第六章微生物的生长繁殖与生存.ppt

第六章第六章 微生物的生长繁微生物的生长繁殖与生存因子殖与生存因子n n相关定义相关定义n n第一节第一节 微生物的生长繁殖微生物的生长繁殖n n第二节第二节 微生物的生存因子微生物的生存因子n n第三节第三节 其他不利环境因子对微生物影响其他不利环境因子对微生物影响n n第四节第四节 微生物与微生物之间的关系微生物与微生物之间的关系n n第五节第五节 菌种的衰退、复壮和保藏菌种的衰退、复壮和保藏课程内容提纲课程内容提纲p微生物的生长规律微生物的生长规律p微生物的连续培养微生物的连续培养p生长曲线在实际中的应用生长曲线在实际中的应用p微生物生长量的测定方法微生物生长量的测定方法第一节第一节 微生物的生长繁殖微生物的生长繁殖生长：微生物利用营养物质，细胞生长：微生物利用营养物质，细胞物质的量增多，体积增大。物质的量增多，体积增大。繁殖：微生物细胞体积增大到一定繁殖：微生物细胞体积增大到一定程度时，细胞数目增多的过程。程度时，细胞数目增多的过程。相关定义相关定义生长生长生长生长单个体微生物生长单个体微生物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群体微生物生长群体微生物生长分批培养分批培养分批培养分批培养连续培养连续培养连续培养连续培养在污水生物处理中这两种方法均有应用。在污水生物处理中这两种方法均有应用。研究微生物生长的方法研究微生物生长的方法分批培养概念：分批培养概念：将定量的微生物接种到封将定量的微生物接种到封将定量的微生物接种到封将定量的微生物接种到封闭的具有定量培养基的容器中，保持一定的温闭的具有定量培养基的容器中，保持一定的温闭的具有定量培养基的容器中，保持一定的温闭的具有定量培养基的容器中，保持一定的温度、度、度、度、pHpH、DODO，微生物进行生长繁殖，微生物进行生长繁殖，微生物进行生长繁殖，微生物进行生长繁殖,一定时间一定时间一定时间一定时间后停止培养。后停止培养。后停止培养。后停止培养。结果出现微生物数量由：结果出现微生物数量由：结果出现微生物数量由：结果出现微生物数量由：少少少少多（达到高峰后）多（达到高峰后）多（达到高峰后）多（达到高峰后）少少少少生长曲线分期：生长曲线分期：细分可分为细分可分为6个时期个时期即停滞期即停滞期(适应期适应期)、加速期、对数期、加速期、对数期、减速期、静止期、衰亡期。减速期、静止期、衰亡期。由于加速期和减速期持续时间很短，由于加速期和减速期持续时间很短，则把加速期并到停滞期，把减速期放则把加速期并到停滞期，把减速期放到静止期中。故，将生长曲线粗分为到静止期中。故，将生长曲线粗分为四个生长期。四个生长期。生长曲线生长曲线延滞期：延滞期：延滞期：延滞期：少少少少量细胞接种到量细胞接种到量细胞接种到量细胞接种到新培养基后的新培养基后的新培养基后的新培养基后的一段细胞数目一段细胞数目一段细胞数目一段细胞数目不增加的适应不增加的适应不增加的适应不增加的适应期。其长短主期。其长短主期。其长短主期。其长短主要受微生物的要受微生物的要受微生物的要受微生物的接种龄、接种接种龄、接种接种龄、接种接种龄、接种量和培养基成量和培养基成量和培养基成量和培养基成分的影响。分的影响。分的影响。分的影响。停滞期停滞期特点特点p生长速率等于零生长速率等于零p细胞合成新的成分细胞合成新的成分补充消耗的材料补充消耗的材料适应新的培养基或别的培养条件适应新的培养基或别的培养条件p细胞形态变大或变长细胞形态变大或变长p对外界不良环境敏感对外界不良环境敏感1.1.停滞期停滞期细细菌菌数数目目的的对对数数值值时间时间t为什么会出现停滞期呢为什么会出现停滞期呢为什么会出现停滞期呢为什么会出现停滞期呢？特征：特征：不立即进行细胞分裂、增殖，数量不不立即进行细胞分裂、增殖，数量不变甚至减少变甚至减少pp适应环境（合成相应适应环境（合成相应适应环境（合成相应适应环境（合成相应的酶），营养储备（用的酶），营养储备（用的酶），营养储备（用的酶），营养储备（用于复制合成）于复制合成）于复制合成）于复制合成）停滞期停滞期停滞期停滞期“万事开头难万事开头难”影响停滞期长短的因素影响停滞期长短的因素1.1.