華北理工水處理生物學(xué)課件05細(xì)菌的生理特性3

1、第四節(jié) 環(huán)境條件環(huán)境因素對(duì)細(xì)菌的影響一般來(lái)說(shuō)無(wú)芽孢的細(xì)菌在水中加熱到100迅速死亡。1.高溫殺菌的機(jī)理提問(wèn)：？1）蛋白質(zhì)、核酸變性2）細(xì)胞膜溶解細(xì)胞膜中的脂類在高溫作用下溶解一、溫度的影響（一） 高溫的影響2.影響高溫殺菌的因素細(xì)菌的種類、含水量、芽孢有無(wú)、以及濕熱或干熱 1）細(xì)菌種類如2）含水量細(xì)菌細(xì)胞含水量高的更容易被殺死。？蛋白質(zhì)的凝固溫度（）蛋白質(zhì)含水量蛋白質(zhì)的凝固溫度與含水量有關(guān)。水熱的良導(dǎo)體3）芽孢不同芽孢菌高溫耐受能力比較表4）濕熱與干熱 濕熱水蒸汽 干熱 熱空氣 蒸汽滅菌鍋烘箱121 2030min160170 2h滅菌濕熱滅菌溫度低時(shí)間短提問(wèn)：？保水（熱空氣蒸發(fā)蛋白質(zhì)水分）；

2、蒸汽冷凝放熱；蒸汽熱傳導(dǎo)力強(qiáng)于空氣；（二）適宜溫度提問(wèn)：為什么會(huì)存在適宜溫度？酶的活性根據(jù)細(xì)菌適宜溫度的不同，可將細(xì)菌分為四大類，嗜冷菌、嗜中溫菌、嗜熱菌及嗜超熱菌。不同耐溫細(xì)菌的生長(zhǎng)適宜溫度廢水中的細(xì)菌一般都是嗜中溫菌，最適溫度 多在30左右，嗜冷菌和嗜熱菌占少數(shù)。（三）低溫低溫細(xì)胞結(jié)凍最適溫度下限進(jìn)入休眠狀態(tài)酶活性降低，導(dǎo)致代謝、遺傳普遍停滯；冰渣導(dǎo)致細(xì)胞膜破裂，失“血”過(guò)多一旦獲得適宜溫度，即可恢復(fù)活性提問(wèn)：我們能不能把細(xì)菌放在普通冰箱冷凍室保存呢？如何長(zhǎng)期保存菌種？迅速冷凍、液氮罐、幾十年如何短期保存菌種？斜面培養(yǎng)、冷藏室、六個(gè)月嗜中溫菌（耐冷喜溫）一般在5以下處于休眠狀態(tài)，因此通常實(shí)

3、驗(yàn)室用冰箱的4冷藏溫度保藏細(xì)菌或甘油、石蠟冷凍保存 菌種低溫下冷藏的食物變質(zhì)嗜冷細(xì)菌（或霉菌）的最適宜溫度在515之間。 具備低溫活性酶 細(xì)胞質(zhì)膜含有大量的不飽和脂肪酸，在低溫下能保持半流動(dòng)性，使之能有效地集中必需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。提問(wèn)：嗜冷細(xì)菌的為什么在低溫下能夠存活？二、pH的影響大多數(shù)細(xì)菌最適環(huán)境pH為68，可生存的pH范圍在410之間。研究表明細(xì)胞內(nèi)部由于細(xì)胞膜的屏蔽作用、磷酸鹽緩沖及細(xì)菌能動(dòng)的調(diào)節(jié)，pH一般都保持中性，環(huán)境的pH難以影響細(xì)胞內(nèi)的pH變化。提問(wèn)：外界的pH變化如何對(duì)細(xì)菌產(chǎn)生影響？1. 影響細(xì)胞膜蛋白及胞外水解酶的活性從而影響營(yíng)養(yǎng)物的正常吸收與轉(zhuǎn)運(yùn)2.影響營(yíng)養(yǎng)物的解離與吸收主要

4、影響一些極性營(yíng)養(yǎng)物如脂肪酸、氨基酸以乙酸的吸收為例，細(xì)菌表面帶有電荷，如“”某些細(xì)菌，例如氧化鐵硫桿菌和其他極端嗜酸茵，需在酸性環(huán)境中生活，其最適pH為3，在pH為15時(shí)仍可生活。 各種工業(yè)廢水通常設(shè)前調(diào)節(jié)池，維持曝氣池pH7左右。事實(shí)上，凈化污(廢)水的微生物適應(yīng)pH變化的能力比較強(qiáng)，pH在6585均可不加調(diào)節(jié)。三、氧化還原電位（ORP)提問(wèn)：什么是氧化還原電位？某物質(zhì)與氫電極構(gòu)成原電池時(shí)的電壓高低,反映該物質(zhì)氧化性強(qiáng)弱。通常如何測(cè)定水樣的氧化還原電位？pH測(cè)定儀mv檔，其中一個(gè)惰性的鉑絲電極與一個(gè)參比電極（如甘汞電極）提問(wèn)：影響水樣氧化還原電位的因素有哪些？氧化性物質(zhì)（主要是氧氣濃度）與還

