环境微生物第五章微生物生长繁殖与生存因子
微生物的生长繁殖与生存因子
第五章 微生物的生长繁殖与生存因子第一节 微生物的生长繁殖的概念生长：原生质与细胞组分的增加繁殖：菌体细胞数量的增加1. 微生物纯培养的生长纯培养（pure culture ）：单个细胞或一种细胞群繁殖得到的后代1.1 获得纯培养的方法：1) 平板分离法; 2) 液体分离法; 3) 单细胞挑取分离法; 4) 选择性培养基分离法1) 平板分离法a.划线分离法：快速、方便 分段划线（适用于浓度较大的样品）连续划线（适用于浓度较小的样品）b.稀释倾注分离法：先取稀释液注入平皿，再注入45℃左右的培养基，将稀释液冲开培养基表面、中间均会出现菌落c.涂布平板法（培养基表面出现菌落）：简单易行，但易造成机械损伤二）液体分离法：适用于细胞较大的微生物。
用液体培养基对菌液做10倍系列稀释，使试管中只存在一个细胞，由此繁殖得到的后代必是纯培养三）单细胞（单孢子）分离法：在显微镜下用显微操纵器（单细胞挑取器）进行四）选择性培养基分离：微生物群落中数量占少数的微生物的分离纯化分离原则：抑制大多数其它微生物的生长；使待分离的微生物生长更快a.利用选择平板进行直接分离：(牛奶平板分离蛋白酶产生菌)b.富集培养：特定的环境条件 → 仅适应于该条件的微生物旺盛生长 → 待分离微生物在群落中的数量大大增加 → 从自然界中分离到所需的特定微生物1.2 纯培养的接种方法根据菌的生长速度的快慢来选择：斜面接种；液体接种一）斜面接种：为保存菌种和获得大量菌种1）蛇形划线法(适用于易扩散的菌种） 2）点种法（适用于真菌短时间保存菌种）二）穿刺接种法：用于接种试管深层琼脂培养基，以观察细菌运动及鉴定细菌用三）液体接种法：用接种针在液面边缘 → 产生混浊 → 搅匀、振荡1、小接种量；2、用无菌滴管或移液管；3、直接倒入2. 微生物生长繁殖的测定一）以数量变化对微生物生长情况进行测定1）显微镜直接计数法：采用细菌计数板或血球计数板，在显微镜下对微生物数量进行直接计数（计算一定容积里样品中微生物的数量）缺点：a. 不能区分死菌与活菌；b. 不适于对运动细菌的计数；c. 需要相对高的细菌浓度；d. 个体小的细菌在显微镜下难以观察2）比浊法：用光密度（OD ）在560nm 波长处测溶液混浊度（特点：快速、简便；但易受干扰）二）间接计数法：活菌法1）平板计数法：广泛用于各种样品的检测方法：1）涂布法（菌长在表面）； 2）倾注法（菌长在表面和基内）优点：常用、较准确、可对不同种微生物做活菌计数。
第一篇第五章微生物的生长繁殖与生存因子
测体积法:SV30 菌体内重要组成测定法
含N量法 DNA/RNA法
叶…绿…素法
No Image
Cncnc-micro
测生长量(间接法)
比浊法 生理指标法
计繁殖数
比例计数法 血球计数板法 液体稀释法 平板菌落计数法 滤膜培养法
各种型号的全自动血球计数仪
五、微生物的生存因子
温度 PH 氧气
No Image
一、微生物的生长与繁殖的概念
• 微生物的生长：微生物在适宜的环境条件下，进行 代谢活动，当同化作用大于异化作用时，微生物的细 胞物质有规律地、不可逆地增加，导致细胞体积扩大 的生物学过程，叫微生物的生长。
• 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，即引起生命个体数量增加的生物学过程。
霍乱弧菌、氢单胞菌,贝日阿托氏菌、发硫菌、浮游球衣菌等
耐氧厌氧菌（aerotolerant anaerobes）
如乳酸菌
Im 厌Naoge氧菌（anaerobes，在氧分压为0.005以下atm下生长良好）
