【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 S 。同時(shí)由于土壤中缺氧，硫化作用停止或微弱，以致H2S累積太多，毒害作物根系。水稻田中施有機(jī)肥料不均勻，常引起H2S毒害而發(fā)生水稻秧苗爛根現(xiàn)象。氨的氧化（硝化作用）l 硝化細(xì)菌將氨氧化，釋放能量同化CO2合成細(xì)胞物質(zhì)。l 硝化細(xì)菌可分為兩個(gè)亞群：亞硝酸細(xì)菌和硝酸細(xì)菌。對(duì)農(nóng)業(yè)和環(huán)境的影響：1硫的氧化（硫化作用）l 硫化細(xì)菌能利用一種或多種還原態(tài)或部分還原態(tài)硫化合物(包括硫化物、元素硫、硫代硫酸鹽、多硫酸鹽和亞硫酸鹽)作能源，最后生成H2SO4的過(guò)程。硫化作用對(duì)農(nóng)業(yè)和環(huán)境的影響l 產(chǎn)生SO42，作為植物直接吸收S素物質(zhì)；解除H2S毒害和除臭；使土壤的微域環(huán)境酸化，促進(jìn)難溶S素的有效化，但同時(shí)可能導(dǎo)致作物酸害。1指出硝化細(xì)菌培養(yǎng)基Ⅰ的C源、N源、能源分別是什么？ 硝化細(xì)菌培養(yǎng)基Ⅰ：(NH4)、K2HPO41g、蒸餾水1000ml。1指出反硝化細(xì)菌培養(yǎng)基的C源、N源、能源分別是什么？ 反硝化細(xì)菌培養(yǎng)基：、酒石酸鉀鈉20g、蒸餾水1000ml、。指出硝化細(xì)菌培養(yǎng)基Ⅰ的C源、N源、能源分別是什么？ 硝化細(xì)菌培養(yǎng)基Ⅰ：(NH4)、K2HPO41g、蒸餾水1000ml。指出反硝化細(xì)菌培養(yǎng)基的C源、N源、能源分別是什么？ 反硝化細(xì)菌培養(yǎng)基：、酒石酸鉀鈉20g、蒸餾水1000ml、。第5章 微生物的生長(zhǎng)和控制細(xì)菌細(xì)胞數(shù)目的測(cè)定方法：總菌數(shù) 活菌數(shù)（1） 顯微鏡直接計(jì)數(shù)法 這種方法只適用于細(xì)菌等單細(xì)胞的微生物類群。測(cè)定是需用細(xì)菌計(jì)數(shù)器（適用于細(xì)菌）或血球計(jì)數(shù)板（適用于真菌孢子、酵母菌等）在普通光學(xué)或相差顯微鏡下直接觀察并記錄一定體積中的平均細(xì)胞數(shù)。換算出供測(cè)的樣品的細(xì)胞數(shù)。用于直接計(jì)數(shù)法的菌懸液濃度不宜過(guò)高或過(guò)低。一般細(xì)菌數(shù)應(yīng)控制在10 個(gè)/ml，酵母菌和真菌孢子應(yīng)為10 –10 個(gè)/ml?；钴S運(yùn)動(dòng)的細(xì)菌應(yīng)先將其用甲醛殺死或適度加熱以使其停止運(yùn)動(dòng)。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是快捷簡(jiǎn)便、容易操作；缺點(diǎn)是不能區(qū)分活細(xì)胞以及形狀與微生物相似的顆粒性雜質(zhì)。（2） 比濁法 這是測(cè)定懸液中細(xì)胞總數(shù)的快速方法。原理是懸液中細(xì)胞數(shù)量越多，濁度越大，在一定濃度范圍內(nèi)，懸液中的細(xì)菌細(xì)胞濃度與光密度（OD值）成正比，與透光度成反比。因此，可使用光電比色計(jì)測(cè)定。需要預(yù)先測(cè)定光密度與細(xì)菌數(shù)目的關(guān)系曲線，然后根據(jù)此曲線查得待測(cè)樣品中細(xì)菌數(shù)。由于細(xì)菌細(xì)胞濃度僅在一定的范圍內(nèi)與光密度成直線關(guān)系，因此，要調(diào)節(jié)好待測(cè)菌懸液細(xì)胞濃度。培養(yǎng)液的顏色也不宜過(guò)深，顆粒性雜質(zhì)也會(huì)干擾測(cè)定結(jié)果。本法常用于跟蹤觀察培養(yǎng)過(guò)程中細(xì)菌數(shù)目的消長(zhǎng)情況。如細(xì)菌生長(zhǎng)曲線的測(cè)定和工業(yè)生產(chǎn)上的發(fā)酵罐中的細(xì)菌生長(zhǎng)情況等?；罴?xì)菌數(shù)量的測(cè)定是測(cè)定具有繁殖能力的細(xì)菌數(shù)量的方法。