考试 3
1.选择性培养基有哪些制备方法?
2.鉴别培养基的原理是什么?
3.营养物质的吸收和运输有哪几种途径？
4.细菌的呼吸类型有哪四种？
5.化能自养菌的呼吸类型是什么？
6.分子内、分子外无氧呼吸分别指什么呼吸？
7.反硝化菌呼吸类型是什么? 还原产物是什么?
8.硫酸盐还原菌 (SRB)还原产物是什么?有何利弊?
为什么水处理中都是先异养菌脱碳再由自养菌脱氨?
同学们原因分析
1.自养菌反驯化,利用有机物,不再利用氨氮
2.有机物为主时自养菌生长慢竞争不过异养菌
3.异养菌分解蛋白质等产生的氨再被自养菌利用
补充 4.异养菌分解有机物产生碳酸盐作为自养菌碳源天然的过程问 题
水中的紫硫细菌所需的硫化氢从何而来呢?
湖底淤泥中的 SRB
A,腐蚀性
点蚀穿孔铁表面的电化学反应电极极化
提问,SRB腐蚀的机理是什么？
FeS消耗 Fe2+,吞吃铁表面的氢层
尤其是对油田注水井的套管、埋地管线腐蚀，缩短其寿命，同时腐蚀产生的 FeS还会堵塞油井，这些都给油田系统造成了十分巨大的经济损失
提问,H2S毒性的生化机理是什么？
含金属的蛋白质变性
—— 当水中硫酸根浓度较高时,则会严重影响净化效果,
降低甲烷转化率 。
b.厌氧水处理的恶臭扰民问题
a.在厌氧污水处理中 H2S会对甲烷菌产生毒性抑制
B,生物毒性
提问,如何控制厌氧水处理中的硫酸盐还原菌？
由于硫酸盐还原菌与甲烷菌生理条件类似，用各种化学物质单独抑止硫酸盐还原菌生长的方法实践证明行不通。
治本 — 降低水中的硫酸盐浓度治标 — 絮凝、绿化
＊如何用细菌法控制天然水体变黑变臭？
（ 3）碳酸盐呼吸 （碳酸盐还原）
细菌类型,产甲烷菌,产乙酸菌 。
产甲烷菌
4H2 + H+HCO3- → CH4↑ + 3H2O
产乙酸菌
4H2 + 2H+ + 2HCO3- → CH3COOH + 4H2O
（ —— 氢来源于发酵 ）
*为什么相同的反应物而出现不同的产物？
— 是废水 厌氧处理中关键性 微生物 。
2．按呼吸基质来源分类
— 细菌 外源呼吸 与 内源呼吸
提问,什么是内源呼吸,外源呼吸？
内,外 — 细胞内外
源 — 能源物质
呼吸 — 氧化产能
提问,处于什么样呼吸状态？
两种同时进行只能内源呼吸污泥消化第四节 环境卫生 —— 环境因素对细菌的影响
一般来说无芽孢的细菌在水中加热到 100℃ 迅速死亡。
（一）高温杀菌的机理
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
（二）影响高温杀菌的因素
细菌的种类,含水量,芽孢有无,以及湿热或干热
1） 细菌种类
如种类 致死温度℃
水生细菌 25 ~ 30
肠道细菌 45 ~ 50
温泉细菌 80 ~ 10 0 以上
2）含水量
细菌细胞 含水量高的更容易被杀死 。？
165
85
77
56
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
0 18% 25% 50%
蛋白质的凝固温度
（ ℃ ）
蛋白质含水量分子层次现象 —— 蛋白质的凝固温度与含水量有关。
水 —
热的良导体
3）芽孢不同芽孢菌高温耐受能力比较表炭疽热杆菌蜡状芽 孢 杆菌枯草芽孢杆菌嗜热脂肪芽孢杆菌蒸汽灭菌温度
℃
105 100 100 120
灭菌时间 m i n 5 ~1 0 6 6 ~7 12
