第5章-微生物的生长繁殖与生存因子2.ppt
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1、1第五章第五章 微生物的生长微生物的生长繁殖与生存因子繁殖与生存因子第一节第一节 微生物的生长繁殖微生物的生长繁殖第二节第二节 微生物的有利生存因子微生物的有利生存因子第三节第三节 微生物的不利生存因子微生物的不利生存因子第一页,编辑于星期五:十六点 五十一分。2微生物的基本单位是细胞,微生物的生长是指在合适的环境条件下通过微生物的基本单位是细胞,微生物的生长是指在合适的环境条件下通过新陈代谢把营养物质转变成细胞物质,使得其细胞物质有规律、不可逆新陈代谢把营养物质转变成细胞物质,使得其细胞物质有规律、不可逆增加,导致细胞体积扩大的生物学过程。增加,导致细胞体积扩大的生物学过程。 微生物生长到一
2、定阶段,由于细胞结构的复制与重建并通过特定方式产生微生物生长到一定阶段,由于细胞结构的复制与重建并通过特定方式产生新型的个体引起生命个体数量增加的生物学过程。新型的个体引起生命个体数量增加的生物学过程。生长是一个逐步发生的生长是一个逐步发生的量变量变过程,是繁殖的基础过程,是繁殖的基础;繁殖是一个产生繁殖是一个产生新的生命个体新的生命个体的质变过程的质变过程,是生长的结果是生长的结果 。第一节 微生物的生长繁殖一、微生物生长繁殖的概念一、微生物生长繁殖的概念第二页,编辑于星期五:十六点 五十一分。32022-5-173群体生长群体生长 = = 个体生长个体生长 + + 个体繁殖个体繁殖个体生长
3、个体生长 个体繁殖个体繁殖 群体生长群体生长在一定时间和条件下细胞数量的增加在一定时间和条件下细胞数量的增加(微生物群体生长)(微生物群体生长)由于微生物的个体极小,在微生物学中提到的由于微生物的个体极小,在微生物学中提到的“生长生长”,一般,一般均指均指群体生长群体生长,这一点与研究高等生物时有所不同。,这一点与研究高等生物时有所不同。第三页,编辑于星期五:十六点 五十一分。43 3、代时(世代时间):、代时(世代时间): 单单细胞微生物的世代时间:两次细胞微生物的世代时间:两次细胞分裂细胞分裂之间的时间之间的时间 多多细胞微生物的世代时间:两次细胞微生物的世代时间:两次繁殖繁殖之间之间的时
4、间的时间世代时间的大小反映了一种微生物繁殖速度世代时间的大小反映了一种微生物繁殖速度的快慢。的快慢。第四页,编辑于星期五:十六点 五十一分。5生长生长单个体微生物生长单个体微生物生长群体微生物生长群体微生物生长分批培养分批培养连续培养连续培养二、研究微生物生长的方法二、研究微生物生长的方法第五页,编辑于星期五:十六点 五十一分。6(一)分批培养(以细菌纯培养为例)(一)分批培养(以细菌纯培养为例)第六页,编辑于星期五:十六点 五十一分。7第七页,编辑于星期五:十六点 五十一分。8第八页,编辑于星期五:十六点 五十一分。9第九页,编辑于星期五:十六点 五十一分。10生长曲线生长曲线(Growth
5、 Curve):第十页,编辑于星期五:十六点 五十一分。11第十一页,编辑于星期五:十六点 五十一分。12第十二页,编辑于星期五:十六点 五十一分。131 1、迟缓期、迟缓期(Lag phase)(Lag phase):将少量菌种接入新鲜培养基后,在开始一段时间内菌数不将少量菌种接入新鲜培养基后,在开始一段时间内菌数不立即增加,或增加很少,生长速度接近于零。也称延迟期、立即增加,或增加很少,生长速度接近于零。也称延迟期、适应期。适应期。第十三页,编辑于星期五:十六点 五十一分。14 细细 菌菌 数数 目目 的的 对对 数数 值值 时间时间t停滞期停滞期停滞期停滞期“万事开头难万事开头难”第十四
