第二章工业微生物学基础
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绪论与第一章:微生物是一切肉眼看不见或看不清楚的微小生物的总称。
它们是一些个体微小(直径<0.1mm),构造简单的低等生物。
微生物的五大共性:⑴体积小、面积大:它是微生物五大共性的基础.⑵吸收多,转化快:⑶生长旺,繁殖快:⑷分布广、种类多:⑸适应强、易变异:微生物学奠基人——巴斯德;细菌学的奠基人——科赫原核微生物:是指一大类细胞核无核膜包裹、只有称作核区的裸露DNA的原始单细胞生物。
包括真细菌(通常简称细菌)和古生菌两大类群。
细菌:细胞细而短(直径0.5μm,长0.5-5um)、结构简单、细胞壁坚韧、以二等分裂方式繁殖和水生性较强的原核微生物。
细胞壁功能:1、固定细胞外形2、协助鞭毛运动3、保护细胞免受外力的损伤4、为正常细胞分裂所必需5、阻拦有害物质进入细胞:如革兰氏阴性细菌细胞壁可阻拦分子量超过800的抗生素通过。
6、与细菌的抗原性、致病性和对噬菌体的敏感性密切相关。
细胞壁中的几种特殊成分:v肽聚糖:是真细菌细胞壁中特有的成分。
每一肽聚糖单体由三个部分组成:双糖单位:由N-乙酰葡萄糖胺和N-乙酰胞壁酸通过β-1,4糖苷键连接而成。
四肽尾:是4个氨基酸分子按L型与D型交替方式连接而成。
在革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌中氨基酸组成有所差异。
肽桥:起着连接前后两个四肽尾分子的桥梁作用。
连接甲肽尾的第四个氨基酸的羧基和乙肽尾第三个氨基酸的氨基。
肽桥的变化甚多,由此形成了肽聚糖的多样性。
v磷壁酸:是革兰氏阳性细菌细胞壁所特有的成分。
是结合在G+细菌细胞壁上的一种酸性多糖,主要成分为甘油磷酸或核糖醇磷酸。
v脂多糖:是革兰氏阴性菌细胞壁所特有的成分。
位于革兰氏阴性细菌细胞壁最外层的一较厚(8-10nm)的类脂多糖类物质,由类脂A、核心多糖和O-特异侧链3部分组成。
革兰氏染色的机理:与细菌细胞壁的化学组成及结构有关。
革兰氏阴性细菌的细胞壁种脂类物质含量较高,肽聚糖含量较低。
染色时乙醇溶解了脂类物质,使细胞通透性增加,结晶紫-碘的复合物易被抽出,于是被脱色。
工业微生物学
《工业微生物学》
一、定义:
工业微生物学是研究有利于经济运营的微生物活动以及与其有
关的科学。
它综合应用生物、化学、物理等学科的知识来研究微生物如何利用原料转化为有用的产品,并分析其关键过程对生产的影响。
二、历史:
工业微生物学发展至今已经有百余年的历史,其发展过程可以大体分为三个阶段:
(1)19世纪初期,及期为现代工业微生物学的萌芽期,当时,随着近代化学、物理的发展,人们利用这些学科的知识,将微生物联系到制造发酵产品上。
(2)20世纪初期,蒸馏酒、酿酒、蔬菜和乳制品等发酵物品的生产,得到了迅速发展,给工业微生物学带来了非常重要的开发。
(3)20世纪中期以后,技术在改进,现代工业微生物学应运而生,可以通过识别和选择微生物,修饰生物体,改造存储和运输等把控发酵生产过程的方法,极大提高生产效率。
三、应用:
工业微生物学的应用广泛,主要涉及食品行业、药品行业、皮革行业、纸浆行业、农业行业、环境行业等。
它被广泛应用于生物质能源化学精炼、环境生物控制、药物代谢和合成、蛋白质工程和食品微生物杀菌等领域。
四、发展前景:
随着科技的发展,工业微生物学也朝着更为严谨、科学、安全发展的方向发展。
未来,工业微生物学将逐步深入到工业产品生产过程中,不断发挥其作用,实现产品安全、质量优良、效率高的生产,更好地服务于人类文明进步。
课程名称:工业微生物学课程编码:英文名称:Industrial Microbiology学时:54 学分:3适用专业:生物工程,制药工程,食品科学与工程,生物技术,食品质量与安全课程类别:必修课程性质:学科基础课先修课程:生物化学教材:《微生物学》路福平等,中国轻工业出版社,2019一、课程性质与任务工业微生物学是为生物工程、制药工程、食品科学与工程、食品质量与安全和生物技术专业开设的一门重要技术基础课。
通过本课程的学习,要求学生掌握微生物的基本知识,包括微生物的形态、结构、营养、生长、环境因素对微生物的影响、菌种选育、菌种保藏以及新陈代谢和遗传变异等;了解微生物在生物界中的地位、在自然界中的分布与作用、特别是在食品、发酵与制药工业中的实际应用等,为其它专业课的学习奠定良好基础。
虽然工业微生物学是我校生物工程,制药工程,食品科学与工程,食品质量与安全,生物技术专业重要的一门基础生物学课程,但因为学习时间有限,因而本课程不能详尽无遗地讲解微生物学的各个方面,在内容的选择和安排上要注意做到主次分明、概念清楚、由浅入深、理论联系实际,为提高教学质量与教学效果创造有利条件。
