微生物的生長繁殖

微生物的生長繁殖第1頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月生長和繁殖統(tǒng)稱為發(fā)育，發(fā)育是一個(gè)復(fù)雜的生命活動(dòng)。當(dāng)微生物吸收營養(yǎng)物質(zhì)后，通過合成代謝作用，合成新的細(xì)胞成分，使菌體的重量增加(主要是原生質(zhì)和其他組成成分有規(guī)律地增加)，菌體體積長大，這種現(xiàn)象稱為生長。細(xì)胞的生長是有限度的，當(dāng)細(xì)胞增長到一定程度時(shí)就開始分裂，這種菌體數(shù)量增多的現(xiàn)象稱為繁殖。生長是繁殖的基礎(chǔ)，繁殖是生長的結(jié)果。生長和繁殖雖有區(qū)別，但關(guān)系十分密切。微生物群體在生長過程中，個(gè)體的細(xì)胞體積和重量變化不易被察覺，所以，常以細(xì)胞數(shù)量的增加或以細(xì)胞群體重量的增加作為生長繁殖的指標(biāo)。第2頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月3生長：生物個(gè)體物質(zhì)有規(guī)律地、不可逆增加，導(dǎo)致個(gè)體體積擴(kuò)大的生物學(xué)過程。繁殖：生物個(gè)體生長到一定階段，通過特定方式產(chǎn)生新的生命個(gè)體，即引起生命個(gè)體數(shù)量增加的生物學(xué)過程。

第3頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月4第4頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月5微生物生長：在一定時(shí)間和條件下細(xì)胞數(shù)量的增加（微生物群體生長），在微生物學(xué)中提到的“生長”，一般均指群體生長，這一點(diǎn)與研究大生物時(shí)有所不同。微生物生長：單位時(shí)間里微生物數(shù)量或生物量的變化。

第5頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)微生物純培養(yǎng)的生長

微生物學(xué)中將在實(shí)驗(yàn)室條件下，從一個(gè)細(xì)胞或一種細(xì)胞群繁殖得到的后代稱為純培養(yǎng)。相對應(yīng)的稱為不純培養(yǎng)物。純培養(yǎng)的分離方法稀釋倒平皿法將待分離的材料作一系列稀釋(如1:10、1:100、1:1000、1:10000…)，取不同稀釋液各少許與已熔化并冷卻至45℃的瓊脂培養(yǎng)基相混合，傾入滅過菌的培養(yǎng)皿中，待瓊脂培養(yǎng)基凝固后，保溫培養(yǎng)一定時(shí)間，第6頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月微生物純培養(yǎng)的生長即有菌落出現(xiàn)。如果稀釋得當(dāng)，平皿中出現(xiàn)分散的單個(gè)菌落便可能是由一個(gè)細(xì)菌繁殖所形成。挑取此單個(gè)菌落或再重復(fù)以上操作數(shù)次，可得到純培養(yǎng)。第7頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月微生物純培養(yǎng)的生長劃線法

