(10)--5微生物的生长繁殖与生长因子 3.ppt

知知识识回回顾顾1、为什么常规活性污泥法用采用静止期的微生物呢、为什么常规活性污泥法用采用静止期的微生物呢？（1）对数生长期的微生物生长繁殖快，代谢活力强，能大量去）对数生长期的微生物生长繁殖快，代谢活力强，能大量去除污水中的有机物。尽管微生物对有机物的去除能力很高，但除污水中的有机物。尽管微生物对有机物的去除能力很高，但相应要求进水有机物浓度高，则出水的绝对值也相应提高，不相应要求进水有机物浓度高，则出水的绝对值也相应提高，不易达到排放标准。易达到排放标准。（2）对数期的微生物生长繁殖旺盛，细胞表面的黏液层和荚膜）对数期的微生物生长繁殖旺盛，细胞表面的黏液层和荚膜尚未形成，活动很活跃，不易自行凝聚成菌胶团，沉淀性能差，尚未形成，活动很活跃，不易自行凝聚成菌胶团，沉淀性能差，致使出水水质差。致使出水水质差。（3）静止期的微生物代谢活力虽比对数生长期的差，但仍有相）静止期的微生物代谢活力虽比对数生长期的差，但仍有相当的代谢活力，去除有机物的效果仍较好，最大特点是微生物当的代谢活力，去除有机物的效果仍较好，最大特点是微生物积累大量贮存物，强化了微生物的生物吸附能力，其自我絮凝、积累大量贮存物，强化了微生物的生物吸附能力，其自我絮凝、聚合能力强，在二沉池中泥水分离效果好，出水水质好。聚合能力强，在二沉池中泥水分离效果好，出水水质好。知知识识回回顾顾2、用活性污泥法处理污水时为什么要使、用活性污泥法处理污水时为什么要使pH保保持在持在6.5以上呢？以上呢？在在6.5以下的酸性环境不利于细菌和原生动物生长，以下的酸性环境不利于细菌和原生动物生长，尤其对菌胶团细菌不利。相反，对霉菌及酵母菌有利。尤其对菌胶团细菌不利。相反，对霉菌及酵母菌有利。如果活性污泥中有大量霉菌繁殖，由于多数霉菌不像细如果活性污泥中有大量霉菌繁殖，由于多数霉菌不像细菌那样分泌黏性物质于细胞外，其吸附能力和絮凝性能菌那样分泌黏性物质于细胞外，其吸附能力和絮凝性能不如菌胶团，如果霉菌的数量在活性污泥中占优势，会不如菌胶团，如果霉菌的数量在活性污泥中占优势，会造成活性污泥的结构松散，不易沉降，甚至导致活性污造成活性污泥的结构松散，不易沉降，甚至导致活性污泥丝状膨胀，就会降低活性污泥整体处理效果，出水水泥丝状膨胀，就会降低活性污泥整体处理效果，出水水质下降。质下降。第五章第五章 微生物的生微生物的生长繁殖与生存繁殖与生存因子因子l第一第一节 微生物的生微生物的生长繁殖繁殖l第二第二节 微生物的生存因子微生物的生存因子l第三第三节 不利不利环境因子境因子对微生物的影响微生物的影响l第四第四节 微生物之微生物之间的关系的关系紫外线照射平板紫外线照射平板培养前取出黑纸培养前取出黑纸现现象？象？如何解释？如何解释？温度、辐射、干燥、声波、微波、化学物质等。温度、辐射、干燥、声波、微波、化学物质等。温度、辐射、干燥、声波、微波、化学物质等。温度、辐射、干燥、声波、微波、化学物质等。第三第三节 不利不利环境因子境因子对微生物的影响微生物的影响一、辐一、辐 射射电磁波辐射和粒子辐射，电磁波辐射和粒子辐射，对微生物作用为：对微生物作用为：电离辐射电离辐射和和非电离辐射非电离辐射。非电离辐射包括非电离辐射包括可见光可见光、日光日光、紫外线紫外线。2.2.日日 光光 直直射射日日光光有有强烈烈杀菌菌作作用用，是是天天然然杀菌菌因因素素，紫紫外外线是是日日光光杀菌菌作作用用的的主主要要因因素素。许多多微微生生物物在在直直射射日日光光下下，半半小小时到到数数小小时即即可可死死亡。芽亡。芽孢的抵抗力的抵抗力强，经20h20h才死亡。才死亡。1.1.可可见光光 指在指在红外外线和紫外和紫外线之之间，肉眼可，肉眼可见的光的光线，波，波长400-800nm400-800nm。