接种群体菌龄接种群体菌龄:1)1)对数期对数期“种子种子”，停滞期较短；，停滞期较短；2)2)静止期期或衰亡期静止期期或衰亡期“种子种子”,停滞期较长；停滞期较长；因为因为因为因为处于静止期或衰亡期的细菌耗尽各种必要的细胞成分，需要时间处于静止期或衰亡期的细菌耗尽各种必要的细胞成分，需要时间处于静止期或衰亡期的细菌耗尽各种必要的细胞成分，需要时间处于静止期或衰亡期的细菌耗尽各种必要的细胞成分，需要时间合成新细胞物质；或者因受到代谢产物过多积累而中毒，需要时合成新细胞物质；或者因受到代谢产物过多积累而中毒，需要时合成新细胞物质；或者因受到代谢产物过多积累而中毒，需要时合成新细胞物质；或者因受到代谢产物过多积累而中毒，需要时间修补损伤；间修补损伤；间修补损伤；间修补损伤；2 2 2 2 接种量。接种量。接种量。接种量。1)1)1)1)接种量大，停滞期较短；接种量大，停滞期较短；接种量大，停滞期较短；接种量大，停滞期较短；2)2)2)2)接种量小，停滞期较长。接种量小，停滞期较长。接种量小，停滞期较长。接种量小，停滞期较长。3 3 3 3 培养基成分培养基成分培养基成分培养基成分:1)1)1)1)培养基成分丰富的，停滞期较短；培养基成分丰富的，停滞期较短；培养基成分丰富的，停滞期较短；培养基成分丰富的，停滞期较短；2)2)2)2)培培培培养养养养基基基基成成成成分分分分贫贫贫贫乏乏乏乏的的的的,停停停停滞滞滞滞期期期期较较较较长长长长。因因因因为为为为在在在在丰丰丰丰富富富富的的的的培培培培养养养养基基基基上上上上可可可可直直直直接接接接利利利利用用用用各各各各种种种种成成成成分分分分，在在在在贫贫贫贫乏乏乏乏环环环环境境境境中中中中要要要要产产产产生生生生新新新新的的的的酶酶酶酶类类类类合合合合成成成成所所所所缺缺缺缺少的营养物质。少的营养物质。少的营养物质。少的营养物质。对数期：对数期：对数期：对数期：细细细细胞数以几何级胞数以几何级胞数以几何级胞数以几何级数增长的一段数增长的一段数增长的一段数增长的一段时期。其时间时期。其时间时期。其时间时期。其时间长短主要受菌长短主要受菌长短主要受菌长短主要受菌株种类、营养株种类、营养株种类、营养株种类、营养成分和营养物成分和营养物成分和营养物成分和营养物质浓度的影响。质浓度的影响。质浓度的影响。质浓度的影响。细菌获得丰富营养，生长速率最快，细胞呈对细菌获得丰富营养，生长速率最快，细胞呈对细菌获得丰富营养，生长速率最快，细胞呈对细菌获得丰富营养，生长速率最快，细胞呈对数增长，分裂时间间隔最短；数增长，分裂时间间隔最短；数增长，分裂时间间隔最短；数增长，分裂时间间隔最短；由于营养物质足以供给合成细胞使用，有毒的由于营养物质足以供给合成细胞使用，有毒的由于营养物质足以供给合成细胞使用，有毒的由于营养物质足以供给合成细胞使用，有毒的代谢产物累积较少，细菌生长速率恒定；代谢产物累积较少，细菌生长速率恒定；代谢产物累积较少，细菌生长速率恒定；代谢产物累积较少，细菌生长速率恒定；代谢旺盛，细胞成分平衡发展；代谢旺盛，细胞成分平衡发展；代谢旺盛，细胞成分平衡发展；代谢旺盛，细胞成分平衡发展；群体的生理特性较一致。群体的生理特性较一致。群体的生理特性较一致。群体的生理特性较一致。p故教学实验中常用对数期细胞作为实验材料；故教学实验中常用对数期细胞作为实验材料；故教学实验中常用对数期细胞作为实验材料；故教学实验中常用对数期细胞作为实验材料；p发酵工业一般用对数期细胞作菌种。发酵工业一般用对数期细胞作菌种。发酵工业一般用对数期细胞作菌种。发酵工业一般用对数期细胞作菌种。2.2.对数期对数期uu影响因素：影响因素：1）菌种；）菌种；2）营养成分（营养丰富则代时短）营养成分（营养丰富则代时短,指数指数期则短）期则短）3）营养物浓度（概念：凡是处于较低）营养物浓度（概念：凡是处于较低浓度范围内，可影响生长速率和菌体产量浓度范围内，可影响生长速率和菌体产量的营养物称为生长限制因子）的营养物称为生长限制因子）4）培养温度（适合温度）培养温度（适合温度）generation timegeneration time根据一定时间内细菌的增殖数量可以计算根据一定时间内细菌的增殖数量可以计算根据一定时间内细菌的增殖数量可以计算根据一定时间内细菌的增殖数量可以计算出繁殖的代数（出繁殖的代数（出繁殖的代数（出繁殖的代数（n n），并以增殖时间除以繁），并以增殖时间除以繁），并以增殖时间除以繁），并以增殖时间除以繁殖代数求得每繁殖一代所需的时间，称为殖代数求得每繁殖一代所需的时间，称为殖代数求得每繁殖一代所需的时间，称为殖代数求得每繁殖一代所需的时间，称为世代时间（世代时间（世代时间（世代时间（GG）世代时间世代时间稳定期：稳定期：稳定期：稳定期：新新新新繁殖的细胞数繁殖的细胞数繁殖的细胞数繁殖的细胞数目与衰亡的细目与衰亡的细目与衰亡的细目与衰亡的细胞数目相等的胞数目相等的胞数目相等的胞数目相等的一段时期。