1、PAGE PAGE 15微生物生理(shngl)生化(shn hu)授課(shuk)教師 胡 小 兵授課班級 市政工程09級 院 系 建工學院環境工程系 第四章 環境因素對微生物的影響(yngxing)一、溫度(wnd)表3-3 微生物的生長(shngzhng)溫度類型微生物類型生長溫度范圍分布的主要處所最低最適最高低溫型專性嗜冷- 125- 1515-20兩極地區兼性嗜冷-5-010-202530海水及冷藏食品上中溫型室溫10-2020-3540- 45腐生菌體溫35-40寄生菌高溫型25-4550- 6070-95溫泉、堆肥堆、熱水加熱器等一般來說無芽孢的細菌在水中加熱到100迅速死亡。高

2、溫殺菌的機理蛋白質、核酸變性；細胞膜溶解；細胞膜中的脂類在高溫作用下溶解，“失血過多”。（二）影響高溫殺菌的因素細菌種類、含水量（含水量高更容易被殺死）、芽孢有無、以及濕熱或干熱。細菌種類，如：種類水生細菌腸道細菌溫泉細菌致死溫度25-3045-5080-100以上含水量4）濕熱(sh r)與干熱 濕熱(sh r) 水蒸汽：121 20-30min; 干熱(n r) 熱空氣：160-170 2h 滅菌。為什么滅菌時，“濕熱溫度低時間短”？保水（熱空氣蒸發蛋白質水分）；蒸汽冷凝放熱；凝水熱傳導能力強于空氣；（三）適宜溫度理由：1）酶的活性根據細菌適宜溫度的不同，可將細菌分為四大類，嗜冷菌、嗜中溫

3、菌、嗜熱菌及嗜超熱菌。不同(b tn)耐溫細菌的生長適宜溫度。圖 不同耐溫細菌的適宜生長溫度廢水中的細菌(xjn)一般都是嗜中溫菌，最適溫度多在30左右(zuyu)，嗜冷菌和嗜熱菌占少數。（四）低溫細胞結凍最適溫度下限，進入休眠狀態。酶活性降低，導致代謝、遺傳普遍停滯.。提問：嗜冷細菌的秘密武器是什么？ 具備低溫活性酶; 細胞質膜含有大量的不飽和脂肪酸，在低溫下能保持半流動性，使之能有效地集中必需的營養物質。低溫下冷藏的食物變質嗜冷細菌（或霉菌）的最適宜溫度在515之間。二、pH的影響(yngxing)大多數細菌(xjn)最適環境pH為68，可生存(shngcn)的pH范圍在410之間。細胞內

4、部由于細胞膜的屏蔽作用、磷酸鹽緩沖及細菌能動的調節，pH一般都保持中性，環境的pH難以影響細胞內的pH變化。提問：外界的pH變化如何對細菌產生影響？1. 影響細胞膜蛋白及胞外水解酶的活性，從而影響營養物的正常吸收與轉運2.影響營養物的解離與吸收，主要影響一些極性營養物如脂肪酸、氨基酸。以乙酸的吸收為例，某些細菌，例如氧化鐵硫桿菌和其他極端嗜酸茵，需在酸性環境中生活，其最適pH為3，在pH為15時仍可生活。各種工業廢水通常設前調節池，維持曝氣池pH7左右。事實上，凈化污(廢)水的微生物適應pH變化的能力比較強，pH在6585均可不加調節。三、氧化還原電位（ORP) 什么是氧化還原電位？某物質與氫

5、電極構成原電池時的電壓高低,反映物質氧化性強弱。Fe3+/Fe2+ 的氧化(ynghu)還原電位為+0.771。通常如何測定(cdng)水樣的氧化還原電位？pH測定儀mv檔，其中一個惰性的鉑絲電極與一個參比電極（如甘汞(n n)電極）。好氧活性污泥法：控制在200600mV是正常的。提問：過低過高如何調節？改變曝氣力度。厭氧污泥或污水處理系統應控制在在100200mV過高，將不利于厭氧細菌的生長，應改進工藝降低水中溶解氧量。四、干燥細菌基本上是生活在水中的生物。問題：環境中過于干燥細菌如何生存？（在不受熱和其它外界因素干擾下）干燥細胞將處于長期休眠狀態。1）用干燥法防止食物腐?。毦躺?，如

6、方便面、干果、肉干、葡萄干等。2）干燥法來保存細菌，如將細菌放置在干燥的沙土中可以長期保存。一旦提供潮氣則會很快復活。五滲透壓 是不同溶液被半透膜隔離開時，由于膜半透性及兩側水分子濃度差異形成的水壓 。1、衡量方法：通常以一定濃度溶液與純水間形成的滲透壓作為該溶液的滲透壓 2、問題：水將從 滲透壓一方流向 滲透壓的一方？ 低、高3、滲透壓可影響細菌生存：1）相同滲透壓溶液中，細菌細胞內水含量穩定，細菌生活得最好。2）等滲透壓溶液(rngy)0.85的食鹽(shyn)(NaCl)溶液(rngy)（生理鹽水）。常作為細菌稀釋分離的稀釋液。3)高滲透壓溶液中,細菌會發生什么現象？質壁分離、防腐（細菌

