微生物生长曲线及其在污染控制工程中的应用
微生物在生态工程中的应用
微生物在生态工程中的应用微生物是一种非常微小的生物体，它们存在于各个环境中并发挥着重要的作用。
在生态工程领域，微生物被广泛应用于环境治理、资源回收以及生态恢复等方面。
微生物的应用不仅可以提高生态系统的稳定性和适应性，还能够促进环境保护和可持续发展。
本文将探讨微生物在生态工程中的应用，并分析其优势和潜在挑战。
一、微生物在土壤修复中的应用土壤是生态系统中至关重要的组成部分，但受到了人类活动和环境污染的破坏。
微生物可以在土壤修复中发挥关键作用。
例如，在油污染的土壤中，石油分解菌可以分解石油中的有害物质，降低对土壤和水体的污染程度。
同时，一些固氮细菌和植物生长促进菌可以增加土壤中氮、磷、钾等营养元素的含量，提高土壤的肥力。
通过引入这些有益微生物，可以加速土壤的自然恢复过程，提高土壤质量和植被覆盖率。
二、微生物在水体处理中的应用水资源是人类生活中不可或缺的重要资源，但水体污染成为全球面临的严重问题之一。
微生物可以通过生物降解作用将有机物质转化为无害的物质，从而达到净化水体的目的。
例如，通过引入硝化细菌和反硝化细菌，可以将水体中的氨氮转化为无害的氮气，从而减少水体富营养化的问题。
此外，微生物还可用于处理废水和污泥，将有害物质降解转化为对环境无害的物质，实现水资源的可持续利用。
三、微生物在生物能源开发中的应用生物能源是替代化石能源的可持续发展方向之一。
微生物在生物能源开发中扮演着重要角色。
例如，利用微生物发酵技术，可以将农业废弃物和生活垃圾转化为生物燃气和生物乙醇等可再生能源。
此外，通过利用微生物的光合作用功能，可以将太阳能转化为生物质能，进而提供可再生的电能。
微生物在生物能源开发中的应用不仅可以减少对化石能源的依赖，还可以减少温室气体的排放，对于环境保护具有重要意义。
然而，微生物在生态工程中的应用也面临一些挑战。
首先，不同微生物对环境的适应性和活性可能存在差异，因此选用合适的微生物对特定问题进行处理是一项具有挑战性的任务。
陈全超--微生物生长曲线在污水生物处理中的应用及生物相指示 (2)
微生物生长曲线在污水生物处理中的应用及生物相指示一、微生物的生长曲线1、根据生长速率的不同，一般可把微生物的生长曲线分为适应期、对数期、稳定期、衰亡期四个阶段。
处理。
（5）对间歇排放的废水可采用含衰亡期微生物的间歇曝气法进行生物处理。
2、常规活性污泥法不利用对数期的微生物而利用稳定期的微生物的原因虽然微生物在对数期生长繁殖快，代谢活力强，能去除废水中有机物多，但要求进水维持较高的有机物浓度，而常规活性污泥法属于连续培养方式。
在进水有机物浓度高的情况下出水中有机物含量也会相应提高，不易达到排放标准。
另外，对数期的微生物尚未形成荚膜，运动活跃但不形成菌胶团，沉降性能差，导致出水水质差。
而稳定期的微生物，代谢活力虽然不如对数期，但仍有相当的代谢活力，去除有机物的效果任然很好，而其最大的特点是产生了荚膜物质，强化了微生物的生物吸附能力，且絮凝和沉降能力强，在二沉池中泥水分离效果好，出水水质好。
3、延时曝气处理低浓度有机废水，不利用稳定期而利用衰亡期的微生物原因低浓度有机物满足不了稳定期微生物的营养需求，处理效果不好，若采用延时曝气法，通常延时曝气时间在8h以上，甚至24h，延长水力停留时间以汇集大水量，提高有机负荷，满足微生物的营养需求，从而取得较好的处理效果。
二、活性污泥中微生物的指示作用1、活性污泥外观的指示作用絮状体的颜色、数量、颗粒大小及结构的松紧程度，可指示活性污泥的性能。
如活性污泥颜色浅，无色透明，结构紧密，则说明活性污泥处于新生发展阶段，此时，其吸附和氧化能力强，沉降性能良好。
2、原生动物和微型后生动物的指示作用在污水处理生态系统中，存在一条特定的食物链，即细菌→植物性鞭毛虫→肉足虫→动物性鞭毛虫→游泳型纤毛虫、吸管虫→固着型纤毛虫→轮虫。
这条食物链延伸的长度，代表着活性污泥的成熟程度，也指示这系统的功能强度。
（1）根据生物演替判断活性污泥的成熟程度①活性污泥处于培养初期时：植物性鞭毛虫、变形虫为优势种；②活性污泥处于培养中期时：动物性鞭毛虫游泳型纤毛虫为优势种；③活性污泥处于培养成熟期时：固着型纤毛虫（钟虫）、楯纤虫、轮虫为优势种。