6、页,编辑于星期五:十六点 五十一分。15第十五页,编辑于星期五:十六点 五十一分。故称故称对数期对数期。第十六页,编辑于星期五:十六点 五十一分。细细菌菌 缓缓 数数 慢慢 目目 期期 的的 对对 稳定期稳定期 对对 数数 衰老期衰老期 数数 期期值值 0 t 时间时间第十七页,编辑于星期五:十六点 五十一分。第十八页,编辑于星期五:十六点 五十一分。第十九页,编辑于星期五:十六点 五十一分。第二十页,编辑于星期五:十六点 五十一分。第二十一页,编辑于星期五:十六点 五十一分。22葡萄糖和乳糖共存葡萄糖和乳糖共存时大肠杆菌的时大肠杆菌的二次二次生长曲线生长曲线麦芽糖和蔗糖共存麦芽糖和蔗糖共存时
7、酿酒酵母的二次时酿酒酵母的二次生长曲线生长曲线多种碳源及复合培养基存在下的微多种碳源及复合培养基存在下的微生物的生长生物的生长第二十二页,编辑于星期五:十六点 五十一分。235 5、丝状微生物(放线菌、霉菌)、丝状微生物(放线菌、霉菌)的生长曲线的生长曲线v丝状微生物的群体生长有着与单细胞微生物类似的规丝状微生物的群体生长有着与单细胞微生物类似的规律。律。v丝状真菌的生长曲线丝状真菌的生长曲线:采用采用孢子孢子接种,在液体培养基中接种,在液体培养基中震荡培养,菌丝体通过震荡培养,菌丝体通过断裂繁殖断裂繁殖不形成产孢结构。以不形成产孢结构。以时间为横坐标,以时间为横坐标,以菌丝干重菌丝干重为纵坐
8、标,绘制生长曲线。为纵坐标,绘制生长曲线。第二十三页,编辑于星期五:十六点 五十一分。24 三个阶段三个阶段 各阶段特征各阶段特征 生长停滞期生长停滞期 孢子萌发前的时期孢子萌发前的时期 迅速生长期迅速生长期 菌丝伸长及分枝菌丝伸长及分枝 衰亡期衰亡期 菌丝体干重下降菌丝体干重下降 ,伴随自溶,伴随自溶 菌丝的生长过程分为菌丝的生长过程分为3 3个阶段:个阶段:生长停滞生长停滞期、迅速生长期、衰亡期期、迅速生长期、衰亡期第二十四页,编辑于星期五:十六点 五十一分。25第二十五页,编辑于星期五:十六点 五十一分。第二十六页,编辑于星期五:十六点 五十一分。27连续培养装置的示意图连续培养装置的示
9、意图第二十七页,编辑于星期五:十六点 五十一分。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第二十八页,编辑于星期五:十六点 五十一分。新鲜培养基新鲜培养基流速控制阀流速控制阀第二十九页,编辑于星期五:十六点 五十一分。30第三十页,编辑于星期五:十六点 五十一分。31第三十一页,编辑于星期五:十六点 五十一分。32 在污水生物处理过程中,如果条件适宜,在污水生物处理过程中,如果条件适宜,活性污泥活性污泥的增长过程的增长过程,与纯种单细胞微生物的增值过程大体相,与纯种单细胞微生物的增值过程大体相仿,也存在仿,也存在停滞期、对数期、静止期和衰老期。停滞期、对数期、静止期和衰老期。
10、三、细菌生长曲线在污(废)水微生物处理中的应用三、细菌生长曲线在污(废)水微生物处理中的应用 由于废水生物处理(活性污泥)实际是连续运行,由于废水生物处理(活性污泥)实际是连续运行,其微生物生长规律不同于分批培养时的规律,它其微生物生长规律不同于分批培养时的规律,它只能是处于生长曲线的只能是处于生长曲线的某一阶段某一阶段。 一般把活性污泥生长曲线划分成一般把活性污泥生长曲线划分成三个阶段三个阶段:生长上升阶段、生长下降阶段和内源呼吸阶段。生长上升阶段、生长下降阶段和内源呼吸阶段。第三十二页,编辑于星期五:十六点 五十一分。331. 1. 活性污泥的生长曲线活性污泥的生长曲线第三十三页,编辑于星
