼好氧呼吸吸100，無氧呼無氧呼吸吸250200微生物的生長繁殖與生存因子462. 影響影響Eh的因素的因素氧分壓氧分壓:氧分壓高，氧分壓高，Eh高；氧分壓低，高；氧分壓低， Eh低。低。pH:pH高，高，Eh高

35、；高；pH低，低， Eh 低。低。3. 控制控制Eh的還原劑的還原劑 抗壞血酸、硫二乙醇鈉、硫化氫和鐵等抗壞血酸、硫二乙醇鈉、硫化氫和鐵等微生物的生長繁殖與生存因子475.2.4 溶解氧溶解氧DO根據(jù)微生物與分子氧的關系可將微生物分為根據(jù)微生物與分子氧的關系可將微生物分為微生物類型微生物類型最適生長的最適生長的O O2 2氧分壓氧分壓( (101101kPa)kPa)微生物舉例微生物舉例好氧好氧微生微生物物專性好氧微生物專性好氧微生物strict aerobe0.20.2多數(shù)細菌、放線菌和多數(shù)細菌、放線菌和真菌真菌微量好氧微生物微量好氧微生物microaerophilic bacteria0.

36、0030.0030.20.2霍亂弧菌霍亂弧菌兼性厭氧微生物兼性厭氧微生物facultative aerobe有氧無氧均無影響有氧無氧均無影響大腸桿菌、釀酒酵母大腸桿菌、釀酒酵母厭氧厭氧微生微生物物專性厭氧微生物專性厭氧微生物anaerobeP(OP(O2 2) )0.0050.005產(chǎn)甲烷菌產(chǎn)甲烷菌耐氧厭氧微生物耐氧厭氧微生物aerotolerant anaerobe代謝無需氧，氧的存代謝無需氧，氧的存在對于無用也無害在對于無用也無害乳酸菌乳酸菌微生物的生長繁殖與生存因子485.2.4.1 好氧微生物與氧的關系好氧微生物與氧的關系1.氧對好氧微生物的作用氧對好氧微生物的作用o作為微生物好氧呼吸

37、的最終電子受體作為微生物好氧呼吸的最終電子受體o參與甾醇類和不飽和脂肪酸的生物合成參與甾醇類和不飽和脂肪酸的生物合成2. 溶解氧的供給溶解氧的供給 好氧微生物需要的氧是溶于水的氧，即溶解氧。好氧微生物需要的氧是溶于水的氧，即溶解氧。 夏季水溫高，常造成供氧不足，促使絲狀細菌的優(yōu)夏季水溫高，常造成供氧不足，促使絲狀細菌的優(yōu)勢生長，從而造成勢生長，從而造成活性污泥的絲狀膨脹活性污泥的絲狀膨脹。因此，在活性。因此，在活性污泥生物處理中需設置充氧設備充氧，如通過葉輪機械污泥生物處理中需設置充氧設備充氧，如通過葉輪機械攪拌、鼓風曝氣等方式充氧。溶解氧的質(zhì)量濃度維持在攪拌、鼓風曝氣等方式充氧。溶解氧的質(zhì)量

38、濃度維持在34mg/L為宜。為宜。微生物的生長繁殖與生存因子495.2.4.2 兼性厭氧微生物與氧的關系兼性厭氧微生物與氧的關系1.不同氧條件的生理狀態(tài)不同氧條件的生理狀態(tài)o好氧條件：好氧條件：氧化酶活性強，細胞色素及電子傳遞體系氧化酶活性強，細胞色素及電子傳遞體系的其它組分正常存在；的其它組分正常存在；o無氧條件：無氧條件：氧化酶無活性，細胞色素和電子傳遞體系氧化酶無活性，細胞色素和電子傳遞體系的其它組分減少或全部喪失。的其它組分減少或全部喪失。 巴斯德效應：巴斯德效應：指將氧通入正在發(fā)酵的酵母菌懸液中，使指將氧通入正在發(fā)酵的酵母菌懸液中，使得發(fā)酵速度下降，葡萄糖的消耗速度也顯著下降的現(xiàn)得發(fā)

