微生物第六章微生物的生理特性讲稿.ppt

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1、微生物第六章微生物的生理特性第一页，讲稿共七十二页哦6.1 微生物的营养微生物的营养微生物要吃什么？微生物的微生物的营养要素营养要素碳源碳源氮源氮源能源能源生长因子生长因子无机盐无机盐水水第二页，讲稿共七十二页哦概念概念来源来源碳源凡是能为微生凡是能为微生物提供所需碳物提供所需碳元素的营养物元素的营养物质质有机碳源有机碳源 糖类（糖类（葡萄糖葡萄糖）脂肪酸脂肪酸 花生粉饼、花生粉饼、石油等石油等1、微生物的碳源、微生物的碳源 哪些微生物可以利用无机碳源？哪些微生物可以利用无机碳源？思考思考 哪些微生物可以利用有机碳源？哪些微生物可以利用有机碳源？无机碳源无机碳源 COCO2 2 Na Na2

2、2CO3CO3、NaHCO NaHCO3 3等等第三页，讲稿共七十二页哦碳源碳源有机碳有机碳（糖类等有机物）糖类等有机物）无机碳无机碳（COCO2 2、碳酸盐碳酸盐及碳酸氢盐）及碳酸氢盐）异养型微生物异养型微生物自养型微生物自养型微生物不同生物的不同生物的碳源碳源同化类型同化类型自养型自养型异养型异养型CO2+H2O能量能量 酶酶（CH2O）只能利用现成的有机物只能利用现成的有机物（如蓝藻，硝化细菌）（如蓝藻，硝化细菌）（大部分微生物）（大部分微生物）第四页，讲稿共七十二页哦氮源氮源氮源：能为微生物提供所需氮元素的营养物质氮源：能为微生物提供所需氮元素的营养物质种类：无机氮源种类：无机氮源 N

3、2、NH3、铵盐、硝酸盐、尿素铵盐、硝酸盐、尿素 有机氮源有机氮源 蛋白质、蛋白胨、氨基酸等蛋白质、蛋白胨、氨基酸等（1 1）常用的氮源：铵盐、硝酸盐）常用的氮源：铵盐、硝酸盐氮源氮源（2）含含“C、H、O、N”的化合物是异养微生物的的化合物是异养微生物的碳源兼氮源碳源兼氮源(如蛋白胨如蛋白胨)。第五页，讲稿共七十二页哦 蛋白胨是将肉、大豆蛋白蛋白胨是将肉、大豆蛋白等用酸、碱或蛋白酶水解后等用酸、碱或蛋白酶水解后干燥而成的外观呈淡黄色的干燥而成的外观呈淡黄色的粉剂粉剂。一般来说，用于蛋白胨生一般来说，用于蛋白胨生产的蛋白包括动物蛋白（酪产的蛋白包括动物蛋白（酪蛋白、肉类）和植物蛋白蛋白、肉类）

4、和植物蛋白（豆类）等两种。（豆类）等两种。蛋白胨富含有机氮化合物，蛋白胨富含有机氮化合物，也含有一些维生素和糖类。也含有一些维生素和糖类。它可以作为微生物培养基的它可以作为微生物培养基的主要原料主要原料 第六页，讲稿共七十二页哦能源定义：能为微生物生命活动提供最初能量来源的营养物质和辐射能。能源种类化学物质（化能营养型）辐射能（光能营养型）：光能自养和光能异养型微生物的能源有机物：化能异养型微生物的能源无机物：化能自养型微生物的能源第七页，讲稿共七十二页哦生长因子生长因子：微生物正常代谢所生长因子：微生物正常代谢所必需的必需的，微量，微量，有机物有机物主要包括：维生素、氨基酸、碱基等主要包括：

5、维生素、氨基酸、碱基等来源：酵母膏、蛋白胨、动植物组织提取液来源：酵母膏、蛋白胨、动植物组织提取液第八页，讲稿共七十二页哦无机盐无机盐是微生物生长不可缺少的营养物质作用作用：构成细胞的组成成分构成酶的组成成分，维持酶的活性调节渗透压调节pH值及氧化还原电位作为自养型细菌的能源第九页，讲稿共七十二页哦水水是良好的溶剂，能将多种物质溶解，以利于微生物对营养的吸收和利用。参与生化反应（如脱水、加水反应）运输物质的载体光合作用中的还原剂第十页，讲稿共七十二页哦6.1.2 微生物的营养类型微生物的营养类型营养类型：根据微生物生长所需要的营养类型：根据微生物生长所需要的主要营养要素主要营养要素即即碳源碳源

6、和和能源能源的不同而划分的微生物类型。的不同而划分的微生物类型。微生物的营养类型微生物的营养类型参阅教材参阅教材87页页 表表6-1光能无机营养型光能无机营养型 光能有机营养型光能有机营养型化能无机营养型化能无机营养型化能有机营养型化能有机营养型自养自养 异养异养第十一页，讲稿共七十二页哦新月藻新月藻空球藻空球藻团藻团藻间生藻间生藻鼓藻鼓藻光能无机营养型微生光能无机营养型微生物物第十二页，讲稿共七十二页哦化能自养型硝化细菌铁细菌第十三页，讲稿共七十二页哦6.1.3 培养基培养基概念：由人工配制的、适合微生物生长繁殖或产生代谢产物的混合营养物质。任何培养基都应该具有微生物生长所需的六大营养元素，