4） 湿热与干热
湿热 — 水蒸汽 干热 — 热空气蒸汽灭菌锅烘箱
121℃ 20～ 30min 160～ 170℃ 2h灭菌
湿热灭菌温度低时间短
提问,？
保水 （ 热空气蒸发蛋白质水分 ） ；
蒸汽冷凝放热；
凝水热传导能力 强 于空气；
2.适宜温度
提问,为什么会存在适宜温度？
酶的活性
根据细菌适宜温度的不同,可将细菌分为四大类,
嗜冷菌,嗜中温菌,嗜热菌及嗜超热菌 。
生长速率
0 温度℃
最低温度 最适温度 最高温度不同耐温细菌的生长适宜温度
废水中的细菌一般都是嗜中温菌,最适温度多在 30℃ 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 1 10 ～ 1 13
3．低温
低温 —— 细胞结冻～最适温度下限
进入休眠状态
提问,？
酶活性降低,导致代谢,遗传普遍停滞 ；
冰渣导致细胞膜破裂,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？
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
低温下冷藏的食物变质
——— 嗜冷 细菌（或霉菌）的最适宜温度在 5～ 15℃
之间。
— 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？
二,pH的影响
大多数细菌最适 环境 pH为 6～ 8,可生存的 pH范围在 4～ 10之间 。
研究表明 细胞内部 由于细胞膜的屏蔽作用,磷酸盐缓冲及细菌能动的调节,pH一般都保持中性,环境的 pH难以影响细胞内的 pH变化 。
提问,外界的 pH变化如何对细菌产生影响？
1,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
2.影响营养物的解离与吸收
主要影响一些 极性营养物 如脂肪酸,氨基酸
以乙酸的吸收为例,
中性或碱性 pH 阴离子状态 酸性 pH 下的分子状态
O O
CH 3 ═ C ═ O
-
C H 3 ═ C ═ OH
同性相斥，难以吸收 正常吸收细菌表面带有电荷，如,—”
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 pH为 3,在 pH为 1,5时仍可生活 。
各种工业废水通常设前 调节池,维持曝气池 pH7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 6,5～ 8,5
均可不加调节 。
三、氧化还原电位（ ORP)
提问,什么是氧化还原电位？
—— 某物质与氢电极构成原电池时的电压高低,反映改物质氧化性强弱 。
电压表 H 2
V
惰性电极 氢电极
H 2 /H
+
Fe
3 +
溶液提问,pH7.0,30℃ 条件下饱和 Fe3+溶液中测得的电压值为＋ 0.771,该值代表什么？
Fe3+/Fe2+ 的氧化还原电位为 +0.771
通常如何测定水样的氧化还原电位？
pH测定仪 mv档,其中一个惰性的铂丝电极与一个参比电极 （ 如甘汞电极 ）
不 同细菌适宜的氧化还原电位 ( m v )
好氧细菌 兼性厌氧细菌 厌氧细菌
＋ 300 ～＋ 400
＋ 1 0 0 好氧呼吸
- 1 0 0 无氧呼吸
