工业微生物名词解释
工业微生物医学宣教
工业微生物医学的安全与伦
05
理问题
工业微生物医学实验室安全
实验室安全规范
工业微生物医学实验室应建立和执行严格的安全规范，包括 人员培训、设备维护、事故应急处理等方面，以确保实验室 安全稳定运行。
生物安全防护措施
繁殖方式
主要有无性繁殖（如二分 裂、芽殖）和有性繁殖（ 如接合、孢子形成）两大 类。
工业微生物的选育与改良
自然选育：通过自然条件下的筛选和 驯化，挑选出具有优良性状的工业微
生物菌株。
基因工程改良：采用基因工程技术， 对工业微生物进行基因重组和转基因 操作，以获得具有特定功能的优良菌
株。
诱变育种：利用物理或化学诱变剂处 理微生物，诱发基因突变，从中筛选 出有益突变株。
生物医药领域的微生物发酵产品
抗生素的生产
利用放线菌、真菌等微生物进 行发酵，可以生产出多种抗生 素，如青霉素、链霉素等，为 抗感染治疗提供了有力武器。
疫苗的生产
通过微生物发酵技术，可以生产出 多种疫苗，如乙肝疫苗、狂犬疫苗 等，有效预防相应疾病的发生。
微生物酶制剂
利用微生物发酵生产的酶制剂，如 淀粉酶、蛋白酶等，广泛应用于食 品、纺织、造纸等行业，提高生产 效率和产品质量。
实验室应采取适当的生物安全防护措施，如佩戴个人防护装 备、操作生物安全柜、定期对实验室进行消毒等，以防止微 生物泄漏和人员感染。
微生物菌种的保存与管理
菌种保存制度
建立完善的微生物菌种保存制度，包括菌种的收 集、鉴定、分类、存储和档案管理等，以确保菌 种的纯正性、稳定性和可追溯性。
菌种安全管理
对微生物菌种实施严格的安全管理，包括菌种的 领取、使用、转移和销毁等，以防止菌种流失和 滥用。
工业微生物基本类型及其基础知识
微生物具有体积小、种类多、分布广、繁殖快、便于培养和容易发生变异等特点，并且在生产中不易受时间、季节、地区的限制，所以在工业生产上越来越广泛地被重视和应用。
如前所述，发酵工程是以微生物的生命活动为中心的，各种发酵生产都必须有相应的微生物。
微生物的生物学性状和发酵条件决定了其相应产物的生成。
工业上用的全部微生物都称为工业微生物。
此外还要和杂菌污染打交道，杂菌污染会严重影响甚至完全破坏我们所需的工业发酵过程。
此外，有些微生物既是工业生产茵，又可能是杂菌。
例如，醋酸菌在生产醋时是生产菌，但会引起酒类的败坏。
工业生产上常用的微生物和经常遇到的杂菌主要是细菌、放线菌、酵母菌和霉菌。
由于发酵工程本身的发展以及基因工程正在进入发酵过程，病毒、藻类等其它微生物也正在逐步地变为工业生产菌。
本章主要介绍与发酵工程有关的主要微生物类群。
一、细菌细菌是自然界中分布最广、数量最多的一类微生物，属单细胞原核生物，具有较典型的核分裂或二分分裂繁殖。
体形微小，通常在1000倍的光学显微镜成电子显微镜下才能看到。
工业生产常用的细菌有以下几种：1，枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)枯草芽孢杆菌为生孢孢的需氧菌。
营养细胞杆状，大小一般为0.7~0.8×2~3μm。
菌端半圆形。
单个或呈短链。
在细胞中央部位形成芽孢，芽孢为椭、圆形，大小约为0．6~0．7×1．0~1．5μm。
芽孢萌发，沿赤道分裂，为中腰发芽。
细胞侧生鞭毛，能运动。
革兰氏染色阳性。
生长温度为30~39℃，但在50、56。
℃时尚能生长。
最适pH为6.7~7.2。
属需菌菌。
芽孢耐高温，一般在100℃3h才能杀死。
有的芽孢抗高温能力更强，在100℃煮沸8h尚能发育生长，故需高温灭菌才行。
它能在铵盐液体中发酵各种糖类生成酸。
由于芽孢能耐高温，所以分布较广，常存于枯草和土壤中。
一般来说为腐败茵，如在酱油、酱类和白酒制曲时，如果水分含量大，温度较高，就容易造成枯草杆菌迅速繁殖。
工业微生物学
工业微生物学
《工业微生物学》
一、定义：
工业微生物学是研究有利于经济运营的微生物活动以及与其有
关的科学。
它综合应用生物、化学、物理等学科的知识来研究微生物如何利用原料转化为有用的产品，并分析其关键过程对生产的影响。
二、历史：
工业微生物学发展至今已经有百余年的历史，其发展过程可以大体分为三个阶段：
（1）19世纪初期，及期为现代工业微生物学的萌芽期，当时，随着近代化学、物理的发展，人们利用这些学科的知识，将微生物联系到制造发酵产品上。
（2）20世纪初期，蒸馏酒、酿酒、蔬菜和乳制品等发酵物品的生产，得到了迅速发展，给工业微生物学带来了非常重要的开发。
（3）20世纪中期以后，技术在改进，现代工业微生物学应运而生，可以通过识别和选择微生物，修饰生物体，改造存储和运输等把控发酵生产过程的方法，极大提高生产效率。
三、应用：
工业微生物学的应用广泛，主要涉及食品行业、药品行业、皮革行业、纸浆行业、农业行业、环境行业等。
它被广泛应用于生物质能源化学精炼、环境生物控制、药物代谢和合成、蛋白质工程和食品微生物杀菌等领域。
四、发展前景：
随着科技的发展，工业微生物学也朝着更为严谨、科学、安全发展的方向发展。
未来，工业微生物学将逐步深入到工业产品生产过程中，不断发挥其作用，实现产品安全、质量优良、效率高的生产，更好地服务于人类文明进步。
工业生产常用的微生物及要求
