《工业微生物学基础》PPT课件
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第二章 工业微生物学基础
第一节 微生物的特点 第二节 工业生产中常见的微生物 第三节 微生物菌种的分离选育与保藏 第四节 微生物的营养 第五节 影响微生物生长发育的因素 第六节 微生物的培养 第七节 灭菌技术
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第二章教学目的与要求：
掌握微生物的细胞结构、特点及鉴别。 掌握诱变育种的理论和原生质体融合技术的步骤。 熟悉微生物的营养和微生物对营养物质的吸收过程。 会分析影响微生物生长发育的因素。 掌握微生物群体的生长规律，了解微生物的培养过程。 熟悉灭菌的方法。
凡动植物能利用的营养物质，微生物一概可以利用；
而大量为动植物所不能利用的，甚至是剧毒的物质，微生 物照样可以很好的利用。
由于微生物的食谱极广、生长要求不高以及生长繁殖速度 特别快等原因，使得它们在自然界中分布极其广泛，上至 天空下至深海，到处都有微生物存在，
而土壤则是各种微生物的大本营。一亩肥沃的土壤，在 150cm深的表土内就含有300kg以上的真菌 和裂殖菌。
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固氮菌
zotobacteraceae 细菌的一科。菌体杆状、卵圆形或球形， 无内生芽孢 ，革兰氏染色阴性。严格好氧 性，有机营养型，能固定空气中的氮素。 包括固氮菌属、氮单孢菌属、拜耶林克氏 菌属和德克斯氏菌属。
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（3）生长旺、繁殖快
在生物界中，微生物具有极高的繁殖速度，其中 以二均分裂方式繁殖的细菌尤为突出。
和一至数条DNA构成的染色体。
非细胞生物没有完整的细胞结构，仅含有一种
类型的核酸（DNA或RNA）不能进行独立的代谢 作用，如病毒（virus） 噬菌体（phage）是侵染细菌的微生物病毒
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人类在100多年前从植物的花粉细胞中，发现了 一些丝状和粒状的东西.
直到1879年德国生物学家弗莱明（Fleming1843一1905） 把细胞核中的丝状和粒状的东西，用染料染红并观察它， 发现这些东西平时散漫地分布在细胞核中，当细胞分裂时， 散漫的染色物体便浓缩，形成一定数目和一定形状的条状 物，到分裂完成时，条状物又疏松为散漫状，后来科学家 就把这种染色的条状物称为染色体
任何物体被分割得越细，其比表面积（单位体积所占有的 表面积）就越大，大肠杆菌的这一比值可高达30万。微生 物的这种小体积大表面积的特点，特别有利于它们与周围 环境进行物质、能量和信息的交换。实际上，微生物的一 系列其他属性都和这一特点密切相关。
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（2）种类多、分布广
目前已发现的微生物在10万种以上。不同种类的微生物具 有不同的代谢方式，能分解各式各样的有机物质和无机物 质：
例如，某些细菌可在100℃以上的温度条件下正常生长； 大多数细菌能耐0—-196℃的任何低温； 一些嗜盐菌甚至能在32%的饱和盐水中正常生活； 许多微生物尤其是产芽孢的细菌可在干燥条件下保藏几
十年、几百年甚至上千年。 此外，耐酸碱、抗辐射、耐缺氧、耐毒物等特性在微生
物中也是极为常见的。
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它们带来了一系列有别于其他高等生物的特征：
（1）体积小，表面大
微生物的个体都极其微小，一般用微米（即10-6m)或纳米 （即10-9m)作单位。以微生物的典型代表---细菌为例，其 最普遍的杆菌的平均长度2微米，1500个杆菌头尾衔接起 来仅有一粒芝麻长，细菌的重量更微乎其微，每毫克细菌 数比全地球人口总数还多。
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第一节 微生物的特点
微生物(microorganism microbe)
是一切微小生物的总称，它们是一些个体 微小，需借助显微镜才能看清其外形、结 构简单的低等生物；
它们有的是单细胞，有的是多细胞，还有 些没有细胞结构。
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3
从生化观点看，微生物是一种生物催化剂， 它促使生物物质转化的进行。
另一方面，微生物细胞又与反应工程中的 反应器十分相象，原料中的养分（即反应 物）透过微生物活细胞周围的细胞壁和细 胞膜，进入微生物体内，由微生物体内酶 系的催化作用，把反应物转化为产物，最 后产物被释放出来。
