应用微生物学ppt课件.ppt

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1、应用微生物学AppliedMicrobiology应用微生物学概论微生物的生长微生物的代谢微生物的遗传与遗传育种微生物基因工程微生物的基因操作系统微生物酶工程微生物发酵工程微生物代谢工程概论基本概念应用微生物学的发展微生物细胞的结构重要的应用微生物定义应用微生物学:以一定的直接或间接应用目标研究微生物及其相互作用和与环境的作用的科学。(appliedmicrobiology)利用微生物与微生物学基础知识，通过生物技术手段来实现一定应用目标的学科。(microbiologyinapplication)微生物的特点资源量大（多样性丰富）生物量大（生长迅速）可塑性大（便于操作）个体小（便于运输

2、、携带）完成自然界的物质循环造福人类引起灾难当前人类面临的问题资源的压力环境的挑战传染病的新生与复发微生物的应用部分细胞基因基因产物（酶、蛋白质）代谢产物应用微生物学需解决的问题微生物菌种的获得和优化微生物培养条件的建立和优化微生物的应用应用微生物学研究的一般流程提出问题（工业、农业、环境、健康、国防…）微生物？NoYes菌种解决问题发酵解决问题应用解决问题应用微生物学的发展微生物学的发展是与应用紧密联系的逐步建立方法认识微生物Leenwenhock(1673)显微镜Jenner(1798)牛痘Basteur(1860s)发酵、低温灭菌、自然发生Koch(1881)纯培

3、养微生物形成产业Fleming(1929)青霉素Waksman(1944)链霉素现代生物技术Cohen(1972)DNA重组微生物细胞的结构细胞壁——形态保持、物质交换、信号识别细胞膜——转运细胞质——酶、反应场所细胞核——遗传物质核外遗传物质——线粒体、质粒重要的应用微生物病毒：ג-噬菌体细菌：大肠杆菌(E.coli)棒杆菌(Corynebacterium)放线菌：链霉菌(Streptomyces)酵母菌：酿酒酵母(Saccharomycescerevisia)真菌：曲霉(Aspergillus)第一章微生物的生长微生物生长的条件培养基生长动力学微生物细胞的化学组成细胞中几种主要元素的

4、含量(干重的百分数)细胞干物质中主要组分和含量(%)元素细菌酵母菌霉菌C50~5345~5040~63N12~157.5~12.47~10O~20~30~40H~8~7~7细菌酵母菌霉菌蛋白质50~8032~7520~40碳水化合物12~2827~637~10脂类5~202~154~40核酸10~206~81灰分物质2~107~105~10微生物生长的条件—物质条件水aw=Pw/Pw0微生物类群最低aw值细菌0.91酵母菌0.88霉菌0.80耐干霉菌0.65耐高渗酵母菌0.60溶液aw30%葡萄糖0.961%葡萄糖+40%蔗糖0.96饱和蔗糖0.76饱和NaCl0.78微生物生长的条件—

5、物质条件碳源和氮源OHPSKCaMgFeMnCuZnMoCoNiVBClNaSi维生素、氨基酸等微生物的营养类型光能无机营养型（光能自养型Photolithoautotrophy）光能有机营养型（光能异养型Photoorganoheterotrophy）化能无机营养型（化能自养型Chemolithoautotrophy）化能有机营养型（化能异养型Chemoorganoheterotrophy）微生物生长的条件—环境条件pH中性（弱酸、碱）、嗜酸、嗜碱温度最适、生长、耐受氧气严格（专性）好氧、兼性、耐氧厌氧、严格厌氧压力渗透压极端环境微生物(extremophile)极端微生物与不可培养微

6、生物极端环境微生物(extremophile):依赖于一种或多种极端物化因子生存的微生物嗜热菌：50-80°C(hyperthermophiles>80°C)嗜冷菌：<16°C嗜酸菌：<3嗜碱菌：>9嗜盐菌：>3M嗜压菌不可培养微生物(VBNCvivebutnon-cultured)培养基提供微生物生长所需物质与环境条件的体系培养基的组成要素碳源、氮源、提供各种元素的无机盐生长因子或含生长因子的物质水、固化基（固体培养基）pH、渗透压（糖、盐浓度）、灭菌条件培养基的种类按物理状态：固体、液体、半固体按化学组成：合成、丰富、半合成按使用目的：种子、发酵、筛选、再生、富集……培养基的选择和设

7、计原则适用：利于达到目的利于下游工艺重复性好经济：原料价格原料用量全工艺综合平衡安全：环境影响生物安全培养基的选择和设计是应用微生物学研究的重要内容生长动力学增值曲线（Multiplicationcurve）：细胞数-时间生长曲线（growthcurve）：细胞量-时间微生物生长的实验计量显微计数菌落计数浊度测定细胞干重微生物生长的数学描述比生长速度(specificgrowthrate)=dx/xdt细菌0.6-1.2酵母菌0.