可以从复杂的DNA分子中分离出单独 的DNA片段。
可以大量生产高纯度的基因片段及其 产物。
可以在大肠杆菌中研究来自其它生物 的基因。
在高等动植物中也可以发展和建立这 种基因操作系统。
DNA重组过程
目标DNA片段的获得 与载体DNA分子的连接 重组DNA分子引入宿主细胞 筛选含有所需重组DNA分子的宿主细胞 对外源基因的表达及稳定性的鉴定
菌种培养基营养过于丰富不利于孢子形成， 影响发酵；菌种培养基营养贫乏，菌种在 营养贫乏的培养基中多次传代会使菌体细 胞内缺乏某些生长因子而衰退甚至死亡
因此培养基应选择具有传代后生产能力不 发生明显下降、菌落不易衰老和自溶的正 常形态菌落，孢子丰富的培养基。
菌种的复壮 提供良好的环境条件 定期纯化菌种 防止自身突变
菌体的前处理 菌体的培养时间 融合剂的浓度 融合剂作用的时间 阳离子浓度 融合的温度及体系的pH值等
影响原生质体再生的主要因素
菌体自身的再生性能 原生质体制备的条件 再生培养基成分 再生培养条件等
DNA重组技术：就是把外源DNA分 子结合到任何病毒、质粒、或其它载 体系统中，组成新的遗传物质，并转 入宿主细胞内进行繁殖的过程。
§工业生产常用的微生物及要求
一、工业生产常用的微生物 细菌（bacteria）：常用的有枯草芽
孢杆菌、醋酸杆菌、棒状杆菌、短杆 菌等。 酵母菌（yeast）：属单细胞真核生 物，主要分布于含糖较多的酸性环境 中。常用的有：短杆啤菌 酒酵母、棒状假杆菌丝酵母、 类酵母等。
yeasts
啤棒酒状酵杆母菌
§工业微生物菌种的 衰退、复壮与保藏
微生物菌种的衰退 菌种的复壮 菌种的保藏
一、菌种的衰退： 微生物个体特征 各方面 微生物群体特征 发生变化
工业微生物
微生物定义：微生物是包括所有形体微小的单细胞，或个体结构简单的多细胞，或没有细胞结构的低等生物的通称。
微生物特点：1.体积小，面积大（最基本）2.吸收快，转化快 3.生长旺，繁殖快4.易变异，适应性强5.种类多，分布广微生物学发展的三个时期：1.启蒙时期-形态学期2.奠基时期-生理学期（微生物学之父法国化学家巴斯德通过雁颈瓶实验否定了微生物自生说，同时发明了加热灭菌技术。
巴斯德发现了免疫作用-免疫学的基础。
）3.分子时代-分子生物学期微生物分类的工作步骤（三步）:获得该微生物的纯培养物；测定一系列鉴定指标；查找权威性鉴定手册。
工业微生物学的研究对象及内容：工业微生物学从工业生产需要出发来研究微生物的生命及其代谢途径，以及人为控制微生物代谢的规律性。
工业微生物学一方面通过遗传育种方法获得高产的发酵菌种，另一方面通过控制培养条件使微生物最大限度地生产目标产物。
工业发酵生产中常用的主要是细菌、放线菌、酵母菌和霉菌四大类微生物。
此外，病毒尤其是微生物病毒是严重危害发酵工业生产的祸源之一，同时它们也是现代基因工程发酵菌构建和研究的重要工具。
传统和现代的微生物分类方法传统分类方法：1.形态特征（个体特征和群体特征）。
2.生理和生化特征（营养来源、代谢产物、与温度和氧气的关系）。
3血清学反应。
4.生态特性。
5生活史（亲代个体经过一系列生长、发育阶段而产生子一代个体的全部经历就称为该生物的生活史）。
6.对噬菌体的敏感性。
现代微生物分类方法：1,.核酸分析。
2.DNA杂交试验。
3细胞壁成分分析。
4.红外光谱。
微生物的分类单位（界、门、纲、目、科、属、种）。
种的定义：是上大群表型特征高度相似，亲缘关系极其接近、与同属内其他种有着明显差异的菌株的总称。
种的学名表示方法：第一个字为属名，字首大写，用来描述微生物的主要特征，如形态、生理等；第二的字为种名，字首小写，用来描述微生物的次要特征，如颜色、形状和用途等。
正染：利用染料与细胞组分结合而进行的染色过程称。
工业微生物
工业微生物名词解释：微生物工业菌种：在大规模培养条件下，批量商业性获得微生物细胞或其代谢产物过程中所使用的微生物菌株；或利用微生物特定代谢过程，规模化加工或转化特定底物或环境物料的微生物菌株。
孢子囊：接合子进行减数分裂，形成4个或8个子核，每一个子核和周围的细胞质一起，在其表面形成孢子壁后就形成子囊孢子，形成子囊孢子的细胞称为子囊。
孢子囊孢子：酵母菌进行有性生殖产生的孢子。
菌丝体：单一丝网状细胞称为菌丝,菌丝集合在一起构成一定的宏观结构称为菌丝体。
生长因子：是一类对微生物正常生活所不可缺少而需要量又不大，但微生物自身不能用简单的碳源或氮源合成，或合成量不足以满足机体生长需要的有机营养物质。
主动运输：在代谢能的推动下，通过膜上特殊载体蛋白逆养料浓度梯度吸收营养物质的过程营养缺陷型：指微生物等不能在无机盐类和碳源组成的基本培养基中增殖，必须补充一种或一种以上的营养物质才能生长。
初级代谢：微生物从外界吸收各种营养物质，通过分解代谢和合成代谢生成维持生命活动的物质和能量的过程。
次级代谢：在一定的生长时期（一般是稳定生长期），微生物以初级代谢产物为前体合成的对微生物本身的生命活动没有明确功能的物质的过程。
影印培养法：实质上是使在一系列培养皿的相同位置上能出现相同菌落的一种接种培养方法。
把长有许多菌落（可多达数百个）的母种培养皿倒置于包有灭菌丝绒布的木圆柱（直径略小于培养皿）上，然后可把这一“印章”上的细菌一一接种到不同的选择性培养基平板上，待培养后，对各皿相同位置上的菌落作对比后,就可选出适当的突变型。
