1、微生物的生长繁殖生长繁殖的概念 生长：微生物在适宜的环境条件下，不断吸收营养物质，按照自生长：微生物在适宜的环境条件下，不断吸收营养物质，按照自己的代谢方式进行新陈代谢活动。当同化作用大于异化作用时，微己的代谢方式进行新陈代谢活动。当同化作用大于异化作用时，微生物的细胞的迅速增大。生物的细胞的迅速增大。 （细胞质量的增加和个体体积的加大，即细（细胞质量的增加和个体体积的加大，即细胞组分与结构在量方面的增加）胞组分与结构在量方面的增加） 繁殖：当单细胞个体生长到一定程度时，由一个亲代细胞分裂为繁殖：当单细胞个体生长到一定程度时，由一个亲代细胞分裂为两个大小、形状与亲代细胞相似的子代细胞，使得个体
2、数目增加两个大小、形状与亲代细胞相似的子代细胞，使得个体数目增加（质的变化）（质的变化） 。 发育：从生长到繁殖由量变到质变的过程。发育：从生长到繁殖由量变到质变的过程。 世代时间：细菌两次细胞分裂之间的时间。世代时间：细菌两次细胞分裂之间的时间。 各类细菌都是倾向于群居（物以类聚）细菌群体力量改变环境细菌群体力量改变环境 通常都是将细菌群体作为研究对象，考察细菌群体的生长规律“生、老、病、死”。研究微生物生长的方法“生、老、病、死” （根据投食方式）分间歇式培养（分批培养）、连续式培养两种情况 1.间歇培养 提问：如何人工进行细菌间歇培养？ 开始时的一次性投料和接种细菌（其余时间细菌根据环境
3、变化自00lg3.2lg/l XXnntG 世 代 时 间行生灭）细菌生长曲线（1）迟缓期“万事开头难” 特征： 代谢活跃，代谢活跃， 个体体积、重量增高个体体积、重量增高 不立即进行细胞分裂、增殖，不立即进行细胞分裂、增殖，数量不变甚至减少提问：为什么会出现迟缓期呢？提问：为什么会出现迟缓期呢？适应环境（合成相应的酶） ，营养储备（用于复制合成） （2）对数期（青年） 所有细菌均繁殖所有细菌均繁殖特点繁殖速度最快繁殖速度最快平均代时（繁殖一代的时间）平均代时（繁殖一代的时间） 最短最短提问：提问：细菌的代时与哪些因素有关？种类遗传、个体健康情况种类遗传、个体健康情况 (营养、环境条件营养、环
4、境条件 )如大肠杆菌在 20时其代时是 35条件下的 2 倍；伤寒杆菌在含 0.125的蛋白胨培养基中的代时为 800min，而在含 1.0时仅为40min。对数期细菌代时 G 计算此时所有细菌在二分裂生长,分别测定t 0时刻与t时间细菌的数量X 0与XX/X0=2n（3）稳定期（中年） 出生率死亡率 死亡原因死亡原因 营养短缺、代谢毒物增多营养短缺、代谢毒物增多 （相当于重量变化曲线中的增长率下降阶段（相当于重量变化曲线中的增长率下降阶段 ） （4）死亡期（老年） 死亡率出生率（相当于重量法的内源呼吸阶段） 提问：如何给细菌延年益寿呢？ 补营养、环保（去除环境毒物） 提问：根据上述原因选择接
5、种何种状态的细菌迟缓期会较长？ 对数期的细菌、稳定期或衰亡期、受损细胞、富集培养基的细菌 后三种菌种本身的遗传特性（如转基因高效菌）和接种数量也会影响迟缓菌种本身的遗传特性（如转基因高效菌）和接种数量也会影响迟缓期的长短。期的长短。 在实际工作中如接种菌种以启动新的水处理设施，投加新鲜污泥时，接种的在实际工作中如接种菌种以启动新的水处理设施，投加新鲜污泥时，接种的细菌不习惯于新环境，会出现或长或短的迟缓期，迟缓期的出现会增加操作细菌不习惯于新环境，会出现或长或短的迟缓期，迟缓期的出现会增加操作时间，降低工作效率时间，降低工作效率提问：提问： 我们可以通过哪些手段缩短迟缓期呢？我们可以通过哪些手
6、段缩短迟缓期呢？采用处于高效菌群对数期的菌种、增大接种量、尽量保持接种前后所处的培养介质和条件一致等方法来缩短或消除迟缓期 提问：哪个时期（迟缓期、对数期、稳定期、衰亡期）代时最具有种属代表性？为什么？ 对数期代时 对数期细菌代谢活力强、生长速率快、群体细胞化学组分、形态和生理特性等比较一致。 提问？教学实验和发酵工业用对数期细胞做实验材料。 细菌代时通常指最适条件下的对数期代时2.连续培养 一方面连续进料，另一方面又连续出料。 原理：进料=补足营养(“污染物”) 出料=稀释菌浓度、毒物浓度 它又分为两种：恒浊连续培养、恒化连续培养。（1）恒浊连续培养 恒浊培养基浊度恒定（实质是细菌数量恒定）
