第一節(jié)

微生物的生長(zhǎng)和特性第二、三節(jié)

微生物的遺傳與變異第四節(jié)遺傳工程第五節(jié)微生物的馴化與保藏第七章微生物的生長(zhǎng)和遺傳變異第一節(jié)微生物的生長(zhǎng)和特性生長(zhǎng)微生物同化作用＞異化作用——個(gè)體增大微生物的裂殖——個(gè)體數(shù)量增多繁殖生長(zhǎng)繁殖基礎(chǔ)條件聯(lián)系緊密本節(jié)主要內(nèi)容：一微生物生長(zhǎng)的測(cè)定方法二微生物的生長(zhǎng)曲線三微生物的生長(zhǎng)曲線與廢水生物處理的關(guān)系四微生物膜的生長(zhǎng)特性·顯微鏡直接計(jì)數(shù)涂片染色計(jì)數(shù)血球計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)·間接計(jì)數(shù)法

平板菌落計(jì)數(shù)法（活菌計(jì)數(shù)法）

液體計(jì)數(shù)法（統(tǒng)計(jì)學(xué)原理）·

測(cè)生長(zhǎng)量法細(xì)胞重量法：濕重與干重（MLSS）光密度法

7.1.2

微生物生長(zhǎng)的測(cè)定方法

薄膜計(jì)數(shù)法比例計(jì)數(shù)元素法等等重量法測(cè)定細(xì)胞干重離心法過(guò)濾法105℃~110℃干燥水處理構(gòu)筑物內(nèi)微生物生長(zhǎng)量常采用該法?；钚晕勰喾ㄖ胁捎玫闹笜?biāo)是混合液懸浮固體（MLSS）（MixedLiquidSuspendedSolid）MLSS（mg/L或g/m3）

MLSS＝Ma+Me+Mi+MiiMa:活的微生物細(xì)胞;Me:微生物內(nèi)源代謝殘留物Mi:難于生物降解的有機(jī)物；Mii:附在活性污泥上的無(wú)機(jī)物做法：取一定體積的待測(cè)污泥樣品，放于蒸發(fā)皿中干燥，然后稱重。作為表示活性污泥微生物量的相對(duì)指標(biāo)。二

微生物的生長(zhǎng)曲線微生物的生長(zhǎng)有沒(méi)有規(guī)律性？

？有規(guī)律微生物的生長(zhǎng)曲線：將少量純菌接種到一定量的液體培養(yǎng)基內(nèi)，在適宜的溫度下培養(yǎng)，并定時(shí)取樣測(cè)定活微生物的數(shù)目和重量的變化，以活微生物個(gè)數(shù)的對(duì)數(shù)或活微生物重量為縱坐標(biāo)，以培養(yǎng)時(shí)間為橫坐標(biāo)作圖，所得的曲線即為微生物的生長(zhǎng)曲線。這種培養(yǎng)方式為間歇培養(yǎng)或分批培養(yǎng)。問(wèn)題：微生物有幾種生長(zhǎng)曲線呢？（一）以活微生物數(shù)目的對(duì)數(shù)繪制的生長(zhǎng)曲線適應(yīng)期對(duì)數(shù)期穩(wěn)定期衰亡期活菌數(shù)培養(yǎng)時(shí)間（h）微生物數(shù)目的對(duì)數(shù)（1）適應(yīng)（緩慢）期

（2）對(duì)數(shù)期

（3）穩(wěn)定期

（4）衰亡期1適應(yīng)期（緩慢期）

lagphase適應(yīng)期特點(diǎn)初：細(xì)菌數(shù)目不增加，體積增長(zhǎng)快。后：個(gè)別菌體繁殖，個(gè)數(shù)少許增加。曲線平緩。大量誘導(dǎo)酶的合成。

應(yīng)用：

縮短此期，提高設(shè)備利用率

用處于對(duì)數(shù)期或代謝旺盛的活性污泥接種2對(duì)數(shù)期logphase對(duì)數(shù)期分裂快，數(shù)目增多。活菌數(shù)≈總菌數(shù)直線上升