39、酵速度下降，葡萄糖的消耗速度也顯著下降的現(xiàn)象。象。微生物的生長繁殖與生存因子502.不同氧條件下廢水生物處理中的微生物不同氧條件下廢水生物處理中的微生物o供氧正常：供氧正常：好氧微生物和兼性厭氧微生物共同起積極好氧微生物和兼性厭氧微生物共同起積極作用；作用；o供氧不足：供氧不足：好氧微生物不起作用，兼性厭氧微生物起好氧微生物不起作用，兼性厭氧微生物起積極作用，但有機物分解不徹底；積極作用，但有機物分解不徹底；o污水、污泥厭氧消化：污水、污泥厭氧消化：兼性厭氧微生物起水解、發(fā)酵兼性厭氧微生物起水解、發(fā)酵作用，將大分子的蛋白質(zhì)、脂肪等水解為小分子的有作用，將大分子的蛋白質(zhì)、脂肪等水解為小分子的有機

40、酸和醇等。機酸和醇等。微生物的生長繁殖與生存因子513.反硝化細菌反硝化細菌o有有O2時：進行好氧呼吸時：進行好氧呼吸o缺缺O(jiān)2時：進行反硝化作用時：進行反硝化作用o除除N工藝工藝 A/O、A2/O、 A2/O2、SBRNO3NO2N2微生物的生長繁殖與生存因子525.2.4.3 厭氧微生物與氧的關系厭氧微生物與氧的關系1. 厭氧微生物的氧毒害機制厭氧微生物的氧毒害機制o專性厭氧微生物不具有專性厭氧微生物不具有過氧化氫酶過氧化氫酶，會被代謝過程中，會被代謝過程中產(chǎn)生的產(chǎn)生的H2O2殺死；殺死；o專性厭氧微生物不具有專性厭氧微生物不具有超氧化物歧化酶超氧化物歧化酶(SOD)，而被而被超氧陰離子超

41、氧陰離子殺死；殺死；2. 厭氧微生物的培養(yǎng)方法厭氧微生物的培養(yǎng)方法可與兼性厭氧微生物混合培養(yǎng)，以去除可與兼性厭氧微生物混合培養(yǎng)，以去除O2，保證厭氧環(huán)，保證厭氧環(huán)境。境。He、H2、N2加入甲基藍或加入甲基藍或刃天青指示刃天青指示Eh(顯色表明有顯色表明有O2)封瓶口封瓶口無氧培養(yǎng)無氧培養(yǎng)罐內(nèi)培養(yǎng)罐內(nèi)培養(yǎng)微生物的生長繁殖與生存因子535.2.5 太陽輻射太陽輻射o1000nm的紅外輻射，可被不產(chǎn)氧的光的紅外輻射，可被不產(chǎn)氧的光合細菌用作光源；合細菌用作光源；o 380760nm的可見光是藍細菌、藻的可見光是藍細菌、藻類進行光合作用的能源。類進行光合作用的能源。o其余的輻射對微生物均有害。其余的

42、輻射對微生物均有害。微生物的生長繁殖與生存因子545.2.6 水的活度與滲透壓水的活度與滲透壓5.2.6.1 水的活度水的活度wo水的活度水的活度w 表示在一定溫度下，某溶液表示在一定溫度下，某溶液或物質(zhì)在與一定空間空氣相平衡時的含水量與或物質(zhì)在與一定空間空氣相平衡時的含水量與空氣飽和水量的比值，用空氣飽和水量的比值，用小數(shù)小數(shù)表示。表示。o多數(shù)微生物在多數(shù)微生物在w 0.950.99時生長最好。時生長最好。大多數(shù)微生物在大多數(shù)微生物在w 0.600.65時停止活時停止活動。動。微生物的生長繁殖與生存因子555.2.6.2 滲透壓滲透壓o滲透壓滲透壓 當兩液面高差產(chǎn)生的壓力足夠阻止水再當兩液面

43、高差產(chǎn)生的壓力足夠阻止水再流動時，此時兩液面高差間的壓力即為滲透壓。流動時，此時兩液面高差間的壓力即為滲透壓。半透膜半透膜清水清水蔗蔗糖糖溶溶液液h微生物的生長繁殖與生存因子56o溶液的濃度決定滲透壓溶液的濃度決定滲透壓 溶質(zhì)的分子或離子數(shù)越多，滲透壓越大溶質(zhì)的分子或離子數(shù)越多，滲透壓越大 同質(zhì)量濃度溶液，溶質(zhì)分子越小，其滲透壓越大同質(zhì)量濃度溶液，溶質(zhì)分子越小，其滲透壓越大 離子溶液的滲透壓比分子溶液的滲透壓大離子溶液的滲透壓比分子溶液的滲透壓大o細菌的滲透壓細菌的滲透壓 G (2.02.5)MPa G (0.50.6)MPa微生物的生長繁殖與生存因子57o微生物在不同滲透壓溶液的反應微生物在

