1、微生物与发酵工程本章知识结构及教学要求 第四节酶工程简介（选学）第三节发酵工程简介第二节微生物的营养、代谢和生长第一节微生物的类群酶制剂的生产（ A知道）酶制剂的应用（ A知道）生物工程各分支领域的关系（ A知道）细菌、放线菌病毒的结构和繁殖（ B识记）发酵工程的概念和 内容 （ A知道）发酵工程的应用（ A知道）营养物质来源及功能（ D应用）培养基的种类和配制原则（ D应用）代谢产物的种类和主要功能（ C理解）微生物代谢调节方式以及在生产实践中如何人工控制微生物代谢（ D）发酵概念和种类（ C理解）微生物群体生长规律及其在生产中的应用（ C理解）测定微生物群体生长的方法（ B识记）温度、 P
2、H和氧等因素对微生物生长的影响（ C理解）微生物的类群 微生物？ 魏泰克的五界说原核生物界 :细菌、放线菌等原生生物界 :藻类、原生动物等真菌界 :酵母、霉菌植物界动物界病毒无细胞结构：病毒有细胞结构真核生物微生物细菌放线菌蓝藻支原体真菌：霉菌、酵母菌、食用真菌原生生物：藻类、原生动物等细菌一、 形态 球状杆状螺旋状基本形态1、细胞壁 如果将杆菌接入浓度为 0.2mol/L的蔗糖等渗溶液和盛有玻璃珠的三角瓶中加以摇动，可以使细胞壁破裂，细胞内含物流出，这样就可以得到细胞壁的空壳。空壳成杆状，而细胞内含物却是圆的。原生质体在人为条件下，用溶菌酶处理或在含青霉素的培养基中培养而抑制新生细胞壁合成而
3、形成的仅由一层细胞膜包裹的，圆球形、对渗透压变化敏感的细胞，一般由革兰氏阳性细菌形成。特点： 对环境条件变化敏感，低渗透压、振荡、离心甚至通气等都易引起其破裂；五肽 交联 桥 五个甘氨酸聚糖骨架 G： N-乙酰葡萄胺 M： N-乙酰胞壁酸四肽 侧 链 L-丙、 D-谷、 L-赖、 D-丙主要成分 肽聚糖 G+ 菌肽聚糖结构 :细 胞 壁2 细胞膜 证明细胞膜的存在（质壁分离、选择性染色、原生质体破裂或电镜观察等方法）细胞膜的生理功能： 选择性地控制细胞内、外的营养物质和代谢产物的运送； 合成细胞壁和糖被的各种组分（肽聚糖、磷壁酸、荚膜多糖等）的重要基地； 膜上含有氧化磷酸化或光合磷酸化等能量代
4、谢的酶系，是细胞的产能场所；含有抗药性基因、固氮基因、抗生素生成基因3 细菌质粒4核糖体 不同于真核生物 。链霉素等抗生素通常作用于核糖体从而抑制蛋白质的合成，但对人核糖体不起作用。所以可用链霉素治疗由细菌引起的疾病。 a. 主要成分是多糖、多肽或蛋白质，尤以多糖居多。经特殊的荚膜染色，特别是负染色（又称背景染色）后可在光学显微镜清楚地观察到它的存在。b. 荚膜等并非细胞生活的必要结构，但它对细菌在环境中的生存有利。荚膜某些细菌在其生长发育后期，在细胞内形成一个圆形或椭圆形、厚壁、含水量极低、抗逆性极强的休眠体，称为芽孢 (内生孢子）。芽孢细菌芽孢的特点整个生物界中抗逆性最强的生命体，是否能消
