微生物的生长繁殖与生存因子(3)课件

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1、第五章第五章 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微生物的生长繁殖与生存因子(3)第一节第一节 微生物的生长繁殖微生物的生长繁殖一、微生物的生长繁殖的基本概念一、微生物的生长繁殖的基本概念1.1.生长：微生物新陈代谢，同化作用大于异化作用，生长：微生物新陈代谢，同化作用大于异化作用，微生物的细胞不断迅速微生物的细胞不断迅速增长增长的现象。的现象。2.2.繁殖：繁殖：什么是微生物的繁殖？什么是微生物的繁殖？微生物的生长繁殖与生存因子(3)繁殖繁殖单细胞单细胞一个细胞一个细胞两个细胞两个细胞多细胞多细胞不只是细胞个数的增长，如果只是细胞个数不只是细胞个数的增长，如果只是细胞个数增长

2、，而不是个体数目增长，不叫繁殖，叫增长，而不是个体数目增长，不叫繁殖，叫生长。生长。不但细胞个数增加，个体也增加，则为繁殖不但细胞个数增加，个体也增加，则为繁殖微生物的生长繁殖与生存因子(3)3.3.发育：微生物的生长与繁殖是个交替过程，发育：微生物的生长与繁殖是个交替过程，从生长从生长到繁殖的量变到质变的过程是到繁殖的量变到质变的过程是发育。发育。4.4.世代时间：细菌两次分裂之间的时间。世代时间：细菌两次分裂之间的时间。当微生物的培养时间一定时，它的世代时间基本上当微生物的培养时间一定时，它的世代时间基本上也是稳定的。但是如果外界条件发生变化，世代时也是稳定的。但是如果外界条件发生变化，世

3、代时间也会变化。间也会变化。世代时间越短，繁殖速度越快。一般，原核微生物世代时间越短，繁殖速度越快。一般，原核微生物的繁殖速度大于真核微生物。好氧微生物快于厌氧的繁殖速度大于真核微生物。好氧微生物快于厌氧微生物。微生物。微生物的生长繁殖与生存因子(3)二、研究微生物生长的方法二、研究微生物生长的方法生长生长单个体微生物生长单个体微生物生长群体微生物生长群体微生物生长分批培养分批培养连续培养连续培养微生物的生长繁殖与生存因子(3)（一）分批培养（一）分批培养n将少量单细胞微生物接种于一定量的液体培养基内，将少量单细胞微生物接种于一定量的液体培养基内，在适宜的条件下培养在适宜的条件下培养,并定时取

4、样测定活微生物数目并定时取样测定活微生物数目的变化，叫做的变化，叫做间歇培养（分批培养）。间歇培养（分批培养）。少少多多少少微生物的生长繁殖与生存因子(3)生长曲线生长曲线用坐标法作图用坐标法作图,以时间为横坐标以时间为横坐标,以单细胞微生物以单细胞微生物数量的对数为纵坐标数量的对数为纵坐标,可以绘出一条有规律的曲线可以绘出一条有规律的曲线,称为称为生长曲线。生长曲线。生长曲线分期：细分可分为生长曲线分期：细分可分为6个时期即停滞期个时期即停滞期(适应适应期期)、加速期、对数期、减速期、静止期、衰亡期。、加速期、对数期、减速期、静止期、衰亡期。由于加速期和减速期持续时间很短，则把加速期并由于加

5、速期和减速期持续时间很短，则把加速期并到停滞期，把减速期放到静止期中。故，将生长曲到停滞期，把减速期放到静止期中。故，将生长曲线粗分为四个生长期。线粗分为四个生长期。微生物的生长繁殖与生存因子(3)微生物生长曲线微生物生长曲线微生物的生长繁殖与生存因子(3) 1、停滞期、停滞期当细菌被接种到新鲜培养基中，开当细菌被接种到新鲜培养基中，开始一段时间内，通常不立即进行细始一段时间内，通常不立即进行细胞分裂、增殖，生长速率近于零，胞分裂、增殖，生长速率近于零，细胞数目几乎保持不变，甚至稍有细胞数目几乎保持不变，甚至稍有减少，这段时间被称为停滞期。减少，这段时间被称为停滞期。特征特征特征特征停滞期是细

6、胞分裂启动之停滞期是细胞分裂启动之前的恢复或调整期。而不前的恢复或调整期。而不是生长的休眠或停留期。是生长的休眠或停留期。停滞期细胞的主要特征是停滞期细胞的主要特征是代谢活跃，体积增大，从代谢活跃，体积增大，从介质中快速吸收各种营养介质中快速吸收各种营养物质，大量合成细胞分裂物质，大量合成细胞分裂所需的酶类、所需的酶类、ATP和其他和其他细胞成分，为细胞分裂作细胞成分，为细胞分裂作准备。准备。微生物的生长繁殖与生存因子(3) 细细 菌菌 数数 目目 的的 对对 数数 值值 时间时间t提问：为什么会出现停滞提问：为什么会出现停滞提问：为什么会出现停滞提问：为什么会出现停滞期呢？期呢？期呢？期呢？

7、 表面特征：表面特征：表面特征：表面特征： 不立即进行细胞分裂、增殖，不立即进行细胞分裂、增殖，不立即进行细胞分裂、增殖，不立即进行细胞分裂、增殖，数量不变甚至减少数量不变甚至减少适应环境（合成相应的酶）适应环境（合成相应的酶），营养储备（用于复制合，营养储备（用于复制合成）成）停滞期停滞期停滞期停滞期“万事开头难万事开头难”微生物的生长繁殖与生存因子(3)影响停滞期长短的因素影响停滞期长短的因素 1 1、接种时的种龄、接种时的种龄: :1)1)对数期对数期“种子种子”，停滞期较短，停滞期较短；处于生长对数期的培养物被接种到与原先处于生长对数期的培养物被接种到与原先同样的生长条件和同样培养基中

8、后，几乎能够以同样速率进行对数生长，停同样的生长条件和同样培养基中后，几乎能够以同样速率进行对数生长，停滞期不明显；滞期不明显；2)2)静止期期或衰亡期静止期期或衰亡期“种子种子”,”,停滞期较长停滞期较长；这是因为稳定期细胞生理上已经衰这是因为稳定期细胞生理上已经衰老，其合成机制处于损伤状态，基本耗尽了各种辅酶或其他细胞成分，因而需要一定老，其合成机制处于损伤状态，基本耗尽了各种辅酶或其他细胞成分，因而需要一定时间进行生理修复和物质的再合成。时间进行生理修复和物质的再合成。3）接种受损细胞接种受损细胞如果接种菌是因热、辐射或有毒化学物质处理而受到损伤的细菌，停滞期也如果接种菌是因热、辐射或有

9、毒化学物质处理而受到损伤的细菌，停滞期也会发生，因为细胞需要时间修复这种损伤。会发生，因为细胞需要时间修复这种损伤。4）接种富集培养基的细菌接种富集培养基的细菌当细菌被从营养丰富的培养基转移到营养贫乏培养基后，为了合成新培养基当细菌被从营养丰富的培养基转移到营养贫乏培养基后，为了合成新培养基中所缺乏的某种营养物质以满足自身生长，结果也导致停滞期的出现。中所缺乏的某种营养物质以满足自身生长，结果也导致停滞期的出现。2 2、接种量。、接种量。 1)1)接种量大，停滞期较短；接种量大，停滞期较短；2)2)接种量小，停滞期较长。接种量小，停滞期较长。 3、培养基成分、培养基成分:1)培养基成分丰富的，

10、停滞期较短；培养基成分丰富的，停滞期较短；2)培养基成分与种子培养基一致培养基成分与种子培养基一致,停滞期较短。停滞期较短。微生物的生长繁殖与生存因子(3)应用应用应用应用在实际工作中如接种菌种以启动新的水处理设施，投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，接种的细菌不习惯于新环境，会出现或加新鲜污泥时，接种的细菌不习惯于新环境，会出现或长或短的停滞期，停滞期的出现会增加操作时间，降低长或短的停滞期，停滞期的出现会增加操作时间，降低工作效率，此时我们可以通过增加接种量、采用最适种工作效率，此时我们可以通过增加接种量、采用最适种龄龄(处于对数期的菌种处于对数期的菌种)、选用繁

11、殖速率快的菌种以及尽、选用繁殖速率快的菌种以及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停滞期。短或消除停滞期。微生物的生长繁殖与生存因子(3)特点特点 生长速率最快，细胞呈对数增长生长速率最快，细胞呈对数增长 生长速率恒定生长速率恒定 代谢旺盛，细胞成分平衡发展代谢旺盛，细胞成分平衡发展 群体的生理特性较一致群体的生理特性较一致2、对数期、对数期对数期的细胞分裂速度最快、繁殖一代的时间最短、代谢活对数期的细胞分裂速度最快、繁殖一代的时间最短、代谢活动旺盛、对环境变化敏感，并且细胞内的核糖体等组分也像动旺盛、对环境变化敏感，并且细

12、胞内的核糖体等组分也像细胞数目一样以同样的对数生长速率增加，细胞合成核糖体细胞数目一样以同样的对数生长速率增加，细胞合成核糖体以及蛋白质越多，其生长速率也越快。不同细菌对数期的生以及蛋白质越多，其生长速率也越快。不同细菌对数期的生长速率却变化很大，这与菌种本身的遗传特性有关，同时受长速率却变化很大，这与菌种本身的遗传特性有关，同时受环境条件环境条件(如温度、培养基成分等如温度、培养基成分等)的影响。的影响。微生物的生长繁殖与生存因子(3) 细菌代时的计算细菌代时的计算细细菌菌的的代代时时即即世世代代时时间间，或或称称倍倍增增时时间间是是指指细细菌菌繁繁殖殖一一代代即即个个体体数数目目增增加加一

13、一倍倍的的时时间间。细细菌菌在在不不同同的的生生长长期期，不不同同培培养养温温度度、pH、营营养养物物浓浓度度和和性性质质的的情情况况下下，倍倍增增时时间间不不一一样样，对对数数期期的的细细菌菌细细胞胞代代谢谢活活性性最最强强，组组成成新新细细胞胞物物质质最最快快，细细菌菌数数目目呈呈几几何何级级数数增增加加，代代时时稳稳定定，因因此此细细菌菌代代时时的的测测定定必必须须以以对对数数期期的的生生长长细细胞胞作作为为对对象象。其测定计算如下：其测定计算如下： 微生物的生长繁殖与生存因子(3)指数生长公式：指数生长公式：X= XX= X0 022n n 式式中中X X 0 0为为起起始始细细胞胞数