一段时期。一段时期。一段时期。(3)(3)静止期又称稳定期（静止期又称稳定期（静止期又称稳定期（静止期又称稳定期（stationaryphasestationaryphase）特点：特点：p活细胞总数维持不变，即新繁殖的细胞活细胞总数维持不变，即新繁殖的细胞数与衰亡的细胞数相等，菌体总数达到最数与衰亡的细胞数相等，菌体总数达到最高点；高点；p细胞生理上处于衰老，代谢活力钝化，细胞生理上处于衰老，代谢活力钝化，细胞成分合成缓慢；细胞成分合成缓慢；p细胞生长速率为零。细胞生长速率为零。营养物质被消耗不能满足生长需要，营养物质被消耗不能满足生长需要，因此，营养物成为细菌生长的限制因因此，营养物成为细菌生长的限制因子；细菌开始累积贮存物质，如子；细菌开始累积贮存物质，如PHB、淀粉粒等；、淀粉粒等；p代谢废物或有害物质积累到抑制生代谢废物或有害物质积累到抑制生长水平；长水平；ppH、氧化还原势等物化条件越来、氧化还原势等物化条件越来越不适应越不适应p新生率等于死亡率。新生率等于死亡率。在稳定期，细胞开始贮存糖原、异染在稳定期，细胞开始贮存糖原、异染粒和脂肪等贮藏物，产芽孢，产粒和脂肪等贮藏物，产芽孢，产次生代次生代谢产物谢产物。可通过补料、调节可通过补料、调节pH、调整温度、调整温度、流出产物等措施以延长稳定期累积更多流出产物等措施以延长稳定期累积更多的代谢产物。的代谢产物。出现的原因：生长限制因子的耗尽；出现的原因：生长限制因子的耗尽；营养物的比例失调；有害物质的累积；营养物的比例失调；有害物质的累积；pH、氧化还原势等物质条件越来越不适、氧化还原势等物质条件越来越不适宜。宜。衰亡期衰亡期衰亡期衰亡期：细胞：细胞：细胞：细胞死亡数目超过新死亡数目超过新死亡数目超过新死亡数目超过新生的细胞数目的生的细胞数目的生的细胞数目的生的细胞数目的时期。死亡的细时期。死亡的细时期。死亡的细时期。死亡的细胞发生自溶胞发生自溶胞发生自溶胞发生自溶。4 4）衰亡期：）衰亡期：继静止期后，由于营养物被继静止期后，由于营养物被耗尽，细菌因缺乏营养而利用贮存物质进耗尽，细菌因缺乏营养而利用贮存物质进行内源呼吸，即自身溶解。行内源呼吸，即自身溶解。特点：特点：p细胞以指数速率死亡；死菌数大于新生细胞以指数速率死亡；死菌数大于新生菌数；菌数；p细胞变形退化。细胞变形退化。影响衰亡期的因素影响衰亡期的因素p与与菌菌种种的的遗遗传传特特性性有有关关:有有些些细细菌菌的的培培养养经经历历所所有有的的各各个个生生长长时时期期，几几天天以以后后死死亡亡,有有些些细细菌菌培养几个月乃至几年以后仍然有一些活的细胞；培养几个月乃至几年以后仍然有一些活的细胞；p与与营营养养物物质质和和有有毒毒物物质质有有关关：补补充充营营养养和和能能源源，以以及及中中和和环环境境毒毒性性，可可以以减减缓缓死死亡亡期期细细胞胞的的死死亡速率，延长细菌培养物的存活时间。亡速率，延长细菌培养物的存活时间。活性污泥中微生物生长规律和纯菌种基本一致、活性污泥中微生物生长规律和纯菌种基本一致、活性污泥中微生物生长规律和纯菌种基本一致、活性污泥中微生物生长规律和纯菌种基本一致、SBRSBR是分批培养的原理应用于污水生物处理的实例。是分批培养的原理应用于污水生物处理的实例。是分批培养的原理应用于污水生物处理的实例。是分批培养的原理应用于污水生物处理的实例。n n菌种接种于培养基中后，细胞需要适应新的菌种接种于培养基中后，细胞需要适应新的菌种接种于培养基中后，细胞需要适应新的菌种接种于培养基中后，细胞需要适应新的环境，因此细胞数目不增加；经过基础物质环境，因此细胞数目不增加；经过基础物质环境，因此细胞数目不增加；经过基础物质环境，因此细胞数目不增加；经过基础物质的积累，且因营养物质丰富，所以细胞迅速的积累，且因营养物质丰富，所以细胞迅速的积累，且因营养物质丰富，所以细胞迅速的积累，且因营养物质丰富，所以细胞迅速分裂，细胞数目急剧增加；细胞的繁殖导致分裂，细胞数目急剧增加；细胞的繁殖导致分裂，细胞数目急剧增加；细胞的繁殖导致分裂，细胞数目急剧增加；细胞的繁殖导致营养物质不断减少，某一种营养物质不足时，营养物质不断减少，某一种营养物质不足时，营养物质不断减少，某一种营养物质不足时，营养物质不断减少，某一种营养物质不足时，有的细胞利用细胞内的累积物继续分裂，而有的细胞利用细胞内的累积物继续分裂，而有的细胞利用细胞内的累积物继续分裂，而有的细胞利用细胞内的累积物继续分裂，而会有一部分细胞因营养不足而死亡，表现为会有一部分细胞因营养不足而死亡，表现为会有一部分细胞因营养不足而死亡，表现为会有一部分细胞因营养不足而死亡，表现为细胞数目不变；培养基中营养进一步匮乏，细胞数目不变；培养基中营养进一步匮乏，细胞数目不变；培养基中营养进一步匮乏，细胞数目不变；培养基中营养进一步匮乏，细胞不断裂解，细胞数目减少。