7、（2）恒化连续培养 化？ 进料营养物总量进料营养物总量 （控制流速恒定）应用：（控制流速恒定）应用： 环境工程、生物工程、实验室研究环境工程、生物工程、实验室研究（细菌生理特性研究、细菌的快速筛选等（细菌生理特性研究、细菌的快速筛选等 ） 。目前, 污水连续生物处理法均类似于恒化连续培养；（流速不完全恒定）3污(废)水连续处理中的细菌生长状态不同的生物反应器， 乃至同一反应器内不同位置处乃至同一反应器内不同位置处细菌的生长状态可能不同！细菌生长（数量）测定方法（一）直接计数法（测微生物总数）借助显微镜观察测定 优点：快速优点：快速 提问提问 :有哪些缺点有哪些缺点 ? 缺点：不能区分细菌的死活
8、缺点：不能区分细菌的死活 分四种1.涂片染色法2.计数器(血球计数板）测定法3.比例计数法 比例比例 样品菌液与等体积的血液混合，样品菌液与等体积的血液混合， 观测二者比例观测二者比例4比浊计数法浊细菌悬浮液的浊度（1）制标准曲线（ODNo）（2）测菌液浊度，查图表得出细菌数量（二）间接计数法 (测定活菌数) 提问：前述方法中计数的不都是活菌，如何分辨菌死活？繁殖 提问：细菌繁殖的可见现象是什么？ 产生菌落（固体培养基培养）、菌液混浊（液体培养基培养） 计数原理：一个细菌可繁殖成一个菌落或一群细菌. 缺点：慢 分分 固体培养法和液体培养法固体培养法和液体培养法 1. 稀释平板计数法稀释平板计数
9、法 固体培养法固体培养法 第一步：菌样巧妙稀释第二步：第一步：菌样巧妙稀释第二步：接种平板第三步：培养第四步：平均计数接种平板第三步：培养第四步：平均计数一般计数平板的细菌生长菌落数以 30300 个为宜。平板计数法是采用最广的一种活菌计数法 2.稀释液体计数法 特点：特点： 液体培养、统计学查表计数液体培养、统计学查表计数 又称又称 MPN法法 （或最可能数法）（或最可能数法）Most Probable Number 例如测定例如测定 SRB（ 硫酸盐还原菌，硫酸盐还原菌， 厌氧）的数量厌氧）的数量 提问：能用稀释平板法计数吗？为什么？提问：能用稀释平板法计数吗？为什么？ 一般不能，厌氧菌暴
10、露在空气中不能生长（除非厌氧培养箱）一般不能，厌氧菌暴露在空气中不能生长（除非厌氧培养箱）（1） 菌样巧妙稀释菌样巧妙稀释 稀释接种样品稀释接种样品 培养培养 统计查表计算统计查表计算 根据不同稀释度变黑试管 统计出数量指标 三位数及其中最低稀释度 （取变黑的管数最多、稀释度又最低的生长管数，为第一位数字，后面两个稀释度的生长管数为后两位数） 提问：上例情况而言统计数量是几？ 查表 表MPN表 计算水中大肠菌群、铁细菌、硝化菌、亚硝化菌也用这种方法进行数量统计。3.薄膜计数法 薄膜微孔滤膜（0.45um）（ 1）抽滤（）抽滤（ 2）滤膜培养（）滤膜培养（ 膜有菌面冲上）膜有菌面冲上） （3）统
11、计计数 提问：假如 测出250个菌落，抽滤了50ml自来水，自来水中菌浓度是多少呢？ 25050ml=5个/ml自来水 样品中的细菌数量=菌落数抽滤样品的体积数(三)重量法（测细胞的质量） 提问：已知什么条件通过测定细菌群体重量知道其数量？ 已知单个细菌的平均重量 除法计算 细菌的湿重量10 -1510-11g/个细胞 干重约为湿重的1020。 1. 干重法 方法：方法： 含菌水样在含菌水样在 105 110 下进行干燥恒重下进行干燥恒重 （ 本质测水中悬浮物重量本质测水中悬浮物重量MLSS 或或 MLVSS） 。 悬浮物无机物+有机物（包括细菌） 提问：如何确定悬浮物中有机物与无机物的量？
12、高温(550 )灼烧 无机物化学性质稳定，高温下不会分解无机物化学性质稳定，高温下不会分解 提问：什么情况下可以直接用悬浮物的重量表示细菌的重量？提问：什么情况下可以直接用悬浮物的重量表示细菌的重量？ 悬浮物中绝大多数是细菌。悬浮物中绝大多数是细菌。（1）悬浮物中绝大多数为细菌时 细胞数目=MLSS个体细菌的平均干重量（2）除细菌外还有大量无机悬浮物时 MLVSS挥发性悬浮物MLSS W 无 =细菌群体的干重量 细胞数目= MLVSS个体细菌的平均干重量（3）有大量非细菌有机悬浮物时提问：如何测定呢？ 不能用重量法，应改用其他方法。总体来说重量法方法误差较大，一般只作为菌数粗略估算如活性污泥测定（以重量MLSS、MLVSS间接表示细菌数量） 提问：当你需要测定某水样中细菌数量时，你该如何选择方法？视要求、水样菌量、测试条件等等灵活选取视要求、水样菌量、测试条件等等灵活选取2. 细胞含细胞含 N 量法量法 3. DNA 含量法含量法 4. 其它生理生化指标法其它生理生化指标法