14、数目目， X X t t为为指指数数生生长长某某个个时时刻刻t t时时的的细细胞胞数数目目，n n为为世世代代数数。 X X 0 0、 X X t t和和t t可可由由实实验验获获得得，n n可可通通过过上上式式计计算算得出。得出。LgX =lgXLgX =lgX0 0+nlg2 +nlg2 在对数期分别测定在对数期分别测定t0时刻与时刻与t时间细菌的数量时间细菌的数量X0与与X，基，基于细菌的二分裂生长于细菌的二分裂生长 t0 t 122223（22）2）24252n X0X024X02n (n=1、2、3) X 00lg3.32lg/lgXXXXn=nttG0-= 世代时间世代时间微生物的

15、生长繁殖与生存因子(3)影响对数期的因素影响对数期的因素 菌种菌种： 不同菌种的代时差异极大不同菌种的代时差异极大 营养成分营养成分：营养越丰富，代时越短：营养越丰富，代时越短 营养物浓度营养物浓度：影响微生物的生长速率和总：影响微生物的生长速率和总生长量生长量 培养温度培养温度：影响微生物的生长速率：影响微生物的生长速率微生物的生长繁殖与生存因子(3)3、静止期、静止期静止期细胞的特征是从生理上的年轻转化为衰老，表现为细静止期细胞的特征是从生理上的年轻转化为衰老，表现为细菌的代谢活力钝化，细胞含有较少的核糖体，菌的代谢活力钝化，细胞含有较少的核糖体，RNA和蛋白质和蛋白质合成缓慢，合成缓慢，

16、mRNA的水平低下，因此细胞的生长变得不平衡，的水平低下，因此细胞的生长变得不平衡，细胞的形状有的也发生改变。因不能维持细胞壁的合成与修细胞的形状有的也发生改变。因不能维持细胞壁的合成与修复，细胞的染色特点也发生变化，如复，细胞的染色特点也发生变化，如G+转变为转变为G-。但此时细胞的很多功能，但此时细胞的很多功能，如能量代谢和某些生物合如能量代谢和某些生物合成过程还在继续进行，生成过程还在继续进行，生物化工中作为产品的某些物化工中作为产品的某些细菌代谢产物如抗生素和细菌代谢产物如抗生素和某些酶就是在稳定期，特某些酶就是在稳定期，特别是在对数期与稳定期转别是在对数期与稳定期转换阶段所产生的。某

17、些细换阶段所产生的。某些细菌的芽孢产生也发生在稳菌的芽孢产生也发生在稳定期。定期。微生物的生长繁殖与生存因子(3)特点：特点： 活细胞总数维持不变，即新繁殖的细胞数与衰亡的细胞数相活细胞总数维持不变，即新繁殖的细胞数与衰亡的细胞数相等，菌体总数达到最高点，等，菌体总数达到最高点，细胞生长速率为零。细胞生长速率为零。细胞生理上处于衰老，代谢活力钝化，细胞成分合成缓慢。细胞生理上处于衰老，代谢活力钝化，细胞成分合成缓慢。营养物质被消耗不能满足生长需要营养物质被消耗不能满足生长需要代谢废物或有害物质积累到抑制生长水平代谢废物或有害物质积累到抑制生长水平pH、氧化还原势等物化条件越来越不适应、氧化还原

18、势等物化条件越来越不适应新生率等于死亡率新生率等于死亡率微生物的生长繁殖与生存因子(3)4 4、衰亡期、衰亡期如果处于静止期的细菌继续培养，细胞的死亡率将逐渐如果处于静止期的细菌继续培养，细胞的死亡率将逐渐增加，最终群体中活的细胞数目将以对数速率急剧下降，增加，最终群体中活的细胞数目将以对数速率急剧下降，此阶段就被称为衰亡期，此阶段就被称为衰亡期，内源呼吸期内源呼吸期内源呼吸期内源呼吸期。微生物的生长繁殖与生存因子(3)衰亡期细胞的总数虽然镜检直接计数可能会保持不变，但衰亡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，同时伴随着间接菌落计数检测到的活细胞

19、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，如氨基酸、转细胞的裂解或自溶可释放出一些代谢产物，如氨基酸、转化酶、外肤酶或抗生素等。个体细胞呈现多种形态，有时化酶、外肤酶或抗生素等。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，产生畸形，细胞大小悬殊，有的细胞内含很多的空泡，G+染色反应转变成染色反应转变成G-染色反应。染色反应。特点：特点： 细胞以指数速率死细胞以指数速率死亡。亡。细胞变形退化。细胞变形退化。微生物的生长繁殖与生存因子(3)影响衰亡期的因素影响衰亡期的因素与与菌菌种种的的遗遗传传特特性性有有关关: : 有有些些细细菌菌的的培培养养经

20、经历历所所有有的的各各个个生生长长时时期期，几几天天以以后后死死亡亡, , 有有些些细细菌菌培养几个月乃至几年以后仍然有一些活的细胞；培养几个月乃至几年以后仍然有一些活的细胞；与与营营养养物物质质和和有有毒毒物物质质有有关关：补补充充营营养养和和能能源源，以以及及中中和和环环境境毒毒性性，可可以以减减缓缓死死亡亡期期细细胞胞的的死死亡亡速率，延长细菌培养物的存活时间。速率，延长细菌培养物的存活时间。微生物的生长繁殖与生存因子(3)一方面连续进料，另一方面又连续出料。一方面连续进料，另一方面又连续出料。它又分为两种：它又分为两种：1)1)恒浊连续培养恒浊连续培养n是一种使培养液中细菌的浓度恒定，

21、以浊度为控制指标的培是一种使培养液中细菌的浓度恒定，以浊度为控制指标的培养方式。培养基提供足够量的营养元素，细菌保持最大速率生养方式。培养基提供足够量的营养元素，细菌保持最大速率生长。通过控制进料流速使装置内细菌浊度保持一定，保持理论长。通过控制进料流速使装置内细菌浊度保持一定，保持理论上的对数生长期，可获得大量菌体或与菌体代谢相平衡的代谢上的对数生长期，可获得大量菌体或与菌体代谢相平衡的代谢产物。这种方式往往用于细菌的生理生化研究。产物。这种方式往往用于细菌的生理生化研究。恒浊恒浊培养基浊度恒定（实质是细菌数量恒定）培养基浊度恒定（实质是细菌数量恒定）以浊度为控制指标。以浊度为控制指标。当浊

22、度大时，加大进液流速，降低浊度；当浊度大时，加大进液流速，降低浊度；当浊度小时，降低流速，提高浊度。当浊度小时，降低流速，提高浊度。（二）连续培养（二）连续培养微生物的生长繁殖与生存因子(3) 2 2 2 2）恒化连续培养）恒化连续培养）恒化连续培养）恒化连续培养 n这种方式新鲜培养基以恒定的流速流入，培养器内的培这种方式新鲜培养基以恒定的流速流入，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，因而这种细菌培养称为恒化连续培营养物浓度基本不变，因而这种细菌培养称为恒化连续培养。除了分批式间歇曝气器养。除了分批

23、式间歇曝气器 (SBR)法外，其余的污水生物法外，其余的污水生物处理法均采用的是恒化连续培养。处理法均采用的是恒化连续培养。恒化恒化进料营养物总量恒定进料营养物总量恒定进料营养物总量恒定进料营养物总量恒定恒定的流速进水，恒定流速出水恒定的流速进水，恒定流速出水恒定的流速进水，恒定流速出水恒定的流速进水，恒定流速出水尤其适合污水生物处理尤其适合污水生物处理尤其适合污水生物处理尤其适合污水生物处理微生物的生长繁殖与生存因子(3) 恒化培养器恒化培养器 恒浊培养器恒浊培养器新鲜培养基新鲜培养基新鲜培养基新鲜培养基光电池光电池光源光源流速控制阀流速控制阀流速控制阀流速控制阀流出物流出物微生物的生长繁殖

24、与生存因子(3)目前目前, , 污水连续生物处理法均类似于污水连续生物处理法均类似于恒恒化连续培养化连续培养；（流速不完全恒定）；（流速不完全恒定）微生物的生长繁殖与生存因子(3)三、生长曲线在污水处理中的应用三、生长曲线在污水处理中的应用不同的活性污泥处理法中，活性污泥中细菌的不同的活性污泥处理法中，活性污泥中细菌的生长状态不同，或处于静止期，或处于对数生生长状态不同，或处于静止期，或处于对数生长期，或处于衰亡期，等等。长期，或处于衰亡期，等等。在废水生物处理设计时，按废水的水质情况在废水生物处理设计时，按废水的水质情况(主主要是有机物浓度要是有机物浓度)，可利用不同生长阶段的微生，可利用不

25、同生长阶段的微生物处理废水。物处理废水。微生物的生长繁殖与生存因子(3)生物处理中的细菌状态表生物处理中的细菌状态表 细菌的生细菌的生长阶段长阶段 应用举例应用举例 原因原因 停滞停滞 期期 无无 连续化操作中没有这一阶段连续化操作中没有这一阶段 对数生长期对数生长期 高负荷活性污泥法高负荷活性污泥法 生长繁殖快，代谢活力强，能大量生长繁殖快，代谢活力强，能大量去除废水中有机物。（缺点是细菌去除废水中有机物。（缺点是细菌表面的粘液层和英膜尚未形成，运表面的粘液层和英膜尚未形成，运动很活跃，不易自行凝聚成菌胶团，动很活跃，不易自行凝聚成菌胶团，沉淀性能差，致使出水水质有机物沉淀性能差，致使出水水

26、质有机物浓度相对较高）浓度相对较高） 静止期静止期 接触氧化法接触氧化法 常规活性污泥法常规活性污泥法 虽然比对数生长期的差，但仍有相虽然比对数生长期的差，但仍有相当的代谢活力，细菌体内积累了大当的代谢活力，细菌体内积累了大量贮存物，如异染粒、聚量贮存物，如异染粒、聚羟基羟基丁酸、粘液层和荚膜等，强化了细丁酸、粘液层和荚膜等，强化了细菌的生物吸附能力，自我菌的生物吸附能力，自我絮凝、聚絮凝、聚合能力强，在二沉池中泥水分离效合能力强，在二沉池中泥水分离效果好，出水水质好。果好，出水水质好。 衰亡期衰亡期 延时曝气法延时曝气法延时曝气法延时曝气法( (氧化沟氧化沟氧化沟氧化沟) ) 营养物浓度过低

27、，难以满足其他阶营养物浓度过低，难以满足其他阶段细菌的生长需要段细菌的生长需要 微生物的生长繁殖与生存因子(3)进水进水对数期对数期衰老期衰老期平平推推流流式式活活性性污污泥泥法法静止期静止期占优势占优势微生物的生长繁殖与生存因子(3)之所以利用的是细菌特定的生长阶段，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。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，细菌的生长状只有当环境发生变化时，细菌的生长状态才会发生变化。态才会发