所以从化学工程角度考虑，微生物细胞又 可认为是一种极其微小的“反应器”。
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微生物个体所特有的小体积、大表面积的特点，给
例如，大肠杆菌在37℃下以20min分裂一次计， 则一个细胞经48h后可产生2.2×1043个后代，假 如一个细菌重量为10-12克，那么这时的总重量将 在2.2×1025吨，即相当于4000个地球之重 。
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（4）适应强，易变异
微生物对环境条件尤其是恶劣的极端环境所具有的惊人 适应力，堪称生物界之最。
1956年美籍华裔遗传学家Joe Hin Tjio(庄有兴)等人明
确了人类每个细胞有46条染色体，46条染色体按其大 小、形态配成23对，第一对到第二十二对叫做常染色 体，为男女共有，第二十三对是一对性染色体。女性 性染色体是两条X染色体，而男性是X染色体和Y染色体 各一条。
胞质之间不存在明显核膜，其染色体由单一核酸 组成的一类微生物。 细胞内有明显的核区，但没有核膜、核仁，核区 内含有一条DNA构成的细菌染色体。
真核微生物(Eucar膜,能进行有丝分裂,细胞质中存在线粒体或 同时存在叶绿体等细胞器的微小生物,都称为真核 微生物. 细胞内含有具体的细胞核，细胞核有核仁，核膜
染色体（chromosome）由DNA、蛋白质以及
少量的RNA构成的线状或短棒状的物质，是遗传 物质的载体。
它是由细胞分裂间期的染色质高度螺旋化的产物。
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染色体是遗传信息的主要携带者，存在
于细胞核内。
1883年美国学者提出了遗传基因在染色体上的学说.
1928年摩尔根证实了染色体是遗传基因的载体，从而 获得了生理医学诺贝尔奖。
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由于微生物的个体一般都是单细胞或接近 于单细胞，利用物理或化学的人工诱变处 理后，容易使它们的遗传性质发生变异， 从而改变微生物的代谢途径，产生新菌种， 达到为人类服务的目的。
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第二节 工业生产中常见的微生物
自然界里，微生物的种类繁多，可粗分为：
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原核微生物(prokaryotic microbe): 指核质和细
第一节 微生物的特点 第二节 工业生产中常见的微生物 第三节 微生物菌种的分离选育与保藏 第四节 微生物的营养 第五节 影响微生物生长发育的因素 第六节 微生物的培养 第七节 灭菌技术
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第二章教学目的与要求：
掌握微生物的细胞结构、特点及鉴别。 掌握诱变育种的理论和原生质体融合技术的步骤。 熟悉微生物的营养和微生物对营养物质的吸收过程。 会分析影响微生物生长发育的因素。 掌握微生物群体的生长规律，了解微生物的培养过程。 熟悉灭菌的方法。
凡动植物能利用的营养物质，微生物一概可以利用；
而大量为动植物所不能利用的，甚至是剧毒的物质，微生 物照样可以很好的利用。
由于微生物的食谱极广、生长要求不高以及生长繁殖速度 特别快等原因，使得它们在自然界中分布极其广泛，上至 天空下至深海，到处都有微生物存在，
而土壤则是各种微生物的大本营。一亩肥沃的土壤，在 150cm深的表土内就含有300kg以上的真菌 和裂殖菌。
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固氮菌
zotobacteraceae 细菌的一科。菌体杆状、卵圆形或球形， 无内生芽孢 ，革兰氏染色阴性。严格好氧 性，有机营养型，能固定空气中的氮素。 包括固氮菌属、氮单孢菌属、拜耶林克氏 菌属和德克斯氏菌属。
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（3）生长旺、繁殖快
在生物界中，微生物具有极高的繁殖速度，其中 以二均分裂方式繁殖的细菌尤为突出。
和一至数条DNA构成的染色体。
非细胞生物没有完整的细胞结构，仅含有一种
类型的核酸（DNA或RNA）不能进行独立的代谢 作用，如病毒（virus） 噬菌体（phage）是侵染细菌的微生物病毒
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人类在100多年前从植物的花粉细胞中，发现了 一些丝状和粒状的东西.
