高三谷咏梅微生物与发酵工程.ppt

微生物与发酵工程 微生物的类群 微生物的营养、代谢和生长 发酵工程简介 酶工程简介 微生物 原核生物界 真菌界 原生生物界 病毒界 1、固氮微生物都是原核生物吗？ 2、质粒上面一般含有几个到几百个 ，控制着细菌的抗药性、 、抗生素生成等性状。 3、菌落可以作为菌种鉴定的重要依据（对或不对）。 4、病毒主要由 和 两部分构成。衣壳由许多结构相同的 组 成。衣壳粒是电镜下能够看到的最小形态单位，通常由一到六个 分子组成。衣壳具有 病毒核酸，决定 等功能。 微生物的类群 5、病毒的繁殖过程只能在寄主的 细胞中 进行，通常将病毒的繁殖过程称为 。 6、微生物包含了除植物界和动物界以外的 所有生物（对或不对）。 7、细菌的遗传物质位于（ ）和（ ）中 例下列关于病毒的叙述，不正确的是 A.利用病毒侵染细胞，可将重组DNA导入受体 细胞 B.烟草花叶病毒具有囊膜和刺突，由衣壳体现其 性状 C.病毒不具有核糖体和独立的代谢系统 D.禽流感患者必须依赖细胞免疫和体液免疫才能 彻底消灭禽流感病毒 B （2008四川）下列关于病毒的描述，正确 的是 A噬菌体通常在植物细胞中增殖 B病毒可作为基因工程的运载体 C青霉素可有效抑制流感病毒增殖 D癌症的发生与病毒感染完全无关 B 13（2008广东）以下关于艾滋病 (AIDS)的叙述，错误的是 AIDS患者出现病症的直接原因是其它 病原体感染 HIV攻击人体免疫系统，特别是B淋巴 细胞 HIV侵入人体后存在潜伏期，原因是 潜伏期HIV复制能力较弱 感染HIV的人称为AIDS患者，应尽快 治疗 目前还没有根治AIDS的特效药 A. B. C. D. C 微生物的营养、代谢和生长 1、微生物需要的营养物质包括 、 、 、无机 盐和水这五大营养要素。微生物对（ ）的需要量最大。生 长因子是指微生物生长不可缺少的 物，主要包括 、 和 、碱基等，它们一般是 、 等的组成成分 。有些微生物 需要补充生长因子，如大肠杆菌；而有些 微生物则必须补充生长因子才能 生长，如乳酸杆菌就需 要补充多种维生素和氨基酸。 2、各种微生物所要求的最适pH不同，细菌的最适pH为 ，放线菌的最适pH为 ，真菌的最适pH为 。 3、常用于工业生产的培养基是 培养基。根 据用途的不同，可以将培养基分为 培养基、 培养基等 。例如，在培养基中加入伊红和美蓝，可以用来鉴别饮用水 和乳制品中是否存在 等细菌。 微生物的营养、代谢和生长 4、不同种类的微生物所产生的次级代谢产物 ， 它们可能积累在细胞内，也可能排到 中。其中， 是一类具有特异性 菌和 菌作用的有机化合物， 种类很多，常用的有链霉素、青霉素、红霉素和四 环素等。 5、酶合成的调节既保证了代谢的需要，又避免了细 胞内物质和能量的 ，增强了微生物对环境的 。微生物还能够通过改变已有酶的催化 来调节代 谢的 。酶活性的调节是一种 、 的调节方式 。这种调节现象在 、 的合成代谢中十分普遍。 6、人工控制微生物代谢的措施包括改变微生物 特性 、控制生产过程中的各种条件(即 条件)等。根据发酵 过程对 的需求情况，可以分为厌氧发酵(如酒精发酵 、乳酸发酵)和需氧发酵(如抗生素发酵、氨基酸发酵)。 7、以细菌为例讲述微生物群体生长的规律。将少量的 某种细菌接种到恒定容积的（ ）培养基中，定期取样 测定培养基里的细菌群体的生长情况。然后，以时间为 横坐标，以细菌数目的对数为纵坐标作图，便可以得到 反映细菌生长规律的曲线，叫做生长曲线。 微生物的营养、代谢和生长 8、处于（ ）期的细菌，生长繁殖速率快，代谢旺盛， 个体的形态和 比较稳定，常作为生产用的 和科 研的材料。