將熔化的瓊脂培養(yǎng)基傾入無菌培養(yǎng)皿中，冷凝后，用接種環(huán)蘸取少許待分離材料，在培養(yǎng)基表面連續(xù)劃線，如，可作平行劃線、扇形劃線或其他形式連續(xù)劃線，隨著接種環(huán)在培養(yǎng)基上的移動(dòng)，細(xì)菌得以分散，經(jīng)保溫培養(yǎng)即形成菌落。在劃線的開始部分，細(xì)菌分散度小，形成菌落往往連在一起。但由于連續(xù)劃線，細(xì)菌逐漸減少，劃到最后常可形成單獨(dú)孤立的菌落。第8頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月微生物純培養(yǎng)的生長這種單獨(dú)的菌落可能是由單個(gè)細(xì)胞形成的，因而獲得純培養(yǎng)。用其他工具如形玻棒代替接種環(huán)在瓊脂培養(yǎng)基表面涂布，亦可得到同樣結(jié)果。第9頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月微生物純培養(yǎng)的生長單細(xì)胞挑取法單細(xì)胞挑取法是從待分離材料中只挑取一個(gè)細(xì)胞來培養(yǎng)?？捎靡慌_(tái)顯微挑取器，裝置于顯微鏡上，把一滴細(xì)菌懸浮液置于載玻片上，用裝于顯微挑取器上的極細(xì)的毛細(xì)吸管，在顯微鏡下對準(zhǔn)一個(gè)單獨(dú)的細(xì)菌細(xì)胞挑取，再接種于培養(yǎng)基上培養(yǎng)而得純培養(yǎng)。第10頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月微生物純培養(yǎng)的生長利用選擇培養(yǎng)基分離法不同的細(xì)菌需要不同的營養(yǎng)物。因此，可以把培養(yǎng)基配制成適合于某種細(xì)菌生長而限制其他細(xì)菌生長的環(huán)境。這樣的選擇培養(yǎng)基可用來分離培養(yǎng)純種。也可以將待分離的樣品先進(jìn)行適當(dāng)處理，以排除不需要的微生物。例如，想分離得到芽孢細(xì)菌，可在倒平皿前將樣品在高溫處理一段時(shí)間，以破壞所有的或大部分的非芽孢細(xì)菌，這樣分離得到的菌落將是芽孢形成菌。第11頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月微生物純培養(yǎng)分離方法的比較方法應(yīng)用范圍稀釋倒平皿法即可定性，又可定量，用途廣泛劃線法方法簡便，多用于分離細(xì)菌單細(xì)胞挑取法局限于高度專業(yè)化的研究利用選擇培養(yǎng)基分離法適用于分離某些生理類型較特殊的微生物第12頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月13第二節(jié)微生物的生長和測定方法1、測生長量：

（1）直接法：測體積、稱干重等方法

（2）間接法：

第13頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月A測定細(xì)胞物質(zhì)的重量采用干重法，用離心或過濾的方法將菌體從菌懸液中分離出來，洗凈，烘干，稱重，求得單位容積菌懸液中細(xì)胞的干重。這是測定細(xì)胞重量較為直接而可靠的方法，但只適用于菌體濃度較高的樣品，而且要求樣品中不含菌體以外的其他干物質(zhì)。在活性污泥法中常采用干重法來測定活性污泥的重量，以近似代表活性污泥中微生物的量，這一指標(biāo)稱為活性污泥濃度(符號(hào)為MLSS)，它表示每升活性污泥混合液中活性污泥的毫克數(shù)。這種測定結(jié)果既包括活菌和死菌量，又包括有機(jī)顆粒和無機(jī)鹽類的重量，因而，這一指標(biāo)隨非生物物質(zhì)含量的增加，可靠性降低。第14頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月15B比濁法：可用分光光度法對無色的微生物懸浮液進(jìn)行測定或用帶有側(cè)臂的三角燒瓶作原位測定。第15頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月16C生理指標(biāo)法：如測含氮量：一般細(xì)菌的含氮量為其干重的14%，酵母菌為7.5%，霉菌為6.5%，含氮量乘以6.25即為粗蛋白含量。測含碳量以及測磷、DNA、RNA、ATP、DAP（二氨基庚二酸）、幾丁質(zhì)或N－乙酰胞壁酸等含量的；產(chǎn)酸、產(chǎn)氣、耗氧、粘度和產(chǎn)熱等指標(biāo)，有時(shí)也應(yīng)用于生長量的測定。

第16頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月微生物純培養(yǎng)的生長DNA含量測定法

由于DNA在細(xì)胞生長中起重要作用，所以，測定DNA的含量也是研究微生物生長的一種重要的化學(xué)測定方法。DNA的測定不但可以反映細(xì)胞物質(zhì)的重量，并且由于每個(gè)細(xì)菌細(xì)胞中DNA含量對于某類群微生物來說較恒定(平均為8.4×10-5ｍｇ)，所以，通過測定細(xì)菌的DNA還可推算出細(xì)菌細(xì)胞的數(shù)量。此外，還可采用測定ATP的方法，但由于細(xì)胞內(nèi)ATP含量隨發(fā)育階段的不同而變化較大，因而，用于反映微生物量不如DNA佳。第17頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月182、計(jì)繁殖數(shù)：細(xì)菌酵母菌放線菌和霉菌孢子數(shù)

（1）直接法：指用計(jì)數(shù)板（例如血球計(jì)數(shù)板）在光學(xué)顯微鏡下直接觀察細(xì)胞并進(jìn)行計(jì)數(shù)的方法。第18頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月19A平板菌落計(jì)數(shù)法：（2）間接法（菌落計(jì)數(shù)法）