28、生变化。微生物的生长繁殖与生存因子(3)为什么常规活性污泥法不利用对数期而用静止期微生物？为什么常规活性污泥法不利用对数期而用静止期微生物？为什么常规活性污泥法不利用对数期而用静止期微生物？为什么常规活性污泥法不利用对数期而用静止期微生物？对数期微生物对数期微生物：生长繁殖快，代谢活力强，能大量去除废水中的有机生长繁殖快，代谢活力强，能大量去除废水中的有机物，相应的，要求进水有机物浓度高。物，相应的，要求进水有机物浓度高。由于进水有机物浓度高，出水有机物浓度也相应提高，由于进水有机物浓度高，出水有机物浓度也相应提高，且这时期微生物不易自行凝聚成菌胶团，沉淀性能差，且这时期微生物不易自行凝聚成菌

29、胶团，沉淀性能差，导致出水水质差。导致出水水质差。静止期微生物：静止期微生物：代谢活力比对数期差，但仍有相当的代谢活力，且代谢活力比对数期差，但仍有相当的代谢活力，且生物吸附能力强，泥水分离效果好，出水水质好。生物吸附能力强，泥水分离效果好，出水水质好。微生物的生长繁殖与生存因子(3)什么时期菌体代谢产物最多什么时期菌体代谢产物最多什么时期细菌细胞代谢活性最强什么时期细菌细胞代谢活性最强什么时候细菌细胞总数最多什么时候细菌细胞总数最多什么时期细菌细胞生长速度最快什么时期细菌细胞生长速度最快什么时期世代时间短而稳定什么时期世代时间短而稳定对数生长期对数生长期静止期静止期对数生长期对数生长期对数生

30、长期对数生长期小小 结结静止期静止期微生物的生长繁殖与生存因子(3)第二节第二节 微生物的生存因子微生物的生存因子微生物正常生存，需要营养，除此以外，还需要合微生物正常生存，需要营养，除此以外，还需要合微生物正常生存，需要营养，除此以外，还需要合微生物正常生存，需要营养，除此以外，还需要合适的温度、适的温度、适的温度、适的温度、pHpHpHpH、氧气等环境条件。、氧气等环境条件。、氧气等环境条件。、氧气等环境条件。微生物的生长繁殖与生存因子(3)一、温度一、温度（一）微生物对温度的适应范围（一）微生物对温度的适应范围温度是微生物最重要的生存条件之一。温度是微生物最重要的生存条件之一。温度是微生

31、物最重要的生存条件之一。温度是微生物最重要的生存条件之一。影响的机理是：对酶活性的影响影响的机理是：对酶活性的影响影响的机理是：对酶活性的影响影响的机理是：对酶活性的影响。当处于最佳范围时，每上升当处于最佳范围时，每上升当处于最佳范围时，每上升当处于最佳范围时，每上升10101010，酶促反应速度提高，酶促反应速度提高，酶促反应速度提高，酶促反应速度提高1 1 1 12 2 2 2倍。代倍。代倍。代倍。代谢速率和生长速率也提高，繁殖能力最强，微生物进行大量繁殖。谢速率和生长速率也提高，繁殖能力最强，微生物进行大量繁殖。谢速率和生长速率也提高，繁殖能力最强，微生物进行大量繁殖。谢速率和生长速率也

32、提高，繁殖能力最强，微生物进行大量繁殖。不同微生物对温度的要求不同。可将微生物分为嗜冷菌、嗜中温不同微生物对温度的要求不同。可将微生物分为嗜冷菌、嗜中温不同微生物对温度的要求不同。可将微生物分为嗜冷菌、嗜中温不同微生物对温度的要求不同。可将微生物分为嗜冷菌、嗜中温菌、嗜热菌、嗜超热菌。菌、嗜热菌、嗜超热菌。菌、嗜热菌、嗜超热菌。菌、嗜热菌、嗜超热菌。微生物的生长繁殖与生存因子(3)细菌细菌最低温度最低温度最适温度最适温度最高温度最高温度嗜冷菌嗜冷菌5 50 05 5101020203030嗜中温菌嗜中温菌5 510102525404045455050嗜热菌嗜热菌3030505060607070

33、8080嗜超热菌嗜超热菌5555以上以上7070105105110110113113低温、中温和高温细菌的生长温度范围低温、中温和高温细菌的生长温度范围低温、中温和高温细菌的生长温度范围低温、中温和高温细菌的生长温度范围微生物的生长繁殖与生存因子(3)几种微生物的生长最高温度几种微生物的生长最高温度微生物微生物 原生动物原生动物 真核藻类真核藻类 真菌真菌蓝细菌蓝细菌细菌细菌古菌古菌温度温度45505660707390113 嗜热菌嗜热菌最适最适50-60,50-60,在堆肥、温泉中存在。在堆肥、温泉中存在。美国报道：在地中海发现一属美国报道：在地中海发现一属嗜超热菌嗜超热菌，叫火球菌，叫火球

34、菌属，最适生长温度高达属，最适生长温度高达105。微生物的生长繁殖与生存因子(3)嗜中温微生物嗜中温微生物自然界中绝大多数微生物中，多部分是嗜中温菌，其他自然界中绝大多数微生物中，多部分是嗜中温菌，其他自然界中绝大多数微生物中，多部分是嗜中温菌，其他自然界中绝大多数微生物中，多部分是嗜中温菌，其他较少。较少。较少。较少。污水处理系统中，为了保证微生物能够处于较好的工作污水处理系统中，为了保证微生物能够处于较好的工作污水处理系统中，为了保证微生物能够处于较好的工作污水处理系统中，为了保证微生物能够处于较好的工作状态，需要为其提供较适合的温度。一般控制在状态，需要为其提供较适合的温度。一般控制在状

35、态，需要为其提供较适合的温度。一般控制在状态，需要为其提供较适合的温度。一般控制在20203030左右。左右。左右。左右。北方冬天，需要进行保温或加热处理。北方冬天，需要进行保温或加热处理。北方冬天，需要进行保温或加热处理。北方冬天，需要进行保温或加热处理。微生物的生长繁殖与生存因子(3)嗜冷菌嗜冷菌 最适生长温度最适生长温度5-15，甚至很多细菌可以在甚至很多细菌可以在甚至很多细菌可以在甚至很多细菌可以在0 0以下正常以下正常以下正常以下正常生存。生存。生存。生存。如荧光极毛杆菌可在如荧光极毛杆菌可在-4度生长度生长.耶尔辛氏菌在耶尔辛氏菌在0-40-4环境中生长环境中生长 ，广泛存在于各种

36、动物，广泛存在于各种动物体内，以及蔬菜、水果等食品上，是体内，以及蔬菜、水果等食品上，是冰箱中冷藏的蔬菜、冰箱中冷藏的蔬菜、冰箱中冷藏的蔬菜、冰箱中冷藏的蔬菜、水果发霉变质腐烂的原因水果发霉变质腐烂的原因水果发霉变质腐烂的原因水果发霉变质腐烂的原因。熟食品存放在冰箱中不能超过熟食品存放在冰箱中不能超过3 3天；如小孩吃吞感染食品天；如小孩吃吞感染食品后，则肠胃不舒服，胀鼓，无胃口。后，则肠胃不舒服，胀鼓，无胃口。微生物的生长繁殖与生存因子(3)( (二二) )温度对微生物生长影响温度对微生物生长影响1 1. .升高温度，细胞中生化反应速率加快升高温度，细胞中生化反应速率加快：每升高：每升高10

37、10 ，生，生化反应速度增加一倍。化反应速度增加一倍。微生物的培养应该在最佳温度范围进微生物的培养应该在最佳温度范围进微生物的培养应该在最佳温度范围进微生物的培养应该在最佳温度范围进行。行。行。行。2.2.温度过高，细胞蛋白质、核酸可遭破坏温度过高，细胞蛋白质、核酸可遭破坏。超过细菌最高耐超过细菌最高耐超过细菌最高耐超过细菌最高耐受温度会对细菌造成伤害甚至导致死亡。受温度会对细菌造成伤害甚至导致死亡。受温度会对细菌造成伤害甚至导致死亡。受温度会对细菌造成伤害甚至导致死亡。3.3.降温可延缓微生物的生命活动降温可延缓微生物的生命活动。低温有抑制细菌作用，可低温有抑制细菌作用，可低温有抑制细菌作用

38、，可低温有抑制细菌作用，可以让微生物休眠，但不会导致死亡，温度升高时，活性即可以让微生物休眠，但不会导致死亡，温度升高时，活性即可以让微生物休眠，但不会导致死亡，温度升高时，活性即可以让微生物休眠，但不会导致死亡，温度升高时，活性即可恢复。恢复。恢复。恢复。微生物的生长繁殖与生存因子(3)二、二、pH影响微生物生长的一个重要因素影响微生物生长的一个重要因素1 1.引起细胞膜电荷的变化，引起细胞膜电荷的变化，从而影响了微生物从而影响了微生物对营养物质的吸收。对营养物质的吸收。2 2.影响代谢过程中酶影响代谢过程中酶的活性。的活性。3 3.改变生长环境中营养物质改变生长环境中营养物质的可给性的可给

39、性, ,以及以及有害物质毒性。有害物质毒性。微生物的生长繁殖与生存因子(3)每一种微生物都有其最适每一种微生物都有其最适pHpH和一定和一定pHpH范围，在最范围，在最适适pHpH内酶活性最高。内酶活性最高。霉菌，酵母菌生长适宜范围中性偏酸；霉菌，酵母菌生长适宜范围中性偏酸；放线菌，细菌生长适宜中性或中性偏碱。放线菌，细菌生长适宜中性或中性偏碱。含酸多的食品能抑制微生物生长繁殖含酸多的食品能抑制微生物生长繁殖, ,杀菌时间杀菌时间可适当缩短。可适当缩短。在食品工业中，常用酸来作食品防腐剂。在食品工业中，常用酸来作食品防腐剂。微生物的生长繁殖与生存因子(3)不同微生物的对不同微生物的对pHpH忍

40、受能力有很大差异忍受能力有很大差异有些专性嗜酸微生物能在有些专性嗜酸微生物能在pH15环境中生环境中生长，在中性环境下，其细胞膜会分解而死长，在中性环境下，其细胞膜会分解而死亡，此类菌叫专性嗜酸菌；亡，此类菌叫专性嗜酸菌；微生物的生长繁殖与生存因子(3)1.1.污水处理生物处理构筑物内污水处理生物处理构筑物内pHpH控制在控制在6.56.58.58.5之间。之间。2.2.微生物培养基中应该加入缓冲物质。微生物培养基中应该加入缓冲物质。3.3.污泥厌氧处理时，也要控制好污泥厌氧处理时，也要控制好pHpH，一般在，一般在6.66.67.67.6，最好控制在，最好控制在6.86.87.27.2之间。