第五章
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微 生 物 的 生长繁殖 生存因子
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内容提要
微生物生长繁殖的概念 研究微生物生长的方法（微生物的生长规律） 细菌生长曲线在污（废）水生物处理中的应用 微生物生长量的测定方法 微生物的生存因子 其他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
2、PH
影响细胞膜透性与稳定性 影响物质溶解度 影响细胞表面电荷分布 因此影响微生物生长、繁殖，发育。 各类微生物能够生长的PH值较宽， 但细胞内部PH值却接近中性。
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第五章微生物的生长繁殖与生存因子一、选择题1．生长速率常数最大的时期是（）。
A．停滞期B．对数期C．静止期D．衰亡期【答案】B【解析】B项，对数期的细菌得到丰富的营养，细胞代谢活力最强，合成新细胞物质的速率最快，细菌生长旺盛。
这时的细菌数不但以几何级数增加，而且每分裂一次的时间间隔最短，生长速率常数最大。
2．下列关于恒浊连续培养的描述正确的是（）。
A．是使培养液中细菌的浓度恒定的培养方式B．在恒浊器中微生物始终以最高生长速率进行生长C．是一种设法使培养液的流速保持不变的培养方式D．微生物始终在低于其最高生长速率的条件下进行生长繁殖的方式【答案】A【解析】恒浊连续培养是使细菌培养液的浓度恒定，以浊度为控制指标的培养方式。
按实验目的，首先确定细菌的浊度保持在某一恒定值上。
调节进水（含一定浓度的培养基）流速，使浊度达到恒定（用自动控制的浊度计测定）。
3．固氮菌和纤维素分解菌生活在一起时的关系是（）A．拮抗B．共生C．寄生D．互生【答案】D【解析】D项，固氮菌固定的氮为纤维素分解菌提供氮源，纤维素分解菌分解纤维素的产物有机酸被固氮菌用作碳源和能源，也为纤维素分解菌解毒。
两者可以单独生活，共存于同一环境中，相互提供营养及其他生活条件，双方互为有利，相互受益，属于互生关系。
4．细菌的生长曲线中，总菌数和活菌数几乎相等的是（）。
A．适应期B．对数期C．稳定期D．衰亡期【答案】B【解析】B项，对数期由于营养物质足以供给合成细胞物质使用，因此细菌细胞质的合成速率与活菌数的增加速率一致，细菌总数的增加率和活菌数的增加率一致，总菌数和活菌数几乎相等。
5．常用的消毒酒精的浓度为（）。
A．30％B．70％C．95％D．100％【答案】B【解析】B项，醇是脱水剂和脂溶剂，可使蛋白质脱水、变性，溶解细胞质膜的脂质，进而杀死微生物机体。
体积分数为70％的乙醇杀菌力最强。
乙醇浓度过低无杀菌力，纯乙醇因不含水很难渗入细胞，又因它可使细胞表面迅速失水，表面蛋白质沉淀变性形成一层薄膜，阻止乙醇分子进入菌体内，故不起杀菌作用。
第五章微生物的生长繁殖与生存因子
微生物生长曲线
1.停滞期 停滞期特点 • 生长速率等于零 •细胞合成新的成分 – 补充消耗的材料 – 适应新的培养基或别的培养条件
• 细胞形态变大或变长
• 对外界不良环境敏感
停滞期－“万事开头难”
特征： 不立即进行细胞分裂、增殖，数量不变甚至减少
细 菌 数 目 的 对 数 值
提问：为什么会出现停滞 期呢？
营养物质被消耗不能满足生长需要
• 代谢废物或有害物质积累到抑制生长水平
• pH、氧化还原势等物化条件越来越不适应
