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1、关于微生物的生长繁殖与生存因子(2)第一页，讲稿共四十九页哦各类细菌都是倾向于各类细菌都是倾向于群居群居（物以类聚）（物以类聚）n n提问：提问：弱势生物的群居优势是什么？弱势生物的群居优势是什么？n生存状况提高，攻防具佳生存状况提高，攻防具佳n（攻）（攻）群居的细菌获得营养的能力大大高于游离的细群居的细菌获得营养的能力大大高于游离的细菌，菌，（防）（防）群居的细菌不易被天敌伤害，还能释放群居的细菌不易被天敌伤害，还能释放类似外激素的调节因子，使群体主动适应环境的变类似外激素的调节因子，使群体主动适应环境的变化，可有性生殖；化，可有性生殖；n团结就是力量团结就是力量第二页，讲稿共四十九页哦n
2、n外界因素引起的细菌数量的增加、停滞、衰减等变外界因素引起的细菌数量的增加、停滞、衰减等变外界因素引起的细菌数量的增加、停滞、衰减等变外界因素引起的细菌数量的增加、停滞、衰减等变化。化。化。化。n n提问：如何研究呢？提问：如何研究呢？提问：如何研究呢？提问：如何研究呢？n n测菌数量变化与外因的关系测菌数量变化与外因的关系测菌数量变化与外因的关系测菌数量变化与外因的关系细菌群体力量改变环境细菌群体力量改变环境通常都是将细菌群体作为研究对象，考察细菌群体的生通常都是将细菌群体作为研究对象，考察细菌群体的生长规律长规律“生、老、病、死生、老、病、死”。n n提问：细菌群的提问：细菌群的提问：细菌
3、群的提问：细菌群的“生、老、病、死生、老、病、死生、老、病、死生、老、病、死”表现为何呢？表现为何呢？表现为何呢？表现为何呢？第三页，讲稿共四十九页哦第一节第一节 微生物的生长繁殖微生物的生长繁殖主要内容：主要内容：微生物的生长繁殖概念微生物的生长繁殖概念 细菌的生长曲线细菌的生长曲线 微生物生长曲线在污（废）水生物处理中的应用微生物生长曲线在污（废）水生物处理中的应用 第四页，讲稿共四十九页哦一个微生物细胞合适的外界条件，吸收营养物质，进行代谢。如果同化作用的速度超过了异化作用个体的生长原生质的总量（重量、体积、大小）就不断增加如果各细胞组分是按恰当的比例增长时，则达到一定程度后就会发生繁殖
4、，引起个体数目的增加。群体内各个个体的进一步生长群体的生长第五页，讲稿共四十九页哦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异化作用时，生命个体的重量和体积不断增大的过程。大的过程。生长生长生命个体生长到一定阶段，通过特定方式产生新的生命个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。体，即引起生命个体数量增加的生物学过程。繁殖繁殖 群体生长的实质是包含着个体细胞生长与繁殖交替进行的过程群体生长的实质是包含着个体细胞生长与繁殖交替进行的过程:群体生长群体生长
5、 =个体生长个体生长 +个体繁殖个体繁殖一、微生物生长繁殖的概念一、微生物生长繁殖的概念第六页，讲稿共四十九页哦世代时间世代时间简称代时（简称代时（eneration time,G eneration time,G）：就是一个世代所需的时间，因而也就是群体就是一个世代所需的时间，因而也就是群体细胞数目扩大细胞数目扩大1倍所需的时间，有时也被称倍所需的时间，有时也被称为倍增时间。为倍增时间。单细胞微生物的世代时间：两次细胞分裂之间的时间。单细胞微生物的世代时间：两次细胞分裂之间的时间。多细胞生物的世代时间：两次繁殖之间的时间。多细胞生物的世代时间：两次繁殖之间的时间。世代时间的大小反映了一种微生