44、不同滲透壓溶液的反應 等滲溶液：等滲溶液：形態(tài)大小不變，生長良好。形態(tài)大小不變，生長良好。應用：在實驗室用應用：在實驗室用(NaCl)8.5g/L的的生理鹽水稀釋菌液生理鹽水稀釋菌液。 低滲溶液：低滲溶液：水分子大量滲入細胞內(nèi)，使細胞膨脹，嚴重水分子大量滲入細胞內(nèi)，使細胞膨脹，嚴重者破裂。者破裂。 高滲溶液：高滲溶液：細胞內(nèi)大量失水，使細胞發(fā)生質(zhì)壁分離。細胞內(nèi)大量失水，使細胞發(fā)生質(zhì)壁分離。應用：用高滲溶液保存食物可防止腐敗。應用：用高滲溶液保存食物可防止腐敗。微生物的生長繁殖與生存因子585.2.7 表面張力表面張力o 是作用在物體表面單位長度上的收縮力是作用在物體表面單位長度上的收縮力o(H

45、2O)7.3104 N/m (培養(yǎng)基培養(yǎng)基)4.51046.5104N/mo膽汁可降低膽汁可降低，可用于實驗鑒別肺炎球菌和鏈球菌可用于實驗鑒別肺炎球菌和鏈球菌o可用膽酸鹽分離大腸菌群可用膽酸鹽分離大腸菌群微生物的生長繁殖與生存因子595.3 其它不利環(huán)境因子對微生物的影響其它不利環(huán)境因子對微生物的影響5.3.1 紫外輻射和電離輻射對微生物的影響紫外輻射和電離輻射對微生物的影響一、一、 紫外輻射的影響紫外輻射的影響1. 紫外輻射對微生物有致死作用紫外輻射對微生物有致死作用 260nm左右的紫外輻射殺菌力最強左右的紫外輻射殺菌力最強致死原因：致死原因： 微生物細胞中的核酸、蛋白質(zhì)等對紫微生物細胞中

46、的核酸、蛋白質(zhì)等對紫外輻射有特別強的吸收能力，可引起外輻射有特別強的吸收能力，可引起DNA鏈上鏈上的兩個鄰近的胸腺嘧啶分子形成的兩個鄰近的胸腺嘧啶分子形成胸腺嘧啶二聚胸腺嘧啶二聚體體(T=T)，使使DNA不能復制，導致死亡。不能復制，導致死亡。微生物的生長繁殖與生存因子602. 復活現(xiàn)象復活現(xiàn)象o光復活光復活 經(jīng)經(jīng)UV照射的微生物，隨即暴露照射的微生物，隨即暴露于藍色可見光下，使于藍色可見光下，使T=T恢復正常狀態(tài)，使恢復正常狀態(tài)，使一部分受損的細胞恢復活力。一部分受損的細胞恢復活力。o暗復活暗復活 DNA鏈在黑暗條件下進行修復。鏈在黑暗條件下進行修復。3. 微生物對紫外輻射的抵抗力微生物對紫

47、外輻射的抵抗力oGGo芽孢營養(yǎng)細胞芽孢營養(yǎng)細胞4. 應用應用o殺菌消毒殺菌消毒o誘變育種誘變育種微生物的生長繁殖與生存因子61二、二、 電離輻射的影響電離輻射的影響X射線射線(0.10.01nm) 、射線射線(0.010.001nm)對微生物生命活動的影響表現(xiàn)對微生物生命活動的影響表現(xiàn)o低劑量照射，促進微生物生長或引起微生物發(fā)生變低劑量照射，促進微生物生長或引起微生物發(fā)生變異；異；o高劑量照射，對微生物有致死作用。高劑量照射，對微生物有致死作用。微生物的生長繁殖與生存因子625.3.2 超聲波超聲波o超聲波超聲波 頻率頻率大于大于20000Hz的聲波，能破的聲波，能破壞幾乎所有的細菌體。壞幾乎