41、之间。小结小结微生物的生长繁殖与生存因子(3)三、氧化还原电位（三、氧化还原电位（ORPORP) 提问：提问：提问：提问：什么是氧化还原电位？什么是氧化还原电位？什么是氧化还原电位？什么是氧化还原电位？ 某物质与氢电极构成原电池时的电压高低某物质与氢电极构成原电池时的电压高低某物质与氢电极构成原电池时的电压高低某物质与氢电极构成原电池时的电压高低 是物质氧化性强弱的标志。是物质氧化性强弱的标志。是物质氧化性强弱的标志。是物质氧化性强弱的标志。提问：提问：提问：提问：pH7.0,30pH7.0,30条件下条件下条件下条件下饱和饱和饱和饱和FeFe3+3+溶液中测得的电压溶液中测得的电压溶液中测得

42、的电压溶液中测得的电压值为值为值为值为0.771,0.771,该值代表该值代表该值代表该值代表FeFe3+3+/Fe/Fe2+2+ 的氧化还原电位的氧化还原电位的氧化还原电位的氧化还原电位为为为为+0.771+0.771微生物的生长繁殖与生存因子(3) 通常如何测定水样的氧化还原电位？通常如何测定水样的氧化还原电位？通常如何测定水样的氧化还原电位？通常如何测定水样的氧化还原电位？ pHpH测测测测定定定定仪仪仪仪mv档档档档，其其其其中中中中一一一一个个个个惰惰惰惰性性性性的的的的铂铂铂铂丝丝丝丝电极与一个参比电极（如甘汞电极）电极与一个参比电极（如甘汞电极）电极与一个参比电极（如甘汞电极）电

43、极与一个参比电极（如甘汞电极）影响水样氧化还原电位的因素影响水样氧化还原电位的因素氧化性物质氧化性物质氧化性物质氧化性物质（主要是氧气浓度）（主要是氧气浓度）（主要是氧气浓度）（主要是氧气浓度）与还原性物质与还原性物质与还原性物质与还原性物质（有机（有机（有机（有机物、物、物、物、HH2 2S S等）等）等）等）的含量的含量的含量的含量不同微生物要求的氧化还原电位不同：不同微生物要求的氧化还原电位不同：不同微生物要求的氧化还原电位不同：不同微生物要求的氧化还原电位不同：1.1.1.1.一般好氧微生物：一般好氧微生物：一般好氧微生物：一般好氧微生物：+300+300+300+300+400 mV

44、+400 mV+400 mV+400 mV ，大于，大于，大于，大于+100 mV+100 mV+100 mV+100 mV，才，才，才，才能生活。能生活。能生活。能生活。2.2.2.2.兼性菌：兼性菌：兼性菌：兼性菌：+100 mV+100 mV+100 mV+100 mV为界，大于时进行好氧呼吸，小于时为界，大于时进行好氧呼吸，小于时为界，大于时进行好氧呼吸，小于时为界，大于时进行好氧呼吸，小于时进行无氧呼吸。进行无氧呼吸。进行无氧呼吸。进行无氧呼吸。3.3.3.3.厌氧菌：厌氧菌：厌氧菌：厌氧菌：200200200200250250250250 mVmVmVmV。微生物的生长繁殖与生存因

45、子(3)好氧活性污泥法好氧活性污泥法好氧活性污泥法好氧活性污泥法控控控控 制制制制 在在在在 200200 600mV600mV是正常的是正常的是正常的是正常的过低过高如何调节？过低过高如何调节？过低过高如何调节？过低过高如何调节？改变曝气力度 厌氧污泥消化系统厌氧污泥消化系统厌氧污泥消化系统厌氧污泥消化系统氧化还原电位应控制在氧化还原电位应控制在氧化还原电位应控制在氧化还原电位应控制在在在在在100100250mV250mV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。应用应用微生物的生长繁殖与生存因子(3)氧化还原电位的影响因素氧化还原电位的影响因素受氧分压的影响：氧分压高，氧

46、化还原电位高；氧分受氧分压的影响：氧分压高，氧化还原电位高；氧分 压低，氧化还原电位低。压低，氧化还原电位低。在培养微生物过程中，由于微生物生长繁殖消耗了大在培养微生物过程中，由于微生物生长繁殖消耗了大量氧气，分解有机物产生氢气，使氧化还原电位降低，量氧气，分解有机物产生氢气，使氧化还原电位降低，在微生物对数生长期中下降到最低点。在微生物对数生长期中下降到最低点。受环境中受环境中pH的影响：的影响： pH低时，氧化还原电位低，低时，氧化还原电位低， pHpH高时，氧化还原电位高。高时，氧化还原电位高。微生物的生长繁殖与生存因子(3)四、溶解氧四、溶解氧微生物微生物与与O O的的关系关系好氧微生

47、物好氧微生物厌氧微生物厌氧微生物兼性微生物兼性微生物专性好氧微生物专性好氧微生物微量好氧微生物微量好氧微生物专性厌氧微生物专性厌氧微生物耐氧厌氧微生物耐氧厌氧微生物微生物的生长繁殖与生存因子(3)（一）（一） 好氧微生物好氧微生物必须有氧才能生存，氧气对于好氧微生物的作用：必须有氧才能生存，氧气对于好氧微生物的作用：1.1.最终电子受体；最终电子受体；2.2.参与物质合成参与物质合成好氧微生物做好氧呼吸时，会产生毒害物质如：过氧好氧微生物做好氧呼吸时，会产生毒害物质如：过氧化氢、过氧化物和羟自由基等。但由于化氢、过氧化物和羟自由基等。但由于好氧微生物体好氧微生物体内也有相应的酶可以分解上述物质

48、，因此，好氧微生内也有相应的酶可以分解上述物质，因此，好氧微生物可以在氧气条件下正常生存。物可以在氧气条件下正常生存。好氧微生物所需要的氧气是溶解在水中的氧气，好氧微生物所需要的氧气是溶解在水中的氧气，即即DO。溶解氧与大气压力及温度有关，温度越高，溶解溶解氧与大气压力及温度有关，温度越高，溶解氧越低。氧越低。微生物的生长繁殖与生存因子(3)好氧生物处理系统中，为了保证微生物的正常工作，好氧生物处理系统中，为了保证微生物的正常工作，必须为它们提供足够的溶解氧。必须为它们提供足够的溶解氧。工程上，通常采用鼓风曝气的形式向水中强制充氧，工程上，通常采用鼓风曝气的形式向水中强制充氧，对于生活污水厂，

49、对于生活污水厂，BODBOD5 5200200300mg/L300mg/L。如果曝气池的。如果曝气池的活性污泥浓度在活性污泥浓度在200020003000mg/L3000mg/L时，溶解氧必须保证时，溶解氧必须保证在在2mg/L2mg/L以上。通常控制在以上。通常控制在3 34mg/L4mg/L。当供氧不足时，也会造成污泥的丝状菌膨胀。当供氧不足时，也会造成污泥的丝状菌膨胀。微生物的生长繁殖与生存因子(3)（二）厌氧微生物（二）厌氧微生物可分为两种，一种有氧就要死亡；另一种，有氧无可分为两种，一种有氧就要死亡；另一种，有氧无氧无所谓，生活过程中，不会中毒也不利用氧。氧无所谓，生活过程中，不会中

50、毒也不利用氧。通常说的厌氧菌多指第一种，称为专项厌氧菌。它通常说的厌氧菌多指第一种，称为专项厌氧菌。它在有氧条件下，代谢过程中会产生过氧化氢，但体在有氧条件下，代谢过程中会产生过氧化氢，但体内不具有过氧化氢酶，专性厌氧微生物将被过氧化内不具有过氧化氢酶，专性厌氧微生物将被过氧化氢杀死。氢杀死。微生物的生长繁殖与生存因子(3)厌氧微生物在培养时，培养基必须保证无氧。厌氧微生物在培养时，培养基必须保证无氧。方法：惰性气体驱氧：氮气或氦气。方法：惰性气体驱氧：氮气或氦气。用胶塞密封培养装置，并在容器中加入氧化还原性颜用胶塞密封培养装置，并在容器中加入氧化还原性颜料（甲基蓝或刃天青），当在还原态时无色

51、，氧化态料（甲基蓝或刃天青），当在还原态时无色，氧化态时显色。一旦显色，说明有氧存在。时显色。一旦显色，说明有氧存在。可在培养装置中预先加入些兼性微生物混合培养，一可在培养装置中预先加入些兼性微生物混合培养，一旦有氧，可被兼性细菌消耗掉。旦有氧，可被兼性细菌消耗掉。微生物的生长繁殖与生存因子(3)（三）兼性菌（三）兼性菌有氧无氧都能生存。有氧无氧都能生存。兼性菌的作用：兼性菌的作用：1.1.积极作用：积极作用：a.a.污水处理污水处理溶解氧充足时，好氧菌与兼性菌都起作用，当供溶解氧充足时，好氧菌与兼性菌都起作用，当供氧故障时，兼性菌仍可起作用，但不如有足够溶氧故障时，兼性菌仍可起作用，但不如有

52、足够溶解氧时处理效果好。解氧时处理效果好。b.b.水解酸化水解酸化c.c.脱氮。脱氮。2.2.消极作用消极作用a.a.土壤脱氮，土壤脱氮，N N素损失，土壤肥力下降。素损失，土壤肥力下降。b.b.产生亚硝酸胺产生亚硝酸胺污水必须脱氮。污水必须脱氮。微生物的生长繁殖与生存因子(3)类型类型与与O O2 2关系关系代谢类型代谢类型专性好氧专性好氧必须有氧必须有氧好氧呼吸好氧呼吸微好氧微好氧有氧，含量低有氧，含量低好氧呼吸好氧呼吸兼性兼性可有、可无可有、可无有氧呼吸或发酵有氧呼吸或发酵专性厌氧专性厌氧氧有毒害或致死氧有毒害或致死无氧呼吸无氧呼吸耐氧耐氧可在有氧下存活，可在有氧下存活，不用氧气不用氧气

53、发酵发酵氧气与微生物的关系氧气与微生物的关系微生物的生长繁殖与生存因子(3)五五. 水活度水活度水分对微生物很重要，但是，水对微生物的影响，不但取水分对微生物很重要，但是，水对微生物的影响，不但取决于环境中水的含量，更取决于水的有效性。决于环境中水的含量，更取决于水的有效性。环境中水的有效性用水的活度环境中水的有效性用水的活度w w表示。表示。w w指在一定温度和压力下，溶质蒸气压与纯水蒸气压之指在一定温度和压力下，溶质蒸气压与纯水蒸气压之比。比。环境中的环境中的w w介于介于0 01 1之间，溶液浓度越大，之间，溶液浓度越大， w w越小。越小。微生物一般在微生物一般在ww为为0.650.6

