第六章微生物生長繁殖與生態(tài)因子1

1、 第五章第五章 微生物的生長繁殖與環(huán)境因子的影響微生物的生長繁殖與環(huán)境因子的影響 第一節(jié)第一節(jié) 微生物的生長微生物的生長 一、微生物生長繁殖的概念一、微生物生長繁殖的概念 一個(gè)微生物細(xì)胞在適宜的環(huán)境條件下，會(huì)不斷地一個(gè)微生物細(xì)胞在適宜的環(huán)境條件下，會(huì)不斷地吸收營養(yǎng)物質(zhì)，并按照自己的代謝方式不斷進(jìn)行新吸收營養(yǎng)物質(zhì)，并按照自己的代謝方式不斷進(jìn)行新陳代謝。如果同化作用的速度超過了異化作用，則陳代謝。如果同化作用的速度超過了異化作用，則其原生質(zhì)的總量（重量、體積、大?。┚筒粩嘣黾?，其原生質(zhì)的總量（重量、體積、大小）就不斷增加，于是出現(xiàn)了個(gè)體細(xì)胞的于是出現(xiàn)了個(gè)體細(xì)胞的生長；生長；如果這是一種平衡生如果這

2、是一種平衡生長，即各種細(xì)胞組分是按恰當(dāng)比例增長時(shí)，則達(dá)到長，即各種細(xì)胞組分是按恰當(dāng)比例增長時(shí)，則達(dá)到一定程度后就會(huì)引起個(gè)體數(shù)目的增加，對單細(xì)胞微一定程度后就會(huì)引起個(gè)體數(shù)目的增加，對單細(xì)胞微生物來說，這就是生物來說，這就是繁殖，繁殖，不久原有的個(gè)體已發(fā)展成不久原有的個(gè)體已發(fā)展成一個(gè)群體。一個(gè)群體。 隨著群體中各個(gè)個(gè)體的進(jìn)一步生長繁殖，隨著群體中各個(gè)個(gè)體的進(jìn)一步生長繁殖，就引起了這一群體的生長。群體的生長就引起了這一群體的生長。群體的生長可用其重量、體積、個(gè)體密度等指標(biāo)來可用其重量、體積、個(gè)體密度等指標(biāo)來測定。微生物學(xué)中的生長一般是指測定。微生物學(xué)中的生長一般是指群體群體生長。生長。 多細(xì)胞微生物

3、的生長只是細(xì)胞數(shù)目的增加，多細(xì)胞微生物的生長只是細(xì)胞數(shù)目的增加，不伴隨個(gè)體數(shù)目的增加。如果不但細(xì)胞不伴隨個(gè)體數(shù)目的增加。如果不但細(xì)胞數(shù)目增加，個(gè)體數(shù)目也增加，則稱為多數(shù)目增加，個(gè)體數(shù)目也增加，則稱為多細(xì)胞微生物的繁殖。細(xì)胞微生物的繁殖。世代時(shí)間世代時(shí)間： 單細(xì)胞微生物的世代時(shí)間：兩次細(xì)胞分裂之間的時(shí)間單細(xì)胞微生物的世代時(shí)間：兩次細(xì)胞分裂之間的時(shí)間 多細(xì)胞生物的世代時(shí)間：兩次繁殖之間的時(shí)間多細(xì)胞生物的世代時(shí)間：兩次繁殖之間的時(shí)間 世代時(shí)間的大小反映了一種微生物繁殖速度的快慢。世代時(shí)間的大小反映了一種微生物繁殖速度的快慢。 不同種的微生物，其生長繁殖速度不同。不同種的微生物，其生長繁殖速度不同。

4、原核微生物的繁殖速度一般比真核微生物快。原核微生物的繁殖速度一般比真核微生物快。 從一般應(yīng)用的角度，對于單細(xì)胞生物（如細(xì)菌），從一般應(yīng)用的角度，對于單細(xì)胞生物（如細(xì)菌），我們常常把生長我們常常把生長=繁殖。繁殖。二、微生物的培養(yǎng)方法和生長曲線二、微生物的培養(yǎng)方法和生長曲線 1、微生物的培養(yǎng)方法、微生物的培養(yǎng)方法（1）微生物的純培養(yǎng)及獲得方法）微生物的純培養(yǎng)及獲得方法 純培養(yǎng)純培養(yǎng)：在實(shí)驗(yàn)室條件下，從一個(gè)單細(xì)在實(shí)驗(yàn)室條件下，從一個(gè)單細(xì)胞繁殖而得到的后代稱為純培養(yǎng)。胞繁殖而得到的后代稱為純培養(yǎng)。常用分離純化技術(shù)：常用分離純化技術(shù)：固體培養(yǎng)操作方法：固體培養(yǎng)操作方法： 涂布平板法、稀釋倒平板法、平板

5、劃線涂布平板法、稀釋倒平板法、平板劃線法、稀釋搖管法。法、稀釋搖管法。單細(xì)胞（孢子）分離法：采用顯微分離技單細(xì)胞（孢子）分離法：采用顯微分離技術(shù)直接分離獲取單細(xì)胞（孢子），進(jìn)行培術(shù)直接分離獲取單細(xì)胞（孢子），進(jìn)行培養(yǎng)從而獲得純培養(yǎng)物。養(yǎng)從而獲得純培養(yǎng)物。選擇培養(yǎng)：包括選擇培養(yǎng)和富集培養(yǎng)選擇培養(yǎng)：包括選擇培養(yǎng)和富集培養(yǎng) 在整個(gè)微生物實(shí)驗(yàn)過程中，防止其他微在整個(gè)微生物實(shí)驗(yàn)過程中，防止其他微生物的進(jìn)入是十分重要的，若其他微生生物的進(jìn)入是十分重要的，若其他微生物進(jìn)入純培養(yǎng)中，便稱為污染。物進(jìn)入純培養(yǎng)中，便稱為污染。 防止污染的方法：防止污染的方法： 器皿的滅菌器皿的滅菌 環(huán)境的控制環(huán)境的控制 操作過程

6、的控制操作過程的控制( (無菌操作無菌操作) )（2 2）微生物的培養(yǎng)方法）微生物的培養(yǎng)方法 根據(jù)培養(yǎng)過程中對氧氣的需要可分為好氧培養(yǎng)根據(jù)培養(yǎng)過程中對氧氣的需要可分為好氧培養(yǎng)和厭氧培養(yǎng)；和厭氧培養(yǎng)； 根據(jù)所用培養(yǎng)基分為固體培養(yǎng)和液體培養(yǎng)。根據(jù)所用培養(yǎng)基分為固體培養(yǎng)和液體培養(yǎng)。 好氧培養(yǎng)方法好氧培養(yǎng)方法 固體培養(yǎng)：固體培養(yǎng)： 試管斜面、培養(yǎng)皿平板等。試管斜面、培養(yǎng)皿平板等。 液體培養(yǎng)：試管液體培養(yǎng)、搖瓶培養(yǎng)、臺(tái)式發(fā)液體培養(yǎng)：試管液體培養(yǎng)、搖瓶培養(yǎng)、臺(tái)式發(fā)酵罐、各種發(fā)酵罐（工業(yè)）。酵罐、各種發(fā)酵罐（工業(yè)）。n發(fā)酵罐 也可叫做生物反應(yīng)器，一般是一鋼質(zhì)圓筒形直立容器，其底和蓋為扁球形，高與直徑之比一般

7、為1 22.5，在其內(nèi)外裝配著各種各樣的管道、閥門和儀表。 厭氧培養(yǎng)方法厭氧培養(yǎng)方法 微生物的厭氧培養(yǎng)方法不需要提供氧氣，對微生物的厭氧培養(yǎng)方法不需要提供氧氣，對于厭氧微生物來說，氧氣是有害的，因此要采于厭氧微生物來說，氧氣是有害的，因此要采用各種方法去氧或放在氧化還原電位低的條件用各種方法去氧或放在氧化還原電位低的條件下進(jìn)行培養(yǎng)。在實(shí)驗(yàn)室中除了要用特殊的培養(yǎng)下進(jìn)行培養(yǎng)。在實(shí)驗(yàn)室中除了要用特殊的培養(yǎng)裝置，還需要在培養(yǎng)基中加入還原劑和氧化還裝置，還需要在培養(yǎng)基中加入還原劑和氧化還原指示劑。原指示劑。 高層瓊脂柱，厭氧培養(yǎng)皿（高層瓊脂柱，厭氧培養(yǎng)皿（ BrewerBrewer皿、皿、 BrayBr