可。可见光光线只有微弱只有微弱的的杀菌作用。菌作用。l l为什么通常细菌在阴暗环境中能够更好的生长？为什么通常细菌在阴暗环境中能够更好的生长？为什么通常细菌在阴暗环境中能够更好的生长？为什么通常细菌在阴暗环境中能够更好的生长？紫外紫外紫外紫外线线（波（波（波（波长长0.10.10.10.1400 400 400 400 nmnmnmnm）一一一一般般般般细细菌菌菌菌在在在在紫紫紫紫外外外外线线下下下下照照照照射射射射5 5 5 5minminminmin即即即即能能能能被被被被杀杀死死死死，芽芽芽芽孢孢则则需需需需10101010minminminmin。3.3.紫外紫外线 紫外紫外线中波中波长200-300nm200-300nm部分具有部分具有杀菌作用，菌作用，其中以其中以265-266nm265-266nm段的段的杀菌力最菌力最强，这与与DNADNA吸收光吸收光谱范范围一致。一致。常用的常用的紫外紫外线杀菌灯波菌灯波长为 253.7nm253.7nm，杀菌力菌力强而而稳定。定。缺点缺点 紫外紫外线的的穿透力不穿透力不强，即使是很薄的玻璃也不能，即使是很薄的玻璃也不能透透过，所以只用物体，所以只用物体表面消毒表面消毒。用途用途 微生物微生物实验室、无菌室、手室、无菌室、手术室、室、传染病房、种染病房、种蛋室等的蛋室等的空气消毒空气消毒。原理原理 紫外紫外线照射后，照射后，DNADNA分子吸收分子吸收约260nm260nm紫外紫外线，使同，使同一条一条DNADNA链上相上相邻胸腺胸腺嘧啶产生共价生共价结合成二聚体合成二聚体，影响，影响DNADNA复复制与制与转录，引起致死性突，引起致死性突变而死亡。而死亡。此外，紫外此外，紫外线可使空气中分子氧可使空气中分子氧变为臭氧，臭氧放出氧化臭氧，臭氧放出氧化能力能力强的原子氧，呈的原子氧，呈现杀菌作用菌作用。光复活与暗复活光复活与暗复活l把把经紫外紫外线照射后的微生物立即放在照射后的微生物立即放在蓝色可色可见光下，光下，可明可明显降低其死亡率的降低其死亡率的现象称象称光复活光复活作用。作用。l原理：原理：经紫外紫外线照射形成的胸腺照射形成的胸腺嘧啶二聚体在黑暗下二聚体在黑暗下会被一种会被一种光复活光复活酶结合，当合，当这复合物暴露在可复合物暴露在可见光下，光下，此此酶会因会因获得能量而得能量而产生解离作用，将二聚体从新分生解离作用，将二聚体从新分解成解成单体。体。l暗复活：暗复活：在活在活细胞中，胞中，还存在一种修复被紫外存在一种修复被紫外线等等诱变剂损伤的的DNADNA的机制。的机制。该修复作用与光无关。它涉及修复作用与光无关。它涉及四种四种酶的参与。的参与。4.4.电离离辐射射射线射线射线射线射线射线生物生物大分子大分子细胞损伤细胞损伤4.4.电离离辐射射射线射线射线射线射线射线生物生物大分子大分子细胞损伤细胞损伤电离辐射电离辐射水水OHHDNA生物大分子生物大分子超声波超声波超声波超声波 是指声源振是指声源振动频率很高，超率很高，超过20 kHz20 kHz的特殊声波。超的特殊声波。超声波主要以声波主要以强烈振烈振荡作用呈作用呈现其其对病毒、其它微生物以及病毒、其它微生物以及细胞胞的的杀灭或破坏作用。或破坏作用。烟草花叶病毒在烟草花叶病毒在经超声波超声波处理后，理后，变为微微细碎屑，碎屑，丧失感失感染性，但仍保持其抗原性。染性，但仍保持其抗原性。细菌和酵母菌在超声波作用下于几菌和酵母菌在超声波作用下于几十分十分钟内死亡。内死亡。小型病毒、芽小型病毒、芽孢对超声波有抵抗力超声波有抵抗力。原原原原 理理理理 强烈振烈振荡使得凝胶液化、乳化或沉淀；使得凝胶液化、乳化或沉淀；产生空腔，引生空腔，引起巨大起巨大压力力变化使化使细胞破裂、死亡。