微生物发酵相关知识.doc

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1、微生物与发酵工程（一）［高考要求］1．了解细菌、病毒的结构与繁殖2．掌握微生物需要的营养物质及功能；掌握培养基的种类和培养基配制的原则3．理解微生物细胞内产生的代谢产物；理解微生物代谢调节的方式；了解在生产实践中如何人工控制生物的代谢。4．掌握微生物群体生长的规律及其生产实践中的应用；掌握温度、PH和氧等因素对微生物生长的影响5．了解应用发酵工程的生产实例；了解发酵工程的概念和内容；了解发酵工程的应用。［知识要点］一、微生物的类群微生物所包含的类群很大，约有10万种：无细胞结构：病毒微生物有细胞结构细菌放线菌蓝藻支原

2、体原核生物真菌原生生物真核生物　微生物比较表：细　　菌病　　毒形态杆状、球状、螺旋状螺旋状、多面体、复合结构结构细胞壁：保护、维持形状细胞膜：控制物质交换贮藏颗粒：淀粉、硫等细胞质核糖体：合成蛋白质质粒：DNA分子，含基因，控制抗药性、固氮、抗生素的形成核区：含有一个大型环状DNA,控制细菌的主要性状衣壳组成：由许多结构相同的衣壳粒排列而成核衣壳功能：保护病毒核酸，决定病毒抗原特异性等核酸:是DNA或RNA有些病毒外面有囊膜（由蛋白质、多糖、脂类构成，囊膜有刺繁殖二分裂方式，即细胞分裂，发生DNA分子复制只能在宿主活

3、细胞中进行增殖（以噬菌体为例）：吸附→注入核酸→合成蛋白质、复制核酸→装配→释放其它特征特殊结构：荚膜、鞭毛、芽孢，可形成多种菌落，是鉴定菌种的依据一种病毒只有一种核酸二、微生物的营养1．微生物需要的营养物质、来源及功能营养物质来　　　　　源功　　　　　能碳　　源自养型微生物：无机碳源（CO2、NaHCO3等含碳无机物）合成有机物的原料异养型微生物：有机碳源，即含碳有机物糖、脂、蛋白质、有机酸等和天然含碳物质（石油、花生粉饼）。构成细胞质、合成代谢产生，能源物质氮　　源常用：铵盐、硝酸盐，其他：氮气、氨、尿素、牛肉膏

4、、蛋白胨合成蛋白质、核酸及含氮的代谢产物生长因子维生素、氨基酸、碱基，酵母膏、蛋白胨、组织提取液酶和核酸的组成成分2．微生物培养基的配制原则（1）目的明确：培养不同的微生物选用不同的材料（2）营养要协调：注意各种营养物质的浓度和比例（3）PH要适宜：不同的微生物适宜生长的PH范围不同3．培养基的种类1．按照物理性质划分培养基种类是否含凝固剂用途固体培养基是主要用于微生物的分离、鉴定等半固体培养基是主要用于观察微生物的运动、保藏菌种等液体培养基否主要用于工业生产2．按照化学成分划分培养基种类化学成分是否明确用途天然培养

5、基否主要用于工业生产合成培养基是主要用于生物的分类、鉴定3．按照培养基的用途种类制备方法原理用途举例选择培养基培养基中加入某种化学物质依据某些微生物对某些物质的抗性而设计从众多维生素中分离所需要的微生物加入青霉素分离得到酵母菌和霉菌鉴别培养基培养基中加入某种试剂或化学药品依据微生物产生的某种代谢产物与培养基中特定试剂或化学药品反应，产生明显的特征变化而设计鉴别不同种类的微生物伊红和美蓝培养基可以鉴别大肠杆菌三、微生物的代谢特点：由于微生物的表面积与体积比很大，有利于与外界环境进行物质交换，所以其代谢异常旺盛。1．微生

6、物的代谢产物产物种类产生时期作　　用示　　例初级产物生长全过程生长繁殖必需氨基酸、核苷酸不、多糖、脂类次级产物生长一定阶段以后对自身无明显作用抗生素、毒素、激素、色素2．微生物代谢的调节主要有两种调节方式：酶合成的调节和酶活性的调节。两种方法同时存在，密切配合相互协调。（1）微生物细胞内的酶根据酶合成的方式，微生物细胞内的酶可以分为诱导酶和组成酶两类。诱导酶是在环境中有诱导物（通常是酶的底物）存在的情况下，由诱导物诱导而生成的酶。诱导酶的合成除取决于诱导物以外，还取决于细胞内所含的基因。如果细胞内没有控制某种酶合成的

7、基因，即便有诱导物存在也不能合成这种酶。因此，诱导酶的合成取决于内因和外因两个方面。诱导酶在微生物需要时合成，不需要时就停止合成。这样，即保证了代谢的需要，有避免了不必要的浪费，其合成是在相应的基因控制下进行的，它不因分解底物或其结构类似物存在而影响其合成。（2）酶合成的调节调节者：诱导酶调节方式：在环境中存在某种物质时合成。如大肠杆菌在环境中只有乳糖作碳源时，才能合成半乳糖苷酶。意义：避免物质和能量不必要的浪费，又保证了代谢的需要，增强了对环境的适应能力。（3）酶活性的调节调节者：该酶催化反应的直接产物或间接产物调

8、节过程：代谢产物积累过量时就会抑制酶的活性特点：快速、精细。措　施改变微生物的遗传特性：例如诱变处理控制发酵条件：例如改变细胞膜的透性1．微生物代谢的人工控制2．发酵的概念与分类概念：发酵是指通过微生物的培养大量产生各种代谢产物的过程据培养基的物理状态据所生成产物据对氧的需求种类固体发酵液体发酵抗生素发酵维生素发酵氨基酸发酵需氧发酵厌氧发酵发酵