8、ay皿、皿、 SpraySpray皿）皿）nBrewer皿、 Bray皿、 Spray皿。n用嚴(yán)格厭氧方法配置、分裝、滅菌后的厭氧培養(yǎng)基稱為預(yù)還原無氧滅菌培養(yǎng)基即PRAS培養(yǎng)基。厭氧罐技術(shù)厭氧罐技術(shù)二、二、分批培養(yǎng)和連續(xù)培養(yǎng)分批培養(yǎng)和連續(xù)培養(yǎng) （1）分批培養(yǎng)）分批培養(yǎng) 分批培養(yǎng)分批培養(yǎng)是將一定量的微生物接種在一個(gè)是將一定量的微生物接種在一個(gè)封閉的、盛有一定量液體培養(yǎng)基的容器封閉的、盛有一定量液體培養(yǎng)基的容器內(nèi)，保持一定的溫度、內(nèi)，保持一定的溫度、pH和溶解氧量，和溶解氧量，微生物在其中生長繁殖，結(jié)果出現(xiàn)微生微生物在其中生長繁殖，結(jié)果出現(xiàn)微生物數(shù)量又少變多，達(dá)到高峰后又由多變物數(shù)量又少變多，達(dá)到

9、高峰后又由多變少，甚至死亡的變化規(guī)律。少，甚至死亡的變化規(guī)律。 以細(xì)菌純種培養(yǎng)為例：以細(xì)菌純種培養(yǎng)為例： 將少量細(xì)菌接種到新鮮的、定量的液體培養(yǎng)基培將少量細(xì)菌接種到新鮮的、定量的液體培養(yǎng)基培養(yǎng)，當(dāng)少量純種細(xì)菌接種到恒定容積的液體培養(yǎng)養(yǎng)，當(dāng)少量純種細(xì)菌接種到恒定容積的液體培養(yǎng)基后，在適宜的溫度通氣等條件下，它們的群體基后，在適宜的溫度通氣等條件下，它們的群體就會(huì)有規(guī)律地生長起來。如果以細(xì)胞數(shù)目的對數(shù)就會(huì)有規(guī)律地生長起來。如果以細(xì)胞數(shù)目的對數(shù)值為縱坐標(biāo)，以培養(yǎng)時(shí)間為橫坐標(biāo)，就可畫出一值為縱坐標(biāo)，以培養(yǎng)時(shí)間為橫坐標(biāo)，就可畫出一條有規(guī)律的曲線，即細(xì)菌的生長曲線。條有規(guī)律的曲線，即細(xì)菌的生長曲線。細(xì)菌的

10、生長曲線細(xì)菌的生長曲線 各種細(xì)菌的生長速率不一，各種細(xì)菌的生長速率不一，每一種細(xì)菌都有各自的生長每一種細(xì)菌都有各自的生長曲線，曲線，但曲線的形狀基本相同。但曲線的形狀基本相同。其他微生物也有形狀類似的其他微生物也有形狀類似的生長曲線。生長曲線。用于培養(yǎng)微生物的搖床用于培養(yǎng)微生物的搖床一般搖床都可以控制轉(zhuǎn)速和溫度一般搖床都可以控制轉(zhuǎn)速和溫度 （2 2）連續(xù)培養(yǎng)）連續(xù)培養(yǎng) 連續(xù)培養(yǎng)：在一個(gè)恒定容積的流動(dòng)系統(tǒng)中培養(yǎng)連續(xù)培養(yǎng)：在一個(gè)恒定容積的流動(dòng)系統(tǒng)中培養(yǎng)微生物，一方面以一定的速度不微生物，一方面以一定的速度不 斷流入新鮮培斷流入新鮮培養(yǎng)基，另一方面又以同樣的流速不斷流出培養(yǎng)物，養(yǎng)基，另一方面又以同樣

11、的流速不斷流出培養(yǎng)物，使培養(yǎng)系統(tǒng)中微生物保持在使培養(yǎng)系統(tǒng)中微生物保持在 指數(shù)期的平衡生長指數(shù)期的平衡生長狀態(tài)。狀態(tài)。 按控制方式分恒濁器和恒化器兩種。按控制方式分恒濁器和恒化器兩種。 恒濁器：恒濁器：是一種根據(jù)培養(yǎng)器內(nèi)微生物的是一種根據(jù)培養(yǎng)器內(nèi)微生物的生長密度，并借光電控制系統(tǒng)來控制培生長密度，并借光電控制系統(tǒng)來控制培養(yǎng)液流速，以取得菌體密度高、生長速養(yǎng)液流速，以取得菌體密度高、生長速度恒定的微生物細(xì)胞的連續(xù)培養(yǎng)器。度恒定的微生物細(xì)胞的連續(xù)培養(yǎng)器。 發(fā)酵工業(yè)采用此法可獲得大量的菌體和發(fā)酵工業(yè)采用此法可獲得大量的菌體和有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的代謝產(chǎn)物。有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的代謝產(chǎn)物。 恒化器：恒化器：是一種設(shè)法使培養(yǎng)

12、液的流速保持不變，是一種設(shè)法使培養(yǎng)液的流速保持不變，并使微生物始終在低于其最高生長速率的條并使微生物始終在低于其最高生長速率的條件下進(jìn)行生長繁殖的連續(xù)培養(yǎng)裝置。這是一件下進(jìn)行生長繁殖的連續(xù)培養(yǎng)裝置。這是一種通過控制某一營養(yǎng)物的濃度（碳源、氮源、種通過控制某一營養(yǎng)物的濃度（碳源、氮源、無機(jī)鹽、生長因子），使其始終成為生長限無機(jī)鹽、生長因子），使其始終成為生長限制因子的條件下達(dá)到的。制因子的條件下達(dá)到的。 在連續(xù)培養(yǎng)中在連續(xù)培養(yǎng)中 ，微生物的生長狀態(tài)和規(guī)律，微生物的生長狀態(tài)和規(guī)律與分批培養(yǎng)中的不同。它們往往處于相當(dāng)分與分批培養(yǎng)中的不同。它們往往處于相當(dāng)分批培養(yǎng)中生長曲線的某一個(gè)生長階段。批培養(yǎng)中生

13、長曲線的某一個(gè)生長階段。 恒化器適用于污水生物處理。恒化器適用于污水生物處理。 在廢水生物處理的連續(xù)運(yùn)行過程中，活性在廢水生物處理的連續(xù)運(yùn)行過程中，活性污泥中的微生物生長規(guī)律與分批培養(yǎng)時(shí)的污泥中的微生物生長規(guī)律與分批培養(yǎng)時(shí)的規(guī)律不同。它只是分批培養(yǎng)生長曲線的某規(guī)律不同。它只是分批培養(yǎng)生長曲線的某一生長階段：或是加速期，或是對數(shù)期一生長階段：或是加速期，或是對數(shù)期（生長上升階段），或是減速期，或是靜（生長上升階段），或是減速期，或是靜止期（生長下降階段），或是衰亡期（內(nèi)止期（生長下降階段），或是衰亡期（內(nèi)源呼吸階段）。源呼吸階段）。 三、生長曲線的各個(gè)時(shí)期及其特點(diǎn)三、生長曲線的各個(gè)時(shí)期及其特點(diǎn)

