微生物生长与发酵总结.doc

微生物生长与发酵微生物的营养碳源（1）概念：能为微生物提供碳元素的营养物质（2）种类：无机碳源：（CO2、NaHCO3）自养型微生物 有机碳源：糖类、脂类、蛋白质、酵母膏、牛肉膏、动植物组织提取液等 异养型微生物（3）作用：构成微生物的细胞物质和一些代谢产物 异养微生物的主要能源物质（4）应用：微生物对碳源的需要量很大，最常用的碳源是糖类，尤其是葡萄糖 不同微生物利用的碳源的种类和数量有差异 某些微生物碳源特殊性的应用 (石油污染、有机物污染等）氮源（1）概念：能为微生物提供所需氮元素的营养物质（2）种类：氮气固氮菌 ； 氨、铵盐、硝酸盐硝化细菌、反硝化细菌； 有机氮尿素、牛肉膏、蛋白胨（3）常用氮源：铵盐、硝酸盐 作用：合成蛋白质、核酸及含氮代谢产物水和无机盐也是微生物需要的营养物质水的作用：溶剂、介质、运输等 无机盐的作用：渗透平衡、酶的激活剂生长因子（1）概念：微生物生长必需的微量有机物 （2）种类：维生素、氨基酸、碱基（3）原因：缺乏合成的酶或合成能力有限 （4）来源：酵母膏、蛋白胨、动植物组织提取液等（5）作用：酶和核酸的组成成分培养基的配置原则配置原则（1）目的明确：依据微生物种类(新陈代谢类型）和培养目标（实验或生产）（2）营养协调：营养成分合理搭配（3）pH适宜：细菌为6.57.5；放线菌为7.58.5培养基的种类及用途划分依据种 类用 途物理性质固体培养基微生物的分离和鉴定半固体培养基观察微生物的运动、保存菌种液体培养基工业生产化学成分天然培养基工业生产合成培养基微生物的分类和鉴定用 途选择培养基分离菌种鉴别培养基鉴别不同种类的微生物 选择培养基实例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思考题：假设某一样品中含有大肠杆菌、硝化细菌、酵母菌、光合细菌（厌氧型）、金黄色葡萄球菌、圆褐固氮菌、乳酸菌等微生物，请你根据所学知识，从理论上一一将其中的纯种微生物分离出来。解析（1）混合菌接种在不含氮的培养基上培养圆褐固氮菌（2）混合菌接种在不含有机碳的培养基上培养硝化细菌（3）混合菌接种在加入较高浓度的NaCl的培养基上培养金黄色葡萄球菌（或根据菌落的颜色呈金黄 色而将其挑取单独培养）（4）混合菌接种在含有伊红美兰的培养基上培养大肠杆菌（5）混合菌接种在含有青霉素的培养基上培养酵母菌（6）混合菌接种在不含有机碳的培养基上，且置于无氧而有光照的环境中培养光合细菌（7）混合菌接种在普通的培养基中，置于无氧的环境中，然后加一定浓度的乳酸乳酸菌。微生物的代谢代谢类型和特点：与其他生物相比，微生物代谢异常旺盛，这是由于微生物的表面积与体积的比很大，使它能够迅速地与外界环境进行物质交换。代谢产物初级代谢产物次级代谢产物生长繁殖是否必需是不是产生阶段一直产生生长到一定阶段后产生（如稳定期）是否有菌种特异性微生物初级代谢产物基本相同是分布细胞内细胞内或细胞外种类氨基酸、核苷酸、多糖、脂类、维生素等激素、毒素、色素、抗生素微生物代谢的调节（1）微生物代谢调节的方式和意义 培养大肠杆菌： 培养基添加葡萄糖利用葡萄糖 培养基添加葡萄糖和乳糖先利用葡萄，然后利用乳糖 培养基只添加乳糖利用乳糖 分析： 分解葡萄糖的酶是组成酶，分解乳糖的酶是诱导酶 诱导物对基因的选择性表达起着调控作用（2）酶合成和酶活性调节的比较酶合成的调节酶活性的调节调节对象诱导酶的生成酶的活性调节机制底物对基因表达的调控产物对酶活性的反馈调节意义保证代谢的需要又避免物质和能量的浪费快速、精细，避免代谢产物的积累典型实例大肠杆菌细胞半乳糖苷酶的合成谷氨酸对谷氨酸脱氢酶活性的调节人工调控微生物的代谢途径改变微生物的遗传特性；控制发酵条件微生物群体生长规律测定微生物群体生长的方法（1）称重法:一般干重为湿重的1020%（2）比例计数法微生物群体生长规律及应用细胞分裂细胞数量细胞代谢特点应 用调整期一般不分裂不增加代谢活跃、体积增长快，大量合成与细胞分裂有关的物质对数期快速分裂细胞呈指数增长形态和生理特征稳定， 代谢旺盛作为菌种，缩短生产周期稳定期细胞增加数等于死亡数活菌数达到最高峰大量积累代谢产物，特别是次级产物，某些细菌的芽孢在此阶段形成连续培养，延长稳定期，提高代谢产物的产量衰亡期细胞死亡数大于增加数活菌数下降细胞形态多，畸形，菌体解体释放代谢产物影响微生物生长的环境因素温度 pH 氧发酵及发酵工程发酵和发酵工程的概念发酵工程的实例利用发酵工程生产谷氨酸（1）菌种：谷氨酸棒状杆菌、黄色短杆菌（2）培养基成分：豆饼（马铃薯）水解液、玉米浆、作用_ 尿素、作用_ K2HPO4、K2O、Mg2SO4作用_、生物素作用_（3）培养性质：液体培养（4）培养过程：配制培养基灭菌接种培养（5）培养条件：温度 3037；pH7 8；通气、无杂菌（6）产品获得方式：分离提取中和过滤浓缩离心分离 产品：谷氨酸钠（味精）发酵工程基本流程（1）获取菌种 自然界中分离菌种诱变育种、基因工程细胞工程育种（2）培养基配制 性质_（3）灭菌 培养基、设备、（杀死细菌、孢子、芽孢等）（4）扩大培养和接种 保证菌种数量；接种对数期菌种、控制无菌条件发酵过程随时检测，使培养尽量保持在稳定期严格控制条件（温度、pH、溶氧、搅拌速度）分离提纯代谢产物：蒸馏、萃取、离子交换 菌体：过滤、沉淀（1）菌种：谷氨酸棒状杆菌、黄色短杆菌（2）培养基成分： 豆饼（马铃薯）水解液、玉米浆、作用_ 尿素、作用_ K2HPO4、K2O、Mg2SO4作用_、 生物素作用_ 答案：碳源（多答能源和氮源也给分）；氮源 ；pH 生长因子；（3）培养性质：液体培养（4）发酵 图中3，6处是发酵罐夹层中水的进出口，水在发酵罐夹层流动的作用是_。 谷氨酸发酵液的pH应控制在78范围内，随着代谢产物的积累，发酵液pH变化趋势是_， 控制办法是_。发酵过程中，若谷氨酸积累过量，会抑