微生物生長與生存

1、 二、研究微生物生長的方法二、研究微生物生長的方法 ( (一一) )分批培養(yǎng)法分批培養(yǎng)法 分批培養(yǎng)；是將一定量的微生物接種在一個封閉的、盛分批培養(yǎng)；是將一定量的微生物接種在一個封閉的、盛有一定體積液體培養(yǎng)基的容器內(nèi)，保持一定的溫度、有一定體積液體培養(yǎng)基的容器內(nèi)，保持一定的溫度、pHpH和溶和溶解氧量，微生物在其中生長繁殖，結(jié)果出現(xiàn)微生物的數(shù)量由解氧量，微生物在其中生長繁殖，結(jié)果出現(xiàn)微生物的數(shù)量由少變多，達(dá)到高峰后又由多變少，甚至死亡的變化規(guī)律。少變多，達(dá)到高峰后又由多變少，甚至死亡的變化規(guī)律。 細(xì)菌的生長曲線：將少量細(xì)菌接種到一種新鮮的、定量細(xì)菌的生長曲線：將少量細(xì)菌接種到一種新鮮的、定量的液

2、體培養(yǎng)基中進行分批培養(yǎng)，定時取樣的液體培養(yǎng)基中進行分批培養(yǎng)，定時取樣( (例如，每例如，每2h2h取樣取樣1 1次次) )計數(shù)。以細(xì)菌個數(shù)或細(xì)菌數(shù)的對數(shù)或細(xì)菌的干重為縱坐計數(shù)。以細(xì)菌個數(shù)或細(xì)菌數(shù)的對數(shù)或細(xì)菌的干重為縱坐標(biāo)，以培養(yǎng)時間為橫坐標(biāo)，在坐標(biāo)系上各點連接成一條曲線，標(biāo)，以培養(yǎng)時間為橫坐標(biāo)，在坐標(biāo)系上各點連接成一條曲線，即細(xì)菌的生長曲線。即細(xì)菌的生長曲線。 細(xì)菌的生長曲線反映微生物的數(shù)量由少變多，達(dá)到高峰細(xì)菌的生長曲線反映微生物的數(shù)量由少變多，達(dá)到高峰后又由多變少，到死亡的變化規(guī)律。后又由多變少，到死亡的變化規(guī)律。微生物生長曲線微生物生長曲線影響停滯期長短的因素影響停滯期長短的因素1).1

3、).菌齡菌齡: : 對數(shù)期對數(shù)期“種子種子”，停滯期較短；，停滯期較短； 靜止期或衰亡期靜止期或衰亡期“種子種子”, ,停滯期較長；停滯期較長；2).2).接種量接種量: : 接種量大，停滯期較短；接種量大，停滯期較短； 接種量小，停滯期較長。接種量小，停滯期較長。3).3).培養(yǎng)基成分培養(yǎng)基成分: : 培養(yǎng)基成分豐富的，停滯期較短；培養(yǎng)基成分豐富的，停滯期較短； 培養(yǎng)基成分與種子培養(yǎng)基一致培養(yǎng)基成分與種子培養(yǎng)基一致, ,停滯期較短。停滯期較短。4).4).培養(yǎng)條件培養(yǎng)條件: : 溫度溫度. .酸堿度酸堿度. .氧氣等條件適合停滯期較短。氧氣等條件適合停滯期較短。 5). 5).不同種類細(xì)菌的

4、停滯期長短不同。世代時間短的不同種類細(xì)菌的停滯期長短不同。世代時間短的細(xì)菌其停滯期也短。細(xì)菌其停滯期也短。 綜上所述：接種量適中，群體菌齡處于對數(shù)期，綜上所述：接種量適中，群體菌齡處于對數(shù)期，營養(yǎng)和環(huán)境條件均適宜，細(xì)菌的停滯期就短，世代時營養(yǎng)和環(huán)境條件均適宜，細(xì)菌的停滯期就短，世代時間短的細(xì)菌其停滯期也短。間短的細(xì)菌其停滯期也短。) 1 (0nttGx 細(xì)菌代時數(shù)的計算細(xì)菌代時數(shù)的計算式中：式中：n n為繁殖的代數(shù)；為繁殖的代數(shù)；N N0 0為對數(shù)期開始為對數(shù)期開始( (t t0 0 ) )時細(xì)菌數(shù)，時細(xì)菌數(shù)，CFU/mLCFU/mL；N Nx x為對數(shù)期后期為對數(shù)期后期( (t tx x)