6、物繁殖速度的快慢。世代时间的大小反映了一种微生物繁殖速度的快慢。不同种的微生物，其生长繁殖速度不同。原核微生物的繁殖速度一般比不同种的微生物，其生长繁殖速度不同。原核微生物的繁殖速度一般比真核微生物快。真核微生物快。第七页，讲稿共四十九页哦“生、老、病、死生、老、病、死”（根据投食方式）（根据投食方式）分分分批培养分批培养、连续式培养、连续式培养两种情况两种情况1.1.分批培养分批培养只有开始时的只有开始时的一次性投料和接种细菌一次性投料和接种细菌（其余时间细菌根据环境变化自行生灭）（其余时间细菌根据环境变化自行生灭）（“坐吃山空型坐吃山空型”）应用应用：生理特性研究、生物发酵和生物治污：生理
7、特性研究、生物发酵和生物治污：生理特性研究、生物发酵和生物治污：生理特性研究、生物发酵和生物治污二、研究微生物生长的方法二、研究微生物生长的方法第八页，讲稿共四十九页哦生长曲线的制作：接种接种适温培养适温培养定时取样测定时取样测定生长量定生长量将少量细菌的纯培养，接种到一恒定容积的新鲜液体培养基中，将少量细菌的纯培养，接种到一恒定容积的新鲜液体培养基中，在适宜条件下培养，每隔一定时间取样，测菌细胞数目。以培养在适宜条件下培养，每隔一定时间取样，测菌细胞数目。以培养时间为横坐标，以细菌增长数目的对数为纵坐标，绘制所得的时间为横坐标，以细菌增长数目的对数为纵坐标，绘制所得的一一条反映细菌在整个培养
8、期间菌数变化规律的曲线。条反映细菌在整个培养期间菌数变化规律的曲线。第九页，讲稿共四十九页哦细菌细菌纯培养纯培养生长曲线图生长曲线图 生生 长长 速速 率率 静止期静止期 衰亡衰亡期期 细细菌菌数数目目的的对对数数值值 0时间时间t t总菌数总菌数总菌数总菌数活菌数活菌数活菌数活菌数 停停 滞滞 期期对对数数期期0 0+_ _时期的划分：按照生长速率常数（时期的划分：按照生长速率常数（growth race constantgrowth race constant）不同）不同第十页，讲稿共四十九页哦第十一页，讲稿共四十九页哦 （1 1）停滞期）停滞期特点：代谢活跃，特点：代谢活跃，个体体积、重
9、量增个体体积、重量增高。高。不立即进行细胞分裂、增殖，不立即进行细胞分裂、增殖，数量不变数量不变甚至减少甚至减少 细细 菌菌 停停 数数滞滞 目目期期 的的 对对 数数 值值 0时间时间t提问：为什么会出现停滞期呢提问：为什么会出现停滞期呢？适应环境（合成相应的酶），适应环境（合成相应的酶），营养储备（用于复制合成）营养储备（用于复制合成）？岗前培训岗前培训岗前培训岗前培训“万事开头难万事开头难”第十二页，讲稿共四十九页哦菌种菌种：繁殖速度较快的菌种的停滞期一般较短；繁殖速度较快的菌种的停滞期一般较短；接种物菌龄接种物菌龄：用对数生长期的菌种接种时，其停滞期较短，甚至检用对数生长期的菌种接种时
10、，其停滞期较短，甚至检查不到停滞期；查不到停滞期；接种量：一般来说，接种量：一般来说，接种量增大可缩短甚至消除停滞期；接种量增大可缩短甚至消除停滞期；培养基成分：培养基成分：在营养成分丰富的天然培养基上生长的停滞期比在合在营养成分丰富的天然培养基上生长的停滞期比在合成培养基上生长时短；成培养基上生长时短；接种后培养基成分有较大变化时，会使停滞期加长。接种后培养基成分有较大变化时，会使停滞期加长。影响停滞期长短的因素：影响停滞期长短的因素：第十三页，讲稿共四十九页哦提问：根据上述原因选择接种何种状态的细菌停滞期会较长？提问：根据上述原因选择接种何种状态的细菌停滞期会较长？对数期的细菌、静止期或衰
