第六章微生物的生長(zhǎng)與環(huán)境因子-wenkub
2022-08-29 13:24:35 本頁(yè)面
【正文】 細(xì)胞所需要的時(shí)間，稱為 代時(shí) 。該方法要在顯微鏡下進(jìn)行。 二、微生物生長(zhǎng)量的測(cè)定方法 （一）微生物細(xì)胞數(shù)目的檢測(cè)法 1。 間接法 （比濁法，碳、氮含量法， DNA測(cè)定法等） 原理： 將 1mm2 400小格，從中均勻分布地選取 80小格，計(jì)數(shù)其中的細(xì)胞數(shù)目，換算成單位體積中的細(xì)胞數(shù)。 應(yīng)用： 可同時(shí)計(jì)數(shù)不同微生物的菌數(shù)，適于土壤、牛奶中細(xì)菌計(jì)數(shù)。 將定量的樣品通過(guò)薄膜（硝化纖維素薄膜、醋酸纖維薄膜）過(guò)濾，菌體被阻留在濾膜上，取下濾膜進(jìn)行培養(yǎng)，然后計(jì)算菌落數(shù)，可求出樣品中所含菌數(shù)。 舉例：大腸桿菌一個(gè)細(xì)胞一般重約 10–12~10–13g，液體培養(yǎng)物中細(xì)胞濃度達(dá)到 2 109個(gè) /ml時(shí) ，100ml培養(yǎng)物可得 10~90mg干重的細(xì)胞 。 ?測(cè)含氮量 蛋白質(zhì)是細(xì)胞的主要物質(zhì)，含量穩(wěn)定，而氮是蛋白質(zhì)的主要成分，通過(guò)測(cè)含氮量就可推知微生物的濃度。培養(yǎng)的方法有： 分批培養(yǎng) 和 連續(xù)培養(yǎng) 這兩種方法既可用于純種培養(yǎng)，也可用于混合 1 分批培養(yǎng) （ batch culture） ： 分批培養(yǎng) （ batch culture） ：將微生物置于一定容積的定量的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，培養(yǎng)基一次性加入。 單批培養(yǎng) 恒濁法 恒化法 單批培養(yǎng) 連續(xù)培養(yǎng) 時(shí)間 連續(xù)流入 新鮮培養(yǎng)液 lg細(xì)胞數(shù)（個(gè)/ml） 連續(xù)培養(yǎng) （ 1）連續(xù)培養(yǎng)原理 恒化連續(xù)培養(yǎng) 概念 ：以恒定流速使?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)濃度恒定而保持細(xì)菌生長(zhǎng)速率恒定的方法。 應(yīng)用范圍： 實(shí)驗(yàn)室科學(xué)研究及污水生物處理。 特點(diǎn)： 基質(zhì)過(guò)量，微生物始終以最高速率進(jìn)行生長(zhǎng)，并可在允許范圍內(nèi)控制不同的菌體密度；但工藝復(fù)雜，煩瑣。 (P116) 典型的生長(zhǎng)曲線 （ Growth curve） 延滯期 對(duì)數(shù)期 穩(wěn)定期 衰亡期 時(shí)期的劃分：按照生長(zhǎng)速率常數(shù)（ growth race constant）不同 加速期 減速期 其它名稱：遲滯期、調(diào)整期、適應(yīng)期 ： 活菌數(shù)沒(méi)增加，曲線平行于橫軸。 特點(diǎn)： 生長(zhǎng)速率最大，即代時(shí)最短 菌體大小、形態(tài)、生理特征等比較一致 代謝最旺盛 細(xì)胞對(duì)理化因素較敏感 影響因素： 菌種 代謝產(chǎn)物 營(yíng)養(yǎng)物濃度 ﹡ 氧氣 延長(zhǎng)措施： 定時(shí)定量加入營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，同時(shí)排出代謝產(chǎn)物，或使用連續(xù)培養(yǎng)。 ③此時(shí)期的微生物開始 合成次生代謝產(chǎn)物 ，對(duì)于發(fā)酵生產(chǎn)來(lái)說(shuō)，一般在穩(wěn)定期的后期產(chǎn)物積累達(dá)到高峰，是最佳的收獲時(shí)期。 ② 細(xì)胞進(jìn)行內(nèi)源性呼吸（因?yàn)闋I(yíng)養(yǎng)缺乏），出現(xiàn)多形態(tài)、畸形或衰退形，芽孢開始釋放?？梢杂镁z干重作為衡量生長(zhǎng)的指標(biāo)，即以時(shí)間為橫坐標(biāo)，以菌絲干重為縱坐標(biāo)，繪制生長(zhǎng)曲線。 衰退期 :菌絲體干重下降，到一定時(shí)期不再變化。也分為三個(gè)時(shí)期： SBR（序批法間歇曝氣器）即是該原理的應(yīng)用。故 一般在廢水生物處理工程中，常利用減速生長(zhǎng)期或內(nèi)源呼吸初期的微生物的生長(zhǎng)、活動(dòng)，使廢水中的有機(jī)物穩(wěn)定化，并取得較好的處理效果。溫度變化影響酶促反應(yīng)速率，最終影響細(xì)胞合成。對(duì)生長(zhǎng)有影響。 微生物 ? 處于最適生長(zhǎng)溫度時(shí)，生長(zhǎng)速度最快，代時(shí)最短。 （ 1）Ｅ系在低溫下仍能起催化作用 （ 2）細(xì)胞膜含較多的 不飽合脂肪酸 在低溫下仍具有通透性。 分段控制方式： 0~5小時(shí)， 30 ℃ ； 5~40小時(shí)， 25 ℃ ； 40~125小時(shí)， 20 ℃ ； 125~165小時(shí)， 25 ℃ 。 低溫對(duì)微生物的影響 當(dāng)環(huán)境溫度低于微生物的最適生長(zhǎng)溫度時(shí)，微生物的生長(zhǎng)繁殖停止， 用于保存食物和菌種 。分為巴斯德消毒和煮沸消毒法。利用具有高度選擇毒力的化學(xué)物質(zhì) 抑制 宿主體內(nèi)病源微生物的生長(zhǎng)繁殖，以達(dá)到治療該傳染病的一種措施 二、 pH pH值 對(duì)微生物生長(zhǎng)的影響機(jī)制 ◆ 影響膜表面電荷的性質(zhì)及膜的通透性，進(jìn)而影響對(duì)物質(zhì)的吸收能力。 微生物 pH值 最低 最適 最高 Thiobacillus thiooxidans 氧化硫硫桿菌 ~ Lactobacillus acidophilus 嗜酸乳桿菌 ~ ~ Rhizobium japonicum 大豆根瘤菌 ~ Azotobacter chroococcum 圓褐固氮 ~ Nitrosomonas sp. 硝化單胞菌 ~ Acetobacter aceti 醋化醋桿菌 ~ ~ ~ Staphylococcus aureus 金黃葡球菌 ~ Chlorobium limicola 泥生綠菌 Thurmus aquaticus 水生棲熱菌 ~ Aspergillus niger 黑曲霉 ~ 一般放線菌 ~ 一般酵母菌 ~ 不同微生物的生長(zhǎng) pH值范圍 同一種微生物在其不同的生長(zhǎng)階段和不同的生理生化過(guò)程中，對(duì) pH值的要求也 不同 。 四、溶解氧 微生物對(duì)氧的需要和耐受力在不同的類群中變化很大，根據(jù)微生物與氧的關(guān)系 ,可把它們分為幾種類群 : 專性好氧菌 : 好氧菌 微好氧菌： 兼性厭氧菌 耐氧厭氧菌： 厭氧菌 (專性 )厭氧菌： 專性好氧菌 （ strict aerobe） P128 ? 必須在有分子氧的條件下才能生長(zhǎng)，有完整的呼吸鏈，以分子氧作為最終氫受體，細(xì)胞含有超氧物歧化酶（ SOD，superoxide dismutase） 和過(guò)氧化氫酶。 紫外線殺菌或誘變?cè)恚? ? 紫外線 作用于 DNA ，使其產(chǎn)生 胸腺嘧啶二聚體 ，引起 DNA結(jié)構(gòu)變形，阻礙正常的堿基配對(duì)，從而造成微生物 變異或死亡。 ? 光復(fù)活現(xiàn)象： 經(jīng)紫外線照射的微生物，在可見光下，光可以激活 DNA修復(fù)酶，該酶能修復(fù) DNA上的損傷，使微生物的突變率或死亡率下降
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