•新生率等于死亡率
4）衰亡期 特点： • 细胞以指数速率死亡； • 细胞变形退化。
影响衰亡期的因素
•与菌种的遗传特性有关 : 有些细菌的培养经历所 有的各个生长时期，几天以后死亡 , 有些细菌 培养几个月乃至几年以后仍然有一些活的细胞；
一、温度 温度对于微生物有那些影响？ 温度是微生物最重要的生存条件之一。 当处于最佳范围时，每上升10℃，酶促反应速度 提高1～2倍。代谢速率和生长速率也提高，繁殖 能力最强，微生物进行大量繁殖。 不同微生物对温度的要求不同。可将微生物分为 嗜冷菌、嗜中温菌、嗜热菌、嗜超热菌。
细菌 嗜冷菌 嗜中温菌 嗜热菌 嗜超热菌
最低温度 －5 ～0 5～10 30 55℃以上
最适温度 5～10 25～40 50～60 70～105
最高温度 20～30 45～50 70～80 110～113
低温、中温和高温细菌的生长温度范围
微生物 原生动物 真核藻类 真菌 蓝细菌 细菌 古菌
温度 45～50 56 60 70～73 ＞90 113
好氧生物处理系统中，为了保证微生物的正常工作， 必须为它们提供足够的溶解氧。 工程上，通常采用鼓风曝气的形式向水中强制充氧， 对于生活污水厂，BOD5200～300mg/L。如果曝气池的 活性污泥浓度在2000～3000mg/L时，溶解氧必须保证 在2mg/L以上。通常控制在3～4mg/L。
5-微生物的生长繁殖、营养及生存因子
②染色后活菌计数法
③比浊法 用分光光度法对无色的微生物悬浮液进行测 定，一般选用450~650nm波段。
（2）间接计数法（活菌计数法）
①平板菌落计数法 原理是每个活细菌在适宜的培养基和良好的 生长条件下可以通过生长形成菌落。
（三）测定细胞物质量 干重或湿重法 含氮量测定法 DNA测定法 其它生理指标测定法
4、 寄生
一种小型生物生活在另一种相对较大型生物的体内
或体表，从中取得营养和进行生长繁殖，同时使后者
蒙受损害甚至被杀死的现象。
寄生物（parasite）
寄主或宿主（host）
微生物间的寄生
噬菌体—细菌 蛭弧菌—细菌 真菌—真菌 真菌、细菌—原生动物
5、偏害（ 拮抗）
某种生物产生的代谢产物可抑制它种生物的生长发育 甚至将后者杀死。
第五章 微生物的生长繁殖、 营养及生存因子
一、 微生物的生长繁殖 二、 微生物的营养与培养基 三、 微生物的生存因子 四、 其它不利环境因子对微生物的影响 五、 微生物与微生物之间的关系
一、 微生物的生长繁殖
（一）概念 生长——生物个体由小到大的增长，即表现 为细胞组分与结构在量方面的增加。 繁殖——指生物个体数目的增加。 生长繁殖的速度是很快的，两者始终交替进 行。
二、 微生物的营养与培养基
营养物质：能够满足机体生长、繁殖和完成 各种生理活动所需的物质。 营养：生物体从外部环境中摄取其生命活动 所需的能量和物质，以满足正常生长繁殖需 要的一种最基本的生理功能。 营养物质是微生物生存的物质基础，而营养 是微生物维持和延续其生命形式的一种生理 过程。
（1）微生物的化学组成
第五章 微生物的生长繁殖与生存
指数期的重要参数
（1）繁殖代数（n） ）繁殖代数（ ）
指数生长可以用下式表示： 指数生长可以用下式表示：
x2 = x1 × 2
n
x2
lg x2 = lg x1 + nlg 2 n = ( lg x2 - lg x1 ) / lg 2
X1:起始时细胞数目 起始时细胞数目 X2:指数生长某个时刻 指数生长某个时刻 的细胞数目。 的细胞数目。 N:世代数 世代数
停滞期 指数期 静止期 衰亡期
