第2章微生物菌种制备原理与技术.ppt

第二章 微生物菌种制备原理与技术;;微生物的类群;真菌;微生物的特点： 1.微生物的比表面积非常大。 迅速摄取所需各种营养物质，维持极高的生长繁殖速度和很高的生物合成活动 2.代谢反应具有多样性。 次级代谢为人类提供无穷无尽的次级代谢产物 3.容易适应多种环境。 可以把菌种从自然界转种到实验室或工业生产，进行人工培养，在廉价的碳源、氮源条件下合成若干中有价值的代谢产物 ;工业微生物发酵的重要经济产品： 1. 微生物细胞 2. 微生物生命活动过程中产生的大分子化合物：酶、多糖、核酸、蛋白质等 3. 微生物代谢的转化产物：低级醇、有机酸 4. 微生物产生的初级和次级代谢产物: 氨基酸、核苷酸、抗生素、生物碱、毒素、色素等;第一节 发酵工业微生物菌种;1、 细菌 单细胞原核生物，自然界中分布最广、数量最多 繁殖方式： 无性二等分分裂法 产品： 氨基酸、核苷酸、多糖、 酶、有机酸 工业常用 枯草芽孢杆菌、大肠杆菌、 乳酸乳杆菌、谷氨酸棒状杆菌;;菌落 定义：单个或者少数细菌在固体培养基上大量繁殖时，会形成一个肉眼可见的、具有一定形态结构的子细胞群体，也称群落。 特征：大小、形状、光泽度、颜色、硬度、透明度等。 功能：每种细菌在一定条件下所形成的菌落，可以作为菌种鉴定的重要依据。 ;几种菌落;2、放线菌 概述：具有菌丝，主要以孢子繁殖，革兰氏染色 阳性的一类原核微生物。 分布：含水量较低、有机质丰富和呈碱性土壤中。 结构：营养菌丝、气生菌丝、孢子丝。 繁殖：无性孢子，菌丝片段（液体）、孢子囊;;3、酵母 概述：腐生类真核生物，单细胞，卵圆形或圆柱形 分布：含糖丰富而偏酸环境 繁殖方式：无性生殖和有性生殖 菌落：多为乳白色，少数黄色、红色、黑色 产品：酒精、有机酸、单细胞蛋白 工业常用：酿酒酵母、光滑假丝酵母、 热带假丝酵母;4、霉菌 概述：丝状真菌 分布：土壤、水域、空气及动植物体外 繁殖方式：无性孢子和有性孢子 生长方式：菌丝末端的生长和顶端分支，彼此交错呈网状。 菌落：菌丝粗长、疏松、绒毛状、大 工业用：青霉、曲霉、毛霉、木霉等 ;红曲霉;发酵产品是高浓度、高转化率和高产率的，菌株应为分泌型； 菌株能利用常用的碳源，并可连续培养 菌株是非致病的，不产生内毒素； 发酵所产生的热量和需氧量低，发酵温度适当； 代谢控制容易进行； 能进行适当的重组DNA，并且重组稳定。 抗噬菌体和杂菌污染的能力强;四、菌种的制备原理与方法;;从自然界分离筛选微生物的方法;五、适应性进化;六、菌种的保藏;;;;菌种生理状态的改变;;2.菌种的复壮;3.工业微生物菌种的保藏;3.工业微生物菌种的保藏;;;;;;菌种保藏注意事项 菌种保藏前所处状态（休眠体，如孢子芽孢）。 菌种保藏所用的基质 操作过程对细胞结构的损害 工程菌的保藏 常用宿主：大肠杆菌和毕赤酵母 常用方法：甘油（15%）和菌悬液混匀后-80℃冰箱保存 ;第二节 发酵微生物生理学;;;1.次级代谢与初级代谢的关系 概念 初级代谢：在微生物的新陈代谢中，一般将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：是相对与初级代谢而提出的一个概念，指微生物在一定的生长时期，以初级代谢产物为前体，合成一些对微生物的生命活动没有明确功能的物质的过程。; 代谢产物 初级代谢产物：单糖或单糖衍生物、核苷酸、维生素、氨基酸、脂肪酸等，还有由它们组成的各种大分子聚合物，如蛋白质、核酸、多糖、脂质等生命必需物质。 次级代谢产物：由初级代谢产物和中间体形成，分子结构比较复杂，根据其作用可分为抗生素、激素、生物碱、毒素等，通常分泌到胞外。 分叉中间体：菌体代谢过程中产生的某些中间产物，即可用于合成初级代谢产物，又可用于合成次级代谢产物。;;存在范围不同 初级代谢的代谢系统、途径、产物在各类生物中都基本相同，它是普遍存在的基本代谢类型。 次级代谢只存在于某些生物中，具有种属特异性。 功能不同 初级代谢：能使营养物质转化为结构物质、具生理活性物质或为生长提供能量，是机体生存必不可少的物质，在这些物质的合成过程的任何环节发生障碍，或者导致生长停止或死亡，是最基本的代谢。 次级代谢：对菌体自身的生命活动无明确功能，不参与细胞结构组成，也不是酶活性必需的，也不是机体生长和繁殖所必需的物质。;合成时期不同 初级代谢：自始自终存在与菌体中，同菌体的生长过程呈平行关系，只有微生物大量生长，才能积累大量初级代谢产物。 次级代谢：是菌体生长至对数生长末期或稳定期产生的，它与机体的生长不呈平行关系。 ;;1）代谢途经上：分叉中间体 2）酶学关系上：催化次级代谢途径中各步反应的酶，