7、且它们之间的比例是适当的。给微生物做饭吃第十四页，讲稿共七十二页哦、目的要明确、目的要明确根据所培养的微生物的种类、培养的目的配制根据所培养的微生物的种类、培养的目的配制、营养要协调、营养要协调注意各种营养物质的浓度和比例注意各种营养物质的浓度和比例,最重要为碳源和最重要为碳源和氮源的比，水处理中氮源的比，水处理中BOD5BOD5：N N：P=100:5P=100:5：1 1、理化条件适宜（、理化条件适宜（pHpH、渗透压、水活度和氧化还、渗透压、水活度和氧化还原电位等）原电位等）细菌细菌 pH7.07.5 pH7.07.5 放线菌放线菌 pH7.58.5 pH7.58.5 真菌真菌 pH4.

8、06.0 pH4.06.0、经济节约、经济节约培养基的配制原则培养基的配制原则调节方法？调节方法？第十五页，讲稿共七十二页哦培培养养基基的的种种类类按按物理性质物理性质分分固体培养基（固体培养基（2%琼脂或天然固体状基质如马铃琼脂或天然固体状基质如马铃薯片、大米、纤维）（薯片、大米、纤维）（普通的微生物研究，酿造或普通的微生物研究，酿造或食用菌培养等。食用菌培养等。）半固体培养基（半固体培养基（0.5%1.0%琼脂）（琼脂）（观察运观察运动动、厌氧菌的培养、分离和计数、菌种的保藏厌氧菌的培养、分离和计数、菌种的保藏）液体培养基液体培养基 （污水处理厂的污水污水处理厂的污水）按按化学成分化学成分

9、分分合成培养基合成培养基（化学成分明确化学成分明确，精细，常用于，精细，常用于分类分类、鉴定、实验鉴定、实验等）等）天然培养基天然培养基（天然物质配制，（天然物质配制，成分不明确成分不明确，常，常用于用于工业生产工业生产）按按 用用 途途 分分选择培养基（用于从多种微生物中选择培养基（用于从多种微生物中选出选出需要的需要的种类）种类）鉴别培养基（用于鉴别培养基（用于判定判定某一微生物的某一微生物的存在存在）培养基的分类培养基的分类加富培养基（用于加富培养基（用于微生物分离前的富集微生物分离前的富集）第十六页，讲稿共七十二页哦1.1.液体培养基（液体培养基（liquid mediumliquid

10、 medium）未加任何凝固剂、呈液态的培养基未加任何凝固剂、呈液态的培养基用途：大规模工业生产和实验室微生物生理代谢等研究用途：大规模工业生产和实验室微生物生理代谢等研究优点优点：组分均匀，发酵率高，操作方便：组分均匀，发酵率高，操作方便第十七页，讲稿共七十二页哦 一些由天然固体基质制成的培养基也属于固体培养基，如由马铃薯块、胡萝一些由天然固体基质制成的培养基也属于固体培养基，如由马铃薯块、胡萝卜条、小米、米糠等卜条、小米、米糠等常用凝固剂：常用凝固剂：琼脂琼脂（agaragar）、）、硅胶硅胶（silica gelsilica gel）、）、明胶明胶（gelatingelatin）菌落菌落

11、2.2.固体培养基固体培养基第十八页，讲稿共七十二页哦液体培养基中加入少量液体培养基中加入少量（0.50.51.01.0）的琼）的琼脂制成的培养基脂制成的培养基半固体培养基（半固体培养基（semisolid mediumsemisolid medium）用途：观察细菌的运动特用途：观察细菌的运动特征、菌种保藏、厌氧菌培征、菌种保藏、厌氧菌培养、菌种鉴定和噬菌体效养、菌种鉴定和噬菌体效价的测定等价的测定等第十九页，讲稿共七十二页哦（2 2）根据培养基的成分划分）根据培养基的成分划分 1.1.天然培养基（天然培养基（complex mediumcomplex medium）利用动物、植物或微生物体

12、或其提取液制成的培养利用动物、植物或微生物体或其提取液制成的培养基基优点：优点：配制方便、营养丰富、价格便宜，适宜工业化生产配制方便、营养丰富、价格便宜，适宜工业化生产缺点：缺点：成分不清楚、难控制，精细科学实验结果重复性差成分不清楚、难控制，精细科学实验结果重复性差 牛肉膏蛋白胨培养基、麦芽汁培养基牛肉膏蛋白胨培养基、麦芽汁培养基 第二十页，讲稿共七十二页哦 在天然培养基的基础上适当加入已知成分的无机盐类，在天然培养基的基础上适当加入已知成分的无机盐类，或在合成培养基的基础上添加某些天然成分，如马铃薯蔗糖或在合成培养基的基础上添加某些天然成分，如马铃薯蔗糖培养基等培养基等2.2.合成培养基（