细菌的生长曲线（ curve） 细菌的生长曲线（growth curve） 1.停滞期（Lag phase） 1.停滞期（ phase） 停滞期
现象： 现象：培养体系内细胞 数目几乎保持不变。 数目几乎保持不变。 原因： 原因：细胞需要合成分 裂所需的酶、 裂所需的酶、ATP和其 和其 他成分， 他成分，为细胞分裂作 准备 。 影响因素： 影响因素： 菌种的生理活性 培养基的组分 接种量
时间
恒浊器与恒化器的比较
装置 控制对 象 培养基 培养基 流速 生长速 率 产物 应用范 围
恒浊器
菌体密 度（内 控制） 控制）
无限制 生长因 子
不恒定
恒浊器 最高速 率
恒化器
培养基 流 速 （外控 制）
有限制 生长因 子
恒定
恒化器 低于最 高速率
大量菌 体或与 菌体相 平行的 代谢产 物 不同生 长速率 的菌体
细菌出流量
限制性营养因子
概念： 概念：凡是处于较
细胞数或菌体量
低浓度范围内， 低浓度范围内，可 影响生长速率和菌 体产量的营养物就 称限制性生长因子。 称限制性生长因子。 作用方式： 作用方式：影响微 生物的生长速率和 总生长量。 总生长量。
环境工程微生物学5~9章
环境工程微生物学5~9章第五章微生物的生长繁殖与生存因子1、微生物群的生长的研究方法微生物的培养方法有分批培养和连续培养-分批培养分批培养是讲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，溶解氧，微生物在其中生长繁殖，结果出现微生物的数量由少变多，达到高峰后又有多变少，甚至死亡的变化规律。
这就是微生物的生长曲线。
-停滞期特点：（1）代谢活跃，个体体积重量增大；（2）不立即进行分裂增殖，数量不变，甚至变少。
缩短或消除停滞期的方法：（1）采用处于高效菌群对数期的菌种；（2）增大接种量；（3）保持接种前后所处的培养介质和条件一致。
-对数期特点：（1）繁殖速度最大；（2）平均代时最短；（3）形态、染色、生物活性都很典型。
-静止期特点：（1）消耗了大量营养物质，代谢毒物增多；（2）死亡率=出生率。
-衰亡期特点：死亡率>出生率（相当于内源呼吸阶段）连续培养定义：是细胞培养对数期后，以一定速率流入新鲜培养基，并利用溢流方式等流出培养物，使容器内培养物或细菌达到动态平衡。
微生物生长维持在某一对数生长期的生长速率。
-恒浊连续培养（细菌以最高生长速率生长）恒浊连续培养是使细菌培养液的浓度恒定，以浊度为控制指标的培养方式。
-恒化连续培养（使细菌在低于最高生长速率的条件下生长繁殖）恒化连续培养是维持进水中的营养成分恒定，以恒定流速进水，以相同流速流出代谢产物。
2、细菌生长曲线在污水生物处理中应用-常规活性污泥法利用生长速率下降阶段的微生物，包括减速期、静止期。
-生物吸附法利用生长速率下降阶段的微生物。
-高负荷活性污泥法利用生长速率上升阶段（对数期）和生长速率下降阶段（减速期）的微生物。
-有机物含量低的污水，利用内源呼吸阶段（衰亡期）的微生物。
-为什么常规活性污泥法不利用对数生长期的微生物而利用静止期的？（1）对数生长期的微生物虽然生长繁殖快，代谢活力强，能大量去除污水中的有机物，但相应要求进水有机物浓度高，则出水的绝对值也相应提高，不易达到排放标准。
第五章_微生物的生长繁殖与生存因子(答案)
第五章微生物的生长繁殖与生存因子一、名词解释1、生长曲线：将一定量的单细胞的纯培养接种到一恒定容积的新鲜液体培养基中，在适宜条件下培养，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。
每隔一定时间取样，测细胞数目，以培养时间为横坐标，以细菌增长数目的对数为纵坐标，绘制所得的曲线。