5、)時的細(xì)菌數(shù)，時的細(xì)菌數(shù)，CFU/mLCFU/mL 代時代時G G 的計算的計算 要求某種細(xì)菌的代時（世代時間）要求某種細(xì)菌的代時（世代時間）G G，先要測定該種細(xì)菌原始，先要測定該種細(xì)菌原始的細(xì)菌數(shù)，假設(shè)的細(xì)菌數(shù)，假設(shè)t t0 0 時的原始細(xì)菌總數(shù)為時的原始細(xì)菌總數(shù)為10103 3CFU/mLCFU/mL，將它置于適當(dāng)，將它置于適當(dāng)?shù)臏囟葪l件下培養(yǎng)的溫度條件下培養(yǎng)10h10h后，再測得后，再測得t tx x=10h=10h的細(xì)菌總數(shù)為的細(xì)菌總數(shù)為10109 9 CFU/mLCFU/mL，用下式計算用下式計算G G 。 由計算得知：繁殖一代細(xì)菌需要由計算得知：繁殖一代細(xì)菌需要30min30mi

6、n的時間。的時間。 4. 4. 衰亡期衰亡期 繼靜止期之后，由于營養(yǎng)物被耗盡，細(xì)菌因缺乏營養(yǎng)而利用貯存物質(zhì)繼靜止期之后，由于營養(yǎng)物被耗盡，細(xì)菌因缺乏營養(yǎng)而利用貯存物質(zhì)進行內(nèi)源呼吸，即自身溶解。細(xì)菌在代謝過程中產(chǎn)生有毒的代謝產(chǎn)物，抑進行內(nèi)源呼吸，即自身溶解。細(xì)菌在代謝過程中產(chǎn)生有毒的代謝產(chǎn)物，抑制細(xì)菌生長繁殖。死亡率增加，活菌數(shù)減少，甚至死菌數(shù)大于新生菌數(shù)。制細(xì)菌生長繁殖。死亡率增加，活菌數(shù)減少，甚至死菌數(shù)大于新生菌數(shù)。此時，細(xì)菌群體進入衰亡期。此時，細(xì)菌群體進入衰亡期。 衰亡期的細(xì)菌少繁殖或不繁殖或自溶?；罹鷶?shù)在一個階段以幾何級數(shù)衰亡期的細(xì)菌少繁殖或不繁殖或自溶?；罹鷶?shù)在一個階段以幾何級數(shù)下降

7、，此時稱為對數(shù)衰亡期。衰亡期的細(xì)菌常出現(xiàn)多形態(tài)，畸形或衰退型。下降，此時稱為對數(shù)衰亡期。衰亡期的細(xì)菌常出現(xiàn)多形態(tài)，畸形或衰退型。有的細(xì)菌產(chǎn)生芽孢。有的細(xì)菌產(chǎn)生芽孢。 活性污泥中微生物的生長規(guī)律和純菌種一致，生長曲線相似?；钚晕勰嘀形⑸锏纳L規(guī)律和純菌種一致，生長曲線相似。 時間活性污泥干重IIIIII圖圖5-4 5-4 微生物代謝速率與微生物代謝速率與F F/ /M M的關(guān)系的關(guān)系 微生物代謝速率微生物代謝速率與與F F/ /M M的關(guān)系的關(guān)系圖圖5-5 5-5 活性污泥的生長曲線及其應(yīng)用活性污泥的生長曲線及其應(yīng)用 活性污泥生長曲線四個時期；活性污泥生長曲線四個時期； 常規(guī)活性污泥法；常規(guī)活

8、性污泥法； 生物吸附法；生物吸附法； 高負(fù)荷活性污泥法；高負(fù)荷活性污泥法；分散曝氣；分散曝氣； 延時曝氣延時曝氣 測細(xì)胞干重測細(xì)胞干重測定細(xì)胞含測定細(xì)胞含N N量來確定細(xì)菌數(shù)量來確定細(xì)菌數(shù)測定測定DNADNA來計算細(xì)菌數(shù)來計算細(xì)菌數(shù)測定某種酶類來計算細(xì)菌數(shù)測定某種酶類來計算細(xì)菌數(shù) v嗜冷菌：適宜范圍嗜冷菌：適宜范圍-5-5 3030，最適溫度，最適溫度5 5 1010。v嗜中溫菌：適宜范圍嗜中溫菌：適宜范圍5 5 5050，最適溫度，最適溫度2525 4040。v嗜熱菌：適宜范圍嗜熱菌：適宜范圍3030 8080，最適溫度，最適溫度5050 6060。v嗜超熱菌：生長范圍嗜超熱菌：生長范圍55

