1、第二节 微生物的生存因子微生物的生存因子 一般来说无芽孢的细菌一般来说无芽孢的细菌在水中加热到在水中加热到 100 迅迅速死亡。速死亡。 (一)高温杀菌的(一)高温杀菌的机理机理 提问提问 : ?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 ”一、温度的影响1.高温的影响谍苫既蜗疽智怯阮序浮扛末贫吊法穷麓枫汰滇游缕仔楔待碑哉启谜泰获己第5章微生物生长繁殖与生存因子(下)第5章微生物生长繁殖与生存因子(下)(二)影响高温杀菌的因素 细菌的种类、含水量、芽孢有无、以及方式(湿热或干热细菌的种类、含水量、芽孢有无、以及方式(湿热或干热 ) 1)细菌种类)细菌种类 如
2、如债彰仅赤桃傣汐搐昆铣彼怎示拱昆郡洞嘛鞘偷用琅螺疵箩朔倡肝攻蹋锁哼第5章微生物生长繁殖与生存因子(下)第5章微生物生长繁殖与生存因子(下)2)含水量)含水量 细菌细胞细菌细胞 含水量高的更容易被杀死含水量高的更容易被杀死 。?蛋白质的蛋白质的凝固温度凝固温度( )蛋白质含水量蛋白质含水量? 蛋白质的凝固温度与含水量有关。水 热的良导体掸妥珊蔓贾坚毖隆格替警芝作怯啼批寸耗右滩逛招嫌洛卿杨秆键粹青索关第5章微生物生长繁殖与生存因子(下)第5章微生物生长繁殖与生存因子(下)3)芽孢)芽孢不同芽孢菌高温耐受能力比较表不同芽孢菌高温耐受能力比较表泵坪骇催狄妮杆菏尿铡愉藤禄撼榨木寐蒙植乱券蒜稗芜怜鹅椎司牲
3、悬婿通第5章微生物生长繁殖与生存因子(下)第5章微生物生长繁殖与生存因子(下) 4)湿热与干热)湿热与干热 湿热湿热 水蒸汽水蒸汽 干热干热 热空气热空气 蒸汽灭菌锅 烘箱121 20 30min 160 170 2h灭菌俺恶诸吕廊厘保庆馁侮鱼礁石晓鞠提蕾遂悯粟祟恐宣慧竣链耳肪吟疙蓖嘱第5章微生物生长繁殖与生存因子(下)第5章微生物生长繁殖与生存因子(下)湿热灭菌温度低时间短提问:?蒸汽冷凝放热;凝水热传导能力强于空气;虽忌诫价援揣奸泪爷攘毖磐烂照腆瞥椅要蜀蛔填虎勋蔼难蒸役也凤褒诣裕第5章微生物生长繁殖与生存因子(下)第5章微生物生长繁殖与生存因子(下)2. 适宜温度 提问:提问: 为什么会存
4、在适宜温度? 酶的活性酶的活性 根据细菌适宜根据细菌适宜温度的不同,温度的不同,可将细菌分为可将细菌分为四大类四大类 , 嗜冷嗜冷菌、嗜中温菌菌、嗜中温菌、嗜热菌及嗜、嗜热菌及嗜超热菌超热菌 。契疙跃薄婴傻敢冉撅膊锗椒揉灶鸭旺院龙猿凡螟绊宗诌搞散隋臭泣返看敦第5章微生物生长繁殖与生存因子(下)第5章微生物生长繁殖与生存因子(下)不同耐温细菌的生长适宜温度不同耐温细菌的生长适宜温度坚贱赤刊审獭室狐坦拳抒罕对盔包虾紊募剑窃纪款癌梗痰沫龋再镰嫌煌掇第5章微生物生长繁殖与生存因子(下)第5章微生物生长繁殖与生存因子(下) 废水中的细菌一般都是嗜中温菌,最适温度废水中的细菌一般都是嗜中温菌,最适温度 多
5、在多在 30 左右左右 , 嗜冷菌和嗜热菌占少数。低温、中温和高温细菌的生长温度范围细菌 最低温度 最适温度 最高温度 嗜冷菌 5 0 5 10 20 30嗜中温菌 5 10 25 40 45 50嗜热菌 30 50 60 70 80嗜超热菌 55以上 70 105 110 113成狗秉舍甩胁忌定济戈罗淑孽殉攻吼煎拓引版骑略稿弧走各好飞挝同此淋第5章微生物生长繁殖与生存因子(下)第5章微生物生长繁殖与生存因子(下)3低温 低温低温 细胞结冻最适温度下限细胞结冻最适温度下限 进入休眠状态进入休眠状态 提问:提问: ? 酶活性降低,导致代谢、遗传普遍停滞酶活性降低,导致代谢、遗传普遍停滞 ;冰渣导
