微生物代谢工程 - 江南大学研究生院学习资料

周德庆微生物教程（第二版）绪论本章主要内容：1. 微生物与微生物学 2.微生物学的发展 3.微生物的特点4.微生物学及其研究内容5.微生物与食品工业第一节微生物和微生物学一、微生物定义及其类群微生物（Microorganism，microbe ）是对所有形体微小、结构简单的（单细胞的或个体结构较为简单的多细胞的、或没有细胞结构的）低等生物的通称。

二、微生物的特点l.体积小，面积大 2.吸收多，转化快（代谢能力强） 3.生长旺，繁殖快 4.适应强，易变异 5.分布广，种类多认识微生物的四大障碍：1. 个体过于微小 2.群体外貌不显 3.种间杂居混生 4.形态与作用后果难以认识人类对微生物世界的认识过程1.史前期：感性认识阶段2.初创期：形态学发展阶段3.奠基期：生理学发展阶段4.发展期：微生物生化的研究发展阶段5.成熟期：分子生物学水平的研究发展阶段一、史前时期(8000年前-1676) （微生物学的经验时期利用微生物）8000年前——曲蘖酿酒，4000年前——酿酒普及，–埃及人-烤制面包和酿制果酒。

2500年前——酿酱、醋，麦曲治泻；公元6世纪——《齐民要术》记载了制曲、酿酒、制酱和酿醋等工艺；提倡轮作；采用盐渍、糖渍、干燥、酸化等方法——防止食物变质；在我国隆庆年间就开始用人痘预防天花。

关于人痘和牛痘接种预防天花的历史：我国11世纪开始接种人痘；18世纪后叶，Jenner 发明牛痘二、启蒙时期-形态学期（1676-1861)微生物的发现与显微镜的发明有关1590年——[荷]詹森兄弟制作了第一台显微镜。

1664年——[英]罗伯特.虎克用自制的显微镜并描述了霉菌的子实体结构。

1676年——[荷]商人列文.虎克（微生物学开山祖）第一个详细描述―微动体‖形态1680年——显微镜放大270倍三、奠基期——生理学期(1861-1897)微生物生理学的研究时期建立了一套独特的研究方法,寻找各种传染病病原菌。

江南大学微生物1997-2002 历届试题名词97 1 原生质体2 芽孢3 菌落4 诱导酶5 生长因素6 回复突变7 诱导8 拮抗9 血清学反应10 巴斯德效应98 1 芽孢2 菌落3 质粒4 回复突变5 生长因子6 诱导酶7 拮抗8 巴斯德效应9 光复活作用10 活性污泥99 1 原生质体2 菌落3 质粒4 芽孢5 诱导酶6 生长因子7 巴斯德效应8-营养缺陷型9 BOD 10 血清学反应2000 1 温和性噬菌体2 巴斯德效应3 艾姆斯试验（Ames test）4 ELISA 5 PCR 2001 1 类毒素2 暗修复作用3 巴斯德效应4 诱导酶2002 1 转化2 半抗原3 活性污泥4 回复突变5 PCR97 97 1 微生物生长的特点是： 2 微生物的学名是由_和_所组成3 革兰氏染色的主要原理是_。

影响染色的主要因素是_和_，革兰氏染色后为红色的是_ 4 酵母菌是_，其无性繁殖方式是_和_，有性繁殖是_ 5 霉菌产生的无性孢子有___ 6 噬菌体的特点是___，其生长繁殖过程包括五个步骤。

7 培养基按用途可分为8 根据生长和O2 的关系，大多数酵母属于_，大多数霉菌属于_ 9 影响微生物生长的延滞期长短的因素有___等10 光复活作用是指四种情况11 染色体畸变是指四种情况12 大肠杆菌是指食品中大肠菌群测定的食品卫生含义是_ 13 影响微生物的抗热性的因素是14 BOD 是指_15 在空气中能较长时间的微生物类群是__特点是_ 16 培养时，培养皿倒置是为了_和_ 17 平板菌落计数法结果表达中常用的“clu”的意思是_ 98 1 微生物的特点是 2 微生物的学名有_和_所组成3 细菌革兰氏染色的主要原理是_影响染色的主要因素是_ 和_，革兰氏染色后为红色的是_菌4 霉菌产生的无性孢子是___5 微生物的培养基按用途可分为 6 根据生长和氧气的关系，大多数酵母属于_，大多数霉菌属于_ 7 影响微生物生长的延滞期长短的因素有___等8 染色体畸变有四种情况9 影响微生物的抗热性的因素是10 在空气中能较长时间的微生物类群是__特点是_ 11 培养时，培养皿倒置是为了_和_ 12 平板菌落计数法结果表达中常用的“clu”的意思是_ 132 BOD 是指_2000 1 影响革兰氏染色结果的因素是___，E.coli 属于_性菌，染色结果为_色2 生长因子是_，主要包括___ 3 影响微生物生长的延滞期的主要因素是___ 4 根据微生物生长和氧气的关系，可分为___三大类型。

江南大学食品学院微生物学97-07年硕士研究生试题汇编及简答作者：babybath97硕士题1．如何使微生物合成比自身需求量更多的产物？举例说明；见练习题第19 题,周德庆二版教材P144考察知识点，代谢调控理论，周德庆二版上的内容；应用营养缺陷型菌株以解除正常的反馈调节；应用抗反馈调节菌株解除代谢调节答：为了使大量积累中间代谢产物或终产物，必须破坏或解除原有的调控关系并建立新的调节机制，使它按照人们的意愿使目的产物大量生成和积累（一）调节初生代谢途径微生物细胞的代谢调节方式很多，例如可调节营养物质透过细胞膜而进入细胞的能力，通过酶的定位以限制它与相应底物的接近，以及调节代谢流等，其中以调节代谢流的方式最为重要，它包括调节酶的合成和调节现成酶分子的催化能力，两者密切配合，以达最佳效果。