54、50.990.99的条件下生长的条件下生长, w, w过低过低时时, ,大多数微生物将停止生长。大多数微生物将停止生长。不同微生物的不同微生物的w w也不同。也不同。微生物的生长繁殖与生存因子(3)10%NaCl NaCl半透性半透性半透性半透性水分子自由通过，其余分子扩散速度受限水分子自由通过，其余分子扩散速度受限水分子自由通过，其余分子扩散速度受限水分子自由通过，其余分子扩散速度受限六渗透压六渗透压 是是是是不不不不同同同同溶溶溶溶液液液液被被被被半半半半透透透透膜膜膜膜隔隔隔隔离离离离开开开开时时时时，由由由由于于于于 膜半透性及两侧水分子浓度差异形成的水压膜半透性及两侧水分子浓度差异形

55、成的水压膜半透性及两侧水分子浓度差异形成的水压膜半透性及两侧水分子浓度差异形成的水压 。有半透膜有半透膜左水分子净通量左水分子净通量左水分子净通量左水分子净通量0 0 右侧液位右侧液位右侧液位右侧液位 ，直至平衡，直至平衡，直至平衡，直至平衡 没有半透膜没有半透膜没有半透膜没有半透膜液位不变液位不变液位不变液位不变，盐扩散盐扩散盐扩散盐扩散V V水扩散水扩散水扩散水扩散V V 起始状态 最终平衡状态 浓差势能渗透压势能0.1%10%渗透压渗透压微生物的生长繁殖与生存因子(3)衡量方法衡量方法衡量方法衡量方法：通常以一定：通常以一定：通常以一定：通常以一定浓度溶液与纯水间形成浓度溶液与纯水间形成

56、浓度溶液与纯水间形成浓度溶液与纯水间形成的渗透压作为该溶液的的渗透压作为该溶液的的渗透压作为该溶液的的渗透压作为该溶液的渗透压渗透压渗透压渗透压 提问：水将从提问：水将从提问：水将从提问：水将从 渗透渗透渗透渗透压一方流向压一方流向压一方流向压一方流向 渗透压渗透压渗透压渗透压的一方？的一方？的一方？的一方？低、高低、高低、高低、高渗透压渗透压渗透压渗透压可影响细菌生存： 1.1.相同渗透压溶液中相同渗透压溶液中相同渗透压溶液中相同渗透压溶液中细菌细胞内水含量稳定，细菌生活得最好。细菌生活得最好。细菌生活得最好。细菌生活得最好。 等渗透压溶液等渗透压溶液等渗透压溶液等渗透压溶液0.90.9的的

57、的的食盐食盐食盐食盐(NaCl)(NaCl)溶液（生理盐溶液（生理盐溶液（生理盐溶液（生理盐水）。水）。水）。水）。常作为进行细菌稀释分离的稀释液。微生物的生长繁殖与生存因子(3)2.高渗透压溶液中高渗透压溶液中提问：哪些是高渗透压溶液？细菌会发生什么现提问：哪些是高渗透压溶液？细菌会发生什么现提问：哪些是高渗透压溶液？细菌会发生什么现提问：哪些是高渗透压溶液？细菌会发生什么现象？象？象？象？浓溶液；质壁分离浓溶液；质壁分离浓溶液；质壁分离浓溶液；质壁分离防腐（细菌滋生）防腐（细菌滋生）防腐（细菌滋生）防腐（细菌滋生）如用5 530%30%的盐水的盐水的盐水的盐水腌咸菜、咸鱼，用606080%

58、80%的糖溶液的糖溶液的糖溶液的糖溶液做蜜饯等。 海洋对各种病原菌（淡水菌）的杀灭海洋对各种病原菌（淡水菌）的杀灭海洋对各种病原菌（淡水菌）的杀灭海洋对各种病原菌（淡水菌）的杀灭 高含盐废水（如油田采出水）难于生物处理的原因高含盐废水（如油田采出水）难于生物处理的原因高含盐废水（如油田采出水）难于生物处理的原因高含盐废水（如油田采出水）难于生物处理的原因 提问：如何解决？提问：如何解决？提问：如何解决？提问：如何解决？ 冲稀；细菌基因改造；冲稀；细菌基因改造；冲稀；细菌基因改造；冲稀；细菌基因改造；微生物的生长繁殖与生存因子(3)3.3.低渗透压溶液低渗透压溶液低渗透压溶液低渗透压溶液提问：提

59、问：提问：提问：细菌于其中会如何？如纯水细菌于其中会如何？如纯水细菌于其中会如何？如纯水细菌于其中会如何？如纯水外外外外界界界界大大大大量量量量水水水水流流流流入入入入细细细细菌菌菌菌细细细细胞胞胞胞内内内内，细细细细胞胞胞胞膨膨膨膨胀胀胀胀，甚甚甚甚至至至至破破破破裂。裂。裂。裂。综合以上几点，在在在在微微微微生生生生物物物物实实实实验验验验室室室室中中中中稀稀稀稀释释释释菌菌菌菌液液液液，应应应应该用生理盐水（该用生理盐水（该用生理盐水（该用生理盐水（0.9%0.9%）( (除除除除非非非非稀稀稀稀释释释释后后后后马马马马上上上上就就就就用用用用的的的的可可可可以以以以用用用用无无无无菌菌

60、菌菌的的的的自自自自来来来来水水水水或或或或蒸馏水稀释。蒸馏水稀释。蒸馏水稀释。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。微生物的生长繁殖与生存因子(3)第三节第三节 不利因子对于微生物的影响不利因子对于微生物的影响辐射、声波、极端温度、极端辐射、声波、极端温度、极端pHpH、重金属离子等、重金属离子等一、辐射一、辐射1.UV1.UV（紫外线）（紫外线）日光中波长在日光中波长在200200390nm390nm的部分。具有杀菌功能。的部分。具有杀菌功能。一般以一般以250-280nm杀菌力最强。杀菌力最强。UV杀菌原理杀菌原理：引起核酸形成胸腺嘧啶二

61、聚体，从而干扰了核酸的复制引起核酸形成胸腺嘧啶二聚体，从而干扰了核酸的复制;微生物细胞在微生物细胞在UV下，生成下，生成H2O2，能发生很强的氧化作用。，能发生很强的氧化作用。微生物的生长繁殖与生存因子(3)经经UVUV照射的微生物，在可见光下，可以激照射的微生物，在可见光下，可以激活活DNADNA修复酶，能修复修复酶，能修复UVUV辐射引起的损伤辐射引起的损伤光复活作用。光复活作用。在在UVUV处理时，只有当处理时，只有当UVUV引起的损伤比修复引起的损伤比修复力大时，才能使微生物死亡。力大时，才能使微生物死亡。UVUV缺点，穿透力弱，一层薄纸也可滤掉大缺点，穿透力弱，一层薄纸也可滤掉大部分

62、，只适应于空气的表面消毒。部分，只适应于空气的表面消毒。人们制造的紫外杀菌灯的波长为人们制造的紫外杀菌灯的波长为253.7nm。由于穿透力。由于穿透力差，只能进行：差，只能进行： a.空气消毒空气消毒 b.表面消毒：表面消毒： c.诱变育种：诱变育种：微生物的生长繁殖与生存因子(3)2.2.电离辐射电离辐射射线射线,射线等高能电磁波射线等高能电磁波,具有较强穿透力。具有较强穿透力。这些射线照射物质后这些射线照射物质后,使该物质产生电离作用使该物质产生电离作用,所所以叫做电离辐射以叫做电离辐射.用辐射保存用辐射保存粮食、蔬菜、畜禽产品及饮料粮食、蔬菜、畜禽产品及饮料,又能保又能保持食物的营养和风

63、味持食物的营养和风味.电离辐射电离辐射:低剂量低剂量(500伦琴伦琴)照射可以促进微生物照射可以促进微生物生长，用生长，用10万伦琴以上高剂量处理有杀菌作用万伦琴以上高剂量处理有杀菌作用.微生物的生长繁殖与生存因子(3)二、超声波与微波二、超声波与微波1.超声波超声波2-20千赫千赫/Sec的声波叫超声波的声波叫超声波超声波超声波(2000赫兹以上赫兹以上)使使微生物微生物细胞破裂细胞破裂,其效果与频率、处理时间其效果与频率、处理时间,微生物种微生物种类类,细胞大小细胞大小,形状及数量等均有关系。形状及数量等均有关系。 超声波频率越高，杀菌效果越好。杆菌比球菌易被杀死。大的细菌比小的细菌超声波

64、频率越高，杀菌效果越好。杆菌比球菌易被杀死。大的细菌比小的细菌易被杀死。易被杀死。几乎所有的微生物都受超声波的破坏几乎所有的微生物都受超声波的破坏,大多数情况下，芽孢不受影大多数情况下，芽孢不受影响响。作用机理作用机理a.超声波作用下，内含物剧烈振荡，失去活性；超声波作用下，内含物剧烈振荡，失去活性；b.溶液受超声波作用产生空腔，巨大压力导致细菌死亡溶液受超声波作用产生空腔，巨大压力导致细菌死亡c.溶液产生大量微小气泡，对微生物进行猛烈冲击，细菌破裂。溶液产生大量微小气泡，对微生物进行猛烈冲击，细菌破裂。2.微波微波微生物的生长繁殖与生存因子(3)三、极端温度三、极端温度常用高温消毒或灭绝。二

65、者概念不同。常用高温消毒或灭绝。二者概念不同。消毒：杀死所有营养细胞和一些芽孢。消毒：杀死所有营养细胞和一些芽孢。灭菌：利用高温、物理、化学方法将所有微生物营养细灭菌：利用高温、物理、化学方法将所有微生物营养细胞和所有芽孢或孢子全部杀死。胞和所有芽孢或孢子全部杀死。微生物的生长繁殖与生存因子(3)（一）（一）高温高温温度温度影响影响消毒消毒巴斯德消毒法巴斯德消毒法煮沸消毒法煮沸消毒法灭菌灭菌灼烧灼烧烘箱热空气法烘箱热空气法 （160170）干热灭菌法干热灭菌法湿热灭菌法湿热灭菌法高压蒸汽灭菌高压蒸汽灭菌（0.105MPa，121）牛奶、饮品牛奶、饮品常压蒸汽灭菌常压蒸汽灭菌（100）微生物的生

