第十三課微生物與發酵工程微生物與發酵工程

要點、疑點、難點3微生物培養基2微生物的營養1微生物的類群4微生物代謝產物5微生物代謝調控6微生物的生長要點、疑點、難點1微生物的類群種類結構繁殖方式細菌細胞壁、細胞膜、細胞質、核區二分裂(分裂生殖)放線菌基內菌絲、氣生菌絲(部分分化成孢子絲)孢子生殖病毒核衣殼：包括核酸和衣殼、有些具囊膜增殖(在宿主細胞中進行)某些真菌界、原生生物界的生物也屬于微生物(如：酵母菌、變形蟲等)要點、疑點、難點2微生物的營養營養物質主要種類功能碳源無機碳源：CO2、NaHCO3等有機碳源：糖類(主要是葡萄糖)、脂肪酸、石油等提供微生物合成有機物的碳元素，對異養生物來說，主要是提供能源物質氮源無機氮源：主要是銨鹽、硝酸鹽，還有N2、氨等有機氮源：尿素、牛肉膏、蛋白胨、氨基酸等為微生物提供合成含N物質的N源，如核酸、蛋白質和某些脂類生長因子維生素、氨基酸、堿基(嘌呤、嘧啶)提供合成蛋白質、核酸、酶的原料水無機鹽P、S、Mg、Fe、K、Ca、Mo、Mn、Ni、Cu、I等調節滲透壓構成某些化合物(物質)的成分要點、疑點、難點3微生物培養基配制原則目的明確營養協調pH要適宜（1）根據所培養的微生物的種類。(如異養微生物的培養基中至少要一種有機物質)（2）根據培養的目的。（如用于科研還是用于生產）（1）培養基中物質的濃度——因為：某種物質濃度高時反而會抑制微生物生長。（2）培養基中物質的比例——例如：谷氨酸的生產中：C∶N為4∶1時，菌體繁殖慢，產谷氨酸少；C∶N為3∶1時菌體繁殖快產谷氨酸多。真菌的最適pH為5.0～6.0，細菌的最適pH為6.5～7.5，放線菌的為7.5～8.5，另外微生物在生長代謝過程中會由于物質的消耗和代謝產物的形成，改變環境中的pH，所以一般在培養基中加入緩沖劑。（最常用的是——）要點、疑點、難點培養基分類按照物理性質分按化學成分分種類是否有凝固劑用途固體培養基是分離、鑒定半固體培養基是觀察運動、保藏菌種液體培養基否工業生產種類化學成分用途天然培養基不明確工業生產合成培養基明確微生物分類、鑒定要點、疑點、難點培養基分類按培養基的用途分種類制備方法原理用途舉例選擇培養基基培養基中加入某種化學物質依據某些微生物對某些物質的抗性而設計從眾多微生物中分離所需的微生物加入青霉素分離得到酵母菌和霉菌鑒別培養基培養基中加入某種試劑或化學藥品依據微生物產生的某些代謝產物與培養基中特定的試劑或化學藥品反應，產生明顯特征而設計鑒別不同種類的微生物伊紅和美藍培養基可以鑒別大腸桿菌要點、疑點、難點4微生物代謝產物內容初級代謝產物次級代謝產物不同點生長繁殖是否必需是否產生階段一直產生生長到一定階段才產生種的特異性否是分布細胞內細胞內或細胞外例氨基酸、核苷酸、維生素、多糖、脂類等抗生素、毒素、激素、色素等相同點均在微生物細胞的調節下，有步驟的產生要點、疑點、難點5微生物代謝調控酶合成的調節酶活性的調節調節對象誘導酶(受基因和誘導物共同控制)組成酶(只受基因調控)和誘導酶的催化作用調節結果細胞內酶的數量多酶的活性發生變化調節機制基因水平調節代謝水平調節，通過酶與代謝過程中產生的物質的可逆性結合進行調節調節效果間接而緩慢快速、精確調節意義既保證代謝需要，又避免細胞內物質和能量浪費，增強適應性避免代謝產物積累過多聯系同時存在，密切配合，準確控制代謝的正常進行酶合成調節、酶活性調節要點、疑點、難點人工控制目的措施為了最大限度積累對人類有用的代謝產物（1）改變微生物的遺傳特性（2）控制生產過程中的各種條件①.人工控制黃色短桿菌合成賴氨酸②.人工控制谷氨酸棒狀桿菌生產谷氨酸要點、疑點、難點6微生物的生長課前熱身一、選擇題1下列哪項不是微生物()A硝化細菌B根霉C煙草花葉病毒D單細胞綠藻2放線菌的生殖方式屬于()A分裂生殖B孢子生殖C營養生殖D有性生殖3決定病毒抗原特異性的根本因素存在于()A核酸B衣殼C囊膜D刺突4病毒的增殖方式是依靠()A自我分裂B孢子生殖C營養生殖D寄主的代謝

