1、第第 五五 章章微生物生长繁殖的概念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）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生长量的测定方法微生物的生存因子微生物的生存因子其他不利环境因子对微生物的影响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微生物与微生物之间的关系菌种的退化、复壮与保藏菌种的退化、复壮与保藏内容提要 微生物的生长：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
2、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。体，即引起生命个体数量增加的生物学过程。生长和繁殖是两个不同但又相互联系的概念。世代时间：世代时间：微生物细胞每分裂一次所需要的时间，称为世代时间，简称代时。一、微生物的生长与繁殖的概念一、微生物的生长与繁殖的概念微生物的连续培养二、研究微生物生长的方法（微生物的生长规律）Cncnc-microNoImage分批培养：单细胞微生物的典型生长曲线1、
3、微生物的分批培养（间歇培养）将一定量的微生物接种在一个封闭的、盛将一定量的微生物接种在一个封闭的、盛有一定量液体培养基的容器内，保持一定有一定量液体培养基的容器内，保持一定的温度、的温度、pH和溶解氧含量，微生物在其中和溶解氧含量，微生物在其中生长繁殖。生长繁殖。例：实验室摇床培养例：实验室摇床培养 SBR法处理工业废水法处理工业废水 工业发酵工业发酵fermenter生长曲线生长曲线(growth curve)描述细菌生长规律描述细菌生长规律总菌数活菌数培养时间.指数期.稳定期.衰亡期.延滞期细菌数目（个/ml）对数生长曲线：在封闭系统中对微生物进行生长曲线：在封闭系统中对微生物进行培养，以
4、时间为横坐标，以菌数为纵坐培养，以时间为横坐标，以菌数为纵坐标，根据不同培养时间里细菌数量的变标，根据不同培养时间里细菌数量的变化，可以作出一条反映细菌在整个培养化，可以作出一条反映细菌在整个培养期间菌数变化规律的曲线，这种曲线称期间菌数变化规律的曲线，这种曲线称为生长曲线。为生长曲线。延滞期延滞期出现原因出现原因 把细菌接种到新鲜的培养基中培养时，并不立即进行分裂繁殖，细菌增殖数为，这时需要合成多种酶，辅酶和某些中间代谢产物，要经过一个调整和适应过程。Cncnc-micro延滞期延滞期(lag phase)总菌数活菌数培养时间.指数期.稳定期.衰亡期.延滞期细菌数目（个/ml）对数延滞期特点
5、生长速率常数等于零菌体粗大 代谢活力强，其呼吸速率、核酸即蛋白质的合成速率接近对数期，细胞开始分裂对不良条件抵抗能力降低含量增加Cncnc-microNoImage影响延滞期限长短因素接种龄接种量培养基成分Cncnc-microNoImage缩短延滞期的方法缩短延滞期的方法可以缩短生产周期，提高设备利用率。接种对数生长期的菌种，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Cncnc-microNoImage可以缩短生产周期，提高设备利用率。可以缩短生产周期，提高设备利用率。指数期(对数期)(exponential phase)特点特点该期的细菌生产中多被用做种子和科学试验材料该期的细菌
6、生产中多被用做种子和科学试验材料 细菌数以几何级数增加，活菌数和总菌数接近细菌数以几何级数增加，活菌数和总菌数接近 酶系活跃，代谢旺盛。生长速率最大，世代时间（generation time）最短。细胞的化学组成及形态，生理特性比较一致Cncnc-microNoImagex2x1t2t1培养时间Lg 细胞数/mlt2 -t13.322(lgx2-lgx1)生长速率常数k=t2 -t13.322(lgx2-lgx1)代时G=指数期生长的数学模型繁殖代数 n=3.322(lgx2-lgx1)X2=2nX1影响指数期的因素影响指数期的因素菌种菌种营养成分营养成分营养物浓度营养物浓度培养温度培养温度C
7、ncnc-microNoImage总菌数活菌数培养时间.指数期.稳定期.衰亡期.延滞期细菌数目（个/ml）对数稳定期(静止期，stationary phase)出现原因 营养的消耗有害代谢产物积累PH值、EH值等理化条件不适，DO供应不足出现原因Cncnc-microNoImage营养物比例失调总菌数活菌数培养时间.指数期.稳定期.衰亡期.延滞期细菌数目（个/ml）对数稳定期特点稳定期特点活菌数保持相对稳定，总菌数达最高水平。活菌数保持相对稳定，总菌数达最高水平。细菌代谢物积累达到最高峰，并开始积累贮存物质。细菌代谢物积累达到最高峰，并开始积累贮存物质。芽孢杆菌这时开始形成芽孢。芽孢杆菌这时开