实验报告微生物的生长曲线实验
实验报告微生物的生长曲线实验实验报告
实验目的：
本实验旨在通过监测微生物的生长曲线，研究微生物的生长规律，并探讨其对环境因素的响应。
实验材料及方法：
1. 材料：
- 微生物培养基
- 无菌培养瓶或试管
- 微量移液器或移液管
- 无菌平板
- 培养箱或恒温摇床
- 显微镜
2. 方法：
（这里使用编号列表来列出具体的实验步骤）
实验步骤：
1. 实验前准备：
（这里写明实验前的准备工作，如准备培养基、灭菌操作等）
2. 微生物获取：
（这里描述如何获取微生物样品，如从环境中采样、有选择地分离微生物菌落等）
3. 微生物培养：
（这里阐述微生物的培养过程，包括制备培养基、接种微生物样品等步骤）
4. 生长曲线检测：
（这一部分是实验的重点，需要详细记录实验过程和结果。
可以使用表格、图表等方式展示数据）
5. 结果分析：
（根据实验结果，对微生物生长曲线进行分析和解读，可结合图表进行说明）
6. 讨论与结论：
（根据实验结果的分析，进行讨论并得出结论，可以对实验中可能存在的问题进行分析，提出进一步改进的建议）
实验结论：
通过本实验对微生物的生长曲线进行监测，我们得出了如下结论：
（这里简洁地总结实验结果得出的结论，为了增加字数可以进一步展开阐述，如讨论生长曲线的不同阶段、影响微生物生长的环境因素等等）
实验报告结束。
注意：本实验报告以“实验报告”的格式为基础，根据实验内容进行适当的调整。
其中，具体的实验步骤和结果可以根据实际情况进行修改和补充，以确保文章的准确性和完整性。
污染控制微生物学
微生物的生长曲线
迟缓期持续时间的长短随菌种特性、接种量、 菌龄与移种至新鲜培养基前后所处的环境条件是否 相同等因素有关，短的只几分钟，长的可达几小时。 如果用对数期的细菌接种到相同的培养基上，并在 同一温度下培养，细菌则仍以原来的生长速度继续 对数生长，而不会出现迟缓期，因而可以缩短培养 时间。
微生物的生长曲线
内源呼吸期活性污泥的增长量可表示为： dX K3 X dt 式中：Ｋ3— 挥发性活性污泥内源呼吸速度常数。 在实际中常将活性污泥控制在减速生长末期和 内源呼吸初期。 而高负荷活性污泥处理法是利用微生物生长的 对数期；延时曝气法是利用微生物生长的衰亡期， 因有机物浓度低，故延长曝气时间，以增大进水流 量达到提高有机负荷的目的。
微生物纯培养的生长
微生物学中将在实验室条件下，从一个细胞或 一种细胞群繁殖得到的后代称为纯培养。相对应的 称为不纯培养物。
纯培养的分离方法
稀释倒平皿法
将待分离的材料作一系列稀释(如1:10、1:100、 1:1 000、1:10 000…)，取不同稀释液各少许与已熔 化并冷却至45 ℃的琼脂培养基相混合，倾入灭过菌 的培养皿中，待琼脂培养基凝固后，保温培养一定
在这种装臵 中，微生物的生 长速度可以通过 调节限制性底物 浓度或培养基的 流速加以控制。 通常只需要限制 某一种底物(如氮 源或能源)的浓度， 就可以调节生长 速度。
微生物的生长曲线
活性污泥增长曲线
在废水生物处理中，为了描述活性污泥中微生 物的生长，常采用间歇培养法获得图所示的曲线。 活性污泥中的微生物种类繁多，不仅包括细菌，而 且还含有原生动物和后生动物等微生物，因此，不 是纯培养的生长曲线，但曲线形式与纯培养的类似。 活性污泥增长曲线可以分为三个时期：对数生长期、 减速生长期和内源呼吸期。
湖大环境工程微生物考研真题论述题整理(2002-2014)
1、什么叫细菌的生长曲线？细菌的生长曲线可分为几个阶段？在用常规活性污泥法处理废水时，一般应选择哪个阶段最为合适？为什么？（9 分）答：是将少量的纯种单细胞微生物接种到一定容积的液体培养基后，在适宜的条件下培养，定时取样测定细胞数量。
以细胞增长数目的对数做纵坐标，以培养时间做横坐标，绘制一条如图所示的曲线，即为细菌的生长曲线。
细菌的生长曲线可分为停滞期（适应期或迟滞期）、加速期、对数期、减速期、静止期、衰亡期。
其中由于加速期和减速期历时很短，所以把加速期并入停滞期，把减速期并入衰亡期。
在用常规活性污泥法处理废水时，一般应选择生长速率下降阶段的微生物，即减速期、静止期的微生物。