13、合成培养基（synthetic mediumsynthetic medium）优点：优点：重复性好重复性好缺点：缺点：成本较高，生长速度较慢成本较高，生长速度较慢 按微生物的营养要求精确设计后，由化学成分完全了解的按微生物的营养要求精确设计后，由化学成分完全了解的物质配制而成的培养基。物质配制而成的培养基。适于实验室进行微生物适于实验室进行微生物营养需求、代谢、分类鉴定、生物量测营养需求、代谢、分类鉴定、生物量测定、菌种选育及遗传分析定、菌种选育及遗传分析等方面的研究工作等方面的研究工作3.3.半合成培养基（半合成培养基（semi-synthetic mediumsemi-synthetic

14、medium）第二十一页，讲稿共七十二页哦1.1.选择培养基（选择培养基（selective mediumselective medium）在培养基中加入特殊的营养物质或化学物质，抑在培养基中加入特殊的营养物质或化学物质，抑制不需要的微生物生长的培养基制不需要的微生物生长的培养基 （3 3）根据培养基的用途划分）根据培养基的用途划分 第二十二页，讲稿共七十二页哦2.2.加富培养基（加富培养基（enrichment mediumenrichment medium）在在基础培养基基础培养基中加入中加入某些特殊营养物质某些特殊营养物质（如血液、血清、（如血液、血清、酵母浸膏、动植物组织液等）制成的一

15、类营养丰富的培酵母浸膏、动植物组织液等）制成的一类营养丰富的培养基。养基。用途：培养营养要求比较苛刻的异养型微生物；用途：培养营养要求比较苛刻的异养型微生物；富集和分离某种微生物富集和分离某种微生物 加富培养基与选择培养基的区别加富培养基与选择培养基的区别加富培养基加富培养基是增加所要分离的微生物的数量，使其形成生长是增加所要分离的微生物的数量，使其形成生长优势，从而分离到该种微生物；优势，从而分离到该种微生物；选择培养基选择培养基是抑制不需要的微生物的生长，使所需要的微生是抑制不需要的微生物的生长，使所需要的微生物增殖，从而达到分离所需微生物的目的物增殖，从而达到分离所需微生物的目的第二十三

16、页，讲稿共七十二页哦3.3.鉴别培养基（鉴别培养基（differential mediumdifferential medium）加入某种能与微生物产生的某种代谢产物发生特定化学反加入某种能与微生物产生的某种代谢产物发生特定化学反应的特殊化学物质，产生明显的特征性变化，由此将不同微应的特殊化学物质，产生明显的特征性变化，由此将不同微生物加以区别的培养基生物加以区别的培养基 用途：快速分类鉴定，分离和筛选某种代谢物的产生菌用途：快速分类鉴定，分离和筛选某种代谢物的产生菌 常用的鉴别培养基常用的鉴别培养基伊红伊红-美蓝（美蓝（EMBEMB）培养基）培养基区别大肠杆菌和产气杆菌区别大肠杆菌和产气杆菌

17、明胶培养基明胶培养基检查微生物能否液化明胶；检查微生物能否液化明胶；硝酸盐肉汤培养基硝酸盐肉汤培养基检查是否具有硝酸盐还原作用；检查是否具有硝酸盐还原作用；醋酸铅培养基醋酸铅培养基检查微生物是否产生检查微生物是否产生H H2 2S S气体等气体等 第二十四页，讲稿共七十二页哦培养基的配制1.1.计算称量计算称量2.2.加水溶解加水溶解3.3.调节调节pHpH4.4.过滤分装过滤分装5.5.加塞包扎加塞包扎6.6.加压灭菌加压灭菌第二十五页，讲稿共七十二页哦6.2 酶及其作用一一 酶及其命名和分类酶及其命名和分类 二二 酶的作用特性酶的作用特性 三三 酶促反应的影响因素及动力学酶促反应的影响因素

18、及动力学第二十六页，讲稿共七十二页哦一一 酶及其命名和分类酶及其命名和分类1 酶的概念酶的概念：生物催化剂生物催化剂。在生物在生物细胞中自己合成细胞中自己合成，基本成分是蛋白质。基本成分是蛋白质。2 酶的命名和分类酶的命名和分类胞内酶胞内酶 胞外酶胞外酶 存在存在部位部位组成酶组成酶 诱导酶诱导酶存在存在 方式方式单成分酶单成分酶 双成分酶双成分酶组成组成 成分成分催化的反应类型催化的反应类型水解酶、氧化还原酶、转移酶、合成酶、裂解酶水解酶、氧化还原酶、转移酶、合成酶、裂解酶等等第二十七页，讲稿共七十二页哦组成酶组成酶：与基质存在与否：与基质存在与否无关无关。在体内有相当的数量。在体内有相当的