7、滋生），如用530%的鹽水腌咸菜、咸魚，用6080%的糖溶液做蜜餞等。4）低滲透壓溶液，如純水，細菌于其中會如何？外界大量水流入細菌細胞內，細胞膨脹，甚至破裂。綜合以上幾點，在微生物實驗室中稀釋菌液，應該用生理鹽水（0.85%）(除非稀釋后馬上就用的可以用無菌的蒸餾水。)六光線 1.陽光通常細菌在陰暗環境中能夠更好的生長？紫外線（波長0.1400nm）, 紫外線波長在260nm左右者殺菌力最強,一般細菌在紫外線下照射5min即能被殺死，芽孢則需10min。殺菌機理:蛋白質和核酸變性.2.燈光，殺菌的光源254nm的紫外光。缺點穿透性很弱甚至于不能透過普通玻璃，因此只作為容器的表面殺菌，或無菌室

8、中的空氣殺菌。3X-射線、射線(不帶電)來源(liyun) 銥, X-射線(shxin)10-30.1nm，鈷、鐳, 射線(shxin)10-6nm 特點高能量，穿透力強。已經開始被用于油田注水殺細菌(腐蝕性細菌)。殺菌機理高能量激發水分解產生O自由基或H2O2等強氧化劑； 優缺點一次性投資較大，但使用時成本較低，殺菌效果穩定。七.超聲波超聲波超過人的聽覺能力上限20千Hz（波長小于1.6cm）的聲波。幾乎所有的細菌體都能被超聲波所破壞，但敏感程度各有不同。 超聲波的殺菌機理：細胞內含物凝膠化，溶液產生空腔壓力變化，小氣泡猛烈撞擊細菌，破裂，原生質溢出死亡。桿菌易受破壞，病毒較難被破壞。八化學

9、藥劑指對細菌有抑制作用的藥劑（對細菌生長有利的藥劑被歸于營養物）一）無機藥劑1、重金屬，與酶的SH結合，使酶變性。低濃度時可作為細菌的營養物，高濃度則對細菌產生抑制。硫酸銅對真菌和藻類的殺傷力比細菌強。常用硫酸銅與石灰配制成的波爾多液，在農業上可用以防治某些植物病毒。在遠距離取水樣作檢測(jin c)時，一般1L混合液中加10ml質量(zhling)濃度為1gL的硫酸銅，原因(yunyn)何在？抑制攜帶過程中微生物的呼吸，盡量保持水質不變。2、氧化劑與酸堿氧化細胞膜穿孔01的高錳酸鉀溶液常用于消毒公用茶具和水果、皮膚。漂白粉、液氯、臭氧、三氯異氰尿酸，常用于飲水或游泳池水的消毒。醋酸、石灰乳（

10、生石灰：水1： 48 可有效地消毒糞便和其它排泄物）二）有機藥劑（一）醇（中效）對人：輕脫水、損害胃粘膜； 重神經抑制呼吸、心跳衰竭；1、乙醇體積分數為7080的乙醇殺菌力最強。乙醇濃度過低或過純殺菌力差；過純殺菌差？革蘭氏染色（95乙醇脫色）可使細胞表面迅速失水，表面蛋白質沉淀變性形成一層致密薄膜，阻止乙醇分子進入菌體內，故殺菌差。2、甲醇(ji chn)甲醇(ji chn)殺菌力差，不宜(by)作殺菌劑。在廢水生物反硝化脫氮處理工藝中，缺碳源時常用甲醇作碳源。對人有毒。1）甲醇作用于神經系統，有明顯的麻醉作用，可引起腦水腫。2）易引起視神經萎縮，導致雙目失明。3）在體內抑制某些氧化酶系統，

11、抑制糖的分解，造成乳酸和其他有機酸積聚，引起酸中毒。3、其它醇丙醇、丁醇及其他高級醇的殺菌力均比乙醇強，但由于不溶于水，不作殺菌劑。（二）甲醛（高效）甲醛是氣體，質量濃度為370400gL的甲醛水溶液稱為福爾馬林，很有效的殺菌劑，是動物標本的防腐劑。（三）表面活性劑中介改變油與水的親和力，溶解改變細胞膜通透性，“失血”（“公關”糖衣炮彈）1）酚類低濃度時是微生物的營養源。10gL的苯酚溶液在20min內可殺死細菌；3050gL的石炭酸溶液幾分鐘可殺死細菌。甲酚的殺菌力比其他酚強幾倍，難溶于水，易與皂液或堿液形成乳濁液，叫來蘇水。醫院中常用。2）合成洗滌劑陽離子型洗滌劑（有機銨鹽）殺菌力強。非離

