微生物的生长和控制
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水—
热的 良导 体
5
3）芽孢
资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
不同芽孢菌高温耐受能力比较表
炭 疽 热 杆蜡 状 芽 孢 杆枯 草 芽 孢 杆嗜 热 脂 肪 芽
菌
菌
菌 孢 杆 菌
蒸 汽 灭 菌 温 度
℃
105
100
100
120
灭 菌 时 间min 5~10
6
6~7
12
6
资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
1 微生物的生长繁殖
Contents
2 微生物的生长规律
Baidu Nhomakorabea3 微生物培养法概论
34 微生物生长的影响因子
5 有害微生物的控制
36 微生物之间的关系 7 菌种的退化复壮与保藏
1
§4 微生物生长的影响因子 资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
温度 pH 氧化还原电位
微生物生长 影响因子
—细胞质膜含有大量的不饱和脂肪酸，在低温下能保持半 流动性，使之能有效地集中必需的营养物质。
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二、pH的影响
资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
❖大多数细菌最适环境pH为6～8，可生存 的pH范围在4～10之间。
❖ 研究表明细胞内部由于细胞膜的屏蔽作用、磷酸盐缓冲及 细菌能动的调节，pH一般都保持中性，环境的pH难以影 响细胞内的pH变化。
化的能力比较强，pH在6．5～8．5
均可不加调节。
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三、氧化还原电位（ORP)
❖ 什么是氧化还原电位？ ❖——某物质与氢电极构成原电池时的电压高低,反
映物质氧化性强弱。
提问：pH7.0,30℃条件下饱 和Fe3+溶液中测得的电压值 为＋0.771,该值代表什么？ Fe3+/Fe2+ 的氧化还原电位 为+0.771
❖4）湿热与干热
❖ 湿热—水蒸汽
干热 —热空气
蒸
汽
灭
烘
菌
箱
锅
121℃ 20～30min
160～170℃ 2h灭菌
7
资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
• 湿热灭菌温度低时间短？
• 保水（热空气蒸发蛋白质水分）； • 蒸汽冷凝放热； • 凝水热传导能力强于空气；
8
2.适宜温度
资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
❖ 改变曝气力度
❖ 厌氧污泥或污水处理系 统应控制在在— 100～—200mV
❖ 过高，将不利于厌氧细 菌的生长，应改进工艺 降低水中溶解氧量。
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四、干燥
资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
❖ 细菌基本上是生活在水 中的生物。
❖ 提问：环境中过于干燥 细菌如何生存？
❖ （在不受热和其它外 界因素干扰下）干燥 细胞将处于长期休眠 状态
❖提问：外界的pH变化如何对细菌产生影响？ ❖1. 影响细胞膜蛋白及胞外水解酶的活性
❖ 从而影响营养物的正常吸收与转运
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2.影响营养物的解离与吸收
❖ 主要影响一些极性营养物如脂肪酸、氨基酸
❖ 以乙酸的吸收为例，
中性或碱性 pH 阴离子状态 O
酸性 pH 下的分子状态 O
—5～0
5～10
5～10
25～40
20～30
45～50
30
50～60
70～80
55以上
70～105
110～113
❖废水中的细菌一般都是嗜中温菌，最适温度
多在30℃左右，嗜冷菌和嗜热菌占少数。
10
3．低温
资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
❖ 低温——细胞结冻～最适温度下限 ❖ 进入休眠状态 ❖ 提问：？ ❖ 酶活性降低，导致代谢、遗传普遍停滞； • 膜细胞流动性变差 。 • 一旦获得适宜温度，即可恢复活性 • 提问：细胞内外冻结易导致死亡，原因何在？ • 冰渣导致细胞膜破裂，失“血”过多
好 氧 细 菌 兼 性 厌 氧 细 菌
厌 氧 细 菌
＋ 3 0 0 ～ ＋ 4 0 0
＋ 100 好 氧 呼 吸 -100 无 氧 呼 吸
— 2 0 0 ～ — 2 5 0
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应用
❖ 好氧活性污泥法
❖控 制 在 ＋ 2 0 0 ～ ＋ 600mV是正常的
❖提问：过低过高如何 调节？
CH3═C═O- 细菌表面带有电荷，如“—” CH3═C═OH
同性相斥，难以吸收
正常吸收
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资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
❖ 某些细菌，例如氧化铁硫杆菌和其他极端嗜酸茵，需在 酸性环境中生活，其最适pH为3，在pH为1．5时仍可 生活。
❖各种工业废水通常设前调节池，维持曝气
池pH7左右。
❖事实上，净化污(废)水的微生物适应pH变
干燥 渗透压
光线
超声波，化学药剂，…….