DBAD課前熱身5在噬菌體侵染細菌的實驗中，如果用32P和35S分別標記噬菌體的DNA和蛋白質衣殼，結果增殖后的噬菌體絕大多數()A含32P和35SB不含32PC含32PD含35S，不含32P6培養流感病毒應使用()A在適宜溫度和濕度下的活的雞胚B碳源與氮源比例恰當的液體的培養基C富含維生素的固體培養基D嚴格無菌的雞肉湯7不具有獨立新陳代謝能力的生物是)A馬蛔蟲B放線菌C煙草花葉病毒D痢疾桿菌

BA(C課前熱身8下列哪項不可能是微生物的碳源()A石墨B牛油C石油DNaHCO39下列哪項不可以作為異養型微生物的碳源()A氨基酸BRNAC甲烷D二氧化碳10下列哪項不能作為異養型微生物的氮源()AHNO3B谷氨酸C核酸D牛肉膏11為了培養和分離出酵母菌，淘汰雜菌和放菌，常在培養基中加入()A較多的氮源物質B較多的碳源物質C青霉素類藥物D高濃度的食鹽

ADAC課前熱身12青霉產生的青霉素是它的()A初級代謝產物B次級代謝產物C代謝中間產物D代謝廢物13在酒精發酵生產過程中，在什么時期適當補充營養物質，及時排出老的培養基，使本時期延長，可以提高產量()A調整期B對數期C穩定期D衰亡期14固體培養基中需要加入瓊脂的目的是()A為菌體提供碳源B為菌體提供氮源C使培養基保持水分D使培養基凝固

BCD課前熱身15可以做為微生物氮源的物質是(多選)()A甲烷B尿素C纖維素DN216控制大腸桿菌性狀的基因存在于(多選)()A質粒B核糖體C細胞核D核區17下列哪項不是原核生物(多選)()A結核桿菌B固氮藍藻C噬菌體D肝炎病毒

BDADCD課前熱身二、填空與簡答題1細菌分裂時，細胞增大，DNA復制，接著細胞中部的_________向內生長，形成隔膜，將細胞一分為二。2不用顯微鏡也可以鑒定細菌的種類，主要依據是細菌菌落的________。3假如地球上沒有了病菌和腐敗細菌。請分析，地球是否就變成一個無災無難的樂園呢?4下圖是某病毒結構示意圖，請填出圖中引線所指各部位的名稱：

答案：1.細胞膜和細胞壁2.大小、形狀、光澤度、顏色、硬度和透明度等特征3.不是，人類和其他生物疾病是病菌造成的，還有許多其他致病因素。沒有腐敗細菌，各種生物的尸體就不能分解，就無法進行物質循環，生物也就無法生存。課前熱身5在培養某些微生物時，在培養基中必須加入尿素或蛋白胨的主要目的是為了————————————————。6若培養基只由幾種簡單的無機鹽組成。那么，所培養的微生物的新陳代謝類型是____________。7用發酵法生產谷氨酸時，發現菌體大量繁殖，而生產的谷氨酸卻很少，你認為一般應當采取的措施是什么?_________________________________________________8在多種雜菌混合存在時，若要從中分離出金黃色葡萄球菌，應采取的方法是_______________________。