：第19頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月20采用培養(yǎng)平板計(jì)數(shù)法要求：每一活微生物單細(xì)胞在培養(yǎng)平板上培養(yǎng)后，形成一個(gè)單菌落，在科研中一般用菌落形成單位（colonyformingunits，CFU）來表示，而不是直接表示為細(xì)胞數(shù)。技術(shù)要求高，煩瑣。第20頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)微生物純培養(yǎng)的生長規(guī)律細(xì)菌純培養(yǎng)的生長曲線

研究細(xì)菌純培養(yǎng)的生長曲線是采用分批培養(yǎng)，或稱為間歇培養(yǎng)(batchculture)。分批培養(yǎng)就是在一定體積的液體培養(yǎng)基中接種少量細(xì)菌并保持一定的條件(如溫度、pH、溶解氧等)進(jìn)行培養(yǎng)，結(jié)果出現(xiàn)了細(xì)菌數(shù)量由少到多，并達(dá)到高峰，又由多變少的變化規(guī)律。測定生長曲線時(shí)，將少量經(jīng)純培養(yǎng)的細(xì)菌接種到經(jīng)滅菌的液體培養(yǎng)基中，在適宜條件下培養(yǎng)，定時(shí)取樣測定細(xì)菌數(shù)量。以細(xì)菌數(shù)的對數(shù)為縱坐標(biāo)，生長時(shí)間為橫坐標(biāo)，可得圖所示的曲線。第21頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月22一、單細(xì)胞微生物的典型生長曲線

純種單細(xì)胞微生物接種到恒容積的液體培養(yǎng)基中，定時(shí)測定菌體數(shù)量，以活菌數(shù)對數(shù)為縱坐標(biāo)，以時(shí)間為橫坐標(biāo)繪圖所得到的曲線，稱為生長曲線。

整個(gè)典型生長曲線可分為四個(gè)時(shí)期：延緩期、對數(shù)期、穩(wěn)定期和衰亡期。

第22頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月第23頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月241、遲緩期

表現(xiàn)：不立即繁殖，菌數(shù)幾乎不變，細(xì)胞形態(tài)變大。

特點(diǎn)：生長速率常數(shù)為0，分裂遲緩，合成代謝活躍，體積增長快，細(xì)胞內(nèi)RNA含量增高，對外界不良環(huán)境敏感，合成各種新的酶系和中間代謝產(chǎn)物。影響延滯期長短的因素：菌種接種齡接種量培養(yǎng)基成分第24頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月25(1)通過遺傳學(xué)方法改變種的遺傳特性使遲緩期縮短；(2)利用對數(shù)生長期的細(xì)胞作為種子；(3)盡量使接種前后所使用的培養(yǎng)基組成不要相差太大；(4)適當(dāng)擴(kuò)大接種量在生產(chǎn)實(shí)踐中縮短遲緩期的常用手段：第25頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月微生物的生長曲線對數(shù)期(logphase)

遲緩期末，細(xì)胞開始出現(xiàn)分裂，培養(yǎng)液中的菌數(shù)增加，進(jìn)入對數(shù)期。在此時(shí)期，以細(xì)菌數(shù)的對數(shù)與培養(yǎng)時(shí)間做圖則成一直線。對數(shù)期細(xì)菌按幾何級(jí)數(shù)增加，1→2→4→8→…，即20→21→22→23→…2n。每分裂一次為一個(gè)世代，每經(jīng)過一個(gè)世代，群體數(shù)目增加一倍?？梢?，細(xì)菌的群體生長是按指數(shù)速率進(jìn)行的，因而亦稱做指數(shù)增長。細(xì)菌群體的這種指數(shù)增長可用以下方程式表示第26頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月微生物的生長曲線細(xì)菌群體的這種指數(shù)增長可用以下方程式表示：Ｘ2=Ｘ1·2ｎ式中：Ｘ1、Ｘ2——分別為時(shí)間ｔ1和ｔ2時(shí)刻的細(xì)胞數(shù)；ｎ——世代數(shù)。世代時(shí)間是由遺傳性決定的，不同菌種對數(shù)期的世代時(shí)間不同，同一菌種的世代時(shí)間受培養(yǎng)基組成及物理環(huán)境的影響也不同。對數(shù)期細(xì)菌的生長速度達(dá)到高潮，世代時(shí)間最短，細(xì)胞的代謝活性比較穩(wěn)定，酶的活力也高。這個(gè)時(shí)期的細(xì)胞是作為研究工作的理想材料。第27頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月282、指數(shù)期：在生長曲線中，細(xì)胞數(shù)以幾何級(jí)數(shù)增長的時(shí)期。