5、灭芽孢是衡量各种消毒灭菌手段的最重要的指标。芽孢是细菌的休眠体，在适宜的条件下可以重新转变成为营养态细胞；产芽孢细菌的保藏多用其芽孢。芽孢的有无、形态、大小和着生位置是细菌分类和鉴定中的重要指标。6 细菌的二分裂放线菌是具有菌丝、以孢子进行繁殖的一类原核微生物。放线菌形态与结构t 单细胞，大多由分枝发达的菌丝组成；t 菌丝直径与杆菌类似，约 1mm；t 细胞壁组成与细菌类似；t 细胞的结构与细菌基本相同，按形态和功能可分为营养、气生和孢子丝三种。1、营养菌丝匍匐生长于培养基内，吸收营养，也称基内菌丝。一般无隔膜，直径 0.2-0.8 mm， 长度差别很大2、气生菌丝营养菌丝发育到一定阶段，伸向
6、空间形成气生菌丝，叠生于营养菌丝上，可覆盖整个菌落表面。在光学显微镜下观察，颜色较深，直径较粗（ 1-1.4 mm）， 有的产色素。3、孢子丝气生菌丝发育到一定阶段，其上可分化出形成孢子的菌丝，即孢子丝，又称产孢丝或繁殖菌丝。其形状和排列方式因种而异，常被作为对放线菌进行分类的依据。分布特点及与人类的关系放线菌常以孢子或菌丝状态极其广泛地存在于自然界，土壤中最多，其代谢产物使土壤具有特殊的泥腥味。能产生大量的、种类繁多的抗生素（其中 90% 由 链霉菌 产生）少数寄生型放线菌可引起人、动物 （ 如皮肤、脑、肺和脚部感染 ） 的疾病。蓝细菌也称蓝藻或蓝绿藻 ， 是一类含有叶绿素 a、 能以水作为
7、供氢体和电子供体、通过光合作用将光能转变成化学能、同化 CO2为有机物质的光合细菌。以前曾归于藻类，因为它和高等植物一样具有光和色素-叶绿素 a， 能进行产氧型光合作用。典型病毒粒的构造基本成分核酸 位于中心，称为核心蛋白质 包围在核心周围，形成衣壳核心和衣壳合称核衣壳，为病毒的基本结构。有些复杂的病毒在衣壳的外面包裹着一层由脂类、蛋白质和多糖组成的囊膜。有的囊膜上还长有刺突。8 病毒8 病毒 学生提出的问题：囊膜的成分为什么与细胞膜的成分相同？囊膜上的蛋白质是否决定病毒抗原特异性？囊膜的作用是什么？刺突的作用？病毒粒子并无个体的生长过程，而只有其两种基本成分的合成和装配，即：核酸复制 +蛋白
8、质合成 核蛋白（病毒粒子）一般可分五个阶段，即1) 吸附2) 侵入3) 增殖（复制与生物合成）4) 成熟（装配）5) 裂解（释放）病毒繁殖艾滋病毒侵染1 病毒 特点无细胞结构，专性活细胞内寄生；v 没有酶或酶系统极不完全，不能进行代谢活动；v 个体极小，能通过细菌滤器；v 对抗生素不敏感，对干扰素敏感。小结2 细菌、放线菌和病毒的比较表碳源 、氮源、生长因子、无机盐和水能源1.碳源微生物生长过程中能为微生物提供碳素来源的物质碳源谱 有机碳无机碳异养微生物自养微生物微生物营养目前在微生物工业发酵中所利用的碳源物质主要是单糖、淀粉、麸皮、米糠等。对于为数众多的化能异养微生物来说，碳源是兼有能源功能营养物。 微生物利用的碳源物质主要有糖类、有机酸、醇、脂类、烃、 CO2及碳酸盐等。凡是能被用来构成菌体物质中或代谢产物中氮素来源的营养物质称为氮源。1.氮源氮源谱 有机氮无机氮 NH3铵盐硝酸盐N2蛋白质核酸氨基酸尿素氮源(1)微生物的氮源谱也很广 ,大大广于动物或植物的(2) 氨基酸自养型生物 -绿色植 物、 很多微生物(尿素、铵盐、硝酸盐和氮气)氨基酸异养型生物 -动物、大量异养微生物(3) “NCHO”类营养物常是异养微生物的能源、碳源兼氮源