12、子型的洗滌劑沒有殺菌力。 目前使用(shyng)的主要是陰離子型（烷基鈉鉀鹽）的LAS(直鏈烷基苯磺酸鈉)合成洗滌劑，它可被微生物降解(jin ji)。3）染料(rnlio)，共同特征是具有共軛雙鍵（C=N），對可見光具有選擇吸光性 ，細菌蛋白質抑制劑，紫藥水就是1濃度的結晶紫溶液（可致癌）。4）抗生素廣譜氯霉素、金霉素、土霉素和四環素；狹譜青霉素只能殺死或抑制革蘭氏陽性菌，多粘菌素只能殺死革蘭氏陰性菌，叫狹譜抗生素。抗生素對微生物的影響有以下四方面：抑制細胞壁形成青霉素抑制革蘭氏陽性菌肽聚糖的合成，進而阻礙細胞壁合成；菌體內部不斷由于物質合成膨大，細胞壁不生長，菌體脹破。青霉素對人體有害嗎？

13、為什么？本身沒有。人和動物的細胞不具細胞壁，不含肽聚糖，所以不受青霉素的損害。破壞微生物的細胞膜多粘菌素的游離氨基與革蘭氏陰性菌細胞質膜中的磷酸根(P043)結合，損傷其細胞質膜。抑制蛋白質合成氯霉素、金霉素、土霉素、四環素、鏈霉素、卡那霉素、新霉素、慶大霉素、嘌呤霉素及春日霉素等都能與核糖體蛋白結合，抑制微生物蛋白質合成。同時，上述廣譜抗生素能與酶組分(zfn)中的金屬離子結合，抑制酶的活性。干擾(gnro)核酸的合成爭光(zhng gung)霉素(即博來霉素)、絲裂霉素(自力霉素)、放線菌素D(更生霉素)與DNA結合，干擾DNA復制。各種抗生素發酵廠的廢水分別含有一定濃度的、相應的抗生素，

14、造成在廢水生物處理初期的處理效果不好，經過相當長時間的馴化期后，活性污泥中的微生物逐漸適應了各種抗生素，進而降解抗生素，從而廢水得到凈化。問 題：鑒別培養基的原理是什么，選擇性培養基有哪些制備方法? 在培養基中加入某種特殊的化學物質，某種微生物在培養基中生長后能產生某種代謝產物，而這種代謝產物可以與培養基中的特殊化學物質發生特定的化學反應，產生明顯的特征性變化，根據這種特征性變化，可將該種微生物與其他微生物區分開來。營養物質的吸收和運輸有哪幾種途徑？單純擴散，促進擴散，主動運輸，基團移位，膜泡運輸。細菌的呼吸類型(lixng)有哪四種？根據細菌對氧的需要不同，主要分為四類：(1)專性需氧菌：如

15、結核桿菌;(2)專性厭氧菌：如破傷風桿菌;(3)兼性厭氧菌：在有氧或無氧或無氧環境(hunjng)中均能生長，但以有氧時生長較好，大多數病原菌屬此類;(4)微需氧菌：如空腸彎曲菌，宜在低氧壓下生長，氧壓增高對其有抑制作用。一般細菌在代謝中需少量的CO2，以提供細菌合成核酸中的嘌呤、嘧啶等?；茏责B(z yn)菌的呼吸類型是什么？有氧呼吸。分子內、分子外無氧呼吸分別指什么呼吸？ 分子內無氧呼吸：發酵。分子外無氧呼吸：無氧呼吸。反硝化菌呼吸類型是什么? 還原產物是什么?無氧呼吸，還原產物：二氧化碳，氮氣，水，能量。硫酸鹽還原菌(SRB) 還原產物是什么?有何利弊?去除廢水中的重金屬鹽。為什么水處理

16、中都是先異養菌脫碳再由自養菌脫氨?自養菌反馴化，利用有機物，不再利用氨氮。有機物為主時，自養菌競爭不過異養菌。異養菌分解蛋白質等產生的氨再被自養菌利用，異養菌分解有機物產生碳酸鹽作為自養菌碳源。為什么熱蒸汽滅菌比干熱滅菌溫度低、時間短？保水（熱空氣蒸發蛋白質水分）；蒸汽冷凝放熱；凝水熱傳導能力強于空氣；水分子比空氣分子更容易通過細胞膜。嗜中溫細菌的最適溫度是多少？30左右。低溫、干燥時細菌處于什么狀態？休眠狀態，酶活性降低，導致代謝、遺傳普遍停滯。外界的pH變化如何影響細菌？1. 影響細胞膜蛋白及胞外水解酶的活性，從而影響營養物的正常(zhngchng)吸收與轉運2.影響營養物的解離(ji l)與吸收，主要(zhyo)影響一些極性營養物如脂肪酸、氨基酸。為什么濃鹽水可以保藏食物？在高滲透壓的情況下，細胞內部的水會流到細胞外。這種情況下，細胞內不適于微生物繁殖，食物就不會腐敗變質了。青霉素對人體有害嗎？為什么？本身沒有。人和動物的細胞不具細胞壁，不含肽聚糖，所以不受青霉素的損害酶的結構如何，有何特點？微生物分解代謝主要途徑是什么，各類代謝是通過什么方式聯系起來？三羧酸循環。