因为处于对数期的微生物生长繁殖快，代谢活力强，对有机物去除能力很高，因而对进水有机物浓度要求要高，导致出水中有机物浓度高，不易达到排放标准，而且处于对数期的微生物不易自行凝聚成菌胶团，沉降性能差，致使出水水质差。
而处于静止期的微生物任然具有较强的代谢能力，去除有机物的效果好，而且处于静止期的微生物积累大量贮存物，强化了微生物的生物吸附能力，其自我絮凝、聚合能力强，在二沉池中泥水分离效果好，出水水质好。
2、细菌的呼吸作用的本质是什么？它可分为几种类型？各类型有何特点？答：细菌呼吸作用的本质是氧化和还原的统一过程。
细菌的呼吸作用可分为发酵、好氧呼吸和厌氧呼吸三类。
发酵的特点：有机物仅发生部分氧化，以它的中间代谢产物（即分子内的低分子有机物）为最终电子受体，释放少量能量，其余能量保留在最终产物中。
好氧呼吸的特点：底物按常规方式脱氢，经完整的呼吸链（电子传递体系）传递氢，同时底物氧化释放出的电子也经过呼吸链传递给O2、O2 得到电子被还原，与脱下的H 结合成H2O，并释放能量（ATP）。
无氧呼吸的特点：底物按常规脱氢后，经部分电子传递体系递氢，最终由氧化态的无机物（个别为有机物）受氢。
3、检验饮用水时，为什么一般不直接测定致病菌，而检测指示菌？用发酵法监测饮用水中的大肠杆菌群数时，常分几步进行检测？每步的原理是什么？1.答：由于致病菌数量少，检测不方便，故选用和它相近的非致病菌作间接指示。
微生物生长曲线及其在污染控制工程中的应用
酶的化学本质是蛋白质，故具有两性解离特性，pH值的改变 导致酶活性部位有关基团的解离状态改变，从而影响酶与底 物结合。不同的酶最适pH值不同，如蔗糖酶只有在等电点时 才具有催化能力，在偏酸或偏碱性溶液中都会失活。
•
•
5.酶促反应过程的其它影响因素
（1）激活剂：
许多酶促反应必须在其它适当物质存在时才能表现酶的催化活 性或加强其催化效力。这种作用称为酶的激活作用。引发激活 作用的物质称为激活剂。激活剂与辅酶或辅基作用不同，前者 不存在时，酶仍能表现一定催化活性，而后者不存在时，酶完 全不具备催化能力。
（2）抑制剂：
酶在不变性的情况下，由于必需基团或活性中心化学性质的改 变而引起的酶活性的降低或丧失，称为抑制作用（inhibition） 。引起抑制作用的物质称为抑制剂（inhibitor），抑制剂可能 是外来物，也可能是反应产物（产物抑制）或底物（底物抑制 ）。
•
五、Monod模型
探讨底物浓度和微生物生长速度的定量关系
•
，反应速度增加；
一般化学反应，温度提高10℃，反应速度提 高约1倍（Arrhenius公式），称为温度系数 （Vt+10℃/Vt）。酶反应速度温度系数约 1.4－2.0，略低于一般无机催化反应和非催 化反应。
•
（2）温度对反应速度的作用
b)温度提高，蛋白质变性，酶失活，反 应速度下降。
•
3.温度对催化反应速度的影响
•
（1）酶的最适温度
在较低的温度范围内，酶反应速度随温 度升高而增大，但超过一定温度后，反 应速度反而下降，此转折点温度称为“最 适温度”。
最适温度不仅与酶本身特性有关，也同时受 到酶纯度、反应条件、底物等多种因素影响 ，因此不是酶的特征物理常数。对于特定反 应，要根据实验结果确定酶催化反应的最适 温度作为反应的温度条件。
微生物生长曲线
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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微生物生长曲线在生产实践中的应用
根据微生物的生长曲线可以明确微生物的 生长规律，对生产实践具有重大的指导意义。 故根据对数期的生长规律可以得到培养菌种 时缩短工期的方法:接种对数期的菌种,采用 最适菌龄，加大接种量，用与培养菌种相同 组成的培养基。有如，根据稳定期的生长规 律，可知稳定期是产物的最佳收获期，也是 最佳测定期，通过对稳定期到来原因的研究 还促进了连续培养原理的提出和工艺技术的 创建。
培养基:牛肉膏蛋白胨葡萄糖培养基
实验仪器:取液器(5000ul, 1000ul 各一支); 培养箱, 摇床，722s分光光度计；
实验用具:无菌1000ul吸头80个;无菌 5000ul吸头2个;比色皿9个+共用参比杯 一个.
