微生物
一·选择题
1.原核细胞细胞壁上特有的成分是（肽聚糖）
2.革兰氏阴性菌细胞壁特有的成分是（脂多糖）
3.实验室中自发突变形成的缺壁细菌称作（L型细菌）
4.蓝细菌的固氮部位是（异形胞）
5.霉菌中的（米根霉和黄曲霉）分别是具有假根和足细胞
6.下列微生物中，（大肠杆菌）属于革兰氏阴性菌
7.在实验中我们所用到的淀粉水解培养基是一种（鉴别培养基）培养基
8.蓝细菌属于（光能自养）型的微生物。
9.硝酸细菌依靠（有氧呼吸）方式产能。
10.厌气条件下降解果胶的细菌为（费新尼亚浸麻梭菌）
11.培养料进入细胞的方式中运送前后物质结构发生变化的是（基团移位）
12.巴斯德效应是指（氧气对发酵作用的抑制）
13.根瘤菌处于植物所形成的根瘤内，所以它属于（好氧）型微生物。
14.在化学消毒剂中，通过凝固蛋白作用杀菌的是（甲醛）
15.下列抗生素作用机制中，阻碍核酸合成的是（利福霉素）
16.使用高压锅灭菌时，打开排汽阀的目的是（排尽锅内冷空气）
17.下列抗生素作用机制中，损伤细胞膜的是（短杆菌素）
二．判断题
1.环境条件渗透压大于细菌内渗透压时，细菌会变小（正确）
2. 所的细菌的细胞壁中都含有肽聚糖（正确）
3. 立克次氏体是一类只能寄生于真核细胞内的G-原核生物（正确）
4. 支原体是一类无细胞壁，也是整个生物界中尚能找到的能独立营养的最小原核生物（正确）
5. 一个病毒的毒粒内既含有DNA又含有RNA( 正确)
6. 植物病毒侵入依靠细胞受体吸附( 正确)
7. (+)DNA即是与mRNA序列互补的DNA( 正确 )
8. 原噬菌体是整合在宿主DNA上的DNA片段,它不能独立进行繁殖( 正确 )
9. 同功酶是行使同一功能.结构不同的一组酶（正确）
10. EMP和HMP代谢途径往往同时存在于同一种微生物的糖代谢中(正确)
11. 主动运输是广泛存在于微生物中的一种主要的物质运输方式（正确）
12. 化能自养菌以无机物作为呼吸底物，以O2作为最终电子受体进行有氧呼吸作用产生能量（正确）
13. 一切好氧微生物都含有超氧化物歧化酶（正确）
14. 光合磷酸化和氧化磷酸化一样都是通过电子传递系统产生ATP( 正确)
15. 光合叶绿素和高等植物中的叶绿素具有相类似的化学结构( 正确)
16. 光合细菌（PSB）的颜色取决于辅助色素（正确）
17. 通常一种化合物在某一浓度下是杀菌剂，而在更低的浓度下是抑菌剂（正确）
18. 最低温度是指微生物能生长的温度下限。最高温度是指微生物能生长的温度上限（正确）
19. 民间制作的泡菜就是乳酸菌产生的乳酸对其他腐败菌产生的拮抗作用才保证泡菜的风味.质量和良好的保藏性能（正确）
20. 在各种污水处理方法中，最根本.有效和简便的方法就是利用微生物的处理法（正确）
21. 地衣是菌藻共生或菌菌共生的典型例子，冬虫夏草是真菌寄生于昆虫而形成的一种名贵中药（正确）
三．填空题
1. 细菌的特殊结构有：荚膜鞭毛菌毛芽孢
2. 以简单的无机物为原料合成复杂的菌体成分的细菌称为自养型菌，只能以有机物为原料合成菌体成分及获得能量的细菌称为异养型菌
3. 细菌生长繁殖的条件包括充足的营养物质、适宜的温度、合适的酸度和必须的气体环境。
四．名词解释
芽孢：是指某些细菌在生长发育后期于细胞内部形成的一个圆形、椭圆形或圆柱形的抗逆性休眠体。
霉菌：是丝状真菌的一个俗称，通常指那些菌丝体较发达又不产生大型肉质子实体结构的真菌。
菌落：单个（或聚集在的一团）微生物在适宜的固体培养基表面或内部生长、繁殖到一定程度可以形成肉眼可见的、有一定形态结构的子细胞生长群体。
立克次氏体：是一类大小介于通常的细菌与病毒之间，在许多方面类似细菌，专性活细胞内寄生的原核微生物
蕈菌：又称伞菌，也是一个通俗名称，通常是指那些能形成大型肉质子实体的真菌，包括大多数担子菌类和极少数的子囊菌类
细菌：是一类细胞细短（直径约0.5μm，长度约0.5~5μm）、结构简单、胞壁坚韧、多以二分裂方式繁殖和水生性较强的原核生物。
蓝细菌（Cyanoobacteria）：旧名蓝藻或蓝绿藻，是一类进化历史悠久、革兰氏染色阴性、无鞭毛、含叶绿素a（但不含叶绿体）、能进行产氧性光合作用的大型原核生物。
放线菌：是具有菌丝、以孢子进行繁殖、革兰氏染色阳性的一类原核微生物，属于真细菌范畴。
菌毛：在细菌表面存在的比鞭毛更细更短而直硬的丝状物，分为普通菌毛和性菌毛两种
细胞膜：又称细胞质膜、质膜。是紧贴在细胞壁内侧的一层由磷脂和蛋白质组成的柔软、富有弹性的半透性薄膜。
支原体：是一类无细胞壁、介于独立生活和细胞内寄生生活间的最小型原核生物。
荚膜：某些细菌细胞壁外存在的一层厚度不定的胶状物质。主要成分为多糖。
间体mesosome：细胞膜内陷形成的层状、管状或囊状物参与细胞新陈代谢等活动，又叫中间体或中介体。
衣原体chlamydia：衣原体是一类在脊椎动物细胞中专性寄生的小型G－原核生物。
支原体mycoplasma：又称霉状体、菌质体。是最小的G－菌，无细胞壁，细胞柔软、形态不规则。菌落呈典型的“油煎蛋”状。
培养基（medium）：是人工配制的，适合微生物生长繁殖或产生代谢产物的营养基质。
生长因子：通常指那些微生物生长所必需而且需要量很小，但微生物自身不能合成或合成量不足以满足机体生长需要的有机化合物。
碳源：一切能满足微生物生长繁殖所需碳元素的营养物，称为碳源。
氮源：凡能提供微生物生长繁殖所需氮元素的营养源，称为氮源。
碳氮比：是指在微生物培养基中所含的碳源中碳原子的摩尔数与氮源中氮原子的摩尔数之比。水活度值：在一定温度和压力下，环境中水对微生物的可给性。
鉴别培养基：用于鉴别不同类型微生物的培养基，在培养基中加入某种特殊化学物质，某种微生物在培养基中生长后能产生某种代谢产物，而这种代谢产物可以与培养基中的特殊化学物质发生特定的化学反应，产生明显的特征性变化，根据这种特征性变化,可将该种微生物与其他微生物区分开来的培养基。
选择培养基：在培养基内加入某种化学物质或去除某些营养物质以抑制杂菌。加富培养基：在培养基中加入特定的营养物质，以供少数特殊需要的微生物生长的培养基。
富集培养：在培养基中加入特别的营养要素以增殖少数微生物的培养方式。
化能自养：以CO2为唯一或主要碳源，氧化还原态无机物获得能量的微生物。
化能异养型：以有机物为能源和碳源的微生物。
呼吸作用：生物体内的有机物质在细胞中经过一系列的氧化分解最终生成二氧化碳和水和其
他产物，并释放出能量的总过程。
发酵(fermentation)：有机物氧化释放的电子直接交给本身未完全氧化的某种中间产物，同时释放能量并产生各种不同的代谢产物的过程。呼吸作用：指微生物在降解底物的过程中，将释放出的电子交给NAD（P）+、FAD或FMN等电子载体，再经电子传递系统传给外源电
子受体，从而生成水或其它还原型产物并释放出能量的过程。
硝化作用：铵氧化成硝酸的微生物学过程。反硝化作用：微生物还原NO3－成气态氮的过程。即硝酸盐的异化还原。