11、亡期、受损细胞、富集培养基的细菌对数期的细菌、静止期或衰亡期、受损细胞、富集培养基的细菌后三种后三种静止期细胞静止期细胞静止期细胞静止期细胞基基基基本耗尽了各种辅本耗尽了各种辅本耗尽了各种辅本耗尽了各种辅酶或其他细胞成酶或其他细胞成酶或其他细胞成酶或其他细胞成分分分分受损细胞养受损细胞养受损细胞养受损细胞养伤修复伤修复伤修复伤修复富集培养基细富集培养基细富集培养基细富集培养基细菌需要合成菌需要合成菌需要合成菌需要合成“自力更生自力更生自力更生自力更生”酶酶酶酶第十四页，讲稿共四十九页哦A在实际工作中如接种菌种以启动新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，的水处理设施，投加
12、新鲜污泥时，接种的细菌不习惯于新环境，会出接种的细菌不习惯于新环境，会出现或长或短的停滞期，现或长或短的停滞期，采用处于采用处于高效菌群对数期的菌种高效菌群对数期的菌种、增大接种量增大接种量、尽量保持、尽量保持接接种前后所处的培养介质和条件一致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。等方法来缩短或消除停滞期。提问：提问：我们可以通过哪些手段缩短停滞期呢？我们可以通过哪些手段缩短停滞期呢？A停滞期的出现会增加操作时间，停滞期的出现会增加操作时间，降低工作效率！降低工作效率！第十五页，讲稿共四十九页哦（2 2）对数期）对数期 细细 菌菌 数数 目目 的的 对对 对对 数数 数数 期
13、期 值值 0时间时间t 如大肠杆菌在如大肠杆菌在20时其代时是时其代时是35条件下的条件下的2倍；倍；伤寒杆菌在含伤寒杆菌在含0.125的蛋白胨的蛋白胨培养基中的代时为培养基中的代时为800min，而，而在含在含1.0时仅为时仅为40min。特点：繁殖速度最快，特点：繁殖速度最快，代谢最旺盛，代时最短代谢最旺盛，代时最短应用：接种用的好种子应用：接种用的好种子 ；代谢、生理研究的好材料；代谢、生理研究的好材料提问：细菌的代时与哪些因素有关？提问：细菌的代时与哪些因素有关？n n 种类遗传、个体健康情况种类遗传、个体健康情况(营养、环境营养、环境条件条件)？（青年）（青年）第十六页，讲稿共四十九
14、页哦G=(tG=(t2 2-t-t1 1)/n)/n =(t =(t2 2-t-t1 1)/3.322(lgX)/3.322(lgX2 2-lgX-lgX1 1)R=1/GR=1/G =3.322(lgX =3.322(lgX2 2-lgX-lgX1 1)/(t)/(t2 2-t-t1 1)X X2 2=X=X1 1 2 2n n 两边取对数：两边取对数：lgXlgX2 2=lgX=lgX1 1+nlg2 +nlg2 （lg2lg2=0.301）n=3.322(lgX2-lgX1)n=3.322(lgX2-lgX1)x2x1t1t2Lg 细胞数/ml培养时间对数期三个重要参数（1）繁殖代数）繁
15、殖代数(n)（3）生长速率常数）生长速率常数(R)（2）代时）代时(G)第十七页，讲稿共四十九页哦（3 3）静止期（中年）静止期（中年）特点：特点：出生率死亡率出生率死亡率微生物的微生物的生长速率处于动态平衡，培养物中的细胞数目达到最高值生长速率处于动态平衡，培养物中的细胞数目达到最高值细胞分裂速度下降，开始积累内含物，产芽孢的细菌开始产芽孢细胞分裂速度下降，开始积累内含物，产芽孢的细菌开始产芽孢 细细 菌菌 停停 数数 滞滞 目目 期期 的的 对对 静止期静止期 对对 数数衰亡期衰亡期 数数 期期 值值 0 t 时间时间产生原因：产生原因：营养物尤其是生长限制营养物尤其是生长限制因子的耗尽；
