第七章微生物的生長和遺傳變異課件

第七章微生物的生長和遺傳變異第一節(jié)

微生物的生長和特性第二節(jié)

微生物的遺傳與變異（自學(xué)為主）第七章微生物的生長和遺傳變異第一節(jié)微生物的生長和特性1第一節(jié)細(xì)菌的生長和特性生長細(xì)菌同化作用＞異化作用——體積、重量增加細(xì)菌的裂殖——個體數(shù)量增加本節(jié)主要內(nèi)容：一細(xì)菌生長的測定方法二細(xì)菌的生長曲線三細(xì)菌的生長曲線與廢水生物處理的關(guān)系第一節(jié)細(xì)菌的生長和特性生長細(xì)菌同化作用＞異化作用——體積2一

細(xì)菌生長的測定方法1血球計數(shù)板法（顯微鏡）2比濁計數(shù)法

用分光光度計測OD值（光密度值），繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，從標(biāo)準(zhǔn)曲線中查細(xì)菌含量。（一）直接計數(shù)法（常用，不區(qū)分細(xì)菌的死活）一細(xì)菌生長的測定方法1血球計數(shù)板法（顯微鏡）2比濁計數(shù)3(二）間接計數(shù)法（活菌數(shù)，測定需時間長）1平板計數(shù)法

細(xì)菌樣品做10倍梯度稀釋，取相應(yīng)稀釋度的樣品涂布到平板上，或與融化的固體培養(yǎng)基混合、搖勻，培養(yǎng)菌落。1ml1ml1ml1ml1ml1ml水源水9毫升無菌水1ml1ml1mlCK對照10-210-3(二）間接計數(shù)法（活菌數(shù)，測定需時間長）1平板計數(shù)法1m42薄膜計數(shù)法

空氣或引用水等細(xì)菌含量較低的樣品。

微孔濾膜不讓細(xì)菌流出。濾菌。將膜放在固體培養(yǎng)基表面培養(yǎng)。計數(shù)類似平板計數(shù)法。2薄膜計數(shù)法5（三）重量法測定細(xì)胞干重離心法過濾法105℃~110℃干燥水處理構(gòu)筑物內(nèi)細(xì)菌生長量常采用該法?；钚晕勰喾ㄖ胁捎玫闹笜?biāo)是混合液懸浮固體（MLSS）（三）重量法測定細(xì)胞干重離心法105℃~110℃干燥水處理6MLSS（mg/L或g/m3）

MLSS＝Ma+Me+Mi+MiiMa:活的微生物細(xì)胞;Me:微生物內(nèi)源代謝殘留物Mi:難于生物降解的有機(jī)物；Mii:附在活性污泥上的無機(jī)物做法：取一定體積的待測污泥樣品，放于蒸發(fā)皿中干燥，然后稱重。作為表示活性污泥微生物量的相對指標(biāo)。MLSS（mg/L或g/m3）做法：取一定體積的待測7二

細(xì)菌的生長曲線細(xì)菌的生長有沒有規(guī)律性？

？有規(guī)律細(xì)菌的生長曲線：將少量純菌接種到一定量的液體培養(yǎng)基內(nèi)，在適宜的溫度下培養(yǎng)，并定時取樣測定活細(xì)菌的數(shù)目和重量的變化，以活細(xì)菌個數(shù)的對數(shù)或活細(xì)菌重量為縱坐標(biāo)，以培養(yǎng)時間為橫坐標(biāo)作圖，所得的曲線即為細(xì)菌的生長曲線。這種培養(yǎng)方式為間歇培養(yǎng)或分批培養(yǎng)。問題：細(xì)菌有幾種生長曲線呢？二細(xì)菌的生長曲線細(xì)菌的生長有沒有規(guī)律性？？有規(guī)律細(xì)菌8（一）以活細(xì)菌數(shù)目的對數(shù)繪制的生長曲線適應(yīng)期對數(shù)期穩(wěn)定期