2、分批培养：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，保持一定的稳定、pH和溶解氧量，微生物在其中生长繁殖，最后一次收获的培养方式。
3、连续培养：在微生物培养的过程中，不断地供给新鲜的营养物质，同时排除含菌体及代谢产物的发酵液，让培养的微生物长时间地处于对数生长期，以利于微生物的增殖速度和代谢活性处于某种稳定状态。
连续培养有恒浊连续培养和恒化连续培养。
4、代时：细菌两次细胞分裂之间的时间。
5、恒浊连续培养：使细菌培养液的浓度恒定，以浊度为控制指标的一种连续培养方式。
6、恒化连续培养：维持进水中的营养成分恒定（其中对细菌生长有限制作用的成分要保持低浓度水平），以恒定流速进水，以相同流速流出代谢产物，使微生物处于最高生长效率状态下生长的一种连续培养方式。
7、好氧微生物：在有氧存在的条件下才能生长的微生物。
8、兼性厌氧微生物：是一类既能在无氧条件下，又可以在有氧条件下生存的微生物。
特点是在有氧条件下借呼吸产能，而在无氧条件下课借发酵或无氧呼吸产能；细胞内含有超氧化物歧化酶和过氧化氢酶。
例如一些酵母菌和许多细菌等。
9、厌氧微生物：在无氧条件下才能生存的微生物。
10、消毒：用物理、化学方法杀死治病菌，或者杀死所有微生物的营养细胞和一部分芽孢。
11、灭菌：是通过超高温或其他的物理、化学方法将所有微生物的营养细胞和所有的芽孢或孢子全部杀死的过程。
12、互生关系：指两种可以单独生活的生物共存于同一环境中，相互提供营养及其他生活条件，双方互为有利，相互受益。
13、共生关系：指两种不能单独生活的微生物共同生活于同一环境中，各自执行优势的生理功能，在营养上互为有利而所形成的共生体，这两者之间的关系就叫共生关系。
微生物的生长繁殖与生存因子
每个视野的面积 由目测微尺的单 元格量出，视野 中菌液的体积按 比例折算 目镜中的视野
计数
每个视野细菌的平均数量 细菌数量= 视野中的菌液体积
=
××个/mL
4．比浊计数法
测定悬浮细胞的快速方法。 其原理是：单细胞微生物的悬液与浊度成正比，与光密
度（ OD ）成反比。可用分光光度计测定细菌悬液的光
2.稀释培养计数（MPN法）
液体计数法是根据统计学原理设计的一种方法。 先将待测菌液作 10 倍梯度稀释，然后取相应稀释度样品 分别接种到 3管或5管一组液体培养基中，培养一定时间 后，观察各管及各组中细菌是否生长、记录结果，再查 与之匹配的统计表，算出细菌的最终含量。
也称最可能数法或MPN法。
培养基 肉汤 牛奶 肉汤或牛奶
培养温度 ℃ 37 37 37
代时 min 17 12.5 16~18
E. aerogenes
B. Cereus（蜡状芽孢杆菌） B. thermophilus（嗜热芽孢杆菌） Lactobacillus acidophilus（嗜酸乳杆菌）
组合
肉汤 肉汤 牛奶
37
30 55 37
第五章 微生物的生长繁殖与生存因子
1
第一节 微生物的生长繁殖
2
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。如果同化作用大于异化作用，则 表现为微生物个体生长，到一定阶段开始分裂， 微生物个体数量增多，表现为群体生长。 微生物生长通常是指群体的增长。
3
菌名 E. coli（大肠杆菌） E. coli Enterobacter aerogenes（产气肠细菌）
密度或透光度；也可以用浊度计测菌悬液的浊度。将未 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。
