环境工程微生物学-周群英-教学课件M05第一篇第五章.pptVIP

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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

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