16、因子的耗尽；营养物的比例失调，如营养物的比例失调，如碳氮比不合适碳氮比不合适;有害代谢废物的积累有害代谢废物的积累（酸、醇、毒素等）（酸、醇、毒素等）物化条件（物化条件（pH、氧化、氧化还原势等）不合适还原势等）不合适;第十八页，讲稿共四十九页哦（4 4）衰亡期（老年）衰亡期（老年）特点：特点：生长速率负增长，生长速率负增长，群体中的活菌数目急剧下降，群体中的活菌数目急剧下降，死亡率出生率；死亡率出生率；细胞形态多样，出现畸形，形成衰退型；细胞形态多样，出现畸形，形成衰退型；蛋白水解酶活跃，出现蛋白水解酶活跃，出现菌体死亡、自溶等，发生自溶的菌生长曲线表现为向下跌落的趋势菌体死亡、自溶等，发生
17、自溶的菌生长曲线表现为向下跌落的趋势；芽孢细菌芽孢大量释放。芽孢细菌芽孢大量释放。细细 菌菌 延延 数数 缓缓 目目 期期 的的 对对 稳定期稳定期 对对 数数 衰亡期衰亡期 数数 期期 值值 0 t 时间时间产生原因：产生原因：生长条件的进一步恶化，使细胞内生长条件的进一步恶化，使细胞内的分解代谢大大超过合成代谢，继的分解代谢大大超过合成代谢，继而导致菌体的死亡。而导致菌体的死亡。？提问：如何给细菌延年益寿呢？提问：如何给细菌延年益寿呢？补营养、环保（去除环境毒物）补营养、环保（去除环境毒物）第十九页，讲稿共四十九页哦n n如果把地球看作是封闭的间歇式培养基，人类看作是细菌，人如果把地球看作
18、是封闭的间歇式培养基，人类看作是细菌，人如果把地球看作是封闭的间歇式培养基，人类看作是细菌，人如果把地球看作是封闭的间歇式培养基，人类看作是细菌，人口若不加控制，必将经历由于资源枯竭，污染物遍地而引发的口若不加控制，必将经历由于资源枯竭，污染物遍地而引发的口若不加控制，必将经历由于资源枯竭，污染物遍地而引发的口若不加控制，必将经历由于资源枯竭，污染物遍地而引发的大灭绝大灭绝大灭绝大灭绝。n n自救自救节约、节育节约、节育防止防止防止防止“营养物消耗过快营养物消耗过快营养物消耗过快营养物消耗过快”，环环保保防止防止防止防止“有害代谢物毒性抑制有害代谢物毒性抑制有害代谢物毒性抑制有害代谢物毒性抑制
19、”。人类人类群体群体有类有类似规似规律吗律吗？第二十页，讲稿共四十九页哦2.2.连续培养连续培养连续培养类型连续培养类型恒浊连续培养恒浊连续培养恒化连续培养恒化连续培养一方面连续进料，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。原理：进料原理：进料=补足营养补足营养(“污染物污染物”)出料出料=稀释菌浓度、毒物浓度稀释菌浓度、毒物浓度第二十一页，讲稿共四十九页哦 （1 1）恒浊连续培养）恒浊连续培养 恒浊恒浊培养基浊度培养基浊度恒定（实质是细菌数恒定（实质是细菌数量恒定）量恒定）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出出出出水水水水n n很少应用很少应用很少应
20、用很少应用 反反反反馈馈馈馈控控控控制制制制第二十二页，讲稿共四十九页哦化化？新鲜培养基新鲜培养基流速控制阀流速控制阀出出出出水水水水n n应用：应用：应用：应用：环境工程、生物工程、环境工程、生物工程、实验室研究实验室研究（细菌生理特性研（细菌生理特性研究、细菌的快速筛选等究、细菌的快速筛选等）。）。流速恒定流速恒定流速恒定流速恒定进料营养物总量进料营养物总量进料营养物总量进料营养物总量(2)(2)恒化连续培养恒化连续培养第二十三页，讲稿共四十九页哦目前目前,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化连续培养恒化连续培养；（流速不；（流速不完全恒定）完全恒定）第二十四页，讲稿共