66、长繁殖与生存因子(3)1.高温灭菌法高温灭菌法超过微生物最高生长温度可将微生物杀死，可用来灭菌超过微生物最高生长温度可将微生物杀死，可用来灭菌.高温灭菌原因高温灭菌原因：细胞蛋白质凝固。：细胞蛋白质凝固。A火焰灭菌（灼烧灭菌）：将工具在酒精火焰上灭菌；火焰灭菌（灼烧灭菌）：将工具在酒精火焰上灭菌；B干热灭菌：在干燥箱中利用热空气来灭菌；干热灭菌：在干燥箱中利用热空气来灭菌；干热灭菌使用温度：干热灭菌使用温度：160-180，常用，常用170，含水物品，含水物品不能利用此法。不能利用此法。微生物的生长繁殖与生存因子(3)2.湿热灭菌湿热灭菌湿热灭菌使用温度湿热灭菌使用温度:100-130,常用常

67、用121，含水物品常，含水物品常利用此法。利用此法。在同样温度下湿热灭菌效果要比干热灭菌效率高，其原因在同样温度下湿热灭菌效果要比干热灭菌效率高，其原因是是:1.菌体蛋白质吸收热水分凝固比干热凝固容易菌体蛋白质吸收热水分凝固比干热凝固容易;2.湿热比干热传导快，穿透力强，能迅速提高物体内部温湿热比干热传导快，穿透力强，能迅速提高物体内部温度。度。3.蒸汽与物品接触，凝结成水蒸汽与物品接触，凝结成水,放出潜能放出潜能,能迅速提高温度能迅速提高温度,加速微生物死亡。加速微生物死亡。微生物的生长繁殖与生存因子(3)3.间歇灭菌法间歇灭菌法用用100 15-3028-37,12-24hrs(使残使残留

68、的芽孢萌发或营养细胞再被杀死留的芽孢萌发或营养细胞再被杀死)100（15-30）可以反复可以反复23次。次。适用于不耐热药品、营养物、特殊培养基适用于不耐热药品、营养物、特殊培养基等。等。微生物的生长繁殖与生存因子(3)4.巴氏消毒法（巴氏消毒法（低温消毒法低温消毒法）牛奶、牛奶、酒等在高温下酒等在高温下营养和风味容易受破坏营养和风味容易受破坏，利用较低温，利用较低温既可杀死病菌又能保持这些营养物质、风味不变。既可杀死病菌又能保持这些营养物质、风味不变。巴氏消毒使用温度巴氏消毒使用温度：A :62-65 20-30 B :72 10（少用）（少用）牛奶牛奶65 30、71 15（迅速冷却到（迅

69、速冷却到0 即可饮用）即可饮用）巴氏消毒法理论依据巴氏消毒法理论依据：可杀死大部分病原菌，如结核杆菌、伤寒杆菌等大多数可杀死大部分病原菌，如结核杆菌、伤寒杆菌等大多数腐生菌的营养体，而对芽孢无效。腐生菌的营养体，而对芽孢无效。巴氏法处理过的物品应迅速冷却至巴氏法处理过的物品应迅速冷却至1010 左右即可饮用，左右即可饮用，此法是基于结核杆菌可被致死温度为此法是基于结核杆菌可被致死温度为6262 18 18。微生物的生长繁殖与生存因子(3)(二)低温低温对微生物的影响对微生物的影响1.1.低于冰点的温度能杀死微生物低于冰点的温度能杀死微生物原因：A、细胞体内水分转变成冰晶，引起细胞明显脱水；B、

70、冰晶对细胞结构尤其是细胞质膜的物理损伤。但是采用快速冷冻或细胞悬液中加入保护剂，可以减少冰冻对细胞的损害。由于低温菌的活动，常导致食物变质。温度愈低腐败愈慢。微生物的生长繁殖与生存因子(3)2.2.低温低温可延缓微生物的生理活动可延缓微生物的生理活动（低温保藏微生物低温保藏微生物）低温下微生物生存原理低温下微生物生存原理A A、在低温下酶仍起作用、在低温下酶仍起作用B B、低温微生物质膜中不饱和脂肪含量高、低温微生物质膜中不饱和脂肪含量高处于低温下大部处于低温下大部分微生物代谢活动降低，生长略有停滞，但仍能存活，一分微生物代谢活动降低，生长略有停滞，但仍能存活，一旦遇到合适生长温度就可以生长繁

71、殖，并常在旦遇到合适生长温度就可以生长繁殖，并常在4-74-7冰箱冰箱中保存。中保存。微生物的生长繁殖与生存因子(3)3.超低温超低温保藏的微生物原理保藏的微生物原理（液（液N N保藏保藏） A.A.快速冰冻形成的冰晶体小，故对细胞损害快速冰冻形成的冰晶体小，故对细胞损害小小B.B.超低温保藏的微生物往往使用了防冻保护超低温保藏的微生物往往使用了防冻保护剂（如甘油），可以降低脱水的有害作用。剂（如甘油），可以降低脱水的有害作用。如大多数微生物在如大多数微生物在10%10%甘油等防冻剂中，保甘油等防冻剂中，保存在存在-96-96左右的液左右的液N N内，超低温可保藏多内，超低温可保藏多年甚至于百

72、年。年甚至于百年。微生物的生长繁殖与生存因子(3)四、极端四、极端pHpH值对微生物的影响值对微生物的影响1.pH1.pH过低，改变微生物表面带电状态，过低，改变微生物表面带电状态，引起细胞膜电荷的变化，引起细胞膜电荷的变化，由带负电改为带正电，影响对营养物质的吸收。由带负电改为带正电，影响对营养物质的吸收。2.2.过高过低过高过低pHpH值导致有机物离子化，值导致有机物离子化，改变生长环境中营养物质改变生长环境中营养物质的可给性的可给性,进而间接影响微生物。进而间接影响微生物。3.3.影响代谢过程中酶影响代谢过程中酶的活性，的活性，酶促反应受到抑制，甚至酶系统酶促反应受到抑制，甚至酶系统遭到

73、破坏。遭到破坏。4. 4. 过高过低过高过低pHpH降低微生物对高温的抵抗力。降低微生物对高温的抵抗力。微生物的生长繁殖与生存因子(3)四、干燥四、干燥 细细细细菌菌菌菌基基基基本本本本上上上上是是是是生生生生活活活活在在在在水水水水中中中中的的的的生生生生物。物。物。物。干干燥燥使使菌菌体体内内蛋蛋白白质质变变性性，引引起起代代谢谢活活动动停停止止，影影响响微微生生物物的活性以至生命力。的活性以至生命力。 环环环环境境境境中中中中过过过过于于于于干干干干燥燥燥燥细细细细菌菌菌菌如如如如何何何何生生生生存存存存？ （在不受热和其它外界因素干（在不受热和其它外界因素干（在不受热和其它外界因素干（

74、在不受热和其它外界因素干扰下）干燥细胞将处于长期休扰下）干燥细胞将处于长期休扰下）干燥细胞将处于长期休扰下）干燥细胞将处于长期休眠状态眠状态眠状态眠状态细菌的芽孢、藻类和真菌的孢细菌的芽孢、藻类和真菌的孢子及原生动物的胞囊都比营养子及原生动物的胞囊都比营养细胞抗干燥。细胞抗干燥。 用干燥法防止食物用干燥法防止食物用干燥法防止食物用干燥法防止食物腐败腐败腐败腐败（细菌滋生）（细菌滋生）（细菌滋生）（细菌滋生）如方便面、干果、肉干、葡萄干等。 用干燥法来保存细用干燥法来保存细用干燥法来保存细用干燥法来保存细菌菌菌菌，如将细菌放置在干燥的沙土中可以长期保存，真空冷冻干燥保存菌种。一旦提供潮气则会很一

75、旦提供潮气则会很一旦提供潮气则会很一旦提供潮气则会很快复活快复活快复活快复活。微生物的生长繁殖与生存因子(3)(一)重金属及盐类重金属及盐类大多数重金属及其所形成的化合物，都是有效的杀菌剂或大多数重金属及其所形成的化合物，都是有效的杀菌剂或防腐剂。防腐剂。重金属离子带阳电荷，易与带阴电荷的菌体蛋白质结合，重金属离子带阳电荷，易与带阴电荷的菌体蛋白质结合，使蛋白质变性，有较强的杀菌作用。使蛋白质变性，有较强的杀菌作用。HgHg、AgAg、砷与细菌酶蛋白的、砷与细菌酶蛋白的-SH-SH结合，使蛋白质变性，妨结合，使蛋白质变性，妨碍细菌代谢活动。碍细菌代谢活动。五、五、化学药剂化学药剂微生物的生长繁

76、殖与生存因子(3)（二）有机化合物有机化合物酚、醇（对芽孢无效，细胞脱水剂，蛋白质变性剂）酚、醇（对芽孢无效，细胞脱水剂，蛋白质变性剂）;醛（对芽孢有效），常用杀菌剂。醛（对芽孢有效），常用杀菌剂。杀菌原理：杀菌原理：A.损伤细胞膜和壁损伤细胞膜和壁B.抑制某些酶系统，使蛋白质变性。抑制某些酶系统，使蛋白质变性。醇醇为脱水剂也为脂溶剂。可以导致蛋白脱水、溶解细胞膜的脂为脱水剂也为脂溶剂。可以导致蛋白脱水、溶解细胞膜的脂类物质。从而达到杀菌的目的。（医生打针）。常用的醇为乙类物质。从而达到杀菌的目的。（医生打针）。常用的醇为乙醇。醇。注意：注意：1.1.乙醇杀菌的能力并不与浓度成正比，在乙醇杀菌

77、的能力并不与浓度成正比，在7070时最强。时最强。2.2.甲醇杀毒差且毒性强，不做杀毒剂。甲醇杀毒差且毒性强，不做杀毒剂。3.3.丙醇、丁醇杀毒能力比乙醇大，但不溶于水，也不做杀毒剂。丙醇、丁醇杀毒能力比乙醇大，但不溶于水，也不做杀毒剂。微生物的生长繁殖与生存因子(3)（三）氧化剂氧化剂KMnO4、过氧化氢、过氧乙酸等，能使菌体酶蛋白中的巯、过氧化氢、过氧乙酸等，能使菌体酶蛋白中的巯基，氧化成基，氧化成-S-S基（基（二硫基二硫基），使酶失活而达到杀菌、防），使酶失活而达到杀菌、防腐、消毒。腐、消毒。2RSH+2X RSSR+2XH（四）卤素卤素以以ClCl、I I最常用，最常用，ClCl用于