8、始形成芽孢。这是生产收获时期。这是生产收获时期。Cncnc-microNoImage衰亡期衰亡期(decline phase/death phase)(decline phase/death phase)特点特点细菌死亡数大于增殖数细菌死亡数大于增殖数,活菌数明显减少活菌数明显减少,群体衰落群体衰落 细胞出现多形态细胞出现多形态,大小不等的畸形大小不等的畸形,变成衰退型变成衰退型 细胞死亡细胞死亡,出现自溶现象。出现自溶现象。Cncnc-microNoImage2、微生物的连续培养 恒浊连续培养：培养液中细菌浓度保持恒定，调节营养物质的浓度，获得菌体和有价值的代谢产物。恒化连续培养：培养基的营
9、养成分恒定，恒速进水，恒速出水，细菌处于最高生长速率状态。连续培养中，微生物的生长状态和规律与分批培养不同，其往往处于相当于分批培养生长曲线的某一个生长阶段。活性污泥法处理城市污水即为连续恒化培养方式。活性污泥法处理城市污水即为连续恒化培养方式。连续培养连续培养(continuous culture)(open culture)(continuous culture)(open culture)将微生物置于一定容积的培养基中培养，最后一次收获，叫分批培养，将微生物放在恒定的容积的流动系统中培养称为连续培养。优点：缩短发酵周期；便于自动控制；产物质优点：缩短发酵周期；便于自动控制；产物质 要要
10、量均一量均一 缺点：菌种易退化；易染杂菌缺点：菌种易退化；易染杂菌三、细菌生长曲线在污（废）水微生物处理中的应用三、细菌生长曲线在污（废）水微生物处理中的应用123451、分散曝气、分散曝气 2、高负荷活性污泥法、高负荷活性污泥法 3、常规活性污泥法、常规活性污泥法 4、生物吸附法、生物吸附法 5、延时曝气（内源呼吸阶段）、延时曝气（内源呼吸阶段）1、加速期、对数、加速期、对数期、减速期期、减速期3、减速期、静止期、减速期、静止期2、对数期、减速期、对数期、减速期4、静止期、静止期5、衰亡期（内源呼、衰亡期（内源呼吸阶段）吸阶段）活性污泥活性污泥微生物生微生物生长规律与长规律与纯菌种基纯菌种基
11、本一致，本一致，一般分为一般分为三个阶段：三个阶段：生长上升生长上升期、生长期、生长下降期、下降期、内源呼吸内源呼吸期期三、细菌生长曲线在污（废）水微生物处理中的应用三、细菌生长曲线在污（废）水微生物处理中的应用 提问：提问：为什么常规活性污泥法利用生长下降阶段为什么常规活性污泥法利用生长下降阶段的微生物，包括减速期、静止期的微生物？的微生物，包括减速期、静止期的微生物？原因：由于对数期微生物生长繁殖快，代谢能力强，能大量去除原因：由于对数期微生物生长繁殖快，代谢能力强，能大量去除废水中有机物，但其对进水有机物浓度要求高，则出水有机物的废水中有机物，但其对进水有机物浓度要求高，则出水有机物的绝
12、对值也相应高，出水不易达到排放标准；同时处于对数期的微绝对值也相应高，出水不易达到排放标准；同时处于对数期的微生物生长旺盛，细胞表面的粘液层和荚膜尚未形成，运动很活跃，生物生长旺盛，细胞表面的粘液层和荚膜尚未形成，运动很活跃，不易自行凝聚成菌胶团，沉淀性能差，致使出水水质差。而处于不易自行凝聚成菌胶团，沉淀性能差，致使出水水质差。而处于静止期的微生物代谢活力虽然比对数生长期的差，但仍有相当的静止期的微生物代谢活力虽然比对数生长期的差，但仍有相当的代谢活力，去除有机物的效果仍然较好。其最大的特点是体内积代谢活力，去除有机物的效果仍然较好。其最大的特点是体内积累了大量的贮存物，强化了微生物的生物吸
13、附能力，自我絮凝、累了大量的贮存物，强化了微生物的生物吸附能力，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。聚合能力强，在二沉池中泥水分离效果好，出水水质好。测生长量计繁殖数测定生长繁殖的方法四、微生物生长量的测定方法Cncnc-microNoImage微生物的纯培养纯培养纯培养的分离方法的分离方法 稀释倒平板法 划线法 选择培养基分离法 单细胞挑取法 稀释倍数法稀释倍数法Viable cell count1.稀释样品稀释样品dilute sample1 ml9 ml10 100 1000 104 105 106 107cell no/ml2.plate out 0.1 ml