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实验步骤
准备菌种：将细菌接种到牛肉膏蛋白胨葡萄糖三角瓶培养基中， 37℃振荡培养18h，另外准备单菌落平板各1块 分为三个小组：
成因 主要是外界环境对继续生长越来越不利、 细胞的分解代谢大于合成代谢、继而导致大量细菌 死亡。
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测定细菌生长曲线
实验目的
了解细菌生长曲线特征，测定细菌繁殖 的代时；
学习液体培养基的配制以及接种方法；
反复练习无菌操作技术；
了解不同细菌，不同接种方法在同一培 养基上生长速度的不同；
掌握利用细菌悬液混浊度间接测定细菌 生长的方法
成因 微生物刚刚接种到培养基之上，其代谢系 统需要适应新的环境，同时要合成酶、辅酶、其他 代谢中间代谢产物等，所以此时期的细胞数目没有 增加。
对数期：
（1）菌体以几何数增加，增长速度快；
（2）细胞代谢能力最强；
水污染控制工程课后习题下册
第九章污水水质和污水出路1.简述水质污染指标体系在水体污染控制、污水处理工程设计中的应用。
答：污水的水质污染指标一般可分为物理指标、化学指标、生物指标。
物理指标包括（1）水温（2）色度（3）臭味（4）固体含量，化学指标包括有机指标包括(1)BOD：在水温为20度的条件下,水中有机物被好养微生物分解时所需的氧量。
(2) COD：用化学氧化剂氧化水中有机污染物时所消耗的氧化剂量。
(3) TOD：由于有机物的主要元素是C、H、O、N、S等。
被氧化后，分别产生CO2、H2O、NO2和SO2，所消耗的氧量称为总需氧量。
(4) TOC：表示有机物浓度的综合指标。
水样中所有有机物的含碳量。
（5）油类污染物（6）酚类污染物（7）表面活性剂（8）有机酸碱（9）有机农药（10）苯类化合物无机物及其指标包括（1）酸碱度（2）氮、磷（3）硫酸盐及硫化物（4）氯化（5）非重金属无机有毒物质，包括氯化物、砷化物和重金属离子。
生物指标包括：（1）细菌总数（2）大肠菌群（3）病毒2分析总固体、溶解性固体、悬浮固体及挥发性固体、固体性指标之间的相互关系，画出这些指标的关系图。
3 生化需氧量、化学需氧量、总有机碳和总需氧量指标的含义是什么？分析这些指标之间的联系和区别。
(1)BOD：在水温为20度的条件下,水中有机物被好养微生物分解时所需的氧量。
(2) COD：用化学氧化剂氧化水中有机污染物时所消耗的氧化剂量。
(3) TOD：由于有机物的主要元素是C、H、O、N、S等。
被氧化后，分别产生CO2、H2O、NO2和SO2，所消耗的氧量称为总需氧量。
(4) TOC：表示有机物浓度的综合指标。
水样中所有有机物的含碳量。
它们之间的相互关系为：TOD > COD >BOD20>BOD5>OC生物化学需氧量或生化需氧量（BOD）反映出微生物氧化有机物、直接地从卫生学角度阐明被污染的程度。
化学需氧量COD的优点是比较精确地表示污水中有机物的含量，测定时间仅仅需要数小时，并且不受水质的影响。
水污染控制工程课后习题第十五章
2 什么事活性污泥？其主要特征是什么？
答：活性污泥是指由微生物群体及吸附的污水中的有机物和无机物组成的、 有一定活力、具有良好的净化污水功能的絮绒状泥粒称为活性污泥。 特征：①活性污泥从外观上看，为似矾花状的絮绒颗粒，通常称为生物絮凝 体。②菌胶团是活性污泥的主要组成部分，在活性污泥中有着十分正要的作用。 ③活性污泥以好样细菌为主，主要有假单胞菌属、微球菌属、黄杆菌属、芽孢杆 菌属、动胶杆菌属、产碱杆菌属等，且绝大多数是好氧和兼性异氧型原核细菌， 增值速率高。④活性污泥中的细菌含量一般在 107～108 个/mL 之间，原生动物 为 103 个/mL 左右。⑤活性污泥的性能和含水率有关，正常的活性污泥，凝聚、 沉淀性能好， 经 30min 沉降后一般含水率在 99%左右， 其中固体物质仅占 1%左右。
3 活性污泥正常运行的基本条件是什么？
