(6)--5-2 微生物的生长繁殖与生存因子.ppt

第三节第三节 微生物的生长繁殖及控制微生物的生长繁殖及控制三、微生物的控制三、微生物的控制一、微生物生长与繁殖一、微生物生长与繁殖 分批培养分批培养 连续培养连续培养二、环境因素对微生物的影响二、环境因素对微生物的影响n同化作用同化作用异化作用异化作用:繁殖、生长繁殖、生长一、微生物生长与繁殖一、微生物生长与繁殖n生生长长可可以以分分为为两两种种情情况况，一一种种是是间间歇歇式式培培养养（分分批批式式培培养养），另另一一种种是是连连续续式式培培养养。一一般般通通过过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察细菌的生长特性。考察细菌的生长特性。n世代时间：两次细胞分离之间的时间。世代时间：两次细胞分离之间的时间。p67（一）分批培养和生长曲线（一）分批培养和生长曲线 n将少量单细胞微生物接种于一定量的液体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培养基内，在适宜的条件下培养,并定时取并定时取样测定活微生物数目的变化，叫做样测定活微生物数目的变化，叫做间歇培间歇培养（分批培养）。养（分批培养）。n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,以单细胞以单细胞微生物数量的对数为纵坐标微生物数量的对数为纵坐标,可以绘出一条可以绘出一条有规律的曲线有规律的曲线,称为称为生长曲线。生长曲线。生长曲线生长曲线 稳定期稳定期 衰衰老老期期 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提问：为什么微生物数提问：为什么微生物数提问：为什么微生物数提问：为什么微生物数目用目用目用目用对数值对数值对数值对数值作图？作图？作图？作图？缓缓 慢慢 期期对对数数期期 （1）停滞期）停滞期n当细菌被接种到新鲜培养基中，开始一段时间内，通常不立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，细胞数目几乎保即进行细胞分裂、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，这段时间被称为停滞期。持不变，甚至稍有减少，这段时间被称为停滞期。特征特征特征特征代谢活跃，体积增大，代谢活跃，体积增大，从介质中快速吸收各从介质中快速吸收各种营养物质，大量合种营养物质，大量合成细胞分裂所需的酶成细胞分裂所需的酶类、类、ATP和其他细胞和其他细胞成分，为细胞分裂作成分，为细胞分裂作准备。准备。n在实际工作中如接种菌种以启动新的水处理设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施，投加新鲜污泥时，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，降低工作效率。现会增加操作时间，降低工作效率。n可以通过可以通过增加接种量增加接种量、采用、采用最适种龄、选用繁最适种龄、选用繁殖速率快的菌种以及尽量保持接种前后所处的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培养介质和条件一致等方法来缩短或消除停滞等方法来缩短或消除停滞期。期。_p68 应用应用 （2）对数期）对数期一旦细菌细胞的生理修复或调一旦细菌细胞的生理修复或调整完成，停滞期即告结束，细整完成，停滞期即告结束，细胞开始进入快速分裂阶段。这胞开始进入快速分裂阶段。这一时期细胞数目的增加以一时期细胞数目的增加以2n级级数进行，细菌的数目数进行，细菌的数目X的增长的增长率只与细菌的初始数量有关。率只与细菌的初始数量有关。特点特点n对数期的细胞分裂速度最快、繁殖一代的时间最短、代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细胞数目一样以同样的对数生长速率增加，细组分也像细胞数目一样以同样的对数生长速率增加，细胞合成核糖体以及蛋白质越多，其生长速率也越快。胞合成核糖体以及蛋白质越多，其生长速率也越快。细菌代时的计算细菌代时的计算n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繁殖一代即个体数目增加一倍的时间。菌繁殖一代即个体数目增加一倍的时间。n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象。对象。n在在对对数数期期分分别别测测定定t0时时刻刻与与t时时间间细细菌菌的的数数量量X0与与X，基于细菌的二分裂生长基于细菌的二分裂生长n t0 t n 122223（22）2）2425 2nn X0X024X02n (n=1、2、3)Xn n是细菌的代数是细菌的代数 （3）静止期）静止期n如如果果对对数数期期的的细细胞胞分分裂裂不不受受节节制制的的连连续续进进行行，理理论论上上一一个个代代时时为为20min。重重10-12g的的细细菌菌，经经过过48h的的对对数数生生长长之之后后，其其群群体体重重量量可可达达到到地地球球重量的重量的4000倍。