14、細(xì)菌的生長曲線可分為粗分為四個(gè)時(shí)期：細(xì)菌的生長曲線可分為粗分為四個(gè)時(shí)期：停滯期（加速期）、對數(shù)期、靜止期停滯期（加速期）、對數(shù)期、靜止期（減速期）和衰亡期（減速期）和衰亡期 1 1、停滯期、停滯期 指少量細(xì)菌接種到新鮮液體培養(yǎng)基中，指少量細(xì)菌接種到新鮮液體培養(yǎng)基中，開始培養(yǎng)的一段時(shí)間內(nèi)并不馬上分裂，開始培養(yǎng)的一段時(shí)間內(nèi)并不馬上分裂，細(xì)菌的數(shù)量維持恒定，或增加很少。細(xì)菌的數(shù)量維持恒定，或增加很少。 特點(diǎn)：特點(diǎn)：（1 1）菌體體積增大；）菌體體積增大；（2 2）合成代謝活躍，胞內(nèi)的）合成代謝活躍，胞內(nèi)的RNARNA、蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì)等物質(zhì)含量有所增加；等物質(zhì)含量有所增加；（3 3）對不良環(huán)境條件較敏

15、感。）對不良環(huán)境條件較敏感。 影響延滯期長短的因素：影響延滯期長短的因素： （1）菌種）菌種 （2）菌齡）菌齡 （3）接種量）接種量 （4）培養(yǎng)基成分）培養(yǎng)基成分 縮短延滯期的措施：縮短延滯期的措施： （1）通過遺傳學(xué)方法改變種的遺傳特性；）通過遺傳學(xué)方法改變種的遺傳特性； （2）利用對數(shù)生長期的細(xì)胞作為）利用對數(shù)生長期的細(xì)胞作為“種子種子”； （3）適當(dāng)擴(kuò)大接種量）適當(dāng)擴(kuò)大接種量 （4）盡量使接種前后所使用的培養(yǎng)基組成）盡量使接種前后所使用的培養(yǎng)基組成不要相差太大。不要相差太大。 2 2、對數(shù)期、對數(shù)期 細(xì)菌經(jīng)過停滯期進(jìn)入對數(shù)期，并以最細(xì)菌經(jīng)過停滯期進(jìn)入對數(shù)期，并以最大的速率生長和分裂，導(dǎo)致

16、細(xì)菌數(shù)量大的速率生長和分裂，導(dǎo)致細(xì)菌數(shù)量以幾何級(jí)數(shù)增加。以幾何級(jí)數(shù)增加。 代時(shí)（代時(shí)（G G）- -每繁殖一代所需要的時(shí)間每繁殖一代所需要的時(shí)間 G=G=（t t2 2-t-t1 1 ）/ / 3.322(lg N3.322(lg Nx x-lg N-lg N0 0) ) 特點(diǎn)：特點(diǎn)：（1 1）細(xì)菌生長速度最快，代時(shí)最短。）細(xì)菌生長速度最快，代時(shí)最短。（2 2）酶系活躍，代謝旺盛。）酶系活躍，代謝旺盛。（3 3）菌體細(xì)胞成分均衡增加。）菌體細(xì)胞成分均衡增加。 生產(chǎn)上廣泛地用對數(shù)生長期細(xì)菌作生產(chǎn)上廣泛地用對數(shù)生長期細(xì)菌作“種子種子”，在科研上它常作為理想的實(shí)驗(yàn)材料。在科研上它常作為理想的實(shí)驗(yàn)材料

17、。 3、靜止期、靜止期 由于營養(yǎng)物質(zhì)消耗，代謝產(chǎn)物積累和由于營養(yǎng)物質(zhì)消耗，代謝產(chǎn)物積累和pH等環(huán)境變化，環(huán)境條件逐步不適宜等環(huán)境變化，環(huán)境條件逐步不適宜于細(xì)菌生長，導(dǎo)致細(xì)菌生長速率降低于細(xì)菌生長，導(dǎo)致細(xì)菌生長速率降低直至零，進(jìn)入靜止期。直至零，進(jìn)入靜止期。特點(diǎn)：特點(diǎn)：（1 1）細(xì)菌總數(shù)最大，即新生細(xì)胞數(shù)與）細(xì)菌總數(shù)最大，即新生細(xì)胞數(shù)與衰亡細(xì)胞數(shù)相等；衰亡細(xì)胞數(shù)相等；（2 2）細(xì)菌開始積累貯存物質(zhì)，如異染）細(xì)菌開始積累貯存物質(zhì)，如異染粒、粒、PHBPHB、糖原、淀粉粒、脂肪粒等；、糖原、淀粉粒、脂肪粒等；（3 3）芽孢菌形成芽孢；）芽孢菌形成芽孢；（4 4）細(xì)菌產(chǎn)生次生代謝物。）細(xì)菌產(chǎn)生次生代謝

18、物。 4、衰亡期、衰亡期 營養(yǎng)物質(zhì)耗盡和有毒代謝產(chǎn)物的大量營養(yǎng)物質(zhì)耗盡和有毒代謝產(chǎn)物的大量積累，細(xì)菌死亡速率逐步增加和活菌積累，細(xì)菌死亡速率逐步增加和活菌數(shù)逐步減少，細(xì)菌群體進(jìn)入衰亡期。數(shù)逐步減少，細(xì)菌群體進(jìn)入衰亡期。 特點(diǎn)：特點(diǎn)： （1 1）細(xì)胞形態(tài)不規(guī)則；）細(xì)胞形態(tài)不規(guī)則； （2 2）細(xì)胞可出現(xiàn)自溶；）細(xì)胞可出現(xiàn)自溶； （3 3）釋放芽孢；）釋放芽孢； （4 4）釋放某些次生代謝產(chǎn)物）釋放某些次生代謝產(chǎn)物 從根本上說，細(xì)菌的不同生長時(shí)期，是由從根本上說，細(xì)菌的不同生長時(shí)期，是由外界提供的營養(yǎng)物的量決定的，即所謂的外界提供的營養(yǎng)物的量決定的，即所謂的負(fù)荷（負(fù)荷（F/M）。）。 活性污泥法中的

19、序批式間歇曝氣器活性污泥法中的序批式間歇曝氣器（SBR）是將分批培養(yǎng)的原理應(yīng)用于）是將分批培養(yǎng)的原理應(yīng)用于廢水的生物處理。廢水的生物處理。三、細(xì)菌生長曲線在污水微生物處理中的應(yīng)用三、細(xì)菌生長曲線在污水微生物處理中的應(yīng)用 在污水生物處理過程中，活性污泥是多種微生物的混合在污水生物處理過程中，活性污泥是多種微生物的混合群體，如果條件適宜，活性污泥的增長過程，與純種單群體，如果條件適宜，活性污泥的增長過程，與純種單細(xì)胞微生物的增值過程大體相仿，也可以存在停滯期、細(xì)胞微生物的增值過程大體相仿，也可以存在停滯期、對數(shù)期、靜止期和衰老期。對數(shù)期、靜止期和衰老期。 在處理構(gòu)筑物中通常僅出現(xiàn)生長曲線中的某一、

20、二個(gè)階在處理構(gòu)筑物中通常僅出現(xiàn)生長曲線中的某一、二個(gè)階段。且處于不同階段時(shí)的污泥，其特性有很大的區(qū)別。段。且處于不同階段時(shí)的污泥，其特性有很大的區(qū)別。 由于廢水生物處理（活性污泥）實(shí)際是連續(xù)運(yùn)由于廢水生物處理（活性污泥）實(shí)際是連續(xù)運(yùn)行，其微生物生長規(guī)律不同于分批培養(yǎng)時(shí)的規(guī)行，其微生物生長規(guī)律不同于分批培養(yǎng)時(shí)的規(guī)律，它只能是處于生長曲線的某一階段。律，它只能是處于生長曲線的某一階段。 一般把活性污泥生長曲線的劃分成三個(gè)階段：一般把活性污泥生長曲線的劃分成三個(gè)階段： 生長上升階段、生長下降階段和內(nèi)源呼吸階段。生長上升階段、生長下降階段和內(nèi)源呼吸階段。 廢水生物處理設(shè)計(jì)時(shí)，按水質(zhì)情況，可利用不廢水生