细胞不断裂解，细胞数目减少。细胞不断裂解，细胞数目减少。细胞不断裂解，细胞数目减少。接种的培养基中细胞变化趋势接种的培养基中细胞变化趋势生长曲线在实际中的应用生长曲线在实际中的应用总结总结总结总结 在污水生物处理设计时，按水质情况可利用在污水生物处理设计时，按水质情况可利用在污水生物处理设计时，按水质情况可利用在污水生物处理设计时，按水质情况可利用不同生长阶段的微生物处理污水：不同生长阶段的微生物处理污水：不同生长阶段的微生物处理污水：不同生长阶段的微生物处理污水：常规活性污泥法常规活性污泥法常规活性污泥法常规活性污泥法：利用减速期、静止期；：利用减速期、静止期；：利用减速期、静止期；：利用减速期、静止期；生物吸附法生物吸附法生物吸附法生物吸附法：静止期；：静止期；：静止期；：静止期；高负荷活性污泥法高负荷活性污泥法高负荷活性污泥法高负荷活性污泥法：对数期和减速期；：对数期和减速期；：对数期和减速期；：对数期和减速期；延时曝气法延时曝气法延时曝气法延时曝气法(氧化沟氧化沟氧化沟氧化沟)：内源呼吸期（衰亡期）：内源呼吸期（衰亡期）：内源呼吸期（衰亡期）：内源呼吸期（衰亡期）延时曝气法处理延时曝气法处理延时曝气法处理延时曝气法处理：针对有机物含量低，：针对有机物含量低，：针对有机物含量低，：针对有机物含量低，BODBOD5 5/CODcr/CODcr比值小于比值小于比值小于比值小于0.30.3，可生化性差的污水；，可生化性差的污水；，可生化性差的污水；，可生化性差的污水；进水进水对数期对数期衰老期衰老期平平推推流流式式活活性性污污泥泥法法稳定期稳定期占优势占优势为什么常规活性污泥法不利用对数期而用静为什么常规活性污泥法不利用对数期而用静为什么常规活性污泥法不利用对数期而用静为什么常规活性污泥法不利用对数期而用静止期微生物？止期微生物？止期微生物？止期微生物？p对数期微生物：对数期微生物：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生长繁殖快，代谢活力强，能大量去除废水中的有生长繁殖快，代谢活力强，能大量去除废水中的有生长繁殖快，代谢活力强，能大量去除废水中的有机物，相应的，要求进水有机物浓度高。机物，相应的，要求进水有机物浓度高。机物，相应的，要求进水有机物浓度高。机物，相应的，要求进水有机物浓度高。由于进水有机物浓度高，出水有机物浓度也相应提由于进水有机物浓度高，出水有机物浓度也相应提由于进水有机物浓度高，出水有机物浓度也相应提由于进水有机物浓度高，出水有机物浓度也相应提高，且这时期微生物生长繁殖旺盛，细胞表面黏液高，且这时期微生物生长繁殖旺盛，细胞表面黏液高，且这时期微生物生长繁殖旺盛，细胞表面黏液高，且这时期微生物生长繁殖旺盛，细胞表面黏液层和夹膜尚未形成，运动活跃，不易自行凝聚成菌层和夹膜尚未形成，运动活跃，不易自行凝聚成菌层和夹膜尚未形成，运动活跃，不易自行凝聚成菌层和夹膜尚未形成，运动活跃，不易自行凝聚成菌胶团，沉淀性能差，导致出水水质差。胶团，沉淀性能差，导致出水水质差。胶团，沉淀性能差，导致出水水质差。胶团，沉淀性能差，导致出水水质差。p静止期微生物：静止期微生物：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，并代谢活力比对数期差，但仍有相当的代谢活力，并且微生物积累大量的贮存物，强化了生物吸附能力，且微生物积累大量的贮存物，强化了生物吸附能力，在二沉池中泥水分离效果好，出水水质好。在二沉池中泥水分离效果好，出水水质好。为什么延时曝气法处理低浓度废水时，不利为什么延时曝气法处理低浓度废水时，不利为什么延时曝气法处理低浓度废水时，不利为什么延时曝气法处理低浓度废水时，不利用静止期而用衰亡期的微生物？用静止期而用衰亡期的微生物？用静止期而用衰亡期的微生物？用静止期而用衰亡期的微生物？