答：①溶解氧活性污泥中的微生物都是好氧菌，因此，在混合液中保持一定 浓度的溶解氧至关重要。 当混合液中溶解氧的浓度保持在 2mg/L 时，能保证活性 污泥系统正常运行。②营养物质 通常碳、氮、磷这三种营养源作为培养为生物 的所需要营养物质的主体构成， 且其比例要满足 BOD： N： P=100:5:1。 ③温度 活 性污泥中微生物的生理状况和其所处环境的温度有着密切的联系。一般来说，每 一种微生物都有一定的适宜温度范围， 在这范围内， 微生物的生长代谢活动活跃， 生长旺盛，繁殖较快，物质代谢作用亦快。活性污泥处理污水中，曝气池的系统 内的水温，以 20～30℃为适宜范围，若水温超出 35℃或者低于 10℃，处理效果 就会明显下降； 若水温超过 45℃或者低于 5℃， 反应速率将降至最低点甚至停止。 ④pH 值 曝气池内的 pH 值对微生物来说是一个非常重要的因素。活性污泥最适 宜的 pH 值范围是 6.5～8.5，pH 值低于 6.5 时，将对真菌生长有利；当 pH 降低 至 4.5 时，真菌将完全占优势，活性污泥絮凝体遭到破坏，产生污泥膨胀现象， 原生动物完全消失处理水质恶化。同样，pH 值高于 9 时，原生动物将由较活跃 转为呆滞，菌胶团黏性物质解体，活性污泥结构亦遭到破坏。⑤有毒物质 毒物 对微生物的影响是破坏它们的细胞结构， 主要破坏细胞质的细胞质膜和机体内的 酶， 使酶失活， 细胞膜遭到破坏， 机体内的细胞质在一定程度上溢出体外， 同时，
掌握微生物生长曲线的实践意义
掌握微生物生长曲线的实践意义一、微生物生长曲线的概念微生物生长曲线是指微生物在培养基中生长过程中的生长规律所形成的曲线。
它通常可分为四个阶段：潜育期、指数增长期、稳定期和衰老期。
通过监测微生物生长曲线，可以了解微生物的生长规律和特点，为微生物的培养、鉴定和应用提供重要的参考。
二、实践意义1. 制定合理的发酵生产方案通过掌握微生物生长曲线，可以了解微生物在不同生长阶段的生长速率和代谢特点，为发酵生产的工艺优化提供科学依据。
通过合理调控培养条件和生长环境，可以有效地控制微生物的生长状态，提高产物的产率和品质。
2. 预测微生物的生长趋势在实际的微生物培养和应用过程中，了解微生物生长曲线的特点可以帮助我们及时发现微生物的生长趋势，并进行预测和分析。
这对于控制微生物污染、预防微生物疾病和预测微生物的生长稳定期都具有重要意义。
3. 优化微生物鉴定和筛选通过对微生物生长曲线的观察，可以快速鉴定和筛选出具有快速生长和代谢特点的微生物菌种，为微生物资源的有效利用和开发提供重要参考。
4. 分析微生物对环境的响应在环境微生物学和微生物生态学领域，掌握微生物生长曲线可以帮助我们分析微生物对环境变化的响应，了解微生物对外界环境的适应能力和生存机制。
这对于环境修复和资源利用有着重要的意义。
5. 指导微生物药物和生物肥料的研发在微生物制剂的研发过程中，了解微生物的生长规律和特点可以帮助我们寻找适合的菌株和优化培养条件，提高产品的质量和稳定性。
通过掌握微生物生长曲线，还可以对微生物的生长状态和代谢产物进行监测和分析，为微生物药物和生物肥料的研发提供指导。
三、结语掌握微生物生长曲线的实践意义十分重大，它不仅可以为微生物的培养、鉴定、生产和应用提供科学依据，还可以在微生物学、环境学、医学和工程领域发挥重要作用。
加强对微生物生长曲线的理论研究和实践应用，不仅有助于深化对微生物生长规律的认识，更能为相关领域的发展和进步做出重要贡献。
四、微生物生长曲线的监测方法和技术为了更准确地掌握微生物生长曲线的实践意义，科学家们开发了许多监测微生物生长曲线的方法和技术。
微生物通量以及其在环境监测中的应用
微生物通量以及其在环境监测中的应用随着环境污染问题的日益严重，环境监测成为了必要的手段之一。
其中微生物通量监测技术的发展，对于环境污染物的监测、评价、预测和治理方面都具有重要的意义。
一、微生物通量的定义及意义微生物通量（Microbial Flux）是指微生物在环境中移动的速率，这个速率可以通过微生物数量、微生物的代谢产物和微生物的生长情况等相关参数来进行衡量。
在环境中，微生物通量往往会受到许多外界环境因素的影响，包括气象条件、土壤结构、土壤状况、水体状况等等。
在环境保护领域，微生物通量的研究对于环境监测和评价有着重要的意义。
在环境污染的过程中，微生物会扮演着很重要的角色，比如，生物残留物、废水和废气排放等都含有大量的微生物。