5.提供N源6.自養型7.調整C和N的比例為3∶1，此時菌體繁殖受抵制，谷氨酸合成會大大增加。8.在培養基中加入高濃度的食鹽課前熱身9在乳制品的衛生檢驗中，若在培養基里加入了伊紅和美藍，生長出來的菌落呈深紫色，帶有金屬光澤。這種細菌可能是___________。10微生物與其他生物相比，表面積與體積的比值很大，有利于它與外界環境的____________，所以它的代謝也比一般生物異常旺盛。11當培養基中同時存在葡萄糖和乳糖時，大腸桿菌只能利用葡萄糖，葡萄糖完全被消耗，而培養基中只剩下乳糖的時候，大腸桿菌才開始利用乳糖作為碳源和能源。請分析主要原因是什么?_________________________________12微生物在環境中某些因素的作用下，產生誘導酶的生物學意義是什么?9.大腸桿菌10.物質交換11.大腸桿菌分解葡萄糖時的酶屬于(組成酶，分解乳糖的酶屬于誘導酶。當葡萄糖被完全分解以后，培養基剩下的乳糖誘導大腸桿菌產生乳糖酸，并開始分解乳糖。12.保證微生物在代謝中對物質和能源的需要，減少浪費，提高了對環境的適應能力。能力、思維、方法【例1】下列有關細菌繁殖的敘述，正確的是()A細菌通過有絲分裂進行分裂生殖B分裂生殖時DNA隨機分配C分裂生殖時細胞質平均分配D分裂生殖時DNA復制后分配

【答案】D

【解析】解答此題需從如下幾方面入手分析：首先細菌的繁殖是二分裂，但它是原核細胞，不具染色體，所以不應是有絲分裂：第二，細菌在分裂時DNA分子復制，細胞中的細胞膜和細胞壁向內生長形成隔膜，將細胞質分成兩半，所以細胞質是隨機分配，而DNA是復制后平均分配。【錯解分析】此題容易出現的思維障礙是將DNA在分裂中的分配錯認為是隨機的。排除障礙的方法是：①明確細菌是原核生物，分裂中無染色體和紡錘絲的出現，所以不是有絲分裂。②要清楚分裂時細胞的DNA要復制后平均分配，使分裂后的子細胞能得到親代細胞的一整套遺傳物質，從而保證性狀的穩定遺傳。

能力、思維、方法【例2】(2000·上海)下列4種生物中，哪一種生物的細胞結構與其他3種生物的細胞有明顯區別()(A)酵母菌(B)乳酸菌(C)青霉菌(D)蘑菇

【答案】(B)

【解析】原核生物的細胞無成形的細胞核，而真核生物的細胞有成形的細胞核。原核生物主要包括細菌和藍藻兩大類群，在題目中給出的4個選項中，乳酸菌屬于細菌，其他都屬于真核生物。

能力、思維、方法【例3】細菌抗藥性基因存在于()A核區的DNABRNAC質粒D小的直線型DNA

【答案】C

【解析】解答此題需從如下幾方面入手分析：首先細菌的遺傳物質是DNA，包括核區的大型環狀DNA和細胞質中的質粒，其中大型環狀的DNA控制細菌的主要遺傳性狀；第二，細菌的抗藥性不是細菌的主要性狀，也不是所有的細菌都有的性狀。因此，它的基因不在大型環狀DNA上，應存在于質粒上，質粒與細菌的抗藥性、固氮、抗生素有關。【錯解分析】此題容易出現的思維障礙是混淆質粒的DNA與核區的DNA所控制的性狀的類型。排除障礙的方法是：要清楚質粒是很小的環狀DNA，上有幾個到幾百個基因，控制著細菌的抗藥性、固氮、抗生素生成等性狀，而細菌的主要性狀是由核區的DNA控制的。

能力、思維、方法【例4】關于病毒增殖的敘述中，正確的是()A病毒侵入宿主細胞后，合成一種蛋白質B病毒的繁殖只在宿主的活細胞中進行C病毒繁殖時以核衣殼為單位D在普通的培養基上能培養病毒

【答案】B

【解析】解答此題需從如下幾方面入手