表現(xiàn)：代謝活性最強(qiáng)，幾何級(jí)數(shù)增加，代時(shí)最短，生長速率最大。

特點(diǎn)：細(xì)菌數(shù)目增加與原生質(zhì)總量增加，與菌液濁度增加呈正相關(guān)性。

代時(shí)：單個(gè)細(xì)胞完成一次分裂所需時(shí)間，亦即增加一代所需時(shí)間。

倍增時(shí)間：原生質(zhì)增加一倍所需的時(shí)間

第28頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月29影響微生物增代時(shí)間（代時(shí)）的因素：1）菌種，不同的微生物及微生物的不同菌株代時(shí)不同；2）營養(yǎng)成分，在營養(yǎng)豐富的培養(yǎng)基中生長代時(shí)短；3）營養(yǎng)物濃度，在一定范圍內(nèi)，生長速率與營養(yǎng)物濃度呈正比；凡是處于較低濃度范圍內(nèi)，可影響生長速率的營養(yǎng)物成分，就稱為生長限制因子。4）溫度，在一定范圍，生長速率與培養(yǎng)溫度呈正相關(guān)。

第29頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月30大腸桿菌在不同溫度下的代時(shí)溫度（℃）代時(shí)（min）溫度（℃）代時(shí)（min）101520253086012090402935404547.52217.52077第30頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月313、穩(wěn)定期

表現(xiàn)：新增殖細(xì)胞數(shù)與老細(xì)胞的死亡數(shù)幾乎相等，活菌數(shù)動(dòng)態(tài)平衡。特點(diǎn)：生長速率又趨于0，細(xì)胞總數(shù)最高。合成各類次生代謝物。原因：養(yǎng)分減少；營養(yǎng)物比例失調(diào)，有毒代謝物產(chǎn)生，培養(yǎng)環(huán)境條件中pH和氧化還原電位等對細(xì)菌生長不利。第31頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月32應(yīng)用意義：1）發(fā)酵生產(chǎn)形成的重要時(shí)期（維生素、氨基酸等），生產(chǎn)上應(yīng)盡量延長此期，提高產(chǎn)量，措施如下：補(bǔ)充營養(yǎng)物質(zhì)（補(bǔ)料）調(diào)pH調(diào)整溫度2）穩(wěn)定期細(xì)胞數(shù)目及產(chǎn)物積累達(dá)到最高。第32頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月334、衰亡期

表現(xiàn)：出現(xiàn)“負(fù)生長”，有些細(xì)胞開始自溶。

衰亡期特點(diǎn)：細(xì)菌代謝活性降低，細(xì)菌衰老并出現(xiàn)自溶，產(chǎn)生或釋放出一些產(chǎn)物，如氨基酸、轉(zhuǎn)化酶、外肽酶或抗生素等。細(xì)胞呈現(xiàn)多種形態(tài)，有時(shí)產(chǎn)生畸形，細(xì)胞大小懸殊，有些革蘭氏染色反應(yīng)陽性菌變成陰性反應(yīng)等。第33頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月34二、微生物的連續(xù)培養(yǎng)

連續(xù)培養(yǎng)（continuousculture）：指在微生物的整個(gè)培養(yǎng)期間，通過一定的方式使微生物能以恒定的比生長速率生長并能持續(xù)生長下去的一種培養(yǎng)方法。又稱開放培養(yǎng)，是相對單批培養(yǎng)、封閉培養(yǎng)而言的。

單批培養(yǎng)（batchculture）或封閉培養(yǎng)（closedculture）：指將微生物置于一定容積的培養(yǎng)基中，經(jīng)過培養(yǎng)生長，最后一次收獲。典型生長曲線。第34頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月35

單批培養(yǎng)（封閉培養(yǎng)）：培養(yǎng)基一次加入，不予補(bǔ)充，不再更換。

連續(xù)培養(yǎng)：在培養(yǎng)過程中不斷的補(bǔ)充營養(yǎng)物質(zhì)和以同樣的速率移出培養(yǎng)物才能實(shí)現(xiàn)微生物連續(xù)培養(yǎng)。