简答题：1. 放线菌的形态：在形态上具有分枝状菌丝、菌落形态与霉菌相似，以孢子进行繁殖。
单细胞，大多由分枝发达的菌丝组成；菌丝直径与杆菌类似，约1 m；细胞壁组成与细菌类似，革兰氏染色阳性（少数阴性）；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。
工业微生物育种学重点整理
1)工业微生物：在发酵工艺中已经应用的或者具有潜在应用价值的微生物。
2)用于工业生产的微生物微生物菌种的特征：1.遗传稳定2.多产3.纯种4.生长旺盛5.产生产物时间短6.产物易分离7.抗性强8.能保持较长的良好经济性能9.菌株对诱变剂处理较敏感10.在规定的时间内，菌种必须产生预期数量的目的产物，并保持相对的稳定。
3)自然选育方法：诱变育种、杂交育种、代谢控制育种、基因工程育种。
4)基因突变：是指基因在结构上发生碱基对组成或排列顺序的改变。
特点：自发性、诱发性、独立性、稀有性、遗传性、可逆性、不对应性。
1.同义突变和无义突变2.错义突变3移码突变。
突变的表现型：形态突变型、生化突变型（营养缺陷型）、条件突变型（温度突变型）、抗性突变型、抗原突变型、产量突变型。
突变修复：光修复、切补修复、重组修复、SOS修复、DNA聚合酶的校正作用。
表现延迟：微生物通过自发突变或人工诱变而产生的新基因型，需要经过2个世代以上繁殖复制才能表现出来。
（波动实验）5)诱变剂：凡能诱发生物基因突变，并且突变频率远远超过自发突变率的物理因子或化学物质。
种类：物理诱变剂、化学诱变剂、生物诱变剂。
6)紫外线诱变：光谱范围40~390nm。
有效波长200~300nm。
最有效的波长253.7nm。
相对剂量15w 30cm 紫外线诱变机制：形成嘧啶二聚体。
紫外线诱变的步骤和方法：1.出发菌株的选择2.将菌种培养到最佳生理状态（对数期）约16~24小时。
霉菌和放线菌培养到大部分孢子刚刚萌发3.制备菌悬液4.紫外线照射：紫外灯先预热20分钟稳定光波取单细胞悬液5~6ml于于灭菌培养皿中放在离灯30cm处5.后培养6稀释涂皿。
7)化学诱变剂：是一类能对DNA起作用改变起结构并引起遗传变异的化学物质。
种类：碱基类似物、烷化剂、移码突变剂特点：作用专一性、具有毒性、90%以上是剧毒药品或者致癌物质。
8)碱基类似物：是一类和天然的嘧啶嘌呤等四种碱基分子结构相似的物质。
名词解释
遗传学:是研究遗传物质的结构与功能以及遗传信息的传递与表达的一门学科.工业微生物:是指通过工业规模培养能够获得特定产品或达到特定社会目标的微生物。
抗生素：在低浓度下即具有选择性的杀死或抑制它种生物机能的，由微生物产生的，小分子代谢产物及其衍生物。
工业发酵：在工业微生物学中，利用微生物进行的有机物的酶促转化过程称为发酵。
第五章质粒：凡游离于原核生物基因组外，具有独立复制能力的小型共价闭合环状的dsDNA分子，称为质粒。
基因：能够表达和生产基因产物的DNA序列操纵子：原核生物基因表达和调控的一个完成单元，其中包括结构基因，调节基因，操纵子和启动子阻遏物：妨碍mRNA转录的调节蛋白，通过与位于启动子下游的操纵子结合而起作用。
激活剂：促进mRNA转录的调节蛋白调节子：由一个调节基因控制几个操纵子的系统。
弱化作用：一种使正在进行的操纵子转绿到达结构基因以前中途停止的基因调控作用。
突变（mutation）：是在DNA复制过程中发生错误使DNA上碱基序列发生改变。
移码突变(frame-shift mutation)：NA链中碱基之间互相替换，从而使被替换部位的三联体密码意义发生改变抑制基因突变：基因内部不同位置上发生两次突变,其中一次突变抑制了另一次突变的遗传效应缺失（deficiency）：是同一染色体上具有一个或多个基因的DNA片段丢失引起的突变。
（图4－4a）。
这种损伤是不可逆的，往往是有害的，会造成遗传平衡失调。
重复（repetition）：是在同一染色体上的某处增加一节段DNA，使该染色体上的某些基因重复出现而产生突变（图4－4b）。
倒位（inversion）：是染色体受到外来因素的破坏，造成染色体部分节段的位置顺序颠倒，极性相反，图4－4c，倒位可分为臂内倒位（染色体外形不变）和臂间倒位（染色体形状发生改变）。
易位（translocation）：是指非同源染色体之间部分连接或交换，图4－4d，易位分两种情况：A互相易位：是两条非同源染色体互相进行部分交换。
工业微生物
1.染菌的危害
• 消耗营养 • 合成新产物：菌体自溶、发粘等造成分离 困难 • 改变pH • 分解产物 • 噬菌体破坏极大
2.染菌危害的具体分析 （1）染菌对不同菌种发酵的影响
A．细菌 • 谷氨酸(棒状杆菌)：发酵周期短，培养基不 太丰富，较少染杂菌，但噬菌体威胁大。 • 肌苷（枯草杆菌）：缺陷型生产菌，培养 基丰富，易染菌，营养成分迅速被消耗， 严重抑制菌生长和合成代谢产物。
灭菌工艺过程
分空气过滤器灭菌 并用空气吹干
夹套或蛇管排冷水，开启排 气管阀，空气管通蒸汽，也 可夹套内通蒸汽
达70℃左右
取样管 放料管
通蒸汽
120℃，1×105pa
保温