此時(shí)細(xì)胞的大小、組成、生理特征等均趨于一致，代謝活躍，生長(zhǎng)速率高，代時(shí)穩(wěn)定。

特點(diǎn)

應(yīng)用：＊接種用的好種子

＊但處理效果不是最好，因?yàn)槲ⅱ偕锘钚源缶筒灰啄酆统恋恚虎谝ＷC充足的食料，有機(jī)物濃度要保持較高水平。3穩(wěn)定期

stationaryphase穩(wěn)定期

特點(diǎn)

應(yīng)用：處于穩(wěn)定期的污泥代謝活性和絮凝沉降性能均較好。發(fā)酵產(chǎn)物形成的重要時(shí)期（抗生素、氨基酸等），生產(chǎn)上應(yīng)盡量延長(zhǎng)此期，提高產(chǎn)量。儲(chǔ)存物積累，養(yǎng)料消耗多。芽孢形成，抗生素產(chǎn)生。繁殖速率下降，死亡速率上升。新增菌≈死亡菌

平坦4衰老期

declinephase

ordeathphase衰亡期菌體死亡速度大于繁殖速度。死亡菌＞活菌數(shù)。自溶。內(nèi)源呼吸

曲線下降

特點(diǎn)微生物的生長(zhǎng)曲線和廢水生物處理的關(guān)系生長(zhǎng)率上升階段：微生物繁殖快，活力強(qiáng)，但是不容易凝聚

沉淀。需要充足的食料供給，處理后的

廢水有機(jī)物濃度較高，出水水質(zhì)不好。生長(zhǎng)率下降階段：積累代謝產(chǎn)物，如異染顆粒、肝糖粒等，

產(chǎn)生粘性物質(zhì)，污泥代謝活性及凝絮沉

降性好。（傳統(tǒng)活性污泥運(yùn)行范圍）內(nèi)源呼吸階段：

特殊水處理場(chǎng)合。

(如延時(shí)曝氣及污泥消化)間歇培養(yǎng)：生長(zhǎng)曲線的繪制連續(xù)培養(yǎng)：實(shí)際廢水處理一方面連續(xù)進(jìn)料，一方面又連續(xù)出料。四

微生物膜的生長(zhǎng)特性生物膜：是一種不可逆的黏附于固體表面的，被微生物胞外多聚物包裹的有組織的微生物群體。生物膜的生長(zhǎng)特性：細(xì)胞粘附生物膜的發(fā)展（微生物菌落的生成）生物膜成熟與脫落參考P130頁(yè)圖7-5第二節(jié)

細(xì)菌的遺傳與變異一、遺傳與變異的基本概念

遺傳性：微生物將生長(zhǎng)發(fā)育所需的營(yíng)養(yǎng)類型、環(huán)境條件及其他形態(tài)（形態(tài)、結(jié)構(gòu)、生理生化特型）傳給后代，并相對(duì)穩(wěn)定的一代一代傳下去，這就是微生物的遺傳性。遺傳性保守性變異性1、遺傳的保守性指遺傳性不可改變的一面。常把遺傳性的保守性叫遺傳。特點(diǎn)：具穩(wěn)定性。

保守性的有利方面：使生產(chǎn)中選育出來(lái)的優(yōu)良菌種的各屬性穩(wěn)定的一代一代傳下去。保守性的不利方面：妨礙M適應(yīng)改變了的外界環(huán)境條件而死亡。2、遺傳的變異性遺傳性可改變的一面。M為適應(yīng)新的環(huán)境條件而改變自己的某些屬性，產(chǎn)生適應(yīng)新環(huán)境的酶，從而適應(yīng)了新環(huán)境并生長(zhǎng)良好，即為遺傳的變異性。變異的特點(diǎn)：a.在群體中以極低的幾率出現(xiàn)，（一般10-6～10-10）；b.形狀變化的幅度大；c.變化后形成的新性狀是穩(wěn)定的，可遺傳的。

定向變異：通過(guò)有計(jì)劃、有目的的控制M的生長(zhǎng)環(huán)境條件，用物理、化學(xué)因素誘導(dǎo)M向著生產(chǎn)需要的方向變異。在廢水的生物處理中，這種定向變異稱為馴化。二、遺傳變異的物質(zhì)基礎(chǔ)—核酸