在发酵工程业中常通过三种调节初生代谢途径而提高发酵生产率(1) 应用营养缺陷型菌株以解除正常的反馈调节营养缺陷型菌株丧失了某种酶合成能力，只有在加有该酶的培养基中才能生长，在直线型的合成途径中，营养缺陷型突变株只能累积中间代谢物而不能累积最终代谢物，但在分支代谢途径中，通过解除某种反馈调节，就可以使某一分支途径的末端产物得到累积。

如高丝氨酸营养缺陷型菌株由于该菌株不能合成高丝氨酸脱氢酶因此不能生产高丝氨酸脱氢酶，也不能产苏氨酸和甲硫氨酸，在补给适量高丝氨酸（或苏氨酸和蛋氨酸）的条件下突变株可以在含高浓度糖和铵盐的培养基中产生出大量赖氨酸。

(2) 应用抗反馈调节的突变株解除反馈调节此菌株对反馈抑制不敏感，或对阻遏有抗性，或兼而有之的组成菌株。

这类菌株其反馈抑制或阻碍已解除，故可分泌大量末端代谢产物。

抗反馈调节的突变株可从结构类似物抗性突变菌株和营养缺陷型回复突变株中获得。

结构类似物抗性突变株的末端产物合成酶系的结构基因发生了突变，故不再受末端产物的反馈抑制，于是末端产物就大量积累，利用结构类似物作筛子，可筛选其对应氨基酸的高产株以赖氨酸发酵为例,谷氨酸棒杆菌对赖氨酸的结构类似物S-(β氨乙酰基)胱氨酸(A EC)敏感,是赖氨酸毒性类似物。

名词解释1、半知菌2、中质体（间体）3、鉴别培养基4、防腐5、致死温度6、异宗配合7、子囊孢子8、甲基红反应：9、超净工作台10、经典分类法11、化能异养微生物12、基本培养基（MM）13、间歇灭菌法14、湿热灭菌15、灭菌和消毒16、化能无机营养型（化能自养型）17、分生孢子18、细菌的生长曲线19、营养缺陷型20、光复活作用21、化能自养型22、共生关系(symbiotic system) 23、局限性转导24、原噬菌体（prophage）25、选择培养基：26、基因重组（Gene recombination）27、溶源性细菌28、孢囊孢子29、厚垣孢子（chlamydospore）30、微生物的自发突变31、平板菌落计数32、质粒（plasmid）33、分批培养（batch culture）34、接合孢子35、孢子囊孢子（sporangium spore / sporangiospore）36、细胞器（cell organelle37、芽裂38、杀伤因子（killer）39、微生物营养物质40、基团转位（Group translocation）41、恒化连续培养42、能荷43、嗜冷微生物44、兼性厌氧菌45、生物膜（biofilm）46、连续灭菌47、累积反馈抑制（cumulative feedback inhibition）48、大肠杆菌49、原核生物（prokaryote）50、世代时间（generation time）52、原生质体融合（protoplast fusion）53、诱导物（inducer）54、富集培养55、拟核（nucleoid）56、单双倍体生活史型酵母57、恒化器连续培养58、微生物分离时的增殖培养59、碱基结构类似物60、载体61、生物转盘法62、接种63、pH 值和酸度64、水活度和浓度65、碳源物质66、周质空间（periplasmic space，periplasm）67、stationary phase （稳定期）68、选择性培养基（selective medium）69、大肠菌群70、半保留复制（semiconservative replication）模型71、血球计数板72、巴斯德灭菌73、HFR菌株74、对数生长期75、细菌的芽孢76、倒位77、多克隆位点：载体DNA分子中，具有的多种限制性内切核酸酶的单一切点的部位。

江南大学微生物(发酵)笔记本科笔记绪论第一节：微生物学的研究对象与任务一、“微生物”的含义（什么是微生物）非分类学上名词，来自法语“Microbe”一词。

是形体微小、单细胞或个体结构简单的多细胞、甚或无细胞结构的低等生物的通称。

（插入）二、生物分界（微生物在生物界的位置）1、两界系统（亚里斯多德）动物界 Animalia：不具细胞壁，可运动，不行光合作用。

植物界 Plantae：具有细胞壁，不运动，可行光合作用。

三界：原生生物界 Protista：（E. H. Haeckel, 1866年提出）2、五界系统R. H. Whitakker, Science, 163: 150-160, 1969原核生物界 Monera：细菌、放线菌等原生生物界 Protista：藻类、原生动物、粘菌等真菌界 Fungi：酵母、霉菌动物界 Animalia：植物界 Plantae：五界系统是以细胞结构分化的等级以及和光合、吸收、摄食这三种主要营养方式有关的组织类型为基础的。

六界：加上病毒界。

3、三界（域）系统Woese用寡核苷酸序列编目分析法对60多株细菌的16SrRNA序列进行比较后，惊奇地发现：产甲烷细菌完全没有作为细菌特征的那些序列，于是提出了生命的第三种形式--古细菌(archaebacteria)。

随后他又对包括某些真核生物在内的大量菌株进行了16Sr RNA(18SrRNA)序列的分析比较，又发现极端嗜盐菌和极端嗜酸嗜热菌也和产甲烷细菌一样，具有既不同其他细菌也不同于其核生物的序列特征，而它们之间则具有许多共同的序列特征。

于是提出将生物分成为三界(Kingdom)(后来改称三个域)：古细菌、真细菌( Eubacteria)和真核生物(Eukaryotes)。

1990年，他为了避免把古细菌也看作是细菌的一类，他又把三界(域)改称为：Bacteria(细菌)、Archaea(古生菌)和Eukarya(真核生物)。