考试 7
? 1.间接计数法包括哪三种方法？
? 2.平板上菌落数为多少时适合计数？
? 3.滤膜的孔径是多少？ MPN的含义是什么？
? 4.重量法包括哪些方法？
? 5.生理生化指标法的依据是什么？包括哪些指标？
? 6.间歇培养活细菌重量生长曲线包括那几个阶段？
作业问题
? 细菌 C:H:O:N 质量百分数比例为
50.89%:6.2%:30.52%:12.3%
? 分子式 ——摩尔百分数比例
50.89％ 6.2% 30.52% 12.3%
12 1 16 14
：,：
C H N O
质量百分数 50.89% 6.20% 12.30% 30.52%
摩尔质量 12 1 14 16
摩尔比例 (= 质量百分数 / 摩尔质量 ) 0.04241 0.062 0.00879 0.01908 114
C H O N? 4.82696 7.0569 1 2.17114
C H O N? 24.1348 35.285 5 10.8557
?C5H7NO2 或 C24H35N5O11
1班 问题 —
漏做
2班 问题 —作错
C4H6NO2
3班 问题 —作错
C12H17N2O5
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，
0~10代表 1～ 1010
总菌数
活菌数
缓
慢
期
对
数
期
0
+
_
（ 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
提问,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
岗前培训
适应环境（ 合成相应的
酶 ），营养储备（ 用于复
制合成 ）
? 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？
? 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
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。
? 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？
（ 2）对数期 （青年）
?所有细菌均繁殖
K ——比例常数
KX
dt
dX
?
Kt
X
X
?
0
ln
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。
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
800min,而在含 1.0％
时仅为 40min。
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 )
? 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
?此时所有细菌在二分裂生长,分别测定 t0
时刻与 t时间细菌的数量 X0与 X
对数期细菌代时 G计算
? 1→2→22→23((22)× 2)→24→25…… 2n
t0 t
00
lg3.32lg/lg
X
X
X
X
n ??
X=X0*2nX/X0=2n
? X0→…… X0·24→…… X (X0·2n) (n=1,2,3… )
? n—繁殖代数
n
tt
G 0
?
?
?代时
（ 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 ）
（ 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、节育 防止,营养物消耗过快”,
环保 防止,有害代谢物毒性抑制,。
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 。
（ 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
? 很少 应用
反
馈
控
制
（ 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
? 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）
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
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 β —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 。
1:0.4~0.8BOD.d-
细菌与降解 BOD重量比
1:0.4以下
进水
对数期
稳定期
衰老期?平
推
流
式
活
性
污
泥
法
?占优势
? 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” )
? 提问,改善 废水生物处理系统中 效果 的关键是
什么？
?防止“冲击”、找出并改善 限制因
子
?,失衡”是绝对的！
? 总有 限制性营养物 控制生长 。
? (———按营养配比，相对贫乏的营养物 )
（ 1）稀释率 (1 /停留时间 )
稀释速率 D
F——进出料流速；
停留时间 RT(residence time)＝
V——培养装置液体体积； V
F
F
？ VF
V
FD ?
1h
1h
1h
——相对 进料（稀释）速率
D正比于 F,即 单位时间内提供给细菌的营
养物质数量 尤其是限制性因子的数量 。
如
5,连续培养中的“洗脱”
（ 2）稀释率的影响
? 稀释 （即进料） 同时引起
反应器内细菌数量的
↑↓
F
F
细菌随
排出液
排出,
细菌量
减少
细菌繁
殖增加?？
? 营养物 充足细菌增量 ↑
? 流失菌 量 FC（ 菌体浓度）