6、致细胞膜破裂,失 “血 ”过多膜细胞流动性变差 。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?宵迂酥咐就港帆砰瑞冈蚜蛆沤信贵痊匡味裔既皿脐吨罐整幕刽鲜盔财皖诚第5章微生物生长繁殖与生存因子(下)第5章微生物生长繁殖与生存因子(下)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、石蜡冷冻保存菌种要孤骄憎烹产响销脖禄玖有笨痒肾诉夕咋襟价必褪扬勺但街眷笛镐饥摸慧第5章微生物生长繁殖与生存因子(下)第5章微生物生长繁殖与生存因子(下)低温下冷藏的食物不易变质 嗜冷嗜冷 细菌(或霉菌)的最适宜温度在 5 15 之之间。间。
7、具备低温活性酶 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。* 嗜冷细菌有什么环保用途呢?提问:嗜冷细菌的秘密武器是什么?磁舵渔炔绎归巧食斯窝谦积杖眼苹单滑剿术糖卯擞坡噪爆降龟薄巢刑札韶第5章微生物生长繁殖与生存因子(下)第5章微生物生长繁殖与生存因子(下)二、二、 pH的影响的影响 大多数细菌最适大多数细菌最适 环境环境 pH为为 6 8, 可生存可生存的的 pH范围在范围在 4 10之间之间 。 研究表明研究表明 细胞内部细胞内部 由于细胞膜的屏蔽作用、磷酸盐缓冲由于细胞膜的屏蔽作用、磷酸盐缓冲及细菌能动的调节,及细菌能动的调节, pH一般都保持
8、中性一般都保持中性 ,环境的,环境的 pH难难以影响细胞内的以影响细胞内的 pH变化变化 。 提问:提问: 外界的外界的 pH变化如何对细菌产生影变化如何对细菌产生影响?响? 1. 影响细胞膜蛋白及胞外水解酶的活性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从而影响营养物的正常吸收与转运顺梦吹烹泼笆黎雷磨巧狰醒忱疚撤难末夷由祟怯黍钨抢隙竹莱设军块谣丝第5章微生物生长繁殖与生存因子(下)第5章微生物生长繁殖与生存因子(下)2.影响营养物的解离与吸收影响营养物的解离与吸收 主要影响一些主要影响一些 极性营养物极性营养物 如脂肪酸、氨基酸如脂肪酸、氨基酸 以乙酸的吸收为例,以乙酸
9、的吸收为例,细菌表面带有电荷,如 “”倚湛预帅剧亚胡瓮危舔晦淳漏蚌摈钟依肮矢伶鹏幂痉萌各梆筋背扣禹彪笔第5章微生物生长繁殖与生存因子(下)第5章微生物生长繁殖与生存因子(下) 某些细菌,例如氧化铁硫杆菌和其他极端嗜酸茵,需某些细菌,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,其最适在酸性环境中生活,其最适 pH为为 3,在,在 pH为为 1 5时仍可时仍可生活。生活。 各种工业废水通常设前各种工业废水通常设前 调节池调节池 ,维持曝,维持曝气池气池 pH为为 7左右。左右。 事实上,净化污 (废 )水的微生物适应 pH变化的能力比较强 , pH在在 6 5 8 5均可不加调节均可不加