第35頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月36連續(xù)培養(yǎng)器按控制方式分按培養(yǎng)器的級(jí)數(shù)分按細(xì)胞狀態(tài)分按用途分內(nèi)控制（控制菌體密度）：恒濁器外控制（控制培養(yǎng)液流速、以控制生長速率）：恒化器單級(jí)連續(xù)培養(yǎng)器多級(jí)連續(xù)培養(yǎng)器一般連續(xù)培養(yǎng)器固定化細(xì)胞連續(xù)培養(yǎng)器實(shí)驗(yàn)室科研用：連續(xù)培養(yǎng)器發(fā)酵生產(chǎn)用：連續(xù)發(fā)酵罐連續(xù)培養(yǎng)器的類型第36頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月37概念：是一種根據(jù)培養(yǎng)器內(nèi)微生物的生長密度，并借光電控制系統(tǒng)來控制培養(yǎng)液流速，以取得菌體密度高、生長速度恒定的微生物細(xì)胞的連續(xù)培養(yǎng)器。原理：通過調(diào)節(jié)新鮮培養(yǎng)基流入的速度和培養(yǎng)物流出的速度來維持菌濃度不變,即濁度不變。主要采用恒濁器，當(dāng)濁度高時(shí)，使新鮮培養(yǎng)基的流速加快，濁度降低，則減慢培養(yǎng)基的流速。特點(diǎn)：基質(zhì)過量，微生物始終以最高速率進(jìn)行生長，并可在允許范圍內(nèi)控制不同的菌體密度；但工藝復(fù)雜，煩瑣。1、連續(xù)培養(yǎng)技術(shù)——恒濁培養(yǎng)使用范圍：用于生產(chǎn)大量菌體、生產(chǎn)與菌體生長相平行的某些代謝產(chǎn)物，如乳酸、乙醇等。第37頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月38恒濁連續(xù)培養(yǎng)測定所培養(yǎng)微生物的光密度值自動(dòng)調(diào)節(jié)新鮮培養(yǎng)基流入和培養(yǎng)物流出培養(yǎng)室的流速使培養(yǎng)物維持在某一恒定濁度當(dāng)培養(yǎng)室中的濁度超過預(yù)期數(shù)值時(shí)，流速加快，使?jié)岫冉档?；?dāng)培養(yǎng)室中的濁度低于預(yù)期數(shù)值時(shí)，流速減慢，使?jié)岫壬撸缓銤崤囵B(yǎng)器的工作精度是由光電控制系統(tǒng)的靈敏度來決定的如果所用培養(yǎng)基中有過量的必需營養(yǎng)物，就可以使菌體維持最高的生長速率。第38頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月39一般用于菌體以及與菌體生長平行的代謝產(chǎn)物生產(chǎn)的發(fā)酵工業(yè)使用范圍：用于生產(chǎn)大量菌體、生產(chǎn)與菌體生長相平行的某些代謝產(chǎn)物，如乳酸、乙醇等。第39頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月402、連續(xù)培養(yǎng)技術(shù)——恒化連續(xù)培養(yǎng)概念：以恒定流速使?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)濃度恒定而保持細(xì)菌生長速率恒定的方法。原理：通過控制某一種營養(yǎng)物濃度（如碳、氮源、生長因子等），使其始終成為生長限制因子，而達(dá)到控制培養(yǎng)液流速保持不變，并使微生物始終在低于其最高生長速率條件下進(jìn)行生長繁殖。特點(diǎn)：維持營養(yǎng)成分的亞適量，控制微生物生長速率。菌體生長速率恒定，菌體均一、密度穩(wěn)定，產(chǎn)量低于最高菌體產(chǎn)量。應(yīng)用范圍：實(shí)驗(yàn)室科學(xué)研究第40頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月41恒化連續(xù)培養(yǎng)：使培養(yǎng)液流速保持不變，并使微生物始終在低于其最高生長速率下進(jìn)行生長繁殖。第41頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月42裝置控制對象培養(yǎng)基培養(yǎng)基流速生長速率產(chǎn)物應(yīng)用范圍恒濁器菌體密度（內(nèi)控制）無限制生長因子不恒定最高大量菌體或與菌體形成相平行的產(chǎn)物生產(chǎn)為主恒化器培養(yǎng)基流速（外控制）有限制生長因子恒定低于最高不同生長速率的菌體實(shí)驗(yàn)室為主恒濁器與恒化器的比較第42頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月43連續(xù)發(fā)酵與單批發(fā)酵相比的優(yōu)點(diǎn)：①可人為控制微生物的生長速率；②生長參數(shù)看進(jìn)行外部測定，易于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)流程的自動(dòng)化；③縮短培養(yǎng)時(shí)間

