生化工程与工艺微生物学1.ppt

先思考两个问题 人类历史上最伟大的学科是什么？ 人类历史上最伟大的发明是什么？ 最伟大的学科是微生物学！ 第一章 绪 论第一节 微生物及其特点 第二节 微生物学的发展简史 第一节 微生物及其特点 表示微生物大小的单位是μm（1 m＝106 μm）或nm（1 m＝109 nm） 必须用显微镜放大几倍、几百倍、上千倍，乃至用电子显微镜放大数万倍、上百万倍才能看清。 一、微生物的定义及成员 微生物是指所有形体微小，单细胞或结构简单的多细胞，或没有细胞结构的一群最低等的生物。 整个微生物家族的成员包括三大类： 非细胞类微生物 原核细胞类微生物 真核细胞类微生物 ㈠ 非细胞类微生物 ⒈ 真病毒 真病毒 (euvirus) 以活细胞内专性寄生(感染态)或以无生命的生物大分子(非感染态)两种形式存在, 由核酸和蛋白质组成的超显微的非细胞生物。 ⒉ 亚病毒 亚病毒 (subvirus) 只含核酸和蛋白质两种组分的其中一种的生物大分子病原体。 ㈡ 原核细胞类微生物 ⒈ 细菌 细菌 (bacteria) 是结构简单的单细胞原核生物，一般要在普通光学显微镜下放大一千倍以上并染色才能清楚看见其个体。 ⒉ 放线菌 放线菌 (actinomycetes)呈丝状生长，营养菌丝为单细胞, 以孢子繁殖的一类原核生物,一般要采用油镜观察。 ⒊ 蓝细菌 蓝细菌 (cyanobacteria) 呈单细胞、非丝状群体或丝状体的大型原核生物，能进行产氧光合作用。 ⒋ 支原体 支原体 (mycoplasma) 是一类不具细胞壁的最小型原核生物, 能在营养丰富的培养基上独立生活, 许多种类是致病菌。 ⒌ 立克次氏体 立克次氏体 (rickettsia) 具有细胞壁的较大原核生物, 不能独立生活, 专性寄生于真核细胞内，是某些人类传染病的病原体。 ⒍ 衣原体 衣原体 (chlamydia) 的细胞壁缺肽聚糖, 缺乏产能酶系的原核生物，于真核细胞内营专性能量寄生的一类病原体。 ㈢ 真核细胞类微生物 ⒈ 酵母菌 酵母菌 (yeast) 是单细胞真菌, 能发酵糖类，是一类最低等的真核生物。－般用高倍镜（400～600倍）观察其个体细胞形态。 ⒉ 霉菌 霉菌 (mould, mold) 是引起物品霉变的丝状真菌, 单细胞或多细胞真核生物。可用低倍或高倍镜观察其个体形态。 ⒊ 蕈菌(xùn) 蕈菌 (mushroom) 又名伞菌或担子菌，能产生大型肉质子实体的真菌。 ⒋ 藻类 藻类 (algae) 是单细胞或单细胞的聚合体，进行光合作用并产生氧气的一类真核生物。 ⒌ 原生动物 原生动物 (protozoan) 个体微小，无真正细胞壁，具运动性，行吞噬营养的单细胞真核生物。 原核生物中的细菌、放线菌 真核生物中的酵母菌、霉菌 非细胞生物中的噬菌体 是在发酵工业上有重要用途或关系密切的微生物, 因而是本课程讨论的重点。 二、微生物的特点 ㈠ 体积小，面积大 ㈡ 吸收多，转化快 ㈢ 生长旺，繁殖快 ㈣ 适应强，易变异 ㈤ 分布广，种类多 第二节 微生物学的发展简史 一、传统的微生物发酵技术——天然发酵 公元前4000～3000年，古埃及人已熟悉了酒、醋的酿造方法。 约在公元前2000年，古希腊人和古罗马人已会利用葡萄酿造葡萄酒。 我国在距今4200～4000年前的龙山文化时期已有酒器出现，公元前1000多年前，商朝甲古文中有“醋、酒、鬯”的记载。 二、第一代微生物发酵技术——纯培养技术的建立 1680年，荷兰人安东尼·列文虎克(Anthony Leeuwenhoek) (1632～1723年)制成了放大率为40～150倍的显微镜 1857年法国著名生物学家巴斯德(Louis Pasteur，1822～1895年)用巴氏瓶实验，证明了酒精发酵是由活酵母引起的 1897年德国的毕希纳(Eduard Buchner，1860～1917年)发现具有发酵能力的物质——酒化酶(zymase) 德国人柯赫(Robert Koch，1843～1910年)1905年因其防治肺结核的出色工作获得了诺贝尔奖，他首先发明固体培养基，得到了细菌的纯培养物，由此建立了微生物的纯培养技术。 三、第二代(近代)微生物发酵技术——深层培养技术 1928年英国细菌学家弗莱明发现能够抑制葡萄球菌的点青霉(Penicillium notatum)，其产物被称为青霉素 1945年大规模地投入生产。同时由于采用了深层培养技术(submerged cultures)，即机械搅拌通气技术，从而推动了抗生素工业乃至整个发酵工业的快速发展。 20世纪50年代氨基酸发酵工业，在引进了“代谢控制发酵技术(metabolic control fermentation)”后，得以