在大多數(shù)情況下，人們更關(guān)心的是計(jì)算活菌數(shù)。（1） 稀釋平皿測(cè)數(shù)法 理論上可以認(rèn)為在高濃度的稀釋條件下，微生物細(xì)胞充分分散成單個(gè)細(xì)胞存在的形式，每個(gè)活的單細(xì)胞均能繁殖形成一個(gè)菌落，因此可以用平皿培養(yǎng)的方法使每一個(gè)活細(xì)胞生長(zhǎng)并形成一個(gè)單獨(dú)的菌落，通過(guò)統(tǒng)計(jì)長(zhǎng)出的菌落數(shù)來(lái)推算待測(cè)樣品的活菌數(shù)。具體做法像稀釋平皿分離法一樣，先將待測(cè)樣品作一系列倍比稀釋，將定量的稀釋液接種到瓊脂培養(yǎng)基上作平皿培養(yǎng)，根據(jù)平皿上出現(xiàn)的菌落數(shù)，便可以推算出待測(cè)樣品中的活菌數(shù)。本方法是迄今為止仍廣泛采用的主要活菌計(jì)數(shù)方法之一。缺點(diǎn)是由于供實(shí)驗(yàn)用的培養(yǎng)基和實(shí)驗(yàn)條件的限制，在混合微生物樣品中并非所有細(xì)菌都能形成肉眼可見(jiàn)的菌落。而且在實(shí)際操作中難以做到使所有細(xì)胞完全分開(kāi)，即不能保證每個(gè)菌落都是由單個(gè)細(xì)胞分裂而來(lái)，所以現(xiàn)在多用菌落形成單位來(lái)表示樣品中活細(xì)菌數(shù)。具體操作可采用傾注平板法或涂布平板法來(lái)進(jìn)行測(cè)數(shù)。（2） 最大概率法 將待測(cè)樣品在定量的培養(yǎng)液中作一系列稀釋培養(yǎng)。在一定稀釋度數(shù)以前的培養(yǎng)液中出現(xiàn)細(xì)菌生長(zhǎng)，而在這個(gè)稀釋度后的培養(yǎng)液中不出現(xiàn)細(xì)菌生長(zhǎng)。將最后的三級(jí)有菌生長(zhǎng)的稀釋度稱為臨界級(jí)數(shù)，從重復(fù)的三個(gè)臨界級(jí)數(shù)求得最大概率數(shù)（MPN），可以計(jì)算出樣品單位體積中細(xì)菌的近似值。以5次重復(fù)為例，某一細(xì)菌在稀釋法中的生長(zhǎng)情況如下：最大概率法特別適合于含菌量少的樣品或一些在固體培養(yǎng)基上不容易生長(zhǎng)的細(xì)菌樣品的測(cè)數(shù)，如測(cè)定土壤微生物中的特定生理類群（如氨化、硝化、纖維分解、自生固氮、根瘤菌、硫化和反硫化細(xì)菌等）的數(shù)量和檢測(cè)污水、牛奶及其食品中特殊微生物類群的細(xì)菌數(shù)量。其缺點(diǎn)是只能進(jìn)行特殊生理類群的測(cè)定，結(jié)果也比較粗放。（3） 濃縮法（濾膜法）對(duì)于測(cè)定象空氣、水等體積大而且含菌濃度較低的樣品中的活菌數(shù)，應(yīng)將待測(cè)樣品通過(guò)微孔薄膜（硝酸纖維素薄膜）過(guò)濾富集，再與膜一起防到合適的培養(yǎng)基或浸有培養(yǎng)液的支持物表面上培養(yǎng)，最后可根據(jù)菌落數(shù)推算出樣品中含菌數(shù)。活細(xì)菌重量變化曲線 細(xì)菌內(nèi)源呼吸增長(zhǎng)率上升階段 及細(xì)菌大量死亡階段 mg/L 活細(xì)菌重量t0 時(shí)間 t` 增長(zhǎng)率下降階段一、 細(xì)菌純培養(yǎng)的群體生長(zhǎng)規(guī)律細(xì)菌的生長(zhǎng)曲線將少量單細(xì)胞純培養(yǎng)接種到一恒定容積的新鮮液體培養(yǎng)基中，在適宜的條件下培養(yǎng)，定時(shí)取樣測(cè)定細(xì)菌含量，可以看到以下現(xiàn)象：開(kāi)始有一短暫時(shí)間，細(xì)菌數(shù)量并不增加，隨之細(xì)菌數(shù)目增加很快，繼而細(xì)菌數(shù)又趨穩(wěn)定，最后逐漸下降。如果以培養(yǎng)時(shí)間為橫坐標(biāo)，以細(xì)菌數(shù)目的對(duì)數(shù)或生長(zhǎng)速度為縱坐標(biāo)作圖，可以得到曲線，稱為細(xì)菌的生長(zhǎng)曲線。