高三谷咏梅微生物与发酵工程.ppt

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1、微生物与发酵工程,微生物的类群,微生物的营养、代谢和生长,发酵工程简介,酶工程简介,微生物,原核生物界,真菌界,原生生物界,病毒界,1、固氮微生物都是原核生物吗？2、质粒上面一般含有几个到几百个，控制着细菌的抗药性、抗生素生成等性状。3、菌落可以作为菌种鉴定的重要依据（对或不对）。4、病毒主要由 和 两部分构成。衣壳由许多结构相同的 组成。衣壳粒是电镜下能够看到的最小形态单位，通常由一到六个 分子组成。衣壳具有 病毒核酸，决定 等功能。,微生物的类群,5、病毒的繁殖过程只能在寄主的 细胞中进行，通常将病毒的繁殖过程称为。6、微生物包含了除植物界和动物界以外的所有生物（对或不对）。7、细菌的遗传

2、物质位于（）和（）中,例下列关于病毒的叙述，不正确的是A.利用病毒侵染细胞，可将重组DNA导入受体细胞B.烟草花叶病毒具有囊膜和刺突，由衣壳体现其性状C.病毒不具有核糖体和独立的代谢系统 D.禽流感患者必须依赖细胞免疫和体液免疫才能彻底消灭禽流感病毒,B,（2008四川）下列关于病毒的描述，正确的是A噬菌体通常在植物细胞中增殖 B病毒可作为基因工程的运载体C青霉素可有效抑制流感病毒增殖D癌症的发生与病毒感染完全无关,B,13（2008广东）以下关于艾滋病(AIDS)的叙述，错误的是AIDS患者出现病症的直接原因是其它病原体感染HIV攻击人体免疫系统，特别是B淋巴细胞HIV侵入人体后存在潜伏期，

3、原因是潜伏期HIV复制能力较弱感染HIV的人称为AIDS患者，应尽快治疗目前还没有根治AIDS的特效药A.B.C.D.,C,微生物的营养、代谢和生长,1、微生物需要的营养物质包括、无机盐和水这五大营养要素。微生物对（）的需要量最大。生长因子是指微生物生长不可缺少的 物，主要包括、和、碱基等，它们一般是、等的组成成分。有些微生物 需要补充生长因子，如大肠杆菌；而有些微生物则必须补充生长因子才能 生长，如乳酸杆菌就需要补充多种维生素和氨基酸。2、各种微生物所要求的最适pH不同，细菌的最适pH为，放线菌的最适pH为，真菌的最适pH为。3、常用于工业生产的培养基是 培养基。根据用途的不同，可以将培养基

4、分为 培养基、培养基等。例如，在培养基中加入伊红和美蓝，可以用来鉴别饮用水和乳制品中是否存在 等细菌。,微生物的营养、代谢和生长,4、不同种类的微生物所产生的次级代谢产物，它们可能积累在细胞内，也可能排到 中。其中，是一类具有特异性 菌和 菌作用的有机化合物，种类很多，常用的有链霉素、青霉素、红霉素和四环素等。5、酶合成的调节既保证了代谢的需要，又避免了细胞内物质和能量的，增强了微生物对环境的。微生物还能够通过改变已有酶的催化 来调节代谢的。酶活性的调节是一种、的调节方式。这种调节现象在、的合成代谢中十分普遍。,6、人工控制微生物代谢的措施包括改变微生物 特性、控制生产过程中的各种条件(即 条

5、件)等。根据发酵过程对 的需求情况，可以分为厌氧发酵(如酒精发酵、乳酸发酵)和需氧发酵(如抗生素发酵、氨基酸发酵)。7、以细菌为例讲述微生物群体生长的规律。将少量的某种细菌接种到恒定容积的（）培养基中，定期取样测定培养基里的细菌群体的生长情况。然后，以时间为横坐标，以细菌数目的对数为纵坐标作图，便可以得到反映细菌生长规律的曲线，叫做生长曲线。,微生物的营养、代谢和生长,8、处于（）期的细菌，生长繁殖速率快，代谢旺盛，个体的形态和 比较稳定，常作为生产用的 和科研的材料。因此，生产上常用这个时期的细菌作为菌种，以缩短生产周期。进入稳定期后，抗生素等代谢产物逐渐增多，这时如果适当补充营养物质，就有