21、物處理設(shè)計(jì)時(shí)，按水質(zhì)情況，可利用不同生長階段的微生物處理廢水。同生長階段的微生物處理廢水。 常規(guī)活性污泥法常規(guī)活性污泥法利用生長下降階段（減速期、利用生長下降階段（減速期、靜止期）的微生物；靜止期）的微生物； 生物吸附法生物吸附法利用生長速率利用生長速率下降階段（靜止期）的微生物；下降階段（靜止期）的微生物；高負(fù)荷活性污高負(fù)荷活性污泥法泥法利用生長上升階段和生長下降階段的微生利用生長上升階段和生長下降階段的微生物；物；延時(shí)曝氣法延時(shí)曝氣法處理低濃度有機(jī)廢水時(shí)用內(nèi)源處理低濃度有機(jī)廢水時(shí)用內(nèi)源呼吸階段微生物。呼吸階段微生物。 常規(guī)活性污泥法不利用對數(shù)期的微生物而常規(guī)活性污泥法不利用對數(shù)期的微生物而

22、利用靜止期的微生物的原因：利用靜止期的微生物的原因：對數(shù)期的微對數(shù)期的微生物生長繁殖快，代謝活力強(qiáng)，能大量去生物生長繁殖快，代謝活力強(qiáng)，能大量去除廢水中的有機(jī)物，但相應(yīng)要求進(jìn)水有機(jī)除廢水中的有機(jī)物，但相應(yīng)要求進(jìn)水有機(jī)物濃度高，則出水有機(jī)物濃度也相應(yīng)提高，物濃度高，則出水有機(jī)物濃度也相應(yīng)提高，不易達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)；且對數(shù)期的微生物生不易達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)；且對數(shù)期的微生物生長繁殖旺盛，細(xì)胞表面莢膜和粘液層尚未長繁殖旺盛，細(xì)胞表面莢膜和粘液層尚未形成，不易形成菌膠團(tuán)，沉淀性能差，降形成，不易形成菌膠團(tuán)，沉淀性能差，降低出水水質(zhì)。低出水水質(zhì)。 而處于靜止期的微生物雖然代謝活力而處于靜止期的微生物雖然代謝活力略

23、低，但仍能較好地去除水中的有機(jī)略低，但仍能較好地去除水中的有機(jī)物；且菌體內(nèi)積累了大量的貯存物，物；且菌體內(nèi)積累了大量的貯存物，形成莢膜等，強(qiáng)化了微生物的吸附能形成莢膜等，強(qiáng)化了微生物的吸附能力，自我絮凝、聚合能力強(qiáng)，在二沉力，自我絮凝、聚合能力強(qiáng)，在二沉池中泥水分離效果好，出水水質(zhì)好。池中泥水分離效果好，出水水質(zhì)好。 用延時(shí)曝氣法處理低濃度有機(jī)廢水時(shí)不用用延時(shí)曝氣法處理低濃度有機(jī)廢水時(shí)不用靜止期的微生物，而用衰亡期（內(nèi)源呼吸靜止期的微生物，而用衰亡期（內(nèi)源呼吸階段）的微生物的原因：階段）的微生物的原因：低濃度有機(jī)物滿低濃度有機(jī)物滿足不了靜止期的微生物的營養(yǎng)要求，處理足不了靜止期的微生物的營養(yǎng)要

24、求，處理效果不會(huì)好。若采用延時(shí)曝氣法，延長曝效果不會(huì)好。若采用延時(shí)曝氣法，延長曝氣時(shí)間和水力停留時(shí)間，以增大進(jìn)水量，氣時(shí)間和水力停留時(shí)間，以增大進(jìn)水量，提高有機(jī)負(fù)荷，滿足微生物的營養(yǎng)要求，提高有機(jī)負(fù)荷，滿足微生物的營養(yǎng)要求，從而取得較好的處理效果。從而取得較好的處理效果。 四、微生物生長繁殖的測定四、微生物生長繁殖的測定 1、微生物生長的測定、微生物生長的測定 （1）直接法）直接法 測體積測體積 稱干重稱干重 優(yōu)點(diǎn)，可適用于一切微生物；缺點(diǎn)，無法區(qū)分活菌和優(yōu)點(diǎn)，可適用于一切微生物；缺點(diǎn)，無法區(qū)分活菌和死菌。死菌。 如測曝氣池中混合液懸浮固體濃度（如測曝氣池中混合液懸浮固體濃度（MLSS)或混合

25、液或混合液揮發(fā)性懸浮固體濃度（揮發(fā)性懸浮固體濃度（MLVSS)。 （2 2）間接法）間接法 比濁法比濁法 細(xì)菌培養(yǎng)物在其生長過程中，由于細(xì)菌培養(yǎng)物在其生長過程中，由于原生質(zhì)含量的增加，會(huì)引起培養(yǎng)物混濁度的增原生質(zhì)含量的增加，會(huì)引起培養(yǎng)物混濁度的增高?？赡繙y，精確測定用分光光度計(jì)，一般選高。可目測，精確測定用分光光度計(jì)，一般選用用450nm450nm650nm650nm波段。波段。 優(yōu)點(diǎn)，比較準(zhǔn)確。優(yōu)點(diǎn)，比較準(zhǔn)確。 生理指標(biāo)法生理指標(biāo)法 測細(xì)胞中某種物質(zhì)的含量測細(xì)胞中某種物質(zhì)的含量 2 2、微生物繁殖的測定、微生物繁殖的測定 （1 1）微生物總數(shù)的測定）微生物總數(shù)的測定 比例計(jì)數(shù)法比例計(jì)數(shù)法 血

26、球計(jì)數(shù)板法血球計(jì)數(shù)板法CAICAI 優(yōu)點(diǎn)，簡便、快速、直觀；缺點(diǎn)，測得結(jié)果是優(yōu)點(diǎn)，簡便、快速、直觀；缺點(diǎn)，測得結(jié)果是死菌和活菌的總和。死菌和活菌的總和。 （2）活菌數(shù)的測定）活菌數(shù)的測定 平板菌落計(jì)數(shù)法平板菌落計(jì)數(shù)法CAI 優(yōu)點(diǎn)，可以獲得活菌的信息；缺點(diǎn)，操作較繁需要培養(yǎng)優(yōu)點(diǎn)，可以獲得活菌的信息；缺點(diǎn)，操作較繁需要培養(yǎng)一段時(shí)間才能取得，易受多種因素的影響。一段時(shí)間才能取得，易受多種因素的影響。 液體稀釋法液體稀釋法 根據(jù)活菌在液體培養(yǎng)基中會(huì)使其變混濁。對未知菌樣作根據(jù)活菌在液體培養(yǎng)基中會(huì)使其變混濁。對未知菌樣作連續(xù)的連續(xù)的10倍系列稀釋，接種裝有培養(yǎng)液的試管，經(jīng)培倍系列稀釋，接種裝有培養(yǎng)液的試

27、管，經(jīng)培養(yǎng)后，記錄每個(gè)稀釋度生長的管數(shù)，然后查養(yǎng)后，記錄每個(gè)稀釋度生長的管數(shù)，然后查MPN表，表，再根據(jù)樣品的稀釋倍數(shù)就可計(jì)算出其中的活菌含量。再根據(jù)樣品的稀釋倍數(shù)就可計(jì)算出其中的活菌含量。 優(yōu)點(diǎn)，可計(jì)算活菌數(shù)，較準(zhǔn)確；缺點(diǎn)，比較繁瑣。優(yōu)點(diǎn)，可計(jì)算活菌數(shù)，較準(zhǔn)確；缺點(diǎn)，比較繁瑣。 五、微生物死亡的測定五、微生物死亡的測定 微生物的死亡，意味著不可恢復(fù)地失去生長與微生物的死亡，意味著不可恢復(fù)地失去生長與分裂繁殖的能力。對于一個(gè)不是受機(jī)械性破壞分裂繁殖的能力。對于一個(gè)不是受機(jī)械性破壞的微生物細(xì)胞來說，死亡一詞僅僅是就測定細(xì)的微生物細(xì)胞來說，死亡一詞僅僅是就測定細(xì)菌活力所用的條件而言的。菌活力所用的