由于低浓度有机物满足不了静止期由于低浓度有机物满足不了静止期由于低浓度有机物满足不了静止期由于低浓度有机物满足不了静止期微生物的营养要求，处理效果不会好。微生物的营养要求，处理效果不会好。微生物的营养要求，处理效果不会好。微生物的营养要求，处理效果不会好。若采用延时曝气法，通常曝气时间在若采用延时曝气法，通常曝气时间在若采用延时曝气法，通常曝气时间在若采用延时曝气法，通常曝气时间在8h8h以上，甚至以上，甚至以上，甚至以上，甚至24h24h，延长水力停留时间，延长水力停留时间，延长水力停留时间，延长水力停留时间，适当增大进水量，提高有机负荷，满适当增大进水量，提高有机负荷，满适当增大进水量，提高有机负荷，满适当增大进水量，提高有机负荷，满足微生物的营养要求，从而取得较好足微生物的营养要求，从而取得较好足微生物的营养要求，从而取得较好足微生物的营养要求，从而取得较好的处理效果。的处理效果。的处理效果。的处理效果。序批式活性污泥法序批式活性污泥法污水的可生化性污水的可生化性氧化沟氧化沟氧化沟氧化沟氧化沟氧化沟p一方面连续进料，另一方面又连续出一方面连续进料，另一方面又连续出料。料。p原理：进料原理：进料=补足营养补足营养(“(“污染物污染物”)出料出料=稀释菌浓度、毒物浓度稀释菌浓度、毒物浓度p它又分为两种：它又分为两种：1)1)恒浊连续培养恒浊连续培养2)2)恒化连续培养。恒化连续培养。（二）连续培养（二）连续培养p恒浊恒浊恒浊恒浊培养基浊度恒定（实质是培养基浊度恒定（实质是培养基浊度恒定（实质是培养基浊度恒定（实质是细菌数量恒细菌数量恒细菌数量恒细菌数量恒定定定定）p以浊度为控制指标。以浊度为控制指标。以浊度为控制指标。以浊度为控制指标。p当浊度大时，加大进水流速，降低浊度；当浊度大时，加大进水流速，降低浊度；当浊度大时，加大进水流速，降低浊度；当浊度大时，加大进水流速，降低浊度；p当浊度小时，降低流速，提高浊度。当浊度小时，降低流速，提高浊度。当浊度小时，降低流速，提高浊度。当浊度小时，降低流速，提高浊度。1 1）恒浊连续培养）恒浊连续培养 2 2）恒化连续培养）恒化连续培养 p恒化恒化恒化恒化进料营养物总量进料营养物总量进料营养物总量进料营养物总量恒定恒定恒定恒定p恒定的流速进水，恒定流速出水恒定的流速进水，恒定流速出水恒定的流速进水，恒定流速出水恒定的流速进水，恒定流速出水p尤其适合污水生物处理，除尤其适合污水生物处理，除尤其适合污水生物处理，除尤其适合污水生物处理，除SBRSBR法外；法外；法外；法外；单批培养批培养恒恒浊法法恒化法恒化法单批培养批培养连续培养培养时间连续连续流入流入流入流入新新新新鲜鲜培养培养培养培养液液液液lg细胞数（个胞数（个/ml）连续培养培养目前目前,污水连续生物处理法均污水连续生物处理法均类似于类似于恒化连续培养恒化连续培养；（流速不；（流速不完全恒定）完全恒定）恒浊培养恒浊培养pp使用范使用范使用范使用范围围：用于生：用于生：用于生：用于生产产大大大大量菌体、生量菌体、生量菌体、生量菌体、生产产与菌体生与菌体生与菌体生与菌体生长长相平行的某些代相平行的某些代相平行的某些代相平行的某些代谢产谢产物，物，物，物，如氨基酸、乳酸、乙醇等。如氨基酸、乳酸、乙醇等。如氨基酸、乳酸、乙醇等。如氨基酸、乳酸、乙醇等。装置装置控制对控制对象象培养培养基基培养培养基流基流速速生长速生长速率率产物产物应用应用范围范围恒浊恒浊器器菌体密菌体密度（度（内内控制控制）无限无限制生制生长因长因子子不恒不恒定定最高最高大量菌大量菌体或与体或与菌体形菌体形成相平成相平行的产行的产物物生产生产为主为主恒化恒化器器培养基培养基流速流速（外控外控制制）有限有限制生制生长因长因子子恒定恒定低于最低于最高高不同生不同生长速率长速率的菌体的菌体实验实验室为室为主主恒恒浊器与恒化器的比器与恒化器的比较p微生物的生长量测定常用的方法有微生物的生长量测定常用的方法有:称重法称重法、含含N N量测定法量测定法、DNADNA含量测定含量测定法法和和 代谢活性法代谢活性法。p而测定微生物数量变化常用的方法而测定微生物数量变化常用的方法有有直接计数法直接计数法、稀释平板计数法稀释平板计数法、最最大概率法大概率法 和和 比浊法比浊法。