保温阶段，凡液面以下各管 道都应通蒸汽，液面上其余 各管道则应排蒸汽，不留死 角，维持压力、温度恒定 向罐内通无菌空气
保温结束，依次关闭 各排汽、进汽阀门
分批灭菌与连续灭菌的比较
• 缺点： – 对小型罐无优势，不方便，对设备要求高； – 蒸汽波动时灭菌不彻底； – 当培养基中含有固体颗粒或有较多泡沫时， 以分批灭菌好，防止灭菌不彻底。
五、空气除菌 （一）概述 （二）空气过滤除菌流程 （三）空气预处理 （四）空气预处理流程设计应用举例 （五）空气过滤介质 （六）空气过滤除菌原理 （七）提高过滤除菌效率的措施
采取哪些措施能够保持无菌发酵？
• 物料、培养基、中间补料要灭菌； • 发酵设备及辅助设备（空气过滤装置、各种发
酵罐进出口连接装置）和管道要灭菌；
• 好气发酵通入的空气要除菌；
• 种子无污染；接种无菌操作过关；
• 为了保持发酵的长期无菌状态，需维持正压。
（二）分批灭菌（实罐灭菌）
• 将配置好的培养基放入发酵罐或其它装置 中，通入蒸汽将培养基和所用设备一起进 行灭菌的操作过程。
工业生产常用的微生物工业生产常用的微生物从
酶制剂的生产通常采用固态或液态发酵方式，选择适当的菌种和发酵条 件是关键。
05 微生物工业生产的未来发 展
新品种的发掘与利用
发掘新品种
通过基因组学、生物信息学等手段， 发掘具有特殊代谢途径和优异性能的 微生物新品种，提高工业生产效率和 产品品质。
微生物工业生产的环境友好型技术
生物催化技术
利用微生物作为催化剂，替代传统的化学催化过程，实现绿色、环保的工业生 产。
生物转化技术
利用微生物将原料转化为有价值的产品，降低对环境的污染和能源消耗。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
段之一。
酶工程
酶工程是指利用酶的催化作用， 通过生物反应器进行大规模生 产的技术。
酶工程广泛应用于食品、医药、 化工等领域，如淀粉酶、蛋白 酶、脂肪酶等酶制剂的生产。
酶工程具有反应条件温和、催 化效率高、对环境友好等优点， 是实现可持续发展的重要手段 之一。
基因工程
基因工程是指通过改变生物体的基因组来改变其遗传性状，从而实现工业 生产的技术。
利用极端环境微生物
利用极端环境（如高温、高压、高盐、 低氧等）中的微生物资源，开发适应 极端环境的工业生产工艺和产品。
基因编辑与改造技术
基因编辑技术
利用基因编辑技术（如CRISPRCas9系统）对微生物进行精确的基 因修饰和改造，提高微生物的代谢效 率和产物产量。
基因改造技术
通过基因敲除、基因替换、基因插入 等手段，对微生物进行遗传改造，以 实现工业生产过程的优化和产品创新 。
微生物具有强大的代谢能力，能够 利用各种有机和无机物质进行生长 繁殖，为工业生产提供多种原料。
工业微生物育种复习题解析
工业微生物育种复习题解析第一章绪论1.什么是工业微生物？作为工业微生物应具备哪些特征？答：工业微生物：对自然环境中的微生物经过改造，用于发酵工业生产的微生物。
具备特征：(1)菌种要纯(2)遗传稳定且对诱变剂敏感(3)成长快，易繁殖(4)抗杂菌和噬菌体的能力强(5)生产目的产物的时间短且产量高(6)目的产物易分离提纯2.工业微生物育种的基础是什么？答：工业微生物育种的基础是遗传和变异。
3.常用的工业微生物育种技术有哪些？答：常用技术：(1)自然选育【选择育种】(2)诱变育种(3)代谢控制育种(4)杂交育种(5)基因工程育种第二章微生物育种的遗传基础1.基因突变的类型有哪些？答：有碱基突变，染色体畸变2.叙述紫外线诱变的原理？答：原理：紫外线对微生物诱变作用，主要引起DNA的分子结构发生改变（同链DNA的相邻嘧啶间形成共价结合的胸腺嘧啶二聚体），从而引起菌体遗传性变异。
3.基因修复的种类有哪些？答：种类：(1)光复活修复(2)切除修复(3)重组修复(4)SOS修复4.真核微生物基因重组的方式有哪些？答：方式：(1)有性杂交(2)准性生殖(3)原生质体融合第三章出发菌株的分离与筛选1.什么是富集培养？答：富集培养：指在目的微生物含量较少时，根据微生物的生理特点，设计一种选择性培养基，创造有利的生长条件，使目的微生物在最适的环境下迅速地生长繁殖，数量增加，由原来自然条件下的劣势种变成人工环境中的优势种，以利于分离到所需要的菌株。
2.哪些分离方法能达到“菌落纯”？哪些分离方法能达到“细胞纯（菌株纯）”？答：菌落纯：稀释分离法、划线法、组织法细胞纯：单细胞或单孢子的分离法3.分离好氧微生物常用的方法有哪些？答：(1)稀释涂布法(2)划线分离法(3)平皿生化反应分离法4.平皿生化反应分离法有哪些？分别用来筛选哪些菌？各自原理如何？答：(1)透明圈法原理：在平板培养基中加入溶解性较差的底物，使培养基混浊，能分解底物的微生物便会在菌落周围产生透明圈，圈的大小可以放映该菌株利用底物的能力。
工业微生物名词解释
营养缺陷型：某一野生型菌株因发生基因突变而丧失合成一种或几种生长因子（碱基、氨基酸或维生素等）的能力，因而无法在基本培养基上正常生长繁殖的变异类型，称营养缺陷性。
连续培养：在对数期的培养容器中不断添加新鲜的培养基，同时不断放出代谢物，是微生物所需的营养即使得到补充，有害代谢物又能够及时排除，菌体的生长不受影响的始终处于生长对数期。
