第五章-微生物的生长繁殖与生长因子I

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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 理解微生物的连续培养理解微生物的连续培养掌握单细胞微生物的生长曲线和在污掌握单细胞微生物的生长曲线和在污水处理中的应用水处理中的应用理解温度和理解温度和pHpH对微生物的影响对微生物的影响理解溶解氧对微生物的影响理解溶解氧对微生物的影响理解有机物及抗生素对微生物的影响理解有机物及抗生素对微生物的影响理解高温对微生物的影响理解高温对微生物的影响了解微生物与微生物的一般关系了解微生物与微生物的一般关系掌握互生和共生关系掌握互生和共生关系了解菌种的退化和复壮了解菌种的退化和复壮理解菌种的保藏方法理解菌种的保藏方法重点：重点：重点：重

2、点：微生物的生长繁殖规律和生长影响因子，微生物的生长繁殖规律和生长影响因子，难点：难点：难点：难点：单细胞微生物的生长曲线单细胞微生物的生长曲线第一节第一节 微生物微生物的生长繁殖的生长繁殖一、微生物生长繁殖的概念一、微生物生长繁殖的概念 细细菌菌两两次次细细胞胞分分裂裂之之间间的的时时间间称称为为世世代代时时间间（代代时时）。在在一一定定培培养养条条件件下下，世世代代时时间间是是一一定定的的。如如果果营营养养成成分分不不同同，世世代代时时间间不不同同。不不同同种种的的微微生生物物，世世代代时时间间不不同同。原原核核微微生生物物的的繁繁殖殖速速度度比比真真核核快快，专专性性厌厌氧氧菌菌的的世世

3、代代时时间间多多数数比比好好氧氧菌的长。菌的长。生长生长微生物细胞吸收营养物质，进行新陈代谢，当同化微生物细胞吸收营养物质，进行新陈代谢，当同化作用作用 异化作用时，生命个体的重量和体积不断增大的过程。异化作用时，生命个体的重量和体积不断增大的过程。繁殖繁殖生命个体生长到一定阶段，通过特定方式产生新的生命个体生长到一定阶段，通过特定方式产生新的生命个体，即引起生命个体数量增加的生物学过程。生命个体，即引起生命个体数量增加的生物学过程。发育发育从生长到繁殖，是生物的构造和机能从简单到复杂、从生长到繁殖，是生物的构造和机能从简单到复杂、从量变到质变的发展变化过程，这一过程称为发育。从量变到质变的发

4、展变化过程，这一过程称为发育。一些细菌的代时一些细菌的代时菌名菌名培养基培养基培养温度培养温度 代时代时E. coli（大肠杆菌）大肠杆菌） 肉汤肉汤 3717minE. coli 牛奶牛奶 3712.5Enterobacter aerogenes（产气肠细菌）产气肠细菌）肉汤或牛奶肉汤或牛奶 371618E. aerogenes 组合组合 372944B. Cereus（蜡状芽孢杆菌）蜡状芽孢杆菌）肉汤肉汤3018B. thermophilus（嗜热芽孢杆菌）嗜热芽孢杆菌）肉汤肉汤5518.3Lactobacillus acidophilus（嗜酸乳杆菌）嗜酸乳杆菌） 牛奶牛奶376687S

5、treptococcus lactis（乳酸链球菌）乳酸链球菌）牛奶牛奶3726S. lactis乳糖肉汤乳糖肉汤3748Salmonella typhi（伤寒沙门氏菌）伤寒沙门氏菌）肉汤肉汤3723.5Azotobacter chroococcum（褐球固氮菌）褐球固氮菌） 葡萄糖葡萄糖2534446Mycobacterium tuberculosis（结核分枝杆菌）组合结核分枝杆菌）组合3779293Nitrobacter agilis（活跃硝化杆菌）活跃硝化杆菌）组合组合271200 二、研究微生物生长的方法二、研究微生物生长的方法微生物生长分个体生长和群体生长：微生物生长分个体生长和群

6、体生长：个体生长个体生长个体生长个体生长微生物细胞个体吸收营养物质，进行新陈代谢，微生物细胞个体吸收营养物质，进行新陈代谢，原生质与细胞组分的增加为个体生长。原生质与细胞组分的增加为个体生长。群体生长群体生长群体生长群体生长群体中个体数目的增加。可以用重量、体积、群体中个体数目的增加。可以用重量、体积、密度或浓度来衡量。（由于微生物的个体极小，所以常用密度或浓度来衡量。（由于微生物的个体极小，所以常用群体生长来反映个体生长的状况）群体生长来反映个体生长的状况） 培培养养方方法法有有两两种种，一一种种是是分分批批培培养养（间间歇歇式式培培养养），另另一一种种是是连连续续培培养养。一一般般通通过过

7、测测定定细细菌菌重重量量或或数数量量随随培培养养时时间间延延续续的的曲曲线线关关系系来来考考察察细细菌菌的的生生长特性。长特性。（一）分批培养（一）分批培养 分分批批培培养养是是在在一一个个封封闭闭的的、有有一一定定体体积积的的液液体体培培养养基基的的容容器器中中接接种种一一定定量量的的微微生生物物，在在特特定定条条件件下下进进行行培培养养, ,并并定定时时取取样样测测定定活活微微生生物物数数目目的的变变化化。在在分分批培养中微生物只完成一次生长循环。批培养中微生物只完成一次生长循环。 微微生生物物生生长长曲曲线线：在在分分批批培培养养过过程程中中，微微生生物物的的数数量量由由少少变变多多，达

8、达到到高高峰峰后后又又由由多多变变少少，甚甚至至死死亡亡的的变变化化规规律律。用用坐坐标标法法作作图图, ,以以时时间间为为横横坐坐标标, ,以以单单细细胞胞微微生生物物数数量量的的对对数数为为纵纵坐坐标标, ,可可以以绘绘出出一一条条有有规规律律的的曲线曲线, ,称为生长曲线。称为生长曲线。 生长曲线生长曲线 稳定期稳定期 衰衰亡亡期期 细细胞胞数数目目的的对对数数值值 0时间时间t t微生物的数量很大，都是微生物的数量很大，都是微生物的数量很大，都是微生物的数量很大，都是1010的的的的n n次方次方次方次方，取对数作图时方便。，取对数作图时方便。，取对数作图时方便。，取对数作图时方便。总

9、细胞数总细胞数总细胞数总细胞数活细胞数活细胞数活细胞数活细胞数为什么微生物数目用为什么微生物数目用为什么微生物数目用为什么微生物数目用对对对对数值数值数值数值作图？作图？作图？作图？ 缓缓 慢慢 期期对对数数期期1 1、停滞期（延迟期或适应期）（、停滞期（延迟期或适应期）（lag phaselag phase）: : 当细菌被接种到新鲜培养基中，开始一段时间内，通当细菌被接种到新鲜培养基中，开始一段时间内，通常不立即进行细胞分裂、增殖，生长速率近于零，细胞常不立即进行细胞分裂、增殖，生长速率近于零，细胞数目几乎保持不变，甚至稍有减少，这段时间被称为停数目几乎保持不变，甚至稍有减少，这段时间被称