19、数量。诱导酶诱导酶：受到各种持续的物理化学因素影响，在体内：受到各种持续的物理化学因素影响，在体内 产生的产生的适应新环境的酶适应新环境的酶。诱导酶的产生在废水生物处理中有重要意义。可以通过诱导酶的产生在废水生物处理中有重要意义。可以通过环境的环境的诱导诱导产生能处理相应物质的细菌等微生物（产生能处理相应物质的细菌等微生物（驯化驯化）。）。胞内酶胞内酶：在细胞内部起作用，催化细胞的合成和呼吸。：在细胞内部起作用，催化细胞的合成和呼吸。胞外酶胞外酶：能透过细胞，消化非溶解性营养物质（如纤维素、蛋：能透过细胞，消化非溶解性营养物质（如纤维素、蛋白质、淀粉等白质、淀粉等）细菌无摄食器官，遇到的是细菌

20、无摄食器官，遇到的是简单简单的溶解物质，通过的溶解物质，通过胞内酶胞内酶的作的作用；若遇到的是用；若遇到的是复杂复杂的固体物质，利用的固体物质，利用胞外酶胞外酶将吸附在细胞周将吸附在细胞周围的大分子物质水解为简单的小分子物质。围的大分子物质水解为简单的小分子物质。第二十八页，讲稿共七十二页哦二 酶的作用特性1 酶的作用特点酶的作用特点 具有具有蛋白质的各种特性蛋白质的各种特性 分子量大、两性化合物、不耐高温、易被毒物破坏分子量大、两性化合物、不耐高温、易被毒物破坏 用量用量少少而催化效率而催化效率高高 专一性专一性强强 温和温和。常温、常压、接近中性就可以起作用。常温、常压、接近中性就可以起作

21、用 第二十九页，讲稿共七十二页哦2 酶的活性酶的活性酶活性即是酶酶活性即是酶活力活力。指催化一定化学反应的能力。反应。指催化一定化学反应的能力。反应速速度度越越快快，酶，酶活性活性越越高高。如何确定酶活性的大小如何确定酶活性的大小？酶活性单位酶活性单位 比酶活性比酶活性v 国际酶学会议国际酶学会议1961条规定：条规定：1 1 酶活性单位酶活性单位是指在是指在 25最最适适pH及及底物浓度底物浓度等条件下，在等条件下，在1min内转化内转化1mol底物的酶量底物的酶量v 比酶活性比酶活性是指单位重量酶蛋白所具有的是指单位重量酶蛋白所具有的酶活性酶活性 单位数单位数。在水处理中，常采用在水处理中

22、，常采用比酶活性比酶活性来判断不同来源污泥来判断不同来源污泥的活性大小的活性大小第三十页，讲稿共七十二页哦三 酶促反应的影响因素及动力学酶促反应与酶活力有关。酶促反应与酶活力有关。影响酶促反应（酶活力）的因素有：影响酶促反应（酶活力）的因素有：1 温度温度 2 pH值值 3 基质浓度基质浓度 4 酶的总浓度酶的总浓度E0 5 毒物或抑制剂毒物或抑制剂第三十一页，讲稿共七十二页哦1 温度温度要求要求：保证酶最适宜的温度条件。：保证酶最适宜的温度条件。每种酶都有自己的每种酶都有自己的最适温度最适温度。最适反应温度最适反应温度：能形成能形成最大反应速度最大反应速度的温度的温度.微生物体内微生物体内3

23、03060601-1-半乳糖苷酶半乳糖苷酶 2 2 酰化氨基酸水解酶酰化氨基酸水解酶 3 3 葡萄糖异构酶葡萄糖异构酶第三十二页，讲稿共七十二页哦 废水生物处理中的废水生物处理中的污泥消化污泥消化法法和和生物滤池法生物滤池法在设计时都考虑在设计时都考虑了温度的因素。活性污泥曝气池运了温度的因素。活性污泥曝气池运行时影响因素复杂，要综观考虑。行时影响因素复杂，要综观考虑。第三十三页，讲稿共七十二页哦2 pH值值 大多数酶大多数酶 pH 67 废水生物处理保持废水生物处理保持pH 69（利用的是土壤微生（利用的是土壤微生物混合群）物混合群）为什么为什么pH值影响酶活力？值影响酶活力？酶蛋白是两性电

24、解质。解离与酶蛋白是两性电解质。解离与pHpH有关，解离形式不同，催化性质也就有关，解离形式不同，催化性质也就不同。不同。酸性系统酸性系统，越倾向于酸，正电荷越多越倾向于酸，正电荷越多。碱性系统碱性系统，越倾向于碱，负电荷越多越倾向于碱，负电荷越多。酸碱都会降低酶酸碱都会降低酶活甚至失活活甚至失活最适最适PHPH值值：能保持最大酶活性能保持最大酶活性 的的PHPH值约在值约在6 69 9 中性居多。中性居多。第三十四页，讲稿共七十二页哦3 基质浓度基质浓度 S ：反应速度反应速度 V V最大最大:最大反应速度最大反应速度 KmKm:米氏常数米氏常数 S S：基质浓度基质浓度米门公式：米门公式：

