微生物与发酵工程 马世忠.ppt

微生物的类群 第一章原核微生物的类群 细菌的结构 细菌DNA 荚膜、鞭毛与芽孢 荚膜的作用：防止细菌丢失水分；防止被真核生物吞噬；防止噬菌体的侵袭。 鞭毛的作用：运动。使细菌具有趋光性、趋氧性、趋化性。 芽孢的作用：细胞的内生孢子，能够使细菌度过不良的环境。 3、细菌的繁殖——二分裂 菌落 菌落 放线菌：放线菌的形态 SARS病毒、禽流感病毒、 朊病毒（蛋白质病毒） 朊病毒（Prion）：存在于正常脑神经细胞中称为细胞型粒子蛋白（ PrPc ）。正常的PrPc?螺旋，在致病的PrPsc变成?折叠结构。并且不溶于水，能抗蛋白酶的水解。感染性蛋白粒子。（羊搔痒病、疯牛病、人的库鲁病、克雅氏病） 一、营养物质及其生理功能 微生物所需的五大类营养物质及功能 根据物理性质分类 根据用途分类 选择培养基 加入青霉素的培养基 分离酵母菌、霉菌等真菌 加入高浓度食盐的培养基 分离金黄色葡萄球菌 不加氮源的无氮培养基 分离自生固氮菌 不加含碳有机物的无碳培养基 分离自养型微生物 加入青霉素等抗生素的培养基 分离导入了目的基因的受体细胞 加入氨基喋呤、次黄嘌呤和胸腺嘧啶核苷的培养基 分离杂交瘤细胞 若硝化细菌、圆褐固氮菌、不固氮的蓝藻混合在一起，我们配置什么样的培养即可以将三种微生物分离？ 第五章微生物的代谢 微生物代谢: 微生物细胞内发生的全部化学反应 代谢特点 微生物代谢旺盛的原因： 一、化能异养微生物的生物氧化与产能 微生物代谢的调节 在用葡萄糖和乳糖作碳源的培养基上培养大肠杆菌，开始时，大肠杆菌只能利用葡萄糖而不能利用乳糖，只有当葡萄糖被消耗完毕以后，大肠杆菌才开始利用乳糖。 资料 谷氨酸棒状杆菌能够利用葡萄糖，经过复杂的代谢过程形成谷氨酸；但当终产物——谷氨酸的合成过量时，就会抑制谷氨酸脱氢酶的活性，从而导致合成途径中断。当谷氨酸因消耗而浓度下降时，抑制作用就会被解除，该合成反应又重新启动。 酶合成的调节和酶活性的调节的比较 微生物代谢的人工控制 措施 改变微生物遗传特性控制生产过程中的各种条件 目的 获得更多的代谢产物 微生物代谢产物在生产中的应用 通过培养微生物，获得微生物产生的各种代谢产物，此过程称为发酵。 发酵的类型 培养基物理状态：固体发酵、液体发酵 生成产物：抗生素发酵、维生素发酵、 根瘤——氮肥固定的“工厂”： 根瘤菌的形态 根瘤菌临时涂片的制作（高倍镜观察） 根瘤菌的生理特性 与豆科植物的关系 ： 互利共生 一种豆科植物 一种根瘤菌 （大豆） 多种豆科植物 一种根瘤菌 （蚕豆） 根瘤的形成过程 自生固氮微生物 圆褐固氮菌 生物固氮过程简介 固氮微生物的固氮过程，是在细胞内固氮酶的催化作用下进行的 N2+e +H + +ATP NH3+ADP+Pi 固氮酶：由固氮基因编码控制 四、生物固氮意义 生物固氮是在固氮酶的作用下，在常温常压下进行的，大大节约了能源，减少环境污染 生物固氮的总量占地球上固氮总量的90%，因而在自然界的氮循环中有重要作用 氮循环 硝化细菌、反硝化细菌的新陈代谢类型 五、生物固氮在农业生产中意义 研究方法 以细菌为例 微生物生长的测定方法 1、测微生物的细胞数目（1）直接测数法 （2）比浊法 （3）稀释平板记数法 （4）液体稀释培养记数法 2、测微生物的细胞重量 （1）细胞干重 （2）总氮量测定法 （3）DNA测定法 （4）代谢活性法 微生物群体生长的规律 分析生长曲线个阶段的特点 微生物生长曲线的实践意义 处于对数期的细菌，生长繁殖速率最快，代谢旺盛 二、影响微生物生长的环境因素 1、温 度 （最适、最高、最低） 微生物生长最旺盛时的温度叫最适生长温度 在最适生长温度范围内 影响微生物生长的环境因素 2、pH 每种微生物的最适pH不同 影响微生物生长的环境因素 3、氧 好氧型微生物 厌氧型微生物 严格厌氧 兼性厌氧微生物 1、物理方法： （1）高温：干热灭菌、湿热灭菌（水煮沸法、高压 蒸汽锅法）、巴斯德消毒法 （2）低温：冷藏法、冷冻法（冰箱、干冰、液氮） （3）辐射：紫外线、电离辐射、强可见光 （4）干燥和渗透压 （5）过滤 2、化学