21、四十九页哦第二节第二节 微生物的生存因子微生物的生存因子 适宜环境：适宜环境：微生物能正常地进行生命活动微生物能正常地进行生命活动不适宜环境：不适宜环境：微生物的正常生命活动受到抑制或被微生物的正常生命活动受到抑制或被迫暂时改变原有的一些特征。迫暂时改变原有的一些特征。恶劣环境：恶劣环境：微生物死亡或发生遗传变异微生物死亡或发生遗传变异。第二十五页，讲稿共四十九页哦一、温度一、温度 微生物的生长要求有一定的温度范围：微生物的生长要求有一定的温度范围：最低生长温度、最适生长温度、最高生长温度。最低生长温度、最适生长温度、最高生长温度。根根据据细细菌菌最最适适生生长长温温度度的的不不同同，可可把把
22、细细菌菌分分为为：嗜嗜冷菌、嗜中温菌、嗜热菌和嗜超热菌。冷菌、嗜中温菌、嗜热菌和嗜超热菌。大多数菌为嗜中温菌。大多数菌为嗜中温菌。第二十六页，讲稿共四十九页哦第二十七页，讲稿共四十九页哦温度对微生物生长速率的影响温度对微生物生长速率的影响第二十八页，讲稿共四十九页哦废废水水中中的的细细菌菌一一般般都都是是嗜嗜中中温温菌菌，最最适适温温度度多多在在3030左右左右，嗜冷菌和嗜热菌占少数。，嗜冷菌和嗜热菌占少数。低温、中温和高温细菌的生长温度范围细菌最低温度最适温度最高温度嗜冷菌50 5102030嗜中温菌 51025404550嗜热菌 3050607080嗜超热菌55以上70105110113第
23、二十九页，讲稿共四十九页哦低温型微生物（低温型微生物（嗜冷微生物）嗜冷微生物）:最适生长温度在最适生长温度在5 5-15,-15,主要分布在地球的两极、冷泉、深海、冷主要分布在地球的两极、冷泉、深海、冷冻场所及冷藏食品中。冻场所及冷藏食品中。例：假单孢菌中的某些嗜冷菌在低温下生长，常引起冷藏食例：假单孢菌中的某些嗜冷菌在低温下生长，常引起冷藏食品的腐败。品的腐败。在低温下生长的机理：在低温下生长的机理：具备低温活性酶具备低温活性酶 细胞质膜含有大量的不饱和脂肪酸，在低温下能保持半细胞质膜含有大量的不饱和脂肪酸，在低温下能保持半流动性，使之能有效地集中必需的营养物质。流动性，使之能有效地集中必需
24、的营养物质。第三十页，讲稿共四十九页哦方方 法法 主要措施主要措施 适宜菌种适宜菌种 保藏期保藏期 评价评价 冰箱保藏法（斜冰箱保藏法（斜面）面）低温低温各大类各大类 约约1-6月月 简便简便冰箱保藏法（半冰箱保藏法（半固体）固体）低温、避氧低温、避氧细菌、酵母细菌、酵母菌菌 约约6-12月月 简便简便 石蜡油封保藏法石蜡油封保藏法低温、阻氧低温、阻氧各大类各大类约约1-2年年 简便简便 甘油悬浮液保藏甘油悬浮液保藏法法低温、保护剂、干燥、低温、保护剂、干燥、无营养无营养细菌、酵母细菌、酵母菌菌 约约10年年 较简便较简便 砂土保藏法砂土保藏法干燥、无营养干燥、无营养产孢子的微产孢子的微生物生
25、物约约1-10年年 简便有效简便有效 冷冻干燥保藏法冷冻干燥保藏法干燥、低温、无氧、干燥、低温、无氧、有保护剂有保护剂各大类各大类5-15年年 繁而高效繁而高效 液氮保藏法液氮保藏法超低温、有保护剂超低温、有保护剂各大类各大类15年年 繁而高效繁而高效 现有的微生物保藏法 第三十一页，讲稿共四十九页哦高温型微生物：高温型微生物：最适生长温度为最适生长温度为45-55,45-55,主要分布在温泉、堆肥和土壤中。主要分布在温泉、堆肥和土壤中。在高温下能生长的原因：在高温下能生长的原因：酶蛋以及核糖体有较强的抗热性酶蛋以及核糖体有较强的抗热性核酸具有较高的热稳定性（核酸具有较高的热稳定性（核酸中核酸
26、中G+CG+C含量高（含量高（tRNAtRNA），可提供），可提供形成氢键，增加热稳定性形成氢键，增加热稳定性 ）。）。细胞膜中饱和脂肪酸含量高，较高温度下能维持正常的液晶状细胞膜中饱和脂肪酸含量高，较高温度下能维持正常的液晶状态。态。细胞生长速率快，能迅速合成生物大分子，以弥补由于高温造成的细胞生长速率快，能迅速合成生物大分子，以弥补由于高温造成的破坏。破坏。第三十二页，讲稿共四十九页哦二、二、pH 常常见见的的四四大大类类微微生生物物中中，对对pHpH的的最最适适（范范围围）细细菌菌：6.5-7.56.5-7.5（4-104-10）；）；放线菌：放线菌：7-87-8（5-105-10）；）