11、期五:十六点 五十一分。34对数期微生物:对数期微生物:生长繁殖快,代谢活力强,能大量去除废水中的有机物,相应生长繁殖快,代谢活力强,能大量去除废水中的有机物,相应的,的,要求进水有机物浓度高要求进水有机物浓度高。由于进水有机物浓度高,由于进水有机物浓度高,出水有机物浓度也相应提高出水有机物浓度也相应提高,且,且这时期微生物不易自行凝聚成菌胶团,沉淀性能差,导致这时期微生物不易自行凝聚成菌胶团,沉淀性能差,导致出水水质差出水水质差。静止期微生物:静止期微生物:代谢活力比对数期差,但仍有相当的代谢活力,且生物代谢活力比对数期差,但仍有相当的代谢活力,且生物吸附能力强,泥水分离效果好,出水水质好。
12、吸附能力强,泥水分离效果好,出水水质好。2. 2. 活性污泥生长曲线对废水生物处理的指导意义活性污泥生长曲线对废水生物处理的指导意义 第三十四页,编辑于星期五:十六点 五十一分。35以单位时间里微生物数量或生物量的变化来评价以单位时间里微生物数量或生物量的变化来评价微生物生长:微生物生长:微生物生长的测定:微生物生长的测定:个体计数个体计数群体重量测定群体重量测定群体生理指标测定群体生理指标测定评价培养条件、营养物质等对微生物生长的影响;评价培养条件、营养物质等对微生物生长的影响;评价不同的抗菌物质对微生物产生抑制评价不同的抗菌物质对微生物产生抑制( (或杀死或杀死) )作用的作用的效果;效果
13、;客观地反映微生物生长的规律;客观地反映微生物生长的规律;四、微生物生长的测定方法第三十五页,编辑于星期五:十六点 五十一分。361 1、 以数量变化对微生物生长情况进行测定以数量变化对微生物生长情况进行测定通常用来测定细菌、酵母菌等单细胞微生物的生长情况通常用来测定细菌、酵母菌等单细胞微生物的生长情况或样品中所含微生物个体的数量(细菌、孢子、酵母菌)或样品中所含微生物个体的数量(细菌、孢子、酵母菌)(1)(1)稀释平板计数法稀释平板计数法(2)(2)过滤计数(薄膜)计数法过滤计数(薄膜)计数法(3)(3)液体稀释法液体稀释法(4)(4)显微镜直接计数法显微镜直接计数法第三十六页,编辑于星期五
14、:十六点 五十一分。 1mL 混合混合 1mL 混合混合 9mL 10mL 1 : 10-1 10-1 : 10-2 10-2 10-3 10-4 10-5得到不同得到不同稀释度稀释度 (1010- -x x)菌)菌液液第三十七页,编辑于星期五:十六点 五十一分。 10-2 10-3 10-4 10-5 第三十八页,编辑于星期五:十六点 五十一分。n细菌数量细菌数量=?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例如:例如:1010-5-5稀释度时菌落数为稀释度时菌落数为125125个个n细菌数量细菌数量=125/10=125/10-5-5=1.25=1.2510107 7