14、划线分离法Inoculating an agar plate to obtain single coloniesMixed culturePure culture划线培养结果划线培养结果Mixed cultureEach colony was examined microscopically选择培养基分离法1.dilute sample1 ml9 ml10 100 1000 104 105 106 107牛肉膏培养基牛肉膏培养基查氏培养基查氏培养基高氏培养基高氏培养基含N量法DNA/RNA法叶绿素法菌体内重要组成测定法测生长量(直接法)称重量法：如测曝气池中混合液悬浮固体浓度（MLSS)或混合
15、液挥发性悬浮固体浓度（MLVSS)测体积法:SV30N6.25=PrCncnc-microNoImage比比 浊浊 法法生理指标法测生长量(间接法)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、微生物的生存因子五、微生物的生存因子NoImageCncnc-microNoImage温度PH氧气1、温度 生长速度温度停此生长致死最低最高最适生长温度三基点：最低生长生长温度三基点：最低生长温度、最适生长温度、最高温度、最适生长温度、最高生长温度生长温度微生物最低温度最适温度最高温度嗜冷菌0以下5152035嗜温菌1520254545左右嗜热菌4555
16、6580超嗜热菌658090100以上废水处理废水处理微生物微生物假单胞菌假单胞菌 硫氰氧化硫氰氧化杆菌杆菌硝化杆菌硝化杆菌 硝化球菌硝化球菌 亚硝化球亚硝化球菌菌动胶菌属动胶菌属温度范围温度范围 25352733103715302301045最适温度最适温度 30302830253020252830废水生物处理中微生物适宜温度在废水生物处理中微生物适宜温度在30左右。左右。废水生物处理中微生物适宜温度在废水生物处理中微生物适宜温度在30左右。左右。嗜冷微生物（低温微生物）系在低温下仍能起催化作用系在低温下仍能起催化作用 细胞膜含较多的不饱合脂肪酸在低温下保持膜的半流动性，细胞膜含较多的不饱合
17、脂肪酸在低温下保持膜的半流动性，使膜仍具有通透性。使膜仍具有通透性。嗜冷机制：嗜冷机制：Cncnc-microNoImage其主动输送物质的功能运转良好，使之能有效地集中必需的其主动输送物质的功能运转良好，使之能有效地集中必需的营养物质营养物质嗜热微生物的嗜热机制细胞内的具强抗热性 产生的多胺，热亚胺和高温精胺物质对蛋白质等组织结构具有保护作用。一一一一一口口口核酸也具有热稳定性的保护结构。细胞膜含有较多的饱和脂肪酸和直链脂肪酸，使膜具有稳定性。上 低温对微生物的影响代谢降低 生长繁殖停滞 仍然存活 常在低温下对菌种和食品保藏。Cncnc-microNoImage问题 冬季水温过低对污水处理厂
18、的运行有无影响？怎冬季水温过低对污水处理厂的运行有无影响？怎样消除影响？样消除影响？有影响：水温低于有影响：水温低于13时，生物处理效果降低到时，生物处理效果降低到50%，水，水温低于温低于5，微生物开始死亡，低于，微生物开始死亡，低于4，几乎无处理效果。，几乎无处理效果。低温可导致微丝菌属的小胸虫丝状生长从而导致活性污泥低温可导致微丝菌属的小胸虫丝状生长从而导致活性污泥膨胀。膨胀。温度降低时，氧向水中转移逐渐增大，虽然生化反应速率温度降低时，氧向水中转移逐渐增大，虽然生化反应速率减慢，对微生物组织中的蛋白质、核酸等影响要小一些，减慢，对微生物组织中的蛋白质、核酸等影响要小一些，一般不会出现不
19、可逆破坏。一般不会出现不可逆破坏。消除措施：保温、空气预热、提高污泥浓度、延长污泥龄消除措施：保温、空气预热、提高污泥浓度、延长污泥龄等方法可以保证污水厂正常运行。等方法可以保证污水厂正常运行。如果水温的降低速率降低变化缓慢，活性污泥中的微生物如果水温的降低速率降低变化缓慢，活性污泥中的微生物可以逐步适应这种变化，而这时采取降低负荷，提高充氧可以逐步适应这种变化，而这时采取降低负荷，提高充氧浓度，延长曝气时间等措施，就能取得较好的处理效果浓度，延长曝气时间等措施，就能取得较好的处理效果。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
20、微生物能够生长的PH值较宽，但细胞内部PH值却接近中性。Cncnc-microNoImage细菌、藻类、原生动物中性或偏碱性，6.5-7.5酵母菌和霉菌酸性或偏碱性，1.5-10放线菌中性和偏碱性，7.0-8.0各种微生物最适的pH值 Cncnc-microNoImage污水生物处理中污水生物处理中pH适宜维持在适宜维持在6.5以上至以上至8.5左右。为什么？左右。为什么？pH6.5以下不利以下不利于细菌和原生于细菌和原生动物生长，相动物生长，相反对于酵母菌反对于酵母菌和霉菌有利，和霉菌有利，霉菌的大量繁霉菌的大量繁殖会造成活性殖会造成活性污泥结构松散，污泥结构松散，不易沉降，甚不易沉降，甚至