防腐(Antisepsis)：在某些化学物质或物理因子作用下，能防止或抑制霉腐微生物在食品等物质上的生长的一种措施。
生长：生物个体物质有规律地、不可逆增加，导致个体体积扩大的生物学过程。繁殖：生物个体生长到一定阶段，通过特定方式产生新的生命个体，即引起生命个体数量增加的生物学过程。
消毒剂：可杀死微生物，通常用于非生物材料的灭菌或消毒。防腐剂：能杀死微生物或抑制其生长，但对人及动物的体表组织无毒性或毒性低，可作为外用抗微生物药物。
灭菌：指利用某种方法杀死物体中包括芽孢在内的所有微生物的一种措施。灭菌后的物体不再有可存活的微生物。
消毒：指利用某种方法杀死或灭活物质或物体中所有病原微生物的一种措施。
基团移位：指一类既需特异性载体蛋白的参与，又需耗能的，溶质在运送前后分发生分子结构变化的一种物质运送方式。
基本培养基：仅能满足某些微生物的野生型菌株生长所需要的最低成分的组合培养基
质粒（plasmid）：一种独立于染色体外，能进行自主复制的细胞质遗传因子，主要存在于各种微生物细胞中。
拮抗：一种微生物通过产生特殊代谢产物或改变环境条件来抑制或杀死另一种微生物的现象。富营养化：水体中N、P等营养元素大量增加，远远超过通常的含量，结果导致原有生态系统的破坏，使藻类和某些细菌数量激增，其它生物种类减少的现象。
BOD：生化需氧量，或称生物需氧量，是表示水中有机物含量的一个间接指标。指在1L污
水或待测水样中所含的一部分易氧化的有机物，当微生物对其氧化、分解时，所消耗的水中溶解氧毫克数。单位为mg/L。
DO：溶氧量，指溶于水体中的分子态氧，是评价水质优劣的重要指标。
荚膜：某些细菌能分泌黏液状物质包围于细胞壁外，形成一层和菌体界限分明、不易着色的透明圈。主要由多糖组成，少数细菌为多肽。其主要的功能是抗吞噬作用，并具有抗原性。兼性厌氧菌：在有氧或无氧条件下均能生长的细菌，占细菌的大多数。
细菌L型：有些细菌在某些体内外环境及抗生素等作用下，可部分或全部失去细胞壁，此现象首先由Lister研究发现，故称细菌L型。在适宜条件下，多数细菌L型可回复成原细菌型。微生物：是指必须借助显微镜才能看得见的微小生物的统称
革兰氏染色：是用来鉴别细菌的一种方法,细菌细胞壁上的主要成份不同,利用这种染色法,可将细菌分成两大类,即革兰氏阳性菌与革兰氏阴性菌。
五．简答题
1.简述厌氧菌厌氧原理
缺乏Eh高的呼吸酶系统。厌氧菌缺乏解毒用的超氧歧化酶、触酶和过氧化物酶，因超氧、过氧化氢酶有杀菌作用。
2.革兰氏阳性菌与革兰氏阴性菌细胞壁结构差异的生物学意义
（1）与染色有关：G+菌的细胞壁致密、肽聚糖厚，脂含量低，酒精不容易透入；G-菌的细胞壁疏松、肽聚糖薄，外膜、脂蛋白、脂多糖脂含量极高，酒精容易透入。细胞内结合染液中的结晶紫-碘的复合物容易被酒精溶解而脱色。（2）与细菌对药物的敏感性有关：主要结构基础是肽聚糖。G+菌的细胞壁对青霉素、溶菌酶敏感，青霉素可抑制肽聚糖四肽侧链与甘氨酸5联桥之间的联结，而干扰肽聚糖的合成；溶菌酶杀菌机理是水解肽聚糖N-乙酰葡萄糖胺和N-乙酰胞壁酸之间的β-1，4糖苷键。G-菌的细胞壁肽聚糖少，有外膜保护，对化学药物有抵抗力，对多种抗生素敏感性低，青霉素作用效果差。（3）与细菌致病性有关：G-菌的细胞壁含有磷酸脂多糖（LPS），其中的脂类A是其主要毒性成分。（4）与抗原性有关：G-菌细胞壁磷酸脂多糖（LPS）中的特异性多糖具有抗原性，属于O抗原，依其可对细菌进行分群、分型。
3. 细菌形态结构特征在细菌鉴定中的应用
（1）形态鉴定：球形菌、杆菌和螺形菌。（2）结构鉴定：细胞壁，如用革兰氏染色法。（3）特殊结构鉴定：荚膜、芽胞、鞭毛和菌毛。
4. 试述影响化学消毒剂作用效果的因素
（1）消毒剂的浓度和作用时间：消毒剂浓度越大，作用的时间越长，杀菌效果就越好。但应注意例外，酒精在70～75%时杀菌的效果最强，而其浓度过高，会使菌体表面的蛋白迅速凝固，使酒精无法渗入菌体内部发挥作用。（2）温度和酸碱度：通常温度升高，消毒剂的杀菌作用也增强。消毒剂的杀菌作用也与酸碱度有关。不同消毒剂有不同的最适酸碱度，如酚类消毒剂在酸性环境中的效果比较好。另外，细菌在适宜的酸碱度抵抗力较强，如果偏离其最适的酸碱度，细菌就很容易被杀死。（3）细菌的种类和数量：不同种类的细菌对消毒剂的敏感性不同，细菌的数量越大，所需的消毒剂浓度就越高，作用时间就越长。所以应根据细菌的种类和数量来选择消毒剂的种类和浓度。（4）环境中的有机物和其他拮抗物的影响：不同的化学消毒剂有其各自的拮抗物质。细菌也经常与血液、痰液和脓液等有机物混合在一起。这些混杂物可和消毒剂结合，从而影响化学消毒剂的杀菌作用。
5. 食品中微生物的检验一般程序包括哪些？
（1）、检验前的准备（2）、样品的采集与处理(3)、样品的送检（4）、检判断食品的卫生质量
6. 简述肠道正常菌群对机体的有益作用
（1）防御外来致病菌：如组成人体肠道黏膜表面形成一道生物学屏障，阻止病原体的入侵和粘附。正常菌群的酸性代谢产物，造成肠内酸性环境，抑制病原体生长。（2）营养作用：参与宿主的营养代谢及吸收。合成人体必需的维生素，如烟酸、生物素、泛酸等。（3）免疫作用：对机体的免疫功能包括：促进免疫系统的发育成熟；作为非特异性抗原来刺激机体的免疫应答；增强免疫细胞的活性.（4）抗肿瘤作用：能产生一些酶类代谢产物作用于致癌物质；抑制硝胺的合成或降解硝胺；作为抗原或免疫佐剂，刺激免疫系统，增强机体的非特异性和特异性免疫功能。
环境工程微生物学讲义 本课程是环境学院各专业学生的专业基础课；与另一门课《环境微生物学实验》相结合，构成一个完 整的体系；本课程强调每个学生要动手，通过实验，加深对讲课内容的理解和记忆；本课程内容分两大部分：一是微生物学的基础知识；二是微生物学在环境领域中的应用。 绪论 主要内容： 环境微生物学的研究对象和任务研究对象研究任务微生物学概述微生物的定义微生物的特点原核微生物与真核微生物微生物的命名与分类第一节环境工程微生物学的研究对象和任务一、环境微生物学的研究对象定义：环境微生物学是研究与环境领域（包括环境工程、给水排水工程）有关的微生物及其生命活动 规律。?其内容包括：微生物个体形态、群体形态；细胞结构功能、生理特性、生长繁殖、遗传变异 等；微生物与环境的关系（尤其是微生物与污染环境之间的关系）；微生物对物质的转化分解作用（特 别是应用微生物来处理各种污染物质，如废水、废气和固体废弃物）。二、环境工程微生物学的研究任务 总的归纳起来有两大方面的任务： （1）防止或消除有害微生物 （2）充分利用有益的微生物资源 三、微生物在环境污染治理（水处理）中的应用
