第四章 发酵工程及酶工程_PPT幻灯片

SARS病毒、禽流感病毒、
病毒
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。
病毒繁殖
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：
酵
母
结构
菌
单
繁殖
细
胞
真
菌
无隔菌丝（毛霉、根霉） 霉菌
有隔菌丝（青霉、曲霉） 葡聚糖
细胞壁结构：三层 糖蛋白+葡聚糖 几丁质微纤维
繁殖方式：无性、有性
第三节 病毒和亚病毒
病毒界主要类群及其相互关系是： 病毒（真病毒）
病毒界 朊病毒(蛋白质侵染颗粒） 亚病毒 拟病毒（类类病毒）也称’病毒 卫星’(单链RNA) 类病毒（马铃薯纺锤体块茎病单链环状RNA）
粪链球菌
叶酸
干酪乳杆菌
生物素
需要量 5 μg 1.5μg 0-4μg 0.02μg 200μg 1μg
生长因子：微生物生长不可缺少的微量有机物 种类：各种维生素、氨基酸、碱基等 来源：酵母膏、蛋白胨、动植物组织提取液 功能：酶、核酸的组成成分 微生物生长必需物质
二、微生物的营养类型
营养类型 能源 光能自养型 光 光能异养型 光 化能自养型 无机物* 化能异养型 有机物
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。
繁殖：孢子生殖、孢子囊孢子、菌丝断裂
营养方式：腐生、寄生
三、支原体：无细胞壁、最小的原核生物 例：人的非典型性肺炎
特点：能过细菌滤器；膜上含甾醇；对青 霉素、制霉菌素、红霉素、四环素敏感； 革兰氏阴性菌、无芽孢、无鞭毛；菌落呈 油煎蛋形 繁殖：二分裂，少数菌丝断裂或出芽
微生物
微生物的类群
无细胞结构：病毒
有细胞结构
原核生物
细菌 放线菌 蓝藻 支原体 衣原体 立克次氏体等
真菌：霉菌、酵母菌、 真核生物 食用真菌
原生生物：显微藻类、
原生动物等
第一节 原核微生物
一、细菌
1、形态 基 本 形 态
球状 杆状
螺旋状
还有星形和方形细菌
2、细菌的繁殖——二分裂
少数进行接合生殖，但频率极低
碳源
含碳有机物
（甲烷和甲醇）甲烷氧化菌
最常用是糖类 大多数异养微生物
天然物质：花生粉饼、石油
合成微生物的细胞物质和一些代谢产物； 主要能源物质（异养微生物）
分子态氮 固氮微生物
氮源 无机物
氨 铵盐、硝酸盐
最常用的 氮源
有机物：尿素、牛肉膏、蛋白胨 合成蛋白质、核酸以及含氮的代谢产物
异养微生物（供能）
四、古生菌：原核生物 包括：极端嗜盐、嗜热、嗜酸细菌和产甲烷
细菌等 细胞壁：有假肽聚糖、糖蛋白或蛋白质构成 细胞膜：1、膜中的亲水头与疏水尾通过醚键 连接2、疏水尾是由异戊二烯的重复单位组成 3、存在单分子层膜或单、双分子层混合膜 繁殖：裂殖、芽殖
第二节
真核微生物
（真菌、微细藻类、原生动物）
1、特点：具核膜；具线粒体、叶绿体等细 胞器；能进行有丝分裂
有机碳：化能异养微生物
能源
NH4+、NO2-、S、H2、Fe2+(化能 自养微生物）
光能：光合细菌
构成微生物细胞组成
无机盐
作为酶的组成成分 调节和维持细胞的渗透压
作能源
几种微生物所需的生长因子
微生物种类
生长因子
肠膜乳状杆菌
胱氨酸
白喉棒杆菌
β-丙氨酸
破伤风梭状芽孢杆菌 尿嘧啶
阿拉伯聚糖乳杆菌 泛酸
例如：谷氨酸发酵
C/N=4：1 菌体大量繁殖，产生的谷氨酸少 C/N=3：1 菌体繁殖抑制，产生的谷氨酸多
3、Ph要适宜
细菌：6.5—7.5 放线菌：7.5—8.5
核酸复制+蛋白质合成 核蛋白（病毒粒子）
噬菌体的增殖一般可分五个阶段，即 1) 吸附 2) 注入核酸 3) 合成核酸和蛋白质 4) 装配 5) 释放
方式：复制增殖
艾 滋 病 毒 侵 染
朊病毒（蛋白质病毒）
• 朊病毒（Prion）：存在于正常脑神经细胞 中称为细胞型粒子蛋白（ PrPc ）。正常的 PrPc螺旋，在致病的PrPsc变成折叠结构。 并且不溶于水，能抗蛋白酶的水解。感染 性蛋白粒子。（羊搔痒病、疯牛病、人的 库鲁病、克雅氏病）
类病毒：只有裸露的RNA，没有蛋白质外壳。 (马铃薯纺锤形块茎病）
第四节 微生物的营养（非病毒）
一、营养物质及其生理功能 微生物所需的五大类营养物质及功能
微生物生长需要的物质——营养要素 碳源、氮源、能源、生长因子、无机
盐、水
蓝细菌、硝化细菌等自养微生物
CO2、碳酸盐 红螺菌等异养微生物 小分子有机物
二、放线菌：放线菌的形态
单细胞，菌体由菌丝构成
放线菌
放线菌是具有菌丝、以孢子进行繁殖的一类原核微生物。
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）除青霉素和头孢霉素等少数抗生素
细菌的二分裂
3、菌落
菌落：肉眼可见具有一定形态结构的子细胞群体 不同细菌的菌落具有不同特征，表现在菌落的大小、 形状、光泽度、颜色、硬度透明度等方面。
菌落特征是鉴别菌种的主要依据。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 菌落
有荚膜细菌：菌落光滑。S型 无荚膜细菌：菌落粗糙。R型 有鞭毛细菌：大而扁平，边缘成波状或锯齿状。 无鞭毛细菌：较小较厚，边缘整齐。
2、营养方式为异养。真菌无光合色素，异 养方式复杂多样。营腐生、寄生（专性寄 生、专性腐生、兼性寄生、兼性腐生、先 寄生后腐生——寄主死亡所致）或共生。
3、无性生殖和有性生殖：
4、具有细胞壁（绝大多数含有几丁质。也有的 含纤维素和葡萄糖。黏菌的营养体无细胞壁但 孢子具有壁；
5、营养体为单细胞或丝状（具有单细胞真核结 构的真菌，如酵母菌属；具有无隔多细胞核多 分支菌丝结构的真菌，如水霉属；具有有隔有 细胞核有分支菌丝结构的真菌，如子囊菌）等。
氢的供体 无机物 有机物
基本碳源 微生物举例
二氧化碳
蓝细菌，绿 硫细菌，藻 类
二氧化碳及 简单有机物
红螺菌
无机物 有机物
二氧化碳 有机物
硝化细菌， 氢细菌、铁 细菌
绝大多数细 菌和全部真 核微生物
三、培养基 培养基的配制原则
1、目的要明确
2、营养要协调
浓度(过低、过高） 碳源与氮源的比
培养基中所含的C源中C原子的摩尔数/ N 源中N原子的摩尔数