环境工程微生物学-周群英-教学课件M05第一篇第五章.ppt

第五章 微生物的生长 繁殖与生存因子 1.微生物的生长繁殖，生长曲线，代时和代时的计算，活性污泥的生长曲线及应用。微生物的各种培养特征、微生物的测定方法：着重活细菌数的测定。 2.生存因子：温度、溶解氧、pH、渗透压、氧化还原电位、正面生物效应的太阳辐射。 3.有害环境因子：极端温度、极端pH、紫外辐射、 高盐、重金属、超声波、几种有机物、抗生素对微生物的破坏。 4.微生物之间的关系。 第一节 微生物的生长繁殖第二节 微生物的生存因子第三节 其他不利环境因子对微生物的影响第四节 微生物与微生物之间的关系第五节 菌种的退化、复壮与保藏 第一节 微生物的生长繁殖 一、 生物的生长繁殖的概念 生长：微生物在适宜的环境条件下，不断吸收营养物质，进行新陈代谢活动。当同化作用大于异化作用，微生物的细胞质量不断迅速增长，这叫生长。 繁殖：当单细胞个体生长到一定程度时，由一个亲代细胞分裂为两个大小、形状与亲代细胞相似的子代细胞，使得个体数目增加，这是单细胞微生物的繁殖（称为裂殖）。 发育：微生物的生长与繁殖是交替进行的，从生长到繁殖这个由量变到质变的过程。 代时(世代时间) 代时：细菌两次细胞分裂之间的时间。 在这期间，包括细胞核物质和细胞质加倍增长，两者平均分配到两个新细胞中。每一种微生物的代时由它的遗传性决定，在一定的培养条件(如营养组成、pH、温度和通气等)下形成；当环境条件发生改变，其代时也会改变。一种微生物在实验室的培养条件下与在自然条件下或在污水、有机固体废物生物处理构筑物中的代时不同。即使在相同培养条件下，营养成分不同，代时会不同。例如：大肠杆菌在37℃的肉汤培养基中培养时，代时为15min；在相同温度的牛乳培养基中培养时，代时为12.5min。 多细胞微生物的生长：多细胞微生物的生长只是细胞数目增加，不伴随个体数目增加。 多细胞微生物的繁殖：不但细胞数目增加，个体数目也增加，则称为多细胞微生物繁殖。 不同种的微生物其生长繁殖速度不同,其代时不同。 原核微生物的生长速度快于真核微生物，例如，大肠杆菌（原核）的代时（为17min左右）快于天蓝喇叭虫（真核）代时（32h）。 专性厌氧菌的代时长于好氧菌的，嗜树甲烷杆菌(Methanobacterium arbophilicum) 的代时为6～7 h。二氧化碳还原菌的代时为2d。索氏甲烷杆菌(Methanobacterium s?ehngenii)在33℃培养时平均代时为3.4d。 二、研究微生物生长的方法 微生物的生长可分为个体微生物生长和群体微生物生长。由于微生物个体很小，研究它们的生长有困难。所以，多数通过培养研究其群体生长。 (一)分批培养 分批培养是将一定量的微生物接种在一个封闭的、盛有一定体积液体培养基的容器内，保持一定的温度、pH和溶解氧量，微生物在其中生长繁殖，结果出现微生物的数量由少变多，达到高峰后又由多变少，甚至死亡的变化规律。 细菌的生长曲线：将少量细菌接种到一种新鲜的、定量的液体培养基中进行分批培养，定时取样(例如，每2h取样1次)计数。以细菌个数或细菌数的对数或细菌的干重为纵坐标，以培养时间为横坐标，在坐标系上各点连接成一条曲线，即细菌的生长曲线。 细菌的生长曲线反映微生物的数量由少变多，达到高峰后又由多变少，到死亡的变化规律。 细菌的生长曲线图 细菌的生长曲线 细菌的生长繁殖期可细分为6个时期： 停滞期(或称适应期、迟滞期)、加速期、对数期、减速期、静止期及衰亡期。由于加速期和减速期都历时很短，可把加速期并入停滞期，把减速期并入静止期。因此，细菌的生长繁殖可粗分为4个时期。各种微生物的生长速率不一，各有自己的生长曲线，但曲线的形状基本相同。 污(废)水生物处理中混合生长的活性污泥微生物也有形状类似的生长曲线。 细菌质量的变化比个数的变化更能在本质上反映生长的过程，因为细菌个数的变化只反映了细菌分裂的数目，质量则包括细菌个数的增加和每个菌体细胞物质的增长。 1. 停滞期 停滞期，即迟滞期或是适应期。 将少量细菌接种到某一种培养基中，细菌经一段适应期才能在新的培养基中生长繁殖，在初始阶段，有的细菌产生适应酶，细胞物质开始增加，细菌总数尚未增加；有的细菌不适应新环境而死亡，故细菌数有所减少。适应者便开始细胞分裂，进入加速期。此时，细菌的生长繁殖速度逐渐加快，细菌总数有所增加。 影响细菌停滞期的因素： 不同种细菌的停滞期长短不同。促使细菌停滞期改