微生物的生长与控制生长规律.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,“,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,如何人工进行细菌间歇培养？,只有开始时的,一次性投料和接种细菌,（其余时间细菌根据环境变化自行生灭）,细菌的生长规律,（“坐吃山空型”）,应用,：,生理特性研究、生物发酵和生物治污,1,2,细菌数量生长曲线,生,长,速,率,稳定期,衰老期,细,菌,数,目,的,对,数,值,0,时间,t,细菌的数量很大，都是,10的,n,次方,，取对数作图时方便，010代表110,10,总菌数,活菌数,缓,慢,期,对,数,期,0,+,_,2,（,1,）缓慢期,“万事开头难”,特征：,细,菌,缓,数,慢,目,期,的,对,数,值,0,时间,t,为什么会出现迟缓期呢？,代谢活跃，,个体体积、重量增高,不立即进行细胞分裂、增殖，,数量不变甚至减少,适应环境（,合成相应的酶,），营养储备（,用于复制合成,）,3,提问：,根据上述原因选择接种何种状态的细菌迟缓期会较长？,稳定期或衰亡期、受损细胞、富集培养基的细菌,后三种,稳定期细胞,基本耗尽了各种辅酶或其他细胞成分,受损细胞,养伤修复,富集培养基细菌需要,合成“自力更生”酶,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。,4,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时间，降低工作效率,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：,我们可以通过哪些手段缩短迟缓期呢？,5,（,2,）对数期,（青年）,所有细菌均繁殖,故称,对数期,。（相当于重量法细菌曲线的,增长率上升阶段,）,细菌数目,X,增长率倍率,的,对数,与时间成正比。,6,特点,平均代时,（繁殖一代的时间）,最短,提问：,细菌的代时与哪些因素有关？,细,菌,数,目,的,对,对,数,数,期,值,0,时间,t,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,800,min,，,而在含,1.0,时仅为,40,min,。,四个时期,繁殖速度最快,种类遗传,、个体健康情况(,营养、环境条件,),7,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？,最短值,无限长（休眠）,对数期,代时,最短值,细菌代时通常指,最适条件下,的,对数期代时,8,（,3,）稳定,期,（中年）,出生率死亡率,细,菌,缓,数,慢,目,期,的,对,稳定期,对,数,衰老期,数,期,值,0,t,时间,死亡,原因,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,）,9,（,3,）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）,人类群体有类似规律吗,？,如果把地球看作是封闭的间歇式培养基，人类看作是细菌，人口若不加控制，必将经历由于资源枯竭，污染物遍地而引发的大灭绝,。,自救,节约,防止,“营养物消耗过快”,，,环保,防止,“有害代谢物毒性抑制,”。,10,3.,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,。,11,（,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,）,新鲜培养基,光电池,光源,流速控制阀,出水,反馈控制,12,（,2,）,恒化连续培养,化,？,新鲜培养基,流速控制阀,出水,应用：,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,）。,流速恒定,进料营养物总量,13,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）,14,15,4,污,(,废,),水连续处理中的细菌生长状态,不同的生物反应器,，,细菌的生长状态可能不同！,乃至同一 反应器内,不同位置处,16,连续生物处理中的细菌状态表,细菌的生,长阶段,应用举例,特点,迟缓期,无,连续化稳定操作中没有这一阶段,对数生长期,高负荷活性污泥法,(大部分区域),稳定期,生物膜法,常规活性污泥法,(大部分区域),生长繁殖快，代谢活力强，能大量,去除废水中有机物。,（,缺点是细菌,表面的,粘液层和荚膜尚未形成,，运,动很活跃，不易自行凝聚成菌胶,团，,沉淀性能差,，致使出水水质有,机物浓度相对较高,）,衰老期,低浓度污水延时,曝气法,污泥的厌氧消化,营养物浓度过低，难以满足其他阶,段细菌的生长需要,虽然比对数生长期的差，但仍有相,当的代谢活力，细菌体内积累了大,量贮存物，如异染粒、聚,羟基,丁酸等，体表的粘液层和荚膜强化,了细菌的生物吸附能力，,自我絮,凝、聚合能力强，在二沉池中泥水,分离效果好，,出水水质好,。,1:0.40.8,BOD.d,-,细菌与降解,BOD,重量比,1:0.4以下,17,细菌生长必然维持在一个与水质环境相适应的阶段；,提问：,同一种方式中的细菌生长状态是否一成不变呢？,随水质波动而波动,毒害物波动,(,“,冲击”,),营养波动,(,“,失衡”,),18,第三节微生物培养法概论,微生物培养装置的基本条件是：,科学的设计,丰富而均匀的营养物质,适宜的温度和良好的通气条件,适宜的物理化学条件,严防杂菌的污染,思考方法,19,1,、从少量到大规模培养；,2,、从浅层培养发展到厚层（固体制曲）或深层（液体搅拌）培养；,3,、从以固体培养技术为主到以液体培养技术为主；,4,、从静止式液体培养发展到通气搅拌式的液体培养,5,、从单批培养发展到连续培养以至多级连续培养,6,、从利用分散的微生物细胞发展到利用固定化细胞,7,、从单纯利用微生物细胞到利用动物、植物细胞进行大规模培养；,8,、从利用野生型菌种发展到利用变异直至遗传工程菌株；,9,、从单菌发酵发展到混菌发酵；,10,、从低密度培养发展到高密度培养；,11,、从人工控制的发酵罐到多传感器、计算机在线控制的自动化发酵罐。,微生物培养技术发展的特点：,20,待 续,21,菌种的退化复壮保藏,7,微生物的生长规律,2,微生物间的关系,6,微生物生长的影响因子,4,微生物培养法概论,3,有害微生物的控制,5,微生物的生长繁殖,1,21,