微生物在环境中的迁移和变异会导致环境的变化，而微生物的通量监测可以帮助我们获得对于环境中微生物的详细信息，从而更好地了解环境的状况。
二、微生物通量的研究方法微生物通量的研究方法通常包括现场和实验室两种方法。
在现场研究中，研究者会采集环境中的微生物样品，并进行相应的监测和分析。
而在实验室中，研究者会模拟特定的环境条件，从而更加细致地研究微生物通量的相关参数。
目前，微生物通量的研究方法有很多种，其中最常用的方法包括传统的培养方法、分子生物学技术和生物传感器技术等。
1. 传统的培养方法传统的培养方法是微生物学分支中最常用的方法之一。
这种方法会使用不同的培养基和环境因素，以判断微生物在特定条件下的数量及生长状态。
不过，这种方法一般只能涵盖细菌和真菌等少量微生物种类，且操作过程需要专业的培养技术和环境管理。
2. 分子生物学技术随着分子生物学技术的不断提升，微生物通量的研究中越来越多地采用了分子技术。
这种技术不仅可以对微生物数量进行更好的监测和量化，还可以对微生物的基因组、表达情况、生物物质代谢途径等方面进行更加准确的分析和判断。
3. 生物传感器技术生物传感器技术是利用特定组件从微生物体系中获取特定信号的一种特殊生物监测手段。
微生物800名词解释一步生长曲线
微生物800名词解释一步生长曲线摘要：一、微生物生长曲线概述1.微生物生长曲线的定义2.生长曲线的重要性和应用二、一步生长曲线的概念和特点1.一步生长曲线的定义2.一步生长曲线的特点三、一步生长曲线的数学模型1.微分方程模型2.参数的含义和计算方法四、一步生长曲线的应用1.在微生物培养中的应用2.在生物工程和工业生产中的应用五、一步生长曲线的局限性和展望1.局限性2.发展前景正文：微生物生长曲线是描述微生物在培养过程中，群体生长和繁殖的一种数学模型。
其中，一步生长曲线是一种理想化的生长模型，它假设微生物在培养过程中，营养物质始终充足，且微生物的代谢产物不会影响到环境。
一步生长曲线的特点在于其生长速率与微生物的种群数量成正比。
这意味着，当微生物数量较少时，生长速率较慢；而当微生物数量增多时，生长速率加快。
这种生长模式与现实生活中的许多微生物生长过程相符合，因此具有较高的实用价值。
一步生长曲线的数学模型通常采用微分方程表示。
其中，种群数量N(t)是时间t的函数，生长速率μ与种群数量N(t)成正比，比例常数k为微生物的生长速率常数。
因此，微分方程模型可以表示为：dN/dt = μN(t) - kN(t)。
一步生长曲线在微生物培养和生物工程领域具有广泛的应用。
通过一步生长曲线，研究人员可以预测微生物在特定条件下的生长情况，从而为实验设计和生产过程提供理论依据。
此外，一步生长曲线还可以用于分析微生物生长过程中的环境因素，如营养物质浓度、温度和酸碱度等。
然而，一步生长曲线也存在一定的局限性。
首先，一步生长曲线假设微生物生长过程中营养物质始终充足，这与实际培养条件可能存在差异。
其次，一步生长曲线未考虑微生物代谢产物对环境的影响，这可能导致预测结果与实际情况有所偏差。
尽管存在局限性，一步生长曲线仍是一种重要的微生物生长模型。
精品-微生物生长曲线在污水处理工程中的应用
磷物质的处理方法
ห้องสมุดไป่ตู้
细菌的生长曲线
当外界条件不 变的情况下， 以培养时间为 横坐标，分别 以细菌数目的 对数和生长速 度为纵坐标连 接成的曲线。 如右图所示
细菌生长时期
1、适应期 特点 工程应用 2、对数期 特点 工程应用 3、静止期 特点 工程应用 4、衰老期 特点 工程应用
如果以细菌分裂的世代时间为单位时间，则菌体的个 数与时间成指数关系，菌体的数量的对数与时间成直 线关系。
因为营养充足，所以对数期的细菌的生长速度取决于 细菌的本性，而不受基质浓度的限制。
细菌在静止期生长特点
对数期细菌生长消耗了大量的基质，使得基质的浓度 明显降低，成为细菌生长的限制条件。
与此同时，代谢产物大量积累，对菌体产生毒害的作 用。这些因素对细菌生长不利，细菌的生长速度开始 降低，活菌体开始死亡，细菌的增长速度逐渐增大。
目前在工程实践中，污水生物处理最主要的方 法是活性污泥法，活性污泥法利用污泥中的细 菌的各个生长时期的特点在工程中加以应用。
污水生物处理的特点
当简单的沉淀和化学处理不能保证达到足够的净化程 度时，就要用生物的方法作进一步处理。