因此，生产上常用这个时期的细菌作为菌种 ，以缩短生产周期。进入稳定期后，抗生素等代谢产物 逐渐增多，这时如果适当补充营养物质，就有助于延长 （ ）期、提高代谢产物的产量。为此，人们经过长 期的探索，总结出一种方法，叫做连续培养法。 9、绝大多数微生物的最适生长温度为 。超过最 适生长温度以后，微生物的生长速率会急剧下降，这是 由于细胞内的 和 等发生了不 的破坏。 微生物的营养、代谢和生长 营养类型能源基本碳源微生物举例 光能自养型光二氧化碳 蓝藻 红硫细菌 衣藻 光能异养型光 二氧化碳及简单有 机物 红螺菌 化能自养型无机 物 二氧化碳 硝化细菌 硫细菌 铁细菌 化能异养型有机 物 有机物 大多数已知细 菌和全部真核 微生物 微生物的营养类型 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 细菌群体生长情况的测定方法 测细菌的细胞数目 测细菌的细胞总重量（干重或湿重） 测数目 例 待测样品1ml,稀释100倍后,取1ml 稀释液与1ml含有红细胞1000个的液体 混合均匀,显微镜下随机选若干个视野 计数,得出细菌个数与红细胞个数比为 5:1,则待测样品中含细菌多少个？ 5105个 微生物群体生长的规律 调 整 期 对数期 稳定期 衰亡期 细菌的生长曲线 思考并回答 1、种内斗争最 激烈的阶段是？ 2、几乎不存在 种内斗争的阶段是？ 3、一次性收获菌体数最多的阶段是？ 4、芽孢的形成阶段是？ 5、与无机环境斗争最激烈的阶段是？ 6、调整期产生的代谢产物属于什么(初级 、次级)代谢产物？ 课堂练习 4掌握微生物群体的生长规律，目的是更好地研究和 利用它们。下列有关描述中错误的是：（ ） A生产上常常用对数期的细菌作为菌种 B在稳定期中适当补充营养物质有利于提高产量 C连续培养延长了培养周期，从而提高产量 D调整期细菌的代谢活跃，体积增长快 C 发酵工程的概念和内容 （一）发酵工程的概念 采用现代工程技术手段，利用微生物的某 些特定功能，为人类生产有用的产品，或 者直接把微生物应用于工业生产的一种新 技术。 二、发酵工程的概念和内容 （二）发酵工程的内容 1、菌种的选育 2、培养基的配制 3、灭菌-高压蒸汽灭菌 4、扩大培养和接种 5、发酵过程 6、产品的分离提纯等 从自然界分离的菌种从自然界分离的菌种 产产 品品 基因工程基因工程 诱变育种诱变育种细胞工程细胞工程 生产用菌种生产用菌种 扩大培养扩大培养 原原 料料 微生物菌体微生物菌体代谢产物代谢产物 分离 提纯分离 提纯 发酵罐发酵罐 发酵条件控制发酵条件控制 （发酵过程） 接种接种 培养基配置培养基配置 灭菌灭菌 1、发酵过程 这是发酵的 阶段。在这个阶段，要 严格控制 、 、溶氧、通气量与转速等发酵条件 。这是因为环境条件的变化，不仅会影响菌种的生 长繁殖，而且会影响菌种代谢产物的 。例如， 在谷氨酸发酵过程中，当pH呈酸性时，谷氨酸棒状 杆菌就会生成乙酰谷氨酰胺；当溶氧不足时，生成 的代谢产物就会是乳酸或琥珀酸。 2、分离提纯 这是制取发酵产品不可缺少的阶段。 应用发酵工程生产的产品有两类：一类是代谢产物 ，另一类是 ，如酵母菌和细菌等。产品不同， 分离提纯的方法一般不同。如果产品是菌体，可采 用过滤、沉淀等方法将菌体从培养液中分离出来； 如果产品是代谢 ，可采用蒸馏、萃取、离子交换 等方法进行提取。 如图，将谷氨酸棒状杆菌接种到四个营养全面 、 pH 适宜的培养基中，用以下条件培养，其 中菌落形成最快的是 C 课堂练习 时间时间 A 细细菌数目对对数 B C D E BC 对数 个体形态和生理特性 营养物质消耗 有害代谢产物积累PH值的变化 竞争