27、；霉菌：霉菌：3-63-6（1.5-101.5-10）；）；酵母菌：酵母菌：5-65-6（1.5-101.5-10）。）。微生物对微生物对pHpH的要求存在最高、最低和最适三个点。的要求存在最高、最低和最适三个点。在废水生物处理中，在废水生物处理中，pHpH一般在一般在6.5-8.56.5-8.5（6-96-9）。生物处理的主体）。生物处理的主体是细菌，它要求是细菌，它要求pHpH略为偏碱。过高的略为偏碱。过高的pHpH会使原生动物呆滞，菌胶会使原生动物呆滞，菌胶团解体，影响去除效果，而过低的团解体，影响去除效果，而过低的pHpH，会使霉菌大量繁殖，造成污，会使霉菌大量繁殖，造成污泥膨胀。泥膨
28、胀。第三十三页，讲稿共四十九页哦主要影响一些极性营养物如脂肪酸、氨基酸主要影响一些极性营养物如脂肪酸、氨基酸以乙酸的吸收为例，以乙酸的吸收为例，细菌表面带有电荷，如细菌表面带有电荷，如细菌表面带有电荷，如细菌表面带有电荷，如“”1.1.影响细胞膜蛋白及胞外水解酶的活性从而影响营养物的正常吸收与转运影响细胞膜蛋白及胞外水解酶的活性从而影响营养物的正常吸收与转运2.2.影响营养物的解离与吸收影响营养物的解离与吸收外界外界pH对微生物生长的影响对微生物生长的影响第三十四页，讲稿共四十九页哦三、氧化还原电位三、氧化还原电位三、氧化还原电位三、氧化还原电位（简称（简称（简称（简称ORPORPORPORP
29、或或或或Eh)Eh)Eh)Eh)某某物物质质与与氢氢电电极极构构成成原原电电池池时时的的电电压压高高低低,反反映该物质氧化性强弱。映该物质氧化性强弱。第三十五页，讲稿共四十九页哦提问：影响水样氧化还原电位的因素有哪些？提问：影响水样氧化还原电位的因素有哪些？提问：影响水样氧化还原电位的因素有哪些？提问：影响水样氧化还原电位的因素有哪些？氧化性物质（主要是氧气浓度）与还原性物质（有机物、氧化性物质（主要是氧气浓度）与还原性物质（有机物、氧化性物质（主要是氧气浓度）与还原性物质（有机物、氧化性物质（主要是氧气浓度）与还原性物质（有机物、HH2 2S S等）的含量等）的含量等）的含量等）的含量 不同
30、细菌适宜的氧化还原电位同细菌适宜的氧化还原电位(mv)(mv)好氧细菌兼性厌氧细菌厌氧细菌300400100 好氧呼吸-100 无氧呼吸200250第三十六页，讲稿共四十九页哦3、Eh的改变方法的改变方法 降低降低Eh 除除氧氧及及向向培培养养基基中中添添加加还还原原性性物物质质：H2S、抗抗坏坏血血酸酸、含含巯巯基化合物（半胱氨酸、谷胱甘肽、二硫苏糖醇等）基化合物（半胱氨酸、谷胱甘肽、二硫苏糖醇等）升高升高Eh 通空气或氧及向培养基中添加氧化性物质：通空气或氧及向培养基中添加氧化性物质：Fe(OH)3等等 第三十七页，讲稿共四十九页哦四、溶解氧四、溶解氧 微生物可分为：好氧微生物、兼性厌氧微
31、生物和厌氧微生物。微生物可分为：好氧微生物、兼性厌氧微生物和厌氧微生物。1 1好氧微生物（专性好氧和微量好氧）好氧微生物（专性好氧和微量好氧）O O2 2的的作作用用有有两两个个，一一是是作作为为最最终终电电子子受受体体，二二是是参参与与甾甾醇醇类类和和不不饱饱和和脂脂肪肪酸的合成。酸的合成。微微生生物物只只能能利利用用溶溶解解于于水水中中的的O O2 2，即即溶溶解解氧氧（DODO）。DODO与与水水温温、大气压等因素有关，温度越高，氧的溶解度越小。大气压等因素有关，温度越高，氧的溶解度越小。在在好好氧氧生生物物处处理理中中，DODO是是个个十十分分重重要要的的因因子子，要要求求提提供供充充