對(duì)單細(xì)胞微生物而言，雖然生長(zhǎng)和繁殖是兩個(gè)不同的概念，但由于在測(cè)定方法上，多以細(xì)菌數(shù)增加(即繁殖)作為生長(zhǎng)指標(biāo)，它們的繁殖也可視為群體的生長(zhǎng)，所以，繁新的適宜的環(huán)境中生長(zhǎng)繁殖直至衰老死亡全過(guò)程的動(dòng)態(tài)變化。根據(jù)細(xì)菌生長(zhǎng)繁殖速率的不同，可將生長(zhǎng)曲線大致分為延遲期、對(duì)數(shù)期、調(diào)整期或滯留適應(yīng)期。（一）延遲期當(dāng)細(xì)菌被接種到新鮮培養(yǎng)基中，開(kāi)始一段時(shí)間內(nèi)，通常不立即進(jìn)行細(xì)胞分裂、增殖，生長(zhǎng)速率近于零，細(xì)胞數(shù)目幾乎保持不變，甚至稍有減少，這段時(shí)間被稱為遲緩期。①特征遲緩期是細(xì)胞分裂啟動(dòng)之前的恢復(fù)或調(diào)整期。而不是生長(zhǎng)的休眠或停留期。遲緩期細(xì)胞的主要特征是代謝活躍，體積增大，從介質(zhì)中快速吸收各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，大量合成細(xì)胞分裂所需的酶類，ATP和其他細(xì)胞成分，為細(xì)胞分裂作準(zhǔn)備。由于細(xì)胞重量持續(xù)增大，因此重量圖中沒(méi)有類似的遲緩期。②產(chǎn)生原因遲緩期可以很長(zhǎng)，也可以很短甚至不明顯。遲緩期的形成有多種原因。但都與接種細(xì)菌的狀態(tài)有關(guān)。接種細(xì)菌時(shí)的狀態(tài)大體有以下幾種情況Ⅰ.接種生長(zhǎng)對(duì)數(shù)期的細(xì)菌n處于生長(zhǎng)對(duì)數(shù)期的培養(yǎng)物被接種到與原先同樣的生長(zhǎng)條件和同樣培養(yǎng)基中后，幾乎能夠以同樣速率進(jìn)行對(duì)數(shù)生長(zhǎng)，遲緩期不明顯；Ⅱ. 接種生長(zhǎng)穩(wěn)定期或衰亡期的細(xì)菌如果被接種的是處于生長(zhǎng)穩(wěn)定期或衰亡期的培養(yǎng)物，即使此時(shí)培養(yǎng)物中所有細(xì)胞都是活的，遲緩期也會(huì)發(fā)生。這是因?yàn)榉€(wěn)定期細(xì)胞生理上已經(jīng)衰老，其合成機(jī)制處于損傷狀態(tài)，基本耗盡了各種輔酶或其他細(xì)胞成分，因而需要一定時(shí)間進(jìn)行生理修復(fù)和物質(zhì)的再合成。Ⅲ.接種受損細(xì)胞n如果接種菌是因熱、輻射或有毒化學(xué)物質(zhì)處理而受到損傷的細(xì)菌，遲緩期也會(huì)發(fā)生，因?yàn)榧?xì)胞需要時(shí)間修復(fù)這種損傷。Ⅳ.接種富集培養(yǎng)基的細(xì)菌n當(dāng)細(xì)菌被從營(yíng)養(yǎng)豐富的培養(yǎng)基轉(zhuǎn)移到營(yíng)養(yǎng)貧乏培養(yǎng)基后，為了合成新培養(yǎng)基中所缺乏的某種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)以滿足自身生長(zhǎng)，結(jié)果也導(dǎo)致遲緩期的出現(xiàn)。此外，菌種的遺傳特性和接種體積的大小也會(huì)影響遲緩期的長(zhǎng)短。③縮短遲緩期的方法（1）采用最適種齡(處于對(duì)數(shù)期的菌種)（2）增大接種量，一般來(lái)說(shuō)，接種量大，則遲緩期短，反之則長(zhǎng)。（3）接種到營(yíng)養(yǎng)豐富的天然培養(yǎng)基中的微生物，要比接種到營(yíng)養(yǎng)單調(diào)的組合培養(yǎng)基中的遲緩期短。所以，一般要求發(fā)酵培養(yǎng)基的成分與種子培養(yǎng)基的成分盡量接近，且應(yīng)適當(dāng)豐富些。（二）對(duì)數(shù)期一旦細(xì)菌細(xì)胞的生理修復(fù)或調(diào)整完成，遲緩期即告結(jié)束，細(xì)胞開(kāi)始進(jìn)入快速分裂階段。