微生物與發(fā)酵工程

1、微生物與發(fā)酵工程微生物是指形體微小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、通常要用光學(xué)顯微鏡或電子顯微鏡才能看清楚的生物。第一節(jié)：微生物的類群微生物所包含的類群很大，約有10萬(wàn)種：無(wú)細(xì)胞結(jié)構(gòu)：病毒微生物有細(xì)胞結(jié)構(gòu)細(xì)菌放線菌藍(lán)藻支原體原核生物真菌原生生物真核生物微生物比較表：細(xì)菌放線菌病毒形態(tài)桿狀、球狀、螺旋狀螺旋狀、多面體、復(fù)合結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)細(xì)胞壁：保護(hù)、維持形狀細(xì)胞膜：控制物質(zhì)交換貯藏顆粒：淀粉、硫等細(xì)胞質(zhì)核糖體：合成蛋白質(zhì)質(zhì)粒：DNA分子，含基因，控制抗藥性、固氮、抗生素的形成核區(qū)：含有一個(gè)大型環(huán)狀DNA控制細(xì)菌的主要性狀 有些病毒外面有囊膜（由蛋白質(zhì)、多糖、脂類構(gòu)成，囊膜有刺繁殖二分裂方式，即細(xì)胞分裂，發(fā)生DNA分子復(fù)制

2、在宿主活細(xì)胞中進(jìn)行增殖（以噬菌體為例）：吸附注入核酸合成蛋白質(zhì)、復(fù)制核酸裝配釋放其它特征特殊結(jié)構(gòu)：莢膜、鞭毛、芽孢，可形成多種菌落，是鑒定菌種的依據(jù)一種病毒只有一種核酸第二節(jié)：微生物的營(yíng)養(yǎng)、代謝和生長(zhǎng)一、微生物的營(yíng)養(yǎng)1微生物需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、來(lái)源及功能營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)來(lái)源功能碳源主要是葡萄糖，其次有CO2、NaHCO3、脂肪酸、花生餅、石油。構(gòu)成細(xì)胞質(zhì)、合成代謝產(chǎn)生，能源物質(zhì)氮源常用：銨鹽、硝酸，其他：氮?dú)?、氨、尿素、牛肉膏、蛋白胨合成蛋白質(zhì)、核酸及含氮的代謝產(chǎn)物生長(zhǎng)因子維生素、氨基堿基，酵母膏、蛋白胨、組織提取液酶和核酸的組成成分無(wú)機(jī)鹽K2PO4、MgSO4為微生物提供除C、N以外的各種元素2微生物培

3、養(yǎng)基的配制原則（1） 目的明確：培養(yǎng)不同的微生物選用不同的材料（2） 營(yíng)養(yǎng)要協(xié)調(diào)：注意各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的濃度和比例（3） PH要適宜：不同的微生物適宜生長(zhǎng)的PH范圍不同3培養(yǎng)基的種類培養(yǎng)基是一種人工配制的、適合微生物生長(zhǎng)或產(chǎn)生代謝產(chǎn)物用的混合養(yǎng)料。其分類如下：固體培養(yǎng)基：用于微生物的分離、計(jì)數(shù)根據(jù)物理性質(zhì)的不同分為半固體培養(yǎng)基：用于觀察微生物的運(yùn)動(dòng)、鑒定、保藏菌種液體培養(yǎng)基：用于工業(yè)生產(chǎn) (1)根據(jù)化學(xué)成分分為：合成培養(yǎng)基：用已知成分的化學(xué)物質(zhì)配成天然培養(yǎng)基：用成分不明確的天然物質(zhì)配成，用于工業(yè)生產(chǎn) （2）根據(jù)用途分為：選擇培養(yǎng)基：加入某種化學(xué)物質(zhì)，抑制不需要的微生物生長(zhǎng)，促進(jìn)所需要微生物生長(zhǎng)鑒別

4、培養(yǎng)基：加入指示劑或化學(xué)藥品配制而成，用于鑒別微生物 （3）二、微生物的代謝定義：微生物代謝是指微生物細(xì)胞內(nèi)所發(fā)生的全部化學(xué)反應(yīng)。特點(diǎn)：由于微生物的表面積與體積比很大，有利于與外界環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)交換，所以其代謝異常旺盛。1 微生物的代謝產(chǎn)物產(chǎn)物種類產(chǎn)生時(shí)期作用示例初級(jí)產(chǎn)物生長(zhǎng)全過(guò)程生長(zhǎng)繁殖必需氨基酸、核苷酸、多糖、脂類次級(jí)產(chǎn)物生長(zhǎng)一定階段以后對(duì)自身無(wú)明顯作用抗生素、毒素、激素、色素2 微生物代謝的調(diào)節(jié)主要有兩種調(diào)節(jié)方式：酶合成的調(diào)節(jié)和酶活性的調(diào)節(jié)。兩種方法同時(shí)存在，密切配合相互協(xié)調(diào)。酶合成調(diào)節(jié)（基因表達(dá)的調(diào)控）組成酶：微生物中一直存在，受遺傳物質(zhì)控制的酶誘導(dǎo)酶：環(huán)境中特定物質(zhì)誘導(dǎo)下合成的酶酶活性

5、調(diào)節(jié)（酶結(jié)構(gòu)的變化）代謝產(chǎn)物積累過(guò)量時(shí)就會(huì)抑制酶的活性特點(diǎn)是：快速、精細(xì)。3 微生物代謝的人工控制措施改變微生物的遺傳特性：例如誘變處理控制發(fā)酵條件：例如改變細(xì)胞膜的透性三、微生物的生長(zhǎng)1微生物群體生長(zhǎng)的規(guī)律（1）微生物群體生長(zhǎng)的測(cè)定方法：A測(cè)定細(xì)菌的細(xì)胞數(shù)目：樣品與等量的已知含量的紅細(xì)胞混合，用顯微鏡計(jì)數(shù)，得出細(xì)菌與紅細(xì)胞的比例，推算出單體體積內(nèi)的細(xì)菌數(shù)。B測(cè)重量：計(jì)算細(xì)胞總的重量（2）生長(zhǎng)規(guī)律：通過(guò)對(duì)生長(zhǎng)曲線的研究，可知微生物生長(zhǎng)分四個(gè)期生長(zhǎng)時(shí)期特點(diǎn)成因特征應(yīng)用與其它調(diào)整期不立即繁殖適應(yīng)新環(huán)境代謝活躍、體積增大與菌種各培養(yǎng)條件有關(guān)對(duì)數(shù)期繁殖速度最快條件適宜個(gè)體形態(tài)和生理特性穩(wěn)定生產(chǎn)用菌種，科研材料穩(wěn)定期活菌數(shù)量最大代謝產(chǎn)物大量積累生存條件惡化有些種類出現(xiàn)芽孢改善和控制條件延長(zhǎng)穩(wěn)定期衰亡期死亡生存條件極