衰亡期活菌數(shù)培養(yǎng)時間細(xì)菌數(shù)目的對數(shù)（1）適應(yīng)期

（2）對數(shù)期

（3）穩(wěn)定期

（4）衰亡期（一）以活細(xì)菌數(shù)目的對數(shù)繪制的生長曲線適應(yīng)期對數(shù)期穩(wěn)定期衰91適應(yīng)期（緩慢期）

lagphase適應(yīng)期特點(diǎn)？初：細(xì)菌數(shù)目不增加，體積增長快。后：個別菌體繁殖，個數(shù)少許增加。曲線平緩。大量誘導(dǎo)酶的合成。

應(yīng)用：

縮短此期，提高設(shè)備利用率

用處于對數(shù)期的活性污泥接種1適應(yīng)期（緩慢期）

lagphase適應(yīng)期特點(diǎn)102對數(shù)期logphase對數(shù)期分裂快，數(shù)目增多?；罹鷶?shù)≈總菌數(shù)曲線直線上升此時細(xì)胞的大小、組成、生理特征等均趨于一致，代謝活躍，生長速率高，代時穩(wěn)定。

特點(diǎn)

應(yīng)用：＊接種用的好種子

＊代謝、生理研究的好材料

？2對數(shù)期logphase對數(shù)期分裂快，數(shù)目增多。特113穩(wěn)定期

stationaryphase穩(wěn)定期

◆儲存物積累，養(yǎng)料消耗多。◆芽孢形成，抗生素產(chǎn)生。

◆繁殖速率下降，死亡速率上升。

◆新增菌≈死亡菌

曲線平坦

特點(diǎn)？

應(yīng)用：發(fā)酵產(chǎn)物形成的重要時期（抗生素、氨基酸等），生產(chǎn)上應(yīng)盡量延長此期，提高產(chǎn)量

？3穩(wěn)定期

stationaryphase穩(wěn)定期124衰老期

declinephase

ordeathphase衰亡期

◆菌體死亡速度大于繁殖速度。

◆死亡菌＞活菌數(shù)。自溶。

內(nèi)源呼吸

曲線下降

應(yīng)用：一般不作應(yīng)用4衰老期

declinephase

ordeath13（二）以活細(xì)菌重量變化繪制的生長曲線（二）以活細(xì)菌重量變化繪制的生長曲線141生長率上升階段（對數(shù)生長階段）適應(yīng)期、對數(shù)期初：菌體個數(shù)不增加，菌體體積增大后：生長率達(dá)最高，分解速率最大。食料：供

〉求1生長率上升階段（對數(shù)生長階段）適應(yīng)期、對數(shù)期初：菌體個數(shù)152生長率下降階段

穩(wěn)定期細(xì)菌代謝產(chǎn)物大量積累環(huán)境不利于細(xì)菌生長食料：供〈

求食料的不足抑制了細(xì)菌的生長2生長率下降階段

穩(wěn)定期細(xì)菌代謝產(chǎn)物大量積累163內(nèi)源呼吸階段

衰亡期

內(nèi)源呼吸：用菌體內(nèi)的儲存物、酶作為營養(yǎng)源。消耗自身。細(xì)菌重量減少（內(nèi)源呼吸、細(xì)菌死亡）菌體出現(xiàn)畸形。3內(nèi)源呼吸階段

衰亡期內(nèi)源呼吸：用菌體內(nèi)的儲17活細(xì)菌數(shù)目對數(shù)活細(xì)菌重量對數(shù)期穩(wěn)定期適應(yīng)期衰亡期活細(xì)菌數(shù)目對數(shù)活細(xì)菌重量對數(shù)期穩(wěn)定期適應(yīng)期衰亡期18三

細(xì)菌的生長曲線和廢水生物處理的關(guān)系1大多數(shù)活性污泥處理系統(tǒng)運(yùn)行范圍是：生長率下降階段。部分在生長率上升階段后期。2延時曝氣及污泥消化在內(nèi)源呼吸階段。