48、所有的細菌體。o超聲波的殺菌效果與其頻率、處理時間、細菌超聲波的殺菌效果與其頻率、處理時間、細菌大小、形狀和細菌數(shù)有關。大小、形狀和細菌數(shù)有關。o殺菌機制殺菌機制: 細胞內(nèi)含物受到強烈振蕩，膠體發(fā)生絮狀細胞內(nèi)含物受到強烈振蕩，膠體發(fā)生絮狀沉淀，凝膠液化或乳化，從而失去生物活性；沉淀，凝膠液化或乳化，從而失去生物活性； 溶液受到超聲波作用產(chǎn)生空腔，引起巨大溶液受到超聲波作用產(chǎn)生空腔，引起巨大的壓力變化，使細菌死亡；的壓力變化，使細菌死亡； 溶于溶液中的氣體變成無數(shù)極微小的氣泡迅溶于溶液中的氣體變成無數(shù)極微小的氣泡迅速猛烈地沖擊細菌，使之破裂。速猛烈地沖擊細菌，使之破裂。微生物的生長繁殖與生存因子

49、63o應用應用 利用超聲波破壞菌體，利用超聲波破壞菌體，制成細菌裂解液制成細菌裂解液，用于，用于研究細菌的結(jié)構(gòu)、化學組成、酶活性等；研究細菌的結(jié)構(gòu)、化學組成、酶活性等； 可利用超聲波從組織中可利用超聲波從組織中提取病毒提取病毒； 利用頻率為利用頻率為8001000kHz的超聲波的超聲波治療疾治療疾病病微生物的生長繁殖與生存因子645.3.3 重金屬對微生物的影響重金屬對微生物的影響Hg、Ag、Cu、Pb及其化合物可有效地殺菌和防腐，及其化合物可有效地殺菌和防腐，是蛋白質(zhì)的沉淀劑。是蛋白質(zhì)的沉淀劑。殺菌機理：殺菌機理： 其與酶的其與酶的SH結(jié)合，使酶失活；結(jié)合，使酶失活； 與與菌體蛋白結(jié)合，使之

50、變性或沉淀。菌體蛋白結(jié)合，使之變性或沉淀。質(zhì)量濃度為質(zhì)量濃度為205mg/L的的二氯化汞二氯化汞對大多數(shù)細菌有對大多數(shù)細菌有致死作用。致死作用。硫酸銅硫酸銅對真菌和藻類的殺傷力較強。對真菌和藻類的殺傷力較強。波多爾液波多爾液(硫酸銅石灰硫酸銅石灰)在農(nóng)業(yè)上可用于防止某些植在農(nóng)業(yè)上可用于防止某些植物病毒。物病毒。 1L水樣中加水樣中加10mL質(zhì)量濃度為質(zhì)量濃度為1g/L的的硫酸銅溶液硫酸銅溶液可可抑制微生物的呼吸。抑制微生物的呼吸。質(zhì)量濃度為質(zhì)量濃度為15g/L的的鉛鹽溶液鉛鹽溶液對微生物有致死作用。對微生物有致死作用。微生物的生長繁殖與生存因子655.3.4 極端溫度對微生物的影響極端溫度對微

51、生物的影響1. 超高溫致死作用超高溫致死作用機理：機理：蛋白質(zhì)和酶蛋白在高溫下發(fā)生不可逆的凝固蛋白質(zhì)和酶蛋白在高溫下發(fā)生不可逆的凝固作用；細胞質(zhì)膜中的脂肪受熱溶解使膜產(chǎn)生小作用；細胞質(zhì)膜中的脂肪受熱溶解使膜產(chǎn)生小孔，引起細胞內(nèi)含物泄漏而致死?？祝鸺毎麅?nèi)含物泄漏而致死。2. 超高溫殺菌效果的影響超高溫殺菌效果的影響 與微生物的種類、數(shù)量、生理狀態(tài)、芽孢有無及與微生物的種類、數(shù)量、生理狀態(tài)、芽孢有無及pH都有關。都有關。無芽孢桿菌比芽孢桿菌不耐熱；無芽孢桿菌比芽孢桿菌不耐熱；營養(yǎng)細胞比芽孢不耐熱；營養(yǎng)細胞比芽孢不耐熱；濕細菌比干細菌不抗熱；濕細菌比干細菌不抗熱；酸性條件下細菌易被殺死；酸性條件