21、导致活性污至导致活性污泥膨胀，影响泥膨胀，影响处理效果。处理效果。微生物的活动也能改变环境中的微生物的活动也能改变环境中的PH值值 分解糖类产生有机酸引起培养基分解糖类产生有机酸引起培养基pH下降，培养下降，培养基变酸；分解蛋白质、蛋白胨、氨基酸等产生基变酸；分解蛋白质、蛋白胨、氨基酸等产生NH3和胺类等碱性物质，使和胺类等碱性物质，使pH上升；上升；选择性地吸收阳离子或阴离子，也会改变培养选择性地吸收阳离子或阴离子，也会改变培养基的基的pH值。值。废水生物处理中可添加缓冲性物质如碳酸氢钠、废水生物处理中可添加缓冲性物质如碳酸氢钠、碳酸钠、氢氧化钠及氨等，以碳酸氢钠为佳。碳酸钠、氢氧化钠及氨等
22、，以碳酸氢钠为佳。或者采用酵母菌或霉菌处理或者采用酵母菌或霉菌处理pH值较低的废水。值较低的废水。3 3、氧气、氧气专性好氧菌（在氧分压为0.2atm下生长良好）兼性厌氧菌（facultative anaerobes）NoImageCncnc-microNoImage耐氧厌氧菌（aerotolerant anaerobes）厌氧菌（厌氧菌（anaerobesanaerobes，在氧分压为在氧分压为0.005以下以下atm下生长良好下生长良好）微好氧菌（微好氧菌（在氧分压为在氧分压为0.003-0.2atm下生长良好下生长良好）含含超氧化物歧化酶超氧化物歧化酶（SODSOD）、）、H H2 2O
23、 O2 2酶酶 含含超氧化物歧化酶超氧化物歧化酶（SODSOD）、）、H H2 2O O2 2酶酶,脱氢酶脱氢酶,酵母菌、肠道细菌，反硝化细菌等酵母菌、肠道细菌，反硝化细菌等含含超氧化物歧化酶超氧化物歧化酶（SODSOD）、）、H H2 2O O2 2酶（有或无酶（有或无 ）霍乱弧菌、氢单胞菌霍乱弧菌、氢单胞菌,贝日阿托氏菌、发硫菌、浮游球衣菌等贝日阿托氏菌、发硫菌、浮游球衣菌等无无超氧化物歧化酶超氧化物歧化酶（SODSOD）、无）、无H H2 2O O2 2酶酶 如乳酸菌如乳酸菌超氧化物歧化酶（超氧化物歧化酶（SODSOD）功能：使好氧菌免受超氧化物阴离子自由基的毒害2H2O2 _Catal
24、ase_ 2H2O+O2过氧化氢酶（过氧化氢酶（Catalase）溶解氧（溶解氧（DO)溶解氧随温度的升高而减小，如标准大气压下，溶解氧随温度的升高而减小，如标准大气压下，0、2525、3030、50 50 时，时，DO DO 分别为分别为14.614.6、8.48.4、7.77.7、5.6mg/L5.6mg/L。废水生物处理中，使用表面叶轮机械搅拌、鼓风曝气、废水生物处理中，使用表面叶轮机械搅拌、鼓风曝气、压缩空气曝气、溶气释放器曝气、射流曝气器等方式压缩空气曝气、溶气释放器曝气、射流曝气器等方式充氧。充氧。进水进水BOD5在在200300mg/L，MLSS为为23g/L,DO维持维持在在2
25、mg/L以上，一般在以上，一般在34mg/L，供氧不足可能导致活供氧不足可能导致活性污泥膨胀。性污泥膨胀。Cncnc-microNoImage兼性厌氧微生物与氧的关系兼性厌氧微生物与氧的关系 既具脱氢酶也具氧化酶，在无氧和有氧的条件下都既具脱氢酶也具氧化酶，在无氧和有氧的条件下都能生存。能生存。例：反硝化细菌，在缺氧环境中以例：反硝化细菌，在缺氧环境中以NO3-作为电子受作为电子受体进行反硝化作用，使体进行反硝化作用，使NO3-还原为还原为NO2-和和N2;在缺在缺氧水体中将水中的硝酸盐反硝化为亚硝酸盐和亚硝氧水体中将水中的硝酸盐反硝化为亚硝酸盐和亚硝酸胺等致癌物质，危害水生生物和污染饮用水源
26、。酸胺等致癌物质，危害水生生物和污染饮用水源。所以必须除氮。所以必须除氮。反硝化细菌反硝化细菌是一种能引起反硝化作用的细菌。多为异养、兼性厌氧细菌，喜碱性，如反是一种能引起反硝化作用的细菌。多为异养、兼性厌氧细菌，喜碱性，如反硝化杆菌、斯氏杆菌、萤气极毛杆菌等。硝化杆菌、斯氏杆菌、萤气极毛杆菌等。在缺氧或少氧的条件下，利用在缺氧或少氧的条件下，利用NO2-或或NO3-作为最终电子受体完成呼吸作用，作为最终电子受体完成呼吸作用，将将NO2-或或NO3-还原成还原成N2。A2O厌氧菌（anaerobes）将环境中氧吸掉；抽真空；深层培养氧对其有毒能量来源于发酵无氧呼吸环式光合磷酸化或甲烷发酵O2.