抗生素：是一类由微生物或其他生物合成的次级代谢产物或其衍生物，它们在很低浓度时即可抑制或干扰他种生物的生命活动，因而可用作化学治疗剂。
裂解量:是病毒生长曲线中的一个参数，指每个受染细胞所产生的子代病毒颗粒的平均数目，其值等于平稳期病毒效价与潜伏期病毒效价之比。
自养微生物：以CO2为唯一或主要碳源的微生物（或是一类不依赖任何有机物即可正常生长繁殖的微生物）根据其能源的不同，可分为光能自养微生物和化能自养微生物两大类。
基内菌丝：又称营养菌丝。匍匐生长在培养基内，主要功能吸收营养物的菌丝体。
防腐:是指在某些物理化学因素作用下抑制霉腐微生物的生长繁殖，以防止食品和其它物品发生霉腐的措施。
抗代谢物:指一类在化学结构上与微生物细胞所必需的代谢物（即生长因子）很相似，可干扰微生物正常代谢活动的化学物质。
接合指由性状不同的两类细胞直接接触，由供体菌的遗传物质单向转移给受体菌的过程，叫做接合。
Hfr菌株：即高频重组菌株。在该菌株细胞中，F因子整合在核染色体组的特定位点，Hfr菌株与F–菌株接合后，发生基因重组的频率要比F+与F–接合后的频率高出数百倍。
工业微生物复习资料
微生物是指所有形体微小,单细胞或结构简单的多细胞或没有细胞结构的一群最低等生物。
工业微生物主要包括细菌、放线菌、酵母菌、霉菌、噬菌体等五大类, 其主要特性是 l种类多2 分布广 3 繁殖快4 代谢强 5 易变异微生物的四大营养类型是光能自养型、光能异养型、化能自养型、化能异养型。
本培养基。
常用的六种菌种保藏方法是斜面冰箱保藏法、石蜡油封藏法、麸曲保藏法、砂土管保藏法、甘油低温保藏法、冻干法。
革兰氏染色法一种重要的细菌鉴别染色法。
该染色法的步骤1先用结晶紫液初染；2再用碘液媒染与结晶紫形成不溶于水的复合物3接着用95%乙醇进行脱色；4最后再用番红沙黄液复染。
经过这种染色方法可以将所有细菌基本上区分为两大类：革氏阳性细菌被染上紫色,革氏阴性细菌被染上红色营养缺陷型是指在某些营养物质如氨基酸、核苷酸、维生素等的合成能力上出现缺陷,必须在培养基中外加这些营养成分才能正常生长的变异菌株。
溶源性细菌溶源性细菌受到温和噬菌体侵染而带有原噬菌体却又没有形态上可见到的噬菌体粒子的宿主菌活性污泥是由污水中繁殖的好气性微生物群体组成的絮状污泥,具有很强的吸咐、凝聚和氧化分解污水中有机物质和其它物质的能力。
拮抗：一种微生物可以产生不利于另一种微生物生存的代谢物质。
这些代谢产物能改变微生物的生长环境,如改变氢离子浓度、渗透压、氧和二氧化碳张力等, 造成不适合某些其他微生物生长的环境。
特异性拮抗：是指微生物的某种或某类特殊代谢产物, 多为抗生素, 能选择性地杀死或抑制别种微生物, 叫特异性拮抗。
非特异性拮抗是指一种微生物的活动产物对多种微生物均具有拮抗作用的现象寄生：一般指一种小型生物生活在另一种较大型生物的体内包括细胞内或体表,从中夺取营养并进行生长繁殖, 同时使后者蒙受损害甚至被杀死的一种相互关系。
腐生：以无生命的有机物作为营养物质进行生长繁殖的生活方式。
鞭毛：某些细菌表面着生从细胞内伸出的细长、波浪形弯曲的丝状物。
线毛：生长在细菌体表面的一种纤细、中空,短直而数量较多的蛋白质附属物芽胞：某些细菌在生长的一定阶段,细胞内形成一个圆形、椭圆形或圆柱形,对不良环境条件有较强抗性的休眠体夹膜是在胞壁表面的粘性物质,含水量高,具有稳定的外形,很厚,约达菌体的几倍,成分为多糖致死时间：在一定温度下杀死99 · 99 ％的微生物所需要的最短时间致死温度：在一定时间内杀死99 , 99 ％的微生物所需要的最低温度防腐:是指防止或抑制微生物生长繁殖的方法,所用的药剂为防腐剂。
工业微生物的应用与开发
工业微生物的应用与开发在当今社会，微生物已经成为了生命科学研究的重要组成部分，微生物学被誉为生命科学中的一颗璀璨的明珠。
而工业微生物也是应用最广泛的领域之一。
工业微生物是一种利用微生物进行生产的技术，并且具有可持续发展的特点。
工业微生物已经被广泛应用于食品、医药、石化、环保、化学、生物质能等领域，是未来科技发展的重要方向之一。
工业微生物的应用：食品行业中，淀粉糖、发酵酱油、食品添加剂、食品酵母、食品乳酸菌、食品发酵菌、食品香辛料等，无不是工业微生物的应用。
例如，酵母菌是酒类、面包类食品的主要发酵微生物；发酵乳制品中，产酸乳杆菌、双歧杆菌等乳酸菌是制作酸奶的重要菌种。
微生物还可以生产咖啡因、香草、柿子酒等物品，大大降低了原料成本，提高发酵产品的品质。
医药行业中，抗生素、维生素、多肽药物、抗肿瘤药物、激素、酶制剂等很多药物都是使用微生物制造的。
例如，抗生素的生产，一般都采用铁锅的巨型发酵罐生产，糖和氮源是微生物生长所必需的营养成分。
发酵技术的进步大大提高了抗生素的产量和质量，并保证了这些药物的质量和疗效。
化学工业中，丁二烯、碳酸钙、纤维素、乙二醇等也是微生物开发的产物。
微生物在化学工业中的优势在于对石化资源的节约和环境负荷的降低，而且微生物在生产过程中产生的废物可以成为有价值的再利用。
生物质能利用中，利用微生物糖酵解生产生物质能源（如乙醇、丁醇等）成为了近年来最流行的方式之一。
这种方法可用于玉米、甜菜、小麦、玉米秸秆等食物和生物燃料废弃物的重复利用。