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精品资料
5.1 微生物的生长繁殖
5.1.1 微生物生长繁殖的概念
生长—— 微生物细胞吸收营养物质，进行新陈代谢，当同化 作用>异化作用时，生命个体的重量和体积不断增大的过 程。
繁殖——生命个体生长到一定阶段，通过特定方式产生新的 生命个体，即引起生命个体数量增加的生物学过程。
②.对数期（log phase）
其他名称：指数期
现象：细胞数目以几何级数增加，其对数与时间呈直线关系。
特点： ➢生长速率常数最大,世代时间最短,细胞数目以几何级数增加 ➢菌体大小形态、生理特征等比较一致 ➢代谢最旺盛 ➢对不良环境因素的抵抗力强 影响因素： 菌种、营养成分、营养物浓度 培养温度、DO、抑制剂 世代时间G=( t2- t1)/[3.3(lg X2-lg X1)]
▪ 影响物质的溶解度。对生长有影响。
2.微生物按温度需求分类
微生物
最低温度 ℃ 最适温度 ℃ 最高温度 ℃
嗜冷菌 嗜中温菌 嗜热菌 嗜超热菌
－5～0 5～10
30 55℃以上
5～10 25～40 50～60 70～105
20～30 45～50 70～80 110～113
3.各类微生物生长的适宜温度
◆世代时间：世代时间短，即繁殖速度较快的菌种的停滞期一 般较短
应用
◆在发酵工业上需设法尽量缩短延迟期； 采取的缩短lag phase 的措施有： ①增加接种量； （群体优势----适应性增强） ②采用对数生长期的健壮菌种； ③调整培养基的成分，在种子培养基中加入发酵培养基的 某些成分。 ④选用繁殖快的菌种 ◆在食品工业上，尽量在此期进行消毒或灭菌
裂为两个大小、性状与亲代细胞相似的子代细胞，使 得个体数目增加。 世代时间：细菌的两次细胞分裂之间的时间。
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2、高温灭菌的原因
➢ 蛋白质核酸不可逆失活 ➢ 细胞膜上的脂类受热溶解
3、高温灭菌的指标
➢致死温度——10分钟内杀死微生物 所需的最低温度
➢致死时间——某一温度下杀死微生 物所需的最短时间
4、高温灭菌的影响因素
➢种类 ➢生理状态（菌龄） ➢有无芽孢 ➢含水量
5、高温灭菌的方法
➢干热灭菌（耐热物品）：灼烧、烘箱
➢紫外线的杀菌作用 260nm处杀菌力 最强
➢紫外线的穿透力极差
六、其它因素
➢ 化学物质对微生物的影响
➢ 重金属 ➢ 强氧化剂 ➢ 有机化合物
➢ 渗透压微生物的影响
➢ P太高，细胞失水，质壁分离死亡 ➢ P太低，细胞吸水，膨胀而破裂
§3微生物之间的相互关系
可概括为： ➢ 一种微生物为另一种微生物创造有利条件
➢ Eh受代谢产物影响很大
四、微生物与DO 1、 好氧菌（需充足DO）
➢ 供氧不足，絮体内部会缺氧 ➢ DO过高（高于0.2atm ），会中毒 ➢ 供氧方式：机械搅拌、鼓风曝气等
2、兼性厌氧菌 （既有氧化酶又有脱氢酶）
酵母菌： ➢好氧呼吸 ➢厌氧呼吸
产物：CO2+H2O 产物：乙醇+ CO2
3、厌氧菌
——一种微生物的代谢产物对另一种或另
一类微生物生长不利，或杀死或抑制对方。
➢特异性拮抗
微生物间 的化学战术
➢非特异性拮抗
——地盘战
五、竞争关系 ——不同的微生物种群在同一环境中，
对食物等营养、溶解氧、空间和其 他共同要求的物质互相竞争，互受 到不利影响。
六、捕食关系
本章重点
微生物生长曲线的四个时期及特点 生长曲线在废水生物处理中的应用 温度、PH、Eh、DO与微生物的关系 微生物之间的相互关系