— 200 ～ — 25 0
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
好氧活性污泥法
控 制 在 ＋ 200～＋
600mV是正常的
提问：过低过高如何调节？
改变曝气力度
厌氧污泥或污水处理系统应控制在在 —
100～ — 200mV
过高，将不利于厌氧细菌的生长，应改进工艺降低水中溶解氧量。
应用四、干燥
细菌基本上是生活在水中的生物 。
提问,环境中过于干燥细菌如何生存？
（在不受热和其它外界因素干扰下）干燥细胞将处于长期休眠状态
—— 用干燥法防止食物腐败 （细菌滋生）
如方便面、干果、肉干、
葡萄干等。
—— 用干燥法来保存细菌,如将细菌放置在干燥的沙土中可以长期保存。
一旦提供潮气则会很快复活。
起始状态 最终平衡状态浓差势能＝渗透压势能
0,1 % 1 0 %
渗透压
10%
NaCl NaCl
半透性 —— 水分子自由通过，其余分子扩散速度受限五．渗透压
——— 是不同溶液被半透膜隔离开时,由于膜半透性及两侧水分子浓度差异形成的水压 。
有半透膜 左 水分子净通量＞ 0 右 侧液位 ↑，直至平衡
没有半透膜 —— 液位不变,盐扩散 V＝ 水扩散 V
衡量方法,通常以一定浓度溶液与纯水间形成的渗透压作为该溶液的渗透压
提问,水将从 渗透压一方流向 渗透压的一方？
低、高
渗透压 可影响细菌生存：
1.相同渗透压溶液中
细菌细胞内水含量稳定，
细菌生活得最好。
等渗透压溶液 —— 0,85
％的食盐 (NaCl)溶液 （ 生理盐水） 。 常作为进行细菌稀释分离的稀释液。
2.高渗透压溶液中
提问,哪些是高渗透压溶液？ 细菌会发生什么现象？
浓溶液；质壁分离
— 防腐 （ 细菌滋生 ）
如用 5～ 30%的盐水 腌咸菜,咸鱼,用 60～ 80%的糖溶液做蜜饯等 。
— 海洋对各种病原菌 （ 淡水菌 ） 的杀灭
— 高含盐废水 （ 如油田采出水 ） 难于生物处理的原因
提问：如何解决？
冲稀 ;防垢剂 ;细菌基因改造；
3.低渗透压溶液
提问,细菌于其中会如何？ 如纯水
外界大量水流入细菌细胞内,细胞膨胀,甚至破裂 。
综合以上几点,在微生物实验室中稀释菌液,
应该用生理盐水 （ 0.85%）
(除非稀释后马上就用的可以用无菌的蒸馏水 。 )
六．光线
1.阳光提问,通常细菌在阴暗环境中能够更好的生长,原因？
包括阳光和灯光
紫外线 （ 波长 0.1～ 400nm）
一般细菌在紫外线下照射 5min即能被杀死,芽孢则需
10min。 紫外线波长在 260nm左右者杀菌力最强
提问,杀菌机理？
蛋白质和核酸变性
1.选择性培养基有哪些制备方法?
2.鉴别培养基的原理是什么?
3.营养物质的吸收和运输有哪几种途径？
4.细菌的呼吸类型有哪四种？
5.化能自养菌的呼吸类型是什么？
6.分子内、分子外无氧呼吸分别指什么呼吸？
7.反硝化菌呼吸类型是什么? 还原产物是什么?
8.硫酸盐还原菌 (SRB)还原产物是什么?有何利弊?
为什么水处理中都是先异养菌脱碳再由自养菌脱氨?
同学们原因分析
1.自养菌反驯化,利用有机物,不再利用氨氮
2.有机物为主时自养菌生长慢竞争不过异养菌
3.异养菌分解蛋白质等产生的氨再被自养菌利用
补充 4.异养菌分解有机物产生碳酸盐作为自养菌碳源天然的过程问 题
水中的紫硫细菌所需的硫化氢从何而来呢?
