第二章工业微生物学基础VIP专享VIP免费

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。第一节微生物的特点微生物(microorganismmicrobe)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。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”。微生物个体所特有的小体积、大表面积的特点，给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。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。（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：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。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。（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。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。（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。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。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。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：原核微生物(prokaryoticmicrobe):指核质和细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(Eucarvoticmicrobe):凡是细胞核具有核膜,能进行有丝分裂...