➢湿热灭菌
➢间歇灭菌法 ➢高压蒸汽灭菌法
6、低温的抑菌作用
➢ 通常﹤5℃细菌代谢受阻呈休眠状态，只能维 持生命而不发育。
➢ 保存菌种： 4℃冰箱保存 冷冻真空干燥保存
二、微生物与pH 1、微生物对pH的要求
➢ 放线菌最适pH7～8 ➢ 大多数细菌、藻类、原生动物最
适pH 6.5～ 7.5 ➢ 酵母菌、霉菌最适pH3～6 ➢ 氧化硫硫杆菌最适为pH3
➢ 开始积累代谢产物; ➢ 菌胶团已形成; ➢ 吸附、氧化还原、沉降性能较好。
4、衰亡期（内源代谢期）
➢ 特点：
➢ 菌体以储存物质及死菌为营养，死亡 率逐渐增加，活菌数目急剧下降；
➢ 细胞呈现各种形态，细胞出现老化， 自溶，异形胞；
➢ 有的细菌形成芽孢
（二）连续培养
➢ 恒浊连续培养
➢培养液中细菌浓度恒定（浊度恒定） ➢常用于发酵工业
➢ 合成代谢活跃，核糖体，酶类和ATP合成加快，易产 生诱导酶；
➢ 对外界不良条件反应敏感。 ➢ 影响停滞期时间长短的因素：
➢ 接种量 ➢ 接种菌龄 ➢ 营养
2、对数期（指数期）
➢ 特点：
➢ 底物分解速度快，生长速率最大，群体菌龄小， 世代时间最短；
➢ 菌体内各种成分最为均匀； ➢ 酶系活跃，代谢旺盛，繁殖快，活性大 。 ➢ 菌体的菌胶团尚未形成，污泥沉降性能差。
本章作业
➢ P200：1、6 ➢ 补充： 1. 细菌的生长曲线可分为哪几个时期?各时期的细菌
生长各有什么特点? 2. 如何用生化法处理pH=4的废水？ 3. 假设从t0到tx的24h内细菌处于对数增长期。t0时
的原始细菌总数为103CFU/mL，将它置于适当的 温度条件下培养24h后，再测tx=24h的细菌总数 为1017CFU/mL，计算世代时间G。
化
硝
酸
细
酸
细
菌
细
菌
菌
二、共生关系
——不能单独生活相的依微为生物命共同生活后，各
自执行优势的生理分功工能，协在作营养上互为有利 所组成的共生体。难分难解
➢地衣(真菌与藻类的共生体)
三、寄生关系
——一种微生物生活在另一种微生物体内，从
中摄取营养才得以住生别长繁人殖的。家 吃别人的粮食 使别人受害
四、偏害关系（拮抗关系）
Байду номын сангаас图6－3 推流式曝气池
推流式曝气池
二、 生长曲线在废水生物处理 中的应用 P171
➢ 接种、驯化阶段——处于停滞期 ➢ 高负荷活性污泥法——处于对数期
➢常规活性污泥法—— 处于静止期？
➢ 延时曝气法、污泥减容——处于内源代 谢期
活性污泥法的基本工艺流程
进水 初沉池
曝气池
二沉池 出水
污泥
回流污泥
➢ 恒化连续培养
➢营养成分恒定（恒定流速） ➢常用于污水生物处理 ➢稀释率（D）=流量/体积（h-1）
新鲜的培养液 空气
控制流速的阀门
培养液
含微生物 的流出物
——
连 续 培
恒 化 器
养 用 的 装
置
恒化器中稀释率与静止期细菌浓度的关系 P170
恒化器中细菌浓度
营养物质
➢ 恒化器中细菌生长速率
浓度
或互相创造有利条件。
➢ 一种微生物的生命活动抑制或损害、杀害 另一种微生物的生命活动。
一、互生关系（原始共生、原始合作关系）
——可单独生活的两种微生物共同生活在 一起，一方为另一方提供有利条件或双 方互为有利。
可分可合， 合比分好
氧化塘中的细菌与藻类
➢ 好氧固氮菌与纤维素分解菌
➢含N有机物→氨 NH3-N →亚NO2- 硝→ NO3-
连续培养
——在恒定容积的流动系统中培养微生物，以一定流 速不断加入新的培养基，又以相同的流速流出培养 物，使系统中细胞数量和营养状态保持稳定。 ➢ 恒浊器 ➢ 恒化器