9、55 113113，最適溫度，最適溫度7070 105 105使蛋白質(zhì)變性：酶蛋白變性使生化反應(yīng)不能進行使蛋白質(zhì)變性：酶蛋白變性使生化反應(yīng)不能進行使關(guān)鍵細(xì)胞器被滅活：如細(xì)胞膜脂肪受熱溶解使關(guān)鍵細(xì)胞器被滅活：如細(xì)胞膜脂肪受熱溶解 使內(nèi)含物外泄而滅活使內(nèi)含物外泄而滅活灼燒：灼燒：在干燥箱中利用熱空氣滅菌在干燥箱中利用熱空氣滅菌間歇滅菌法：利用未加壓的蒸汽反間歇滅菌法：利用未加壓的蒸汽反 復(fù)蒸或水煮復(fù)蒸或水煮高壓蒸汽滅菌法：高壓蒸汽滅菌法：用熱交換器快速升溫至用熱交換器快速升溫至70 ，保，保持持15再速冷，以去除對熱異常敏再速冷，以去除對熱異常敏感的微生物群體的方法。感的微生物群體的方法。在水中煮

10、沸在水中煮沸15以上。如玻璃器皿、以上。如玻璃器皿、注射器。注射器。微生物與微生物與O O的關(guān)系的關(guān)系好氧微生物好氧微生物厭氧微生物厭氧微生物兼性微生物兼性微生物專性好氧微生物專性好氧微生物微量好氧微生物微量好氧微生物專性厭氧氧微生物專性厭氧氧微生物耐氧厭氧微生物耐氧厭氧微生物 好氧微生物所需要的氧氣是溶解在水中的氧好氧微生物所需要的氧氣是溶解在水中的氧氣，即氣，即DO。 溶解氧與大氣壓力及溫度有關(guān)，溫溶解氧與大氣壓力及溫度有關(guān)，溫度越高，溶解氧越低。好氧生物處理系統(tǒng)中，為度越高，溶解氧越低。好氧生物處理系統(tǒng)中，為了保證微生物的正常工作，必須為它們提供足夠了保證微生物的正常工作，必須為它們提供

11、足夠的溶解氧。的溶解氧。 工程上，通常采用鼓風(fēng)曝氣的形式向水中強制工程上，通常采用鼓風(fēng)曝氣的形式向水中強制充氧，對于生活污水廠，充氧，對于生活污水廠，BODBOD5 5200200300mg/L300mg/L。如果。如果曝氣池的活性污泥濃度在曝氣池的活性污泥濃度在200020003000mg/L3000mg/L時，溶解時，溶解氧必須保證在氧必須保證在2mg/L2mg/L以上。通?？刂圃谝陨?。通?？刂圃? 34mg/L4mg/L。 當(dāng)供氧不足時，也會造成污泥的絲狀菌膨脹。當(dāng)供氧不足時，也會造成污泥的絲狀菌膨脹。TCGAAACTTGTCGAAACTTG紫 外 線正 常 D N AD N A 氫 鏈

12、 受 損 形成 胸 腺 嘧 啶 二 聚 體酶SHHg2+SH酶酶S2Hg+2（有活性）（無活性）抗生素抗生素廣譜抗生素：金霉素、廣譜抗生素：金霉素、氯霉素、土霉素等氯霉素、土霉素等狹譜抗生素狹譜抗生素青霉素：青霉素：G G+ +多粘菌素：多粘菌素：G G習(xí)題習(xí)題1.1.畫圖解釋微生物生長曲線各個時期的特征。常規(guī)活性污畫圖解釋微生物生長曲線各個時期的特征。常規(guī)活性污泥法應(yīng)該利用那個時期的微生物？為什么？泥法應(yīng)該利用那個時期的微生物？為什么？2.2.紫外線對于微生物有那些影響？人類應(yīng)該怎樣合理利用紫外線對于微生物有那些影響？人類應(yīng)該怎樣合理利用紫外線？紫外線？3.3.抗生素是如何抑制殺滅微生物的？抗生素是如何抑制殺滅微生物的？4.4.什么叫滅菌？高溫滅菌有哪幾種方法？高溫是如何殺菌什么叫滅菌？高溫滅菌有哪幾種方法？高溫是如何殺菌的？高溫殺菌與哪些因素有關(guān)？的？高溫殺菌與哪些因素有關(guān)？5.5.請解釋溫度、請解釋溫度、pHpH值與酶促反應(yīng)速度的關(guān)系曲線呈鐘罩形值與酶促反應(yīng)速度的關(guān)系曲線呈鐘罩形的原因？的原因？6.6.原生動物胞囊產(chǎn)生的原因及在污水處理中有何作用？原生動物胞囊產(chǎn)生的原因及在