這一時(shí)期細(xì)胞數(shù)目的增加以2n級(jí)數(shù)進(jìn)行，細(xì)菌的數(shù)目X的增長(zhǎng)率只與細(xì)菌的初始數(shù)量有關(guān)。①特點(diǎn)菌體高速生長(zhǎng)，生長(zhǎng)速率常數(shù)最大，增代時(shí)間和原生質(zhì)增倍的時(shí)間最短。生長(zhǎng)繁殖速度易受培養(yǎng)溫度的影響，應(yīng)該盡量接近最適生長(zhǎng)溫度。處于該階段前期的細(xì)胞對(duì)理化因素影響仍很敏感。d)菌體大小、形態(tài)、生理特征比較一致，大多是單個(gè)存在。②細(xì)菌代時(shí)的計(jì)算（三）穩(wěn)定期如果對(duì)數(shù)期的細(xì)胞分裂不受節(jié)制的連續(xù)進(jìn)行，理論上一個(gè)代時(shí)為20 min。重10—12g的細(xì)菌，經(jīng)過(guò)48h的對(duì)數(shù)生長(zhǎng)之后，其群體重量可達(dá)到地球重量的4000倍。然而由于營(yíng)養(yǎng)物的有限，這種情況不會(huì)發(fā)生。在一個(gè)封閉的系統(tǒng)中，細(xì)菌的對(duì)數(shù)生長(zhǎng)只能維持一個(gè)短暫的時(shí)期，最終生長(zhǎng)將會(huì)降低，代時(shí)延長(zhǎng)，細(xì)胞活力減退。此時(shí)新生的細(xì)胞數(shù)目與死亡的細(xì)胞數(shù)目相等，總菌數(shù)達(dá)到最大值，活菌數(shù)保持恒定。圖中的生長(zhǎng)速率為一定值，故將其稱為穩(wěn)定期。相當(dāng)于重量生長(zhǎng)曲線中的生長(zhǎng)率下降階段。特征：穩(wěn)定期細(xì)胞的特征是從生理上的年輕轉(zhuǎn)化為衰老，表現(xiàn)為細(xì)菌的代謝活力鈍化，細(xì)胞含有較少的核糖體，RNA和蛋白質(zhì)合成緩慢，mRNA的水平低下，因此細(xì)胞的生長(zhǎng)變得不平衡，細(xì)胞的形狀有的也發(fā)生改變。因不能維持細(xì)胞壁的合成與修復(fù)，細(xì)胞的染色特點(diǎn)也發(fā)生變化，如G+轉(zhuǎn)變?yōu)镚。但此時(shí)細(xì)胞的很多功能，如能量代謝和某些生物合成過(guò)程還在繼續(xù)進(jìn)行，生物化工中作為產(chǎn)品的某些細(xì)菌代謝產(chǎn)物如抗生素和某些酶就是在穩(wěn)定期，特別是在對(duì)數(shù)期與穩(wěn)定期轉(zhuǎn)換階段所產(chǎn)生的。某些細(xì)菌的芽孢產(chǎn)生也發(fā)生在穩(wěn)定期。出現(xiàn)原因：由于營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消耗，代謝產(chǎn)物積累和pH等環(huán)境變化，逐步不適宜于細(xì)菌生長(zhǎng)，導(dǎo)致生長(zhǎng)速率降低直至零(即細(xì)菌分裂增加的數(shù)量等于細(xì)菌死亡數(shù))。（四）死亡期如果處于穩(wěn)定期的細(xì)菌繼續(xù)培養(yǎng)，細(xì)胞的死亡率將逐漸增加，最終群體中活的細(xì)胞數(shù)目將以對(duì)數(shù)速率急劇下降，此階段就被稱為死亡期。特征死亡期細(xì)胞的總數(shù)雖然鏡檢直接計(jì)數(shù)可能會(huì)保持不變，但間接菌落計(jì)數(shù)檢測(cè)到的活細(xì)胞數(shù)目卻在減少，同時(shí)伴隨著細(xì)胞的裂解或自溶可釋放出一些代謝產(chǎn)物，如氨基酸、轉(zhuǎn)化酶、外膚酶或抗生素等。個(gè)體細(xì)胞呈現(xiàn)多種形態(tài)，有時(shí)產(chǎn)生畸形，細(xì)胞大小懸殊，有的細(xì)胞內(nèi)含很多的空泡，G+染色反應(yīng)轉(zhuǎn)變成G—染色反應(yīng)。死亡期的長(zhǎng)短與對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期一樣在不同微生物中變化是很大的，主要與菌種的遺傳特性有關(guān)。有些細(xì)菌的培養(yǎng)物經(jīng)歷所有的各個(gè)生長(zhǎng)時(shí)期，幾