28、條件而言的。 通常用培養(yǎng)的方法來確定微生物的死亡。通常用培養(yǎng)的方法來確定微生物的死亡。 第二節(jié)第二節(jié) 影響微生物的生長的環(huán)境因子影響微生物的生長的環(huán)境因子 一、溫度一、溫度 每一種微生物有三種基本溫度：最低溫度，最適溫每一種微生物有三種基本溫度：最低溫度，最適溫度和最高溫度。度和最高溫度。 根據(jù)最適溫度的不同，可將微生物分為根據(jù)最適溫度的不同，可將微生物分為嗜冷菌、嗜嗜冷菌、嗜中溫菌、嗜熱菌及嗜超熱菌。中溫菌、嗜熱菌及嗜超熱菌。 最適溫度：某菌分裂代時(shí)最短或生長速率最高時(shí)的最適溫度：某菌分裂代時(shí)最短或生長速率最高時(shí)的溫度。溫度。 不同微生物對溫度的要求不同，同一微生物在生長不同微生物對溫度的要

29、求不同，同一微生物在生長的不同時(shí)期對溫度的要求也會(huì)不同。的不同時(shí)期對溫度的要求也會(huì)不同。 原生動(dòng)物的最適溫度為原生動(dòng)物的最適溫度為1625； 多數(shù)放線菌的最適溫度為多數(shù)放線菌的最適溫度為2337；霉菌的溫度范圍和放線菌差不多；霉菌的溫度范圍和放線菌差不多； 多數(shù)藻類的最適溫度在多數(shù)藻類的最適溫度在2830。 廢水生物處理中，多數(shù)是中溫性微生物。廢水生物處理中，多數(shù)是中溫性微生物。一般控制溫度在一般控制溫度在30左右。左右。 嗜冷微生物的適宜溫度在嗜冷微生物的適宜溫度在515之間。之間?？梢鹄洳厥澄镒冑|(zhì)。可引起冷藏食物變質(zhì)。 嗜冷微生物低溫生長的原因：嗜冷微生物低溫生長的原因：具備有效地具備有

30、效地催化反應(yīng)的酶；主動(dòng)運(yùn)輸物質(zhì)的功能運(yùn)轉(zhuǎn)催化反應(yīng)的酶；主動(dòng)運(yùn)輸物質(zhì)的功能運(yùn)轉(zhuǎn)良好，使之能獲取必需的營養(yǎng)物質(zhì)；細(xì)胞良好，使之能獲取必需的營養(yǎng)物質(zhì)；細(xì)胞質(zhì)膜含有大量的不飽和脂肪酸，低溫下能質(zhì)膜含有大量的不飽和脂肪酸，低溫下能保持半流動(dòng)性。保持半流動(dòng)性。 1、高溫度的影響、高溫度的影響 高溫對微生物的致死作用，主要是高溫對微生物的致死作用，主要是它可引起蛋白質(zhì)、核酸和脂類等重它可引起蛋白質(zhì)、核酸和脂類等重要生物高分子發(fā)生降解或改變其空要生物高分子發(fā)生降解或改變其空間結(jié)構(gòu)，從而變性或破壞。間結(jié)構(gòu)，從而變性或破壞。 滅菌：滅菌：采用強(qiáng)烈的理化因素使任何物體內(nèi)外采用強(qiáng)烈的理化因素使任何物體內(nèi)外部的一切部的

31、一切微生物永遠(yuǎn)喪失其生長繁殖能力微生物永遠(yuǎn)喪失其生長繁殖能力的措施。的措施。分殺菌和溶菌兩種。分殺菌和溶菌兩種。 消毒：消毒：采用較溫和的理化因素，僅殺死采用較溫和的理化因素，僅殺死物體表面或內(nèi)部一部分對人體有害的病物體表面或內(nèi)部一部分對人體有害的病原菌，而對被消毒的物體基本無害的措原菌，而對被消毒的物體基本無害的措施滅菌。施滅菌。 高溫滅菌方法高溫滅菌方法 （1）干熱滅菌法）干熱滅菌法 火燃灼燒法火燃灼燒法 接種針、接種環(huán)的滅菌接種針、接種環(huán)的滅菌 烘箱內(nèi)熱空氣滅菌法烘箱內(nèi)熱空氣滅菌法 150170 維維持持12h。金屬器械、玻璃器皿的滅菌。金屬器械、玻璃器皿的滅菌。 （2）濕熱滅菌法）濕熱

32、滅菌法 巴氏消毒法巴氏消毒法 指對牛奶、啤酒、果酒或醬指對牛奶、啤酒、果酒或醬油等不能進(jìn)行高溫滅菌的液體進(jìn)行的一種油等不能進(jìn)行高溫滅菌的液體進(jìn)行的一種消毒方法，其目的是殺死其中無芽孢的病消毒方法，其目的是殺死其中無芽孢的病原菌，而又不影響它們的風(fēng)味。原菌，而又不影響它們的風(fēng)味。6366 ，30min 或或70 ，15min 。 煮沸消毒法煮沸消毒法 100數(shù)分鐘，飲用水?dāng)?shù)分鐘，飲用水的消毒。的消毒。 間歇滅菌法間歇滅菌法 適用于不耐熱培養(yǎng)基的適用于不耐熱培養(yǎng)基的滅菌。將待滅菌的培養(yǎng)基在滅菌。將待滅菌的培養(yǎng)基在80100下蒸煮下蒸煮1560min，再置于室溫或，再置于室溫或37下保溫過夜，如此重

33、復(fù)下保溫過夜，如此重復(fù)3天，即可天，即可在較低溫度下達(dá)到徹底滅菌的效果。在較低溫度下達(dá)到徹底滅菌的效果。 高壓蒸汽滅菌法高壓蒸汽滅菌法 在特定的設(shè)備滅菌鍋里完成。在特定的設(shè)備滅菌鍋里完成。 在在121維持維持1520min。含糖培養(yǎng)基。含糖培養(yǎng)基115維維持持35min。培養(yǎng)基、多種器材和物料的滅菌。培養(yǎng)基、多種器材和物料的滅菌。 影響加壓蒸汽滅菌效果的因素：影響加壓蒸汽滅菌效果的因素： 1.滅菌物體的含菌量滅菌物體的含菌量 2.滅菌鍋空氣的排除程度滅菌鍋空氣的排除程度 3.滅菌對象的滅菌對象的pH 4.滅菌對象的體積滅菌對象的體積 5.加熱與散熱的速度加熱與散熱的速度 實(shí)驗(yàn)室所用高壓蒸汽滅菌

34、鍋實(shí)驗(yàn)室所用高壓蒸汽滅菌鍋 2 2、低溫的影響、低溫的影響 低溫對微生物生長的影響主要是通過降低酶反應(yīng)低溫對微生物生長的影響主要是通過降低酶反應(yīng)速度使微生物的生長收到抑制。在低溫下，微生速度使微生物的生長收到抑制。在低溫下，微生物的代謝活力極低，生長緩慢或停止，但不致死，物的代謝活力極低，生長緩慢或停止，但不致死，而是處于休眠狀態(tài)，低溫下的微生物一旦獲得適而是處于休眠狀態(tài)，低溫下的微生物一旦獲得適宜的溫度，即可恢復(fù)活性。宜的溫度，即可恢復(fù)活性。 利用這一特性，各種冰箱成為生物實(shí)驗(yàn)中保存生利用這一特性，各種冰箱成為生物實(shí)驗(yàn)中保存生物樣品或試劑的重要手段。物樣品或試劑的重要手段。 一般冰箱的溫度在