27、-超氧阴离子自由基 普遍存在H2O+1/2O2 过氧化氢酶（好氧菌）2H2O过氧化氢酶（耐氧菌）NADH2NADO2.+2H+H2O2+O2 -SOD（好氧菌及耐氧菌）1 1 1 细胞内缺乏SOD、细胞色素氧化酶和过氧化氢酶A.+B.A:B 共价结合均裂液体培养法厌氧菌的固体培厌氧菌的固体培养养高层琼脂柱厌氧培养皿Hungate rool-tube technique厌氧罐厌氧手套箱厌氧菌的培养法.厌氧培养皿Brewer 皿.高层琼脂柱亨盖特技术 厌氧罐anaerobic jar罐内加甲基兰和刃天青作为氧气的指示剂：还罐内加甲基兰和刃天青作为氧气的指示剂：还原态时无色，氧化态时显色。原态时无色
28、，氧化态时显色。Anaerobic Glove Box厌氧操作及培养工作站问题 进行好氧处理的污水生物系统的微生态中，进行好氧处理的污水生物系统的微生态中，是否只有好氧菌的存在？是否只有好氧菌的存在？不论好氧处理、厌氧处理，好氧微生物、兼性厌氧微生物和厌氧微生物以一定数量比例同时存在，互相竞争、互相制约，但又互惠互利、协调和谐作用。六、其他不利环境因子对微生物的影响 消毒和灭菌Cncnc-microNoImage几个基本概念物理灭菌因素的代表高温化学杀菌剂、消毒剂和治疗剂消毒消毒(disinfection)(disinfection)：采用温和的理化因素杀死或消除物体上的病原微生物的方法：采用
29、温和的理化因素杀死或消除物体上的病原微生物的方法灭菌（灭菌（sterilitionsterilition）：利用强烈的理化因素杀死物体上全部微）：利用强烈的理化因素杀死物体上全部微生物的方法生物的方法防腐防腐(antisepsis)(antisepsis)：用理化方法防止、抑制微生物生长的方法：用理化方法防止、抑制微生物生长的方法几个基本概念几个基本概念化疗化疗(chemotherapy)(chemotherapy)：利用对病源菌具有高度毒力而对宿主基本：利用对病源菌具有高度毒力而对宿主基本无毒的化学物质来抑制宿主体内病源微生物或病变细胞的生长繁无毒的化学物质来抑制宿主体内病源微生物或病变细胞
30、的生长繁殖殖 高温灭菌紫外辐射和电离辐射对微生物的影响 高渗作用干燥超声波Cncnc-microNoImage物理因素 辐射作用 紫外线（非电离辐射）：200-390nm,260nm杀菌能力最强，穿透力差；用于空气和表面消毒、诱变育种、饮用水和废水消毒Cncnc-microNoImageX射线与r射线（电离辐射）：X射线波长0.1-0.01nm,r射线波长0.01-0.001nm,具有极强的穿透力用于灭菌和诱变育种。紫外线 O紫外线（非电离辐射）杀菌机制：诱导核酸形成胸腺嘧啶二聚体（T=T)，从而干扰 了核酸的复制.Cncnc-microNoImage各种微生物对紫外线抗性 干细胞强于湿细胞芽
31、孢，孢子强于营养细胞多倍体 二倍体 单倍体Cncnc-microNoImageX X射线与射线与r r射线射线灭菌机制：灭菌机制：辐射引起水分解出游离的H+,进而生成超氧阴离子、过氧化氢等强氧化性的基团和物质，使酶蛋白的SH基氧化，从而引起细胞各种病理变化，使微生物死亡。r射线是放射性元素Co60发射出的高能射线，具强穿透能力，5001000伦琴剂量用于诱变育种，10万伦琴以上具杀菌作用。Cncnc-microNoImage高温灭菌高温灭菌多数细菌，酵母菌和霉菌的营养细胞和病毒在50-65 10 min可以致死。F 一般噬菌体6580 致死，放线菌霉菌的孢子比营养细胞抗热性强，7680 10m
32、in可以杀死 B 细菌芽孢，在100 下20min才能致死，嗜热脂肪芽孢杆菌可在80 条件下生活，在120，12min才能杀死，BBBBBBBBBBB 同种微生物老龄菌比幼菌耐热。Cncnc-microNoImage高温灭菌高温灭菌干热灭菌(dry heat sterilization)湿热灭菌(mosist heat sterilization)焚烧灭菌法：常用与废弃物动物尸体等处理。烘烤灭菌法；实验室用干燥箱烘烤接种工具。Cncnc-microNoImage高温灭菌原理：高温灭菌原理：破坏微生物机体的基本组成物破坏微生物机体的基本组成物质质蛋白质、酶蛋白、脂肪。蛋白质、酶蛋白、脂肪。湿热灭
