2011年现代微生物发酵复习资料(修订版).docVIP

2011年现代微生物发酵及技术教程复习资料 发酵:利用微生物进行生长和代谢活动，并通过为现代化工技术，进行微生物代谢活动形成各种有用产品的过程，包括有氧和无氧的发酵。 微生物发酵的特点 发酵的催化作用都在细胞内进行；比表面积很大（表面积/体积）；原料来源广，价格低廉；反应条件温和生产过程安全；设备“多能化”，代谢途径多样化；具有易变异性。 发酵简史 列文虎克发明了显微镜，算是微生物的发现者吧。 巴斯德，贡献是彻底否定了自然发生学说，对免疫学的研究，首次制成狂犬疫苗，进行预防接种，正是发酵由微生物引起，创立巴氏消毒法。 科赫，细菌学奠基人，贡献是正是炭疽病菌是炭疽病的病原菌，发现肺结核病的病原菌，提出了科赫法则，创立了分离纯化微生物的技术。 紫外诱变的步骤：诱变处理 将菌悬液倾于无菌培养皿中（内放一个磁力搅拌棒），置电磁力搅拌器上于超净工作台紫外灯下（距离30cm）照射0.5-1min。 4.取0.1-0.2mL诱变后菌悬液于选择培养基平板上，用涂布器涂匀。置37暗箱培养48h。紫外线诱变，一般采用15W或30W紫外线灯，照射距离为20-30cm，照射时间依菌种而异，一般为1-3min，死亡率控制在50％-80％为宜。被照射处理的细胞，必须呈均匀分散的单细胞悬浮液状态，以利于均匀接触诱变剂，并可减少不纯种的出现。同时，对于细菌细胞的生理状态则要求培养至对数期为最好。 可见光能够激活某些光复活酶，将照后受损的DNA部分进行修复，因此称之为光修复或光复活作用。光复活酶能识别嘧啶二聚体，并利用光所提供的能量使二聚体环打开而完成修复。（另外，低剂量紫外线诱变遭到可见光照射突变效应和致死作用均下降，而高剂量时发生致死作用的回复而突变效应不变） 原生质体融合 通过人为方法使遗传性状不同的两个细胞的原生质体进行融合，借以获得兼有双亲遗传性状的稳定重组子的过程。），原生质体再生即融合的原生质体重新形成细胞壁，最后检出并鉴定融合子。 退化：菌种在培养或保藏过程中，由于自发突变的存在，出现某些原有优良生产性状的劣化、遗传标记的丢失等现象 复壮：狭义的复壮：是指在菌种已发生衰退的情况下，通过纯种分离和生产性能测定等方法，从衰退的群体中找出未衰退的个体，以达到恢复该菌原有典型性状的措施。 广义的复壮：是指在菌种的生产性能未衰退前就有意识的经常进行纯种的分离和生产性能测定工作，以期菌种的生产性能逐步提高。实际上是利用自发突变（正变）不断地从生产中选种。（答题只用广义） 菌种保藏的原理目的方法 原理：人为创造合适的环境条件，使微生物的代谢处于不活跃生长繁殖受抑制的休眠状态，尽可能减少其变异率，主要是低温、干燥、缺氧、营养缺乏等四方面的条件 目的：1，使菌种不至于死亡绝种，不污染杂菌；2，使菌种保持优良的性状、高存活率、低变异率，以利于生产研究交换使用。 方法：斜面保藏、液体石蜡保藏、载体保藏、悬液保藏、冷冻干燥保藏、寄主保藏 乳糖操纵子：乳糖操纵子在缺乏乳糖等诱导物时，由调节基因(lacI)编码的调节蛋白（即lac阻遏物）一直结合在操纵基因上，抑制着结构基因转录的进行。当细胞中有诱导物存在时，乳糖与阻遏蛋白相结合，使阻遏蛋白发生构象变化，结果降低了阻遏蛋白与操纵基因间的亲和力，使它不能继续结合在操纵子上，操纵子的“开关”被打开，结构基因的转录、翻译可顺利进行。使吸收和分解乳糖的酶诱导产生。当诱导物耗尽后，阻遏蛋白可再次与操纵基因结合，这时转录的“开关”又被关闭，酶就无法合成 巴斯德效应：由于葡萄糖在有氧呼吸中获得的能量比无氧呼吸和发酵时获得的多得多，所以兼性厌氧微生物在有氧条件下，终止厌氧发酵而转向有氧呼吸，这种呼吸抑制发酵的现象称之为巴斯德效应，其本质是能和与代谢调节的结果。所以酒精发酵的供氧条件：无氧 （非重点）谷氨酸产生菌大多数的生理特性：生物素缺陷型，α-酮戊二酸氧化能力弱，L-谷氨酸脱氢酶活性强，NADPH2再氧化能力欠缺，细胞膜通透性改变。 谷氨酸产生菌发酵过程中生物素控制亚适量的原因：1，使得产生菌代谢失调，进行不完整TCA，在NH4+存在下，L-谷氨酸脱氢酶活性强，NADPH2再氧化能力弱，异柠檬酸裂解活力低，DCA循环支路封闭，转化为谷氨酸生产型；2，改变细胞膜的渗透性 ，使得谷氨酸不断分泌出细胞外除去谷氨酸积累所引起的反馈调节3.亚适量时促进(-酮戊二酸合成、浓度过大：促进菌体生长，耗糖快，谷氨酸产量低。浓度过少，菌体生长缓慢，耗糖慢快，发酵周期长，谷氨酸产量低。 谷氨酸的发酵条件：1、菌体生长期生长素应该足量，产酸期生长素亚适量；2、发酵前期低通风量，发酵中、后期高通风量；3、NH4+以连续流加的方式添加，碳氮比100：11时开始积累谷氨酸，100：21时大量积累，在菌体生长期碳氮比较高；4、具体生长期温度30~32，产酸期34~37