第六章微生物发酵机理2

第六章微生物发酵制药工艺6.1 微生物发酵与制药6.2 微生物生长与生产的关系6.3 微生物生产菌种建立6.4 发酵培养基制备6.4 发酵培养基制备• 概念（medium）供微生物生长繁殖和合成各种代谢产物所需要的按一定比例配制的多种营养物质的混合物。

• 培养基的组成和比例是否恰当，直接影响微生物的生长、生产和工艺选择、产品质量和产量。

6.4.1 培养基的成分碳源氮源无机盐水生长因子前体与促进剂消泡剂1、碳源(carbon sources)概念：构成微生物细胞和代谢产物中碳素的营养物质。

作用：为正常生理活动和过程提供能量来源，为细胞物质和代谢产物的合成提供碳骨架。

碳源种类糖类：葡萄糖、淀粉、糊精和糖蜜脂肪：豆油、棉籽油和猪油醇类：甘油、乙醇、甘露醇、山梨醇、肌醇蛋白类：蛋白胨、酵母膏速效碳源：糖类、有机酸迟效碳源：酪蛋白水解产生的脂肪酸2、氮源（nitrogen sources）概念：构成微生物细胞和代谢产物中氮素的营养物质。

作用：为生长和代谢主要提供氮素来源。

种类：无机氮源、有机氮源有机氮源几乎所有微生物都能利用有机氮源黄豆饼粉、花生饼粉棉籽饼粉、玉米浆、蛋白\胨、酵母粉、尿素无机氮源氨水、铵盐和硝酸盐等。

氨盐比硝酸盐更快被利用。

工业应用：主要氮源或辅助氮源；调节pH值生理酸性物质：代谢后能产生酸性残留物质。

（NH4）2SO4利用后，产生硫酸生理碱性物质：代谢后能产生碱性残留物质。

硝酸钠利用后，产生氢氧化钠。

3、无机盐和微量元素• 概念：组成生理活性物质或具有生理调节作用矿物质• 作用方式：低浓度起促进作用，高浓度起抑制作用。

• 种类：盐离子磷、硫、钾、钠、镁、钙，常常添加铁、锌、铜、钼、钴、锰、氯，一般不加。

4、水菌体细胞的主要成分。

营养传递的介质。

良好导体，调节细胞生长环境温度。

培养基的主要成分之一。

5、生长因子（growth factor）概念：维持微生物生长所必需的微量有机物，不起碳源和氮源作用。

“微生物学”练习题第六章-微生物生长繁殖及其控制一、选择题1、对于细菌群体生长曲线叙述不正确的是（）。

A、对容器内全部培养基里的细菌进行测定B、以细菌数目的对数为纵坐标C、以时间为横坐标D、细菌的群体生长曲线可分为四个时期2、消毒的目的是（）。

A、消灭一切微生物B、消灭病原微生物C、抑制有害微生物D、抑制生物体内病原微生物3、代时是指（）。

A、培养物从接种到开始生长所需要的时间B、从对数期结束到稳定期开始的间隔时间C、培养物生长的时间D、细胞分裂繁殖一代所需要的时间4、在典型的单细胞微生物生长曲线中，细胞形态最大的生长期是（）。