33、菌(mosist heat sterilization)煮沸灭菌法（煮沸消毒法）高压蒸汽灭菌法间歇灭菌法巴斯德消毒法：（巴氏消毒法）该法比干热灭菌效果好，因为蛋白质在有水的情况下容易凝固，如含水50，蛋白质凝固温度为56；含水蛋白质凝固温度为160-170Cncnc-microNoImage煮沸灭菌法（煮沸消毒法）物品在水中煮沸 15min，可杀死所有营养细胞和一部分芽孢。在水中加入的 a2CO3或的碳酸效果更好。此法适合注射器和解剖用具的消毒。Cncnc-microNoImage高压蒸汽灭菌(normal autoclving)是湿热灭中最好方法，通常在是湿热灭中最好方法，通常在1.05kg
34、/cm1.05kg/cm2 2,的压力下面（此时的压力下面（此时温度温度121121）处理）处理151530min30min。要排冷，否则会形成假压，虽要排冷，否则会形成假压，虽然压力达到要求，温度却达不然压力达到要求，温度却达不到相应高度，而影响灭菌效果。到相应高度，而影响灭菌效果。手提式蒸汽灭菌锅手提式蒸汽灭菌锅间歇灭菌法(fractional sterilization)是用常压蒸汽反复几次进行灭菌的方法。Cncnc-microNoImage主要用于不宜高压灭菌的培养基，不耐热的药物和营养物等方法是将待灭菌物品置于蒸锅内加热到沸腾维持15-30min杀死营养细胞，取出冷却后在37恒温培养
35、24小时，使芽孢萌发，再用此法灭菌，反复三次，即可达到灭菌目的。巴氏消毒法(pasteurization)是食品（牛奶）酿造（啤酒）工业中常用的方法。是食品（牛奶）酿造（啤酒）工业中常用的方法。Cncnc-microNoImage具体做法是62.9处理30min或72处理15s，这样即可杀死病原微生物。又不致损坏营养，可这样即可杀死病原微生物。又不致损坏营养，可保留食品饮料原有用味。保留食品饮料原有用味。根据结核杆菌在根据结核杆菌在6262 下下15min15min被致死。被致死。高温瞬时灭菌：高温瞬时灭菌：135-140135-140，灭菌，灭菌5-15s,5-15s,杀菌保质，缩短杀菌保质
36、，缩短时间提高经济效益时间提高经济效益Cncnc-microNoImage高渗作用等渗溶液对微生物生长有利细菌处于低渗液中会吸水膨胀乃至破裂细胞处于高渗液中会脱水引起质壁分离导致死亡。J Cncnc-microNoImage化学物质(因素)灭菌表面消毒剂表面消毒剂抗代谢物抗生素化学治疗剂溶液状态气体状态生物药物素酸和碱 重金属极其盐类有机化合物 氧化剂 卤素 染色剂 表面活性剂 Cncnc-microNoImage表面消毒剂(surface disinfactant)酸和碱酸和碱 Cncnc-microNoImage 前面讲过微生物细胞中的DNA，RNA，CL，Pr，E只有在中性条件下才能体现
37、活性，因此强酸碱具杀菌作用。医院病房常用乙酸消毒。重金属及其盐类是杀菌剂和防腐剂，作用最强的是Hg,Ag,Cu,作用机理：使蛋白质变性，使酶失活。（与E的SH结合。）00202Hgcl2（升汞）溶液对大多数细菌有致死作用。CuSO4对真菌、藻类有强杀伤力，波尔多（CuSO4碳+石灰）防植物病害。另外还有砷，铋、锑的化合物是治疗梅毒的特效药。011 AgNO3 可消毒皮肤，1浓度新生儿点眼预防淋病浓度新生儿点眼预防淋病奈瑟氏球菌感染致盲奈瑟氏球菌感染致盲Cncnc-microNoImage有机化合物有机化合物醇、醛、酚是常用的杀菌剂。杀菌机制 损伤CW 使蛋白质变性（细胞膜，E失活）抑制脱氢酶，
38、氧化酶活性。NoImageCncnc-microNoImage有机化合物有机化合物甲醛：纯甲醛为气体，3740水溶液为福尔马林。醇是脱水剂蛋白质变性剂,70乙醇杀菌效果最好。酚：35的石碳酸溶液几分钟即可致死细菌,甲酚杀菌力最强，煤酚皂液（来苏尔）为甲酚和肥皂的混合液。Cncnc-microNoImage氧化剂氧化剂K2MnO4使菌体蛋白质氧化，使酶失活。77777 013浓度可用于皮肤，果品、餐具、消毒。H2O2清洗伤口。Cncnc-microNoImage酪AA+I2二碘酪氨酸 卤素 碘杀菌力强，37碘溶于7083的乙醇中成碘酒。氯及氯化物常用于水及食品消毒与水结合放出原子氧（O）用于消毒