78、自来水，用于自来水，I I用于皮肤消毒用于皮肤消毒。杀菌机理：杀菌机理：漂白粉漂白粉Ca(OCl)2及氯气及氯气 ：产生：产生次氯酸盐次氯酸盐和和原子氧原子氧； 碘：与酶分子中的酪氨酸结合。碘：与酶分子中的酪氨酸结合。（五）表面活性物质表面活性物质具有降低表面张力效应的物质叫表面活性剂具有降低表面张力效应的物质叫表面活性剂. .如煤酚皂（来苏尔）、新洁而灭、除垢剂。如煤酚皂（来苏尔）、新洁而灭、除垢剂。杀菌机理：影响细胞生长、分裂杀菌机理：影响细胞生长、分裂微生物的生长繁殖与生存因子(3)(六)染料染料碱性染料有显著的抑菌作用碱性染料有显著的抑菌作用！原因原因是由于碱性染料的阳离子与菌体羧基或

79、是由于碱性染料的阳离子与菌体羧基或磷酸基起作用，形成弱电离的化合物，妨碍磷酸基起作用，形成弱电离的化合物，妨碍菌体正常代谢，扰乱菌体氧化还原作用，并菌体正常代谢，扰乱菌体氧化还原作用，并阻碍芽孢的形成。阻碍芽孢的形成。微生物的生长繁殖与生存因子(3)六、抗生素对微生物的影响六、抗生素对微生物的影响抗生素抗生素广谱抗生素：金霉素、氯霉素、土霉素等广谱抗生素：金霉素、氯霉素、土霉素等狭谱抗生素狭谱抗生素青霉素：青霉素：G G+ +多粘菌素：多粘菌素：G G不同的抗生素针对微生物的不同部位发生作用。不同的抗生素针对微生物的不同部位发生作用。微生物的生长繁殖与生存因子(3)杀菌机理：杀菌机理： 抑制抑

80、制叶酸叶酸合成合成 如：磺胺类药物等。如：磺胺类药物等。 叶酸参与核酸的嘧啶和嘌呤的合成叶酸参与核酸的嘧啶和嘌呤的合成 抑制抑制肽聚糖肽聚糖合成合成 如：青霉素，万古霉素等。如：青霉素，万古霉素等。抑制抑制蛋白质蛋白质合成合成 如：链霉素，红霉素、四环素、氯霉素等如：链霉素，红霉素、四环素、氯霉素等微生物的生长繁殖与生存因子(3)第四节第四节 微生物生长量的测定方法微生物生长量的测定方法（一）直接测定直接测定是常用的微生物生长测定方法，直接测定是常用的微生物生长测定方法，它借助显微镜直接观察计数，其优点是测它借助显微镜直接观察计数，其优点是测定过程快速，缺点是不能区分微生物的死定过程快速，缺点

81、是不能区分微生物的死活。活。微生物的生长繁殖与生存因子(3)直接测定法可以分为以下几类：直接测定法可以分为以下几类：1.涂片染色法涂片染色法 将已知体积(0.01ml)的待测样品，均匀地涂布在载玻片的已知面积内(1cm2)，经固定染色后，在显微镜下选择若干个视野计算细胞的数量，每个视野的直径和面积、对应的微生物体积用目镜测微尺测出，结合视野中的微生物数量从而推算0.01ml样品的微生物数量。微生物的生长繁殖与生存因子(3) 2计数器直接计数法计数器直接计数法将菌液滴在血球计数板将菌液滴在血球计数板0.1mm0.1mm3 3 的计数格中（可测细菌、酵的计数格中（可测细菌、酵母菌、藻类、原生动物等

82、），在显微镜下数出中格的细菌母菌、藻类、原生动物等），在显微镜下数出中格的细菌数目，（一般样品稀释至数目，（一般样品稀释至15-20个个/中格），根据比例关系中格），根据比例关系折算出单位体积菌液中细菌的数量。折算出单位体积菌液中细菌的数量。方法简便，测定速度快。方法简便，测定速度快。微生物的生长繁殖与生存因子(3) 3比例计数法比例计数法将将待待测测样样品品溶溶液液与与等等体体积积的的血血液液混混合合，然然后后涂涂片片，在在显显微微镜镜下下测测定定细细菌菌与与红红血血球球数数的的比比例例，因因血血液液中中的的红红血血球球数数已已知知(男男性性400500万万个个ml，女女性性350450万万

83、个个ml)，由由此此可以测得细菌数量。可以测得细菌数量。微生物的生长繁殖与生存因子(3) 4比浊计数法比浊计数法这是这是测定悬浮细胞的快速方法测定悬浮细胞的快速方法。其其原原理理是是细细菌菌细细胞胞是是不不完完全全透透光光的的，光光束束通通过过悬悬浮浮液液时时会会引引起起光光的的散散射射或或吸吸收收，降降低低透透光光度度，在在一一定定范范围围内内透透光光度度与与溶溶液液的的混混浊浊度度即即细细胞胞浓浓度度成成正正比比，藉藉此此可可以以测测定定细菌浓度。细菌浓度。采采用用这这种种方方法法时时；为为了了得得到到实实际际的的细细胞胞绝绝对对含含量量，通通常常须须将将已已知知细细胞胞浓浓度度的的样样品

84、品按按上上述述测测定定程程序序制制成成标标准准曲曲线线，然然后后根根据据透透光光度度或或光光密密度度值值从从标标准准曲曲线线中中直直接接查查得得细细菌菌含量。含量。微生物的生长繁殖与生存因子(3)微生物的生长繁殖与生存因子(3)5、电子计数器法、电子计数器法电子计数器的工作原理是测定小孔中液体的电阻电子计数器的工作原理是测定小孔中液体的电阻变化，小孔仅能通过一个细胞，当一个细胞通过变化，小孔仅能通过一个细胞，当一个细胞通过这个小孔时，电阻明显增加，形成一个脉冲，自这个小孔时，电阻明显增加，形成一个脉冲，自动记录在电子记录装置上。动记录在电子记录装置上。 该法测定结果较准确，但它只识别颗粒数量，

85、而该法测定结果较准确，但它只识别颗粒数量，而不能区分是否为细菌。因此，要求菌悬液中不含不能区分是否为细菌。因此，要求菌悬液中不含任何小颗粒、丝状物等。任何小颗粒、丝状物等。微生物的生长繁殖与生存因子(3)（二）间接计数法二）间接计数法间间接接计计数数法法又又称称活活菌菌计计数数法法。它它是是通通过过测测定定样样品品中中活活的的细细菌菌数数量量来来间间接接地地表表示示细细菌菌的的含含量量。这这种种方方法法优优点点在在于于只只计计数数样样品品中中的的活活细细菌菌数数目目，缺缺点点在在于于测测定定所所需需的的时时间间较长，手续繁琐。较长，手续繁琐。微生物的生长繁殖与生存因子(3)1.平板菌落计数法（

86、平板菌落计数法（CFU）将待测细菌样品先作将待测细菌样品先作1010倍梯度稀释，然后倍梯度稀释，然后取相应稀释度的样品涂布于固体平板培养取相应稀释度的样品涂布于固体平板培养基上，或与未经融化的固体培养基混合、基上，或与未经融化的固体培养基混合、摇匀，培养一定时间后观察并计数生长的摇匀，培养一定时间后观察并计数生长的菌数，最终根据细菌数和取样量计算出细菌数，最终根据细菌数和取样量计算出细菌浓度。菌浓度。微生物的生长繁殖与生存因子(3)微生物的生长繁殖与生存因子(3)2.液体计数法（液体计数法（MPNMPN法）法）液液体体计计数数法法是是根根据据统统计计学学原原理理设设计计的的一一种种方方法法。具

87、具体体做做法法是是：先先将将待待测测菌菌液液作作1010倍倍梯梯度度稀稀释释，然然后后取取相相应应稀稀释释度度的的样样品品分分别别接接种种到到3 3管管或或5 5管管一一组组液液体体培培养养基基中中，培培养养一一定定时时间间后后，观观察察各各管管及及各各组组中中细细菌菌是是否否生生长长、记记录录结结果果，再再查查与与之之匹匹配配的的统统计计表表，即即最最可可能能数数表表(MPN) (MPN) ，算算出出细细菌菌的的最最终终含含量量。因因此此，这这种种方方法法又又叫叫最最可可能能数数法法或或MPNMPN法。法。微生物的生长繁殖与生存因子(3)测定测定硫酸盐还原菌硫酸盐还原菌的数量的数量硫酸盐还原

88、菌是严格厌氧菌，生长中形成了硫酸盐还原菌是严格厌氧菌，生长中形成了硫化氢，硫化氢与铁生成大量黑色的硫化亚硫化氢，硫化氢与铁生成大量黑色的硫化亚铁沉淀，在显微镜下这些沉淀很难与细菌区铁沉淀，在显微镜下这些沉淀很难与细菌区分；由于它是厌氧菌，不能在空气状态下生分；由于它是厌氧菌，不能在空气状态下生长，因此平板培养计数也无法使用，对这类长，因此平板培养计数也无法使用，对这类菌可以利用它们生长时产生的硫化亚铁黑色菌可以利用它们生长时产生的硫化亚铁黑色特征进行液体培养，按特征进行液体培养，按MPN法进行计数。法进行计数。微生物的生长繁殖与生存因子(3)（1 1）1010倍梯度稀释倍梯度稀释倍梯度稀释倍梯

89、度稀释 1mL 混合混合 1mL 混合混合 10mL 9mL 10mL 1 ： 10-1 10-1 ： 10-2 10-2 10-3 10-4 10-5微生物的生长繁殖与生存因子(3)微生物的生长繁殖与生存因子(3)(3)统计、查表、计算统计、查表、计算 统计确定数量指标统计确定数量指标取生长的管数最多的且稀释取生长的管数最多的且稀释度最高稀释度的生长管中生度最高稀释度的生长管中生长的管数，为数量指标的第长的管数，为数量指标的第一位数字，后面两个稀释度一位数字，后面两个稀释度的生长管数为后两位数，就的生长管数为后两位数，就上例情况而言，上例情况而言，3个重复生个重复生长的长的10-3和和10-

90、4两个稀释度，两个稀释度，但两者中高稀释度的是但两者中高稀释度的是10-4，其生长管数，其生长管数“3”为数量为数量指标的第一位数字；第二和指标的第一位数字；第二和第三位数则为第三位数则为2和和0。因此。因此所得的数量指标为所得的数量指标为“320”。查表查表所所查查的的统统计计表表是是通通过过其其他他精精确确的的计计数数方方法法，确确定定的的各各种种数数量量指指标标时时细细菌菌数数量量的的可可能能的的最最大大值值，在在确确定定了了数数量量指指标标后后，可可从从MPN三三管管法法统统计计表表查查相相应应的的细细菌菌最最大大可可能能数量。数量。微生物的生长繁殖与生存因子(3)MPN三管法测数统计

