第七章微生物生长繁殖7

污染控制微生物学 1. 绪论Æ 2. 原核微生物Æ 3. 真核微生物Æ 4. 非细胞生物——病毒Æ 5. 微生物的营养Æ 7. 微生物的代谢Æ 6. 微生物的生长繁殖Æ8.微生物的生态Æ 9.微生物的遗传和变异Æ 10.废水生物处理基本原理和主要微生物类群Æ 11.厌氧生物学原理及厌氧生物处理技术Æ 12.水体的富营养化和氮磷的去除Æ 13.污染控制微生物学的应用Æ 14.生物修复技Æ6. 微生物的生长繁殖 6.1 概述M 6.2 微生物的分纯与培养M 6.3 微生物生长量的测定M 6.4 微生物的群体生长规律M 6.5 微生物的连续培养M 6.6 微生物的同步培养M 6.7 作业M6.1 概述 P122 Ø生长和繁殖统称为发育。Ø当微生物吸收营养物质后，合成新的细胞成分，使菌体的重量增加，菌体体积长大，这种现象称为生长。Ø当细胞增长到一定程度时就开始分裂，这种菌体数量增多的现象称为繁殖。Ø生长是繁殖的基础，繁殖是生长的结果。生长和繁殖虽有区别，但关系十分密切。6.2 微生物的分纯与培养 6.2.1 纯培养的概念 P122 在实验室条件下，从一个细胞或一种细菌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。6.2.2 细菌分纯方法 P122­123 （1）稀释倒平皿法 P122 （2）划线法 P122 （3）单细胞挑取法 P123 （4）利用选择培养基分离法 P123不同分纯方法的适用条件 P123表7.1 适用于分离某些生理类型较特殊的微生物选择培养基分离法局限于高度专业化的研究单细胞挑取法方法简便，多用于分离细菌划线法即可定性，又可定量，用途广泛稀释倒平皿法适用范围方法6.3 微生物生长量的测定 P123 微生物群体在生长过程中，个体的细胞体积和重量变化不易被察觉，所以，常以细胞数量的增加或以细胞群体重量的增加作为生长繁殖的指标。6.3.1 测定微生物的数量（P124）（1）显微镜直接计数法：采用计数器，染色或直接观察（2）平板计数法：培养后计数菌落（3）薄膜过滤技术法：培养后计数菌落（4）比浊法：采用比色计或分光光度计测吸光度（OD），测试前需作标准曲线。6.3.2 测定微生物的重量（P124）（1）即称重法，是测定生物量较为直接而可靠的方法，但只适用于菌体浓度较高的样品，而且要求样品中不含菌体以外的其他干物质。（2）在活性污泥法中常采用干重法来测定活性污泥的重量，以近似代表活性污泥中微生物的量，这一指标称为活性污泥浓度(MLSS) 。由于污水处理系统中成分比较复杂，测得的MLSS中含有其它非生命的固体物质再所难免。为了能够比较准确地反应活性污泥中活性微生物的量，一般采用活性污泥中有机性固体物质的浓度 MLVSS。在一般情况下， MLVSS/MLSS的比值比较固定，对于生活污水，约为 0.75。这一参数可以作为判断活性污泥活性的一个指标在工程应用中，还常采用综合指标 SVI指导生产。SVI SVI＝ 1L混合液30min静沉形成的活性污泥体积 1L混合液中悬浮固体干重 SV（mL/L） MLSS（g/L）＝œSVI值反映活性污泥的絮凝、沉淀性能，一般以介于70～100之间为宜；œSVI值过低，说明泥粒细小，无机物含量高，缺乏活性；œSVI值过高，说明污泥沉降性能不好，且已有产生膨胀现象的可能。6.3.3 其它测定微生物量的方法（1）测定含氮量：含氮量×6.25＝蛋白质量（2）DNA含量的测定：可排出生物以外因素的干扰（3）ATP含量的测定：可准确测定出具有生命活性的生物量6.4 微生物的群体生长规律Ø要研究微生物的发育过程，一般须从研究微生物的群体生长方面着手。Ø微生物群体生长规律的研究，一般有细菌纯培养和混合培养两个方面6.4.1 细菌纯培养的生长规律（1）纯培养生长曲线的作出现在参见教材P125­126（2）纯培养群体生长各时期的特点根据细菌纯培养表现出的群体生长规律，可将其划分为迟缓期、对数期、稳定期和衰亡期。微生物的生长在各时期表现出不同的特征。现在参见教材P126－1276.4.2 细菌混合培养（活性污泥）的生长规律（P132）为了描述活性污泥中微生物的生长，常采用类似于细菌纯培养的方式，通过间歇培养法获得描述其生长规律的生长曲线。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，其生长曲线与细菌纯培养的生长曲线有本质区别，但曲线所表现出的规律性与纯培养的类似。活性污泥增长曲线一般可以分为四个时期：迟缓期、对数生长期、减速生长期和内源呼吸期。请注意与细菌纯培养生长规律的比较活性污泥增长各时期的特点（1）迟缓期：微生物群体因环境的变化变现出的一个适应阶段。该阶段的主要特征是：生物量没有明显的增长，甚至还会出现略有下降的现象。这是“适者生存” 的结果。（2）对数生长期：P133 （3）减速生长期：P133 （4）内源呼吸期：P1346.4.3 微生物群体生长规律对生产实践的指导意义（1）缩短迟缓期，加速反应系统的启动过程采取哪些措施可使迟缓期缩短？缩短迟缓期的措施（提示）Ø尽量维持微生物生长环境的一致性；Ø对于废水生物处理系统的启动，接种污泥尽量选择水质和工况相同或相近的污水处理厂的剩余污泥；Ø接种量充足，可缩短迟缓期，加速反应系统的启动过程；Ø对于混合微生物反应系统，进行污泥接种时，种泥生物相的多样性是保证反应系统启动成功的重要因素。（2）利用微生物群体生长各时期的特点指导废水生物处理的生产实践其指导意义请参阅教材1346.5 微生物的连续培养现在参见教材P128­130研究微生物生长的一个重要手段 ——恒化器(Chemostat)¨工艺示意图l原理 1) 培养基中含有被试微生物生长必须的某种营养，其含量控制在限制其生长的范围内； 2) 培养管中的菌群密度由限制性营养因子的浓度决定； 3) 菌群生长速度受培养液流速控制； 4) 培养液的流速可人为控制；培养基贮罐流速控制阀培养管溢出液在恒化器内，微生物群体的密度由限制性营养成分的浓度所控制，生长速度受流速控制，流速则可任意调节。所以我们可以利用恒化器提供低水平的营养，加入的限制性营养成分是低水平的，所以很快被细菌吸收同化掉，以致恒化器中的营养浓度实际上等于零。因而在要求保持低的生长率的一些试验中，恒化器特别有用。一些天然的微生物群体因处于低营养的自然条件下，常常生长很慢，故恒化器很适合于天然微生物生态系统的实验室模型的研究。6.6 微生物的同步培养阅读教材P130­1326.7 作业（1）测定微生物生物量的方法有哪些？（2）细菌的分离方法有哪些？（3）活性污泥的生长曲线是怎样获得的？它可分为哪几个时期？各时期有什么特点？试分析活性污泥生长曲线对废水生物处理的何指导意义。