35、一般冰箱的溫度在44零下零下1818，可以用于保，可以用于保存一般的生物樣品。而有的樣品需要比較低的溫存一般的生物樣品。而有的樣品需要比較低的溫度，甚至低達(dá)零下度，甚至低達(dá)零下7070，或更低（如使用液氮，或更低（如使用液氮，可以達(dá)到零下可以達(dá)到零下196196） 二、二、pH 不同的微生物要求不同的不同的微生物要求不同的pH（P104表表6-6）。）。常見的四大類微生物中，對常見的四大類微生物中，對pH的最適的最適（范圍）要求分別是，細(xì)菌：（范圍）要求分別是，細(xì)菌：6.5 7.5（4 10）；放線菌：）；放線菌：7 8（5 10）；）；霉菌：霉菌：3 6（1.5 10）；酵母菌：）；酵母菌：

36、5-6（1.5-10）。）。 在廢水生物處理中，在廢水生物處理中，pHpH一般在一般在6.56.58.58.5。生。生物處理的主體是細(xì)菌，它要求物處理的主體是細(xì)菌，它要求pHpH略為偏堿。略為偏堿。過高的過高的pHpH會(huì)使原生動(dòng)物呆滯，菌膠團(tuán)解體，會(huì)使原生動(dòng)物呆滯，菌膠團(tuán)解體，影響去除效果，而過低的影響去除效果，而過低的pHpH，會(huì)使霉菌大量，會(huì)使霉菌大量繁殖，造成污泥膨脹。繁殖，造成污泥膨脹。 有機(jī)固體廢氣物的有機(jī)固體廢氣物的pHpH為為5 5 8 8。堆肥初期。堆肥初期pHpH下降至下降至5 5以下，以后上升至以下，以后上升至8.58.5，成熟堆肥的，成熟堆肥的pHpH在在7 7 8 8之

37、間。之間。 微生物的生命活動(dòng)也會(huì)改變環(huán)境中的微生物的生命活動(dòng)也會(huì)改變環(huán)境中的pHpH。n微生物的生命活動(dòng)也會(huì)改變環(huán)境中的微生物的生命活動(dòng)也會(huì)改變環(huán)境中的pH。 在廢水和污泥厭氧消化過程中，要控制好在廢水和污泥厭氧消化過程中，要控制好產(chǎn)酸階段和產(chǎn)甲烷階段的產(chǎn)量，產(chǎn)酸階段和產(chǎn)甲烷階段的產(chǎn)量，pH很關(guān)鍵。很關(guān)鍵。通常通常pH應(yīng)控制在應(yīng)控制在6.6 7.6，最好控制在，最好控制在6.8 7.2之間。之間。 pH較低的工業(yè)廢水可用霉菌和酵母菌處理。較低的工業(yè)廢水可用霉菌和酵母菌處理。 過高或過低的過高或過低的pH對微生物的影響：對微生物的影響： 1、影響蛋白質(zhì)解離，從而影響細(xì)胞表面電荷，、影響蛋白質(zhì)解離

38、，從而影響細(xì)胞表面電荷，進(jìn)而影響對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收。進(jìn)而影響對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收。 2、影響營養(yǎng)物質(zhì)的離子化，影響其進(jìn)入細(xì)胞。、影響營養(yǎng)物質(zhì)的離子化，影響其進(jìn)入細(xì)胞。 3、影響酶活性。、影響酶活性。 4、降低抗熱性。、降低抗熱性。 三、氧化還原電位三、氧化還原電位 氧化還原電位（氧化還原電位（ Eh）的單位為）的單位為V或或mV。各種微生。各種微生物要求的氧化還原電位不同。一般好氧微生物在物要求的氧化還原電位不同。一般好氧微生物在Eh為為+100mV以上才能生長，適宜的以上才能生長，適宜的Eh為為300400mV；兼性厭氧微生物在；兼性厭氧微生物在Eh為為+100mV以上時(shí)進(jìn)行好氧呼吸，在以上時(shí)進(jìn)行

39、好氧呼吸，在Eh為為+100mV以下時(shí)進(jìn)以下時(shí)進(jìn)行無氧呼吸或發(fā)酵；專性厭氧細(xì)菌要求的行無氧呼吸或發(fā)酵；專性厭氧細(xì)菌要求的Eh為為 -200-250mV。 氧化還原電位與氧分壓和氧化還原電位與氧分壓和pH有關(guān)。氧分有關(guān)。氧分壓越高，氧化還原電位越高；壓越高，氧化還原電位越高； pH低時(shí)，低時(shí)，氧化還原電位會(huì)下降。在氧化還原電位會(huì)下降。在pH相對穩(wěn)定的相對穩(wěn)定的條件下，可通過增加通氣量提高環(huán)境中條件下，可通過增加通氣量提高環(huán)境中（培養(yǎng)基）氧分壓，或加入氧化劑，從而（培養(yǎng)基）氧分壓，或加入氧化劑，從而增加增加Eh值；也可通過加入還原劑降低值；也可通過加入還原劑降低Eh值，如抗壞血酸、硫化氫、半胱氨酸

40、、谷值，如抗壞血酸、硫化氫、半胱氨酸、谷胱甘肽和二硫蘇糖醇等。胱甘肽和二硫蘇糖醇等。 四、溶解氧四、溶解氧 根據(jù)氧和微生物生長的關(guān)系，可將微生物根據(jù)氧和微生物生長的關(guān)系，可將微生物分為分為好氧微生物好氧微生物（專性好氧微生物和微好（專性好氧微生物和微好氧微生物）、氧微生物）、兼性厭氧微生物兼性厭氧微生物和和厭氧微生厭氧微生物（物（專性厭氧微生物和耐氧厭氧微生物）。專性厭氧微生物和耐氧厭氧微生物）。 1、好氧微生物、好氧微生物 專性好氧微生物：其生長必需氧；專性好氧微生物：其生長必需氧； 微好氧微生物：在有少量氧存在的條件下微好氧微生物：在有少量氧存在的條件下生長最好。生長最好。 大多數(shù)細(xì)菌、放

41、線菌、霉菌、原生動(dòng)物和大多數(shù)細(xì)菌、放線菌、霉菌、原生動(dòng)物和微型后生動(dòng)物都屬于好氧微生物。微型后生動(dòng)物都屬于好氧微生物。 O2的作用：的作用： （1）氧作為好氧微生物呼吸最終電子受體；）氧作為好氧微生物呼吸最終電子受體；（2）參與甾醇類和不飽和脂肪酸的合成。）參與甾醇類和不飽和脂肪酸的合成。 細(xì)胞含超氧化物歧化酶和過氧化氫酶，可以細(xì)胞含超氧化物歧化酶和過氧化氫酶，可以 抵抗在利用氧的過程中產(chǎn)生的有毒物質(zhì)。抵抗在利用氧的過程中產(chǎn)生的有毒物質(zhì)。 微生物只能利用溶解于水中的微生物只能利用溶解于水中的O2，即溶解，即溶解氧（氧（DO）。）。DO與水溫、大氣壓等因素有與水溫、大氣壓等因素有關(guān)，溫度越高，氧

42、的溶解度越小。關(guān)，溫度越高，氧的溶解度越小。 污水生物處理中需要設(shè)置污水生物處理中需要設(shè)置充氧設(shè)備充氧。充氧設(shè)備充氧。如表面葉輪機(jī)械攪拌、鼓風(fēng)曝氣等。如表面葉輪機(jī)械攪拌、鼓風(fēng)曝氣等。 實(shí)驗(yàn)室常用實(shí)驗(yàn)室常用搖床搖床充氧。充氧。 在好氧生物處理中，一般曝氣池中的在好氧生物處理中，一般曝氣池中的DO要求控制在要求控制在34mg/L。 常用名詞：常用名詞： BOD：即生化需氧量，即生化需氧量，是一種表示水中有機(jī)物是一種表示水中有機(jī)物含量的間接指標(biāo)，一般指含量的間接指標(biāo)，一般指20下，下，1L污水中所污水中所含的有機(jī)物（主要是有機(jī)碳源），在進(jìn)行微生物含的有機(jī)物（主要是有機(jī)碳源），在進(jìn)行微生物氧化時(shí)，氧化