１）在环境监测方面（水污染的监测） 利用在环境中生存的生物的种类、数量、活性等特征，来判断环境状况的好坏。这些生物称为指示生 物。 生物监测的优缺点： 生物监测的主要优越性： (a)长期性——汇集了生物在整个生活时期中环境因素改变的情况，可以反映 当地的环境变化； (b)综合性——能反映环境诸因子、多成分对生物有机体综合作用的结果； (c)直观性——直接把污染物与其毒性联系起来； (d)灵敏性——有时甚至具有比精密仪器更高的灵敏性，有助于提早发现环境 污染。生物监测的主要缺点： (a)定量化程度不够； (b)需要一定的专业知识和经验。 ２）在环境治理方面 包括水、大气、固体废弃物处理方面其中特别在水处理方面，有着大量成功应用的例子。 第二节微生物概述一、微生物的定义 微生物是指所有形体微小，用肉眼无法看到，须借助于显微镜才能看见的，单细胞或个体结构简单的 多细胞，或无细胞结构的低等生物的统称。 Too small to be seen with naked eyes 二、微生物的特点
第一章，绪论 一、填空： 微生物工程可分为发酵和提纯两部分，其中以发酵为主。 化学工程与发酵工程的本质区别在于化学工程利用非生物催化剂，发酵工程利用生物催化剂---酶。 二、判断： 发酵产品是经微生物厌氧生物氧化过程获得的。错 三、课后思考题： 1、发酵的定义：利用微生物的新陈代谢作用，把底物（有机物）转化成中间产物，从而获得某种工业产品。（工业上定义、广义、有氧无氧均可） 2、发酵流程： 3、比拟放大的基本过程：斜面菌种－摇瓶试验(培养基、温度、起始pH值、需氧量、发酵时间)－小型发酵罐－中试－大规模工业生产 4、发酵工程的发展经历了哪几个阶段？ 1.）自然发酵时期 2）纯培养技术建立(第一个转折期) 3）通气搅拌的好气性发酵工程技术建立(第二个转折期) 4）人工诱变育种与代谢控制发酵工程技术建立(第三个转折期) 5）发酵动力学、连续化、自动化工程技术的建立(第四个转折期) 6）生物合成和化学合成相结合工程技术建立(第五个转折期) 5、微生物工业发展趋势 1）、几个转变 分解代谢→合成代谢 自然发酵→人工控制的突变型发酵→代谢控制发酵→通过遗传因子的人工支配建立的发酵（如工程菌） 2）、化学合成与生物合成相结合 3）、大型、连续化、自动化发酵 发酵罐的容量可达500t，常用的也达20-30t。 4）、人工诱变育种和代谢控制发酵
微生物潜力进一步挖掘，新菌株、新产品层出不穷。 5）、原料范围不断扩大 石油、植物淀粉、天然气、空气、纤维素、木质素等 6、举例说明微生物工业的范围 酿酒工业（啤酒、葡萄酒、白酒） 食品工业（酱、酱油、食醋、腐乳、面包、酸乳） 有机溶剂发酵工业（酒精、丙酮、丁醇） 抗生素发酵工业（青霉素、链霉素、土霉素等） 有机酸发酵工业（柠檬酸、葡萄糖酸等） 酶制剂发酵工业（淀粉酶、蛋白酶等） 氨基酸发酵工业（谷氨酸、赖氨酸等） 核苷酸类物质发酵工业（肌苷酸、肌苷等） 维生素发酵工业（维生素B12、维生素B2等） 生理活性物质发酵工业（激素、赤霉素等） 名贵医药产品发酵工业（干扰素、白介素等） 微生物菌体蛋白发酵工业（酵母、单细胞蛋白） 微生物环境净化工业（利用微生物处理废水等） 生物能工业（沼气、纤维素等天然原料发酵生产酒精、乙烯等能源物质） 微生物治金工业（微生物探矿、治金、石油脱硫等） 第二章发酵基础知识 1、写出生产以下产品的主要菌种： 啤酒（啤酒酵母）、黄酒（霉菌（根霉、曲霉）、酵母菌、细菌）、味精（谷氨酸棒杆菌、黄色短杆菌）、柠檬酸（黑曲霉）、食醋（霉菌、酵母菌、醋酸菌）、酸奶（乳酸菌（保加利亚乳杆菌、嗜热链球菌、乳酸链球菌）） 2、发酵工艺控制中，主要应监控温度、pH值、溶解氧、 泡沫、氧化还原电位等。 3、概念：单菌发酵: 现代发酵工业中最常见，传统发酵工业中很难实现。 混合菌发酵: 自然发酵和人工接种发酵 液态发酵: 发酵基质呈流动状态，如啤酒发酵、柠檬酸发酵等。 固态发酵: 发酵基质呈不流动状态。如固态酱油发酵、米醋发酵、大曲酒（白酒）发酵等。半固态发酵: 发酵基质呈半流动状态，如黄酒发酵、传统稀醪酱油发酵等。 4、发酵产品主要类型 微生物菌体、代谢产物、酶 5、如何理解：传统工艺，原料决定菌种；现代工艺，菌种决定原料？ 传统工艺，原料决定菌种：传统工艺中，发酵原料是一种选择培养基。 传统工艺就是利用这种选择作用，把自然界带入的各种野生菌，在发酵基质上进行选择富集培养，这些微生物生长和代谢的结果可生产出有特殊风味的食品。 现代工艺，菌种决定原料：在使用纯种发酵剂前，我们必须对原料进行灭菌，以防止其他杂菌对发酵的干扰。 6、发酵产品主要有哪些附加值 1）发酵有利于食品保藏食品发酵后，改变了食品的渗透压、酸度、水的活性等，从而抑制了腐败微生物的生长，有利于食品保藏。 2）发酵产品有保健作用有些食品经过微生物发酵后，不仅能产生酸类和醇类等，还能产生某些抗菌素可抑制致病菌和肠内腐败菌。
发酵工程 名词解释： 临界氧浓度：各种微生物的呼吸强度是不同的，并且呼吸强度是随着培养液中溶解氧浓度的增加而加强，直至达到一个临界值为止。这个临界值就称为“临界氧浓度”。 前体：某些化合物被加入培养基后，能够直接在生物合成过程结合到产物分子中去，而自身的结构并未发生太大变化，却能提高产物的产量，这类小分子物质被称为前体。 生物热：微生物在生长繁殖过程中，本身产生的大量热称为生物热。 喷雾干燥：利用各种不同的喷雾器，将悬浮液和粘滞的液体喷成雾状，形成具有较大面积的分散微粒，与热空气发生强烈的热交换，迅速派出自身的水分，在几秒到几十秒内获得干燥。气泛：气泛现象是气液混合设备的一个特征属性，往往发生在通气速率较大，搅拌速率不高的情况下。 补料：在微生物分批发酵过程中，以某种方式向发酵系统中补加一定物料，但不连续地向外放出发酵液。 发酵热：发酵过程中释放出来的净热量。 定向培养：是根据菌种的分类地位选择培养基,选择培养条件,获得所需菌种的培养。 单细胞蛋白：也叫微生物蛋白，它是用许多工农业废料及石油废料人工培养的微生物菌体。 1、诱变育种的原理 答：诱变育种的理论基础是基因突变，主要包括染色体畸变和基因突变。诱变育种是利用各种被称为诱变剂的物理因素和化学试剂处理微生物细胞，提高基因突变频率，再通过适当的筛选方法获得所需要的高产优质菌种的育种方法。 2、简述诱变育种的基本方法及筛选 答：诱变育种一般包括两个部分：诱变和筛选。诱变部分成功的关键包括出发菌株的选择、诱变剂种类和剂量的选择，以及合理的使用方法。筛选部分包括初筛和复筛来测定菌种的生产能力。突变菌株的筛选：1、营养缺陷性突变株的筛选；2、抗反馈阻遏和抗反馈抑制突变菌株的筛选；3、组成型突变株的筛选；4、抗性突变株的筛选 3、影响发酵pH的因素有那些调节控制pH的根本措施 影响发酵PH的因素主要取决与培养基的成分和微生物的代谢特性，此外，通气条件的变化，菌体自溶或杂菌污染都可能引起发酵液PH的变化。调节控制PH的根本措施主要是考虑培养基中生理酸性物质与生理碱性物质的配比，然后是通过中间补料进一步加以控制，还可在发酵过程中加弱酸或弱碱进行PH的调节 4、发酵热包括哪几类 答：生物热、搅拌热、蒸发热、辐射热 5、发酵罐的基本条件包括那些 答：1发酵罐应有适宜的径高比。罐身较长，氧的利用率极高。2发酵罐应能承受一定的压力。因为发酵罐在灭菌和正常工作时，要承受一定的压力和温度。3发酵罐的搅拌通风装置能使气液充分混匀，实现传质传热作用，保证微生物发酵过程中所需的溶解氧。4发酵罐应具有足够的冷却面积。5发酵罐内应尽量减少死角，避免藏污积垢，保证灭菌彻底，防止染菌。6搅拌器的轴封要严密，以减少泄露。