湖底淤泥中的 SRB
A,腐蚀性
点蚀穿孔铁表面的电化学反应电极极化
提问,SRB腐蚀的机理是什么？
FeS消耗 Fe2+,吞吃铁表面的氢层
尤其是对油田注水井的套管、埋地管线腐蚀，缩短其寿命，同时腐蚀产生的 FeS还会堵塞油井，这些都给油田系统造成了十分巨大的经济损失
提问,H2S毒性的生化机理是什么？
含金属的蛋白质变性
—— 当水中硫酸根浓度较高时,则会严重影响净化效果,
降低甲烷转化率 。
b.厌氧水处理的恶臭扰民问题
a.在厌氧污水处理中 H2S会对甲烷菌产生毒性抑制
B,生物毒性
提问,如何控制厌氧水处理中的硫酸盐还原菌？
由于硫酸盐还原菌与甲烷菌生理条件类似，用各种化学物质单独抑止硫酸盐还原菌生长的方法实践证明行不通。
治本 — 降低水中的硫酸盐浓度治标 — 絮凝、绿化
＊如何用细菌法控制天然水体变黑变臭？
（ 3）碳酸盐呼吸 （碳酸盐还原）
细菌类型,产甲烷菌,产乙酸菌 。
产甲烷菌
4H2 + H+HCO3- → CH4↑ + 3H2O
产乙酸菌
4H2 + 2H+ + 2HCO3- → CH3COOH + 4H2O
（ —— 氢来源于发酵 ）
*为什么相同的反应物而出现不同的产物？
— 是废水 厌氧处理中关键性 微生物 。
2．按呼吸基质来源分类
— 细菌 外源呼吸 与 内源呼吸
提问,什么是内源呼吸,外源呼吸？
内,外 — 细胞内外
源 — 能源物质
呼吸 — 氧化产能
提问,处于什么样呼吸状态？
两种同时进行只能内源呼吸污泥消化第四节 环境卫生 —— 环境因素对细菌的影响
一般来说无芽孢的细菌在水中加热到 100℃ 迅速死亡。
（一）高温杀菌的机理
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
（二）影响高温杀菌的因素
细菌的种类,含水量,芽孢有无,以及湿热或干热
1） 细菌种类
如种类 致死温度℃
水生细菌 25 ~ 30
肠道细菌 45 ~ 50
温泉细菌 80 ~ 10 0 以上
2）含水量
细菌细胞 含水量高的更容易被杀死 。？
165
85
77
56
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
0 18% 25% 50%
蛋白质的凝固温度
（ ℃ ）
蛋白质含水量分子层次现象 —— 蛋白质的凝固温度与含水量有关。
水 —
热的良导体
3）芽孢不同芽孢菌高温耐受能力比较表炭疽热杆菌蜡状芽 孢 杆菌枯草芽孢杆菌嗜热脂肪芽孢杆菌蒸汽灭菌温度
℃
105 100 100 120
灭菌时间 m i n 5 ~1 0 6 6 ~7 12
4） 湿热与干热
湿热 — 水蒸汽 干热 — 热空气蒸汽灭菌锅烘箱
121℃ 20～ 30min 160～ 170℃ 2h灭菌
湿热灭菌温度低时间短
提问,？
保水 （ 热空气蒸发蛋白质水分 ） ；
蒸汽冷凝放热；
凝水热传导能力 强 于空气；
2.适宜温度
提问,为什么会存在适宜温度？
酶的活性
根据细菌适宜温度的不同,可将细菌分为四大类,
嗜冷菌,嗜中温菌,嗜热菌及嗜超热菌 。
生长速率
0 温度℃
最低温度 最适温度 最高温度不同耐温细菌的生长适宜温度
废水中的细菌一般都是嗜中温菌,最适温度多在 30℃ 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 1 10 ～ 1 13
3．低温
低温 —— 细胞结冻～最适温度下限
进入休眠状态
提问,？
酶活性降低,导致代谢,遗传普遍停滞 ；
冰渣导致细胞膜破裂,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？
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
低温下冷藏的食物变质
——— 嗜冷 细菌（或霉菌）的最适宜温度在 5～ 15℃
之间。
— 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？
二,pH的影响
大多数细菌最适 环境 pH为 6～ 8,可生存的 pH范围在 4～ 10之间 。
研究表明 细胞内部 由于细胞膜的屏蔽作用,磷酸盐缓冲及细菌能动的调节,pH一般都保持中性,环境的 pH难以影响细胞内的 pH变化 。