倍。n在在一一个个封封闭闭的的系系统统中中，细细菌菌的的对对数数生生长长只只能能维维持持一一个个短短暂暂的的时时期期，最最终终生生长长将将会会降降低低，代代时时延延长长，细细胞胞活活力力减减退退。此此时时新新生生的的细细胞胞数数目目与与死死亡亡的的细细胞胞数数目目相相等等，总总菌菌数数达达到到最最大大值值，活活菌菌数数保保持持恒恒定。定。特征特征n静止期细胞从生理上的年轻转化为衰老，表现为细菌的代静止期细胞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，谢活力钝化，细胞含有较少的核糖体，RNA和蛋白质合成和蛋白质合成缓慢，缓慢，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，如修复，细胞的染色特点也发生变化，如G+转变为转变为G-。（4）衰亡期）衰亡期n处处于于静静止止期期的的细细菌菌继继续续培培养养，细细胞胞的的死死亡亡率率将将逐逐渐渐增增加加，最最终终群群体体中中活活的的细细胞胞数数目目将将以以对对数数速速率率急剧下降，此阶段就被称为衰亡期。急剧下降，此阶段就被称为衰亡期。特点特点n衰亡期细胞的总数虽然镜检直接计数可能会衰亡期细胞的总数虽然镜检直接计数可能会保持不变，但间接计数检测到的细胞数目却保持不变，但间接计数检测到的细胞数目却在减少在减少（?），同时伴随着细胞的裂解或自溶，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、转化酶、可释放出一些代谢产物，如氨基酸、转化酶、外肽酶或抗生素等。外肽酶或抗生素等。n衰衰亡亡期期的的长长短短与与对对数数生生长长期期一一样样在在不不同同微微生生物物中中变变化化是是很很大大的的，主主要要与与菌菌种种的的遗遗传传特性有关。特性有关。n通通过过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的的细细胞胞死死亡亡速速率率，延延长长细细菌培养物的存活时间。菌培养物的存活时间。（二）（二）连续培养连续培养p70n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：恒浊连续培养和恒浊连续培养和恒化连续培养。恒化连续培养。（1）恒浊连续培养）恒浊连续培养 n一种使培养液中细菌的浓度恒定，以浊度为控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长。通过控制进料元素，细菌保持最大速率生长。通过控制进料流速使装置内流速使装置内细菌浊度细菌浊度保持一定，保持理论上保持一定，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。生理生化研究。（2）恒化连续培养）恒化连续培养 n新鲜培养基以恒定的流速流入新鲜培养基以恒定的流速流入，与培养器内的，与培养器内的培养基瞬间混合，培养器内的培养基继而也以培养基瞬间混合，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营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。除了化连续培养。除了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。一、微生物生长量的测定方法一、微生物生长量的测定方法n（一）直接测定n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测定过程快速，缺点是不能区分微生物的死活。的死活。n1.计数器测定法计数器测定法n2.比例计数法比例计数法n3.比浊计数法比浊计数法 1计数器测定法计数器测定法将菌液滴在血球计数板将菌液滴在血球计数板0.10.1mlml 的计数格中，细菌被固定染色的计数格中，细菌被固定染色后，在显微镜下选择数出若干个小格中的细菌数目，（一后，在显微镜下选择数出若干个小格中的细菌数目，（一般数般数125个小格），根据比例关系折算出单位体积菌液中细个小格），根据比例关系折算出单位体积菌液中细菌的数量。菌的数量。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：例如数了例如数了125个小格中有个小格中有90个细菌则个细菌则 (90125)0.0025=288个个/ml菌菌液液中中细细菌菌数数目目就就为为288个个/ml。这这种种方方法法只只只只能能能能测测测测定定定定个个个个体体体体较较较较大大大大的的的的细细细细菌菌菌菌，细细菌菌个个体体若若太太小小，则则由由于于每每一一小小格格中中细细菌菌层层层层叠加，相互遮挡，难以准确计数。若适当稀释，效果较好。叠加，相互遮挡，难以准确计数。若适当稀释，效果较好。2比例计数法比例计数法n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350450万万个个ml)，由由此此可以测得细菌数量。可以测得细菌数量。3比浊计数法比浊计数法n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。