发酵工程，是指采用现代工程技术手段，利用微生物的某些特定功能，为人类生产有用的产品，或直接把微生物应用于工业生产过程的一种新技术。发酵工程的内容包括菌种的选育、培养基的配制、灭菌、扩大培养和接种、发酵过程和产品的分离提纯等方面。 发酵工程的内容 它是一级学科“轻工技术与工程”中的一个重要分支和重点发展的二级学科，在生物技术产业化过程中起着关键作用。 1）“发酵”有“微生物生理学严格定义的发酵”和“工业发酵”，词条“发酵工程”中的“发酵”应该是“工业发酵”。 （2）工业生产上通过“工业发酵”来加工或制作产品，其对应的加工或制作工艺被称为“发酵工艺”。为实现工业化生产，就必须解决实现这些工艺（发酵工艺）的工业生产环境、设备和过程控制的工程学的问题，因此，就有了“发酵工程”。 （3）发酵工程是用来解决按发酵工艺进行工业化生产的工程学问题的学科。发酵工程从工程学的角度把实现发酵工艺的发酵工业过程分为菌种、发酵和提炼（包括废水处理）等三个阶段，这三个阶段都有各自的工程学问题，一般分别把它们称为发酵工程的上游、中游和下游工程。 （4）微生物是发酵工程的灵魂。近年来，对于发酵工程的生物学属性的认识愈益明朗化，发酵工程正在走近科学。 （5）发酵工程最基本的原理是发酵工程的生物学原理。 发酵工程是指采用工程技术手段，利用生物（主要是微生物）和有活性的离体酶的某些功能，为人类生产有用的生物产品，或直接用微生物参与控制某些工业生产过程的一种技术。人们熟知的利用酵母菌发酵制造啤酒、果酒、工业酒精，乳酸菌发酵制造奶酪和酸牛奶，利用真菌大规模生产青霉素等都是这方面的例子。随着科学技术的进步，发酵技术也有了很大的发展，并且已经进入能够人为控制和改造微生物，使这些微生物为人类生产产品的现代发酵工程阶段。现代发酵工程作为现代生物技术的一个重要组成部分，具有广阔的应用前景。例如，用基因工程的方法有目的地改造原有的菌种并且提高其产量；利用微生物发酵生产药品，如人的胰岛素、干扰素和生长激素等。 已经从过去简单的生产酒精类饮料、生产醋酸和发酵面包发展到今天成为生物工程的一个极其重要的分支，成为一个包括了微生物学、化学工程、基因工程、细胞工程、机械工程和计算机软硬件工程的一个多学科工程。现代发酵工程不但生产酒精类饮料、醋酸和面包，而且生产胰岛素、干扰素、生长激素、抗生素和疫苗等多种医疗保健药物，生产天然杀虫剂、细菌肥料和微生物除草剂等农用生产资料，在化学工业上生产氨基酸、香料、生物高分子、酶、维生素和单细胞蛋白等。 从广义上讲，发酵工程由三部分组成：是上游工程，中游工程和下游工程。其中上游工程包括优良种株的选育，最适发酵条件（pH、温度、溶氧和营养组成）的确定，营养物的准备等。中游工程主要指在最适发酵条件下，发酵罐中大量培养细胞和生产代谢产物的工艺技术。这里要有严格的无菌生长环境，包括发酵开始前采用高温高压对发酵原料和发酵罐以及各种连接管道进行灭菌的技术；在发酵过程中不断向发酵罐中通入干燥无菌空气的空气过滤技术；在发酵过程中根据细胞生长要求控制加料速度的计算机控制技术；还有种子培养和生产培养的不同的工艺技术。此外，根据不同的需要，发酵工艺上还分类批量发酵：即一次投料发酵；流加批量发酵：即在一次投料发酵的基础上，流加一定量的营养，使细胞进一步的生长，或得到更多的代谢产物；连续发酵：不断地流加营养，并不断地取出发酵液。在进行任何大规模工业发酵前，必须在实验室规模的小发酵罐进行大量的实验，得到产物形成的动力学模型，并根据这个模型设计中试的发酵要求，最后从中试数据再设计更大规模生产的动力学模型。由于生物反应的复杂性，在从实验室到中试，从中试到大规模生产过程中会出现许多问题，这就是发酵工程工艺放大问题。下游工程指从发酵液中分离和纯化产品的技术：包括固液分离技术（离心分离，过滤分离，沉淀分离等工艺），
绪论环境工程微生物学 一、名词解释： 1. 微生物：微生物是是一类形态微小，结构简单，单细胞或多细胞的低等生物的通称。 2. 原核微生物：原核微生物的核很原始，只是DNA链高度折叠形成的一个核区，没有核膜，核质裸露与细胞质没有明显的界限，称为拟核或似核，也没有细胞器，不进行有丝分裂。 3. 真核微生物：真核微生物有发育完好的细胞核，核内有核仁和染色质．有核膜将细胞核和细胞质分开，使两者有明显的界限．有高度分化的细胞器，进行有丝分裂。 4. 环境工程微生物学：是讲述微生物的形态、细胞结构及其功能，微生物的营养、呼吸、物质代谢、生长、繁殖、遗传、与变异等的基础知识；讲述栖息在水体、土壤、空气、城市生活污水、工业废水和城市有机固体废物生物处理，以及废气生物处理中的微生物及其生态；饮用水卫生细菌学；自然环境物质循环与转化；水体和土壤的自净作用，污染土壤的治理与修复等环境工程净化的原理。 二、简答题： 1. 微生物的种类；微生物类群十分庞杂，包括：无细胞结构的病毒、类病毒、拟病毒等，属于原核生物的细菌、放线菌、立克次氏体、衣原体等，属于真核生物的酵母菌和霉菌，单细胞藻类、原生动物等。 2. 微生物的特点； ①个体极小；C2分布广，种类繁多；O 3繁殖快；G4易变异。 第一章非细胞结构的超微生物——病毒 一、名词解释： 1. 病毒：没有细胞结构，专性活细胞寄生的一类由核酸和蛋白质等少数几种成分组成的超显微非细胞生物。 2. 噬菌体：是感染细菌、真菌、放线菌或螺旋体等微生物的病毒的总称，因部分能引起宿主菌的裂解，故称为噬菌体。 3. 溶原性：病毒感染细菌后，其基因组整合到宿主的染色体中，在宿主内进行复制并且引起细菌细胞的裂解。这个过程称为溶原性。 4. 亚病毒：是一类结构和组成比真病毒小，简单，仅有核酸或蛋白质组成，可以侵染动物和植物的病原体。 5. 类病毒：是比病毒更加小的致病感染因子。只含具侵染性的RNA组分。 6. 拟病毒：又称类类病毒、壳内类病毒或病毒卫星，是一类被包裹在植物病毒粒体内部的类病毒，被称为拟病毒。只含有不具侵染性的RNA组分。 7. 阮病毒：是一类能侵染动物并在宿主细胞内复制的小分子无免疫性疏水蛋白质。又称蛋白质侵染因子，是一类不含核酸的传染性蛋白质分子。 二、简答题： 1. 病毒的特点； ①形体极其微小，一般能通过细菌滤器，只有在电子显微镜下才能观察到；用nm表示；G2无细胞构造，主要是核酸与蛋白质；又称分子生物；O 3只含一种核酸，DNA或RNA迢缺乏独立代谢能力；只能在活细胞内利用宿主细胞的代谢机器，合成核酸和蛋白质。 2. 病毒的复制过程； 病毒感染敏感宿主细胞后，病毒核酸进入细胞，通过其复制与表达产生子代病毒基因组和新的蛋白质，然后由这些新合成的病毒组分装配成子代毒粒，并以一定方式释放到细胞外。病毒的这种特殊繁殖方式称做复制。 第二章原核微生物的形态、结构和功能 一、名词解释： 1. 