生物工业菌种与扩大培养ppt课件.ppt

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1、第一节工业生产常用的微生物一、工业生产常用的微生物*·从自然界中分离出来就能被利用；·对野生菌株进行人工诱变，得到突变株才能被利用目前育种总趋势从野生菌转向变异菌自然选育转向代谢育种从诱发基因突变转向基因重组的定向育种。*微生物有哪些特点？第二章生物工业菌种与种子的扩大培养二、微生物工业对菌种的要求目前，随着微生物工业原料的转换和新产品的不断出现，势必要求开拓更多新品种。尽管微生物工业用的菌种多种多样，但作为大规模生产，对菌种先则有下列要求：(1)　廉价原料、生长迅速、目的产物产量高。(2)　易于控制培养条件，酶活性高；发酵周期较短。(3)　抗杂菌和噬

2、菌体的能力强。(4)菌种纯，不易变异和退化，不产生任何有害的生物活性物质和毒素，保证安全生产。（5）对放大设备的适应性强；1、抗生素生产有关的微生物抗生素是次级代谢产物，需要生物体进行复杂的代谢，目前发现的生物来源如下：三已工业化产品生产菌的介绍放线菌（链霉素四环素；红霉素等）真菌（青霉素、头孢等）一些产芽孢的细菌植物或动物来源2、氨基酸生产有关的微生物代谢控制发酵：它是采用分子生物学、基因重组技术或其它生物化学的方法，人为地在DNA水平上，改变和控制微生物的特性，使有用的代谢产物生成和积累的发酵技术。。50,60年代以氨基酸发酵为代表的代谢控制发酵，

3、是发酵工业发展历史上的一个转折点：3、食品酶制剂生产有关的微生物开发一个新酶，都要经过一系列研究的毒理试验。关于食品用酶，美国需要得到FDA的批准。目前已同意使用的仅仅少数微生物能用于生产食品用酶。α—淀粉酶：黑曲霉、米曲霉、米根酶、枯草牙孢杆菌和地衣牙孢杆菌4、常用的基因表达系统(1)原核生物：大肠杆菌(1977年Boyer)、枯草牙胞杆菌沙门氏菌生长迅速、蛋白产量高;表达蛋白的纯化、分离及分析快速；外源基因的导入相对容易；已建立了整套表达理论及技术.(2)真核细胞表达系统酵母(既是微生物又是真核细胞)生长迅速，营养要求不高，易培养；安全性好；比哺乳

4、动物细胞操作简单；具有一定的修饰蛋白的能力。第二节菌种的衰退、复壮与保藏一、微生物菌种的衰退1.原因（1）菌种保藏不妥;（2）菌种生长的要求没有得到满足，或是遇到不利的条件，或是失去某些需要的条件；（3）经诱变获得的新菌株发生回复突变(backmutation)，从而丧失新的特征的情况。（变异菌株因遗传组成的自身修复，使原有的遗传障碍解除，代谢途径发生变化，从而恢复原有的特性，表现出原育种中过程中已获得优良性状的退化。）（4）连续传代。衰退菌株的特点：个体或群体特征发生变化；生产能力降低；代谢能力降低；发酵周期延长；抗不良环境能力降低。2.菌种性能的改

5、变(1)菌种遗传特性的改变异核现象导致微生物群体发生变异自发突变导致菌种遗传性能改变回复突变(backmutation)：高产菌株在传代的过程中，由于自然突变导致高产性状的丢失，生产性能下降，这种情况称为回复突变(2)菌种的生理状况改变生理生化特征改变（菌种不纯，单菌落形态）营养需求改变（培养基过于丰富不利于孢子形成)菌体基因处于活化状态或阻遏状态防止菌种衰退的措施菌种的分离菌种的复壮提供良好的环境条件使用优良的保存方法定期纯化菌种3.防止菌种衰退的措施防止菌种衰退的措施菌种的分离菌种的复壮提供良好的环境条件使用优良的保存方法定期纯化菌种二、菌种的复壮

6、通过分离达到复壮:在琼脂平板划线、涂布或与琼脂培养基混合培养再分离，达到—菌落纯采用单细胞或单孢子分离法达到—细胞纯通过寄主体达到复壮:将菌株接种到寄主细胞进行繁殖达到复壮。三、菌种保藏（strainpreservation）基本原理：根据菌种的生理、生化特点，人工地创造条件，使菌种的代谢活动处于不活波状态。要求：维持菌种的存活和减少菌种的变异，尽量使菌种保持原来优良的生产性能。保藏时首先选择优良纯菌种，最好是它们的休眠体如孢子（spore）、芽孢(gemma)等；要创造一个有利于休眠的环境条件，如低温、干燥、缺氧和缺乏营养物质的，即可达到降低其代谢活

7、动，延长其保存期的目的。工业生产中微生物育种的基本方法包括:自然选育、诱变育种、抗性菌种选育、代谢控制育种及基因重组定向育种等。目的：就是要改善菌种的特性，防止菌种退化，解决生产实际问题使能提高产量、改进质量、开发新产品、降低成本、改进工艺、方便管理及综合利用等。第三节菌种的选育一、自然选育在生产过程中，不经过人工处理，利用菌种的自然突变（SpontaneonsMutation）而进行菌种筛选的过程。采样增殖培养从自然界分离菌株纯种分离性能鉴定从自发突变中获得菌株自然选育操作步骤：一般习惯上将自然选育称为菌种的分离纯化。单细胞(孢子)悬液的制备平板分离

8、挑选单菌落(注意形态的观察)发酵试验二、诱变育种的程序按照生产的要求，根据生物的遗转和变异的理