n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，藉藉此此可可以测定细菌浓度。以测定细菌浓度。n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得细菌含量。查得细菌含量。（1）制标准曲线）制标准曲线n（2）测定菌液浊度，查表得出细菌数量）测定菌液浊度，查表得出细菌数量（二）间接计数法二）间接计数法n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。1）单细胞挑取法：）单细胞挑取法：从待分离材料中挑取从待分离材料中挑取一个细胞来培养，从而获一个细胞来培养，从而获得纯培养的过程。得纯培养的过程。纯培养的方法：纯培养的方法：2）平皿划线法）平皿划线法 用接种环沾少许待分离的材料，在培养基表面进行多次平行划线，使微用接种环沾少许待分离的材料，在培养基表面进行多次平行划线，使微生物细胞分开生长以获得微生物纯培养的过程。生物细胞分开生长以获得微生物纯培养的过程。1.平板计数法平板计数法n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。4)操作要点：操作要点：无菌操作无菌操作稀释平板分离法使用过程中的几个问题稀释平板分离法使用过程中的几个问题1)梯度稀释度的确定：梯度稀释度的确定：需分离微生物在样品中的数量需分离微生物在样品中的数量2)选择菌落接种的依据：选择菌落接种的依据：a、菌落特征；菌落特征；b、菌体的特征菌体的特征3)微生物纯培养的标准：微生物纯培养的标准：菌落特征一致性菌落特征一致性n一一般般计计数数平平板板的的细细菌菌生生长长菌菌落落数数以以30300个个为宜。为宜。n细菌数量细菌数量=数出的菌落数数出的菌落数/稀释度稀释度n例例如如：10-5稀稀释释度度时时菌菌落落数数为为100个个，则则 细细菌数量菌数量=100/10-5=107个个/mLn 平板计数法是采用最广的一种活菌计数法平板计数法是采用最广的一种活菌计数法。2.液体计数法（液体计数法（MPNMPN法）法）n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法。方法。n具体做法：具体做法：n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。因此，这种方法又叫最可能数法或量。因此，这种方法又叫最可能数法或MPNMPN法。法。测定测定硫酸盐还原菌硫酸盐还原菌的数量的数量n硫酸盐还原菌是严格厌氧菌，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。（1 1）1010倍梯度稀释倍梯度稀释倍梯度稀释倍梯度稀释(2)统计、查表、计算统计、查表、计算 n统计确定数量指标统计确定数量指标n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10-4两个稀释度，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”为数量指为数量指标的第一位数字；第二和第标的第一位数字；第二和第三位数则为三位数则为2和和0。因此所得。因此所得的数量指标为的数量指标为“320”。n查表查表n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数量。能数量。MPN三管法测数统计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9.59.5x10 x104 43.薄膜过滤计数法薄膜过滤计数法n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(如空气或饮如空气或饮用水用水)，可采用薄膜计数法。将待测样品通，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，藉助膜的作用将细菌浓缩，再将膜滤膜，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，然后类似于平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。这种计数法要求样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。品中不得含有过多的悬浮性固体或小颗粒。(三三)重量法重量法n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细菌生长数量的方法称为重量法。示细菌生长数量的方法称为重量法。n1.测定细胞干重法测定细胞干重法n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、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，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。以此代表细菌生长量的多少。