细菌：一类细胞细短、结构简单、胞壁坚韧、多以二分裂方式繁殖和水生性较强的原核生物。 2. 质粒：是核以外的遗传物质，能自我复制, 把所携带的生物形状传给子代。 3. 鞭毛：生长在某些细菌表面的长丝状、波曲的蛋白质附属物，称为鞭毛，其数目为一至数十条，具有运动功能。 4. 芽孢：某些细菌在其生长发育后期，在细胞内形成一个圆形或椭圆形、厚壁、含水量极低、抗逆性极强的休眠体。 5. 荚膜：许多细菌的最外表还覆盖着一层多糖类物质，边界明显的称为荚膜。 6. 菌落：将细菌接种在固体培养基上, 在合适的条件下进行培养, 细菌就迅速地开始生长,形成一个由无数细菌组成的子细胞群体。 7. 菌苔：细菌在固体培养基接种线上由母细胞繁殖长成的一片密集的、具有一定形态结构特征的细菌群落，一般为大批菌落聚集而成。 8. 放线菌：主要呈丝状生长、以孢子进行繁殖、革兰氏染色阳性的一类原核微生物，属于真细菌范畴。 9. 气生菌丝：基内菌丝长到一定时期，长出培养基外，伸向空间的菌丝，直径1－1.4um, 长短不一，形状不一，颜色较深。 10. 赤潮：赤潮是在特定的环境条件下，海水中某些浮游植物、原生动物或细菌爆发性增殖或高度聚集而引起水体变色、变质的一种有害生态现象。 11. 水华：水华是淡水中的一种自然生态现象。绝大多数的水华是仅由藻类引起的，也有部分的水华现象是由浮游动物——腰鞭毛虫引起的。“水华”发生时，水一股呈蓝色或绿色。 12. 支原体：支原体是自由生活的最小的原核微生物，没有细胞壁，只具有细胞质膜，细胞无固定形态，为多行性体态。 13. 衣原体：介于立克次氏体与病毒之间，能通过细菌滤器，专性活细胞内寄生的一类原核微生物。 14. 立克次氏体：是大小介于通常的细菌与病毒之间，在许多方面类似细菌，专性活细胞内寄生的原核微生物。 二、简答题
课题22：第五章微生物与发酵工程第三节发酵工程简介 一、【自主学习】 (一)应用发酵工程的生产实例------谷氨酸发酵： 1、常用的谷氨酸产生菌：、等。 2、培养基：（1）按物理性质属培养基；（2）按化学成分属培养基； （3）培养基中除水、无机盐外，碳源由提供，氮源来自，生长因子为。（4）培养液配制完成后，投放到发酵罐中，通入的蒸汽进行灭菌，冷却后，在条件下加入菌种，即为接种。 3、发酵过程： （1）氧气供应：谷氨酸棒状杆菌是菌，因此发酵过程中要不断通入，并搅拌。搅拌的意义是及 。 （2）温度：℃；（3）pH：；（4）时间：h。（二）发酵工程的概念和内容： 1、概念：采用现代工程技术手段，利用为人生产有用的产品或 直接把应用于工业生产的一种新技术。 2、内容： （1）菌种的选育：方法为、及，其中的方法获得的微生物可生产出一般微生物不能生产的产品。 （2）培养基的配制：要根据选择原料配制培养基且配方要经过 后才能确定。 （3）灭菌：发酵过程中一旦污染杂菌将会导致甚至，因此及均需经过严格灭菌。 （4）扩大培养和接种：要将选育出的优良菌种经过达一定数量后再进行接种。 （5）发酵过程：这是发酵的中心阶段，此过程中除需随时取样检测外，还要及时 以满足菌种的，同时要严格控制 与转速等发酵条件，这是因为环境条件的变化，不仅会 而且会。如谷氨酸发酵中当时，谷氨酸棒状杆菌就会生成乙酰谷氨酰胺；当时，生成的代谢产物就会是乳酸或琥珀酸。其中对溶氧的控制可通过及调节；对pH的控制可通过 及在培养基中加调节。 （6）分离提纯：发酵工程产品有两类，即和。如果产品是，可采用过滤、沉淀等方法分离；如果产品是，可采用等方法提取，分离提纯后的产品，还要经过才能成为正式产品。 （三）发酵工程的应用：
微生物（microorganism，microbe）是一类体积微小、结构简单、肉眼直接看不见，必须用光学显微镜或者电子显微镜放大后才能看得见的微小生物的总称。微生物形态结构、新陈代谢、生长繁殖及遗传变异等具有多样性，因此微生物种类繁多，在自然界中广泛分布，存在于土壤、空气、江河、湖泊，存在于动物与人的体表及其与外界相通的腔道内，如消化道、呼吸道等。 根据微生物的结构特点、遗传特性及分化组成可分为三大类。 原核细胞型微生物（prokaryote）此类微生物细胞分化低，仅有染色质组成的拟核，无核仁和核膜。细胞质内除有核糖体外，无其它细胞器。这类微生物按伯杰（Bergey）分类包括真细菌（eubacterium）和古细菌（archaebacterium）。古细菌至今未发现有致病性的，因此与医学有关的原核细胞型微生物均属真细菌，包括细菌、螺旋体、衣原体、支原体、立克次体和放线菌。 真核细胞型微生物（eukaryote）这类微生物细胞核分化程度高，有核仁、核膜和染色体，胞浆内有多种细胞器，如线粒体、内质网、高尔基体等，可行有丝分裂。包括真菌、藻类及原生动物，与医学有关的是真菌（fungus）。 非细胞型微生物这类微生物无细胞结构，仅由一种核酸和蛋白质组成。缺乏产生能量的酶系统，必须在活细胞内增殖。病毒（virus）属此类微生物。 自然界中绝大多数微生物对人类和动植物的生存是有益的，它们在自然界的氮、碳、硫等循环和构成生物生态环境中是必需的，对生物的繁衍及食物链的形成，微生物均起着重要作用。 微生物在人类生活和生产活动中已被广泛应用。在农业方面，利用微生物生产细菌肥料、转基因农作物及生物杀虫剂等。在工业方面，利用微生物发酵工程进行食品加工、酒类食醋和酱油等的酿造、抗生素生产，以及在制革、石油勘探、废物处理等生产过程中无不应用微生物。另外，在近年发展的基因工程领域微生物也是必不可少的，例如在基因重组中，细菌的质粒、噬菌体、病毒均作为载体被广泛使用；大肠埃希菌、酵母菌等是最常用的基因工程菌。人和动物体内存在着大量的微生物群，称其为正常菌群（normal flora）。在正常情况下，这些正常菌群对机体有着生理、营养、免疫和生物屏障作用。据此，利用正常菌群菌株及其产物生产生态制剂治疗菌群失调症等已得到广泛应用。 自然界仅有少数微生物对人和动、植物是有害的，它们可引起这些生物体的病害，这些能致病的微生物被称为病原微生物（pathogenic microbes）。