25、=V V最大最大S SK Km m+S+S S浓度对反应速度浓度对反应速度的影响是酶促反应动的影响是酶促反应动力学的力学的重要内容。重要内容。S浓度浓度如何影响如何影响酶促酶促反应？反应？第三十五页，讲稿共七十二页哦米门公式：米门公式：=V V最大最大S SK Km m+S+S （1 1）当）当K Km m=S=S时时，=，当基质浓度等于米，当基质浓度等于米 氏常数时，酶促反应速度为最大反应速度氏常数时，酶促反应速度为最大反应速度 的一半。的一半。（2 2）当）当S SK Km m时，时，=，与与S S成正比，成正比，反应速度随反应速度随S S增大而增大。一级反应。增大而增大。一级反应。（3）

26、当）当SKm时，时，=V=V最大最大，随基质浓度的增大，随基质浓度的增大，反应速度不变，为最大反应速度。零级反应反应速度不变，为最大反应速度。零级反应 V V最大最大2 2V V最大最大S SK Km m第三十六页，讲稿共七十二页哦米米门门公公式式图图示示在一定范围内反应速度随基质浓度的提高在一定范围内反应速度随基质浓度的提高而加快，但当基质浓度很大时，反应速度而加快，但当基质浓度很大时，反应速度就与基质浓度无关了。就与基质浓度无关了。第三十七页，讲稿共七十二页哦4 酶的总浓度酶的总浓度E0=K3E0SKm+SV=K3E0酶的总浓度酶的总浓度E0影响米影响米-门方程中门方程中和和 V的大小。的

27、大小。在水处理中为了加快反应速度，往往在水处理中为了加快反应速度，往往需要需要培养尽可能多的细菌培养尽可能多的细菌用以用以提高酶提高酶的总浓度的总浓度。从而增加反应器的处理能。从而增加反应器的处理能力和速率。力和速率。第三十八页，讲稿共七十二页哦5 毒物或抑制剂（1 1）可逆的（竞争性抑制剂）可逆的（竞争性抑制剂）化学结构与化学结构与基质基质相似，相似，争先与酶结合争先与酶结合，减少了酶与正，减少了酶与正式基质结合的机会。式基质结合的机会。（2 2）不可逆的）不可逆的 与与蛋白质蛋白质化合形成化合形成不溶性盐类沉淀不溶性盐类沉淀，破坏，破坏酶酶的作用。的作用。如重金属盐类如重金属盐类FeFe3

28、+3+、Hg Hg2+2+、Ag Ag+与带负电的酶蛋白结与带负电的酶蛋白结合沉淀。合沉淀。第三十九页，讲稿共七十二页哦6.3 微生物的代谢一一 微生物的新微生物的新陈陈代代谢谢二二 呼吸作用的本质呼吸作用的本质 三三 微生物的呼吸类型微生物的呼吸类型 四四 微生物与氧气的关系微生物与氧气的关系 五五 微生物的呼吸类型在废水生物处理中的应用微生物的呼吸类型在废水生物处理中的应用第四十页，讲稿共七十二页哦一一 微生物的新陈代谢微生物的新陈代谢第四十一页，讲稿共七十二页哦二二 呼吸作用的本质呼吸作用的本质1 呼吸作用的本质呼吸作用的本质生物的生物的氧化氧化和和还原还原的统一过程。的统一过程。即，在

29、生物氧化中，基质即，在生物氧化中，基质释放电子释放电子，生成水或其他代谢，生成水或其他代谢产物，并产物，并释放能量释放能量的过程。的过程。2 发生哪些生物学现象呢？发生哪些生物学现象呢？复杂的有机物变成简单的物质复杂的有机物变成简单的物质 CO2、H2O等。等。发生能量的转换（合成物质、维持生命活动、热能释发生能量的转换（合成物质、维持生命活动、热能释放）放）产生中间产物（继续分解、作为原料合成机体物质。产生中间产物（继续分解、作为原料合成机体物质。吸收、同化各种营养。吸收、同化各种营养。第四十二页，讲稿共七十二页哦三 微生物的呼吸类型1 好氧呼吸好氧呼吸 respirationrespira

30、tion （1）最终电子受体）最终电子受体：游离的氧气（游离的氧气（O2）脱下氢和电子脱下氢和电子氧化氧化 接受氢和电子接受氢和电子还原还原 最终接受电子的物质是谁？最终接受电子的物质是谁？根据是否是氧气来分类根据是否是氧气来分类第四十三页，讲稿共七十二页哦（2）举例）举例自养微生物硫磺细菌氧化自养微生物硫磺细菌氧化H2S（无机物（无机物）：H2S+2O2H2SO4+ATP异养微生物大肠杆菌氧化异养微生物大肠杆菌氧化葡萄糖（有机物）葡萄糖（有机物）：C6H12O6+6O26CO2+6H2O+ATP在好氧呼吸过程中，基质被氧化较彻底，获得的在好氧呼吸过程中，基质被氧化较彻底，获得的ATP 多多，