使 反应器中的细菌数量 ↓
营养充分利用?（ 3）洗脱现象
？
提问,为什么 A前 D↑代时 ↓呢？ 营养限制减弱
A 稀释速率0 D
2代时
4细菌输出量
3反应器中的基质浓度
1进料基质浓度
5反应器中的细菌数量
A点是 对数期代时 对
应最小稀释率 。
细菌代时缩短引起的 细菌增量 =细菌输出减量 ；
? A后 细菌 洗脱区
代时 短至极限,增量 ＜ 排出减量
结果 ——平衡打破,“洗脱
”
？
? 应用,废水生物处理中可从 混合微生菌 中进行
高效菌的快速筛选
? 提问,为什么可以呢？
? 混合菌 对于同一营养物能否利用, 以及利用速
率是不同的, 代时不同 。
F ↑, D不断 ↑
洗
脱
?比较而言,代时最短的细菌（高效菌）,
最后被洗出。
?思考题＊
?为筛选能降解 丙烯腈（或硝基苯等等）
的细菌，如何 利用洗脱法 快速筛选对
丙烯腈高效降解的生物？ 如果该菌的
代时仍然相对工厂所要求的稀释率短
该如何解决呢？
第二节 细菌的遗传与变异
? 遗传性 —
?, 种瓜得瓜种豆得豆,
正面,继承亲代优点，保持物种延续
? 1.遗传的保守性
? ——子代与亲代相似性（“大同”）
负面：？,劣汰
”
“优胜
”
2.变异的多样性
? 细菌变异形式,
? 如,个体形态的变化, 菌落形态 (光滑型／粗糙型 )的变
异, 营养要求的变异, 对温度, pH要求的变异, 毒性的
变异, 抗毒能力的变异, 生理生化特性的变异及代谢途
径, 产物的变异等 。
?“龙生九子，各不相同”
饕餮 taotie椒图潮风赑屃 bixi
3.遗传与变异的分子机制
? 根源？
? DNA
复制传递
的 稳定性 遗传的保守性
复制传递
的 差错性 变异的多样性
DNA
4,细菌的选育 *（重点） 与细菌的变异
?选育 —筛选 与 定向培育
? 筛选 —,众里挑一,
? 定向培育 —,教育培训,
? 定向培育 在水的生物处理俗称 驯化 。
(1)细菌的筛选方法
? 原理,优胜劣汰
? 方式,选择性培养基 （ 天然 +人工 ）
? 天然 ——特殊区域采样
? 例如 筛选能降解石油的细菌？
? 收集 长期被石油污染的土壤 (天然选择性固体培养基 ）,
必有 适应石油环境利用石油作为食物的细菌, 将土壤样
品在实验室用 石油降解菌选择性培养基, 对样品中的石
油降解菌进行进一步的选择培养, 筛选分离, 富集, 为
下一步的驯化工作奠定基础 。
驯化
选择性培养基（ 石油 ）
浓度升高
筛选分离
2 3,4
1 4
小考
1
中考 高考
? 1.间接计数法包括哪三种方法？
? 2.平板上菌落数为多少时适合计数？
? 3.滤膜的孔径是多少？ MPN的含义是什么？
? 4.重量法包括哪些方法？
? 5.生理生化指标法的依据是什么？包括哪些指标？
? 6.间歇培养活细菌重量生长曲线包括那几个阶段？
作业问题
? 细菌 C:H:O:N 质量百分数比例为
50.89%:6.2%:30.52%:12.3%
? 分子式 ——摩尔百分数比例
50.89％ 6.2% 30.52% 12.3%
12 1 16 14
：,：
C H N O
质量百分数 50.89% 6.20% 12.30% 30.52%
摩尔质量 12 1 14 16
摩尔比例 (= 质量百分数 / 摩尔质量 ) 0.04241 0.062 0.00879 0.01908 114
C H O N? 4.82696 7.0569 1 2.17114
C H O N? 24.1348 35.285 5 10.8557
?C5H7NO2 或 C24H35N5O11
1班 问题 —
漏做
2班 问题 —作错
C4H6NO2
3班 问题 —作错
C12H17N2O5
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，
0~10代表 1～ 1010
总菌数
活菌数
缓
慢
期
对
数
期
0
+
_
（ 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
提问,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
岗前培训
适应环境（ 合成相应的
酶 ），营养储备（ 用于复
制合成 ）
? 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？
? 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
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。
? 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？
（ 2）对数期 （青年）
?所有细菌均繁殖
K ——比例常数
KX
dt
dX
?
Kt
X
X
?
0
ln
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。
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
800min,而在含 1.0％
时仅为 40min。
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 )
? 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
?此时所有细菌在二分裂生长,分别测定 t0
时刻与 t时间细菌的数量 X0与 X
对数期细菌代时 G计算
? 1→2→22→23((22)× 2)→24→25…… 2n
t0 t
00
lg3.32lg/lg
X
X
X
X
n ??
X=X0*2nX/X0=2n
? X0→…… X0·24→…… X (X0·2n) (n=1,2,3… )
? n—繁殖代数
n
tt
G 0
?
?