（一）分批培养的细菌生长曲线
1、停滞期 加速期 2、对数期 3、减速期 静止期 4、衰亡期
1、停滞期（适应期）
➢ 特点：
➢ 细菌一部分生长，一部分死亡。细菌数基本不增加， 生长速率接近于零；
剩余污泥
A/B/C活性污泥法处理工艺
调节池出水
高 负 荷
沉淀池
中
等
低
负
负
荷
荷
A/B/C曝气池
污泥回流
四、微生物生长量的测定方法
➢测定微生物总数
➢ 记数器直接计数 ➢ 染色涂片计数 ➢ 比浊法测定细菌悬液浓度
➢测定活细菌数
➢稀释培养计数 ➢薄膜过滤计数 ➢平板菌落（CFU）计数
➢计算生长量
➢测细胞干重法 ➢测细胞含氮量确定细胞浓度 ➢DNA的测定算出细菌浓度 ➢生理指标法
过低pH的废水（会导致污泥上浮）： P178
➢ 预处理 ➢ 用酵母菌、霉菌来处理
三、微生物与氧化还原电位(Eh)
➢ 不同微生物对Eh的要求
➢ 好氧菌
Eh=+300～ 400mv
➢ 兼性厌氧菌 ➢ 专性厌氧菌
Eh=+100mv左右 Eh=-200～ -250mv
➢ Eh与PH的关系
Φ= Φ0-0.0592 PH/n
➢专性厌氧：不能有氧存在（没有过 氧化氢酶）
➢耐氧厌氧：不利用氧也不中毒（具 有氧化物歧化酶）
4 应用
生物处理系统中,利用混合菌群按一定 比例同时存在的好处
不同DO条件下,不同菌种发挥优势 各菌种间相互竞争、制约、互惠、协
调
五、紫外线对微生物的影响
UV(200~400)nm
UVC(200~280nm) UVB(280~320nm) UVA(320~400nm)
G tx t0 n
世代时间（G）的计算
P166、167
Nx N0 2n
G tx t0 n
n lg Nx lg N0 0.301
G 0.301(tx t0 ) lg N x lg N0
G=1/k，k——生长速率常数（代/h）
3、减速生长期（静止期）
➢ 特点：
➢ 细菌的生长速率逐渐下降甚至到零，新生菌数 =死亡菌数，菌体产量达到最高点，活菌数达 到最高峰；
思考题
分批培养和连续培养在提供营养条件方面有什么区 别?这种区别造成微生物的生长状态的何种不同?
细菌的生长曲线可分为哪几个时期?各时期的细菌生 长各有什么特点?
不同的生化法运行模式在生长曲线上是一点或一线 段取决于什么?
活性污泥运行系统往往采用细菌生长曲线的哪个时 期?为什么?
恒化器中的控制因素是什么?
➢稀释率
➢营养物浓度
细菌流出量
➢稀释率 ➢恒化器中细菌的浓度
稀释率
➢ 除SBR(Sequencing Batch Reactor)法外, 污水生物处理大多采用恒化连续培养
➢ 连续培养中微生物的生长状态和规律相 当于分批培养中生长曲线的某一生长阶 段
➢ 食微比（F/M)决定了不同的运行模式在生长 曲线上是一点或一线段。
2、 极端pH对微生物的影响 P191
➢ 引起微生物体表电荷改变，影响营养吸收
➢ 引起培养基中有机化合物离子化作用
CH3COOH ➢ 酶有其最适pH
CH3COO-+H+
➢ 过高过低pH都会降低微生物对高温的抵抗力
3 、 PH与微生物代谢产物的关系
酸性发酵（产生CO2）→碱性发酵（产生NH3）
4、 应用
§2 微生物的生存因子
灭菌——用物理的、化学的因素将所有微生 物的营养细胞、芽孢、孢子全部杀死。
消毒——用物理的、化学的因素杀死营养细 胞或一部分芽孢。
防腐——抑制微生物生长繁殖的方法。
一、微生物与温度的关系
1、微生物生长的温度范围
➢嗜冷菌 5-10℃ ➢嗜中温菌 25-40℃ ➢嗜热菌 50-60℃ ➢嗜超热菌 70-105℃
第五章 微生物的生长繁殖与生存因子