第七章微生物的感染与致病 [内容提要]细菌是否有致病性，经典的依据是柯赫法则，近年来提出的分子水平的柯赫法则对此标准作了补充和完善。就某种病原菌而言，其致病性一般通过测定LD50来定量。细菌的致病性在很大程度上取决于其毒力因子，包括侵袭力与毒素，以及毒力因子的分泌系统。侵袭力导致病原菌在机体内定殖、突破机体的防御屏障、内化作用、繁殖与扩散。毒素有外毒素与内毒素之分，外毒素是具有特异性毒性作用的蛋白质，典型结构为A-B亚单位的聚体。内毒素为LPS的类脂A，耐热，具致热作用等。细菌致病性的现代观点是将病原菌、宿主及二者的相互的作用综合考虑，纠正了只调节细菌本身的片面性，是认识的深化。细菌的毒力可用人工的方法增强或减弱，并受到温度、离子浓度等多种环境因子的调节。 感染（infection）是指病原微生物在宿主体内持续存在或增殖。发病（disease）表示病原微生物感染之后，对宿主造成明显的损害。病原菌（pathogenic bacteria）是指那些导致机体发病的细菌。是一群高度特化了的微生物，为了自身的生存，已适应而且必须在宿主生物体内持续存在或增殖，有时可造成宿主发病。 从进化关系来看，病原菌是由非病原菌演变而来，它们之间没有绝对的界限。就病原菌的生活方式而言，绝大多数病原菌是寄生性的，又可分为专性寄生和兼性寄生两大类。另有一些是寄居性的，在正常情况下对寄主不呈现致病作用，如动物肠道的大肠杆菌、皮肤上的化脓性链球菌等，当动物机体抵抗力降低时可致病，称为条件性病原菌或机会性病原菌。还有少数是腐生性的，是在死物上生长繁殖产生毒素，毒素以食物等为媒介进入人和动物体而致病，如肉毒中毒等毒素性食物中毒等，称其为腐生性病原菌。 微生物学研究侧重于感染。因为感染的范围更广，发病仅仅是感染可能出现的后果之一。感染不一定都导致发病，而发病则离不开感染。如将防治传染病的重点转移到预防感染，则可收到事半功倍之效。 第一节细菌的致病性和毒力 病原菌能否引起宿主疾病取决于它们的致病性和毒力。 一定种类的病原菌，在一定的条件下能在特殊的宿主体内引起特定疾病的能力称为致病性（pathogenicity）。细菌的致病性是针对宿主而言，有的仅对人致病，有的则仅对某些动物
发酵工程 一、名词解释 1、分批发酵：在发酵中，营养物和菌种一次加入进行培养，直到结束放出，中间除了空气 进入和尾气排出外，与外部没有物料交换。 2、补料分批发酵：又称半连续发酵，是指在微生物分批发酵中，以某种方式向培养系统不 加一定物料的培养技术。 3、絮凝：在某些高分子絮凝剂的作用下，溶液中的较小胶粒聚合形成较大絮凝团的过程。 二、填空 1、生物发酵工艺多种多样，但基本上包括菌种制备、种子培养、发酵和提取精制等下游处理几个过程。 2、根据过滤介质截留的物质颗粒大小的不同，过滤可分为粗滤、微滤、超滤和反渗透四大类。 3、微生物的育种方法主要有三类：诱变法，细胞融合法，基因工程法。 4、发酵培养基主要由碳源，氮源，无机盐，生长因子组成。 5、青霉素发酵生产中，发酵后的处理包括：过滤、提炼，脱色，结晶。 6、利用专门的灭菌设备进行连续灭菌称为连消，用高压蒸汽进行空罐灭菌称为空消。 7、可用于生产酶的微生物有细菌、真菌、酵母菌。 常用的发酵液的预处理方法有酸化、加热、加絮凝剂。 8、根据搅拌方式的不同，好氧发酵设备可分为机械搅拌式发酵罐和通风搅拌式发酵罐两种。 9、依据培养基在生产中的用途，可将其分成孢子培养基、种子培养基、发酵培养基三种。 10、现代发酵工程不仅包括菌体生产和代谢产物的发酵生产，还包括微生物机能的利用。 11、发酵工程的主要内容包括生产菌种的选育、发酵条件的优化与控制、反应器的设计及产物的分离、提取与精制。 12、发酵类型有微生物菌体的发酵、微生物酶的发酵、微生物代谢产物的发酵、微生物转化发酵、生物工程细胞的发酵。 13、发酵工业生产上常用的微生物主要有细菌、放线菌、酵母菌、霉菌。 14、当前发酵工业所用的菌种总趋势是从野生菌转向变异菌，从自然选育转向代谢调控育种，从诱发基因突变转向基因重组的定向育种。 15、根据操作方式的不同，液体深层发酵主要有分批发酵、连续发酵、补料分批发酵。 16、分批发酵全过程包括空罐灭菌、加入灭过菌的培养基、接种、发酵过程、放罐和洗罐，所需的时间总和为一个发酵周期。
环境工程微生物学完整复习资料 绪论 一、名词解释：原核微生物、真核微生物、微生物学、环境工程微生物学 1.微生物：微生物是肉眼看不见的、必须在电子显微镜或光学显微镜下才能看见的微笑生物的统称。（或一类形态微小，结构简单，单细胞或多细胞的低等生物的通称。） 2. 3.分类地位：五界系统：1969年魏泰克(Whittaker)提出微生物五界分类系统：（1）原核生物界：细菌、放线菌、蓝绿细菌（2）原生生物界：蓝藻以外的藻类及原生动物（3）真菌界（酸性土壤中真菌较多）：酵母菌、霉菌（4）动物界（5）植物界。根据16SrRNA及18SrRNA核苷酸顺序的同源性测定，Woese等提出三域系统：（1）古菌域（Archaea）：“三菌”产甲烷菌、极端嗜盐菌、嗜热嗜酸菌（2）细菌域（Bacteria）（包括蓝细菌和各种除古细菌以外的其他原核生物）：细菌（化）、蓝细菌（光）、放线菌（化）、立克次氏体（寄生）、支原体（人工培养基，最小）、衣原体（寄生）、螺旋体（原核，是细菌与原虫的过度）“三体”支原体、立克次氏体、衣原体（3）真核生物域（Eukarya）：真菌、原生生物、动物、植物。 4.分类单位：界,门,纲,目,科,属,种。分类依据：各种微生物按其客观存在的生物属性（如个体形态及大小、染色反应、菌落特征、细胞结构、生理生化反应、与氧的关系、血清学反应等）及它们的亲缘关系分类。 二、简答题： 1.微生物的特点；微生物的种类、生物体的基本特征 ○1个体极小，（体积小，比表面积大）：直径由几纳米到几微米，通过光学显微镜才能看见，病毒还需通过电子显微镜看见；○2分布广，种类繁多：小而轻，分布在世界各处，总计约100万种以上；○3繁殖快（生长旺，繁殖速）：多数微生物以裂殖方式繁殖后代，在适宜条件下十几分钟至二十分钟就可繁殖一代；○4易变异（适应性强）：表现为对营养物质的利用上以及对环境条件尤其是恶劣的“极端环境”的适应性，遗传物质DNA易受环境因素影响而变异；⑤吸收多，转化快：相对于自身个体重量来说，吸收、转化营养物质多且快。 第一章非细胞结构的超微生物——病毒 一、名词解释：双名法, 溶菌性 1.病毒：没有细胞结构，专性活细胞寄生的一类由核酸和蛋白质等少数几种成分组成的超显微非细胞生物。 2.噬菌体：是感染细菌、真菌、放线菌或螺旋体等微生物的病毒的总称，因部分能引起宿主菌的裂解，故称为噬菌体。 3.溶原性：病毒感染细菌后，其基因组整合到宿主的染色体中，在宿主内进行复制并且引起细菌细胞的裂解。这个过程称为溶原性。 4.亚病毒：是一类结构和组成比真病毒小，简单，仅有核酸或蛋白质组成，可以侵染动物和植物的病原体。 5.类病毒：是比病毒更加小的致病感染因子。只含具侵染性的RNA组分。 6.拟病毒：又称类类病毒、壳内类病毒或病毒卫星，是一类被包裹在植物病毒粒体内部的类病毒，被称为拟病毒。只含有不具侵染性的RNA 组分。 7.阮病毒：是一类能侵染动物并在宿主细胞内复制的小分子无免疫性疏水蛋白质。又称蛋白质侵染因子，是一类不含核酸的传染性蛋白质分子。 二、简答题：溶菌性噬菌体的增殖过程 1.病毒的特点； ○1形体极其微小，一般能通过细菌滤器，只有在电子显微镜下才能观察到；用nm表示；○2无细胞构造，主要是核酸与蛋白质；又称分子生物；○3只含一种核酸，DNA或RNA；○4缺乏独立代谢能力；只能在活细胞内利用宿主细胞的代谢机器，合成核酸和蛋白质。 2.病毒的复制过程； 病毒感染敏感宿主细胞后，病毒核酸进入细胞，通过其复制与表达产生子代病毒基因组和新的蛋白质，然后由这些新合成的病毒组分装配成子代毒粒，并以一定方式释放到细胞外。病毒的这种特殊繁殖方式称做复制。 第二章原核微生物的形态、结构和功能 一、名词解释：菌毛、性菌毛 1.细菌：一类细胞细短、结构简单、胞壁坚韧、多以二分裂方式繁殖和水生性较强的原核生物。 2.质粒：是核以外的遗传物质，能自我复制,把所携带的生物形状传给子代。