污水生物处理效果好，费用低，技术较简单，应用比 较简单。
生物处理中要特别注意掌握净化污水的微生物的基本 特点，满足其要求条件；
【行业精品资料】
微生物生长曲线在污水处理工程中的应 用
小组成员：赖春美，付维彬，杨小东，张志成
参考文献：【1】王金梅，薛叙明主编。水污染控制技术。化学工业出版社 【2】柏景方主编。污水处理技术。哈尔滨工业大学出版社
微生物的生长曲线
微生物生长曲线的应用
• 在污水处理中的应用：在废水处理中，用初期 培养的活性污泥处理废水时，宜接入对数期的 微生物：在常规活性污泥法和生物膜法的运行 系统，宜接入稳定期的微生物；高负荷活性污 泥法处理废水时，宜用对数期和稳定期微生物； 对有机含量低BOD5/COD《0.3、可生化性差的 废水，即用衰亡期微生物处理；对间歇排放的 废水可采用衰亡期微生物的间歇爆气法处理。
微生物生长曲线
目录
微生物的曲线 微生物的生长时期 微生物的生长各个阶段特征总结 总结
微生物的生长曲线
延滞期的特点
• 生长速度为零 • 细胞体积急剧增大 • 细胞内的RNA尤其是rRNA含量增高，细 胞呈嗜碱性 • 合成代谢活跃，易产生诱导酶 • 对外界不良环境条件敏感
影响延滞期长短的因素
• 接种龄 • 接种量 • 培养基成分 发酵工业上需尽量缩短该期，以降低生 产成本 在食品工业上，长速度常数R最大 • 细胞进行平衡生长 • 酶系活跃，代谢旺盛
影响指数期微生物增代时间的因素：
菌种 营养成分 营养物的浓度 发酵工业上尽量延长该期，以达到较高的菌体密度 食品工业上尽量使有害微生物不能进入此期
细菌研究中常用的三个参数
• 繁殖代数（n） 指数生长方式： 1 2 4 8… …2n
延滞期
指数期
稳定期
衰亡期
总结
微生物生长曲线的应用
• 在发酵中的应用：一般来讲控制发酵条 件时控制在微生物生长曲线稳定期结束 前，比如酸奶发酵，除控制温度条件外， 最重要的就是发酵时间。不能短，微生 物还处于繁殖期，发酵效果不好；不能 长，微生物处于衰退期，衰退将产生很 多代谢物，使产品风味发生变化，甚至 影响保质。
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底物浓度与酶促反应速度的关系（米氏 方程）。 结合影响微生物作用的环境影响因子， 分析如何提高微生物作用效果？ 微生物生长分哪几个阶段？各有什么特 点？ 什么是内源呼吸？特点是什么？ 生产曲线与出水水质的关系。
4.pH值对酶催化反应速度的影响
pH值对活力的影响主要是因为pH值改变底物和 酶分子的带电状态。
（1）pH值改变底物的带电状态
当底物为蛋白质、肽、氨基酸等两性电解质时，随pH值变化 表现为不同的解离状态（带正电荷、负电荷或不带电荷－等 电点）。但酶的活性部位通常仅能与一种电荷状态的底物结 合。 酶的化学本质是蛋白质，故具有两性解离特性，pH值的改变 导致酶活性部位有关基团的解离状态改变，从而影响酶与底 物结合。不同的酶最适pH值不同，如蔗糖酶只有在等电点时 才具有催化能力，在偏酸或偏碱性溶液中都会失活。
Hale Waihona Puke 底物降解速率和底物浓度、生物量等因素的 关系； 微生物增长速率和底物浓度、生物量等因素 的关系；
（2）研究反应机理，以数学模型的形式 抽象反应速度的本质；
2.米氏方程
V-酶反应速度
Vmax-最大酶速度
Cs-底物浓度 Km-米氏常数
M-M方程
（1）底物浓度和酶促反应速度的关 系
底物浓度（Cs）与反应速度（v）的定量关系 该式为酶反应动力学的最基本方程式， 酶反应速度V: 取决于底物浓度Cs、米氏常数Km、和 最大反应速度Vmax。Km为常数，
当反应体系中酶的总浓度不变时,Vmax也为常数，因
此酶反应速度V主要取决于底物浓度Cs。
（1）底物浓度和酶促反应速度的关 系
当底物浓度很低时：Cs<<Km，Km＋Cs≌Km， v M-M方程： v max c s ，即v-cs为正比例关
系，一级反应；
Km
当底物浓度很高时：Cs>>Km，Km+Cs≌Cs， M-M方程： v v max ，即底物浓度与酶催化反应速 度无关（酶活性部位已全部被底物占据）反应达到 最大速率。呈零级反应。