二、课程教学的基本要求工业微生物学是生物工程、制药工程、食品科学与工程、食品质量与安全和生物技术专业的一门重要技术基础课,以阐述微生物的形态结构与功能、微生物的营养、环境因素对微生物生长的影响以及微生物的遗传育种为主,同时适当介绍微生物的生态学、微生物的分类以及传染与免疫等知识。
考虑到学生已经在生物化学课中学过各种物质代谢的知识,所以在工业微生物学中不再讲解,只介绍微生物的产能方式如呼吸和发酵。
通过本课程的学习,要求学生掌握微生物的基本知识,包括微生物的形态、结构、营养、生长、环境因素对微生物的影响、菌种选育、菌种保藏以及新陈代谢和遗传变异等;了解微生物在生物界中的地位,在自然界中的分布与作用,特别是在食品、发酵与制药工业中的实际应用等,为其它专业课的学习奠定良好基础。
微生物学各章小结第一章:绪论1、微生物:一类形体微小、单细胞或个体较为简单的多细胞,甚至无细胞结构的低等生物的统称。
2、微生物的几个基本特性:1体积小、面积大“微米”作为个体大小的度量单位,个体更小的病毒则以“纳米”为度量单位。
个体形态需要借助光学显微镜或电子显微镜观察。
肉眼可观察到微生物聚集的群体-菌落2微生物的种类多:原核生物:3500种;:病毒:4000种;真菌:9万种;原生动物和藻类:10万种;3在自然界中分布极为广泛4生长旺,繁殖快(单细胞藻类:3~6小时繁殖一代。
酵母:2~4小时繁殖一代。
细菌:0.5~1小时繁殖一代。
)5适应性强,易变异3、微生物学发展简史分几个阶段,其中代表人物是谁?主要做了什么贡献?(一)微生物的利用与发现时间:1676~1861 开创者:安东•列文虎克(Antony Leeuwenhoek )。
特点:自制单式显微镜观察细菌;微生物形态描述。
(二)微生物学及食品微生物学的建立19世纪中期,欧洲工业、农业规模化生产方式已经形成。
当时工农业生产发展中出现的葡萄酒发酵酸败、人畜传染病等与微生物相关的问题急需解决。
法国人巴斯德:彻底否定了“自生说”学说。
免疫学——预防接种。
证实发酵是由微生物引起的。
其他贡献:巴斯德消毒法等。
德国人柯赫:微生物学基本操作技术的贡献:a)细菌纯培养方法的建立。
b)设计了各种培养基,实现了在实验室内对各种微生物的培养。
c)蒸汽灭菌。
d)染色观察和显微摄影。
对病原细菌研究作出了突出贡献:a)具体证实了炭疽杆菌是炭疽病的病原菌;b)发现了肺结核病的病原菌;c)证明某种微生物是否为某种疾病病原体的基本原则——著名的柯赫原则。
(三)近代微生物学的发展微生物学研究工具的不断改进;微生物学和其他生物科学共同发展,互相促进。
4、日常生活中与食品生产、储藏、变质等有关的微生物问题。
P5第二章:微生物的形态、结构与功能1、细菌:是一类单细胞、细胞壁坚韧、以二等分裂方式繁殖和水生性较强的原核微生物。
《工业微生物学》课程(090207)教学大纲一、课程基本信息课程中文名称:工业微生物学课程代码:09207学分与学时:4.0学分,72学时;(理论课3学分,54学时;实验课0.5学分,18学时)课程性质:专业必修授课对象:生物技术(专科)二、课程教学目标与任务通过教学,使学生掌握工业微生物学的完整基本知识,包括工业微生物的形态构造、生理代谢、遗传变异、生态分布等:了解和掌握微生物菌种分离和培养、染色和观察、菌种选冇、菌种保藏以及有害微生物控制等基本微生物实验技术原理和方法:向学生展示工业微生物在现在发酵工业、食品工业、制药工业和环境工程等方而的应用现状和研究进展,使所学基本理论更好结合生产实践。
在教学中要把精力集中在培养学生分析问题,解决问题的能力上。
三、学时安排教学要求和教学方法:1.突岀四性:基础性、系统性、先进性、应用性2.多种教学方式:采用多媒体课件将授课内容、图表、照片、结论式条文展示出来,把原本活生生的微生物还原其本来而貌,触发学习者的形象思维,加深对基本理论的认识和掌握;每章节重点、难点的提示、章后小结,少而精,使学习者能触类旁通,举一反三、思维活跃、知识丰收:3.理论与实验、理论与实践紧密结合教学内容目的和要求:本章主要引导学生了解什么是微生物,工业微生物学的建立和发展历史,对人类生产实践活动以及其他学科的影响,明确微生物学作为一门独立学科在生命科学发展中的重要作用和地位,了解微生物的分类、鉴泄和命名,激发学生对微生物学的浓厚兴趣,启迪学生,勒于思考,勇于实践,为科学发展做出奉献。
重点与难点:要求掌握微生物学科发展历史中几位重要的奠基人物对微生物学的主要贡献;微生物的几大共性特征。
一、微生物学研究的对象和任务二、微生物的分类单元、命名及分类依据和方法三、微生物学发展简史和重要代表人物四、工业微生物学研究的意义。
在工业、农业、医学、食品卫生、环境保护和生命科学研究和技术发展中的重要应用第二章重要工业微生物种类目的要求:本章主要使学生学习并掌握工业微生物包括真细菌、放线菌、酵母菌、霊菌、酋菌蓝细菌和病毒的细胞形态、基本结构特征及其功能、生活特性、在工业上的应用等等,认识微生物的多样性。