43、時(shí)，5日內(nèi)所消耗的分子氧的毫克數(shù)日內(nèi)所消耗的分子氧的毫克數(shù)（mg/L）。）。 COD：即化學(xué)需氧量，使用強(qiáng)氧化劑使：即化學(xué)需氧量，使用強(qiáng)氧化劑使1L污水污水中的有機(jī)物迅速進(jìn)行化學(xué)氧化時(shí)所消耗的氧的毫中的有機(jī)物迅速進(jìn)行化學(xué)氧化時(shí)所消耗的氧的毫克數(shù)（克數(shù)（mg/L）。強(qiáng)氧化劑常用重鉻酸鉀。）。強(qiáng)氧化劑常用重鉻酸鉀。 2、兼性厭氧微生物、兼性厭氧微生物 兼性厭氧微生物在有氧或無氧條件下均能兼性厭氧微生物在有氧或無氧條件下均能生長，在有氧時(shí)進(jìn)行好氧代謝，氧化酶活生長，在有氧時(shí)進(jìn)行好氧代謝，氧化酶活性強(qiáng)，細(xì)胞色素及電子傳遞體系的其他組性強(qiáng)，細(xì)胞色素及電子傳遞體系的其他組分正常存在；無氧時(shí)進(jìn)行厭氧代謝，細(xì)

44、胞分正常存在；無氧時(shí)進(jìn)行厭氧代謝，細(xì)胞色素及電子傳遞體系的其他組分減少或全色素及電子傳遞體系的其他組分減少或全部喪失，氧化酶無活性，一旦通入氧氣，部喪失，氧化酶無活性，一旦通入氧氣，這些組分的活性很快恢復(fù)。這些組分的活性很快恢復(fù)。 兼性厭氧微生物除有酵母菌、腸道細(xì)菌、硝酸鹽兼性厭氧微生物除有酵母菌、腸道細(xì)菌、硝酸鹽還原菌、某些原生動(dòng)物及微型后生動(dòng)物等。還原菌、某些原生動(dòng)物及微型后生動(dòng)物等。 在污水好氧生物處理中，當(dāng)供氧不足時(shí)，兼性厭在污水好氧生物處理中，當(dāng)供氧不足時(shí)，兼性厭氧微生物起積極作用，但有機(jī)物分解不徹底。氧微生物起積極作用，但有機(jī)物分解不徹底。 在污水、污泥厭氧消化中，兼性厭氧微生物的

45、作在污水、污泥厭氧消化中，兼性厭氧微生物的作用是水解大分子的蛋白質(zhì)、脂肪、糖等。用是水解大分子的蛋白質(zhì)、脂肪、糖等。 3、厭氧微生物、厭氧微生物 在無氧條件下才能生存的微生物叫厭氧微生物。在無氧條件下才能生存的微生物叫厭氧微生物。 專性厭氧微生物要在絕對無氧條件下才能生存，專性厭氧微生物要在絕對無氧條件下才能生存，即使短暫接觸空氣，也會(huì)抑制其生長甚至致死。即使短暫接觸空氣，也會(huì)抑制其生長甚至致死。通過發(fā)酵、無氧呼吸、循環(huán)光合磷酸化或甲烷通過發(fā)酵、無氧呼吸、循環(huán)光合磷酸化或甲烷發(fā)酵獲得能量，細(xì)胞內(nèi)缺乏發(fā)酵獲得能量，細(xì)胞內(nèi)缺乏SOD和細(xì)胞色素和細(xì)胞色素氧化酶，大多數(shù)還缺乏過氧化氫酶。氧化酶，大多數(shù)

46、還缺乏過氧化氫酶。如梭菌屬、如梭菌屬、產(chǎn)甲烷菌等。產(chǎn)甲烷菌等。 耐氧微生物耐氧微生物 可在分子氧存在下進(jìn)行可在分子氧存在下進(jìn)行發(fā)酵性厭氧生活的厭氧菌；生長不需發(fā)酵性厭氧生活的厭氧菌；生長不需要氧，但分子氧對它們也無害；不具要氧，但分子氧對它們也無害；不具呼吸鏈，靠發(fā)酵和底物水平磷酸化產(chǎn)呼吸鏈，靠發(fā)酵和底物水平磷酸化產(chǎn)能；細(xì)胞含能；細(xì)胞含SOD和過氧化物酶。如乳和過氧化物酶。如乳酸乳桿菌、腸膜明串珠菌等。酸乳桿菌、腸膜明串珠菌等。 氧對厭氧菌的毒害機(jī)制：氧對厭氧菌的毒害機(jī)制：生物體內(nèi)極易產(chǎn)生物體內(nèi)極易產(chǎn)生的超氧陰離子自由基，可破壞各種重要生的超氧陰離子自由基，可破壞各種重要的生物大分子和膜結(jié)構(gòu)，

47、還可形成其他活的生物大分子和膜結(jié)構(gòu)，還可形成其他活性氧化物，故對生物體極其有害。厭氧菌性氧化物，故對生物體極其有害。厭氧菌因?yàn)椴荒芎铣梢驗(yàn)椴荒芎铣蒘OD，所以根本無法是超氧，所以根本無法是超氧陰離子自由基歧化成過氧化氫，因此，在陰離子自由基歧化成過氧化氫，因此，在有氧存在時(shí)，它們體內(nèi)形成的超氧陰離子有氧存在時(shí)，它們體內(nèi)形成的超氧陰離子自由基就使自身受到毒害。自由基就使自身受到毒害。 培養(yǎng)厭氧微生物需在無氧條件下進(jìn)行。培養(yǎng)厭氧微生物需在無氧條件下進(jìn)行。 五、輻射五、輻射 輻射包括：可見光（輻射包括：可見光（380 380 760nm760nm）、紫外）、紫外輻射（輻射（280 280 380nm

48、380nm）、近紅外（）、近紅外（760 760 3000nm3000nm）、熱紅外（）、熱紅外（6000 6000 15000nm15000nm）及）及微波（微波（1 1 幾厘米）。另外還有電離輻射幾厘米）。另外還有電離輻射等。等。 可見光和紅外輻射對進(jìn)行光合作用的微生可見光和紅外輻射對進(jìn)行光合作用的微生物有影響，能作為光合作用的能源。物有影響，能作為光合作用的能源。 紫外輻射對微生物的影響紫外輻射對微生物的影響 紫外輻射（紫外輻射（200 380nm)的殺菌機(jī)制：的殺菌機(jī)制：由于由于微生物細(xì)胞中的核酸和蛋白質(zhì)對紫外輻射有特微生物細(xì)胞中的核酸和蛋白質(zhì)對紫外輻射有特別強(qiáng)的吸收能力。別強(qiáng)的吸收能

49、力。DNA、RNA對紫外的吸收峰對紫外的吸收峰在在260nm處，蛋白質(zhì)的吸收峰在處，蛋白質(zhì)的吸收峰在280 nm處。處。紫外輻射能引起紫外輻射能引起DNA鏈上兩個(gè)相鄰的胸腺嘧啶鏈上兩個(gè)相鄰的胸腺嘧啶分子形成胸腺嘧啶二聚體，致使分子形成胸腺嘧啶二聚體，致使DNA不能復(fù)制，不能復(fù)制，導(dǎo)致微生物死亡。導(dǎo)致微生物死亡。 紫外輻射穿透力較差，只能用于紫外輻射穿透力較差，只能用于空氣和物空氣和物體表面消毒。體表面消毒。紫外輻射的殺菌力隨其劑量紫外輻射的殺菌力隨其劑量的增加而增強(qiáng)。紫外輻射的劑量是輻射強(qiáng)的增加而增強(qiáng)。紫外輻射的劑量是輻射強(qiáng)度與輻射時(shí)間的乘積，如果紫外輻射殺菌度與輻射時(shí)間的乘積，如果紫外輻射殺