微生物对污染物的降解和转化 ?有机污染物生物净化（天然物质、人工合成物质） ?无机污染物生物净化 第一节有机污染物的生物净化机理 ?净化本质——微生物转化有机物为无机物 ?依靠——好氧分解与厌氧分解 一、好氧分解 ?细菌是其中的主力军 ?原理：好氧有机物呼吸 ? C → CO2 + 碳酸盐和重碳酸盐 ? H → H2O ? N → NH3→ HNO2→ HNO3 ? S → H2SO4 ? P → H3PO4 ?二、厌氧分解?厌氧细菌 ?原理：发酵、厌氧无机盐呼吸C → RCOOH（有机酸）→CH4 + CO2 ?N → RCHNH2COOH → NH3（臭味） + 有机酸（臭味） ?S → H2S（臭味） ?P → PO 3- 4 ?水体自净的天然过程中 厌氧分解（开始）→好氧分解（后续）第二节各类有机污染物的转化 一、碳源污染物的转化
?包括糖类、蛋白质、脂类、石油和人工合成的有机化合物等。 1．纤维素的转化 ?β葡萄糖高聚物，每个纤维素分子含1400~10000个葡萄糖基（β1-4糖苷键）。 ?来源：棉纺印染废水、造纸废水、人造纤维废水及城市垃圾等，其中均含有大量纤维素。 A．微生物分解途径 B．分解纤维素的微生物 ?好氧细菌——粘细菌、镰状纤维菌和纤维弧菌 ?厌氧细菌——产纤维二糖芽孢梭菌、无芽孢厌氧分解菌及嗜热纤维芽孢梭菌。?放线菌——链霉菌属。 ?真菌——青霉菌、曲霉、镰刀霉、木霉及毛霉。 ?需要时可以向有菌种库的研究机构购买或自行筛选。 2．半纤维素的转化 ?存在于植物细胞壁的杂多糖。造纸废水和人造纤维废水中含半纤维素。 ?分解过程 ?分解纤维素的微生物大多数能分解半纤维素。 ?许多芽孢杆菌、假单胞菌、节细菌及放线菌能分解半纤维素。霉菌有根霉、曲霉、小克银汉霉、青霉及镰刀霉。 3．木质素的转化自然界中哪些微生物能够进行木质素的降解呢？?确证的只有真菌中的黄孢原毛平革菌，疑似的有软腐菌。 黄孢原平毛革菌(Phanerochaete chrysosprium)是白腐真菌的一种，隶属于担子菌纲、同担子菌亚纲、非褶菌目、丝核菌科。 白腐—树皮上木质素被该菌分解后漏出白色的纤维素部分。*木质素降解的意义何在呢？（二）油脂的转化
微生物工程”：是指利用微生物的特定性状，通过现代工程技术，在生物的反应器中生产有用物质的一种技术系统。 微生物工程特点 ①一般操作条件比较温和； ②原料来源丰富，价格低廉，一般都是可再生资源。 ③过程反应以生命体的自动调节方式进行； ④能够容易地生产复杂的高分子化合物，可以导入复杂基团；能合成复杂的化合物如酶、光学活性体等； ⑤生产产品的生物体本身也是产物，一般污染较小； ⑥生产设备较简单。 ⑦生产过程中，需要防止杂菌污染； ⑧菌种性能被改变，从而获得新的反应性能或提高生产率； 工业育种：是运用遗传学原理和技术对某个用于特定生物技术目的的菌株进行的多方位的改通过改造。 诱变育种：就是利用诱变剂的物理因素和化学试剂处理微生物细胞，提高基因突变频率，再通过适当的筛选方法获得所需要的高产优质菌种的育种方法。 表型延迟：分离性延迟、生理性延迟 是指微生物通过自发突变或人工诱变而产生新的基因型个体所表现出来的遗传特性不能在当代出现，其表型的出现必须经过2代以上的复制。 杂交育种：是指将两个基因型不同的菌株经吻合（或接合）使遗传物
质重新组合，从中分离和筛选具有新性状的菌株的一种育种方法。 原生质体融合： 首先用酶分别酶解两个出发菌株的细胞壁，或者使用抗生素抑制胞壁的合成，在高渗环境中释放出原生质，将它们混合，在助融剂或电场作用下，使它们互相凝集，发生细胞融合，实现遗传重组的方法。营养缺陷型是指通过诱变而产生的缺乏合成某些营养物质如氨基酸、维生素和碱基等的能力，必须在其基本培养基中加入相应的营养成分才能正常生长的变异株。 基因重组育种： 是运用体外DNA各种操作或修改手法获得目的基因，再借助于病毒、细菌质粒或其他载体，将目的基因转移至新的宿主细胞并使其在新的宿主细胞系统内进行复制和表达，或者通过细胞间的相互作用，使一个细胞的优秀性状经其间遗传物质的交换而转移给另—个细胞的方法。 渗透突变株：一种遗传障碍不完全的营养突变型，其特点是酶的活力下降但不完全丧失，使 其能少量合成末一代谢产物，但产物的量又不造成反馈控制。 菌种衰退（degeneration）是指菌种经过长期人工培养或保藏，由于自发突变的作用而引起某些优良特性变弱或消失的现象。 狭义的复壮：在菌种发生退化后，通过纯种分离和性能测定，从退化的群体中，找出尚未退化的个体，以达到恢复该菌种原有性状的一种措施。
微生物工程复习资料 第一章绪论 1、发酵工程发展过程中几个标志性人物和事件： 1）1680列文胡克显微镜 2）1857 巴斯德证明了酒精是由活的酵母发酵引起 3）1897 毕希纳发现磨碎的酵母仍使糖发酵形成酒精──酶 4）1905 科赫固体培养基的发明，奠定了纯培养技术。 5）1928 弗莱明发现青霉素 6）1953 Watson 和Crick 双螺旋结构 2、发酵工程研究内容（5点）： 1）微生物菌株选育——微生物菌株选育、改造与功能优化技术； 2）发酵工艺——发酵过程优化、控制与反应器技术； 3）单元操作——发酵工程过程工程技术； 4）发酵产品分离提取工艺——发酵产品高效提取技术与装备； 5）废物处理——绿色制造工艺的开发。 第二章工业微生物菌种的选育及扩大培养 1、原生质体融合概念：就是把两个亲本的细胞分别去掉细胞壁，获得原生质体，将两亲本的原生质体在高渗条件下混合，由聚乙二醇（PEG）作为助融剂，使它们互相凝集，发生细胞质融合，接着两亲本基因组由接触到交换，从而实现遗传重组。 2、原生质体育种技术主要有哪些：融合、转化技术、诱变技术 3、原生质体融合的方法和特点。 方法：1）硝酸钠法；2）高钙离子法；3）PEG法；4）多聚化合物法。 特点：1）大幅度提高亲本之间重组频率；2）扩大重组的亲本范围；3）原生质体融合时亲本整套染色体参与交换，遗传物质转移和重组性状较多，集中双亲优良性状机会更大；4）可以和其它育种方法相结合，把由其他方法得到的优良性状通过原生质体融合再组合到一个单株中；5）用微生物的原生质体进行诱变，可明显提高诱变频率。 4、原生质体融合的基本工程（步骤）： 5、原生质体形成率和再审率（计算方法）： 1）将用酶处理前的菌体经无菌水(或高渗溶液)系列稀释，涂布在完全培养基平板上培养，计出原菌数，该数值为A。 2）将用酶处理后得到的原生质体分别经如下两个过程处理：①用无菌水适当稀释，在完全培养基上培养计数。由于原生质体在低渗透压下会破裂失活，所以长出的菌落数为未形成原生质体的原菌数，该数值为B。②用高渗透压液适当稀释，在再生培养基平板上培养计数，生长出的菌落数为原生质体再生的菌数和未形成原生质体的原菌数之和，该数值为C。