為什么？三細(xì)菌的生長曲線和廢水生物處理的關(guān)系1大多數(shù)活性污泥處理19生長率上升階段：微生物繁殖快，活力強(qiáng)，但是不容易凝聚

沉淀。需要充足的食料供給，處理后的

廢水有機(jī)物濃度較高，出水水質(zhì)不好。生長率下降階段：積累代謝產(chǎn)物，如異染顆粒、肝糖粒等，

產(chǎn)生粘性物質(zhì)，污泥代謝活性及凝絮沉

降性好。（傳統(tǒng)活性污泥運(yùn)行范圍）內(nèi)源呼吸階段：

特殊水處理場合。

生長率上升階段：微生物繁殖快，活力強(qiáng)，但是不容易凝聚20間歇培養(yǎng)：生長曲線的繪制連續(xù)培養(yǎng)：實際廢水處理用間歇培養(yǎng)的概念作為借鑒。間歇培養(yǎng)：生長曲線的繪制21第二節(jié)

細(xì)菌的遺傳與變異

（自學(xué)為主）質(zhì)粒和基因工程擬核質(zhì)粒細(xì)菌的遺傳物質(zhì)存在于擬核中，細(xì)菌的核或擬核決定細(xì)菌的主要遺傳性狀。雙鏈DNA質(zhì)粒也是遺傳物質(zhì)。它和細(xì)菌的關(guān)系如何？

？第二節(jié)細(xì)菌的遺傳與變異

（自學(xué)為主）質(zhì)粒和基因工程擬核質(zhì)22質(zhì)粒

：核外環(huán)狀小型雙鏈DNA

獨(dú)立復(fù)制穩(wěn)定遺傳

F因子

與有性接合有關(guān)種類

COL編碼免疫蛋白

Ti質(zhì)粒

誘癌質(zhì)粒

降解性質(zhì)粒：編碼降解有害物的酶

質(zhì)粒

遺傳物質(zhì)存在的另一種方式R因子

與抗藥性有關(guān)

用途

基因工程中作為目的基因載體

質(zhì)粒：核外環(huán)狀小型雙鏈DNAF因子與有性接合23第七章微生物的生長和遺傳變異課件24ABCDBABACDBAC接合接合接合4種不同的降解質(zhì)粒接合在同一受體假單胞菌中的模式遺傳工程在環(huán)境工程中的應(yīng)用1

降解石油的超級細(xì)菌2

耐汞質(zhì)粒3

降解染料的質(zhì)粒ABCDBABACDBAC接合接合接合4種不同的降解質(zhì)粒接合25復(fù)習(xí)題

解釋細(xì)菌的生長曲線。細(xì)菌的生長曲線的分期及各期的特點(diǎn)。如何將細(xì)菌的生長曲線用于廢水生物處理的應(yīng)用中？什么是質(zhì)粒？什么是“超級細(xì)菌”？試述遺傳工程在環(huán)境工程中的應(yīng)用。復(fù)習(xí)題解釋細(xì)菌的生長曲線。26第七章微生物的生長和遺傳變異第一節(jié)

微生物的生長和特性第二節(jié)

微生物的遺傳與變異（自學(xué)為主）第七章微生物的生長和遺傳變異第一節(jié)微生物的生長和特性27第一節(jié)細(xì)菌的生長和特性生長細(xì)菌同化作用＞異化作用——體積、重量增加細(xì)菌的裂殖——個體數(shù)量增加本節(jié)主要內(nèi)容：一細(xì)菌生長的測定方法二細(xì)菌的生長曲線三細(xì)菌的生長曲線與廢水生物處理的關(guān)系第一節(jié)細(xì)菌的生長和特性生長細(xì)菌同化作用＞異化作用——體積28一