A、延滞期B、对数期C、稳定期D、衰亡期5、在典型的单细胞微生物生长曲线中，代时最短的生长期是（）。

A、延滞期B、对数期C、稳定期D、衰亡期6、在典型的单细胞微生物生长曲线中，细胞产量最高的时期是（）。

A、延滞期B、对数期C、稳定期D、衰亡期7、下列保存方法会降低食物的水活度的是（）。

A、腌肉B、巴斯德消毒法C、冷藏D、酸泡菜8、能导致微生物死亡的化学剂是（）。

A、抑菌剂B、溶菌剂C、杀菌剂D、B和C9、微生物细胞内环境中的pH值一般为（）。

A、中性B、碱性C、酸性D、与所处环境一致10、只能用高压灭菌才能杀死的是（）。

A、结核分支杆菌B、病毒C、细菌芽孢D、霉菌孢子11、磺胺的结构类似物是（）。

A、二氢叶酸B、二氢蝶酸C、对氨基苯甲酸D、四氢叶酸12、青霉素杀菌的主要机理是（）。

A、损伤细胞膜B、干扰蛋白质合成C、破坏酶系统D、抑制细胞壁合成13、采用紫外线诱变菌种时需要在黑暗或红外条件下进行，主要原因是可见光激活微生物细胞中的（）。

A、光激活酶B、乙醛脱氢酶C、乙醇脱氢酶D、磷酸脱氢酶14、能通过抑制叶酸合成而抑制细菌的生长的是（）。

A、青霉素B、磺胺类药物C、四环素D、以上所有15、直接显微镜计数适宜的微生物是（）。

A、细菌B、原生动物C、病毒D、霉菌孢子和酵母菌16、所有微生物的世代时间（）。

【微⽣物⽣物学】第六章考点总结2微⽣物的营养要求：碳源—⽆机碳源，有机碳源；氮源—⽆机氮源，有机氮源；⽆机盐—主要元素，微量元素⽣长因⼦—维⽣素，⽣物素；⽔；能源微⽣物的六类营养要素：碳源，氮源，⽆机盐，⽣长因⼦，能源，⽔营养物质及其⽣理功能：⽔分—功能：（1）溶剂与运输介质（吸收与分泌）（2）参与细胞内⽣化反应（3）维持蛋⽩、核酸等⽣物⼤分⼦稳定的天然构象及细胞正常形态（4）⽐热⼤，控制细胞内温度变化（5）通过⽔合与脱⽔控制多亚基组成的结构，如酶、微管、鞭⽑的组装与分离碳源—有机碳源：糖类(单糖,寡糖,多糖)，有机酸,醇,脂类,烃类，芳⾹族化合物⽆机碳源：⼆氧化碳，碳酸氢钠，碳酸钠—功能：构成细胞物质的主要成分(⾻架)能源(分解代谢过程中产⽣)氮源—有机氮：蛋⽩及其降解物（胨、肽、氨基酸），核酸、尿素、嘌呤、嘧啶等⽆机氮：N2，硝酸盐，铵盐—功能：提供微⽣物⽣长、繁殖所需氮素营养；合成细胞含氮化合物，能源（⾃养菌）能源—化学物质：有机、⽆机化合物辐射能：光⽆机盐—⼤量元素: P, S, K, Mg, Ca, Na微量元素(≤ 0.1mg/L): Mn, Cu, Co, Zn, Mo , Fe—功能：（1）维持⽣物⼤分⼦和细胞结构的稳定；（2）酶活性中⼼的组成部分；（3）调节细胞渗透压平衡；（4）控制细胞氧化还原电位；（5）某些⾃养微⽣物的能源⽣长因⼦—种类：维⽣素（B族为主）、⽣物素、烟酰胺、氨基酸、胺类、甾醇、嘌呤、嘧啶—功能：参与新陈代谢，促进微⽣物⽣长光能⽆机营养型：具有光合⾊素，利⽤光能并以⽔或还原态⽆机物为供氢体来同化CO2光合⾊素：主要⾊素：叶绿素，菌绿素辅助⾊素：类胡萝⼘素，藻胆素（捕获光能，强光下保护作⽤）产氧光合作⽤：利⽤光能分解⽔⽽产⽣O2，还原CO2为有机物（藻类、蓝细菌内含叶素）光能CO2+H2O———→[CH2O]+O2↑叶绿素不产氧光合作⽤：吸收光能, 以还原态⽆机硫化物（H2S）为氢或电⼦供体同化CO2（光合细菌：紫⾊细菌，绿⾊细菌等）光能CO2+2H2S——→*CH2O]+H2O+S菌绿素⽣活环境：光照，厌氧，富含有机质，H2，硫化物⾮环式光合磷酸化系统PSII→PSI：P680--P680*--Ph--Q A--Q B--Qpool--Cyt bf-P700--P700*--FeS--Fd--Fp--NAD(P)HQ B—Qpool：⾮环式电⼦流（产⽣质⼦动⼒）Cyt bf—Fd：环式电⼦流（产⽣质⼦动⼒）环式光合磷酸化系统（紫⾊细菌）P870—P870*--Bph--Q A--Q B—Qpool—Cyt bc1---Cyt c2—P870---NAD(P)HQpool---NAD(P)H：反向电⼦流（耗能）光能有机营养型：利⽤光能，以简单有机物（醇、有机酸）为供氢体同化CO2CH3光能│CO2+2CH2-CHOH——→*CH2O]+2CH3COCH3+H2O菌绿素化能⽆机营养型：通过氧化⽆机物取得能量，并以CO2为唯⼀或主要碳源1. 硝化细菌（亚硝化细菌群，硝化细菌群）2.硫(化)细菌（通过氧化还原态的⽆机硫化物（H2S、S、S2O32-、SO32-）获得能量, 同化CO2）3. 铁细菌（氧化Fe2+为Fe3+获取能量并同化CO2）4. 氢细菌（具有氢化酶，从氢的氧化获取能量，同化CO2）**区别于异养型的产氢细菌，具有氢酶，氧化氢获得能量，但不能同化CO2化能有机营养型：⼤多数微⽣物以有机物为碳源和能源腐⽣型，寄⽣型，兼性寄⽣营养类型能源供氢体基本碳源实例光能⽆机光⽆机物⼆氧化碳蓝细菌, 光合细菌光能有机光有机物⼆氧化碳红螺菌科细菌，简单有机物化能⽆机⽆机物⽆机物⼆氧化碳硝化细菌等化能有机有机物有机物有机物⼤多数细菌和真菌影响物质进⼊细胞的因素：1. 营养物质本⾝的性质（分⼦量、溶解性、电负性等）；2. 微⽣物所处环境（温度、pH、离⼦强度）；3. 微⽣物细胞的透过屏障（细胞壁、细胞膜、荚膜、粘液层等的孔径⼤⼩，松紧程度）微⽣物吸收营养物质的⽅式：1、膜泡运输（吞噬作⽤）—吸附期，膜伸展期，膜泡迅速形成期，附着膜泡形成期，膜泡释放期特点：1. 主要存在于原⽣动物（变形⾍）中；2. 细胞膜内陷包裹营养物,由胞外进⼊胞内;2、被动扩散—由细胞质膜内外营养物的浓度差⽽产⽣的物理扩散作⽤。