52、下細菌易被殺死；幼齡菌比老齡菌易被殺死。幼齡菌比老齡菌易被殺死。微生物的生長繁殖與生存因子663. 滅菌和消毒滅菌和消毒(1) 滅菌滅菌(sterilization) 通過超高溫或其它物理、通過超高溫或其它物理、化學因素將所有微生物的營養(yǎng)細胞和所有的芽孢或孢化學因素將所有微生物的營養(yǎng)細胞和所有的芽孢或孢子全部殺死。子全部殺死。 干熱滅菌干熱滅菌(dry heat sterilization)優(yōu)點：可保持物品的干燥優(yōu)點：可保持物品的干燥缺點：對于傳熱性差或體積較大的物品效果較差缺點：對于傳熱性差或體積較大的物品效果較差應用：玻璃器皿、金屬用具等耐熱物品的滅菌應用：玻璃器皿、金屬用具等耐熱物品的滅

53、菌 濕熱滅菌濕熱滅菌(moist heat sterilization)特點：溫度低、時間短、滅菌效果高特點：溫度低、時間短、滅菌效果高相同溫度下，濕熱滅菌的效力比干熱滅菌高，相同溫度下，濕熱滅菌的效力比干熱滅菌高，原因原因v濕熱情況下，菌體蛋白容易受熱凝固變性；濕熱情況下，菌體蛋白容易受熱凝固變性；v濕熱的穿透力和熱傳導都比干熱強；濕熱的穿透力和熱傳導都比干熱強；v濕熱的蒸汽冷凝會放出潛熱。濕熱的蒸汽冷凝會放出潛熱。微生物的生長繁殖與生存因子67 高高壓壓蒸蒸汽汽滅滅菌菌微生物的生長繁殖與生存因子68(2) 消毒消毒(disinfection) 用物理、化學因素殺死用物理、化學因素殺死致病菌

54、致病菌(有芽孢和無芽孢的細菌有芽孢和無芽孢的細菌)，或是殺死所有微生，或是殺死所有微生物的營養(yǎng)細胞或一部分芽孢。物的營養(yǎng)細胞或一部分芽孢。 煮沸消毒煮沸消毒 將待消毒的物品置于水中煮沸將待消毒的物品置于水中煮沸15min以上，殺以上，殺死細菌的所以營養(yǎng)細胞和部分芽孢。死細菌的所以營養(yǎng)細胞和部分芽孢。 巴斯德消毒巴斯德消毒(Pasteurization) 常用常用6070的溫度將食品處理的溫度將食品處理1530min，以除去食品中的微生物，同時保持食品的營養(yǎng)和風味以除去食品中的微生物，同時保持食品的營養(yǎng)和風味不變。不變。微生物的生長繁殖與生存因子695.3.5 極端極端pH對微生物的影響對微生物

55、的影響 1. pH過低，引起機體表面由帶負電變?yōu)閹д?，從而過低，引起機體表面由帶負電變?yōu)閹д?，從而影響對營養(yǎng)物的吸收；影響對營養(yǎng)物的吸收； 2. pH過高或過低，影響培養(yǎng)基中有機化合物的離子化過高或過低，影響培養(yǎng)基中有機化合物的離子化作用，從而間接影響微生物；作用，從而間接影響微生物； 3. 極端極端pH影響酶的活性，進而影響細胞內(nèi)的生化過程，影響酶的活性，進而影響細胞內(nèi)的生化過程，甚至直接破壞細胞；甚至直接破壞細胞； 4. 極端極端pH降低微生物對高溫的抵抗能力。降低微生物對高溫的抵抗能力。微生物的生長繁殖與生存因子705.3.6 干燥對微生物的影響干燥對微生物的影響干燥能使菌體內(nèi)蛋白質(zhì)

56、變性，引起代謝活動的干燥能使菌體內(nèi)蛋白質(zhì)變性，引起代謝活動的停止。干燥細胞的代謝處于停滯狀態(tài)，若不提停止。干燥細胞的代謝處于停滯狀態(tài)，若不提供條件，則一直呈休眠狀態(tài)長期存活。供條件，則一直呈休眠狀態(tài)長期存活。可用滅菌的沙土管保存菌種、孢子，也可用真可用滅菌的沙土管保存菌種、孢子，也可用真空冷凍干燥保存菌種。空冷凍干燥保存菌種。細菌的芽孢、藻類和真菌的孢子及原生動物的細菌的芽孢、藻類和真菌的孢子及原生動物的胞囊比營養(yǎng)細胞抗干燥。胞囊比營養(yǎng)細胞抗干燥。微生物的生長繁殖與生存因子715.3.7 若干有機物對微生物的影響若干有機物對微生物的影響(一一) 醇醇醇是脫水劑和脂溶劑，可使蛋白質(zhì)脫水變性，醇是