39、。上下氯，碘是常用的消毒剂氯，碘是常用的消毒剂Cncnc-microNoImage染色剂干扰菌体氧化还原电位 阻碍芽孢的形成。NoImageCncnc-microNoImage表面活性剂具有降低表面张力效应的物质叫表面活性剂。常用的有新吉尔灭等，去污剂，肥皂等。一落表面张力降低可抑菌或杀菌。五彩缤纷 Cncnc-microNoImage抗代谢物(antimetabolite)有些化合物在结构上与生物体所必需的代谢物很相似，以至可以和特定的酶结合，从而阻碍了酶的功 能。干扰代谢的正常代谢。这些物质称为抗代谢物。NoImageCncnc-microNoImage叶酸 磺胺类药物 氨基酸 5甲基色氨
40、酸 吡哆醇 异烟肼 嘌呤 6巯基嘌呤抗代谢物代谢物二氢蝶啶二氢蝶啶二氢蝶酸二氢蝶酸二氢叶酸二氢叶酸四氢叶酸四氢叶酸核核 酸酸氨基酸氨基酸前前 体体 PABA酶酶酶酶酶酶GluTMPCOOHH2NNH2SO2RCOOHH2NNH2SO2R磺胺药(sulphonamides,sulfa drugs)抑菌机理 TMP:三甲基苄二氨嘧啶 (磺胺增效剂)磺胺是由微生物在代谢过程中产生（有的可人工合成）具 有一定浓度下抑制或杀死其他微生物的有机化合物。F 抗生素(antibiotic)抗生素对微生物的影响有以下四抗生素对微生物的影响有以下四方面：方面：(1)抑制微生物细胞壁合成：青霉抑制微生物细胞壁合成：
41、青霉素素(2)破坏微生物的细胞质膜破坏微生物的细胞质膜 (3)抑制蛋白质合成抑制蛋白质合成(4)干扰核酸的合成干扰核酸的合成 英国科学家A.Fleming爵士青霉素地发现者与弗莱明共同获得1945年诺贝尔生理学和医学奖.1940提纯出青霉素澳大利亚病理学家霍华德.弗罗里白点是强度各异的抗生素，最底下的青霉素白点是强度各异的抗生素，最底下的青霉素完全没有黑环，显示它对链球菌已毫无作用完全没有黑环，显示它对链球菌已毫无作用 抗药性抗药性(antibiotic resistance)(antibiotic resistance)菌体内产生了钝化或分解药菌体内产生了钝化或分解药物的酶物的酶,如如bet
42、a-beta-内酰胺酶可内酰胺酶可使青霉素开环而失去抑菌作用使青霉素开环而失去抑菌作用F F 改变细胞膜的透性而导致抗药性改变细胞膜的透性而导致抗药性细胞内被药物作用的部位发生了细胞内被药物作用的部位发生了改变，目前典型的例子是核糖体改变，目前典型的例子是核糖体发生了改变。发生了改变。J J 抗生素抗生素 核糖体核糖体结合结合 蛋白蛋白质不能合成质不能合成菌株发生了变异菌株发生了变异把进入细胞把进入细胞中的抗生素中的抗生素排出排出含药物抗性基因的R质粒基因可编码产生多种新酶，使抗生素失活美国弗吉尼亚州超级菌肆虐美国弗吉尼亚州超级菌肆虐 22家学校关闭停课家学校关闭停课 中新网中新网10月月19
43、日电日电 美国弗吉尼亚州近日爆发超级金黄美国弗吉尼亚州近日爆发超级金黄葡萄球菌，一名葡萄球菌，一名17岁高中生病死，当局下令南部岁高中生病死，当局下令南部22家学家学校前日关闭停课，彻底清洁避免病菌散播。校前日关闭停课，彻底清洁避免病菌散播。高中生邦兹留院逾一周后，延至本周一不治病逝，高中生邦兹留院逾一周后，延至本周一不治病逝，死因是感染到抗药性金黄色葡萄球菌，这病毒曾引起全死因是感染到抗药性金黄色葡萄球菌，这病毒曾引起全球医疗恐慌。球医疗恐慌。美国医学会杂志本周二刊登研究报告指，美国医学会杂志本周二刊登研究报告指，2019年估计有年估计有1.9万名美国人死于抗药性金黄色葡萄球菌，数万名美国人