提问,外界的 pH变化如何对细菌产生影响？
1,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
2.影响营养物的解离与吸收
主要影响一些 极性营养物 如脂肪酸,氨基酸
以乙酸的吸收为例,
中性或碱性 pH 阴离子状态 酸性 pH 下的分子状态
O O
CH 3 ═ C ═ O
-
C H 3 ═ C ═ OH
同性相斥，难以吸收 正常吸收细菌表面带有电荷，如,—”
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 pH为 3,在 pH为 1,5时仍可生活 。
各种工业废水通常设前 调节池,维持曝气池 pH7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 6,5～ 8,5
均可不加调节 。
三、氧化还原电位（ ORP)
提问,什么是氧化还原电位？
—— 某物质与氢电极构成原电池时的电压高低,反映改物质氧化性强弱 。
电压表 H 2
V
惰性电极 氢电极
H 2 /H
+
Fe
3 +
溶液提问,pH7.0,30℃ 条件下饱和 Fe3+溶液中测得的电压值为＋ 0.771,该值代表什么？
Fe3+/Fe2+ 的氧化还原电位为 +0.771
通常如何测定水样的氧化还原电位？
pH测定仪 mv档,其中一个惰性的铂丝电极与一个参比电极 （ 如甘汞电极 ）
不 同细菌适宜的氧化还原电位 ( m v )
好氧细菌 兼性厌氧细菌 厌氧细菌
＋ 300 ～＋ 400
＋ 1 0 0 好氧呼吸
- 1 0 0 无氧呼吸
— 200 ～ — 25 0
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
好氧活性污泥法
控 制 在 ＋ 200～＋
600mV是正常的
提问：过低过高如何调节？
改变曝气力度
厌氧污泥或污水处理系统应控制在在 —
100～ — 200mV
过高，将不利于厌氧细菌的生长，应改进工艺降低水中溶解氧量。
应用四、干燥
细菌基本上是生活在水中的生物 。
提问,环境中过于干燥细菌如何生存？
（在不受热和其它外界因素干扰下）干燥细胞将处于长期休眠状态
—— 用干燥法防止食物腐败 （细菌滋生）
如方便面、干果、肉干、
葡萄干等。
—— 用干燥法来保存细菌,如将细菌放置在干燥的沙土中可以长期保存。
一旦提供潮气则会很快复活。
起始状态 最终平衡状态浓差势能＝渗透压势能
0,1 % 1 0 %
渗透压
10%
NaCl NaCl
半透性 —— 水分子自由通过，其余分子扩散速度受限五．渗透压
——— 是不同溶液被半透膜隔离开时,由于膜半透性及两侧水分子浓度差异形成的水压 。
有半透膜 左 水分子净通量＞ 0 右 侧液位 ↑，直至平衡
没有半透膜 —— 液位不变,盐扩散 V＝ 水扩散 V
衡量方法,通常以一定浓度溶液与纯水间形成的渗透压作为该溶液的渗透压
提问,水将从 渗透压一方流向 渗透压的一方？
低、高
渗透压 可影响细菌生存：
1.相同渗透压溶液中
细菌细胞内水含量稳定，
细菌生活得最好。
等渗透压溶液 —— 0,85
％的食盐 (NaCl)溶液 （ 生理盐水） 。 常作为进行细菌稀释分离的稀释液。
2.高渗透压溶液中
提问,哪些是高渗透压溶液？ 细菌会发生什么现象？
浓溶液；质壁分离
— 防腐 （ 细菌滋生 ）
如用 5～ 30%的盐水 腌咸菜,咸鱼,用 60～ 80%的糖溶液做蜜饯等 。
— 海洋对各种病原菌 （ 淡水菌 ） 的杀灭
— 高含盐废水 （ 如油田采出水 ） 难于生物处理的原因
提问：如何解决？
冲稀 ;防垢剂 ;细菌基因改造；
3.低渗透压溶液
提问,细菌于其中会如何？ 如纯水
外界大量水流入细菌细胞内,细胞膨胀,甚至破裂 。
综合以上几点,在微生物实验室中稀释菌液,
应该用生理盐水 （ 0.85%）
(除非稀释后马上就用的可以用无菌的蒸馏水 。 )
六．光线
1.阳光提问,通常细菌在阴暗环境中能够更好的生长,原因？
包括阳光和灯光
紫外线 （ 波长 0.1～ 400nm）
一般细菌在紫外线下照射 5min即能被杀死,芽孢则需
10min。 紫外线波长在 260nm左右者杀菌力最强
提问,杀菌机理？
蛋白质和核酸变性