57、脫水劑和脂溶劑，可使蛋白質(zhì)脫水變性，脂類溶解，進而殺死微生物機體。脂類溶解，進而殺死微生物機體。體積分數(shù)為體積分數(shù)為70的乙醇殺菌能力最強。的乙醇殺菌能力最強。甲醇殺菌力差，對人有毒，不宜作為殺菌劑。甲醇殺菌力差，對人有毒，不宜作為殺菌劑。廢水生物脫氮處理工藝中，常用甲醇作為碳源。廢水生物脫氮處理工藝中，常用甲醇作為碳源。丙醇、丁醇及其它高級醇殺菌力均比乙醇強，丙醇、丁醇及其它高級醇殺菌力均比乙醇強，但不溶于水，故不能作殺菌劑。但不溶于水，故不能作殺菌劑。微生物的生長繁殖與生存因子72(二二) 甲醛甲醛甲醛是很有效的殺菌劑，對細菌、真菌及其孢甲醛是很有效的殺菌劑，對細菌、真菌及其孢子和病毒均有

58、效。子和病毒均有效。福爾馬林福爾馬林(質(zhì)量濃度為質(zhì)量濃度為370400g/L的甲醛的甲醛水溶液水溶液)的蒸氣有強烈的刺激性，有殺菌和抑菌的蒸氣有強烈的刺激性，有殺菌和抑菌作用，可用于廠房、無菌室消毒。作用，可用于廠房、無菌室消毒。殺菌機理：甲醛與蛋白質(zhì)的氨基結(jié)合干擾細菌殺菌機理：甲醛與蛋白質(zhì)的氨基結(jié)合干擾細菌的代謝機能的代謝機能。甲醛溶液是動物組織和原生動物標本的固定劑。甲醛溶液是動物組織和原生動物標本的固定劑。微生物的生長繁殖與生存因子73(三三) 表面活性劑表面活性劑1. 酚酚 酚及其衍生物能引起蛋白質(zhì)變性，并破壞細胞酚及其衍生物能引起蛋白質(zhì)變性，并破壞細胞質(zhì)膜質(zhì)膜 1 g/L 抑菌抑菌

59、苯酚苯酚 10 g/L 殺菌殺菌 50 g/L 噴霧消毒空氣噴霧消毒空氣 甲酚甲酚 殺菌力比其它酚強幾倍，難溶于水，易與皂殺菌力比其它酚強幾倍，難溶于水，易與皂液或堿液形成乳濁液，叫來蘇爾。液或堿液形成乳濁液，叫來蘇爾。 1020 g/L 消毒皮膚消毒皮膚 30 50 g/L 消毒桌面和用具消毒桌面和用具 微生物的生長繁殖與生存因子742. 新潔爾滅新潔爾滅(季胺鹽季胺鹽) 對非芽孢型的致病菌、對非芽孢型的致病菌、G及及G等有極強的致死作用等有極強的致死作用低稀釋度：有殺菌及去垢作用，對人無毒；低稀釋度：有殺菌及去垢作用，對人無毒；高稀釋度：僅有抑菌作用；高稀釋度：僅有抑菌作用；1g/L的水溶

60、液：可用于冷卻循環(huán)水的殺菌除垢。的水溶液：可用于冷卻循環(huán)水的殺菌除垢。3. 合成洗滌劑合成洗滌劑 去污能力強，在硬水中不形成沉淀，具有殺菌去污去污能力強，在硬水中不形成沉淀，具有殺菌去污作用。殺菌力：陽離子型陰離子型非離子型作用。殺菌力：陽離子型陰離子型非離子型微生物的生長繁殖與生存因子754. 染料染料孔雀綠、亮綠、結(jié)晶紫等三苯甲烷染料及丫淀黃都孔雀綠、亮綠、結(jié)晶紫等三苯甲烷染料及丫淀黃都有抑菌作用有抑菌作用G比比G反應敏感反應敏感在培養(yǎng)基中加入某種染料可制成選擇性培養(yǎng)基在培養(yǎng)基中加入某種染料可制成選擇性培養(yǎng)基質(zhì)量濃度為質(zhì)量濃度為1g/L以下的染料可作微生物的營養(yǎng)源以下的染料可作微生物的營養(yǎng)