n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，势势必必会会严严重重干干扰扰细细菌计数的结果。菌计数的结果。nMLSSMLSS、MLVSSMLVSS2.细胞含细胞含N量法量法n大大多多数数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，一一般般为为蛋蛋白白质质干干重重1516，平均为平均为16。n水水样样中中菌菌体体蛋蛋白白质质-N含含量量、单单个个细细菌菌中中的的蛋蛋白质含量白质含量n(10-1510-11)g/细胞细胞(1018)n细细菌菌的的数数目目=菌菌体体蛋蛋白白质质-N 16%单单个个细细胞胞的蛋白质含量的蛋白质含量凯氏氮（凯氏氮（凯氏氮（凯氏氮（有机有机有机有机氮氮氮氮+氨氮氨氮氨氮氨氮）3.DNA含量法含量法n同种细菌的同种细菌的DNA含量一致含量一致,可通过测定可通过测定DNA的含量的含量来表示细菌的生长量来表示细菌的生长量n n少量纯细菌培养时少量纯细菌培养时少量纯细菌培养时少量纯细菌培养时细菌数量的测定细菌数量的测定细菌数量的测定细菌数量的测定。n n精确性非常高，精确性非常高，精确性非常高，精确性非常高，对对对对样品纯度以及仪器样品纯度以及仪器样品纯度以及仪器样品纯度以及仪器和人员的要求较高，和人员的要求较高，和人员的要求较高，和人员的要求较高，n提提问问：当当你你需需要要测测定定某某水水样样中中细细菌菌数数量量时时，你你该该如何选择方法？如何选择方法？视要求、水样菌量、测试条件等等灵活选取视要求、水样菌量、测试条件等等灵活选取视要求、水样菌量、测试条件等等灵活选取视要求、水样菌量、测试条件等等灵活选取n具有代谢活性n不能在常规培养基生长，但适宜条件下可以复苏n原因：受到环境因素压力三、细菌的非可培养状态三、细菌的非可培养状态第二节第二节 环境因素对微生物生长的影响环境因素对微生物生长的影响一.温度温度n(一一)微生物生长的温度范围微生物生长的温度范围 n温度是微生物的重要生存因子。温度是微生物的重要生存因子。n每种微生物都有一定的温度生长范围，不同的每种微生物都有一定的温度生长范围，不同的微生物要求的最高、最低、最适生长温度不同。微生物要求的最高、最低、最适生长温度不同。n根据微生物生长温度范围和最适温度，通常把根据微生物生长温度范围和最适温度，通常把微生物分成微生物分成嗜冷菌、嗜中温菌、嗜热菌及嗜超嗜冷菌、嗜中温菌、嗜热菌及嗜超热菌。热菌。适宜温度适宜温度n为为什什么么会会存存在在适适宜温度？宜温度？n n 酶的活性酶的活性酶的活性酶的活性不同细菌的生长适宜温度不同细菌的生长适宜温度不同细菌的生长适宜温度不同细菌的生长适宜温度n n嗜冷菌、嗜中温菌、嗜热菌及嗜超热菌嗜冷菌、嗜中温菌、嗜热菌及嗜超热菌嗜冷菌、嗜中温菌、嗜热菌及嗜超热菌嗜冷菌、嗜中温菌、嗜热菌及嗜超热菌。n n废废废废水水水水中中中中的的的的细细细细菌菌菌菌一一一一般般般般都都都都是是是是嗜嗜嗜嗜中中中中温温温温菌菌菌菌，最最最最适适适适温温温温度度度度 多在多在多在多在3030左右左右，嗜冷菌和嗜热菌占少数。嗜热菌嗜热菌n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，叫火球菌属，最适生长温度高达火球菌属，最适生长温度高达105105。嗜中温微生物嗜中温微生物自然界中绝大多数是如此。自然界中绝大多数是如此。嗜冷菌嗜冷菌最适生长温度最适生长温度5-105-10，如荧光极毛杆菌可在，如荧光极毛杆菌可在-4-4生长生长.n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，广泛存在于各种动物体内，以及蔬菜、水果等食品上。种动物体内，以及蔬菜、水果等食品上。n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；如小孩吃吞天；如小孩吃吞感染食品后，则肠胃不舒服，胀鼓，无胃口。感染食品后，则肠胃不舒服，胀鼓，无胃口。(二)温度对微生物生长影响温度对微生物生长影响n1.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10，生化反应速度增加一倍。n2.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。n3.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。n在适宜的温度界限以外，过高过低的温度均对微生物有影响。1.高温灭菌法高温灭菌法n超过微生物最高生长温度可将微生物杀死，可用来灭菌.n高温灭菌原因：1 1）蛋白质、核酸变性）蛋白质、核酸变性）蛋白质、核酸变性）蛋白质、核酸变性2 2）细胞膜溶解）细胞膜溶解）细胞膜溶解）细胞膜溶解 细胞膜中的脂类在高温作用下溶解.A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；干热灭菌使用温度：160-180，常用170，含水物品不能利用此法。(三)利用温度的灭菌方法利用温度的灭菌方法2.湿热灭菌湿热灭菌n湿热灭菌使用温度:100-130,常用121，含水物品常利用此法。