10、为停滞期。滞期。特点特点：生长速率生长速率= 0细胞形态变大或增长细胞形态变大或增长细胞内细胞内RNA特别是特别是rRNA含量增高含量增高合成代谢活跃（核糖体、酶类、合成代谢活跃（核糖体、酶类、ATP合成加快），易产生合成加快），易产生诱导酶诱导酶对外界不良条件敏感，（如氯化钠浓度、温度、抗生素等对外界不良条件敏感，（如氯化钠浓度、温度、抗生素等化学药物）化学药物）原因原因：适应新的环境条件，合成新的酶，积累必要的中间产物：适应新的环境条件，合成新的酶，积累必要的中间产物 菌种菌种 ： 繁殖速度较快繁殖速度较快( (世代时间短世代时间短) )的的菌种的延迟期一般较短；菌种的延迟期一般较短； 接

11、种物菌龄接种物菌龄 ： 用对数生长期的菌种接用对数生长期的菌种接种时，其延迟期较短，甚至检查不到延迟种时，其延迟期较短，甚至检查不到延迟期；期； 接种量：一般来说，接种量：一般来说， 接种量增大可缩短接种量增大可缩短甚至消除延迟期（发酵工业上一般采用甚至消除延迟期（发酵工业上一般采用1/101/10的接种量）；的接种量）； 营养：培养基成分营养：培养基成分 在营养成分丰富的在营养成分丰富的天然培养基上生长的延滞期比在合成培养天然培养基上生长的延滞期比在合成培养基上生长时短；基上生长时短；接种后培养基成分有较接种后培养基成分有较大变化时，会使延滞期加长，所以发酵工大变化时，会使延滞期加长，所以发

12、酵工业上尽量使发酵培养基的成分与种子培养业上尽量使发酵培养基的成分与种子培养基接近。基接近。影响停滞期长短的因素影响停滞期长短的因素影响停滞期长短的因素影响停滞期长短的因素认识停滞期的特点及形成原因对实践的指导意义：认识停滞期的特点及形成原因对实践的指导意义：认识停滞期的特点及形成原因对实践的指导意义：认识停滞期的特点及形成原因对实践的指导意义： 在工业上需设法尽量缩短延迟期，采取的缩在工业上需设法尽量缩短延迟期，采取的缩短短lag phase lag phase 的措施有：的措施有：增加接种量；增加接种量； （群体优势（群体优势-适应性增强）适应性增强） 采用对数生长期的健壮菌种；采用对数生

13、长期的健壮菌种；调整培养基的成分，在种子基中加入发酵培养调整培养基的成分，在种子基中加入发酵培养基的某些成分；基的某些成分；选用繁殖快的菌种。选用繁殖快的菌种。2 2、对数期（指数期）、对数期（指数期） logarithmic phaselogarithmic phase 细细菌菌生生长长速速度度达达到到最最大大，细细胞胞数数目目以以几几何何级级数数增增加加，其对数与时间呈直线关系。其对数与时间呈直线关系。特点特点特点特点：（1 1）细菌迅速分裂，菌数按几何级数增加；）细菌迅速分裂，菌数按几何级数增加；（2 2）世代时间最短，而且恒定；）世代时间最短，而且恒定；（3 3）生长速度最高而且恒定；

14、）生长速度最高而且恒定；（4 4）代谢活力强无死亡；）代谢活力强无死亡；（5 5）菌体整齐，体积恢复到原来大小；）菌体整齐，体积恢复到原来大小；（6 6）对环境敏感，生理性状及菌体成分较一致）对环境敏感，生理性状及菌体成分较一致细菌代时细菌代时(generation (generation time;Gtime;G) )的计算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一一倍倍的的时时间间。细细菌菌代代时时的测定必须以对数期的生长细胞作为对象。的测定必须以对数期的生长细胞作为对象。世代时间的计算世代时间的计

15、算(P167)： x2=x12n以对数表示：以对数表示：lgx2=lgx1+nlg2生长速率常数生长速率常数平均世代时间平均世代时间影响因素：影响因素：（1 1）温温度度。在在适适温温范范围围内内，每每增增加加1010，生生长长速速度提高度提高1 1倍；倍；（2 2）营养；）营养；（3 3）氧气。好氧菌若能供给充足的氧，可能使对数）氧气。好氧菌若能供给充足的氧，可能使对数期延长。期延长。延长措施延长措施延长措施延长措施：定时定量加入营养物质，同时排出代谢产物，：定时定量加入营养物质，同时排出代谢产物，或使用连续培养。或使用连续培养。应用意义应用意义应用意义应用意义：由于此时期的菌种比较健壮，生

16、产上用作接种的最佳菌由于此时期的菌种比较健壮，生产上用作接种的最佳菌龄和龄和增殖噬菌体的最适宿主菌龄增殖噬菌体的最适宿主菌龄 ；发酵工业上尽量延长该期，以达到较高的菌体密度发酵工业上尽量延长该期，以达到较高的菌体密度;食品工业上尽量使有害微生物不能进入此期食品工业上尽量使有害微生物不能进入此期;是生理代谢及是生理代谢及遗传研究或进行染色、形态观察等遗传研究或进行染色、形态观察等的良好的良好材料材料。 3 3、静止期、静止期 stationary phasestationary phase又称：稳定期或最高生长期。由于营养消耗，供应又称：稳定期或最高生长期。由于营养消耗，供应不足及代谢产物的积累

17、，这时一部分菌死亡，细菌不足及代谢产物的积累，这时一部分菌死亡，细菌进入静止期。进入静止期。特点：特点：新增殖的细胞数与老细胞的死亡数几乎相等，新增殖的细胞数与老细胞的死亡数几乎相等，微生物的微生物的生长速率处于动态平衡，培养物中的生长速率处于动态平衡，培养物中的活细胞数目达到最高值。活细胞数目达到最高值。细胞分裂速度下降，开始积累内含物，产芽细胞分裂速度下降，开始积累内含物，产芽孢的细菌开始产芽孢。孢的细菌开始产芽孢。此时期的微生物开始此时期的微生物开始合成次生代谢产物合成次生代谢产物，对，对于发酵生产来说，一般在稳定期的后期产物积于发酵生产来说，一般在稳定期的后期产物积累达到高峰，是最佳的

18、收获时期。若目标是菌累达到高峰，是最佳的收获时期。若目标是菌体，则在静止期初期就要及时收获菌体。体，则在静止期初期就要及时收获菌体。产生原因：产生原因：1 1）营养物尤其是生长限制因子的耗尽；）营养物尤其是生长限制因子的耗尽；2 2）营养物的比例失调，例如）营养物的比例失调，例如C CN N比值不合适等；比值不合适等；3 3）酸、醇、毒素或）酸、醇、毒素或H2O2H2O2等有害代谢产物的累积；等有害代谢产物的累积；4 4）pHpH、氧化还原势等物化条件越来越不适宜；、氧化还原势等物化条件越来越不适宜；5 5）溶解氧供应不足。）溶解氧供应不足。应用意义：应用意义： 发酵生产形成的重要时期（抗生素

19、、氨基酸发酵生产形成的重要时期（抗生素、氨基酸等），生产上应尽量延长此期，提高产量。等），生产上应尽量延长此期，提高产量。措施如下：措施如下：措施如下：措施如下： 补充营养物质（补料）补充营养物质（补料） 调调pH pH 调整温度调整温度 4 4、衰亡期、衰亡期 decline phasedecline phase 由于营养缺乏和代谢产物积累造由于营养缺乏和代谢产物积累造成自身中毒，细胞生长受阻，时间和成自身中毒，细胞生长受阻，时间和菌数对数呈反比，生长曲线直线下降。菌数对数呈反比，生长曲线直线下降。特点：特点：特点：特点： 细胞死亡数增加，死亡数大大超过新增殖的细胞数，群体细胞死亡数增加，死