微生物生长量的测定方法微生物生长量的测定方法微生物生长量的测定方法微生物生长量的测定方法n测定微生物总数：计数器直接计数；比测定微生物总数：计数器直接计数；比例计数法；比浊法例计数法；比浊法n测定活细菌数：平板菌落法（测定活细菌数：平板菌落法（CFU）计）计数；液体稀释培养计数数；液体稀释培养计数n计算生长量：测细胞干重法；通过测细计算生长量：测细胞干重法；通过测细胞含氮量确定细胞浓度胞含氮量确定细胞浓度四、微生物生长量四、微生物生长量的测定方法的测定方法（一）测定微生物总数（一）测定微生物总数1 1、计数器直接计数、计数器直接计数:用血球计数板（可用血球计数板（可测细菌、酵母菌等）在显微镜下直接计数。测细菌、酵母菌等）在显微镜下直接计数。优点：优点：能测定一定容积中细胞总数；简能测定一定容积中细胞总数；简单方便，测定速度快；单方便，测定速度快；缺点：缺点：所测数目包括活菌和死菌，要求所测数目包括活菌和死菌，要求检测人员较高技术，能分辨活、死菌。检测人员较高技术，能分辨活、死菌。原理：原理：原理：原理：在一个小孔得两侧各放一个电极，通电在一个小孔得两侧各放一个电极，通电在一个小孔得两侧各放一个电极，通电在一个小孔得两侧各放一个电极，通电后，若有物体通过，电阻会发生改变。当细胞悬后，若有物体通过，电阻会发生改变。当细胞悬后，若有物体通过，电阻会发生改变。当细胞悬后，若有物体通过，电阻会发生改变。当细胞悬液通过小孔时，每通过一个细胞，电阻就会增加液通过小孔时，每通过一个细胞，电阻就会增加液通过小孔时，每通过一个细胞，电阻就会增加液通过小孔时，每通过一个细胞，电阻就会增加并产生一个信号，计数器就对该细胞自动计数一并产生一个信号，计数器就对该细胞自动计数一并产生一个信号，计数器就对该细胞自动计数一并产生一个信号，计数器就对该细胞自动计数一次。次。次。次。适用于较大的微生物如原生动物、藻类和非丝适用于较大的微生物如原生动物、藻类和非丝适用于较大的微生物如原生动物、藻类和非丝适用于较大的微生物如原生动物、藻类和非丝状的酵母菌等；状的酵母菌等；状的酵母菌等；状的酵母菌等；优点：优点：优点：优点：结构精确；结构精确；结构精确；结构精确；缺点：缺点：缺点：缺点：受微小颗粒和丝状物干扰大。受微小颗粒和丝状物干扰大。受微小颗粒和丝状物干扰大。受微小颗粒和丝状物干扰大。2 2、电子计数器计数、电子计数器计数用用用用0.01ml0.01ml0.01ml0.01ml吸管吸取定量稀吸管吸取定量稀吸管吸取定量稀吸管吸取定量稀释的细菌悬液均匀涂于刻有释的细菌悬液均匀涂于刻有释的细菌悬液均匀涂于刻有释的细菌悬液均匀涂于刻有1cm21cm21cm21cm2的计数板上，经固定、的计数板上，经固定、的计数板上，经固定、的计数板上，经固定、染色后、在显微镜下观察几染色后、在显微镜下观察几染色后、在显微镜下观察几染色后、在显微镜下观察几个视野并计数，取平均值。个视野并计数，取平均值。个视野并计数，取平均值。个视野并计数，取平均值。每毫升原菌液的细菌数每毫升原菌液的细菌数每毫升原菌液的细菌数每毫升原菌液的细菌数视野中的平均菌数视野中的平均菌数视野中的平均菌数视野中的平均菌数1 cm2/1 cm2/1 cm2/1 cm2/视野面积视野面积视野面积视野面积100100100100稀释稀释稀释稀释3 3、染色图片计数、染色图片计数血球计数板法血球计数板法pp原理：单细胞微生物的悬液与浊度成正比，与光密原理：单细胞微生物的悬液与浊度成正比，与光密原理：单细胞微生物的悬液与浊度成正比，与光密原理：单细胞微生物的悬液与浊度成正比，与光密度成反比。细胞数越多，浊度越大，透光度越小。因度成反比。细胞数越多，浊度越大，透光度越小。因度成反比。细胞数越多，浊度越大，透光度越小。因度成反比。细胞数越多，浊度越大，透光度越小。因此可用分光光度计测定菌悬液的透光度；或用浊度计此可用分光光度计测定菌悬液的透光度；或用浊度计此可用分光光度计测定菌悬液的透光度；或用浊度计此可用分光光度计测定菌悬液的透光度；或用浊度计测菌悬液的浊度，即可测得该菌悬液的细胞浓度，将测菌悬液的浊度，即可测得该菌悬液的细胞浓度，将测菌悬液的浊度，即可测得该菌悬液的细胞浓度，将测菌悬液的浊度，即可测得该菌悬液的细胞浓度，将未知细胞数的菌悬液和已知细胞数的菌悬液相比，可未知细胞数的菌悬液和已知细胞数的菌悬液相比，可未知细胞数的菌悬液和已知细胞数的菌悬液相比，可未知细胞数的菌悬液和已知细胞数的菌悬液相比，可求出未知菌悬液所含的细胞数。求出未知菌悬液所含的细胞数。求出未知菌悬液所含的细胞数。求出未知菌悬液所含的细胞数。