6第六章微生物的生長與控制2生長規(guī)律TO 學

“生、老、病、死〞〔根據投食方式〕分間歇式培養(yǎng)〔分批培養(yǎng)〕、連續(xù)式培養(yǎng)兩種情況1.間歇培養(yǎng)如何人工進行細菌間歇培養(yǎng)？只有開始時的一次性投料和接種細菌〔其余時間細菌根據環(huán)境變化自行生滅〕細菌的生長規(guī)律〔“坐吃山空型〞〕應用：生理特性研究、生物發(fā)酵和生物治污.2．細菌數量生長曲線

生

長

速

率

穩(wěn)定期

衰老期

細菌數目的對數值

0時間t細菌的數量很大，都是10的n次方，取對數作圖時方便，0~10代表1～1010總菌數活菌數

緩

慢

期對數期0+_.〔1〕緩慢期－“萬事開頭難〞特征：

細

菌

緩

數

慢

目

期

的

對

數

值

0時間t為什么會出現緩慢期呢？代謝活潑，個體體積、重量增高不立即進行細胞分裂、增殖，數量不變甚至減少適應環(huán)境〔合成相應的酶〕，營養(yǎng)儲藏〔用于復制合成〕.提問：根據上述原因選擇接種何種狀態(tài)的細菌緩慢期會較長？穩(wěn)定期或衰亡期、受損細胞、富集培養(yǎng)基的細菌后三種穩(wěn)定期細胞根本耗盡了各種輔酶或其他細胞成分受損細胞養(yǎng)傷修復富集培養(yǎng)基細菌需要合成“自力更生〞酶菌種本身的遺傳特性〔如轉基因高效菌〕和接種數量也會影響緩慢期的長短。.在實際工作中如接種菌種以啟動新的水處理設施，投加新鮮污泥時，接種的細菌不習慣于新環(huán)境，會出現或長或短的緩慢期，緩慢期的出現會增加操作時間，降低工作效率采用處于高效菌群對數期的菌種、增大接種量、盡量保持接種前后所處的培養(yǎng)介質和條件一致等方法來縮短或消除緩慢期提問：我們可以通過哪些手段縮短緩慢期呢？.〔2〕對數期〔青年〕所有細菌均繁殖故稱對數期?！蚕喈斢谥亓糠毦€的增長率上升階段〕細菌數目X增長率倍率的對數與時間成正比。.特點平均代時〔繁殖一代的時間〕最短提問：細菌的代時與哪些因素有關？

細

菌

數

目

的

對

對

數

數

期

值

0時間t如大腸桿菌在20℃時其代時是35℃條件下的2倍；傷寒桿菌在含0.125％的蛋白胨培養(yǎng)基中的代時為800min，而在含1.0％時僅為40min。四個時期繁殖速度最快種類遺傳、個體健康情況(營養(yǎng)、環(huán)境條件).提問：哪個時期〔緩慢期、對數期、穩(wěn)定期、衰亡期〕代時最具有種屬代表性？為什么？最短值→無限長〔休眠〕對數期代時——最短值細菌代時通常指最適條件下的對數期代時.〔3〕穩(wěn)定期〔中年〕出生率＝死亡率

細

菌

緩

數

慢

目

期

的

對

穩(wěn)定期

對

數

衰老期

數

期

值

0t時間死亡原因—營養(yǎng)短缺、代謝毒物增多〔相當于重量變化曲線中的增長率下降階段〕.〔3〕死亡期〔老年〕死亡率＞出生率〔相當于重量法的內源呼吸階段〕提問：如何給細菌延年益壽呢？補營養(yǎng)、環(huán)?！踩コh(huán)境毒物〕人類群體有類似規(guī)律嗎？如果把地球看作是封閉的間歇式培養(yǎng)基，人類看作是細菌，人口假設不加控制，必將經歷由于資源枯竭，污染物遍地而引發(fā)的大滅絕。自救——節(jié)約防止“營養(yǎng)物消耗過快〞，環(huán)保防止“有害代謝物毒性抑制〞。.3.連續(xù)培養(yǎng)

一方面連續(xù)進料，另一方面又連續(xù)出料。原理：進料=補足營養(yǎng)(“污染物〞)出料=稀釋菌濃度、毒物濃度它又分為兩種：恒濁連續(xù)培養(yǎng)、恒化連續(xù)培養(yǎng)。.〔1〕恒濁連續(xù)培養(yǎng)恒濁——培養(yǎng)基濁度恒定〔實質是細菌數量恒定〕新鮮培養(yǎng)基光電池光源流速控制閥出水反響控制.〔2〕恒化連續(xù)培養(yǎng)化——？新鮮培養(yǎng)基流速控制閥出水應用：環(huán)境工程、生物工程、實驗室研究〔細菌生理特性研究、細菌的快速篩選等〕。

流速恒定進料營養(yǎng)物總量.目前,污水連續(xù)生物處理法均類似于恒化連續(xù)培養(yǎng)；〔流速不完全恒定〕..4．污(廢)水連續(xù)處理中的細菌生長狀態(tài)不同的生物反響器，細菌的生長狀態(tài)可能不同！乃至同一反響器內不同位置處.連續(xù)生物處理中的細菌狀態(tài)表

細菌的生長階段應用舉例特點緩慢期無連續(xù)化穩(wěn)定操作中沒有這一階段對數生長期高負荷活性污泥法(大局部區(qū)域)穩(wěn)定期生物膜法常規(guī)活性污泥法(大局部區(qū)域)生長繁殖快，代謝活力強，能大量去除廢水中有機物。（缺點是細菌表面的粘液層和莢膜尚未形成，運動很活躍，不易自行凝聚成菌膠團，沉淀性能差，致使出水水質有機物濃度相對較高）衰老期低濃度污水延時曝氣法污泥的厭氧消化營養(yǎng)物濃度過低，難以滿足其他階段細菌的生長需要雖然比對數生長期的差，但仍有相當的代謝活力，細菌體內積累了大量貯存物，如異染粒、聚β—羥基丁酸等，體表的粘液層和莢膜強化了細菌的生物吸附能力，自我絮凝、聚合能力強，在二沉池中泥水分離效果好，出水水質好。1:0.4~0.8BOD.d-細菌與降解BOD重量比1:0.4以下.細菌生長必然維持在一個與水質環(huán)境相適應的階段；提問：同一種方式中的細菌生長狀態(tài)是否一成不變呢？隨水質波動而波動毒害物波動(“沖擊〞)營養(yǎng)波動(“失衡〞).第三節(jié)微生物培養(yǎng)法概論微生物培養(yǎng)裝置的根本條件是：科學的設計豐富而均勻的營養(yǎng)物質適宜的溫度和良好的通氣條件適宜的物理化學條件嚴防雜菌的污染思考方法.1、從少量到大規(guī)模培養(yǎng)；2、從淺層培養(yǎng)開展到厚層〔固體制曲〕或深層〔液體攪拌〕培養(yǎng)；3、從以固體培養(yǎng)技術為主到以液體培養(yǎng)技術為主；4、從靜止式液體培養(yǎng)開展到通氣攪拌式的液體培養(yǎng)5、從單批培養(yǎng)開展到連續(xù)培養(yǎng)以至多級連續(xù)培養(yǎng)6、從利用分散的微生物細胞開展到利用固定化細胞7、從單純利用微生物細胞到利用動物、植物細胞進行大規(guī)模培養(yǎng)；8、從利用野生型菌種開展到利用變異直至遺傳工程菌株；9、從單菌發(fā)酵開展到混