20、亡数大大超过新增殖的细胞数，群体中的活菌数目急剧下降，出现中的活菌数目急剧下降，出现“负生长负生长”。 细胞进行内源性呼吸（因为营养缺乏），出现多形态、畸细胞进行内源性呼吸（因为营养缺乏），出现多形态、畸形或衰退形，芽孢开始释放。形或衰退形，芽孢开始释放。 因菌体本身产生的酶及代谢产物的作用，使菌体死亡。因菌体本身产生的酶及代谢产物的作用，使菌体死亡。 衰亡期比其他各时期时间长，它的长短也与菌种和环境条件衰亡期比其他各时期时间长，它的长短也与菌种和环境条件有关。有关。产生原因：产生原因：产生原因：产生原因： 生长条件的进一步恶化，使细胞内的分解代谢大大超过合生长条件的进一步恶化，使细胞内的分解

21、代谢大大超过合成代谢，继而导致菌体的死亡成代谢，继而导致菌体的死亡（二）连续培养（二）连续培养（continuous culturecontinuous culture）连续培养：连续培养：连续培养：连续培养：在微生物培养的过程中，不断地供给新在微生物培养的过程中，不断地供给新鲜的营养物质，同时排除含菌体及代谢产物的发酵鲜的营养物质，同时排除含菌体及代谢产物的发酵液，让培养的微生物长时间地处于对数生长期，以液，让培养的微生物长时间地处于对数生长期，以利于微生物的增殖速度和代谢活性处于某种稳定状利于微生物的增殖速度和代谢活性处于某种稳定状态。态。 恒化培养器恒化培养器 恒浊培养器恒浊培养器 新鲜

22、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 连续培养与间歇培养不同，它的特点是一方面连续进料，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。它又分为两种：另一方面又连续出料。它又分为两种：恒浊连续培养和恒化恒浊连续培养和恒化连续培养。连续培养。原理：当微生物在单批培养方式下生长达到对数期后期时，原理：当微生物在单批培养方式下生长达到对数期后期时，一方面以一定的速度流进新鲜培养基并搅拌，另一方面以溢一方面以一定的速度流进新鲜培养基并搅拌，另一方面以溢流方式流出培养液，使培养物达到动态平衡，其中的

23、微生物流方式流出培养液，使培养物达到动态平衡，其中的微生物就能长期保持对数期的平衡生长状态和稳定的生长速率。就能长期保持对数期的平衡生长状态和稳定的生长速率。单批培养单批培养 恒浊法恒浊法恒化法恒化法 单批培养单批培养连续培养连续培养时间时间连续流入连续流入新鲜培养液新鲜培养液lg细胞数（个细胞数（个/ml）连续培养连续培养 （1 1）连续培养原理）连续培养原理 1 1、恒浊连续培养、恒浊连续培养 概念：概念：调节培养基流速，使培调节培养基流速，使培养液浊度保持恒定的连续培养养液浊度保持恒定的连续培养方法。方法。原理原理：通过调节新鲜培养基流：通过调节新鲜培养基流入的速度和培养物流出的速度入的

24、速度和培养物流出的速度来来维持菌浓度不变维持菌浓度不变,即浊度不即浊度不变变。主要采用恒浊器，当浊度。主要采用恒浊器，当浊度高时，使新鲜培养基的流速加高时，使新鲜培养基的流速加快，浊度降低，则减慢培养基快，浊度降低，则减慢培养基的流速。的流速。特点：特点：基质过量，微生物始终基质过量，微生物始终以最高速率进行生长，以最高速率进行生长，并可在并可在允许范围内控制不同的菌体密允许范围内控制不同的菌体密度度；但工艺复杂，烦琐。；但工艺复杂，烦琐。使用范围：使用范围：用于生产大量菌用于生产大量菌体、生产与菌体生长相平行体、生产与菌体生长相平行的某些代谢产物，如乳酸、的某些代谢产物，如乳酸、乙醇等。乙醇

25、等。2 2、恒化连续培养、恒化连续培养概念：概念：概念：概念：以恒定流速使营养物质浓度恒定而保持细菌生长速以恒定流速使营养物质浓度恒定而保持细菌生长速率恒定的方法。率恒定的方法。 原理：原理：原理：原理：通过控制某一种营养物浓度通过控制某一种营养物浓度（如碳、氮源、生长因（如碳、氮源、生长因子等）子等） ，使其始终成为，使其始终成为生长限制因子生长限制因子，而达到控制培养液，而达到控制培养液流速保持不变，并使微生物始终在低于其最高生长速率条流速保持不变，并使微生物始终在低于其最高生长速率条件下进行生长繁殖。件下进行生长繁殖。特点：特点：特点：特点：维持营养成分的维持营养成分的亚适量亚适量，控制

26、微生物生长速率。，控制微生物生长速率。菌菌体生长速率恒定，菌体均一、密度稳定，产量低于最高菌体生长速率恒定，菌体均一、密度稳定，产量低于最高菌体产量。体产量。应用范围：应用范围：应用范围：应用范围：实验室科学研究及污水生物处理。实验室科学研究及污水生物处理。常用的限制性营养物质有作为常用的限制性营养物质有作为N N源的氨、氨基酸；作为源的氨、氨基酸；作为C C源的葡萄糖、麦芽糖、乳酸；生长因子、无机盐等。源的葡萄糖、麦芽糖、乳酸；生长因子、无机盐等。恒化器恒化器Chemostat 或或bactogen 稀稀释释率率/ /稀稀释释度度（D D）：新新鲜鲜培培养养基基流流入入的的速速度度为为f f

27、，培培养养器器中中培培养养液液体体积积为为V V，稀稀释释度度为为D=f/VD=f/V，表表示示单单位位时时间间内内，新新加加入入的的培培养养基基体体积积与与培培养养器器内内培培养养基总体积之比。基总体积之比。 随随着着D D增增大大，细细菌菌浓浓度度先先升升后后降降，但但在在相相当当大大范范围围内内这这种种变变化化不不明明显显。当当稀稀释释度度增增大大到到最最大大比比生生长长速速率率时时，微微生生物物的的增增长长速速率率赶赶不不上上流流出出速速率率，结结果果必必然然是是到到某某一一时时刻刻，微微生生物物浓浓度度降降到到维维持持生生长长所所必必需需的的最最低低浓浓度度（临临界界浓浓度度）之之下

28、下，这这时时培培养养器器内内微微生物浓度趋于零。这时的生物浓度趋于零。这时的D D为临界稀释度。为临界稀释度。 装置装置控制对象控制对象培养培养基基培养基培养基流速流速生长速生长速率率产物产物应用应用范围范围恒浊器恒浊器 菌体密度菌体密度（内控制）（内控制）无限无限制生制生长因长因子子不恒定不恒定最高最高大量菌体大量菌体或与菌体或与菌体形成相平形成相平行的产物行的产物生产生产为主为主恒化器恒化器 培养基流培养基流速（外控速（外控制）制）有限有限制生制生长因长因子子恒定恒定低于最低于最高高不同生长不同生长速率的菌速率的菌体体实验实验室为室为主主恒浊器与恒化器的比较恒浊器与恒化器的比较三、细菌生长