50、菌燈的功率和輻射距離不變，則用輻射時(shí)間燈的功率和輻射距離不變，則用輻射時(shí)間表示相對劑量。表示相對劑量。 光復(fù)活現(xiàn)象：光復(fù)活現(xiàn)象：經(jīng)紫外線照射的微生物，經(jīng)紫外線照射的微生物，隨即暴露于可見光下，有一部分受損傷的隨即暴露于可見光下，有一部分受損傷的細(xì)胞可恢復(fù)其活力。細(xì)胞可恢復(fù)其活力。 不同的微生物對紫外輻射的抵抗力不同。不同的微生物對紫外輻射的抵抗力不同。 紫外輻射的應(yīng)用：紫外輻射的應(yīng)用：（1）空氣消毒）空氣消毒 無菌室、無菌箱等無菌室、無菌箱等（2）表面消毒）表面消毒 膠質(zhì)離心管、牛奶瓶等膠質(zhì)離心管、牛奶瓶等（3）誘變育種）誘變育種（4）用于飲用水和污（廢）水的消毒）用于飲用水和污（廢）水的消毒

51、 電離輻射對微生物的影響電離輻射對微生物的影響 -射線和射線和-射線均能使被照射的物質(zhì)產(chǎn)生射線均能使被照射的物質(zhì)產(chǎn)生電離作用，故稱為電離輻射。電離作用，故稱為電離輻射。 低劑量時(shí)，有促進(jìn)生長的作用；高劑量時(shí)，低劑量時(shí)，有促進(jìn)生長的作用；高劑量時(shí)，則有致死作用。則有致死作用。 -射線和射線和-射線能使其他物質(zhì)氧化或產(chǎn)生射線能使其他物質(zhì)氧化或產(chǎn)生自由基而作用于生物分子，或直接作用于生自由基而作用于生物分子，或直接作用于生物分子，打斷氫鍵、使雙鍵氧化、破壞環(huán)狀物分子，打斷氫鍵、使雙鍵氧化、破壞環(huán)狀結(jié)構(gòu)或使某些分子聚合等方式，破壞和改變結(jié)構(gòu)或使某些分子聚合等方式，破壞和改變生物大分子的結(jié)構(gòu)，以抑制或殺

52、死微生物。生物大分子的結(jié)構(gòu)，以抑制或殺死微生物。 六、水的活度與滲透壓六、水的活度與滲透壓 1、水的活度、水的活度 水活度水活度表示在天然或人為環(huán)境中，微生物表示在天然或人為環(huán)境中，微生物可實(shí)際利用的自由水或游離水的含量?？蓪?shí)際利用的自由水或游離水的含量。其定量涵義為：其定量涵義為：在相同的溫度和壓力下，在相同的溫度和壓力下，某溶液的蒸汽壓（某溶液的蒸汽壓（P）和純水的蒸汽壓）和純水的蒸汽壓（P0）之比，即）之比，即 aw = PP0 純水的純水的 aw=1，當(dāng)水中有溶質(zhì)時(shí)，水活，當(dāng)水中有溶質(zhì)時(shí)，水活度變小。度變小。 通常，細(xì)菌生長需要的通常，細(xì)菌生長需要的 aw 值值 霉菌霉菌 耐鹽細(xì)菌耐鹽

53、細(xì)菌 耐旱真菌。耐旱真菌。 微生物生長需要的水活度在微生物生長需要的水活度在 0.600.998。當(dāng)環(huán)境中的當(dāng)環(huán)境中的 aw 值低于微生物生長需要時(shí)，值低于微生物生長需要時(shí)，微生物的生長受阻，甚至停止生長。微生物的生長受阻，甚至停止生長。 各種微生物生長繁殖范圍的各種微生物生長繁殖范圍的aw值在值在0.9980.60之間（之間（p108表表6-7） 干燥能使微生物體內(nèi)的蛋白質(zhì)變性，引起干燥能使微生物體內(nèi)的蛋白質(zhì)變性，引起代謝活動(dòng)的停止，所以干燥會(huì)影響微生代謝活動(dòng)的停止，所以干燥會(huì)影響微生物的活性以至生命力。物的活性以至生命力。 不同微生物對干燥的抗性差別很大，細(xì)菌不同微生物對干燥的抗性差別很大

54、，細(xì)菌的芽孢、藻類和真菌的孢子及原生動(dòng)物的芽孢、藻類和真菌的孢子及原生動(dòng)物的胞囊抗性較強(qiáng)。的胞囊抗性較強(qiáng)。 也可以用干燥的方法來保存微生物樣品。也可以用干燥的方法來保存微生物樣品。 2、滲透壓、滲透壓 水或其他溶劑通過半透性膜而進(jìn)行擴(kuò)散的水或其他溶劑通過半透性膜而進(jìn)行擴(kuò)散的現(xiàn)象稱為滲透。在滲透時(shí)溶劑通過半透膜現(xiàn)象稱為滲透。在滲透時(shí)溶劑通過半透膜時(shí)受到的阻力稱為滲透壓。滲透壓的大小時(shí)受到的阻力稱為滲透壓。滲透壓的大小與溶液濃度成正比。等滲溶液最適宜微生與溶液濃度成正比。等滲溶液最適宜微生物的生長，高滲溶液會(huì)使細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分物的生長，高滲溶液會(huì)使細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離，低滲溶液會(huì)使細(xì)胞吸水膨脹。微生物離

55、，低滲溶液會(huì)使細(xì)胞吸水膨脹。微生物可通過體內(nèi)糖原、可通過體內(nèi)糖原、PHB等大分子貯藏物的等大分子貯藏物的合成或分解來調(diào)節(jié)細(xì)胞的滲透壓。合成或分解來調(diào)節(jié)細(xì)胞的滲透壓。微生物在不同滲透壓溶液中的反應(yīng)微生物在不同滲透壓溶液中的反應(yīng) 高滲溶液通常用來保藏食品，原理是用高高滲溶液通常用來保藏食品，原理是用高的滲透壓阻止微生物的生長。但不同的的滲透壓阻止微生物的生長。但不同的微生物對滲透壓的耐受性不同。微生物對滲透壓的耐受性不同。 在日常生活中，常用在日常生活中，常用1015%的鹽濃度的鹽濃度（鹽漬）和（鹽漬）和5070%的糖濃度（糖蜜）的糖濃度（糖蜜）來保藏食品）。來保藏食品）。 七、超聲波七、超聲波

56、超聲波是頻率超過超聲波是頻率超過20000HZ20000HZ的聲波，的聲波，人耳聽不見。人耳聽不見。 超聲波具有強(qiáng)烈的生物學(xué)效應(yīng)，能破超聲波具有強(qiáng)烈的生物學(xué)效應(yīng)，能破壞細(xì)胞。常用來破壞細(xì)胞壁，制成細(xì)壞細(xì)胞。常用來破壞細(xì)胞壁，制成細(xì)菌裂解液。菌裂解液。 八、重金屬八、重金屬 汞、銀、銅、鉛及其化合物，能使蛋白質(zhì)汞、銀、銅、鉛及其化合物，能使蛋白質(zhì)發(fā)生沉淀變性，使酶失去活性，因而可發(fā)生沉淀變性，使酶失去活性，因而可以用來作為殺菌和防腐。以用來作為殺菌和防腐。 當(dāng)（當(dāng)（HgCl2）的質(zhì)量濃度為）的質(zhì)量濃度為205mg/L時(shí)，對大多數(shù)細(xì)菌有致死作用。自然界時(shí)，對大多數(shù)細(xì)菌有致死作用。自然界中有些細(xì)菌能耐汞，甚至能轉(zhuǎn)化汞。中有些細(xì)菌能耐汞，甚至能轉(zhuǎn)化汞。 可可用耐汞菌處理含汞廢水。耐汞菌可將無用耐汞菌處理含汞廢水。耐汞菌可將無機(jī)汞轉(zhuǎn)化有機(jī)汞并成為菌體的一部分，機(jī)汞轉(zhuǎn)化有機(jī)汞并成為菌體的一部分，然后再從菌體中回收汞。然后再從菌體中回收汞。 升汞（升汞（HgCl2）：）：0.050.1% 用于非金屬用于非金屬 器