第43頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月44三、微生物的同步生長細(xì)菌的同步生長

同步培養(yǎng)：使群體中的細(xì)胞處于比較一致的，生長發(fā)育均處于同一階段上，即大多數(shù)細(xì)胞能同時(shí)進(jìn)行生長或分裂的培養(yǎng)方法。

同步生長：以同步培養(yǎng)方法使細(xì)胞群體中各個(gè)體處于分裂步調(diào)一致的生長狀態(tài)。第44頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月45通過同步培養(yǎng)方法獲得的細(xì)胞被稱為同步細(xì)胞或同步培養(yǎng)物。由于細(xì)胞的個(gè)體差異，同步生長往往只能維持2-3個(gè)世代，隨后又逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)殡S機(jī)生長。

第45頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月（一）篩選法1.過濾法2.區(qū)帶密度梯度離心法3.膜洗脫法第46頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）誘導(dǎo)法1.溫度調(diào)整法2.營養(yǎng)條件調(diào)整法3.用穩(wěn)定期的培養(yǎng)物接種法第47頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月活性污泥增長曲線在廢水生物處理中，為了描述活性污泥中微生物的生長，常采用間歇培養(yǎng)法獲得圖所示的曲線?；钚晕勰嘀械奈⑸锓N類繁多，不僅包括細(xì)菌，而且還含有原生動(dòng)物和后生動(dòng)物等微生物，因此，不是純培養(yǎng)的生長曲線，但曲線形式與純培養(yǎng)的類似?；钚晕勰嘣鲩L曲線可以分為三個(gè)時(shí)期：對數(shù)生長期、減速生長期和內(nèi)源呼吸期。四、微生物的生長曲線第48頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月對數(shù)生長期

此期，微生物處在營養(yǎng)物質(zhì)過剩的環(huán)境中，微生物以最大的速率氧化分解廢水中的有機(jī)物，并合成新的細(xì)胞物質(zhì)，因此，微生物迅速增長。這一時(shí)期相當(dāng)于純培養(yǎng)生長曲線中的對數(shù)期。在此期間，活性污泥微生物具有很高的能量水平，因而不能形成良好的活性污泥絮凝體。

微生物的生長曲線第49頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月在對數(shù)生長期，活性污泥微生物的增長速率一般可用下式表示：式中：X——ｔ時(shí)刻揮發(fā)性活性污泥濃度(MLVSS)，(也可由活性污泥濃度MLVSS代替)；K1——揮發(fā)性活性污泥的增長速度常數(shù)。微生物的生長曲線第50頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月減速生長期此期營養(yǎng)物質(zhì)不再過剩，而且成為微生物進(jìn)一步生長的限制因素?？茖W(xué)實(shí)驗(yàn)表明，此時(shí)有機(jī)底物的去除率與存在的有機(jī)底物濃度成正比。式中：S——某一時(shí)間ｔ時(shí)的有機(jī)底物濃度；K2——有機(jī)底物降解常數(shù)。微生物的生長曲線第51頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月內(nèi)源呼吸期此時(shí)營養(yǎng)物質(zhì)近乎耗盡，所以活性污泥微生物靠內(nèi)源呼吸維持生命活動(dòng)，并使活性污泥量減少。由于能量水平低，絮凝體形成速率增加，吸附有機(jī)物的能力顯著，但污泥活性降低。值得提出的是活性污泥內(nèi)源呼吸過程不只出現(xiàn)在內(nèi)源呼吸期，在前兩期中都不同程度地存在，只是在內(nèi)源呼吸期表現(xiàn)得更為明顯。微生物的生長曲線第52頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月內(nèi)源呼吸期活性污泥的增長量可表示為：式中：Ｋ3—揮發(fā)性活性污泥內(nèi)源呼吸速度常數(shù)。在實(shí)際中常將活性污泥控制在減速生長末期和內(nèi)源呼吸初期。而高負(fù)荷活性污泥處理法是利用微生物生長的對數(shù)期；延時(shí)曝氣法是利用微生物生長的衰亡期，因有機(jī)物濃度低，故延長曝氣時(shí)間，以增大進(jìn)水流量達(dá)到提高有機(jī)負(fù)荷的目的。微生物的生長曲線第53頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月54第四節(jié)有害微生物的控制*