RNA：磷酸+核糖+堿基（A.G.C.U）

DNA：磷酸+脫氧核糖+堿基（A.G.C.T）②RNA類型

信使RNA（mRNA）：以DNA一條單鏈為模板，在RNA聚合酶的催化下，按堿基互補(bǔ)原則合成。mRNA是蛋白質(zhì)合成的模板，傳遞DNA的遺傳信息。

轉(zhuǎn)移RNA（tRNA）：存在細(xì)胞質(zhì)里，在蛋白質(zhì)合成過(guò)程中起轉(zhuǎn)移氨基酸的作用。

核糖體核酸（rRNA）：和蛋白質(zhì)組成核糖體。核糖體是合成蛋白質(zhì)的主要場(chǎng)所。2、核酸的生物學(xué)功能（1）DNA的復(fù)制：解旋：DNA雙螺旋分子在解旋酶作用下，兩條鏈的堿基之間氫鍵斷裂，分離成兩條單鏈。復(fù)制：每條單鏈按照堿基順序，合成一條互補(bǔ)的新鏈。復(fù)制后的DNA雙鏈由一條舊鏈和一條新鏈構(gòu)成——半保留復(fù)制。（2）遺傳因子——基因

基因：具有遺傳功能的DNA分子上的片斷。平均含1000個(gè)堿基對(duì)。不同基因分子所含堿基對(duì)的數(shù)量和排列序列不同，都具有自我復(fù)制的能力。按基因功能不同分為：結(jié)構(gòu)基因調(diào)控基因三、M的變異：1、基因重組：兩個(gè)不同性狀的M個(gè)體細(xì)胞，其中一個(gè)細(xì)胞的DNA與另一個(gè)細(xì)胞的DNA融合，使基因重新排列，遺傳給后代，產(chǎn)生新品種或表達(dá)新的遺傳性狀，稱為基因重組。基因重組時(shí)，不發(fā)生任何堿基對(duì)結(jié)構(gòu)上的變化?；蛑亟M基因突變發(fā)生途徑2、基因突變：由于自然界（外界）的作用，或人為的物理化學(xué)因素而引起DNA鏈上堿基的缺乏、置換、插入等，引起基因內(nèi)部堿基排列順序發(fā)生改變，從而引起后代表現(xiàn)型（形態(tài)、生理等）發(fā)生可遺傳的變化。

自發(fā)突變：微生物在自然條件下，沒(méi)有人工參與而發(fā)生的基因突變。（無(wú)定向，有益或無(wú)益）

誘發(fā)突變：人為的利用物理化學(xué)因素，引起細(xì)胞DNA分子中堿基對(duì)發(fā)生變化。所利用的物理化學(xué)因素稱為誘變劑。

定向培育：人為的利用某一特定環(huán)境條件長(zhǎng)期處理某一微生物群體，同時(shí)不斷將它們進(jìn)行移種傳代，以達(dá)到累積和選擇合適的自發(fā)突變體的一種培育方法。應(yīng)用：活性污泥和生物膜的培養(yǎng)馴化四、遺傳工程：按照預(yù)先設(shè)計(jì)的生物藍(lán)圖，通過(guò)對(duì)DNA直接的操縱、改組、重建，實(shí)現(xiàn)對(duì)遺傳性狀定向的改造。基本方法：把DNA從一種生物細(xì)胞中提取出來(lái)，在體外對(duì)其直接操縱、改組、重建，然后再把它導(dǎo)入另一生物細(xì)胞內(nèi)，改變其遺傳結(jié)構(gòu)，使之產(chǎn)生符合人類需要的新遺傳特性，定向的創(chuàng)造新生物類型。1234561從細(xì)胞中分離出DNA；2限制酶截取DNA片斷；3分離大腸桿菌細(xì)胞中的質(zhì)粒；4DNA重組；5用重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)化大腸桿菌細(xì)胞；6培養(yǎng)大腸桿菌克隆大量目的基因。遺傳工程包括兩個(gè)水平的研究：一是細(xì)胞水平（如轉(zhuǎn)化、接合、轉(zhuǎn)導(dǎo)等）；另一