15、个个/ /mLmLn 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n如国标法水中如国标法水中细菌总数细菌总数的测定的测定 。n注意:注意:作空白及取平行样(作空白及取平行样(2 23 3组)均值减小误组)均值减小误差差第三十九页,编辑于星期五:十六点 五十一分。 滤膜,细菌不能通过 支撑体,支撑滤膜 抽气抽气第四十页,编辑于星期五:十六点 五十一分。第四十一页,编辑于星期五:十六点 五十一分。42第四十二页,编辑于星期五:十六点 五十一分。43(4)(4)显微镜直接计数法显微镜直接计数法采用细菌计数板或血球计数板,在显微镜下对微生物数量进采用细菌计数板或血球计数板,
16、在显微镜下对微生物数量进行直接计数(计算一定容积里样品中微生物的数量)。行直接计数(计算一定容积里样品中微生物的数量)。缺点:缺点:不能区分死菌与活菌;不能区分死菌与活菌;不适于对运动细菌的计数;不适于对运动细菌的计数;需要相对高的细菌浓度;需要相对高的细菌浓度;个体小的细菌在显微镜下难以观察;个体小的细菌在显微镜下难以观察;第四十三页,编辑于星期五:十六点 五十一分。2 2 、以生物量为指标测定微生物的生长、以生物量为指标测定微生物的生长浊度计、分光光度计浊度计、分光光度计第四十四页,编辑于星期五:十六点 五十一分。n 分光光度法测分光光度法测 浊度浊度 1 2 3 4其他细菌计数法其他细菌
17、计数法 细菌数量细菌数量 10 100 1000 10000 个个/mL 细菌数量细菌数量 制标准曲线制标准曲线 菌液浊度菌液浊度第四十五页,编辑于星期五:十六点 五十一分。461. 1. 湿重法湿重法 收集微生物菌体,或将微生物培养液离心,收集细胞收集微生物菌体,或将微生物培养液离心,收集细胞沉淀物,然后称重。沉淀物,然后称重。2. 2. 干重法干重法 将微生物菌体或离心得到的细胞沉淀物置将微生物菌体或离心得到的细胞沉淀物置100105100105的的烘箱中干燥至水份去除,然后再称重。烘箱中干燥至水份去除,然后再称重。(2)(2)重量法重量法以以干重、湿重干重、湿重直接衡量微生物群体的生物量
18、直接衡量微生物群体的生物量测定测定多细胞及丝状真菌多细胞及丝状真菌生长情况的有效方法生长情况的有效方法第四十六页,编辑于星期五:十六点 五十一分。473 3、生理指标法、生理指标法微生物的生理指标,如呼吸强度,耗氧量、酶活性、微生物的生理指标,如呼吸强度,耗氧量、酶活性、生物热等与其群体的规模成正相关。生物热等与其群体的规模成正相关。样品中微生物数量多或生长旺盛,这些指标愈明显,样品中微生物数量多或生长旺盛,这些指标愈明显,因此可以借助特定的仪器如瓦勃氏呼吸仪、微量量因此可以借助特定的仪器如瓦勃氏呼吸仪、微量量热计等设备来测定相应的指标。热计等设备来测定相应的指标。常用于对微生物的快速鉴定与检
19、测常用于对微生物的快速鉴定与检测第四十七页,编辑于星期五:十六点 五十一分。48微生物生长测定方法比较微生物生长测定方法比较测定细胞数目测定细胞数目方法方法特点与应用特点与应用总细胞数总细胞数血球计数板法血球计数板法 较快速简便,但较费时较快速简便,但较费时薄膜过滤染色法薄膜过滤染色法 快速简便,适于含菌数很低的空气、水等中的总菌计数快速简便,适于含菌数很低的空气、水等中的总菌计数活细胞数活细胞数 平皿菌落计数法平皿菌落计数法 简易价廉,但花费时间较长,不能立刻知道结果简易价廉,但花费时间较长,不能立刻知道结果薄膜过滤平皿法薄膜过滤平皿法 灵敏度高灵敏度高, , 不用于高密度培养物,不能立刻知
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