直到1879年德国生物学家弗莱明（Fleming1843一1905） 把细胞核中的丝状和粒状的东西，用染料染红并观察它， 发现这些东西平时散漫地分布在细胞核中，当细胞分裂时， 散漫的染色物体便浓缩，形成一定数目和一定形状的条状 物，到分裂完成时，条状物又疏松为散漫状，后来科学家 就把这种染色的条状物称为染色体
任何物体被分割得越细，其比表面积（单位体积所占有的 表面积）就越大，大肠杆菌的这一比值可高达30万。微生 物的这种小体积大表面积的特点，特别有利于它们与周围 环境进行物质、能量和信息的交换。实际上，微生物的一 系列其他属性都和这一特点密切相关。
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（2）种类多、分布广
目前已发现的微生物在10万种以上。不同种类的微生物具 有不同的代谢方式，能分解各式各样的有机物质和无机物 质：
例如，某些细菌可在100℃以上的温度条件下正常生长； 大多数细菌能耐0—-196℃的任何低温； 一些嗜盐菌甚至能在32%的饱和盐水中正常生活； 许多微生物尤其是产芽孢的细菌可在干燥条件下保藏几
十年、几百年甚至上千年。 此外，耐酸碱、抗辐射、耐缺氧、耐毒物等特性在微生
物中也是极为常见的。
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它们带来了一系列有别于其他高等生物的特征：
（1）体积小，表面大
微生物的个体都极其微小，一般用微米（即10-6m)或纳米 （即10-9m)作单位。以微生物的典型代表---细菌为例，其 最普遍的杆菌的平均长度2微米，1500个杆菌头尾衔接起 来仅有一粒芝麻长，细菌的重量更微乎其微，每毫克细菌 数比全地球人口总数还多。
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第一节 微生物的特点
微生物(microorganism microbe)
是一切微小生物的总称，它们是一些个体 微小，需借助显微镜才能看清其外形、结 构简单的低等生物；
它们有的是单细胞，有的是多细胞，还有 些没有细胞结构。
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从生化观点看，微生物是一种生物催化剂， 它促使生物物质转化的进行。
另一方面，微生物细胞又与反应工程中的 反应器十分相象，原料中的养分（即反应 物）透过微生物活细胞周围的细胞壁和细 胞膜，进入微生物体内，由微生物体内酶 系的催化作用，把反应物转化为产物，最 后产物被释放出来。
所以从化学工程角度考虑，微生物细胞又 可认为是一种极其微小的“反应器”。
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微生物个体所特有的小体积、大表面积的特点，给
例如，大肠杆菌在37℃下以20min分裂一次计， 则一个细胞经48h后可产生2.2×1043个后代，假 如一个细菌重量为10-12克，那么这时的总重量将 在2.2×1025吨，即相当于4000个地球之重 。
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（4）适应强，易变异
微生物对环境条件尤其是恶劣的极端环境所具有的惊人 适应力，堪称生物界之最。
1956年美籍华裔遗传学家Joe Hin Tjio(庄有兴)等人明
确了人类每个细胞有46条染色体，46条染色体按其大 小、形态配成23对，第一对到第二十二对叫做常染色 体，为男女共有，第二十三对是一对性染色体。女性 性染色体是两条X染色体，而男性是X染色体和Y染色体 各一条。
胞质之间不存在明显核膜，其染色体由单一核酸 组成的一类微生物。 细胞内有明显的核区，但没有核膜、核仁，核区 内含有一条DNA构成的细菌染色体。
真核微生物(Eucar膜,能进行有丝分裂,细胞质中存在线粒体或 同时存在叶绿体等细胞器的微小生物,都称为真核 微生物. 细胞内含有具体的细胞核，细胞核有核仁，核膜
染色体（chromosome）由DNA、蛋白质以及
少量的RNA构成的线状或短棒状的物质，是遗传 物质的载体。
它是由细胞分裂间期的染色质高度螺旋化的产物。
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染色体是遗传信息的主要携带者，存在
于细胞核内。
1883年美国学者提出了遗传基因在染色体上的学说.
1928年摩尔根证实了染色体是遗传基因的载体，从而 获得了生理医学诺贝尔奖。
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由于微生物的个体一般都是单细胞或接近 于单细胞，利用物理或化学的人工诱变处 理后，容易使它们的遗传性质发生变异， 从而改变微生物的代谢途径，产生新菌种， 达到为人类服务的目的。
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第二节 工业生产中常见的微生物
自然界里，微生物的种类繁多，可粗分为：
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原核微生物(prokaryotic microbe): 指核质和细