水处理生物学第七.ppt

繁殖代数n：x2=x1·2n以对数表示：lgx2=lgx1+nlg2生长速率常数R世代时间G指数生长期的三个参数第30页，共86页，星期日，2025年，2月5日（3）稳定期又称静止期或最高生长期。特点：细胞数目不增加(R=0)，即处于新繁殖的细胞数与衰亡的细胞数相等，或正生长与负生长相等的动态平衡之中。菌体产量达到了最高点，而且菌体产量与营养物质的消耗间呈现出一定的比例关系细胞长、大代谢旺盛(RNA含量增加)诱导酶迅速合成对不良条件敏感，抵抗力降低第31页，共86页，星期日，2025年，2月5日稳定期到来的原因主要是：①营养物尤其是生长限制因子的耗尽；②营养物的比例失调，例如C／N比值不合适等；③有害代谢产物的累积；④pH、氧化还原势等物化条件越来越不适宜，等等。第32页，共86页，星期日，2025年，2月5日在稳定期时，细胞开始贮存糖原、异染颗粒和脂肪等贮藏物；多数芽孢杆菌在这时开始形成芽孢；有的微生物在稳定期时还开始合成抗生素等次生代谢产物。应用稳定期是以生产菌体或与菌体生长相平行的代谢产物的最佳收获期，也是对某些生长因子例如维生素和氨基酸等进行生物测定的必要前提。此外，由于对稳定期到来的原因进行研究，还促进了连续培养技术的设计和研究。注意三条曲线：生长曲线、底物消耗曲线、代谢产物合成曲线。第33页，共86页，星期日，2025年，2月5日（4）衰亡期特点：个体死亡的速度超过新生的速度(繁殖数死亡数)，整个群体就呈现出负生长（R0）。细胞形态多样，例如会产生很多膨大、不规则的退化形态；有的微生物因蛋白水解酶活力的增强就发生自溶；有的微生物在这时产生或释放对人类有用的抗生素等次生代谢产物；在芽孢杆菌中，芽孢释放往往也发生在这一时期第34页，共86页，星期日，2025年，2月5日产生衰亡期的原因主要是外界环境对继续生长越来越不利，从而引起细胞内的分解代谢大大超过合成代谢，继而导致菌体死亡。如：营养物耗尽，细菌利用贮存颗粒进行内源呼吸造成自身溶解；有毒代谢物积累，抑制细菌生长等。第35页，共86页，星期日，2025年，2月5日活性污泥法的微生物的生长规律和纯菌种的一致，生长曲线也相似；一般划为三个阶段：生长上升阶段、生长下降阶段、内源呼吸阶段第36页，共86页，星期日，2025年，2月5日微生物生长曲线（按活微生物重量绘制）mg/L活细菌重量细菌内源呼吸生长率上升阶段及细菌大量死亡阶段生长率下降阶段t0时间第37页，共86页，星期日，2025年，2月5日①生长速率上升阶段提问：为什么培养初期细菌群体重量增长速率随时间不断增大？A.营养物丰富，细菌增殖；B.细菌在细胞内以糖原、油滴等形式储存营养物，细菌个体重量增大生长率上升阶段mg/mL0时间t活细胞重量第38页，共86页，星期日，2025年，2月5日②生长速率下降阶段提问：为什么增长速率较前下降了？时间活细胞重量营养物浓度（好氧细菌还包括氧气）下降这些限制性因素还不是十分严重，细菌的代谢速度变慢，没有停止代谢产物积累对细菌的某些酶产生抑制生长率下降阶段第39页，共86页，星期日，2025年，2月5日③内源呼吸及死亡阶段———内源呼吸+毒物浓度更高（个体）瘦→死（群体）死亡率大于出生率从曲线上反映为活细菌重量的进一步持续下降。提问：此时细菌的出生率是否为零呢？为什么？不是，利用死亡细菌的残体营养各种生物具有类似的规律实验室通常采用细菌的数量变化绘制生长曲线，虽然两种曲线在本质上是相同的，但两种曲线也有它自身的特点和用途。(“落红不是无情物，化做红泥更护花。或人吃人”)P123第40页，共86页，星期日，2025年，2月5日3.连续培养微生物的生长规律两种连续培养方式：恒浊连续培养：维持培养液中细菌的浓度恒定。恒化连续培养：维持进水中营养成分恒定。适合污水生物处理。连续培养装置示意图第41页，共86页，星期日，2025年，2月5日目前,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）第42页，共86页，星