29、曲线在废水处理中的应用三、细菌生长曲线在废水处理中的应用 在在废废水水生生物物处处理理时时，可可利利用用不不同同生生长长阶阶段段的的微生物处理废水：微生物处理废水：常规活性污泥法：减速期，静止期常规活性污泥法：减速期，静止期生物吸附法：生长下降阶段（静止期）生物吸附法：生长下降阶段（静止期）高负荷活性污泥法：对数期、减速期高负荷活性污泥法：对数期、减速期延时曝气法：衰亡期延时曝气法：衰亡期 利用对数期进行废水生物处理，虽然反应速率快，利用对数期进行废水生物处理，虽然反应速率快，但想取得稳定的出水及较高的处理效果亦比较困难。故但想取得稳定的出水及较高的处理效果亦比较困难。故一般在废水生物处理工程

30、中，常利用减速生长期或内源一般在废水生物处理工程中，常利用减速生长期或内源呼吸初期的微生物的生长、活动，使废水中的有机物稳呼吸初期的微生物的生长、活动，使废水中的有机物稳定化，并取得较好的处理效果。定化，并取得较好的处理效果。四、微生物生长量的测定方法四、微生物生长量的测定方法 可可根根据据菌菌体体细细胞胞量量、菌菌体体体体积积、重重量量直直接接测测定定，也也可可以以根根据据某某种种细细胞胞物物质质的的含含量量或或某某个个代代谢谢活活动动速速度度间接测定（比浊法，碳、氮含量法，间接测定（比浊法，碳、氮含量法，DNADNA测定法等）。测定法等）。微微生生物物生生长长测测量量方方法法个体计数法个体

31、计数法重重 量量 法法生理指标法生理指标法1.1.血球计数板法血球计数板法原理：原理：将将1mm20.02mm的薄层空间划分为的薄层空间划分为400小格，小格，从中均匀分布地选取从中均匀分布地选取80小格，计数其中的细胞数目，小格，计数其中的细胞数目，换算成单位体积中的细胞数。换算成单位体积中的细胞数。适用范围：适用范围：个体较大细胞或颗粒，如血球、酵母菌个体较大细胞或颗粒，如血球、酵母菌等。不适用于细菌等个体较小的细胞，因为（等。不适用于细菌等个体较小的细胞，因为（1）细）细菌细胞太小，不易沉降；（菌细胞太小，不易沉降；（2）在油镜下看不清网格）在油镜下看不清网格线，超出油镜工作距离。线，超

32、出油镜工作距离。特点：特点：快速，准确，对酵母菌可同时测定出芽率，快速，准确，对酵母菌可同时测定出芽率，或在菌悬液中加入少量美蓝可以区分死活细胞。或在菌悬液中加入少量美蓝可以区分死活细胞。2.2.涂片染色法涂片染色法应用：可同时计数不同微生物的菌数，适于土壤、牛应用：可同时计数不同微生物的菌数，适于土壤、牛奶中细菌计数。奶中细菌计数。 方法：用镜台测微尺计算出视野面积；取方法：用镜台测微尺计算出视野面积；取 0.1ml0.1ml菌液菌液涂于涂于1cm1cm2 2面积上，计数后代入公式：面积上，计数后代入公式： 每每mlml原菌液含菌数原菌液含菌数= =视野中平均菌数视野中平均菌数涂布面积涂布面

33、积/ /视野面积视野面积1010稀释倍稀释倍数数3.平板菌落计数法平板菌落计数法技术要求技术要求：样品充分混匀，操作熟练快速（：样品充分混匀，操作熟练快速（1520min完成操作），严格无菌操作；完成操作），严格无菌操作；注意事项：注意事项：每一支吸管只能用于一个稀释度，样品混匀每一支吸管只能用于一个稀释度，样品混匀处理，倾注平板时的培养基温度；处理，倾注平板时的培养基温度；适用范围：适用范围：中温、好氧和兼性厌氧、能在营养琼脂上生中温、好氧和兼性厌氧、能在营养琼脂上生长的微生物，长的微生物，误差：误差：多次稀释造成的误差是主要来源，其次还有由于多次稀释造成的误差是主要来源，其次还有由于样品内

34、菌体分布不均匀、以及不当操作样品内菌体分布不均匀、以及不当操作4、薄膜过滤计数法薄膜过滤计数法 常用该法测定含菌量较少的空气和水中的常用该法测定含菌量较少的空气和水中的微生物数目。微生物数目。 将定量的样品通过薄膜（硝化纤维素薄膜、将定量的样品通过薄膜（硝化纤维素薄膜、醋酸纤维薄膜）过滤，菌体被阻留在滤膜上，醋酸纤维薄膜）过滤，菌体被阻留在滤膜上，取下滤膜进行培养，然后计算菌落数，可求出取下滤膜进行培养，然后计算菌落数，可求出样品中所含菌数。样品中所含菌数。5.干重法干重法 将一定量的菌液中的菌体通过离心或过滤分离将一定量的菌液中的菌体通过离心或过滤分离出来出来, ,然后烘干然后烘干( (干燥

35、温度可采用干燥温度可采用105105、100100或或80)80)、称重。一般干重为湿重的、称重。一般干重为湿重的10%10%-20%-20%，而一个细，而一个细菌细胞一般重约菌细胞一般重约1010-12-12-10-10-13-13g g。该法适合菌浓度较高的样品。该法适合菌浓度较高的样品。举举例例：大大肠肠杆杆菌菌一一个个细细胞胞一一般般重重约约10101212-10-101313g g，液液体体培培养养物物中中细细胞胞浓浓度度达达到到2 210109 9个个/ml/ml时时，100ml100ml培培养养物可得物可得10-90mg10-90mg干重的细胞。干重的细胞。6.比浊法比浊法原理：

36、是在一定范围内，菌悬液中的细胞浓度与混浊度原理：是在一定范围内，菌悬液中的细胞浓度与混浊度成正比，即与光密度成正比，菌数越多，光密度越大。成正比，即与光密度成正比，菌数越多，光密度越大。因此，借助于分光光度计，在一定波长下测定菌悬液的因此，借助于分光光度计，在一定波长下测定菌悬液的光密度，就可反应出菌液的浓度。光密度，就可反应出菌液的浓度。特点：快速、简便；但易受干扰。特点：快速、简便；但易受干扰。7.生理指标法生理指标法测含氮量测含氮量蛋白质是细胞的主要物质，含量稳定，而氮是蛋白质的主蛋白质是细胞的主要物质，含量稳定，而氮是蛋白质的主要成分，通过测含氮量就可推知微生物的浓度。要成分，通过测含

37、氮量就可推知微生物的浓度。一般细菌含氮量为干重的一般细菌含氮量为干重的12.5%12.5%，酵母菌为，酵母菌为7.5%7.5%，霉菌为，霉菌为6.0%6.0%，根据一定体积培养液中的含氮量再乘以，根据一定体积培养液中的含氮量再乘以6.256.25，就可，就可测得粗蛋白的含量。测得粗蛋白的含量。其他方法其他方法含碳、磷含碳、磷、DNADNA、RNARNA、耗氧量、消耗底物量、产二氧化碳、耗氧量、消耗底物量、产二氧化碳、产酸、产热、粘度等，都可用于生长量的测定。产酸、产热、粘度等，都可用于生长量的测定。五、五、获得纯培养的方法获得纯培养的方法纯培养纯培养(pure culture)(pure cu