?代时
（ 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 ）
（ 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、节育 防止,营养物消耗过快”,
环保 防止,有害代谢物毒性抑制,。
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 。
（ 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
? 很少 应用
反
馈
控
制
（ 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
? 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）
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
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 β —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 。
1:0.4~0.8BOD.d-
细菌与降解 BOD重量比
1:0.4以下
进水
对数期
稳定期
衰老期?平
推
流
式
活
性
污
泥
法
?占优势
? 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” )
? 提问,改善 废水生物处理系统中 效果 的关键是
什么？
?防止“冲击”、找出并改善 限制因
子
?,失衡”是绝对的！
? 总有 限制性营养物 控制生长 。
? (———按营养配比，相对贫乏的营养物 )
（ 1）稀释率 (1 /停留时间 )
稀释速率 D
F——进出料流速；
停留时间 RT(residence time)＝
V——培养装置液体体积； V
F
F
？ VF
V
FD ?
1h
1h
1h
——相对 进料（稀释）速率
D正比于 F,即 单位时间内提供给细菌的营
养物质数量 尤其是限制性因子的数量 。
如
5,连续培养中的“洗脱”
（ 2）稀释率的影响
? 稀释 （即进料） 同时引起
反应器内细菌数量的
↑↓
F
F
细菌随
排出液
排出,
细菌量
减少
细菌繁
殖增加?？
? 营养物 充足细菌增量 ↑
? 流失菌 量 FC（ 菌体浓度）
使 反应器中的细菌数量 ↓
营养充分利用?（ 3）洗脱现象
？
提问,为什么 A前 D↑代时 ↓呢？ 营养限制减弱
A 稀释速率0 D
2代时
4细菌输出量
3反应器中的基质浓度
1进料基质浓度
5反应器中的细菌数量
A点是 对数期代时 对
应最小稀释率 。
细菌代时缩短引起的 细菌增量 =细菌输出减量 ；
? A后 细菌 洗脱区
代时 短至极限,增量 ＜ 排出减量
结果 ——平衡打破,“洗脱
”
？
? 应用,废水生物处理中可从 混合微生菌 中进行
高效菌的快速筛选
? 提问,为什么可以呢？
? 混合菌 对于同一营养物能否利用, 以及利用速
率是不同的, 代时不同 。
F ↑, D不断 ↑
洗
脱
?比较而言,代时最短的细菌（高效菌）,
最后被洗出。
?思考题＊
?为筛选能降解 丙烯腈（或硝基苯等等）
的细菌，如何 利用洗脱法 快速筛选对
丙烯腈高效降解的生物？ 如果该菌的
代时仍然相对工厂所要求的稀释率短
该如何解决呢？
第二节 细菌的遗传与变异
? 遗传性 —
?, 种瓜得瓜种豆得豆,
正面,继承亲代优点，保持物种延续
? 1.遗传的保守性
? ——子代与亲代相似性（“大同”）
负面：？,劣汰
”
“优胜
”
2.变异的多样性
? 细菌变异形式,
? 如,个体形态的变化, 菌落形态 (光滑型／粗糙型 )的变
异, 营养要求的变异, 对温度, pH要求的变异, 毒性的
变异, 抗毒能力的变异, 生理生化特性的变异及代谢途
径, 产物的变异等 。
?“龙生九子，各不相同”
饕餮 taotie椒图潮风赑屃 bixi
3.遗传与变异的分子机制
? 根源？
? DNA
复制传递
的 稳定性 遗传的保守性
复制传递
的 差错性 变异的多样性
DNA
4,细菌的选育 *（重点） 与细菌的变异
?选育 —筛选 与 定向培育
? 筛选 —,众里挑一,
? 定向培育 —,教育培训,
? 定向培育 在水的生物处理俗称 驯化 。
(1)细菌的筛选方法
? 原理,优胜劣汰
? 方式,选择性培养基 （ 天然 +人工 ）
? 天然 ——特殊区域采样
? 例如 筛选能降解石油的细菌？
? 收集 长期被石油污染的土壤 (天然选择性固体培养基 ）,
必有 适应石油环境利用石油作为食物的细菌, 将土壤样
品在实验室用 石油降解菌选择性培养基, 对样品中的石
油降解菌进行进一步的选择培养, 筛选分离, 富集, 为
下一步的驯化工作奠定基础 。
驯化
选择性培养基（ 石油 ）
浓度升高
筛选分离
2 3,4
1 4
小考
1
中考 高考