胞破裂、死亡。用用用用 途途途途 主要用于破碎主要用于破碎细胞，提取胞，提取细胞胞组分等。分等。二、二、超声波超声波二、二、超声波超声波补补充：微充：微充：微充：微 波波波波 从几百兆赫至几十万兆赫从几百兆赫至几十万兆赫频率的无率的无线电波称波称为微波。微波微波。微波灭菌，主要是利用菌，主要是利用微波的加微波的加热作用作用完成（交完成（交变电场，分子旋，分子旋转振振动、分子相互作用、分子相互作用产生生摩擦力，分子克服摩擦力摩擦力，分子克服摩擦力产生生热量，使物品升温，起量，使物品升温，起加加热灭菌作用）。菌作用）。用用用用 途途途途 这种种灭菌法，需菌法，需时短、加短、加热均匀。可用于非均匀。可用于非金属医金属医药用品等的用品等的灭菌。菌。三、极端温度三、极端温度1.1.1.1.低温低温低温低温 l多数微生物多数微生物对低温具有很低温具有很强的抵抗力。当微生物的抵抗力。当微生物处于最低于最低生生长温度以下温度以下时，其代，其代谢活活动降低到最低水平，生降低到最低水平，生长繁殖繁殖停止，但仍可停止，但仍可长时间保持活力。常在低温下保存微生物种。保持活力。常在低温下保存微生物种。2.2.2.2.高温高温高温高温 l高温高温对微生物具有致死作用，常用于消毒和微生物具有致死作用，常用于消毒和灭菌。高温菌。高温对菌体蛋白菌体蛋白质、核酸、核酸、酶系系统等等产生破坏作用，生破坏作用，导致菌体死致菌体死亡。亡。超高温：蛋白超高温：蛋白质变性性 酶失活失活 核糖体解体核糖体解体 超低温：超低温：酶活性下降、新活性下降、新陈代代谢缓慢慢高温高温灭菌菌湿湿热灭菌菌干干热灭菌：干燥条件，菌：干燥条件，160160维持持1-2h1-2h。高高压蒸汽蒸汽灭菌法：密菌法：密闭条件下，水加条件下，水加热蒸蒸发形成高形成高压的同的同时产生高温。利用高温生高温。利用高温杀死菌。死菌。巴氏消毒法：采用巴氏消毒法：采用60-7060-70的温度的温度处理理15-30min15-30min。间歇歇灭菌法：菌法：100100，30-60min30-60min；冷却，；冷却，3737培养培养1d1d（反复三次）（反复三次）湿热传导性好、穿透力强、灭菌效力大。湿热传导性好、穿透力强、灭菌效力大。影响超高温杀菌效果的因素？影响超高温杀菌效果的因素？微生物的种微生物的种类、数量、生理状、数量、生理状态、有无芽、有无芽孢、pHpH巴氏消毒法巴氏消毒法巴氏消毒法巴氏消毒法 以以较低温度低温度杀灭液液态食品中病原菌或特食品中病原菌或特定微生物，尽量保持其定微生物，尽量保持其营养成分和养成分和风味的消毒方法。味的消毒方法。主要用于葡萄酒、啤酒、果酒及牛乳等食品的消毒。主要用于葡萄酒、啤酒、果酒及牛乳等食品的消毒。巴氏消毒法具体方法：巴氏消毒法具体方法：巴氏消毒法具体方法：巴氏消毒法具体方法：低温维持巴氏消毒法（低温维持巴氏消毒法（LTH）63-6530min；高温瞬时巴氏消毒法高温瞬时巴氏消毒法(HTST)71-7215s；超高温巴氏消毒法超高温巴氏消毒法(UHT)1321-2s。四、极端四、极端pHpHl一是使蛋白质、核酸等生物大分子所带一是使蛋白质、核酸等生物大分子所带电荷发生变化电荷发生变化，从而影响其生物活性；从而影响其生物活性；l二是引起二是引起细胞膜电荷变化细胞膜电荷变化，导致微生物细胞吸收营养，导致微生物细胞吸收营养物质能力改变；物质能力改变；l三是影响三是影响酶的活性酶的活性，降低微生物对高温的抵抗能力；，降低微生物对高温的抵抗能力；l四是改变环境中四是改变环境中营养物质的可给性营养物质的可给性，以及，以及有害物质的有害物质的毒性。毒性。