44、死于抗药性金黄色葡萄球菌，数字比原先估计高一倍。如果推测的死亡数字无误，死于字比原先估计高一倍。如果推测的死亡数字无误，死于抗药性金黄色葡萄球菌的人数，超过每年死于感染艾滋抗药性金黄色葡萄球菌的人数，超过每年死于感染艾滋病病毒、帕金逊症、肺气肿或谋杀案的人。病病毒、帕金逊症、肺气肿或谋杀案的人。虽然抗药性金黄色葡萄球菌可用其他药物治疗，但使虽然抗药性金黄色葡萄球菌可用其他药物治疗，但使用用盘尼西林或有关抗生素却没有效用盘尼西林或有关抗生素却没有效用。抗药性金黄色葡。抗药性金黄色葡萄球菌可经皮肤接触或共用物件传染，受感染的人士用萄球菌可经皮肤接触或共用物件传染，受感染的人士用过的毛巾或运动设备等
45、都可以散播病毒，有伤口更容易过的毛巾或运动设备等都可以散播病毒，有伤口更容易传染。葡萄球菌可在约三分之一人口的皮肤及鼻腔内发传染。葡萄球菌可在约三分之一人口的皮肤及鼻腔内发现，会导致出疹症状，但偶然会严重感染肺部、肾脏及现，会导致出疹症状，但偶然会严重感染肺部、肾脏及其他器官。其他器官。可怕的抗药性可怕的抗药性第一次用药剂量要足 避免在一个时期或长期多次使用同种抗生素 不同抗生素（或其他药物）混合使用 对现有抗生素改造 筛选新抗生素 可怕的抗药性可怕的抗药性避免方法（避免方法（antibiotic resistance)antibiotic resistance)Cncnc-micro七、菌种
46、的复壮与保藏七、菌种的复壮与保藏菌种的退化：菌种的退化：微生物在进化过程中遗传性能的负变异。微生物在进化过程中遗传性能的负变异。退化的表现：菌落和细胞形态的改变；生长速度变慢，产退化的表现：菌落和细胞形态的改变；生长速度变慢，产孢子越来越少；代谢产物生产能力或其对寄主寄生能力的孢子越来越少；代谢产物生产能力或其对寄主寄生能力的下降；在抗不良环境条件（抗噬菌体、抗低温等）的能力下降；在抗不良环境条件（抗噬菌体、抗低温等）的能力减弱。减弱。复壮：在菌种的生产性能尚未衰退前就经常有意识地进行复壮：在菌种的生产性能尚未衰退前就经常有意识地进行纯种分离和生产性能的测定工作，以期菌种的生产性能逐纯种分离和
47、生产性能的测定工作，以期菌种的生产性能逐步有所提高。步有所提高。复壮的方法：复壮的方法：(1)纯种分离纯种分离(2)通过寄主进行复壮通过寄主进行复壮(3)联合复壮联合复壮 对退化菌株还可用高剂量的紫外辐射和低剂量的对退化菌株还可用高剂量的紫外辐射和低剂量的DTG联合处理进行复壮。联合处理进行复壮。（4）淘汰已衰退的个体）淘汰已衰退的个体 菌种的保藏 保藏的原理是根据微生物的生理、生化特性、创保藏的原理是根据微生物的生理、生化特性、创造人工条件，如低温、干燥、缺氧、贫乏培养基造人工条件，如低温、干燥、缺氧、贫乏培养基和添加保护剂等，使微生物处于代谢极微弱、缓和添加保护剂等，使微生物处于代谢极微弱
48、、缓慢，生长繁殖受抑制的休眠状态。慢，生长繁殖受抑制的休眠状态。保藏方法有如下几类：保藏方法有如下几类：(1)定期移植法定期移植法 (2)干燥法干燥法(3)隔绝空气法隔绝空气法 (4)蒸馏水悬浮法蒸馏水悬浮法(5)综合法综合法：低温、干燥、隔绝空气：低温、干燥、隔绝空气菌 种保藏法生活态传代培养保藏法连续在培养基上（内）移种连续在活寄主上（内）多种干法藏 在 玻 璃管内滴入小试管（再放入大试管干燥器中封入安瓿菌液直接真空干燥法又称L-干燥法冷冻真空干燥法冷冻真空干燥法*吸 附 在 合适 的 载 体上细料状载体 土壤砂粒土壤+砂粒球块状载体硅胶瓷球薄片状载体滤纸片明胶小片（滴在蜡纸上干燥而成血清
49、蛋白小片（滴在聚乙烯薄上干燥而成薄片状载体曲料麦粒固体斜面半固体琼脂柱 液体介质蒸馏水其他悬液休眼态*湿 法*思考题 1、微生物的生长曲线各个时期的特征、微生物的生长曲线各个时期的特征?微生物生微生物生长曲线如何指导废水生物处理？长曲线如何指导废水生物处理？2、温度、温度、pH、溶解氧如何影响微生物生长？、溶解氧如何影响微生物生长？3、各种物理灭菌方式的灭菌原理和机制？、各种物理灭菌方式的灭菌原理和机制？4、各种化学因素灭菌的原理和机制？、各种化学因素灭菌的原理和机制？5、如何使退化的菌种复壮？如何保藏菌种？、如何使退化的菌种复壮？如何保藏菌种？6、污水生物处理系统中为何会发生活性污泥膨、污水生物处理系统中为何会发生活性污泥膨胀？如何控制控制活性污泥膨胀？胀？如何控制控制活性污泥膨胀？