利用微生物生产生物质能是未来生物能源开发的重要方向。
工业微生物的开发：随着科技进步，微生物工程已成为生物技术的重要领域，工业微生物的开发也不断推进。
通过分子生物学、合成生物学、生物工程技术等手段，将微生物的遗传物质进行改造、增强、替代等，从而实现工业微生物的筛选、培养、鉴定、发酵等过程的高效化。
常见的微生物工程技术包括重组DNA技术、基因靶向替换技术、基因剪切和基因激活技术等。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
1.间歇培养或分批培养：微生物在化学成分一定的培养基中进行培养..同步培养：培养基中所有细胞处于同一生长阶段;群体与个体的行为一致..2.芽孢：某些细菌在生长的一定阶段;细胞内形成一个圆形、椭圆形或圆柱形;对不良环境条件具有较强抗性的休眠体..3.伴孢晶体：有些芽孢杆菌在形成芽孢的同时;在细胞内产生晶体状内含物..4.连续培养：在对数生长期的培养容器中不断加入新鲜的培养基;同时不断放出代谢物;使微生物所需的营养及时得到补充;有害的代谢产物及时排除;菌体的生长不受影响 ..5.发酵热：发酵过程中释放出来的净热量..6.原生质体融合：通过人工的方法;使遗传性状不同的两个细胞的原生质体发生融合;并产生重组子的过程..7.营养缺陷型菌株：野生菌株经过人工诱变处理后;丧失了合成某种营养物质的能力;这些菌株生长的培养基中必需添加该种营养物质..8.接合：通过供体菌和受体菌的细胞直接接触、传递大段DNA包括质粒遗传信息的现象..整合：外来DNA片段插入染色体中的过程..9.转导：借助噬菌体;把供体细胞中DNA片段携带到受体细胞中;从而使后者获得前者部分遗传性状的现象..10.转染：将病毒的DNA或RNA人为地抽提分离出来;用它来感染感受态的受体细胞;并进而产生正常病毒的后代;是特殊的“转化”..11.转化：某一基因型的细胞直接从周围介质中吸收另一基因型细胞的DNA;并将它整合到自己的基因组中;造成基因型和表型发生相应变化的现象..12.巴斯德效应：指在厌氧条件下;向高速发酵的培养基中通入氧气;抑制糖酵解的现象..13.半合成抗生素：通过人工化学合成的方法对它的结构进行修饰与改造;把它的“短板”弥补上;扬长避短;发挥更好的效力..因为是基于它原有的结构作为起始原料..14.组成酶：它的合成与环境无关;随菌体形成而合成;是细胞固有酶;在菌体内的含量相对稳定..15.诱导酶：只有在环境中存在诱导剂时;才开始合成;一旦环境中没有了诱导剂;合成就终止..同工酶：催化相同的化学反应;而酶蛋白的分子结构、理化性质乃至免疫学性质不同的一组酶..16.初级代谢产物：对微生物的生产是必需的;与微生物细胞的形成过程同步..如氨基酸、核苷酸、乙醇等..17.次级代谢产物：对微生物的生存;生长或繁殖不是必需的;以初级代谢产物为前体;形成的高峰在微生物生长的稳定期后期或衰亡期..如抗生素、生长激素、生物碱、维生素、色素、毒素等..18.抗原：任何可诱发免疫反应的物质..19.抗体：指机体的免疫系统在抗原刺激下;由B淋巴细胞或记忆细胞增殖分化成的浆细胞所产生的、可与相应抗原发生特异性结合的免疫球蛋白..20.补料分批培养：根据菌株生长和初始培养基的特点;在分批培养的某些阶段适当补加培养基;使菌体或其代谢产物的生长时间延长..半连续培养或流加培养21.活性污泥：是由污水中繁殖的好气性微生物群体组成的絮状污泥;具有很强的吸咐、凝聚和氧化分解污水中有机物质和其它物质的能力..22.生理性酸性物质：经微生物代谢后能形成酸性物质的无机氮源;如硫酸胺..23.生理性碱性物质：经微生物代谢后能产生碱性物质的无机氮源;如硝酸钾..24.气升式生物反应器：采用内环流气升式中心进气的反应器;内部无搅拌装置;是在传统的鼓泡塔中加入导流筒构成的..当气体通过气体分布器进入中心导流筒后;造成管内流体密度比管外低;在静压差和进入气体的动量作用下;使液体携带气泡在反应器内形成循环流动;从而达到良好的气液混合..25.高温短时灭菌：利用高温使微生物的蛋白质及酶发生凝固或变性而死亡..26.红曲米：以籼稻、粳稻、糯米等稻米为原料;用红曲霉菌发酵而成;棕红色或紫红色的米粒..27.半合成培养基：由天然材料和已知的纯化学药品组成的培养基..28.天然培养基：利用生物的组织、器官及其抽取物或制品配成的培养基..29.合成培养基：成分完全了解的化学药品配成的培养基..基本培养基：满足野生型菌株最低营养要求的合成培养基..完全培养基：;在基本培养基中加入富含生长因子的营养物质;满足各种营养缺陷型菌株的生长需要的培养基30.菌种复壮：在菌种发生退化后;通过纯种分离和性能测定;从退化群体中;找出未退化的个体;以达到恢复该菌株原有形状..31.光复活作用：将受紫外线照射后的细胞立即暴露在可见光下;菌体的突变率和致死率均下降..31.革兰染色法：初染草酸铵结晶紫---紫色;媒染碘液—紫色;脱色95%乙醇---无色或紫色;复染沙黄番红----无色被染成红色;紫色仍为紫色......革兰氏阳性菌为紫色；革兰氏阴性菌被染成红色..革兰氏阳性菌：垣酸磷壁酸革兰氏阴性菌：脂多糖内毒素32.放线菌主要通过无性孢子进行繁殖..33.