38、lture) 微生物学中把从一个细胞或一群相同的细胞经微生物学中把从一个细胞或一群相同的细胞经过培养繁殖而得到的后代过培养繁殖而得到的后代, ,称纯培养称纯培养. .（1 1）液体稀释法液体稀释法（2 2）平板划线分离法（平板划线分离法（Streak Plate）（3 3）平板涂布分离法（平板涂布分离法（Spread Plate）（4 4）选择性培养分离法选择性培养分离法（5 5）单细胞（单孢子）分离法）单细胞（单孢子）分离法 首先将待分离的样品进行连续稀释首先将待分离的样品进行连续稀释, ,目的是得到高度目的是得到高度稀释的效果稀释的效果, ,使一支试管中分配不到一个微生物使一支试管中分配不

39、到一个微生物. .如果经如果经过稀释后的大多数试管中没有微生物生长过稀释后的大多数试管中没有微生物生长, ,那么有微生物那么有微生物生长的试管得到的培养物可能就是由一个微生物个体繁生长的试管得到的培养物可能就是由一个微生物个体繁殖而来的纯培养物殖而来的纯培养物. . 这种方法适合于细胞较大的微生物这种方法适合于细胞较大的微生物. .（1 1）液体稀释法液体稀释法（2 2）平板划线分离法（平板划线分离法（Streak Plate）特点：快速、方便。特点：快速、方便。 分区划线（适用于浓度较大的样品）分区划线（适用于浓度较大的样品） 连续划线（适用于浓度较小的样品）连续划线（适用于浓度较小的样品）

40、（3 3）平板涂布分离法（平板涂布分离法（Spread Plate）简单易行，但易造成机械损伤简单易行，但易造成机械损伤（4 4）选择性培养分离法选择性培养分离法 为了从混杂的微生物群体中分离出某种微生物，为了从混杂的微生物群体中分离出某种微生物，可以根据该微生物的特点，包括营养、生理、生长可以根据该微生物的特点，包括营养、生理、生长条件等，采用选择培养的方法进行分离。条件等，采用选择培养的方法进行分离。利用选择培养基进行直接分离利用选择培养基进行直接分离富集培养富集培养（5 5）单细胞（单孢子）分离法）单细胞（单孢子）分离法 采用显微分离法从混杂群体中直接分离单个细胞采用显微分离法从混杂群体

41、中直接分离单个细胞或单个个体进行培养以获得纯培养的方法。该方法要或单个个体进行培养以获得纯培养的方法。该方法要在显微镜下进行。在显微镜下进行。毛细管法：用毛细管提取微生物个体，适合于较大微毛细管法：用毛细管提取微生物个体，适合于较大微生物。生物。显微操作仪：用显微针、钩、环等挑取单个细胞或孢显微操作仪：用显微针、钩、环等挑取单个细胞或孢子以获得纯培养。子以获得纯培养。小液滴法：将经过适当稀释后的样品制成小液滴，在小液滴法：将经过适当稀释后的样品制成小液滴，在显微镜下选取只含一个细胞的液滴来进行纯培养物的显微镜下选取只含一个细胞的液滴来进行纯培养物的分离。分离。第二节第二节微生物的生存因子微生物

42、的生存因子 微生物与所处的环境之间具有复杂的相互影微生物与所处的环境之间具有复杂的相互影响和相互作用响和相互作用: :一方面一方面, ,各种各样的环境因素对微各种各样的环境因素对微生物的生长和繁殖有影响生物的生长和繁殖有影响, ,另一方面另一方面, ,微生物生长微生物生长繁殖也会影响和改变环境繁殖也会影响和改变环境. .研究环境因素与微生物研究环境因素与微生物之间的关系之间的关系, ,可以通过控制环境条件来利用微生物可以通过控制环境条件来利用微生物有益的一面有益的一面, ,同时防止它有害的一面。同时防止它有害的一面。温度是影响微生物生长的最重要因素之一。温度是影响微生物生长的最重要因素之一。温

43、度对微生物的影响具体表现在：温度对微生物的影响具体表现在：影响酶活性。温度变化影响酶促反应速率，最影响酶活性。温度变化影响酶促反应速率，最终影响细胞合成。终影响细胞合成。影响细胞膜的流动性。温度高，流动性大，有影响细胞膜的流动性。温度高，流动性大，有利于物质的运输，温度低，流动性降低，不利利于物质的运输，温度低，流动性降低，不利于物质运输，因此，温度变化影响营养物质的于物质运输，因此，温度变化影响营养物质的吸收与代谢产物的分泌。吸收与代谢产物的分泌。影响物质的溶解度。对生长有影响。影响物质的溶解度。对生长有影响。一、温度一、温度最低生长温度最低生长温度: : 指微生物能进行繁殖的最低温度界限。

44、指微生物能进行繁殖的最低温度界限。最适生长温度：最适生长温度： 指使微生物迅速生长的温度指使微生物迅速生长的温度 。最高生长温度：最高生长温度： 指微生物生长繁殖的最高温度界限。指微生物生长繁殖的最高温度界限。处于最适生长温度时，生长速度最快，代时最短。处于最适生长温度时，生长速度最快，代时最短。超过最低生长温度时，微生物不生长，温度过低，甚至会死亡。超过最低生长温度时，微生物不生长，温度过低，甚至会死亡。超过最高生长温度时，微生物不生长，温度过高，甚至会死亡。超过最高生长温度时，微生物不生长，温度过高，甚至会死亡。微生物微生物根据微生物的最适生长温度分类根据微生物的最适生长温度分类嗜冷微生物

45、嗜冷微生物嗜温微生物嗜温微生物嗜热微生物嗜热微生物超嗜热或嗜高温微生物超嗜热或嗜高温微生物 微生物类型微生物类型 最低温度最低温度o oC C 最适温度最适温度o oC C 最高温度最高温度o oC C嗜冷微生物嗜冷微生物-5-0-5-05-105-10 20-3020-30嗜温微生物嗜温微生物5-105-1025-4025-4045-5045-50嗜热微生物嗜热微生物303050-6050-6070-8070-80超嗜热或嗜高温微生物超嗜热或嗜高温微生物555570-10570-105110-113110-113嗜冷微生物嗜冷机制：嗜冷微生物嗜冷机制：专性嗜冷菌：最适专性嗜冷菌：最适5-15

46、5-15，最低，最低-12-12，两极地区。，两极地区。 兼性嗜冷菌：最适兼性嗜冷菌：最适10-2010-20，最低，最低，-5-0-5-0，海水及冷藏食品，海水及冷藏食品 嗜冷微生物能在低温下生长的机制在于：嗜冷微生物能在低温下生长的机制在于：（1 1）酶在低温下仍能有效地发挥作用）酶在低温下仍能有效地发挥作用（2 2）细胞膜中不饱和脂肪酸含量较高，低温下仍能保）细胞膜中不饱和脂肪酸含量较高，低温下仍能保持流动状态。低温致死的原因是细胞内水分变成冰晶，持流动状态。低温致死的原因是细胞内水分变成冰晶，造成细胞脱水，还造成细胞尤其是细胞膜的损伤。造成细胞脱水，还造成细胞尤其是细胞膜的损伤。嗜热微

47、生物嗜热机制嗜热微生物嗜热机制嗜热机制：嗜热机制：嗜热机制：嗜热机制：（1 1）酶以及核糖体有较强的抗热性酶以及核糖体有较强的抗热性（2 2）产产生生多多胺胺、热热亚亚胺胺和和高高温温精精胺胺，可可稳稳定定细细胞胞中中与与蛋蛋白白质质合成有关的结构和保护大分子免受高温的损害合成有关的结构和保护大分子免受高温的损害（3 3）核核酸酸具具有有较较高高的的热热稳稳定定性性（核核酸酸中中G+CG+C含含量量高高（tRNAtRNA），可提供形成氢键，增加热稳定性可提供形成氢键，增加热稳定性 ）。）。（4 4）细细胞胞膜膜中中含含有有较较多多的的饱饱和和脂脂肪肪酸酸和和直直链链脂脂肪肪酸酸，较较高高温温度