細(xì)菌生長的測定方法1血球計數(shù)板法（顯微鏡）2比濁計數(shù)法

用分光光度計測OD值（光密度值），繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，從標(biāo)準(zhǔn)曲線中查細(xì)菌含量。（一）直接計數(shù)法（常用，不區(qū)分細(xì)菌的死活）一細(xì)菌生長的測定方法1血球計數(shù)板法（顯微鏡）2比濁計數(shù)29(二）間接計數(shù)法（活菌數(shù)，測定需時間長）1平板計數(shù)法

細(xì)菌樣品做10倍梯度稀釋，取相應(yīng)稀釋度的樣品涂布到平板上，或與融化的固體培養(yǎng)基混合、搖勻，培養(yǎng)菌落。1ml1ml1ml1ml1ml1ml水源水9毫升無菌水1ml1ml1mlCK對照10-210-3(二）間接計數(shù)法（活菌數(shù)，測定需時間長）1平板計數(shù)法1m302薄膜計數(shù)法

空氣或引用水等細(xì)菌含量較低的樣品。

微孔濾膜不讓細(xì)菌流出。濾菌。將膜放在固體培養(yǎng)基表面培養(yǎng)。計數(shù)類似平板計數(shù)法。2薄膜計數(shù)法31（三）重量法測定細(xì)胞干重離心法過濾法105℃~110℃干燥水處理構(gòu)筑物內(nèi)細(xì)菌生長量常采用該法?；钚晕勰喾ㄖ胁捎玫闹笜?biāo)是混合液懸浮固體（MLSS）（三）重量法測定細(xì)胞干重離心法105℃~110℃干燥水處理32MLSS（mg/L或g/m3）

MLSS＝Ma+Me+Mi+MiiMa:活的微生物細(xì)胞;Me:微生物內(nèi)源代謝殘留物Mi:難于生物降解的有機(jī)物；Mii:附在活性污泥上的無機(jī)物做法：取一定體積的待測污泥樣品，放于蒸發(fā)皿中干燥，然后稱重。作為表示活性污泥微生物量的相對指標(biāo)。MLSS（mg/L或g/m3）做法：取一定體積的待測33二

細(xì)菌的生長曲線細(xì)菌的生長有沒有規(guī)律性？

？有規(guī)律細(xì)菌的生長曲線：將少量純菌接種到一定量的液體培養(yǎng)基內(nèi)，在適宜的溫度下培養(yǎng)，并定時取樣測定活細(xì)菌的數(shù)目和重量的變化，以活細(xì)菌個數(shù)的對數(shù)或活細(xì)菌重量為縱坐標(biāo)，以培養(yǎng)時間為橫坐標(biāo)作圖，所得的曲線即為細(xì)菌的生長曲線。這種培養(yǎng)方式為間歇培養(yǎng)或分批培養(yǎng)。問題：細(xì)菌有幾種生長曲線呢？二細(xì)菌的生長曲線細(xì)菌的生長有沒有規(guī)律性？？有規(guī)律細(xì)菌34（一）以活細(xì)菌數(shù)目的對數(shù)繪制的生長曲線適應(yīng)期對數(shù)期穩(wěn)定期

衰亡期活菌數(shù)培養(yǎng)時間細(xì)菌數(shù)目的對數(shù)（1）適應(yīng)期

（2）對數(shù)期

（3）穩(wěn)定期

（4）衰亡期（一）以活細(xì)菌數(shù)目的對數(shù)繪制的生長曲線適應(yīng)期對數(shù)期穩(wěn)定期衰351適應(yīng)期（緩慢期）

lagphase適應(yīng)期特點(diǎn)？初：細(xì)菌數(shù)目不增加，體積增長快。后：個別菌體繁殖，個數(shù)少許增加。曲線平緩。大量誘導(dǎo)酶的合成。

