第5章微生物生长繁殖与生存因子上.ppt

第五章微生物的生长繁殖与生存因子 主要内容 微生物的生长繁殖 微生物的生存因子 不利环境因子对微生物的影响 微生物与微生物之间的关系 菌种的退化、复壮与保藏 第一节 微生物的生长繁殖 一、微生物生长繁殖的概念 微生物的生长:是细胞物质有规律地、不可逆的增加，导致细胞体积扩大的生物学过程。 微生物的繁殖: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的生命个体，使生命个体数量增加的生物学过程。 微生物的发育：微生物从生长到繁殖的生物学过程称为发育。 世代时间（代时）：微生物两次细胞分裂之间的时间。世代时间随微生物的种类、培养条件的不同而不同。 二、研究微生物生长的方法 （根据投食方式）分为分批培养（间歇式培养）、连续培养两种方法 （一）分批培养 方法：用一定量的培养基和保持一定的培养条件培养微生物的方法（一次性的投料和接种细菌）。 用途：生理特性研究（细菌的生长）、生物发酵和生物治污。 细菌生长描述：重量生长曲线、数量生长曲线 1、活细菌重量变化曲线 （1）增长速率上升阶段 提问：为什么培养初期细菌群体重量增长速率随时间不断增大？ A.营养物丰富，细菌增殖；B.细菌在细胞内以糖原、油滴等形式储存营养物，细菌个体重量增大 （2）增长速率下降阶段 提问：为什么增长速率较前下降了？ （3）内源呼吸及死亡阶段 ———内源呼吸+毒物浓度更高 （个体）瘦→死 （群体）死亡率大于出生率 从曲线上反映为活细菌重量的进一步持续下降。 提问：此时细菌的出生率是否为零呢？为什么？ 不是，利用死亡细菌的残体营养 2．细菌数量生长曲线 概念：细菌接种到均匀的液体培养基后，在不补充营养物质或移去营养物，保持整个培养液体积不变的条件下，以时间为横坐标，以细菌数为纵坐标，反映细菌在整个培养期间菌数变化的曲线称为生长曲线。 一条典型的生长曲线主要包括停滞期（加速期）、对数期、（减速期）静止期和衰亡期四个时期。 （1）停滞期－“万事开头难” 特征： 提问：根据上述原因选择接种何种状态的细菌停滞期会较长？ ①对数期的细菌②静止期或衰亡期③受损细胞④富集培养基的细菌 后三种 在实际工作中如接种菌种以启动新的水处理设施，投加新鲜污泥时，接种的细菌不习惯于新环境，会出现或长或短的停滞期，停滞期的出现会增加操作时间，降低工作效率 （2）对数期（青年） 所有细菌均繁殖 特征 平均世代时间（繁殖一代的时间）最短 细菌群体的化学组分及形态、生态特性比较一致。 细菌对不良环境的抵抗能力强。 提问：细菌的代时与哪些因素有关？ 对数期细菌世代时间G计算 此时所有细菌在二分裂生长,分别测定t0时刻与t时间细菌的数量N0与Nx （3）静止期（中年） 特征 细菌生长率逐渐下降至零，出生率＝死亡率（相当于重量变化曲线中的增长率下降阶段） 细菌总数达到最大值 细菌开始积累贮存物质或形成芽孢 （4）衰亡期（老年） 特征 细菌代谢活性降低，衰老并出现自溶 死亡率＞出生率（相当于重量法的内源呼吸阶段） 衰亡期后期部分细菌可产生抗性 提问：如何给细菌延年益寿呢？ 补营养、环保（去除环境毒物） （二）连续培养 概念：一方面连续进料，另一方面又连续出料。 原理：进料=补足营养(“污染物”) 出料=稀释菌浓度、毒物浓度 它又分为两种：恒浊连续培养、恒化连续培养。 （1）恒浊连续培养 恒浊——培养基浊度恒定（实质是细菌数量恒定） （2）恒化连续培养 化——？ 目前, 污水连续生物处理法均类似于恒化连续培养；（流速不完全恒定） 三．细菌生长曲线在污(废)水微生物处理中的应用 不同的废水生物活性污泥处理法中，活性污泥微生物的生长状态不同； 根据废水的水质情况可利用不同生长阶段的微生物处理废水。 细菌生长必然维持在一个与水质环境相适应的阶段； 提问：同一种方式中的细菌生长状态是否一成不变呢？ 随水质波动而波动 毒害物波动(“冲击”) 营养波动(“失衡”) 提问：改善废水生物处理系统中效果的关键是什么？ 防止“冲击”、找出并改善限制因子 四、微生物生长量的测定方法 1、测定微生物总数（直接计数法） 借助显微镜观察测定 （1）染色涂片计数法 （2）计数器(血球计数板）测定法 （3）比例计数法 比例——样品菌液与等体积的血液混合，观测二者比例 （4）比浊计数法 浊——细菌悬浮液的浊度 a、制标准曲线（OD~No） b、测菌液浊度，查图表得出细菌数量 2、测定活细菌数 (间接计数法) 提问：前述方法中计数的不都是活菌，如何分辨菌死活？