微生物和发酵工程

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1、2006—2007学年度高三生物二轮专题复习翔宇教育集团宝应县中学李步振微生物与发酵工程【复习重点与难点】重点：①细菌的结构和繁殖；微生物所需要的碳源、氮源和生长因子的来源和功能；培养基配制的原则。②发酵工程的概念和内容；酶制剂的生产和应用；生物工程各分支之间的密切关系。难点：①细菌的结构和繁殖，培养基配制的原则。②在发酵过程中，如何保证菌种生长和代谢的正常进行；生产酶制剂的基本原理。【延伸与拓展】微生物与发酵工程微生物是指形体微小、结构简单、通常要用光学显微镜或电子显微镜才能看清楚的生物。第一节：微生物的类群微

2、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体原核生物真菌原生生物真核生物　　微生物比较表：细　　菌放　线　菌病　　毒形态杆状、球状、螺旋状气生菌丝：可产孢子基内菌丝：吸收养料丝状且分枝，菌丝分螺旋状、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核衣壳核酸：位于病毒内部，贮存遗传信息、控制生物性状衣壳：位

3、于四周，由衣壳粒组成，保护核酸，决定抗原特异性结构与细菌相似，因此，放线菌又称具分枝细胞的细菌。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分子复制气生菌丝分化成孢子丝，产生孢子（由孢子发育成新个体）在宿主活细胞中进行增殖（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第二节：微生物的营养、代谢和生长　　一、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

4、质来　　　　　源功　　　　　能碳　　源主要是葡萄糖，其次有CO2、NaHCO3、脂肪酸、花生饼、石油。构成细胞质、合成代谢产生，能源物质氮　　源常用：铵盐、硝酸，其他：氮气、氨、尿素、牛肉膏、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、氨基碱基，酵母膏、蛋白胨、组织提取液酶和核酸的组成成分无机盐K2PO4、MgSO4为微生物提供除C、N以外的各种元素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

5、的PH范围不同3．培养基的种类固体培养基：用于微生物的分离、记数根据物理性质的不同分为半固体培养基：用于观察微生物的运动、鉴定菌种液体培养基：用于工业生产　　培养基是一种人工配制的、适合微生物生长或产生代谢产物用的混合养料。其分类如下：　　(1)根据化学成分分为：合成培养基：用已知成分的化学物质配成天然培养基：用成分不明确的天然物质配成，用于工业生产（2）根据用途分为：选择培养基：加入某种化学物质，抑制不需要的微生物生长，促进所需要微生物生长鉴别培养基：加入指示剂或化学药品配制而成，用于鉴别微生物（3）二、微生物

6、的代谢　　定义：微生物代谢是指微生物细胞内所发生的全部化学反应。　　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。酶合成调节（基因表达的调控）组成酶：微生物中一直存在，受遗传物质控制的酶诱导酶：环境

7、中特定物质诱导下合成的酶酶活性调节（酶结构的变化）代谢产物积累过量时就会抑制酶的活性特点是：快速、精细。3．微生物代谢的人工控制措　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4．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发酵分类：根据培养基状态分固体发酵液体发酵据产物分抗生素发酵维生素发酵氨基酸发酵根据对氧的需求分厌氧发酵：如酒精发酵、乳酸发酵需氧发酵：如抗生素发酵、氨基酸发酵三、微生物的生长　1．微生物群体生长的规律　（1）微生物群体生长的测定方法：　　

8、A．测定细菌的细胞数目：样品与等量的已知含量的红细胞混合，用显微镜计数，得出细菌与红细胞的比例，推算出单体体积内的细菌数。　B．测重量：计算细胞总的重量（2）生长规律：　通过对生长曲线的研究，可知微生物生长分四个期生长时期特　　点成　　因特　　征应用与其它调整期不立即繁殖适应新环境代谢活跃、体积增大与菌种各培养条件有关对数期繁殖速度最快条件适宜个体形态和生理特性稳定生产用