應(yīng)用：

縮短此期，提高設(shè)備利用率

用處于對數(shù)期的活性污泥接種1適應(yīng)期（緩慢期）

lagphase適應(yīng)期特點(diǎn)362對數(shù)期logphase對數(shù)期分裂快，數(shù)目增多?；罹鷶?shù)≈總菌數(shù)曲線直線上升此時細(xì)胞的大小、組成、生理特征等均趨于一致，代謝活躍，生長速率高，代時穩(wěn)定。

特點(diǎn)

應(yīng)用：＊接種用的好種子

＊代謝、生理研究的好材料

？2對數(shù)期logphase對數(shù)期分裂快，數(shù)目增多。特373穩(wěn)定期

stationaryphase穩(wěn)定期

◆儲存物積累，養(yǎng)料消耗多?！粞挎咝纬桑股禺a(chǎn)生。

◆繁殖速率下降，死亡速率上升。

◆新增菌≈死亡菌

曲線平坦

特點(diǎn)？

應(yīng)用：發(fā)酵產(chǎn)物形成的重要時期（抗生素、氨基酸等），生產(chǎn)上應(yīng)盡量延長此期，提高產(chǎn)量

？3穩(wěn)定期

stationaryphase穩(wěn)定期384衰老期

declinephase

ordeathphase衰亡期

◆菌體死亡速度大于繁殖速度。

◆死亡菌＞活菌數(shù)。自溶。

內(nèi)源呼吸

曲線下降

應(yīng)用：一般不作應(yīng)用4衰老期

declinephase

ordeath39（二）以活細(xì)菌重量變化繪制的生長曲線（二）以活細(xì)菌重量變化繪制的生長曲線401生長率上升階段（對數(shù)生長階段）適應(yīng)期、對數(shù)期初：菌體個數(shù)不增加，菌體體積增大后：生長率達(dá)最高，分解速率最大。食料：供

〉求1生長率上升階段（對數(shù)生長階段）適應(yīng)期、對數(shù)期初：菌體個數(shù)412生長率下降階段

穩(wěn)定期細(xì)菌代謝產(chǎn)物大量積累環(huán)境不利于細(xì)菌生長食料：供〈

求食料的不足抑制了細(xì)菌的生長2生長率下降階段

穩(wěn)定期細(xì)菌代謝產(chǎn)物大量積累423內(nèi)源呼吸階段

衰亡期

內(nèi)源呼吸：用菌體內(nèi)的儲存物、酶作為營養(yǎng)源。消耗自身。細(xì)菌重量減少（內(nèi)源呼吸、細(xì)菌死亡）菌體出現(xiàn)畸形。3內(nèi)源呼吸階段

衰亡期內(nèi)源呼吸：用菌體內(nèi)的儲43活細(xì)菌數(shù)目對數(shù)活細(xì)菌重量對數(shù)期穩(wěn)定期適應(yīng)期衰亡期活細(xì)菌數(shù)目對數(shù)活細(xì)菌重量對數(shù)期穩(wěn)定期適應(yīng)期衰亡期44三

細(xì)菌的生長曲線和廢水生物處理的關(guān)系1大多數(shù)活性污泥處理系統(tǒng)運(yùn)行范圍是：生長率下降階段。部分在生長率上升階段后期。2延時曝氣及污泥消化在內(nèi)源呼吸階段。

為什么？三細(xì)菌的生長曲線和廢水生物處理的關(guān)系1大多數(shù)活性污泥處理45生長率上升階段：微生物繁殖快，活力強(qiáng)，但是不容易凝聚

沉淀。需要充足的食料供給，處理后的

廢水有機(jī)物濃度較高，出水水質(zhì)不好。生長率下降階段：積累代謝產(chǎn)物，如異染顆粒、肝糖粒等，

產(chǎn)生粘性物質(zhì)，污泥代謝活性及凝絮沉

降性好。（傳統(tǒng)活性污泥運(yùn)行范圍）內(nèi)源呼吸階段：

特殊水處理場合。

生