31、最终产物积累少。，最终产物积累少。活性污泥法活性污泥法处理有机废水，即采用处理有机废水，即采用好氧呼吸好氧呼吸。第四十四页，讲稿共七十二页哦2 厌氧呼吸（anaerobic respiration)最终电子受体：最终电子受体：除氧气除氧气以外的物质以外的物质？无机物无机物（NO3-、NO2-、SO4=、CO2=）有机物有机物（小分子）（小分子）（1）分子内无氧呼吸类型（又称发酵）分子内无氧呼吸类型（又称发酵）最终电子受体最终电子受体：小分子小分子有机物有机物 常见的发酵有常见的发酵有 乙醇发酵乙醇发酵 乳酸发酵乳酸发酵第四十五页，讲稿共七十二页哦v 乙醇发酵（生产酒精）乙醇发酵（生产酒精）葡萄

32、糖葡萄糖3磷酸甘油醛磷酸甘油醛1，3二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸2NAD2NADH2丙酮酸丙酮酸脱羧酶脱羧酶乙醛乙醛乙醇乙醇ATP CO2底物底物：葡萄糖：葡萄糖 最终电子受体最终电子受体：乙醛（代谢的中间产物）：乙醛（代谢的中间产物）产能量少（产能量少（2 2个个ATP)ATP)，大部分储存在乙醇中。，大部分储存在乙醇中。第四十六页，讲稿共七十二页哦（2）分子外无氧呼吸类型(无氧呼吸）最终电子受体最终电子受体：无机物（：无机物（NO3-、NO2-、SO4=、CO2=）第四十七页，讲稿共七十二页哦四 微生物与氧气的关系v 1 1 需氧菌需氧菌 v 2 2 厌氧菌厌氧菌 v 3 3 兼性厌氧菌兼性厌

33、氧菌第四十八页，讲稿共七十二页哦1 好氧菌呼吸类型呼吸类型有氧呼吸，生活时需要氧气有氧呼吸，生活时需要氧气 培养方式培养方式固体表面，液体浅层，通气，振荡。固体表面，液体浅层，通气，振荡。如如多数细菌（枯草杆菌等）、真菌、藻类。多数细菌（枯草杆菌等）、真菌、藻类。有机物有机物CO2+H2O 好氧分解好氧分解第四十九页，讲稿共七十二页哦2 厌氧菌呼吸类型呼吸类型无氧呼吸和发酵，在无氧气的环境生长无氧呼吸和发酵，在无氧气的环境生长 培养方式培养方式抽真空；在抽真空；在N N2 2、H H2 2条件下。条件下。如如：乳酸杆菌，梭状芽孢杆菌，产甲烷杆菌：乳酸杆菌，梭状芽孢杆菌，产甲烷杆菌 为什么有氧气

34、不能生活？为什么有氧气不能生活？原因原因：有氧存在，代谢产生：有氧存在，代谢产生H H2 2O O2 2,H H2 2O O2 2有毒有毒，该类微生，该类微生物物没有没有分解分解H H2 2O O2 2的氧化酶的氧化酶第五十页，讲稿共七十二页哦3 兼性厌氧菌培养方式培养方式具体实验要求而定。具体实验要求而定。如如：肠道细菌（大肠杆菌），人及很多动物的：肠道细菌（大肠杆菌），人及很多动物的病原菌。病原菌。呼吸类型呼吸类型 水中水中DODO0.2-0.3mg/L0.2-0.3mg/L，发酵、无氧呼吸发酵、无氧呼吸水中水中DODO0.2-0.3mg/L0.2-0.3mg/L，有氧呼吸有氧呼吸第五十一

35、页，讲稿共七十二页哦五 微生物的呼吸类型在废水生物处理中的应用1 1活性污泥法和生物滤池活性污泥法和生物滤池 利用好氧微生物或兼性微生物进行利用好氧微生物或兼性微生物进行好氧呼吸好氧呼吸，分解，分解物质彻底。产物是物质彻底。产物是没有异味没有异味的物质，不破坏正常环境。的物质，不破坏正常环境。供应氧气供应氧气，设备，设备复杂复杂。2 2厌氧消化法厌氧消化法 利用厌氧微生物和兼性微生物的利用厌氧微生物和兼性微生物的厌氧呼吸厌氧呼吸对有机污泥和对有机污泥和高浓度有机废水进行发酵。分解物质不彻底，产物高浓度有机废水进行发酵。分解物质不彻底，产物有臭有臭味味。没有氧气没有氧气，需要时间长，设备，需要时