pp测定前：将该菌悬液经测定前：将该菌悬液经测定前：将该菌悬液经测定前：将该菌悬液经1010倍稀释法稀释成系列浓度倍稀释法稀释成系列浓度倍稀释法稀释成系列浓度倍稀释法稀释成系列浓度的菌悬液，分别取各稀释浓度的菌悬液的菌悬液，分别取各稀释浓度的菌悬液的菌悬液，分别取各稀释浓度的菌悬液的菌悬液，分别取各稀释浓度的菌悬液1ml1ml至于平皿中，至于平皿中，至于平皿中，至于平皿中，倒平板，培养和计数。然后以细菌数和光密度值制作倒平板，培养和计数。然后以细菌数和光密度值制作倒平板，培养和计数。然后以细菌数和光密度值制作倒平板，培养和计数。然后以细菌数和光密度值制作标准曲线，以便用比浊法测得光密度值后，可在标准标准曲线，以便用比浊法测得光密度值后，可在标准标准曲线，以便用比浊法测得光密度值后，可在标准标准曲线，以便用比浊法测得光密度值后，可在标准曲线上曲线上曲线上曲线上求出相应得细菌数。求出相应得细菌数。求出相应得细菌数。求出相应得细菌数。比浊法测定细菌悬液细胞数比浊法测定细菌悬液细胞数1 1、稀释培养计数：、稀释培养计数：适用于生长较慢得适用于生长较慢得适用于生长较慢得适用于生长较慢得细菌；细菌；细菌；细菌；2 2、过滤计数：、过滤计数：适用于含菌量较少得水样，适用于含菌量较少得水样，适用于含菌量较少得水样，适用于含菌量较少得水样，将水样过将水样过将水样过将水样过0.45um0.45um0.45um0.45um滤膜，至于已倒好得平板上面培滤膜，至于已倒好得平板上面培滤膜，至于已倒好得平板上面培滤膜，至于已倒好得平板上面培养得到生长菌落，计数；大肠菌群通常用此法。养得到生长菌落，计数；大肠菌群通常用此法。养得到生长菌落，计数；大肠菌群通常用此法。养得到生长菌落，计数；大肠菌群通常用此法。3 3、菌落计数：、菌落计数：平板菌落（平板菌落（平板菌落（平板菌落（CFUCFUCFUCFU）计数应）计数应）计数应）计数应用最广泛，单位容量中的细菌均匀分布于营养琼用最广泛，单位容量中的细菌均匀分布于营养琼用最广泛，单位容量中的细菌均匀分布于营养琼用最广泛，单位容量中的细菌均匀分布于营养琼脂平板上而生长的菌落形成单位数脂平板上而生长的菌落形成单位数脂平板上而生长的菌落形成单位数脂平板上而生长的菌落形成单位数（二）测定活细菌数（二）测定活细菌数首先将待分离的首先将待分离的样品品进行行连续稀稀释,目的是得到高度稀目的是得到高度稀释的效果的效果,使一支使一支试管中分配不到一个微生物。如果管中分配不到一个微生物。如果经过稀稀释后的大多数后的大多数试管中没有微生物生管中没有微生物生长,那么有微生物生那么有微生物生长的的试管得到的培养物可能就是由一个微生物个体繁殖而管得到的培养物可能就是由一个微生物个体繁殖而来的来的纯培养物。培养物。这种方法适合于种方法适合于细胞胞较大的微生物。大的微生物。液体稀释法液体稀释法2第二节第二节 微生物的生存因子微生物的生存因子n温度温度npHpHn溶解氧溶解氧n氧化还原电位氧化还原电位n水活度水活度n渗透压渗透压 一、温度一、温度温度对于微生物有那些影响？温度对于微生物有那些影响？pp温度是微生物最重要的生存条件之一。温度是微生物最重要的生存条件之一。pp当当处于最佳范围处于最佳范围时，每上升时，每上升1010，酶，酶促反应速度提高促反应速度提高1 12 2倍。倍。代谢速率和代谢速率和生长速率也提高生长速率也提高，繁殖能力最强，微，繁殖能力最强，微生物进行大量繁殖。生物进行大量繁殖。pp不同微生物对温度的要求不同。可将不同微生物对温度的要求不同。可将微生物分为微生物分为嗜冷菌、嗜中温菌、嗜热嗜冷菌、嗜中温菌、嗜热菌、嗜超热菌菌、嗜超热菌。p所有微生物中，多部分是所有微生物中，多部分是嗜中温菌嗜中温菌，其他较少。其他较少。p污水处理系统中，为了保证微生物污水处理系统中，为了保证微生物能够处于较好的工作状态，需要为能够处于较好的工作状态，需要为其提供较适合的温度。一般控制在其提供较适合的温度。一般控制在20203030左右。左右。p冬天，需要进行冬天，需要进行加热处理加热处理。p嗜冷菌，最适合在嗜冷菌，最适合在嗜冷菌，最适合在嗜冷菌，最适合在5 5 5 515151515，甚至很多细，甚至很多细，甚至很多细，甚至很多细菌可以在菌可以在菌可以在菌可以在0000以下正常生存。以下正常生存。以下正常生存。以下正常生存。p冰箱中冷藏的蔬菜、水果发霉变质腐烂冰箱中冷藏的蔬菜、水果发霉变质腐烂冰箱中冷藏的蔬菜、水果发霉变质腐烂冰箱中冷藏的蔬菜、水果发霉变质腐烂的原因的原因的原因的原因。