n在同样温度下湿热灭菌效果要比干热灭菌效率要好，其原因是:n1.菌体蛋白质吸收热水分凝固比干热凝固容易;n2.湿热比干热传导快，穿透力强，能迅速提高物体内部温度。n3.蒸汽与物品接触，凝结成水,放出潜能,能迅速提高温度,加速微生物死亡。蒸蒸汽汽灭灭菌菌锅锅3.间歇灭菌法n用100 15-3028-37,12-24hrs(使残留的芽孢萌发或营养细胞再被杀死)100（15-30）可以反复23次。n适用于不耐热药品、营养物、特殊培养基等。4.巴氏消毒法巴氏消毒法（低温消毒法低温消毒法）n牛奶、酒等在高温下营养和风味容易受破坏，利牛奶、酒等在高温下营养和风味容易受破坏，利用较低温度既可杀死病菌又能保持这些营养物质用较低温度既可杀死病菌又能保持这些营养物质风味不变。风味不变。n巴氏消毒使用温度：nA:62-65A:62-65 20-30 20-30 B:72B:72 10 10（少用）少用）n超高温巴氏消毒法：130 2n牛奶65 30、71 15（迅速冷却到00C即可饮用）n1.1.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n原因：A、细胞体内水分转变成冰晶，引起细胞明显脱水；B、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。(四)低温低温对微生物的影响对微生物的影响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）n低温下微生物生存原理nA、在低温下酶仍起作用nB、低温微生物质膜中不饱和脂肪含量高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，一旦遇到合适生长温度就可以生长繁殖，并常在4-7冰箱中保存。嗜中温菌（耐冷嗜中温菌（耐冷嗜中温菌（耐冷嗜中温菌（耐冷喜温）一般在喜温）一般在喜温）一般在喜温）一般在5 5以下处于休眠状态，以下处于休眠状态，以下处于休眠状态，以下处于休眠状态，因此通常实验室用因此通常实验室用因此通常实验室用因此通常实验室用冰箱的冰箱的冰箱的冰箱的4 4冷藏冷藏冷藏冷藏温温温温度保藏细菌度保藏细菌度保藏细菌度保藏细菌或或或或甘油、石蜡冷冻甘油、石蜡冷冻甘油、石蜡冷冻甘油、石蜡冷冻保存保存保存保存 菌种菌种菌种菌种 低温下冷藏的食物变质低温下冷藏的食物变质低温下冷藏的食物变质低温下冷藏的食物变质嗜冷嗜冷嗜冷嗜冷细菌（或霉菌）的最适宜温度在5 51515之间。提问：提问：提问：提问：嗜冷细菌有什么环保用途？嗜冷细菌有什么环保用途？嗜冷细菌有什么环保用途？嗜冷细菌有什么环保用途？北方冬季的污水处理北方冬季的污水处理4.超低温超低温保藏的微生物原理保藏的微生物原理nA.A.快速冰冻形成的冰晶体小，故对细胞损快速冰冻形成的冰晶体小，故对细胞损害小害小nB.B.超低温保藏的微生物往往使用了防冻保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护剂（如甘油），可以降低脱水的有害作用。用。n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年。年甚至于百年。二二pHpHn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n1 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。n2 2.影响代谢过程中酶影响代谢过程中酶的活性。的活性。n3 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性,以及以及有害物质毒性。有害物质毒性。n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。n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；n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。n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。n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。不同微生物的对pH忍受能力有很大差异n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；三、氧化还原电位（三、氧化还原电位（ORPORP)n n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？