36、间长，设备简单简单。第五十二页，讲稿共七十二页哦第五十三页，讲稿共七十二页哦第四节 环境因素对微生物生长的影响专业术语专业术语本节主要内容本节主要内容 一一 温度温度 二二 氢离子浓度氢离子浓度 三三 氧化还原电位氧化还原电位 四四 水分水分 五五 渗透压渗透压 六六 光线光线 七七 化学药剂化学药剂第五十四页，讲稿共七十二页哦一一 温度温度所有的微生物生长有三种基本温度所有的微生物生长有三种基本温度最低生长温度最低生长温度 最适生长温度最适生长温度 最高生长温度最高生长温度下下限限上上限限最最适适温温温度温度一一定定时时间间内内的的生生长长量量第五十五页，讲稿共七十二页哦是否所有的微生物的生

37、活温度都一样呢？是否所有的微生物的生活温度都一样呢？不不（一）根据最适生长温度分类细菌（微生物）（一）根据最适生长温度分类细菌（微生物）1 1 低温型微生物低温型微生物 psychrophiles psychrophiles（嗜冷微生物）（嗜冷微生物）2 2 中温型微生物中温型微生物 mesophiles mesophiles（嗜温微生物）（嗜温微生物）3 3 高温型微生物高温型微生物 thermophiles thermophiles（嗜热微生物）（嗜热微生物）第五十六页，讲稿共七十二页哦1 低温型微生物低温型微生物 psychrophiles（-5+30）雪藻雪藻n专性专性：环境温度不超过

38、：环境温度不超过2020。两极地区极端嗜冷微生物。两极地区极端嗜冷微生物。兼性兼性：河流、湖泊，适温：河流、湖泊，适温10102020。第五十七页，讲稿共七十二页哦2 2 中温型微生物中温型微生物 mesophiles mesophiles（5-505-50）n最适温范围最适温范围25253030。分布：土壤、植物、温血动物及人体中的微生分布：土壤、植物、温血动物及人体中的微生物大部分属于该类型。物大部分属于该类型。大肠杆菌、伤寒杆菌、痢疾杆菌大肠杆菌、伤寒杆菌、痢疾杆菌等等第五十八页，讲稿共七十二页哦3 高温型微生物高温型微生物 thermophiles（25 25 8080）热泉中的细菌热

39、泉中的细菌污泥消化污泥消化的高温厌氧处理利的高温厌氧处理利用该类菌用该类菌最适温度最适温度50 50 6060。极端嗜热微生物最适温度。极端嗜热微生物最适温度70709090（温泉、火山喷口）（温泉、火山喷口）分布：堆肥、沼气、发酵池。分布：堆肥、沼气、发酵池。第五十九页，讲稿共七十二页哦（二）高温灭菌、低温抑菌（二）高温灭菌、低温抑菌高高温温灭灭菌菌干热灭菌干热灭菌湿热灭菌湿热灭菌火焰灭菌火焰灭菌烘箱内干燥热空气灭菌烘箱内干燥热空气灭菌巴斯德消毒法巴斯德消毒法间歇灭菌法间歇灭菌法高压蒸汽灭菌法高压蒸汽灭菌法高温灭菌高温灭菌：高温高温蛋白质凝固变性，酶失活。蛋白质凝固变性，酶失活。第六十页，讲

40、稿共七十二页哦 湿热灭菌较干热灭菌效果好湿热灭菌较干热灭菌效果好1)1)特点特点：温度低、时间短、灭菌效果好。：温度低、时间短、灭菌效果好。2)2)灭菌效果好的原因灭菌效果好的原因：菌体内含水量越高凝固温度越低。菌体内含水量越高凝固温度越低。蒸汽冷凝会放出潜热。蒸汽冷凝会放出潜热。饱和水蒸汽穿透力强。饱和水蒸汽穿透力强。湿热易破坏细胞内蛋白质大分子的稳定湿热易破坏细胞内蛋白质大分子的稳定 性，主要破坏氢键结构性，主要破坏氢键结构。第六十一页，讲稿共七十二页哦低温抑菌低温抑菌低温可低温可延缓延缓微生物的生理活动微生物的生理活动 (故采用低温故采用低温保藏微生物保藏微生物)。实验室中常用冰箱保存菌

41、种，一般以实验室中常用冰箱保存菌种，一般以44为保存为保存菌种的适宜温度。菌种的适宜温度。注：注：温度的调整对工业废水生物处理意义重大。温度的调整对工业废水生物处理意义重大。第六十二页，讲稿共七十二页哦二二 氢离子浓度氢离子浓度（pH值）值）微生物生活的微生物生活的PHPH在在4.04.010.010.0之间之间微生物在酸性太强或碱性太强的环境里，一般不能生活。微生物在酸性太强或碱性太强的环境里，一般不能生活。工业废水的工业废水的pHpH值过高或过低应该加以值过高或过低应该加以中和中和，作适当调整。，作适当调整。第六十三页，讲稿共七十二页哦三三 氧化还原电位（氧化还原电位（Eh值）值）V氧化还