（生物科技行业）微生物的 感染与致病
第七章微生物的感染和致病 [内容提要]细菌是否有致病性，经典的依据是柯赫法则，近年来提出的分子水平的柯赫法则对此标准作了补充和完善。就某种病原菌而言，其致病性壹般通过测定LD50来定量。细菌的致病性在很大程度上取决于其毒力因子，包括侵袭力和毒素，以及毒力因子的分泌系统。侵袭力导致病原菌在机体内定殖、突破机体的防御屏障、内化作用、繁殖和扩散。毒素有外毒素和内毒素之分，外毒素是具有特异性毒性作用的蛋白质，典型结构为A-B亚单位的聚体。内毒素为LPS的类脂A，耐热，具致热作用等。细菌致病性的现代观点是将病原菌、宿主及二者的相互的作用综合考虑，纠正了只调节细菌本身的片面性，是认识的深化。细菌的毒力可用人工的方法增强或减弱，且受到温度、离子浓度等多种环境因子的调节。 感染（infection）是指病原微生物在宿主体内持续存在或增殖。发病（disease）表示病原微生物感染之后，对宿主造成明显的损害。病原菌（pathogenicbacteria）是指那些导致机体发病的细菌。是壹群高度特化了的微生物，为了自身的生存，已适应而且必须在宿主生物体内持续存在或增殖，有时可造成宿主发病。 从进化关系来见，病原菌是由非病原菌演变而来，它们之间没有绝对的界限。就病原菌的生活方式而言，绝大多数病原菌是寄生性的，又可分为专性寄生和兼性寄生俩大类。另有壹些是寄居性的，在正常情况下对寄主不呈现致病作用，如动物肠道的大肠杆菌、皮肤上的化脓性链球菌等，当动物机体抵抗力降低时可致病，称为条件性病原菌或机会性病原菌。仍有少数是腐生性的，是在死物上生长繁殖产生毒素，毒素以食物等为媒介进入人和动物体而致病，如肉毒中毒等毒素性食物中毒等，称其为腐生性病原菌。 微生物学研究侧重于感染。因为感染的范围更广，发病仅仅是感染可能出现
天津市高等教育自学考试课程考试大纲 课程名称：微生物工程课程代码：0777 第一部分课程性质与目标 一、课程性质与特点 微生物工程是现代生物技术的重要组成和基础，是生物技术产业化的重要环节。它将微生物学、生物化学和化学工程的基本原理有机地结合起来，广泛而深刻地揭示了发酵过程的本质，其生命力在于在促进产业化发展的基础上不断实行技术改造、更新、创新，使其向高度自动化控制和高效合成代谢的发酵生产转移，在较短时间内获得更多高质量的产品。由于它是渗透有工程学的微生物学，是发酵技术工程化的发展，所以又称“发酵工程”。 本课程是高等教育自学考试应用生物技术专业本科所设专业课之一，它是一门理论联系实际、应用性较强的课程。本课主要介绍微生物工程的基本内容、原理和各单元操作的工艺及设备等。 二、课程设置的目的和要求 微生物工程是应用生物技术专业的主要课程之一，是微生物学和工程技术相交叉的学科。微生物产品的研究开发及生产过程需要本学科为支撑条件，应用生物技术专业的学生应该了解和掌握微生物工程的基本原理、工艺操作及设备，尤其是有关微生物产品产业化的基础知识和关键技术。 三、与本专业其它课程的关系 微生物工程是生物技术专业大学本科学生必修的专业技术基础课程，它涉及到微生物学、生物化学、遗传学及分子生物学等多种学科。该专业的学生应在学好上述基础课程的基础上学习本课程。 第二部分课程内容与考核目标 第一章微生物工程概论 一、学习目的与要求 本章是该课程的概述。要求学生在领会基本概念的基础上，重点掌握微生物工程的主要内容、特点及发展方向。 二、考核知识点与考核目标 （一）微生物工程的基本概念（重点） 识记：微生物工程、发酵、发酵方式、发酵产品类型等 （二）微生物工程的特点（次重点） 理解：微生物工程反应的特点 应用：与化工生产相比，叙述微生物工程的优缺点 （三）微生物工程的发展简史及趋势（一般） 理解：微生物工程的发展历史及发展趋势 第二章工业微生物菌种的选育及扩大培养 一、学习目的与要求 通过本章学习，了解并掌握生产菌种选育的基础知识与一般方法；掌握菌种保藏的基本原理和常用方法；了解菌种退化的原因与复壮方法。 二、考核知识点与考核目标 （一）工业微生物菌种（次重点） 识记：工业微生物常用菌种的基本要求、分类（细菌、放线菌、酵母菌和霉菌）及基本特征
微生物工程工艺原理
微生物工程工艺原理 绪论 一、名词解释 微生物工程：微生物工程是指利用微生物的特性和代谢活动，通过现代工程技术在生物反应器中生产有用物质的一门工程技术学科，其包括菌种选育、菌种生产、生物产品的发酵和分离提取以及微生物机能的利用。 发酵工程：是研究生物技术工业生产过程中各单元操作的工艺和设备的一门学科，是生物技术产业化的重要环节。也叫微生物工程。 二、问答题 2、微生物工业生产主要有哪些优点和缺点？ ←优点： ←1、微生物种类繁多，繁殖速度快，代谢能力强，容易通过人工诱变获得有益的突变株，使生产产率提高。 ←2、微生物酶的种类很多，能催化各种生物化学反应，发酵过程以生命体的自动调节方式进行，数十个反应过程能够象单一反应一样在反应设备内一次完成。 ←3、反应通常在常温常压下进行，条件温和，能耗少，可以用简易的设备来生产多种多样的产品。 ←4、原料通常以糖蜜，淀粉等碳水化合物为主，可以是农副产品，工业废水或可再生资源，微生物能有选择地吸收所需物质。 ←5、容易生产复杂的高分子化合物，能高度选择性地在复杂化合物的特定部位进行氧化、还原、转化等反应。 ←6、发酵过程需要防止杂菌污染，培养基需要进行灭菌，设备也需要进行严格的冲洗、灭菌，空气需要过滤等。
←缺点： ←1、底物不可能完全转化成目的产物，副产物的产生不可避免，造成提取和精制的困难。 ←2、微生物反应是活细胞反应，除受环境因素影响外，也受细胞内因素影响，且菌体易变异，实际控制难。 ←3、原料是农副产品，虽然价廉，但质量和价格波动大。 ←4、生产前准备工作量大，花费高，反应器效率低。 ←5、因过高的底物或产物浓度导致酶和细胞的抑制作用。因此底物浓度不能很高，导致使用大体积的反应器，并 ←要在无杂菌污染情况下进行操作。 ←6、发酵废水常具有较高的COD和BOD，需要进行处理后才能排放，生产门槛高，资金投入较大。 3、一般发酵过程主要有哪几部分组成？ 典型的发酵过程可以划分成以下六个基本组成部分： （1）生产菌种选育和扩大培养，培养基的配制； （2）培养基、发酵罐及其附属设备的灭菌； （3）生产菌种接种入生物反应器中，无菌空气的制备与通风； （4）控制生产菌种最适生长和代谢条件，进行发酵生产； （5）产物提取和精制； （6）过程中排出的废弃物的处理。 6、微生物工程的发展历史可分为哪几个阶段？ 1.自然发酵时期 2.纯培养技术时期（阶段以显微镜的诞生和微生物学的问世为标志。） 3.通气搅拌的好气性发酵工程技术时期（一阶段以青霉素的工业开发获得成功为标志。） 4.人工诱变育种与代谢控制发酵工程技术时期 5. 发酵动力学和连续化、自动化发酵工程技术时期 6.微生物酶反应合成与化学合成相结合工程技术时期 第1章菌种与种子扩大培养 *一、名词解释： 种子扩大培养：就是将保藏菌种经过试管斜面活化和