例：有机物含量丰富，则以有机物为食的细 菌数量多，然后必然以细菌为食的原生生物 出现，最后以细菌和原生生物为食的后生生 物才可能产生。
2.演替现象在废水处理中的意义
意义：定性地推测水质情况 鞭毛虫存在－有机物高，需处理； 镜检固着纤毛虫则有机物和细菌少； 轮虫出现说明水质稳定。
三、内源呼吸
1.内源呼吸的概念
（2）pH值改变酶分子的带电状态
5.酶促反应过程的其它影响因素
（1）激活剂：
许多酶促反应必须在其它适当物质存在时才能表现酶的催化活 性或加强其催化效力。这种作用称为酶的激活作用。引发激活 作用的物质称为激活剂。激活剂与辅酶或辅基作用不同，前者 不存在时，酶仍能表现一定催化活性，而后者不存在时，酶完 全不具备催化能力。
第五节 微生物生长曲线及其在污 染控制工程中的应用
一、生长曲线的概念
1.细菌群体生长特征
单细胞微生物的群体生长特征是指数生长。
2.生长曲线
二、混合微生物群体的生长
轮虫等级最高。
1.微生物的演替现象
活性污泥由多种微生物组成生物群体， 每种微生物具有各自生长规律和生长曲 线； 每条生长曲线在共栖环境中有自己的形 状和位置；
（2）温度对反应速度的作用
a)温度提高，反应速度增加；
一般化学反应，温度提高10℃，反应速度提 高约1倍（Arrhenius公式），称为温度系数 （Vt+10℃/Vt）。酶反应速度温度系数约 1.4－2.0，略低于一般无机催化反应和非催 化反应。
（2）温度对反应速度的作用
b)温度提高，蛋白质变性，酶失活，反 应速度下降。
六、生长曲线与处理工艺
根据微生物生长曲线的阶段性，设计 完全混合活性污泥法、推流式活性污 泥工艺、批式活性污泥法以及AB法等 不同的处理工艺，所产生的有机物处 理效果各异。
七、生长曲线与污泥产率
停滞期：微生物调整对环境的适应，污泥总量 变化不大，产率几乎为零 对数期：微生物快速生长，产率达到最大量 稳定期：微生物的生长速度为零（新生与死亡 数量相同），污泥产率维持在一个稳定的水平 衰老期：微生物不断死亡，总量下降，污泥产 率为负值。
在细胞内部，细胞物质的自身代谢即内
源呼吸。
2.内源呼吸的特点
（1）内源呼吸贯穿微生物整个生命期；
（2）内源呼吸在对数生长期影响极小，
可以忽略，但在非对数生长期，内源呼
吸的影响不能忽略。
四、生化反应动力学
1.反应动力学研究的主要目的
（1）探索影响因素与反应速度的关系， 指导生产工艺；
（1）酶的最适温度
在较低的温度范围内，酶反应速度随温 度升高而增大，但超过一定温度后，反 应速度反而下降，此转折点温度称为 “最适温度”。
最适温度不仅与酶本身特性有关，也同时受 到酶纯度、反应条件、底物等多种因素影响， 因此不是酶的特征物理常数。对于特定反应， 要根据实验结果确定酶催化反应的最适温度 作为反应的温度条件。
根据中间络合物理论和米氏方程，当底物浓度足够大
时（Cs>>Km时），V=k2CE0成立，即酶浓度与反应速 度具有线性关系， 该结论对于酶的分离和提纯具有重 要意义，例如A、B两种酶催化同一底物时，如果 A0.2mol/L与B0.6mol/L催化反应速度相同，则认为A的
活力是B的活力的3倍。
3.温度对催化反应速度的影响
（2）抑制剂：
酶在不变性的情况下，由于必需基团或活性中心化学性质的改 变而引起的酶活性的降低或丧失，称为抑制作用（inhibition）。 引起抑制作用的物质称为抑制剂（inhibitor），抑制剂可能是 外来物，也可能是反应产物（产物抑制）或底物（底物抑制）。
五、Monod模型
探讨底物浓度和微生物生长速度的定量关系
八、生长曲线与处理效果
1.迟缓期： 微生物数量少，几乎无处理效 果； 2.对数期： 微生物生长旺盛，系统负荷高， 但污泥沉降性能不好，残留有 机物浓度高，出水效果不好； 3.稳定期： 污泥沉降性能好、负荷低、出 水效果好； 4.老化期： 抗冲击能力差、污泥量减少。
思考题
当Cs≌Km时，反应级数介于0级与1级之间。
（2）米氏常数
Km－研究酶作用机制的一个重要特征常 数
Km是酶的特征常数，反应了酶和底物之间 的亲和力。一般以1/Km来表示亲和力。 1/Km越大则酶与底物之间亲和力越大，表 示酶催化反应更容易进行。反之，Km越大， 则反应进行越困难。
（3）酶反应速度与酶浓度的关系