模块七 微生物
[本模块包括选修第五章 微生物与发酵工程]
一、知识点强记 1．关于细菌：
①细菌的质粒上面一般含有几个到几百个基因，控制着细菌的抗药性、固氮、抗生素生成等性状。
②细菌的核区：有一个大型环状DNA分子，控制着细菌的主要遗传性状。 ③细菌的的繁殖：二分裂
④菌落：指同种细菌在固体培养基上大量繁殖时形成的肉眼可见的、具有一定形态结构的子细胞群体。
菌落特征（如大小、形状、光泽度、颜色、硬度、透明等）可作为菌种鉴定的重要依据。无鞭毛的球菌，常形成较小较厚、边缘较整齐的菌落；有鞭毛的细菌则形成大而扁平、边缘呈波状或锯齿状的菌落。 （注：放线菌高考不作要求。） 2．关于病毒：
病毒的结构
核衣壳
核酸：DNA或RNA，控制病毒的一切性状
衣壳：具有保护病毒核酸，决定病毒抗原特异性等功能
囊膜：流感病毒有囊膜，其上生有刺突
只能在宿主的活细胞中进行
其主要过程有吸附、注入、合成、装配、释放五个阶段
病毒的繁殖：称为增殖
3．微生物需要的营养物质：碳源、氮源、生长因子、无机盐和水。
生长因子是指微生物生长不可缺少的微量有机物，主要包括维生素、氨基酸和碱基等。 4．在谷氨酸生产中，当培养基中的C∶N＝4∶1时，菌体大量生长而合成谷氨酸少；当C∶N＝3∶1时，菌体的繁殖受抑制，但谷氨酸合成量大增。
5．真菌的最适PH为5.0~6.0； 细菌的最适PH为6.5~7.5； 放线菌的最适PH为 7.5~8.5。 6．培养基的种类 划分标准 物理 性质 化学 成分 培养基种类 液体培养基 半固体培养基 固体培养基 天然培养基 合成培养基 用于工业生产 用于观察微生物的运动、鉴定菌种 用于微生物的分离、计数 用于工业生产 用于分类、鉴定 用途 21
选择 用 途 培养基 分离特定的微生物（如要分离酵母菌和霉菌时，可在培养基中加入青霉素；分离金黄色葡萄球菌时，可在培养基中加入高浓度的食盐。） 鉴别不同种类的微生物。如可用伊红—美蓝培养基鉴别饮水或乳制品中是否有大肠杆菌（若有，其代谢产物有机酸就与伊红和美蓝结合，使菌落呈深紫色，并有金属光泽） 鉴别 培养基
7．微生物代谢的产物
作用 生物生长和繁殖所必需的物质 产生时期 分布 种的特异性 化学结构 举例
8．组成酶和诱导酶
组成酶 产生 一直存在 诱导酶 诱导产生 9.酶活性发生改变的主要原因是，代谢过程中产生的物质与酶结合，致使酶的结构产生变化。但这种变化是可逆的，当代谢产物与酶脱离时，酶结构便会复原，又恢复原有的活性。 10.酶活性的调节是一种快速、精细的调节方式。
11．在谷氨酸的生产过程中，可以采取一定的手段改变细胞膜的透性，使谷氨酸能迅速排放到细胞外面，从而解除谷氨酸对谷氨酸脱氢酶的抑制作用，提高谷氨酸产量。
12．测定微生物群体生长规律的条件：（1）接种一种细菌；（2）用恒定容积的液体培养基培养。
既受遗传物质控制，又须诱导物的诱导 大肠杆菌分解乳糖的酶 合成 只受遗传物质的控制 举例 大肠杆菌分解葡萄糖的酶 生长全过程一直在产生 细胞内 无（不同种类微生物基本相同） 比较简单 生长到一定阶段才产生 细胞内或外 有（不同种类微生物不相同） 十分复杂 初级代谢产物 自身生长和繁殖所必需的物质 次级代谢产物 对自身无明显生理功能，或并非微氨基酸、核苷酸、多糖、脂类、维生素 抗生素、毒素、激素、色素等 22
13．微生物群体生长的测定方法：（1）测定细菌的细胞数目；（2）测定湿重或干重。 14．微生物的生长规律 时期 菌体生 长状况 形成 原因 菌体 特征 代谢 特点 调整期 不立即开始分裂繁殖 对新环境的短暂调节或适应 对数期 进入快速分裂阶段 稳定期 繁殖速度与死亡速度相等 衰亡期 死亡速率超过繁 殖速率，活菌数 目急剧下降 生存条件极度恶化，与无机环境的斗争最为激烈 体积增长较快 生存条件（空间、生存条件恶化（有营养等）适宜 害代谢产物积累、PH变化等），种内斗争加剧 形态、生理特征稳有些种类开始出现定 芽孢 代谢旺盛 应用 与控制 代谢活跃，大量合成分裂所需的酶类、ATP及其它细胞成分 缩短该期的措施：①采用与原培养基相同的培养基②增大接种量③接种对数期的菌种 出现多种形态甚至畸形，有些细胞开始解体 大量积累代谢产释放代谢产物 物，特别是次级代谢产物 可作为菌种和科用用连续培养法来研材料。延长该期延长稳定期、提高可在开始时多放代谢产物的产量 些培养基 15．关于发酵工程
发酵工程的内容包括：①菌种的选育；②培养基的配制；③灭菌；④扩大培养和接种；⑤发酵过程；⑥分离提纯。 发酵工程生产产品的流程：
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问题：（1）如何进行扩大培养？
（2）发酵过程要严格控制哪些条件？
要严格控制温度、PH、溶氧、通气量与转速。
（3）举例说明发酵条件控制不好会出现的问题。
在谷氨酸发酵过程中，当pH呈酸性时，谷氨酸棒状杆菌就会生成乙酰谷氨
酰胺；当溶氧不足时，生成的代谢产物就会是乳酸或琥珀酸。
（4）分离提纯有哪些方法？
产品不同，分离提纯的方法一般也不同。如果产品是菌体，可采用过滤、沉淀等
方法将菌体从培养液中分离出来；如果产品是代谢产物，可采用蒸馏、萃取、离子交换等方法进行提取。（在味精生产过程中，提取出来的谷氨酸要用适量的Na2CO3溶液中和后，再经过过滤、浓缩、离心分离等步骤，才能能制成味精。） 16．什么是单细胞蛋白？
微生物含有丰富的蛋白质，如细菌的蛋白质含量占细胞干重的60％～80％，酵母菌的占45％～65％，而且它们的生长繁殖速度很快。因此，许多国家就利用淀粉或纤维素的水解液、制糖工业的废液、石化产品等为原料，通过发酵获得大量的微生物菌体。这种微生物菌体就叫做单细胞蛋白。
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