pHpH对微生物的影响是通微生物的影响是通过以下几方面以下几方面实现的：的：用途用途 常用来保存食品、常用来保存食品、饲料、谷料、谷类、皮、皮张、药材等。材等。五、干五、干 燥燥作用作用作用作用 微生物在干燥的微生物在干燥的环境中失去水分，新境中失去水分，新陈代代谢障碍，障碍，菌体菌体蛋白蛋白变性性，逐，逐渐死亡。死亡。微生物微生物对干燥的抵抗力差异很大。巴氏杆菌、嗜血杆干燥的抵抗力差异很大。巴氏杆菌、嗜血杆菌等在干燥的菌等在干燥的环境中境中仅能存活几天能存活几天，而，而结核杆菌能耐受干核杆菌能耐受干燥燥9090天天。细菌的芽菌的芽孢对干燥有干燥有强大的抵抗力，如炭疽杆菌大的抵抗力，如炭疽杆菌芽芽孢在干燥条件下可存活在干燥条件下可存活数十年数十年。霉菌的。霉菌的孢子子对干燥也有干燥也有较强的抵抗力。的抵抗力。六、化学物六、化学物质（重金属和有机物）（重金属和有机物）（1 1）使菌体蛋白）使菌体蛋白质变性性 如酚如酚类、醇、醇类、重金属、重金属盐类、酸碱、酸碱类、醛类；（2 2）损伤胞膜胞膜 如酚如酚类(低低浓度度)、表面活性、表面活性剂、醇、醇类等脂溶等脂溶剂；（3 3）干）干扰细菌的菌的酶系系统和代和代谢 如氧化如氧化剂、重金属、重金属盐类(低低浓度度)；（4 4）改）改变核酸功能核酸功能 如染料、如染料、烷化化剂等。等。1 1、重金属、重金属盐类 杀菌机理：菌机理：损伤细胞壁和膜；胞壁和膜；抑制抑制酶系系统(脱脱氢酶、氧化、氧化酶等等)；蛋白蛋白质变性。性。杀菌机理：与菌机理：与带阴阴电荷的菌体蛋白荷的菌体蛋白质结合使其合使其变性；性；HgHg、AgAg盐，与，与细菌菌酶蛋白的蛋白的巯基基结合。合。2 2、有机化合物（醇、有机化合物（醇、醛、酚）、酚）杀菌机理：使蛋白菌机理：使蛋白质巯基氧化基氧化(成二硫基成二硫基)2R 2RSHSH+2X+2X R RS SS SR+2XHR+2XH杀菌机理：菌机理：漂白粉漂白粉Ca(OCl)Ca(OCl)2 2 及及氯气气 ：产生次生次氯酸酸盐和原和原子氧；子氧；碘：与碘：与酶分子中的酪氨酸分子中的酪氨酸结合。合。3 3、氧化、氧化剂（高（高锰酸酸钾、过氧化氧化氢、过氧乙酸）氧乙酸）4 4、卤素（素（ClCl、I I常常见）具有降低表面张力效应的物质。具有降低表面张力效应的物质。杀菌机理：影响细胞生长、分裂杀菌机理：影响细胞生长、分裂 直接干直接干扰病原微生物的生病原微生物的生长繁殖并用于治繁殖并用于治疗感染性疾感染性疾病的化学病的化学药物。物。（选择性的性的杀菌或抑菌）菌或抑菌）5 5、表面活性、表面活性剂（新（新洁尔灭、消毒宁等）、消毒宁等）6 6、化学治、化学治疗剂 抑制抑制叶酸叶酸合成合成 如：磺胺如：磺胺类药物等。物等。杀菌机理：菌机理：抑制蛋白抑制蛋白质合成合成 如：如：链霉素，霉素，红霉素，霉素，四四环素、素、氯霉素等。霉素等。抑制抑制肽聚糖聚糖合成合成 如：青霉素，万古霉素等。如：青霉素，万古霉素等。七、抗生素七、抗生素 某些微生物在代某些微生物在代谢过程中程中产生的一生的一类能能抑制或抑制或杀死死另另一些微生物的特殊物一些微生物的特殊物质。如。如链霉素（放霉素（放线菌）、青霉菌菌）、青霉菌（霉菌）和多粘菌素（霉菌）和多粘菌素（细菌）。己菌）。己发现25002500多种，而最常多种，而最常用的只有几十种。用的只有几十种。抗生素的抗菌作用抗生素的抗菌作用主要是干主要是干扰细菌的代菌的代谢过程，抑制程，抑制或或杀灭微生物。微生物。如何解释？如何解释？化学物化学物质第五章第五章 微生物的生微生物的生长繁殖与生存繁殖与生存因子因子l第一第一节 微生物的生微生物的生长繁殖繁殖l第二第二节 微生物的生存因子微生物的生存因子l第三第三节 不利不利环境因子境因子对微生物的影响微生物的影响l第四第四节 微生物之微生物之间的关系的关系