32、足足的的氧氧，一般曝气池中的一般曝气池中的DODO要求控制在要求控制在3-4mg/L3-4mg/L。第三十八页，讲稿共四十九页哦2 2兼性微生物兼性微生物 即即能能在在有有氧氧条条件件下下生生存存，又又能能在在无无氧氧条条件件下下生生存存。但但两两者者所所表表现的生理状态是很不同的。如酵母菌。现的生理状态是很不同的。如酵母菌。3 3厌氧微生物（专性厌氧和耐氧厌氧微生物（专性厌氧和耐氧)只有在无氧条件下才能生存。对于专性厌氧微生物，要求只有在无氧条件下才能生存。对于专性厌氧微生物，要求绝对无氧的条件，氧的存在会使微生物死亡，如产甲烷菌绝对无氧的条件，氧的存在会使微生物死亡，如产甲烷菌;另一些厌氧
33、微生物另一些厌氧微生物(也叫耐氧微生物），氧的存在与否对它没有也叫耐氧微生物），氧的存在与否对它没有影响，既不利用氧，也不中毒。如乳酸菌。影响，既不利用氧，也不中毒。如乳酸菌。第三十九页，讲稿共四十九页哦 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)厌氧菌厌氧菌第四十页，讲稿共四十九页哦氧毒害厌氧菌的机制：超氧阴离子是活性氧的形式之一，带奇数电子，负电荷。它即有分子氧毒害厌氧菌的机制：超氧阴离子是活性氧的形式之一，带奇数电子，负电荷。它即有分子性质，也有离子性质，反应力极强，性质极不稳定。在体内可破坏各种重要生物高
34、分子和膜，性质，也有离子性质，反应力极强，性质极不稳定。在体内可破坏各种重要生物高分子和膜，也可形成其他活性氧化物。在体内，超氧阴离子自由基可以自由酶促也可形成其他活性氧化物。在体内，超氧阴离子自由基可以自由酶促(如黄嘌呤氧化酶如黄嘌呤氧化酶)或非酶促方式形成。或非酶促方式形成。O2+e O2 (O2).-生物体的针对措施：超氧化物歧化酶生物体的针对措施：超氧化物歧化酶(superoxide dismutase-SOD)是其中之一。是其中之一。好氧、耐氧微生物的超氧化物歧化酶将超氧阴离子转化为毒性稍低的过好氧、耐氧微生物的超氧化物歧化酶将超氧阴离子转化为毒性稍低的过氧化氢，过氧化氢酶再将过氧化
35、氢转化为无毒的水。厌氧微生物因为没氧化氢，过氧化氢酶再将过氧化氢转化为无毒的水。厌氧微生物因为没有超氧化物歧化酶，超氧阴离子自由基可造成其损害。有超氧化物歧化酶，超氧阴离子自由基可造成其损害。第四十一页，讲稿共四十九页哦H2O+O22 O2 +2H+O2+H2O22H2OO2+e-O2 (O2 )超氧阴离子在细胞内可由酶促或非酶促形成。超氧阴离子在细胞内可由酶促或非酶促形成。超氧物阴离子歧化酶是在生物进化中发展出来的一种自我保护方式。超氧物阴离子歧化酶是在生物进化中发展出来的一种自我保护方式。兼性厌氧菌兼性厌氧菌E.coli在发生在发生SOD缺失突变后，就会变成一种缺失突变后，就会变成一种“严
36、格严格厌氧菌厌氧菌”。生物体中超氧阴离子的形成与去除生物体中超氧阴离子的形成与去除12SOD好氧生物好氧生物和耐氧细菌和耐氧细菌过氧化氢酶过氧化氢酶 好氧生物好氧生物过氧化物酶过氧化物酶 NADH2NAD耐氧菌耐氧菌第四十二页，讲稿共四十九页哦在培养不同类型的微生物时，要采用相应的措施保证不同微生物在培养不同类型的微生物时，要采用相应的措施保证不同微生物的生长。的生长。培养好氧微生物：需震荡或通气，保证充足的氧气。培养好氧微生物：需震荡或通气，保证充足的氧气。培养专性厌氧微生物：需排除环境中的氧气，同时培养专性厌氧微生物：需排除环境中的氧气，同时 在培养基中添加还原剂，降低在培养基中添加还原剂