48、下能维持正常的液晶状态。度下能维持正常的液晶状态。使膜具有热稳定性使膜具有热稳定性（5 5）生生长长速速率率快快，合合成成大大分分子子迅迅速速，可可及及时时弥弥补补由由于于热热所所造造成的大分子的破坏成的大分子的破坏嗜热菌：适于在嗜热菌：适于在45-5045-50中生长，主要分布在温泉、堆肥中生长，主要分布在温泉、堆肥和土壤中。和土壤中。 菌名菌名生长温度生长温度发酵温度发酵温度累积产物温度累积产物温度 （ ） （ ） （ ） Streptococcus thermophilus374737S.lactis3440产细胞：产细胞：2530产乳酸：产乳酸：30Streptomyces grise

49、us3728_Corenybacterium pekinense32 3335_Clostridium acetobutylicum3733_Penicilium chrysogenum302520 以青霉素的生产为例：培养以青霉素的生产为例：培养165165小时采用小时采用分段控制温度分段控制温度分段控制温度分段控制温度的的方法，其青霉素产量比始终在方法，其青霉素产量比始终在30 30 培养提高了培养提高了14.7%14.7%。 分段控制方式分段控制方式分段控制方式分段控制方式：0-50-5小时，小时，30 30 ；5-405-40小时，小时，25 25 ；40-40-125125小时，小时

50、，20 20 ；125-165125-165小时，小时，25 25 。不同生理生化过程的最适温度不同生理生化过程的最适温度 微生物不同生理活动要求不同温度，所以最适生长温度微生物不同生理活动要求不同温度，所以最适生长温度 发发酵速度快、积累代谢产物多。酵速度快、积累代谢产物多。高温与低温对微生物的影响高温与低温对微生物的影响1 1、高温对微生物的影响、高温对微生物的影响 高温下蛋白质不可逆变性，膜受热出现小孔，高温下蛋白质不可逆变性，膜受热出现小孔，破坏细胞结构（溶菌）。用于灭菌。破坏细胞结构（溶菌）。用于灭菌。2 2、低温对微生物的影响、低温对微生物的影响 当环境温度低于微生物的最适生长温度

51、时，微当环境温度低于微生物的最适生长温度时，微生物的生长繁殖停止，用于保存食物和菌种。生物的生长繁殖停止，用于保存食物和菌种。造成死亡的原因：造成死亡的原因：冻结时细胞水分变成冰晶，冰晶对细胞膜产生机械冻结时细胞水分变成冰晶，冰晶对细胞膜产生机械损伤，膜内物质外漏。损伤，膜内物质外漏。冻结过程造成细胞脱水冻结过程造成细胞脱水二、二、pHpHpHpH值值对微生物生长的影响机制对微生物生长的影响机制影响膜表面电荷的性质及膜的通透性，进而影响对影响膜表面电荷的性质及膜的通透性，进而影响对物质的吸收能力。物质的吸收能力。改变酶活、酶促反应的速率及代谢途径：如：酵母改变酶活、酶促反应的速率及代谢途径：如

52、：酵母菌在菌在pH4.5-5pH4.5-5产乙醇，在产乙醇，在 pH6.5pH6.5以上产甘油、酸。以上产甘油、酸。环境环境pHpH值还影响培养基中营养物质的值还影响培养基中营养物质的离子化程度，离子化程度，从而影响营养物质吸收，从而影响营养物质吸收，或或有有毒物质的毒性。毒物质的毒性。 不不同同微微生生物物生生长长所所需需的的pHpH不不同同。大大多多数数微微生生物物最最适适pH pH 6.5-7.56.5-7.5，适应范围在适应范围在pH 4-10pH 4-10之间。之间。 能能在在pH pH 1-51-5范范围围内内生生长长的的微微生生物物称称为为专专性性嗜嗜酸酸微微生生物物，如氧化硫硫

53、杆菌、酸热硫化叶菌；如氧化硫硫杆菌、酸热硫化叶菌； 能能在在酸酸性性条条件件下下也也能能在在中中性性条条件件下下生生长长的的为为兼兼性性嗜嗜酸酸微生物微生物； 能能在在高高pHpH下下生生长长的的为为嗜嗜碱碱性性微微生生物物，如如巴巴氏氏芽芽孢孢杆杆菌菌能在能在pH 11.2-11.6pH 11.2-11.6条件下生长（最适条件下生长（最适pH 9.6pH 9.6）。）。 微生物微生物最低最低pHpH最适最适pHpH最高最高pHpH细菌细菌3-53-56.5-7.56.5-7.58-108-10酵母菌酵母菌2-32-34.5-5.54.5-5.57-87-8霉菌霉菌1-31-34.5-5.54

54、.5-5.57-87-8 在在培培养养微微生生物物的的过过程程中中，随随着着微微生生物物的的生生长繁殖和代谢进行，长繁殖和代谢进行，pHpH会变化：会变化： 碳源：葡萄糖、乳糖碳源：葡萄糖、乳糖有机酸有机酸pHpH下降下降 氮氮源源：蛋蛋白白质质、蛋蛋白白胨胨、氨氨基基酸酸氨氨、胺胺类类pHpH上升上升 （NHNH4 4）2 2SOSO4 4SOSO4 42-2-pHpH下降下降 NaNa2 2NONO3 3NONO3 32-2-被吸收被吸收pHpH上升上升 尿素尿素氨氨pHpH上升上升 同一种微生物在其不同的生长阶段和不同的生理生化过同一种微生物在其不同的生长阶段和不同的生理生化过程中，对程

55、中，对pH值的要求也不同。值的要求也不同。 例如：黑曲霉例如：黑曲霉 （AspergillusAspergillus nigerniger）在在pH2-2.5pH2-2.5范范围时有利于合成柠檬酸，当在围时有利于合成柠檬酸，当在pH2.56.5pH2.56.5范围内时以菌体范围内时以菌体生长为主，而在生长为主，而在pH7.0pH7.0时，则以合成草酸为主。时，则以合成草酸为主。 微生物微生物 生长最适生长最适pH 合成抗生素最适合成抗生素最适pH灰色链霉菌灰色链霉菌6.36.96.77.3红霉素链霉菌红霉素链霉菌6.67.06.87.3产黄青霉产黄青霉6.57.26.26.8金霉素链霉菌金霉素

56、链霉菌6.16.65.96.3龟裂链霉菌龟裂链霉菌6.06.65.86.1灰黄青霉灰黄青霉6.47.06.26.5生长的最适生长的最适pHpH值与发酵的最适值与发酵的最适pHpH值值三、氧化还原电位（三、氧化还原电位（EhEh） 指指的的是是氧氧化化体体系系供供给给电电子子（作作为为还还原原剂剂）或或接接受受电电子子（作作为为氧氧化化剂剂）的的趋趋势势的的度度量量，单单位位为为V V或或mV mV 。 氧化环境有正电位，还原环境有负电位。氧化环境有正电位，还原环境有负电位。 各种微生物需要的氧化还原电位不同：各种微生物需要的氧化还原电位不同：好氧微生物：好氧微生物： +0.1 V +0.1 V