放线菌：链霉菌；抗生素：链霉素、土霉素、博来霉素、卡那霉素34.单细胞蛋白：一类源于酵母菌或其他微生物的蛋白..SCP35.核糖体的沉降系数：原核生物70S50S/30S;真核生物80S60S/40S..36.芽殖是酵母菌最常见的繁殖方式..37.假酵母：只进行无性繁殖的酵母菌..真酵母：能进行有性繁殖的酵母菌..无性繁殖：不经生殖细胞结合;由母体直接产生子代的繁殖方法..38.嘧啶比嘌呤对紫外线更敏感..嘧啶多;紫外线照射造成DNA断裂..39.有些细菌能直接利用纤维素和半纤维素发酵..40.一个物种的学名由属名字首大写+种名字首小写;学名应为斜体字..41.基因重组：两个不同性状个体内的基因转移到一起;形成新的遗传型个体..42.质粒：游离于染色体外;具有独立复制能力的小型共价闭合环状DNA..43.菌落：单个细胞在有限的空间中发展成肉眼可见的细胞堆..44.物理灭菌：高温灭菌法;紫外线灭菌;过滤除菌;微波灭菌;γ射线灭菌..高温引起蛋白质、核酸等活性大分子氧化或变性失活;导致微生物死亡..过滤除菌：绝对过滤器---拦截作用;通过控制孔的大小除去一定大小范围的颗粒;惯性碰撞、扩散、吸附等作用除去比孔径小的颗粒..缺点是流动阻力造成巨大的压力降..紫外线灭菌：作用于DNA;形成胸腺嘧啶二聚体;造成菌体死亡..对芽孢;细胞起作用;穿透力弱;不能透过普通玻璃..物体表面和空间的消毒..γ射线灭菌：密封物体;不耐热物体灭菌;不留下污染物..医用一次性塑料用品..微波灭菌：微波造成分子加速运动使细胞内部受到损害;导致微生物死亡..加热均匀;热能利用率高;穿透力强;加热时间短;用于培养基灭菌;酒类消毒..45.细菌生长曲线：调整期、对数生长期、稳定期、衰亡期..①调整期：菌体质量增加;体积增大；菌体代谢非常活跃;生产诱导酶;辅酶及某些中间代谢产物；对外界理化因素影响的抵抗能力较弱..工业指导：缩短调整期;采用适当菌龄对数生长期的健壮菌种;发酵培养基的组成应接近种子培养基..②对数生长期：菌体数高数增长；易受培养温度影响;接近最适生长温度；该阶段前期的细胞对理化环境敏感；菌体大小;形态;生理特征比较一致;大多单个存在工业指导：研究微生物遗传和代谢性能;生产接种的种子③稳定期：活菌数动态平衡;细胞分裂速度下降;细胞内开始积累内含物;产芽孢适应不利的环境；开始合成次级代谢工业指导：菌体在该阶段收获；某些代谢产物、酶的收获期④衰亡期：活菌数下降;细胞内颗粒更明显;出现液泡;细胞出现畸形;芽孢开始释放;因菌体本身产生的酶及代谢产物的作用;菌体死亡、自溶;有的微生物继续产生次级代谢产物;衰亡期比其他各期时间更长..工业指导：46.抗生素：低分子质量的微生物代谢产物;能够在很低的浓度下抑制其他微生物生长..抑制蛋白质合成：链霉素、大庆霉素、四环素、红霉素大的内酯环抑制细胞壁合成：青霉素、头孢菌素、碳青霉烯类、单环内酰胺抑制DNA合成：蒽环类;道诺红霉素RNA聚合酶的抑制剂：利福霉素；抑制细胞膜合成：两性霉素B47.溶源性细菌对其本身产生的噬菌体或外来的同源噬菌体不敏感;可以进入溶源性细菌;但不能增殖;不能导致细菌裂解;有免疫性..前病毒或原病毒：在动植物中;整合到细胞染色体中的病毒DNA..温和性噬菌体或溶源性使菌体：感染细胞后;并不马上引起细胞裂解;而是以原噬菌体方式整合到宿主的DNA中;随寄主繁殖而延续传代的噬菌体..带有原噬菌体的细菌称为溶源性细菌..溶源性是细菌的遗传特性..每个溶源性细菌的子细胞也有溶源性..溶源性噬菌体特点：具有产生噬菌体的潜在能力；具有抗同源噬菌体感染的免疫性；溶源性细菌的复愈；获得新的生理特性..溶原转变：当温和性噬菌体感染宿主而使它发生溶原化;因噬菌体的基因整合到宿主基因组上;使宿主获得除免疫性以外性状的现象..检测是否是溶源性细菌：将待测菌样在合适的培养基中培养;在生长的对数期进行紫外线照射;诱导原噬菌体复制..进一步培养后;将培养物滤去;除去活菌体;将滤液与指示菌混合后倒入平皿;如果有噬菌斑出现;则被测菌是溶源性细菌..指示菌是敏感的、非溶源性的菌株..48. 筛选菌株平皿快速检测法：利用菌体在特定固体培养基平皿上的生理反应;将肉眼观察不到的性状转化成可见的形态..生长圈法：工具菌为营养缺陷型菌株;筛选氨基酸、核苷酸、维生素的生产菌..生产菌周围环绕生长工具菌..透明圈法：在固体培养基中掺入溶解性差、可被特定菌利用的营养成分;造成浑浊不透明的培养基背景..在待测菌落周围会形成透明圈;透明圈的大小反映了菌落利用此物质的能力..检测菌株产淀粉酶;蛋白、酸的能力..变色圈法：将指示剂直接掺入固体培养基中;进行待筛选菌培养;变色圈越大;菌落产酶能力越强..判断水解产物的情况抑制圈法：春雷霉素生产菌的筛选..49.衣原体对四环素、红霉素、氯霉素;磺胺类药物敏感..对NISIN不敏感..50.霉菌：在营养基质上形成绒毛状、网状或絮状菌丝体的真菌..霉菌的无性孢子：孢子囊包子、分生孢子、厚垣孢子、节孢子；霉菌的有性孢子：卵孢子、接合孢子、子囊孢子51.突变：染色体数目变化;染色体结构的变化、染色体局部座位内的变化..最后一种即;基因突变;点突变..分为碱基置换、移码突变、缺失、插入..碱基置换：错义突变、无义突变、同义突变、沉默突变..52.