5、原性物質(zhì)（有機(jī)物、H2S等）的含量好氧活性污泥法控制在200600mV是正常的提問(wèn)：過(guò)低過(guò)高如何調(diào)節(jié)？改變曝氣力度 厭氧污泥或污水處理系統(tǒng)應(yīng)控制在在-100-200mV過(guò)高，將不利于厭氧細(xì)菌的生長(zhǎng)，應(yīng)改進(jìn)工藝降低水中溶解氧量。應(yīng)用四、干燥細(xì)菌基本上是生活在水中的生物。提問(wèn)：環(huán)境中過(guò)于干燥細(xì)菌如何生存？（在不受熱和其它外界因素干擾下）干燥細(xì)胞將處于長(zhǎng)期休眠狀態(tài)用干燥法防止食物腐?。?xì)菌滋生）如方便面、干果、肉干、葡萄干等。用干燥法來(lái)保存細(xì)菌，如將細(xì)菌放置在干燥的沙土中可以長(zhǎng)期保存。一旦提供潮氣則會(huì)很快復(fù)活。10%NaCl NaCl半透性水分子自由通過(guò)，其余分子擴(kuò)散速度受限五滲透壓 是不同溶液被半

6、透膜隔離開(kāi)時(shí)，由于 膜半透性及兩側(cè)水分子濃度差異形成的水壓 。有半透膜左水分子凈通量0 右側(cè)液位，直至平衡沒(méi)有半透膜液位不變，鹽擴(kuò)散V水?dāng)U散V 1.相同滲透壓溶液中細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)水含量穩(wěn)定，細(xì)菌生活得最好。等滲透壓溶液085的食鹽(NaCl)溶液（生理鹽水）。常作為進(jìn)行細(xì)菌稀釋分離的稀釋液。2.高滲透壓溶液中質(zhì)壁分離防腐（細(xì)菌滋生）如用530%的鹽水腌咸菜、咸魚(yú)，用6080%的糖溶液做蜜餞等。海洋對(duì)各種病原菌（淡水菌）的殺滅高含鹽廢水（如油田采出水）難于生物處理的原因 滲透壓可影響細(xì)菌生存：3.低滲透壓溶液提問(wèn)：細(xì)菌于其中會(huì)如何？如純水外界大量水流入細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)，細(xì)胞膨脹，甚至破裂。 綜合以上幾點(diǎn)，

7、在微生物實(shí)驗(yàn)室中稀釋菌液，應(yīng)該用生理鹽水（0.85%）(除非稀釋后馬上就用，可以用無(wú)菌的蒸餾水。)六光線 1.陽(yáng)光提問(wèn)：通常細(xì)菌在陰暗環(huán)境中能夠更好的生長(zhǎng)，原因？包括陽(yáng)光和燈光紫外線（波長(zhǎng)0.1400nm）一般細(xì)菌在紫外線下照射5min即能被殺死，芽孢則需10min。紫外線波長(zhǎng)在260nm左右者殺菌力最強(qiáng)殺菌蛋白質(zhì)和核酸變性紫外燈(低壓水銀燈)2.燈光殺菌的光源254nm的紫外光缺點(diǎn)穿透性很弱甚至于不能透過(guò)普通玻璃，因此只作為容器的表面殺菌，或無(wú)菌室中的空氣殺菌。實(shí)驗(yàn)室使用七.超聲波提問(wèn)：超聲波？超過(guò)人的聽(tīng)覺(jué)能力上限20千Hz（波長(zhǎng)小于1.6cm)的聲波(B超)人工來(lái)源振動(dòng)頭幾乎所有的細(xì)菌體都

8、能被超聲波所破壞，但敏感程度各有不同。* 超聲波的殺菌（或細(xì)胞破碎）的機(jī)理？八化學(xué)藥劑指對(duì)細(xì)菌有抑制作用的藥劑（對(duì)細(xì)菌生長(zhǎng)有利的藥劑被歸于營(yíng)養(yǎng)物）1.無(wú)機(jī)藥劑（一）重金屬機(jī)理與酶的SH結(jié)合，使酶變性低濃度時(shí)可作為細(xì)菌的營(yíng)養(yǎng)物，高濃度則對(duì)細(xì)菌產(chǎn)生抑制。 1）銅 硫酸銅對(duì)真菌和藻類的殺傷力比細(xì)菌強(qiáng)。常用硫酸銅與石灰配制成的波爾多液，在農(nóng)業(yè)上可用以防治某些植物病毒。提問(wèn)：在遠(yuǎn)距離取水樣作檢測(cè)時(shí)，一般1L混合液中加10ml質(zhì)量濃度為1gL的硫酸銅，原因何在？抑制攜帶過(guò)程中微生物的呼吸，盡量保持水質(zhì)不變。（二）氧化劑與酸堿提問(wèn)：機(jī)理？氧化細(xì)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

9、、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（生石灰：水1： 48 可有效地消毒糞便和其它排泄物）2.有機(jī)藥劑（一）醇（中效）提問(wèn)：機(jī)理？（對(duì)人輕脫水、損害胃粘膜重神經(jīng)抑制呼吸、心跳衰竭）脫水劑和脂溶劑 可使蛋白質(zhì)脫水、變性，溶解細(xì)胞質(zhì)膜的脂類物質(zhì)，進(jìn)而殺死微生物機(jī)體。1）乙醇體積分?jǐn)?shù)為7080的乙醇?xì)⒕ψ顝?qiáng)。乙醇濃度過(guò)低或過(guò)純殺菌力差；提示：革蘭氏染色（95乙醇脫色）可使細(xì)胞表面迅速失水，表面蛋白質(zhì)沉淀變性形成一層致密薄膜，阻止乙醇分子進(jìn)入菌體內(nèi)，故殺菌差。2）甲醇 甲醇?xì)⒕Σ?，?duì)人有毒，不宜作殺菌劑。2）甲醇 甲醇?xì)⒕Σ睿瑢?duì)人有毒，不作殺菌劑。在廢水生物反硝化脫氮處理工藝中，缺碳源時(shí)常用甲醇作碳源。3）其它醇丙醇、丁醇及其他高級(jí)醇的殺菌力均比乙醇強(qiáng)，但由于不溶于水，不作殺菌劑。（二）甲醛（高效）甲醛是氣體，質(zhì)量濃度為370400gL的甲醛