6、助于延长（）期、提高代谢产物的产量。为此，人们经过长期的探索，总结出一种方法，叫做连续培养法。9、绝大多数微生物的最适生长温度为。超过最适生长温度以后，微生物的生长速率会急剧下降，这是由于细胞内的 和 等发生了不 的破坏。,微生物的营养、代谢和生长,微生物的营养类型,选择培养基,加入青霉素的培养基 分离酵母菌、霉菌等真菌加入高浓度食盐的培养基 分离金黄色葡萄球菌不加氮源的无氮培养基 分离固氮菌不加含碳有机物的无碳培养基 分离自养型微生物加入青霉素等抗生素的培养基 分离导入了目的基因的受体细胞,细菌群体生长情况的测定方法,测细菌的细胞数目测细菌的细胞总重量（干重或湿重）,测数目 例 待测样品1m

7、l,稀释100倍后,取1ml稀释液与1ml含有红细胞1000个的液体混合均匀,显微镜下随机选若干个视野计数,得出细菌个数与红细胞个数比为5:1,则待测样品中含细菌多少个？,5105个,微生物群体生长的规律,调整期,对数期,稳定期,衰亡期,细菌的生长曲线,思考并回答1、种内斗争最激烈的阶段是？2、几乎不存在种内斗争的阶段是？3、一次性收获菌体数最多的阶段是？4、芽孢的形成阶段是？5、与无机环境斗争最激烈的阶段是？6、调整期产生的代谢产物属于什么(初级、次级)代谢产物？,课堂练习,4掌握微生物群体的生长规律，目的是更好地研究和利用它们。下列有关描述中错误的是：（）A生产上常常用对数期的细菌作为菌种

8、 B在稳定期中适当补充营养物质有利于提高产量 C连续培养延长了培养周期，从而提高产量 D调整期细菌的代谢活跃，体积增长快,C,发酵工程简介,发酵工程的概念和内容,（一）发酵工程的概念采用现代工程技术手段，利用微生物的某些特定功能，为人类生产有用的产品，或者直接把微生物应用于工业生产的一种新技术。,二、发酵工程的概念和内容,（二）发酵工程的内容1、菌种的选育2、培养基的配制3、灭菌-高压蒸汽灭菌4、扩大培养和接种5、发酵过程6、产品的分离提纯等,从自然界分离的菌种,1、发酵过程 这是发酵的 阶段。在这个阶段，要严格控制、溶氧、通气量与转速等发酵条件。这是因为环境条件的变化，不仅会影响菌种的生长繁

9、殖，而且会影响菌种代谢产物的。例如，在谷氨酸发酵过程中，当pH呈酸性时，谷氨酸棒状杆菌就会生成乙酰谷氨酰胺；当溶氧不足时，生成的代谢产物就会是乳酸或琥珀酸。2、分离提纯 这是制取发酵产品不可缺少的阶段。应用发酵工程生产的产品有两类：一类是代谢产物，另一类是，如酵母菌和细菌等。产品不同，分离提纯的方法一般不同。如果产品是菌体，可采用过滤、沉淀等方法将菌体从培养液中分离出来；如果产品是代谢，可采用蒸馏、萃取、离子交换等方法进行提取。,如图，将谷氨酸棒状杆菌接种到四个营养全面、pH 适宜的培养基中，用以下条件培养，其中菌落形成最快的是,C,课堂练习,BC,对数,个体形态和生理特性,营养物质消耗,有害代谢产物积累,PH值的变化,竞争,全部死亡,青霉菌的代谢产生了青霉素，杀死了细菌,5.发酵工程中所用细菌的生长曲线如右图所示发酵生产中常用作菌种的扩大培养的是图中的 段，属于 期。该期的特点是 代谢旺盛，比较稳定。从BC段进入CD段的原因有，_等。若在培养前灭菌不严格，混入了青霉菌，则初期出现的生态学现象叫，一段时间后发现细菌 原因是。,