工业微生物的发展及其应用前景31页PPT

40
考点三
考情 解读
微生物的数量测定 本考点内容在生物技术实践中占有比较重要的 地位，有关特定微生物的数量测定广泛应用于食品 及水质检测等实践中，具重要的应用价值，近年高 考常将微生物计数与微生物培养及筛选综合命题， 故2013年备考仍需重点关注。
41
[做一题] [例3] 急性肠胃炎、手足口病分别是由细菌和病毒通过消化 道进入人体导致的。因此检验饮用水的细菌含量和病毒含量 是有效监控疾病发生的必要措施，请回答下列与检验饮用水 有关的问题： (1)检验大肠杆菌的含量时，通常将水样进行一系列的梯度稀
2
2．消毒和灭菌
项目
消毒
灭菌
使用 较为温和
条件
的
使用 强烈 的理化因素
理化方法
杀死物体表面或内部
杀死物体内外
一部分对人体有害的
所有的
结果 微生物(不包括芽孢和 微生物，包括芽孢和
孢子)
孢子
3
项目 适用
常用 方法
消毒
灭菌
实验操作的空间、操作者 培养器皿、接种用具和培
的衣着和手
养基等
煮沸 消毒法， 巴氏 消 灼烧 灭菌、 干热 灭 毒法，酒精、氯气、石炭 菌、 高压蒸汽 灭菌
()
成分 含量
NaN O3
3g
K2H PO4
1g
MgS KCl O4·7
H2O
0.5 0.5 gg
FeS O4
(CH2 O)
H2O
1 0.0
30 g 000 1g
mL
青霉 素
0.1 万单
位
35
A．依物理性质划分，该培养基属于液体培养基 B．依用途划分，该培养基属于选择培养基 C．培养基中的唯一碳源是(CH2O)，唯 一氮源是NaNO3 D．若用该培养基培养纤维素分解菌，则应除去(CH2O)，

代谢流量调控
通过调节代谢流量，改变代谢产物的合成途 径和合成量，从而获得具有新性状的工程菌。
组合育种与高通量筛选
组合育种
将不同的育种方法进行组合，综合利用各种 方法的优势，提高育种效率和成功率。
高通量筛选
利用高通量筛选技术，快速、高效地对大量 菌株进行筛选，寻找具有优良性状的菌株。
04
工业微生物育种实践与应 用
05
工业微生物育种面临的挑 战与未来发展
基因编辑技术的伦理与法规问题
伦理问题
基因编辑技术对人类基因的干预引发了关于人类尊严 、生命伦理等方面的争议。在工业微生物育种中，应 充分考虑伦理原则，尊重生命、维护人类尊严。
法规问题
随着基因编辑技术的不断发展，各国政府正在制定相关 法律法规，以规范技术的合理应用。在工业微生物育种 中，应遵守相关法规，确保技术的合法性和安全性。
提高产率与生产效率
总结词
通过育种手段优化微生物的代谢途径，提高目标产物 的合成效率。
详细描述
工业微生物育种学通过基因工程技术对微生物进行改 造，优化其代谢途径，提高目标产物的合成效率，从 而提高整个生产过程的产率与生产效率。
降低生产成本与资源利用
要点一
总结词
降低生产成本，提高资源利用率，实现可持续发展。
特点
工业微生物育种学具有高度的应用性和实践性，强调对微生物的遗传特性和代 谢机制的深入理解，通过定向改造和优化微生物，实现工业生产的可持续发展 和高效性。
重要性及应用领域
重要性
随着生物技术的迅猛发展，工业微生物育种学在提高工业生产效率、降低成本、减少环境污染等方面发挥着越来 越重要的作用。通过对微生物的遗传改良，可以突破传统育种方法的限制，实现高效、精准的工业生产。

11
2. 工业菌种育种的手段：
自然选育（P36）
诱变育种（P37~41）
杂交育种（P43~48） 原生质体融合（P48）
基因工程育种（P58）
12
诱变育种举例-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。
缺陷型因因不能生长繁殖而保存下来。
细菌可以采用青霉素，酵母可采用制霉菌素。
② 菌丝过滤法：适合丝状菌 对于丝状菌，在MM上会形成菌丝体，就不能通过过滤介质， 而缺陷型因未生长而能通过滤层。 能否浓缩的关键是细胞在MM中生长的情况。
16
诱变育种举例-营养缺陷型
3、检出缺陷型
缺陷型在CM上生长良好，在MM上则不生长， 野生型二者均能生长。
采用的方法： 影印法、点种法、夹层法。
17
诱变育种举例-营养缺陷型
影印法
1. 将一较平皿直径小1cm的金属圆筒蒙上一层灭菌的丝绒， 用金属夹夹住，灭菌；
2. 将完全培养基上长出的全部菌落在丝绒上轻轻一压， 使之成为印模，标记方位；
3. 将基本培养基平皿和完全培养基平皿在标记的同一方位上 先后轻轻一压，此菌印模即复印于上；
1
模块一 工业微生物及来源、分离、选育
4. 生产菌种的获得； 5.育种或选育；
2
一、生物活性物质产生菌的筛选
1. 般新种分离纯化和筛选步骤
采样 纯种分离
预处 理
增殖或富集培 养
性ห้องสมุดไป่ตู้测定
稀释 划线 组织分离
初筛
复筛
3
一、生物活性物质产生菌的筛选
2. 产生目标或所需生物活性物质的微生物（菌种）的来源 土壤、海洋、空气、某些特定的环境

生长曲线的调控与优化 讲解如何通过改变培养条件或使用特定的生长因子等手段， 调控和优化微生物的生长曲线，以满足实验或生产需求。
10
03
微生物代谢与发酵技术
2024/3/28
11
微生物的代谢途径与调控
糖代谢途径
包括糖酵解、三羧酸循 环等，产生ATP和还原
力。
2024/3/28
氮代谢途径
包括氨基酸、核苷酸和 蛋白质的代谢，合成细
2024/3/28
33
微生物在医药工业中的应用
生产抗生素
利用微生物发酵技术生产抗生素，如青霉素、链霉素等，用于治疗 各种细菌感染。
生产疫苗
利用微生物培养技术生产疫苗，如麻疹疫苗、流感疫苗等，用于预 防传染病。
生产酶制剂
利用微生物发酵技术生产酶制剂，如淀粉酶、蛋白酶等，用于促进药 物合成和分解。
2024/3/28
研究微生物生长、底物消耗和 产物生成的动力学关系。
发酵设备与技术
包括发酵罐设计、传质与传热、 在线监测与控制等。
2024/3/28
13
发酵产品的分离与纯化
预处理
去除发酵液中的菌体、杂质等， 提高后续分离纯化效率。
2024/3/28
分离方法
包括萃取、吸附、膜分离等，根 据目标产物的性质选择合适的分 离方法。
医学领域
利用微生物技术生产疫苗和诊断试剂， 预防和治疗各种传染病和慢性病。此 外，基因工程和细胞工程等技术在医 学领域也有广泛应用。
2024/3/28
农业领域
利用微生物肥料和生物农药等技术， 提高农作物产量和品质，减少化学肥 料和农药的使用。
环境领域
利用微生物处理污水和废气等环境污 染物，以及进行环境监测和评价等工 作。