42、原电位与氧气多少有关。成正比。氧化还原电位与氧气多少有关。成正比。氧气含量高，氧气含量高，EhEh值高；氧气含量低，值高；氧气含量低，EhEh值低。值低。好氧微生物好氧微生物 大于大于0.1V 生长。生长。0.30.4V 最适宜最适宜 厌氧微生物厌氧微生物 低于低于0.1V 生长生长 兼性厌氧微生物兼性厌氧微生物 大于大于0.1V 好氧生活好氧生活 小于小于0.1V 厌氧生活厌氧生活第六十四页，讲稿共七十二页哦Eh值在废水处理中的作用值在废水处理中的作用1 氧化还原电位用来氧化还原电位用来探测探测有毒物质和工业废水是否有毒物质和工业废水是否存在存在 2 观察生物处理构筑物的工作情况（充氧是否正

43、常）观察生物处理构筑物的工作情况（充氧是否正常）活性污泥法系统活性污泥法系统：Eh值值+200+600mv之间。之间。污泥消化法系统污泥消化法系统：Eh值值-100-200mv之间。之间。第六十五页，讲稿共七十二页哦四四 干燥干燥微生物细胞含有大量水分。生活在水分大的环境中。微生物细胞含有大量水分。生活在水分大的环境中。过于干燥，细菌不能生长。但细菌的过于干燥，细菌不能生长。但细菌的芽孢芽孢和微生物的和微生物的孢孢子子耐干燥能力强，在干燥环境中可以保存几十年。耐干燥能力强，在干燥环境中可以保存几十年。用干燥剂保存食品，防止物品腐败。用干燥剂保存食品，防止物品腐败。烘干烘干、晒干晒干、薰干薰干。

44、第六十六页，讲稿共七十二页哦五五 渗透压渗透压细菌的细胞膜是半透性。细菌的细胞膜是半透性。细菌体外水溶液的渗透压细菌体外水溶液的渗透压=细胞内的渗透压细胞内的渗透压 正常生活正常生活。生活在高渗压液中，失水、质壁分离生活在高渗压液中，失水、质壁分离 生活在低渗压液中，吸水膨胀。生活在低渗压液中，吸水膨胀。用盐腌或蜜饯保存食品。用盐腌或蜜饯保存食品。第六十七页，讲稿共七十二页哦六六 光与辐射光与辐射日光中的日光中的紫外线紫外线杀菌。杀菌。n除了光合细菌外，一般细菌都不喜欢光线。除了光合细菌外，一般细菌都不喜欢光线。n 杀菌波长范围杀菌波长范围：240300nm。最强作用波长。最强作用波长2652

45、66nm。第六十八页，讲稿共七十二页哦七七 化学药剂化学药剂1 强氧化剂强氧化剂 氧化细菌的氧化细菌的细胞物质细胞物质，正常，正常代谢代谢受阻，死亡受阻，死亡。0.1%KMnO4，公共茶具、水果，公共茶具、水果 0.51%的漂白粉、液氯，饮水、游泳池水的消的漂白粉、液氯，饮水、游泳池水的消毒。毒。1份生石灰份生石灰+4至至8份水制成石灰乳，粪便和排泄份水制成石灰乳，粪便和排泄物消毒。物消毒。第六十九页，讲稿共七十二页哦2 有机物有机物v石炭酸（苯酚）石炭酸（苯酚）:0.1%，抑菌抑菌 1%，20min杀死菌杀死菌 35%，几分钟杀死菌，几分钟杀死菌v来苏尔来苏尔：36%，消毒器械，消毒器械 2

46、%，洗手洗手v酒精酒精：6075%，杀菌力最强，杀菌力最强 纯酒精无杀菌力纯酒精无杀菌力。纯酒精会使细胞表面很快脱水。纯酒精会使细胞表面很快脱水至硬化，阻止酒精分子继续渗入细胞。至硬化，阻止酒精分子继续渗入细胞。第七十页，讲稿共七十二页哦3 染料染料碱性染料比酸性染料杀菌力强。碱性染料比酸性染料杀菌力强。1%龙胆紫液用于皮肤消毒。龙胆紫液用于皮肤消毒。第七十一页，讲稿共七十二页哦复习思考题复习思考题1 细菌有哪几种营养类型？它们的碳源和能源分别是什么？细菌有哪几种营养类型？它们的碳源和能源分别是什么？2 细菌有哪几种呼吸类型？它们的最终电子受体分别是什么？细菌有哪几种呼吸类型？它们的最终电子受体分别是什么？3 微生物的呼吸类型在废水生物处理中如何应用？微生物的呼吸类型在废水生物处理中如何应用？4 影响酶促反应的因素有哪些？影响酶促反应的因素有哪些？5 环境因素如何影响细菌的生长（综合分析）？环境因素如何影响细菌的生长（综合分析）？6 紫外线杀菌的机理和适用范围是什么？紫外线杀菌的机理和适用范围是什么？7.何谓生长因子何谓生长因子?它包括哪几类的物质它包括哪几类的物质?它们的作用是什么它们的作用是什么?是否任何是否任何微生物都需要生长因子？如何满足微生物对生长因素的需要微生物都需要生长因子？如何满足微生物对生长因素的需要?第七十二页，讲稿共七十二页哦