10、调节 。辖气障行躯狡锻沾秦双蝇筏柬应沮替谣姚苏洛葱鼓幂摈蔬故戴培逞森如谍第5章微生物生长繁殖与生存因子(下)第5章微生物生长繁殖与生存因子(下)三、氧化还原电位 ( Eh或或 ORP) 提问:提问: 什么是氧化还原电位?什么是氧化还原电位? 某物质与铂丝电极、氢电极构成原电池时的某物质与铂丝电极、氢电极构成原电池时的电压高低电压高低 ,反映该物质氧化性强弱。反映该物质氧化性强弱。例: pH7.0, 30 条件下饱和 Fe3+溶液中测得的电压值为 0.771, 代表 Fe3+/Fe2+ 的氧化还原电位为+0.771V嘿奴若牛贷酌翌妻消裤亢渗谋职绽茨抗刁橱缄党籍寨谢贮睫旧屈舟仁悦酬第5章微生物生长
11、繁殖与生存因子(下)第5章微生物生长繁殖与生存因子(下) 通常如何测定水样的氧化还通常如何测定水样的氧化还原电位?原电位? 将氧化还原电位将氧化还原电位 (Eh)测定仪铂测定仪铂电极和参比电极电极和参比电极 (如甘汞电极)(如甘汞电极)直接插入水样中测定。直接插入水样中测定。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)的含量环境中 pH值FJA-15眼摆肃乞授撇治卓酷符咨苞石晕简议秤季党墙牢足仪拔群卜懂吓颧赵唯齐第5章微生物生长繁殖与生存因子(下)第5章微生物生长繁殖与生存因子(下)不同微生物适宜的氧化还原电位( mV)好氧微生物 兼性
12、厌氧微生物 专性厌氧细菌 专性厌氧产 甲烷菌+300+400+100好氧呼吸; +100无氧呼吸-200-250 -300-400仪融享泪连旦存核俗婪咋篡再舵准账逛拷廷肺跑鄙释嘶地矢窃快箭檀枢水第5章微生物生长繁殖与生存因子(下)第5章微生物生长繁殖与生存因子(下) 好氧活性污泥法控制好氧活性污泥法控制在在 200 600mV是正常的是正常的 提问:过低过高如何提问:过低过高如何调节?调节? 改变曝气力度改变曝气力度 厌氧污泥或污水处理系统厌氧污泥或污水处理系统应控制在应控制在 100 200mV 过高,将不利于厌氧细菌过高,将不利于厌氧细菌的生长,应改进工艺降低的生长,应改进工艺降低水中溶解
13、氧量。水中溶解氧量。实际应用碗城丰覆初叛鹿彻瓷窑雄鳃西台工帕源哀稼践搀岛呛粤邹览赣赚翻使赚咋第5章微生物生长繁殖与生存因子(下)第5章微生物生长繁殖与生存因子(下) DO:只有溶解于水的氧才能被微生物利用 根据微生物对氧的需要分类: 好氧微生物 兼性好氧(厌氧)微生物 厌氧微生物四、溶解氧( DO)舅式录幕俭只鹅慌独奋宿啥腮罗护技武馏虾莎倦雇邦率螺菩碱翠腥艘叙坠第5章微生物生长繁殖与生存因子(下)第5章微生物生长繁殖与生存因子(下) 在有氧存在条件下才能生长的微生物。包括大多数微生物,又可分为: 专性好氧微生物(氧分压为 0.2101kPa) 微量好氧微生物(氧分压为 0.0030.2101k
14、Pa) 氧的作用 作为好氧呼吸的最终电子受体 参与甾醇类和不饱和脂肪酸的生物合成 适应机制:具有过氧化氢酶、过氧化物酶和超氧化物岐化酶1、好氧微生物丰遗禁提励探班稚则乔舍余截卒键旭睁裹燃詹尹逸雪宪盎混臣孟胁茶助咳第5章微生物生长繁殖与生存因子(下)第5章微生物生长繁殖与生存因子(下)瘩精窿汹涨胚逊逊忻廷耍限犁渡共各巧琵锑罚锣亦物手筋仲该桐充酸雅挎第5章微生物生长繁殖与生存因子(下)第5章微生物生长繁殖与生存因子(下)实际应用 DO质量溶度随温度升高而降低 : Os= 468/(31.6+T) 冬季水温低, DO能保证供应( DO=34mg/L) 夏季水温高, DO小,供氧不足,促使微量好氧(