支原体、衣原体、病毒可通过细菌过滤器；细菌、立克次体不能通过细菌过滤器..53.菌株退化的原因及防治方法：菌种退化：生产菌株生产性状的劣化、遗传标记的丢失..产生原因：控制生产性状的基因发生负突变基因突变..由于诱变;后代发生分离现象分离现象防止方法：1.菌株选育——使用孢子或单核菌株;诱变处理后;进行充分的后培养及分离提纯;保证菌株纯度;增加突变点位的筛选..2菌种保藏——控制菌种的传代次数;采用斜面保藏;采用沙土管、冻干管和液氮管等能长期保藏的手段..3菌种培养——控制碳源、氮源、PH值和温度;避免出现对生产菌不利的环境4菌种管理——定期使菌种复壮..54.工业微生物的特点：遗传性状稳定；生长速度快;不易被噬菌体等污染；目标产物的产量接近理论转化率；目标产物最好能分泌到胞外;以降低产物抑制并利于产物分离..；尽可能减少产物类似物的产量;以提高目标产物的产量及利于产物分离；培养基成分简单、来源广、价格低廉；对温度;pH、离子强度等环境因素不敏感；对溶氧的要求低;便于培养及降低能耗..55.微生物营养类型：光能自养型：绿硫细菌、红硫细菌、蓝细菌光能异养型：红螺菌化能自养型：氢细菌、硫细菌、铁细菌、硝化细菌化能异养型：真菌、大多数细菌、放线菌56.pH:细菌7-8；放线菌7.5-8.5；酵母菌3.8-6；霉菌4-5.857.生长因子：氨基酸、维生素、碱基、脂肪酸固醇、胆碱、肌醇58.放线菌的基内菌丝功能是吸收营养物质..59.细胞壁的主要成分细菌：肽聚糖、脂多糖、脂蛋白、垣酸磷壁酸为革兰氏阳性菌特有..酵母菌：甘露聚糖;葡聚糖霉菌：几丁质60.培养基的配制原则：营养物质应满足微生物的需要：菌种对各营养要素的不同要求进行配制..营养物的浓度及配比应恰当;碳氮比;考虑避免培养基中各物质之间的相互作用..物理化学条件适宜;pH根据培养目的：培养菌体;或积累菌体代谢产物;产物是初级代谢产物还是次级代谢产物..培养基各成分的来源和价格;优先选用来源广泛、价格低廉的培养基..61.微生物发酵过程中;引起pH改变的原因：大多数微生物分解糖;产生酸性物质;造成pH下降；少数微生物分解尿素生产氨;使pH上升..过酸：加氢氧化钠、碳酸钠治标；加尿素、硫酸铵、蛋白质;提高通气量治本过碱：加硫酸;盐酸治标；加糖、乳酸、油脂;降低通气量治本在培养基中加入磷酸缓冲液或碳酸钙..62.分批发酵、补料分批发酵、连续发酵的优缺点：分批发酵：优点-对温度的要求低;工艺操作简单；比较容易解决杂菌污染和菌种退化等问题；对营养物的利用效率较高;产物浓度也比连续发酵要高..缺点-人力、物力、动力消耗较大；生产周期较短；生产效率低补料分批发酵：优点-可以消除底物抑制；达到高密度细胞培养；延长次级代谢产物的生产时间；稀释有毒代谢产物；降低染菌和避免遗传不稳定性..缺点-对补料过程中加入的物料无菌要求高;如果这个过程中有处理不当;之前的过程全部作废;发酵倒罐..连续发酵：优点-可连续运行;生产周期缩短;提高设备利用率和生产效率;便于自动化控制;产品的质量稳定..缺点-长时间连续操作;较易受杂菌污染;发酵设备复杂容易染菌..菌体收率和产物浓度相对较低;不利于下游的提取..连续培养的营养利用率较低;会增加成本..对设备要求高需要复杂的检测和控制系统..更易受菌种退化的影响..63.噬菌体抗性菌株的筛选：用紫外线照射对噬菌体敏感的出发菌株;使其发生变异;然后在该菌悬液中大量接入含有噬菌体的培养液;噬菌体数应大于菌体细胞数..此时出发菌株全部死亡;而变异产生的抗噬菌体突变株能在这样的环境中继续生长繁殖..通过平板分离即可得到纯的抗噬菌体菌株..64.在菌体生长的培养基中加入甘氨酸;可以是菌体较容易被酶解..65.青霉素中;1mol的葡萄糖经糖酵解和三羧酸循环后共产生32 ATP..66.蓝细菌是光合作用微生物;进行非环式光合磷酸化作用..67.生长谱法确定营养缺陷型菌株的生长必需物：将待测菌与融化的固体培养基混合均匀后倒入培养皿;待培养基凝固后;在平板上分区域放置酪素水解液、水溶性维生素、核酸水解液、酵母水解液并保温培养..观察四个区域的细菌生长情况..酪素水解液——氨基酸缺陷;水溶性维生素——维生素缺陷性、核酸水解液——碱基缺陷性..第二步;进一步确定哪种核苷酸缺陷性..四种核苷酸：腺嘌呤核苷酸;鸟嘌呤核苷酸、胸腺嘧啶核苷酸、胞嘧啶核苷酸..分成四组：1腺嘌呤核苷酸;鸟嘌呤核苷酸、胸腺嘧啶核苷酸；2鸟嘌呤核苷酸、胸腺嘧啶核苷酸、胞嘧啶核苷酸；3腺嘌呤核苷酸;胸腺嘧啶核苷酸、胞嘧啶核苷酸；4腺嘌呤核苷酸;鸟嘌呤核苷酸、胞嘧啶核苷酸..123胸腺嘧啶；12胸腺嘧啶、鸟嘌呤……………68.噬菌体污染的特征：碳源和氮源的消耗减慢;发酵周期延长;pH值异常变化;泡沫骤增;发酵液色泽和稠度改变;出现异常臭味;菌体裂解和减少;光密度降低;产物减少..污染原因：发酵菌种是溶源性细菌;能产生噬菌体..发酵菌种不纯或混有噬菌体;因此保藏的菌株和新分离的菌株在用于工业生产前应做产生噬菌体的试验;以确保发酵生产不被噬菌体污染..防治措施：杜绝噬菌体的各种来源；控制活菌体的排放；使用抗噬菌体菌株和定期轮换生产菌株；污染后的补救..69.大肠杆菌F因子的四种结合类型：F++F-接合后;都成为F+；Hfr+F-接合后;Hfr成为Hfr;F-成为F’；。