2
一、温度 资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
• 1.高温的影响
❖ 一般来说无芽孢的细菌 在水中加热到100℃迅速 死亡。
❖ （一）高温杀菌的机 理
1）蛋白质、核酸变性 2）细胞膜溶解 细胞膜中的脂类在高温作用 下溶解，“失血过多”
❖？
3
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❖提问：为什么会
存在适宜温度？ 生
❖酶的活性
长
速
❖根据细菌适宜温 率
度的不同，可将
细菌分为四大类，
嗜冷菌、嗜中温 0
菌、嗜热菌及嗜
超热菌。
最低温度
最适温度
温度℃ 最高温度
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细菌 嗜冷菌
嗜中温菌
嗜热菌 嗜超热菌
低温、中温和高温细菌的生长温度范围 最低温度℃ 最适温度℃ 最高温度℃
（二）影响高温杀菌的因素
❖ 细菌的种类、含水量、芽孢有无、以及湿热或干热
❖ 1）细菌种类
❖如
种类
致死温度℃
水生细菌
25~30
肠道细菌
45~50
温泉细菌
80~100以上
4
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2）含水量
？❖细菌细胞含水量高的更容易被杀死。 分子层次现象——蛋白质的凝固温度与含水量有关。
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❖ 通常如何测定水样的氧化还原电位？
❖ pH测定仪mv档，其中一个惰性的铂丝
电极与一个参比电极（如甘汞电极）
提问：影响水样氧化还原电位的因素有哪些？
氧化性物质（主要是氧气浓度）与还原性物质（有机
物、H2S等）的含量
不 同 细 菌 适 宜 的 氧 化 还 原 电 位 (m v)
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•嗜中温菌（耐冷 喜温）一般在5℃ 以下处于休眠状态， 因此通常实验室用 冰箱的4℃冷藏温 度保藏细菌
或甘油、石蜡冷冻保存 菌种
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• 低温下冷藏的食物变质 ———嗜冷细菌（或霉菌）的最适宜温度在5～15℃之间。
嗜冷细菌的秘密武器是什么？ • —具备低温活性酶
热的 良导 体
5
3）芽孢
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不同芽孢菌高温耐受能力比较表
炭 疽 热 杆蜡 状 芽 孢 杆枯 草 芽 孢 杆嗜 热 脂 肪 芽
菌
菌
菌 孢 杆 菌
蒸 汽 灭 菌 温 度
℃
105
100
100
120
灭 菌 时 间min 5~10
6
6~7
12
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资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
1 微生物的生长繁殖
Contents
2 微生物的生长规律
Baidu Nhomakorabea3 微生物培养法概论
34 微生物生长的影响因子
5 有害微生物的控制
36 微生物之间的关系 7 菌种的退化复壮与保藏
1
§4 微生物生长的影响因子 资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
温度 pH 氧化还原电位
微生物生长 影响因子
—细胞质膜含有大量的不饱和脂肪酸，在低温下能保持半 流动性，使之能有效地集中必需的营养物质。
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二、pH的影响
资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
❖大多数细菌最适环境pH为6～8，可生存 的pH范围在4～10之间。
❖ 研究表明细胞内部由于细胞膜的屏蔽作用、磷酸盐缓冲及 细菌能动的调节，pH一般都保持中性，环境的pH难以影 响细胞内的pH变化。
化的能力比较强，pH在6．5～8．5
均可不加调节。
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资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
三、氧化还原电位（ORP)
❖ 什么是氧化还原电位？ ❖——某物质与氢电极构成原电池时的电压高低,反
映物质氧化性强弱。
提问：pH7.0,30℃条件下饱 和Fe3+溶液中测得的电压值 为＋0.771,该值代表什么？ Fe3+/Fe2+ 的氧化还原电位 为+0.771
❖4）湿热与干热
❖ 湿热—水蒸汽
干热 —热空气
蒸
汽
灭
烘
菌
箱
锅
121℃ 20～30min
160～170℃ 2h灭菌
7
资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
• 湿热灭菌温度低时间短？
• 保水（热空气蒸发蛋白质水分）； • 蒸汽冷凝放热； • 凝水热传导能力强于空气；
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2.适宜温度
资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
❖ 改变曝气力度