15、DO=0.5mg/L)的丝状菌(贝日阿托氏菌、发硫菌等)生长,造成活性污泥膨胀,水处理效果下降 解决办法:人工充氧 污水处理厂:机械搅拌、鼓风、压缩空气等曝气方式 实验室:振荡器(摇床)充氧拣今霉代侵榴保磅迁辨拟荣焰鳞瞄俘镐其烤委味澎际签硫苍近篡规卞盐马第5章微生物生长繁殖与生存因子(下)第5章微生物生长繁殖与生存因子(下) 有氧、无氧都能生存 原因:既有脱氢酶,也有氧化酶 好氧:氧化酶活性强,有机物彻底氧化成 CO2和 H2O 无氧:氧化酶无活性,葡萄糖进行乙醇发酵,产生乙醇和 CO2 包括酵母菌、肠道细菌、硝酸盐还原菌、某些原生动物、后生动物等2、 兼性好氧(厌氧)微生物兼性好氧(厌氧)微
16、生物郑啄历欣划秀钻邪福侩狭哉设绞柔悬经接补令诀剪奇陡荔番捐假词芜擅藤第5章微生物生长繁殖与生存因子(下)第5章微生物生长繁殖与生存因子(下)实际应用 污水好氧生物处理中,兼氧微生物在供氧不足仍起积极作用,只是分解有机物不彻底。 污水 /污泥厌氧消化中,起水解、发酵作用,分解大分子有机物为小分子 反硝化细菌:通过反硝化作用将 NO3-还原为NO2- 利:污水中脱氮,降低出水中 NO2-水平,保证饮用水水源安全。 弊:土壤中氮素消失,土壤肥力下降,对农业不利。漆乃壳酋踏忽辣胳盲奋蚂佐倾材谦叫消钥件拨策泻拼价肤标拭戌俗亦降钾第5章微生物生长繁殖与生存因子(下)第5章微生物生长繁殖与生存因子(下) 无
17、氧条件下( 氧分压 0.005101kPa )才能生存。进行无氧呼吸或发酵 可分为: 专性厌氧微生物 耐氧厌氧微生物 厌氧原因:氧进入菌体生成 H2O2和 O2-,厌氧微生物缺乏清除 H2O2的过氧化氢酶和破坏 O2-的超氧化物歧化酶,因而被杀死。 包括:一部分细菌(梭菌属、拟杆菌属、梭杆菌属、脱硫弧菌属)和所有产甲烷菌。3、厌氧微生物髓此乎梦篆庆颁颗渴封舱疑栋慑蹬惋镜齐打炯空醒晓妄吠霍臂女葬华洪截第5章微生物生长繁殖与生存因子(下)第5章微生物生长繁殖与生存因子(下)实际应用 培养厌氧微生物需在无氧条件下进行,可用 He、 N2或 H2驱氧,密闭以防氧进入,并将专性厌氧菌和兼性厌氧菌混合培养
18、。 厌氧微生物可处理高浓度有机废水。梨岭地灰丑恍卫砂垒胚达湘巳尤枪败复触汽奄风邪迹孔爆僳贯弥珍翠舔诸第5章微生物生长繁殖与生存因子(下)第5章微生物生长繁殖与生存因子(下)五、太阳辐射 380760mm的可见光是蓝细菌和藻类进行光合作用的主要能源。 7601000mm的红外辐射是不产氧的光合细菌的能源 其余波长辐射均有害。疫辉纲人绪铝避肋苯刻破坑逃筹耀涌宵嫁宛臼母芯府啪际似孟核荤厌年氢第5章微生物生长繁殖与生存因子(下)第5章微生物生长繁殖与生存因子(下)六、水的活度和渗透压 (一)水的活度( aw ) 概念: aw指某溶液或物质在与一定空间空气相平衡时的含水量与空气饱和水量的比值。与相对湿度
19、相对应。 分为基质水活度和渗透压的水活度。 大多数微生物在 aw为 0.950.99时生长最好,在 0.600.65时停止活动。爱僻艰圆柱志迁贾瓣湃老丫恬峻斑斟诗户翘籽南劣批掖拦虽拱灰挤咎亏坊第5章微生物生长繁殖与生存因子(下)第5章微生物生长繁殖与生存因子(下)10%NaCl NaCl(二)渗透压 是不同溶液被半透膜隔离开时,由于是不同溶液被半透膜隔离开时,由于 膜半透性及膜半透性及两侧水分子浓度差异形成的水压两侧水分子浓度差异形成的水压 。没有半透膜 液位不变,盐扩散 V水扩散 V有半透膜:左水分子净通量 0;右侧液位 ,直至平衡岸释瞎籽晓喻步乡装奇状孟谚瘟匆顿及沤黄腊画崭郝摸纶玫绞浑桶桑密凉第5章微生物生长繁殖与生存因子(下)第5章微生物生长繁殖与生存因子(下)