57、 最适最适+0.3+0.4V+0.3+0.4V厌氧微生物：厌氧微生物：0.1V;0.1V;专性厌氧菌：专性厌氧菌：-0.2-0.25V-0.2-0.25V产甲烷菌：产甲烷菌：-0.3-0.4V-0.3-0.4V影响因素：影响因素：1 1、氧分压：分压高，氧化还原电位高、氧分压：分压高，氧化还原电位高2 2、pHpH：pHpH低，氧化还原电位低低，氧化还原电位低3 3、微微生生物物的的生生长长：对对有有机机物物的的氧氧化化可可使使氧氧化化还还原原电电位位下下降降，在在代代谢谢过过程程所所产产生生的的H H2 2、H H2 2S S也也使使氧氧化化还还原原电电位位下下降降。加加入入还还原原剂剂可可

58、使使氧氧化化还还原原电电位位下下降降。要要提高氧化还原电位，提高氧的通气量。提高氧化还原电位，提高氧的通气量。 氧化还原电位影响微生物许多酶的活性，也影响氧化还原电位影响微生物许多酶的活性，也影响细胞的呼吸作用。在某些条件下，如果保持低的氧化细胞的呼吸作用。在某些条件下，如果保持低的氧化还原电位，则专性厌氧菌可不被氧杀死。所以有人认还原电位，则专性厌氧菌可不被氧杀死。所以有人认为氧不是专性厌氧菌的致死原因，而是由于氧所形成为氧不是专性厌氧菌的致死原因，而是由于氧所形成的高氧化还原电位。的高氧化还原电位。四、溶解氧四、溶解氧微生物对氧的需要和耐受力在不同微生物对氧的需要和耐受力在不同的类群中变化

59、很大，根据微生物与的类群中变化很大，根据微生物与氧的关系氧的关系, ,可把它们分为几种类群可把它们分为几种类群: : 专性好氧菌专性好氧菌: : 好氧菌好氧菌 微好氧菌：微好氧菌： 兼性厌氧菌兼性厌氧菌 耐氧厌氧菌：耐氧厌氧菌： 厌氧菌厌氧菌 ( (专性专性) )厌氧菌：厌氧菌：（一）好氧微生物与氧的关系（一）好氧微生物与氧的关系 大大多多数数细细菌菌、大大多多数数放放线线菌菌、霉霉菌菌、原原生生动动物、微型后生动物都属于好氧性微生物。物、微型后生动物都属于好氧性微生物。 氧对好氧微生物的作用：氧对好氧微生物的作用：1 1、作为微生物好氧呼吸中电子传递链的最终受体、作为微生物好氧呼吸中电子传递

60、链的最终受体2 2、参与甾醇类和不饱和脂肪酸的生物合成、参与甾醇类和不饱和脂肪酸的生物合成 在在利利用用氧氧的的过过程程中中，氧氧可可产产生生各各种种有有毒毒的的代代谢谢产产物物如如过过氧氧化化氢氢、羟羟自自由由基基、超超氧氧阴阴离离子子等等，好氧微生物体内具有好氧微生物体内具有SODSOD、过氧化物酶可清除之。、过氧化物酶可清除之。 好氧微生物需要的是溶解氧。氧的溶解度与水温、好氧微生物需要的是溶解氧。氧的溶解度与水温、大气压有关。温度低，溶解度大；压力大，溶解度大。大气压有关。温度低，溶解度大；压力大，溶解度大。在纯水中在纯水中00时氧溶解度时氧溶解度14mg/L14mg/L；10-11.

61、3mg/L10-11.3mg/L；20-9.2 mg/L20-9.2 mg/L；30-7.7 mg/L30-7.7 mg/L。含有机物的污水溶含有机物的污水溶解度很低。解度很低。 好氧微生物需要供给充足的氧气。实验室内振荡好氧微生物需要供给充足的氧气。实验室内振荡培养，工业生产上采用通入无菌空气和搅拌等方法供培养，工业生产上采用通入无菌空气和搅拌等方法供氧。污水处理中利用各种充氧设备充氧，供给量根据氧。污水处理中利用各种充氧设备充氧，供给量根据微生物的数量、理化性质、基质性质及浓度综合考虑。微生物的数量、理化性质、基质性质及浓度综合考虑。一般来说，溶解氧质量浓度维持在一般来说，溶解氧质量浓度维

62、持在3-4mg/L3-4mg/L，若供氧不若供氧不足，废水处理效果不好。足，废水处理效果不好。（二）兼性厌氧菌与氧的关系（二）兼性厌氧菌与氧的关系 兼兼性性厌厌氧氧菌菌既既有有脱脱氧氧酶酶又又有有氧氧化化酶酶，因因此此既既能能在在无无氧氧条条件件下下又又能能在在有有氧氧条条件件下下生生存存。在在有有氧氧条条件件下下，氧氧化化酶酶活活性性强强，可可进进行行氧氧化化磷磷酸酸化化；无无氧氧时时，细细胞胞色色素素和和电电子子传传递递体体系系的的其其他他组组分分减减少少或或丧丧失失，但充氧后又可全部恢复。但充氧后又可全部恢复。 兼兼性性微微生生物物包包括括酵酵母母菌菌、肠肠道道细细菌菌、硝硝酸酸盐盐还还

63、原原菌菌、人人和和动动物物致致病病菌菌、某某些些原原生生动动物物、微微型型后后生生动物、个别真菌。动物、个别真菌。 酵母在有氧条件下进行好氧呼吸，将有机物氧酵母在有氧条件下进行好氧呼吸，将有机物氧化成二氧化碳和水；无氧条件下，发酵葡萄糖产生化成二氧化碳和水；无氧条件下，发酵葡萄糖产生乙醇和二氧化碳。在发酵过程中通入氧，发酵速度乙醇和二氧化碳。在发酵过程中通入氧，发酵速度下降，葡萄糖利用速度下降，氧对葡萄糖的利用有下降，葡萄糖利用速度下降，氧对葡萄糖的利用有抑制作用抑制作用巴斯德效应。原因在于有氧的情况下，巴斯德效应。原因在于有氧的情况下，氧化磷酸化使氧化磷酸化使NADHNADH的的H+H+不再

64、转给丙酮酸生成乳酸而不再转给丙酮酸生成乳酸而是传给氧产生是传给氧产生ATPATP，丙酮酸进入丙酮酸进入TCATCA循环使柠檬酸浓循环使柠檬酸浓度增加，高含量的度增加，高含量的ATPATP及柠檬酸抑制磷酸果糖激酶的及柠檬酸抑制磷酸果糖激酶的活性，从而减慢糖酵解的速度。活性，从而减慢糖酵解的速度。 兼性厌氧菌在污水处理中有积极作用。在供氧兼性厌氧菌在污水处理中有积极作用。在供氧不足的条件下，它们可对有机物进行不彻底的氧化，不足的条件下，它们可对有机物进行不彻底的氧化，将大分子的蛋白质、脂肪、糖类分解成小分子的有将大分子的蛋白质、脂肪、糖类分解成小分子的有机酸和醇。机酸和醇。（三）厌氧微生物：（三）