❖ 厌氧污泥或污水处理系 统应控制在在— 100～—200mV
❖ 过高，将不利于厌氧细 菌的生长，应改进工艺 降低水中溶解氧量。
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四、干燥
资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
❖ 细菌基本上是生活在水 中的生物。
❖ 提问：环境中过于干燥 细菌如何生存？
❖ （在不受热和其它外 界因素干扰下）干燥 细胞将处于长期休眠 状态
❖提问：外界的pH变化如何对细菌产生影响？ ❖1. 影响细胞膜蛋白及胞外水解酶的活性
❖ 从而影响营养物的正常吸收与转运
14
资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
2.影响营养物的解离与吸收
❖ 主要影响一些极性营养物如脂肪酸、氨基酸
❖ 以乙酸的吸收为例，
中性或碱性 pH 阴离子状态 O
酸性 pH 下的分子状态 O
—5～0
5～10
5～10
25～40
20～30
45～50
30
50～60
70～80
55以上
70～105
110～113
❖废水中的细菌一般都是嗜中温菌，最适温度
多在30℃左右，嗜冷菌和嗜热菌占少数。
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3．低温
资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
❖ 低温——细胞结冻～最适温度下限 ❖ 进入休眠状态 ❖ 提问：？ ❖ 酶活性降低，导致代谢、遗传普遍停滞； • 膜细胞流动性变差 。 • 一旦获得适宜温度，即可恢复活性 • 提问：细胞内外冻结易导致死亡，原因何在？ • 冰渣导致细胞膜破裂，失“血”过多
好 氧 细 菌 兼 性 厌 氧 细 菌
厌 氧 细 菌
＋ 3 0 0 ～ ＋ 4 0 0
＋ 100 好 氧 呼 吸 -100 无 氧 呼 吸
— 2 0 0 ～ — 2 5 0
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资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
应用
❖ 好氧活性污泥法
❖控 制 在 ＋ 2 0 0 ～ ＋ 600mV是正常的
❖提问：过低过高如何 调节？
CH3═C═O- 细菌表面带有电荷，如“—” CH3═C═OH
同性相斥，难以吸收
正常吸收
15
资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
❖ 某些细菌，例如氧化铁硫杆菌和其他极端嗜酸茵，需在 酸性环境中生活，其最适pH为3，在pH为1．5时仍可 生活。
❖各种工业废水通常设前调节池，维持曝气
池pH7左右。
❖事实上，净化污(废)水的微生物适应pH变
干燥 渗透压
光线
超声波，化学药剂，…….
2
一、温度 资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
• 1.高温的影响
❖ 一般来说无芽孢的细菌 在水中加热到100℃迅速 死亡。
❖ （一）高温杀菌的机 理
1）蛋白质、核酸变性 2）细胞膜溶解 细胞膜中的脂类在高温作用 下溶解，“失血过多”
❖？
3
资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
❖提问：为什么会
存在适宜温度？ 生
❖酶的活性
长
速
❖根据细菌适宜温 率
度的不同，可将
细菌分为四大类，
嗜冷菌、嗜中温 0
菌、嗜热菌及嗜
超热菌。
最低温度
最适温度
温度℃ 最高温度
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资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
细菌 嗜冷菌
嗜中温菌
嗜热菌 嗜超热菌
低温、中温和高温细菌的生长温度范围 最低温度℃ 最适温度℃ 最高温度℃
（二）影响高温杀菌的因素
❖ 细菌的种类、含水量、芽孢有无、以及湿热或干热
❖ 1）细菌种类
❖如
种类
致死温度℃
水生细菌
25~30
肠道细菌
45~50
温泉细菌
80~100以上
4
资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
2）含水量
？❖细菌细胞含水量高的更容易被杀死。 分子层次现象——蛋白质的凝固温度与含水量有关。
17
资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
❖ 通常如何测定水样的氧化还原电位？
❖ pH测定仪mv档，其中一个惰性的铂丝
电极与一个参比电极（如甘汞电极）
提问：影响水样氧化还原电位的因素有哪些？
氧化性物质（主要是氧气浓度）与还原性物质（有机
物、H2S等）的含量
不 同 细 菌 适 宜 的 氧 化 还 原 电 位 (m v)
11
资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
•嗜中温菌（耐冷 喜温）一般在5℃ 以下处于休眠状态， 因此通常实验室用 冰箱的4℃冷藏温 度保藏细菌
或甘油、石蜡冷冻保存 菌种
12
资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
• 低温下冷藏的食物变质 ———嗜冷细菌（或霉菌）的最适宜温度在5～15℃之间。
嗜冷细菌的秘密武器是什么？ • —具备低温活性酶