91、表三管法测数统计表上面例子中数量指标上面例子中数量指标上面例子中数量指标上面例子中数量指标“320” “320” 对应的细菌最大可能数为对应的细菌最大可能数为对应的细菌最大可能数为对应的细菌最大可能数为9.5x109.5x104 4微生物的生长繁殖与生存因子(3)3.薄膜过滤计数法薄膜过滤计数法对于某些细菌含量较低的样品对于某些细菌含量较低的样品( (如空气或饮用水如空气或饮用水) )，可采用薄膜计数法。将待测样品通过带有许多，可采用薄膜计数法。将待测样品通过带有许多小孔但又不让细菌透过的微孔滤膜，藉助膜的作小孔但又不让细菌透过的微孔滤膜，藉助膜的作用将细菌浓缩，再将膜放于固体培养基表面培养，

92、用将细菌浓缩，再将膜放于固体培养基表面培养，然后类似于平板计数那样计算结果。这种计数法然后类似于平板计数那样计算结果。这种计数法要求样品中不得含有过多的悬浮性固体或小颗粒。要求样品中不得含有过多的悬浮性固体或小颗粒。微生物的生长繁殖与生存因子(3)3.薄膜计数法薄膜计数法（1 1）抽滤）抽滤）抽滤）抽滤 滤膜，细菌不能通过 支撑体，支撑滤膜 抽气抽气微生物的生长繁殖与生存因子(3)（2）滤膜培养）滤膜培养（3）统计计数）统计计数样品中的细菌数量样品中的细菌数量=菌落数菌落数抽滤样品的体积数抽滤样品的体积数例如例如 上图测出上图测出5个菌落，抽滤了个菌落，抽滤了100ml自来水自来水则则 自来水

93、中的细菌数自来水中的细菌数=5100ml=50个个/L自来水自来水上上述述各各种种活活菌菌计计数数法法中中，根根本本原原理理都都是是利利用用一一个个细细菌菌可可以以繁繁殖殖生生成成一一个个菌菌落落的的特特点点。因因此此被被测测的的细细菌菌都都应应处处于于均均匀匀分分散散的的悬悬浮浮状状态态。对对于于本本身身为为絮絮体体或或颗颗粒粒状状的的细细菌菌样样品品，如如好好氧氧水水处处理理中中的的活活性性污污泥泥，在在测测定定计计数数之之前前要要采采取取预预处处理理方方法法(如匀浆器捣碎等如匀浆器捣碎等)进行强化分散。进行强化分散。微生物的生长繁殖与生存因子(3)微生物的生长繁殖与生存因子(3)(三三)

94、重量法重量法细细菌菌细细胞胞尽尽管管很很微微小小，但但是是仍仍然然具具有有一一定定的的体体积积和和重重量量，在在细细菌菌生生长长过过程程中中，测测定定单单位位体体积积液液体体中中细细菌菌群群体体重重量量变变化化直直接接表表示示细细菌菌生生长长数数量量的的方方法称为重量法。法称为重量法。微生物的生长繁殖与生存因子(3)1.1.测定细胞干重法测定细胞干重法测定干重时，需先将细菌分离，再烘干称测定干重时，需先将细菌分离，再烘干称量。分离可采用离心法或过滤法。取已经量。分离可采用离心法或过滤法。取已经培养一段时间的待测细菌样品，用离心机培养一段时间的待测细菌样品，用离心机收集生长后的细菌细胞，或用滤纸

95、、滤膜收集生长后的细菌细胞，或用滤纸、滤膜过滤截取生长后的细菌细胞，然后在过滤截取生长后的细菌细胞，然后在105-105-110110下进行干燥，称取干燥后的重量，以下进行干燥，称取干燥后的重量，以此代表细菌生长量的多少。此代表细菌生长量的多少。微生物的生长繁殖与生存因子(3)水水处处理理工工程程设设施施中中的的细细菌菌生生长长量量通通常常采采用用这这种种细细胞胞干干重重测测定定法法。这这种种方方法法实实际际上上测测得得的的是是水水中中悬悬浮浮物物重重量量，如如果果水水中中非非细细菌菌类类的的悬悬浮浮物物很很多多的的话话，势必会严重干扰细菌计数的结果。势必会严重干扰细菌计数的结果。非非细细菌菌

96、的的悬悬浮浮物物通通常常大大部部分分是是一一些些固固体体无无机机物物及及少少量量的的油油类类等等有有机机物物，有有机机物物与与无无机机物物在在物物理理性性质质上上有有一一个个最最大大的的区区别别，即即在在很很高高的的温温度度下下，有有机机物物会会被被空空气气中中的的氧氧气气彻彻底底氧氧化化为为COCO2 2和和H H2 2O O，只只留留下下非非常常少少的的残残渣渣，而而无无机机物物化化学学性性质质稳稳定定，高高温温下下不不会会分分解解，这这样样我我们们可可以以利利用用高高温温灼灼烧烧的的方方法来区分细菌与固体无机物。法来区分细菌与固体无机物。微生物的生长繁殖与生存因子(3) （1）悬浮物中绝

97、大多数为细菌时）悬浮物中绝大多数为细菌时细胞数目细胞数目=细菌群体的重量细菌群体的重量个体细菌的平均重量个体细菌的平均重量微生物的生长繁殖与生存因子(3)（2）除细菌外还有大量无机悬浮物时）除细菌外还有大量无机悬浮物时 W1 W2细菌群体的重量细菌群体的重量=W1W2细胞数目细胞数目=细菌群体的重量细菌群体的重量个体细菌的平均重量个体细菌的平均重量微生物的生长繁殖与生存因子(3)（3）除细菌外还有大量有机悬浮物时）除细菌外还有大量有机悬浮物时过过多多的的有有机机物物悬悬浮浮物物会会对对测测定定结结果果干干扰扰很很大大，此时不能用重量法，应改用其他方法。此时不能用重量法，应改用其他方法。总总体体

98、来来说说重重量量法法方方法法较较之之其其他他方方法法误误差差较较大大，一般只能作为粗率估计的计数方法一般只能作为粗率估计的计数方法。微生物的生长繁殖与生存因子(3)2.细胞含氮量法细胞含氮量法所所有有生生物物包包括括细细菌菌细细胞胞内内的的蛋蛋白白质质氮氮含含量量比比较较稳稳定定，平平均均为为16。根根据据样样品品中中属属于于有有机机来来源源的的氮氮含量测定结果，就可以求出细菌生长量的多少。含量测定结果，就可以求出细菌生长量的多少。 如如果果水水中中非非细细菌菌的的蛋蛋白白质质比比例例过过大大，如如屠屠宰宰厂厂废废水水及及食食品品加加工工厂厂废废水水，这这时时细细菌菌与与游游离离蛋蛋白白质质难

99、难以区分，这种方法不易参用。以区分，这种方法不易参用。微生物的生长繁殖与生存因子(3)3.DNA含量法含量法这种方法与细胞含氮量法思路是一样的，可以通这种方法与细胞含氮量法思路是一样的，可以通过测定过测定DNA的含量来表示细菌的生长量，可采用的含量来表示细菌的生长量，可采用适当的荧光指示剂或染色剂与菌体适当的荧光指示剂或染色剂与菌体DNA作用，用作用，用荧光比色或分光光度法测得荧光比色或分光光度法测得DNA的含量。的含量。这种方法对样品纯度以及仪器和人员的要求较高，这种方法对样品纯度以及仪器和人员的要求较高，通常只作为少量细菌纯培养时细菌数量的测定，通常只作为少量细菌纯培养时细菌数量的测定，条

100、件合适时，这种方法的精确性是非常高的。条件合适时，这种方法的精确性是非常高的。微生物的生长繁殖与生存因子(3) (四四)其它生理生化指标法其它生理生化指标法细细菌菌的的生生长长生生命命活活动动过过程程中中，不不可可避避免免地地要要吸吸收收和和消消耗耗一一些些物物质质，同同时时产产生生和和分分泌泌另另一一些些物物质质。测测定定这这些些物物质质的的变变化化与与细细菌菌数数量量的的变变化化有有着着直直接接的的关关系系，通通过过测测定定这这类类物物质质的的变变化化可可以以间间接接表表示示细细菌菌生生长长的情况。的情况。通通常常采采用用的的生生理理生生化化指指标标有有：营营养养物物质质(COD)的的消消

101、耗耗，溶溶解解氧氧的的消消耗耗，有有机机酸酸的的产产生生，H2和和CH4的的产产生。生。微生物的生长繁殖与生存因子(3)第五节第五节 菌种的退化、复壮与保藏菌种的退化、复壮与保藏一、基本概念一、基本概念1.1.菌种退化菌种退化微生物易变异。变异分为正变和负变。所谓退化，指微生物易变异。变异分为正变和负变。所谓退化，指的是负变。的是负变。菌种退化：指群体中退化的细菌占到一定数量后表现菌种退化：指群体中退化的细菌占到一定数量后表现出的菌种性能下降的现象。出的菌种性能下降的现象。2.2.菌种复壮菌种复壮为了保持菌种的优良特性能够得到保存，需要进行退为了保持菌种的优良特性能够得到保存，需要进行退化菌种

102、的复壮。方法有纯种分离、寄生复壮等。化菌种的复壮。方法有纯种分离、寄生复壮等。微生物的生长繁殖与生存因子(3)衰退的原因：衰退的原因：衰老、变异衰老、变异衰退的表现：衰退的表现：生长缓慢生长缓慢优良性状的丧失优良性状的丧失抗逆性下降抗逆性下降衰退的预防：衰退的预防：控制继代频率控制继代频率创造良好的培养条件创造良好的培养条件采取有效的保存方式采取有效的保存方式复壮复壮狭义（被动）狭义（被动）广义（主动）广义（主动）复壮方法：复壮方法：选优选优汰劣汰劣微生物的生长繁殖与生存因子(3)3.3.保藏保藏对于优良的菌种需要进行保藏，以便更好的进行科研、对于优良的菌种需要进行保藏，以便更好的进行科研、生产及教学工作。生产及教学工作。保藏目的：使优良菌种不受污染、不退化、不死亡。保藏目的：使优良菌种不受污染、不退化、不死亡。保藏原理：人为的创造一定的环境，使被保藏的菌种保藏原理：人为的创造一定的环境，使被保藏的菌种处于很低的新陈代谢状态，使微生物的生长、繁殖受处于很低的新陈代谢状态，使微生物的生长、繁殖受到抑制，使微生物处于休眠状态。到抑制，使微生物处于休眠状态。保藏方法：定期移植、干燥、隔绝空气、冷冻等。保藏方法：定期移植、干燥、隔绝空气、冷冻等。微生物的生长繁殖与生存因子(3)