37、，降低 培养基中的氧化还原电位势。培养基中的氧化还原电位势。培养兼性厌氧或耐氧微生物：可深层静止培养。培养兼性厌氧或耐氧微生物：可深层静止培养。第四十三页，讲稿共四十九页哦五光线五光线五光线五光线 1.1.阳光阳光提问：提问：通常细菌在阴暗环境中能够更好的生长，原因？通常细菌在阴暗环境中能够更好的生长，原因？包括阳光和灯光包括阳光和灯光包括阳光和灯光包括阳光和灯光紫外线紫外线（波长（波长（波长（波长0.10.1400nm400nm）一一般般细细菌菌在在紫紫外外线线下下照照射射5min即即能能被被杀杀死死，芽芽孢孢则则需需10min10min。紫外线波长在。紫外线波长在260nm左右者杀菌力最强
38、左右者杀菌力最强提问：提问：杀菌机理？杀菌机理？蛋白质和核酸变性蛋白质和核酸变性第四十四页，讲稿共四十九页哦 （二）（二）（二）（二）X-X-射线、射线、射线、射线、射线射线射线射线(不带电不带电不带电不带电)特点特点特点特点高能量，高能量，高能量，高能量，穿透力强穿透力强穿透力强穿透力强 已经开始被用于油田注水杀细菌已经开始被用于油田注水杀细菌已经开始被用于油田注水杀细菌已经开始被用于油田注水杀细菌(腐蚀性细菌腐蚀性细菌腐蚀性细菌腐蚀性细菌)。杀菌机理杀菌机理杀菌机理杀菌机理？高能量激发水分解产生高能量激发水分解产生高能量激发水分解产生高能量激发水分解产生OOOO自由基或自由基或自由基或自由
39、基或H H H H2 2 2 2O O O O2 2 2 2等强氧化剂等强氧化剂等强氧化剂等强氧化剂 优缺点优缺点优缺点优缺点？一次性投资较大，但使用时成本较低，杀菌效果稳定一次性投资较大，但使用时成本较低，杀菌效果稳定一次性投资较大，但使用时成本较低，杀菌效果稳定一次性投资较大，但使用时成本较低，杀菌效果稳定第四十五页，讲稿共四十九页哦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 -是是不不同同溶溶液液被被半半透透膜膜隔隔离离开开
40、时时，由由于于膜膜半半透透性性及及两两侧侧水水分分子浓度差异形成的水压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，盐扩散液位不变，盐扩散液位不变，盐扩散液位不变，盐扩散V V水扩散水扩散水扩散水扩散V V 第四十六页，讲稿共四十九页哦衡量方法：通常以一定浓度溶液衡量方法：通常以一定浓度溶液与纯水间形成的渗透压作为该与纯水间形成的渗透压作为该溶液的渗透压溶液的渗透压 提问：水将从提问：水将从 渗透压一方流渗透压一方
41、流向向 渗透压的一方？渗透压的一方？低、高低、高渗透压可影响细菌生存：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细菌细胞内水含量稳定，细细菌细胞内水含量稳定，细菌生活得最好。菌生活得最好。等渗透压溶液等渗透压溶液0.850.85的食的食盐盐(NaCl)(NaCl)溶液（生理盐水）。溶液（生理盐水）。常作为进行细菌稀释分离的稀常作为进行细菌稀释分离的稀释液。释液。第四十七页，讲稿共四十九页哦2.2.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？细菌会发生什么现象？提问：哪些是高渗透压溶液？细菌会发生什么现象？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）如用如用5 530%30%的盐水的盐水腌咸菜、咸鱼，用腌咸菜、咸鱼，用606080%80%的糖溶液的糖溶液做蜜饯等做蜜饯等。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？冲稀冲稀;防垢剂防垢剂;细菌基因改造；细菌基因改造；第四十八页，讲稿共四十九页哦感谢大家观看第四十九页，讲稿共四十九页哦