p高温主要破坏高温主要破坏高温主要破坏高温主要破坏微生物的机体的基本组成微生物的机体的基本组成微生物的机体的基本组成微生物的机体的基本组成物质物质物质物质蛋白质，酶蛋白和脂肪蛋白质，酶蛋白和脂肪蛋白质，酶蛋白和脂肪蛋白质，酶蛋白和脂肪。蛋白质。蛋白质。蛋白质。蛋白质被高温严重破坏而发生凝固，为被高温严重破坏而发生凝固，为被高温严重破坏而发生凝固，为被高温严重破坏而发生凝固，为不可逆变不可逆变不可逆变不可逆变性性性性，微生物经超高温处理后必然死亡。细，微生物经超高温处理后必然死亡。细，微生物经超高温处理后必然死亡。细，微生物经超高温处理后必然死亡。细胞质膜胞质膜胞质膜胞质膜含有受热易溶解的脂类含有受热易溶解的脂类含有受热易溶解的脂类含有受热易溶解的脂类，当用超高，当用超高，当用超高，当用超高温处理时，温处理时，温处理时，温处理时，细胞质膜的脂肪受热溶解使膜细胞质膜的脂肪受热溶解使膜细胞质膜的脂肪受热溶解使膜细胞质膜的脂肪受热溶解使膜产生小孔，引起细胞内含物泄漏而死亡产生小孔，引起细胞内含物泄漏而死亡产生小孔，引起细胞内含物泄漏而死亡产生小孔，引起细胞内含物泄漏而死亡。p高温的杀菌效果和微生物的种类，数量，高温的杀菌效果和微生物的种类，数量，高温的杀菌效果和微生物的种类，数量，高温的杀菌效果和微生物的种类，数量，生理状态，生理状态，生理状态，生理状态，芽孢芽孢芽孢芽孢有无及有无及有无及有无及pHpHpHpH都有关系。都有关系。都有关系。都有关系。高温是如何杀菌的？高温杀菌力与什么有关系？高温是如何杀菌的？高温杀菌力与什么有关系？高温是如何杀菌的？高温杀菌力与什么有关系？高温是如何杀菌的？高温杀菌力与什么有关系？一、温度一、温度u小结：小结：小结：小结：微生物的培养应该在微生物的培养应该在微生物的培养应该在微生物的培养应该在最佳温度范围进行。最佳温度范围进行。最佳温度范围进行。最佳温度范围进行。超过最高温度会对细超过最高温度会对细超过最高温度会对细超过最高温度会对细菌造成伤害甚至导致死菌造成伤害甚至导致死菌造成伤害甚至导致死菌造成伤害甚至导致死亡。亡。亡。亡。低温有抑制细菌作用。低温有抑制细菌作用。低温有抑制细菌作用。低温有抑制细菌作用。可以让微生物休眠可以让微生物休眠可以让微生物休眠可以让微生物休眠，但但但但不会导致死亡。温度升不会导致死亡。温度升不会导致死亡。温度升不会导致死亡。温度升高时，活性即可恢复。高时，活性即可恢复。高时，活性即可恢复。高时，活性即可恢复。微生物也有最适应的微生物也有最适应的微生物也有最适应的微生物也有最适应的pH pH pH pH 范围，微生物不同，范围，微生物不同，范围，微生物不同，范围，微生物不同，pHpHpHpH范围不同。范围不同。范围不同。范围不同。p多数细菌多数细菌多数细菌多数细菌：最佳：最佳：最佳：最佳6.56.56.56.57.57.57.57.5，适应范围，适应范围，适应范围，适应范围4 4 4 410101010；一般要求一般要求一般要求一般要求中性或偏碱性中性或偏碱性中性或偏碱性中性或偏碱性；p放线菌放线菌放线菌放线菌：最佳：最佳：最佳：最佳7.57.57.57.58.08.08.08.0，一般要求，一般要求，一般要求，一般要求中性或偏中性或偏中性或偏中性或偏碱性碱性碱性碱性；p霉菌和酵母菌霉菌和酵母菌霉菌和酵母菌霉菌和酵母菌：可在：可在：可在：可在酸性或偏碱性环境酸性或偏碱性环境酸性或偏碱性环境酸性或偏碱性环境生活，生活，生活，生活，最喜欢最喜欢最喜欢最喜欢3 3 3 36 6 6 6的环境。生长极限：的环境。生长极限：的环境。生长极限：的环境。生长极限：1.51.51.51.510101010。二、二、pHpHpppH对微生物的影响：对微生物的影响：1 1）引起细胞膜电荷的变化，影）引起细胞膜电荷的变化，影）引起细胞膜电荷的变化，影）引起细胞膜电荷的变化，影 响响响响 对营养物质的吸收对营养物质的吸收对营养物质的吸收对营养物质的吸收 2 2）影响胞内及胞外酶的活性）影响胞内及胞外酶的活性）影响胞内及胞外酶的活性）影响胞内及胞外酶的活性pp培养基中培养基中pH调节的措施：调节的措施：外源调节外源调节外源调节外源调节:碱碱碱碱(NaOH(NaOH或或或或KOH)KOH)酸酸酸酸(H(H2 2SOSO4 4或或或或HCl)HCl)内源调节内源调节内源调节内源调节:缓冲溶液缓冲溶液缓冲溶液缓冲溶液;CaCO;CaCO3 3在培养微生物过程中，什么原因使在培养微生物过程