65、厌氧微生物： 专性厌氧微生物专性厌氧微生物梭菌属、拟杆菌、产甲烷菌等。梭菌属、拟杆菌、产甲烷菌等。 耐耐氧氧的的厌厌氧氧微微生生物物氧氧的的存存在在对对它它们们无无影影响响，不不利利用氧也不中毒。如乳酸菌。用氧也不中毒。如乳酸菌。 专专性性厌厌氧氧微微生生物物的的生生存存环环境境中中绝绝对对不不能能有有氧氧，有有氧氧存存在在时时代代谢谢产产生生的的NADHNADH2 2和和O O2 2反反应应产产生生H H2 2O O2 2、NADNAD，还还可可产产生生超超氧氧阴阴离离子子，而而且且专专性性厌厌氧氧微微生生物物不不具具备备SODSOD、H H2 2O O2 2酶酶。耐耐氧氧的的厌厌氧氧微微生

66、生物物具具有有SODSOD，但但缺缺乏乏H H2 2O O2 2酶酶，H H2 2O O2 2积积累累过过多多仍仍会被氧化。会被氧化。 厌氧微生物的培养：厌氧微生物的培养： 可用可用N N2 2、H H2 2、HeHe驱赶氧；驱赶氧；加入氧化还原颜料加入氧化还原颜料甲基兰甲基兰或刃天青指示培养基的氧化还或刃天青指示培养基的氧化还原电位；要预先还原，将氧化原电位；要预先还原，将氧化还原电位降到一定值，可加入还原电位降到一定值，可加入还原剂、维生素还原剂、维生素C C、巯基乙醇、巯基乙醇、半胱氨酸盐酸盐等。半胱氨酸盐酸盐等。厌厌氧氧罐罐五、太阳辐射五、太阳辐射 波波长长小小于于1000nm1000

67、nm的的红红外外辐辐射射，可可被被光光合合细细菌菌利利用用作作为为能能源源；波波长长380-760nm380-760nm的的可可见见光光是是蓝蓝细细菌菌、藻藻类类进行光合作用的能源。进行光合作用的能源。 光光氧氧化化作作用用：强强烈烈的的可可见见光光可可引引起起微微生生物物的的死死亡亡。当当光光线线被被细细胞胞内内色色素素吸吸收收后后，在在有有氧氧的的条条件件下下，可可产产生生许许多多氧氧自自由由基基，引引起起一一些些酶酶或或其其他他敏敏感感部部分分失失去去活活性。性。 光动力作用：在细菌悬液中加入荧光染料光动力作用：在细菌悬液中加入荧光染料, , 细菌细菌对可见光具有高度敏感性，照射几分钟后

68、即可引起死对可见光具有高度敏感性，照射几分钟后即可引起死亡，其原因是染色剂诱使细胞吸收可见光内某些波长亡，其原因是染色剂诱使细胞吸收可见光内某些波长的光线而导致细胞死亡。的光线而导致细胞死亡。 六、水的活度与渗透压六、水的活度与渗透压 （一）水活度（一）水活度 水水活活度度是是在在一一定定的的物物质质中中含含有有可可利利用用水水分分的的一一种种表表达达方方式式。水水的的可可利利用用性性既既取取决决于于水水的的含含量量也也取取决决于于水水被被吸吸附附的的紧紧密密程程度度和和有有机机体体把把水水移移进进体体内内的的效效力力大大小小。水水对对微微生生物物的的影影响响可可以以用用水水的的活活度度值值a

69、 aw w这这个个参参数数来来表表示示，a aw w表表示示水水的的吸吸附附和和溶溶液液因因子子对对水水可可利利用用性性的的影影响响的的一一个个指指标标，定定义义为为：一一定定温温度度下下（2525度度），某某溶溶液液或或物物质质在在与与一一定定空空间间空空气气相相平平衡衡时时的的含含水水量量与与空空气饱和水量的比值。气饱和水量的比值。 水水的的活活度度分分基基质质的的水水活活度度（吸吸附附影影响响）和和渗渗透压的水活度（受溶质相互作用的影响）。透压的水活度（受溶质相互作用的影响）。 大大多多数数微微生生物物在在a aw w为为0.95-0.990.95-0.99时时生生长长最最好好，低低至至

70、0.60-0.700.60-0.70时时除除少少数数真真菌菌和和酵酵母母菌菌外外，大大多多数微生物不能生长。数微生物不能生长。（二）渗透压（二）渗透压 渗渗透透压压的的大大小小决决定定于于浓浓度度。在在一一定定容容量量的的溶溶液液中中所所含含溶溶质质的的分分子子或或离离子子的的数数量量与与渗渗透透压压成成正正比比。在在同同一一浓浓度度的的溶溶液液中中，含含小小分分子子溶溶质质的的溶溶液液渗渗透透压压大大。离离子子溶溶液液的的渗渗透透压压比比分分子子溶溶液液大大。G G+ +渗透压大于渗透压大于G G- -（G G+ +中凝聚着某些氨基酸）。中凝聚着某些氨基酸）。 微生物在不同渗透压溶液中有不同

71、反应：微生物在不同渗透压溶液中有不同反应：等渗等渗0.5-0.85% 0.5-0.85% NaClNaCl 溶液，生长良好溶液，生长良好低渗低渗破裂破裂高渗高渗质壁分离。质壁分离。 嗜嗜高高渗渗微微生生物物：花花蜜蜜酵酵母母属属和和某某些些霉霉菌菌可可在在蜜蜜饯饯上上生生长长。盐盐杆杆菌菌可可使使盐盐渍渍食食品品腐腐败败，如如咸咸鱼鱼上上长长的的红红色色细细菌菌。酱酱油油变变质质时时表表面面生生产产菌菌蹼蹼产产膜膜性性酵酵母母菌菌。极极端端嗜嗜盐盐菌菌（古古细细菌菌）可可在在15-30%15-30%的的盐盐溶溶液液中中生生长长，可可应应用用于于含含盐盐量量高高的废水生物处理上。的废水生物处理上

72、。 细菌能调节体内的离子浓度，以适应不同细菌能调节体内的离子浓度，以适应不同的渗透压力，主要是的渗透压力，主要是K K+ +。当细菌处于高渗溶液中当细菌处于高渗溶液中能大量积累能大量积累K K+ +（可高于外环境可高于外环境64-14064-140倍），反之倍），反之排排K K+ +。 七、表面张力七、表面张力 液液体体表表面面的的分分子子被被它它周周围围和和内内部部的的分分子子所所吸吸引引，而而使使液液面面趋趋向向收收缩缩，这这种种力力量量称称为为表表面面张张力力，表表示示为为作作用用在在单单位位长长度度上上的的收收缩缩力力。培培养养基基表表面面张张力力为为4.5-4.5-6.56.5101

73、0-4-4N/mN/m，适适合合微微生生物物生生长长。再再降降低低时时将将影影响响菌菌体形态、生长和繁殖。体形态、生长和繁殖。 不不同同细细菌菌对对表表面面张张力力的的忍忍受受力力不不同同，G G- -大大于于G G+ +。2020，4.04.01010-4-4N/mN/m适适合合G G- -的的生生长长。在在培培养养液液中中加加入入甘甘氨氨胆胆酸酸钠钠和和牛牛磺磺酸酸钠钠（胆胆酸酸盐盐），使使表表面面张张力力降降至至3.72-3.753.72-3.751010-4-4N/mN/m，此此时时肺肺炎炎球球菌菌和和链链球球菌菌等等G G+ +将将发发生生细细胞胞溶溶解解现现象象。可可用用胆胆汁汁溶溶解解实实验验鉴鉴别别。肠肠道道内内的的细细菌菌因因长长期期生生存存在在富富含含胆胆汁汁的的肠肠道道中中，可可适适应应降降低低的表面张力，故胆酸盐广泛应用于大肠菌群的分离。的表面张力，故胆酸盐广泛应用于大肠菌群的分离。