n n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 n n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+0.771n n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电电电极与一个参比电极（如甘汞电极）极与一个参比电极（如甘汞电极）极与一个参比电极（如甘汞电极）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.n n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n n控控控控 制制制制 在在在在 200200 600600mVmV是是是是正正正正常常常常的的的的，300-400300-400较适宜较适宜较适宜较适宜n n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 n n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n n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-100-100-200-200mVmVn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。应用应用四.溶解氧n根据微生物与分子氧的关系，将微生物分为好氧微生物、厌氧微生物和兼性厌氧微生物。n在微生物世界中，绝大多数种类都是好氧微生在微生物世界中，绝大多数种类都是好氧微生物或兼性厌氧微生物。厌氧微生物的种类相对物或兼性厌氧微生物。厌氧微生物的种类相对较少。较少。五、干燥五、干燥n n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。n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。n n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？n n（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（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n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。n n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）n如方便面、干果、肉干、葡萄干等。n n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。n n一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一旦提供潮气则会很快复活。快复活。快复活。快复活。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 n n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左左左水分子净通量水分子净通量水分子净通量水分子净通量0 0 右右右右侧液位侧液位侧液位侧液位，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 n n衡量方法衡量方法衡量方法衡量方法：通常以一定浓：通常以一定浓：通常以一定浓：通常以一定浓度溶液与纯水间形成的渗度溶液与纯水间形成的渗度溶液与纯水间形成的渗度溶液与纯水间形成的渗透压作为该溶液的渗透压透压作为该溶液的渗透压透压作为该溶液的渗透压透压作为该溶液的渗透压 n n提问：提问：提问：提问：水将从水将从水将从水将从 渗透压渗透压渗透压渗透压一方流向一方流向一方流向一方流向 渗透压的一渗透压的一渗透压的一渗透压的一方？方？方？方？n n低、高低、高低、高低、高n n渗透压渗透压渗透压渗透压可影响细菌生存：n n1.1.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n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。n n等渗透压溶液等渗透压溶液等渗透压溶液等渗透压溶液0.850.85的的的的食盐食盐食盐食盐(NaClNaCl)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。2.高渗透压溶液中高渗透压溶液中n n提问提问提问提问：哪些是高渗透压溶液？细菌会发生什么现象？：哪些是高渗透压溶液？细菌会发生什么现象？：哪些是高渗透压溶液？细菌会发生什么现象？：哪些是高渗透压溶液？细菌会发生什么现象？n n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n n防腐（细菌滋生）防腐（细菌滋生）防腐（细菌滋生）防腐（细菌滋生）n如用5 530%30%的的的的盐盐盐盐水水水水腌咸菜、咸鱼，用606080%80%的的的的糖糖糖糖溶溶溶溶液液液液做蜜饯等。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；3.低渗透压溶液低渗透压溶液n n提问：提问：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