一、基本概念：

控制（有害）微生物的生長速率或消滅不需要的微生物，在實(shí)際應(yīng)用中具有重要的意義。第54頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月551、滅菌(Sterilization)：用理化因素殺死包括芽孢在內(nèi)的所有微生物。

2．消毒(Disinfection)：殺死或滅活病原微生物（營養(yǎng)體細(xì)胞）。

3．防腐(Antisepsis)：防止或抑制霉腐微生物在食品等物質(zhì)上的生長。方法：低溫缺氧干燥高滲高酸度高醇度加防腐劑

4．化療(Chemotherapy)：利用高度選擇毒力的化學(xué)物質(zhì)殺死或抑制宿主體內(nèi)的病原微生物生長繁殖，借以治療該宿主傳染病的措施。第55頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月56二、物理殺菌因素溫度輻射作用過濾滲透壓干燥超聲波等高溫使蛋白質(zhì)、核酸等重要生物大分子發(fā)生變性、破壞，以及破壞細(xì)胞膜上的類脂成分，導(dǎo)致微生物死亡。第56頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月57第三節(jié)微生物生長繁殖的控制二、控制微生物的物理因素（一）溫度1、干熱滅菌烘箱內(nèi)熱空氣滅菌火焰灼燒干熱滅菌160℃，2小時(shí)第57頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月582、濕熱滅菌濕熱比干熱滅菌更好：更易于傳遞熱量；更易破壞保持蛋白質(zhì)穩(wěn)定性的氫鍵等結(jié)構(gòu)；濕熱對一般營養(yǎng)體和孢子的殺滅條件：多數(shù)細(xì)菌和真菌的營養(yǎng)細(xì)胞：在60℃左右處理5-10分鐘；酵母菌和真菌的孢子：用80℃以上溫度處理；細(xì)菌的芽孢：121℃處理15分鐘以上；第58頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月59高壓蒸汽滅菌法（常規(guī)高壓滅菌）利用水的沸點(diǎn)隨水蒸氣壓力的增加而上升，以達(dá)到100℃以上高溫滅菌的方法。方法：121℃（1kg/cm2或15磅/英寸2）維持15-20min。112℃（0.5kg/cm2或8磅/英寸2）20-30min。115℃（0.75kg/cm2或11磅/英寸2）20-30min。應(yīng)根據(jù)滅菌物品的性質(zhì)或成分選擇滅菌溫度例如：生理鹽水、營養(yǎng)瓊脂等培養(yǎng)基用121℃。含葡萄糖、乳糖、氨基酸等培養(yǎng)基用112℃。適用：耐高溫物品，玻璃儀器、含水或不含水的物品。第59頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月60高壓蒸汽滅菌鍋?zhàn)⒁馐马?xiàng)：排凈冷空氣；滅菌終了，緩慢降壓。第60頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月61影響加壓蒸汽滅菌效果的因素菌量滅菌鍋內(nèi)空氣排除程度pH滅菌對象的體積加熱與散熱速度第61頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月62高溫對培養(yǎng)基的影響及其防止措施消除有害影響的措施采用特殊的加熱滅菌法過濾除菌法其它方法：加入螯合劑第62頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月63采用濾孔比細(xì)菌還小的篩子或?yàn)V膜作成各種過濾器，當(dāng)空氣或液體流經(jīng)篩子或?yàn)V膜時(shí)，微生物不能通過濾孔而被阻留在一側(cè)，從而達(dá)到滅菌的目的。但不能除去病毒。實(shí)驗(yàn)室中常用的濾器：濾膜過濾器、蔡氏過濾器、玻璃過濾器、磁土過濾器等。過濾介質(zhì)：醋酸纖維素膜、硝酸纖維素膜、聚丙烯膜；以及石棉板、燒結(jié)陶瓷、燒結(jié)玻璃等。濾器孔徑：常用0.22μm、0.45μm

。應(yīng)用：對于含酶、血清、維生素和氨基酸等熱敏物質(zhì)除菌。（二）過濾除菌法第63頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月64（二）過濾作用空氣和不耐熱