第6章 微生物的生长繁殖.ppt

八、超声波对微生物的影响 频率超过20 000Hz的、人听不见的声波叫超声波。超声波具有强烈的生物学作用，几乎所有的细菌体都能被超声波破坏，只是敏感程度各有不同。超声波的杀菌效果与其频率、处理时间、细菌的大小、形状及菌数有关。超声波频率高，杀菌效果好；杆菌比球菌易被超声波杀死；大杆菌比小杆菌易被杀死，小的细菌可能躲在超声波的波节处而不受损伤，因而在超声波处理的过程中，小部分细菌仍可存活。 超声波的杀菌机制： 超声波使细胞内含物受强烈振荡，胶体发生絮状沉淀、凝胶液化或乳化状态，从而失去生物活性。溶液受超声波作用产生空腔，引起巨大的压力变化，使细菌死亡；同时，溶于溶液中的气体变成无数极微小的气泡迅速猛烈地冲击细菌，使之破裂。 超声波的应用 1.超声波破坏菌体制成细菌裂解液，用于研究细菌的结构、化学组成、酶活性等； 2.利用超声波破碎组织，从中提取病毒； 3.利用频率800～1000kHz的超声波治疗疾病，能引起致病生物体发生破坏性改变； 4.用超声波消毒汽车车厢内的空气； 5.用超声波杀灭饮用水、食品、饮料中的细菌； 6.用超声波破碎高浓度污（废）水和剩余活性污泥中的细菌，将它们的细胞壁和细胞物质破碎，增加其生化降解性，提高产甲烷效率。 第三节 微生物与微生物之间的关系 生物群落中各个群体之间存在各种相互作用，有些相互作用对某一群体有利，而对其他群体不利或没有影响，正是这种正负反馈作用使得生物群落保持生态平衡。 微生物群体内不同个体也存在正和负的相互作用. 群体密度 生长速率 正作用 负作用 作用的效应： 一方得益，另一方无影响； 双方都得益； 一方得益，另一方受害。 一、竞争关系 竞争关系（competition）是指不同的微生物种群在同一环境中，对食物等营养、溶解氧、空间和其他共同要求的物质互相竞争，互相受到不利影响。种内微生物和种间微生物都存在竞争。(竞争包括对生存空间和食物的竞争) 在好氧生物处理中，当溶解氧或营养成为限制因子时，菌胶团细菌和丝状细菌表现出明显的竞争关系。 在厌氧消化罐内的硫酸盐还原菌和产甲烷菌争夺H2也是一例。 二、原始合作关系 原始合作关系（protocooperation）（或称原始共生、互生关系），是两种可单独生活的生物共存于同一环境中，相互提供营养及其他生活条件，双方互为有利，相互收益。（关系不紧密，可分可合，其中一个群体可被其它群体取代） 例： 纤维分解细菌，将纤维素分解为葡萄糖，提供给自生固氮菌作为碳源；生固氮菌，固定N2为NH3，提供给纤维素分解菌作为氮源。 在污（废）水生物处理过程中的原始合作关系 * 炼油厂废水中食酚细菌和硫细菌的原始合作：食酚细菌分解酚，为硫细菌提供碳源，硫细菌氧化H2S为 SO42-，为食酚细菌提供硫元素。 * 天然水体、污水生物处理及土壤中的氨化细菌、亚硝化细菌和硝化细菌之间存在原始合作关系：氨化细菌分解含氮有机物产生氨是亚硝化细菌的营养；亚硝化细菌将氨转化为亚硝酸，为硝化细菌提供营养；生成硝酸盐被其他微生物和植物利用。由于硝化细菌将亚硝酸转化为硝酸，为对亚硝酸敏感的微生物解毒。 * 氧化塘中的细菌与藻类之间也是原始合作关系：细菌将污（废）水中有机物分解为 CO2、NH3、H2O、PO43－及SO42-，分别作藻类的碳源、氮源、磷源和硫源；藻类利用光能合成有机物组成自身细胞，放出氧气供细菌用于分解有机物。 群体（1） 化合物A 化合物B 化合物C 能量＋末端产物 群体（2） 在微生物降解污染物和有毒物质方面有重要作用。 环己烷 生长素 诺卡氏菌 假单胞菌 代谢产物 两个或两个以上微生物群体相互提供所需的营养,这种群体之间的相互作用叫做互营关系(Syntrophism) 意义： 使有关的微生物群体共同参与某一种物质的代谢过程。 有机磷杀虫剂地亚农 节杆菌和链霉菌共同生活才能完全降解; 单独生活时,都不能矿化地亚农的嘧啶环 产物（无毒） 鱼肝油青霉和白地霉通过协作关系共生时能降解除草剂敌稗，并去除毒性：鱼肝油青霉降解敌稗为丙酸和3,4-二氯苯胺，并能利用丙酸为能源和碳源，但不能进一步分解有毒的3,4-二氯苯胺；白地霉不能分解敌稗，但能把3,4-二氯苯胺分解成四氯偶氮苯（毒性小很多）。因此，敌稗存在时,两种真菌刺激生长，否则会争夺有限的营养资源。 三、共生关系 共生关系（symbiosis）是两种不能单独生活的微生物共同生活在同一环境中，各自执行优势的生理功能，在营养上互为有利的共生体，这种关系叫共生关系。 地衣是藻类和真菌形成的共生体，藻类利用光能将 CO2和H2O合成有机物供自身及真菌营养，真菌从基质吸收水分和无机盐供两者营养。