课件17张PPT。第五章 微生物与发酵工程 第三节 发酵工程简介一、发酵工程生产实例谷氨酸棒状杆菌合成谷氨酸的途径 只有选择细胞膜通透较强，在细胞内不积累谷氨酸的谷氨酸棒状杆菌做菌种才有可能获得大量的谷氨酸。 一、发酵工程生产实例菌种的选择谷氨酸发酵最重要的无疑就是选择菌种了，应该选育什么样的谷氨酸棒状杆菌作为菌种呢?一、发酵工程生产实例培养基的选择一、发酵工程生产实例发酵罐示意图二、发酵工程概念采用现代工程技术手段，利用微生物的某些特定功能，为人类生产有用的产品，或直接把微生物应用于工业生产过程中的一种新技术。 三、发酵工程的内容发酵工程的内容包括了以下的基本步骤：
菌种的选育
培养基的配置
灭菌
扩大培养和接种
发酵过程
分离提纯1、菌种的选育选育的方法：
从自然界中先分离出相应的菌种；
利用诱变筛选出符合生产要求的优良菌种 ；
利用基因工程、细胞工程的方法构建工程细胞或工程菌。
举例：
可将人工合成的人的胰岛素基因与大肠杆菌的质粒结合，形成重组DNA，再把重组DNA导入大肠杆菌细胞内形成工程菌。通过筛选则可培养出能生产人的胰岛素的菌种。2、培养基的配置培养基配置的原则：
根据不同的菌种，选择不同的材料配制培养基。
配制的培养基应满足微生物在碳源、氮源长因子、水、无机盐等方面的营养要求，并为微生物提供适宜的PH。
培养基的营养要协调，以利于产物的合成。
培养基在满足微生物的营养需求的基础上应尽量降低生产成本，以得到更高的经济效益。
举例：
发酵生产常采用天然成分的液体培养基。而且，经常用野生的植物淀粉、甘蔗渣、秸秆，以及乙醇、醋酸等石化产品代替粮食来配制培养基。 3、灭菌灭菌的原因：
在发酵过程中如混入其他微生物，将与菌种形成竞争关系，对发酵过程造成不良影响 。
举例：
如果在谷氨酸发酵过程中混人放线菌，则放线菌分泌的抗生素就会使大量的谷氨酸棒状杆菌死亡。如果在青霉素生产过程中污染了杂菌，这些杂菌则会分泌青霉素酶，将合成的青霉素分解掉。 4、扩大培养和接种 扩大培养：
扩大培养是将培养到对数期的菌体分开，分头进行培养，以促使菌体数量快速增加，能在短时间里得到大量的菌体
接种：
有了用于生产的充足的菌体，在接种时要注意什么事项呢？
?接种过程中要注意防止杂菌污染5、发酵过程 发酵产物：
发酵产物主要在菌体生长的稳定期产生。
发酵进程
在发酵过程中随时取样检测培养液中细菌数目、产物浓度以了解发酵进程，及时添加必需的培养基成分来延长菌体生长稳定期的时间，以得到更多的发酵产物 。
发酵条件
发酵生产中温度、pH、溶氧量等对发酵过程有重大影响。6、分离提纯 发酵产物不同，分离提纯的方法会有所不同，产物分离、提纯的一般方法是：
代谢产物：蒸馏、萃取、离子交换等方法。
菌体本身：过滤、沉淀。从自然界分离的菌种四、发酵工程的应用在医药方面：
发酵工程能生产人们所需的药品。例如：通过青霉发酵能生产青霉素。
通过发酵工程能生产基因药品。例如：将合成的人的胰岛素基因转移到大肠杆菌细胞内构建成“工程菌”，再通过培养“工程菌”即可获得人的胰岛素。四、发酵工程的应用在食品工业方面：
发酵工程能为人们提供丰富优质的传统发酵产品。如：生产呻酒，果酒等。
发酵工程能生产各种食品添加剂。例如, 酸味剂：柠檬酸、乳酸等；鲜味剂：谷氨酸等； 色 素：β-胡萝卜素等；??甜味剂：高果糖浆等。
发酵工程能为解决人类粮食短缺问题开辟新途径。例如：通过发酵可获得大量的微生物菌体——单细胞蛋白。20世纪80年代中期全世界的单细胞蛋白年产量已达2.0x107t，广泛用于食品加工和饲料中。中央电教馆资源中心 2003.11课件30张PPT。第五章 微生物与发酵工程第一节 微生物的类群第一节 微生物的类群微生物的特点和种类
细 菌
放线菌
真菌
病毒细 菌
一、细菌的大小
二、细菌的形态
三、细菌的结构
四、细菌的营养
五、细菌的呼吸方式
六、细菌的繁殖
七、细菌的菌落
八、细菌对自然界的意义
放线菌
1、放线菌的形态
1、结构与功能：
2、生活方式：
3、放线菌的分布
4、放线菌的繁殖真菌酵母菌
霉菌
大型真菌病毒1、病毒的结构
2、病毒的增殖微生物特点：结构都相当简单,个体多数十分微小.通常要用光学显微镜或电子显微镜才能看到，有的甚至没有细胞结构.且体内一般不含有叶绿素.不能进行光合作用. 原核生物界 原生生物界真菌界病毒界(包括五类)第一节 微生物的类群(细菌、放线菌、蓝藻)(酵母菌霉菌大型真菌)(草履虫变形虫衣藻)(噬菌体、艾滋病毒)约有10万种种类:观察细菌常用光学显微镜, 以微米(1um=1/1000mm)作为测量它们大小的单位.内眼的最小分辩率为0.2mm,观察细菌要用光学显微镜放大几百倍到上千倍才能看到细 菌一、细菌的大小球菌（coccus)二、细菌的形态图1-2球菌就是球形的细菌它是这类细菌的总称，细胞呈球形或椭圆形。A ．单球菌
B ．双球菌
C．链球菌
D ．四联球菌
E．八叠球菌
F ．葡萄球菌杆菌（bacilus)细 菌细胞呈杆状或圆柱状菌体直或稍弯，粗短或细长。末端钝圆、尖、膨大或平裁状。大肠杆菌细 菌 弧菌 螺旋菌细菌细胞呈弧形其中若菌体多于一个弯曲，其程度超过一圈，又称为螺旋菌。三、细菌的结构细胞质核区质粒鞭毛芽孢有些细菌在一定的条件下，细胞里面形成一个椭圆形的休眠体，叫做芽孢。芽孢的壁很厚，对干旱、低温、高温等恶劣的环境有很强的抵抗力。例
如，有的细菌的芽孢，煮沸3小时以后才死亡。芽孢又小又轻，可以随风飘散。当环境适宜（如温度、水分适宜）的时候，芽孢又可以萌发，形成一个细菌细菌的结构基本结构细胞壁：肽聚糖，保护细胞膜细胞质(核糖体、质粒:控制抗药性固氮抗生素形成)核区(拟核) 未成形的细胞核特殊结构荚膜：粘性 ，保护作用 鞭毛：运动器官芽孢 ：细菌休眠体，对恶劣的环境有抵抗力 细 菌 依靠分解动植物的遗体（尸体、粪便和枯枝落叶），从中吸取有机物来生活。例如枯草杆菌，它可以引起食物的腐败。
(一)异养:细菌一般不含有叶绿素，只能吸收现成的有机物来维持生活。这样的营养方式叫做 从活的动植物体内吸取有机物来生活。例如寄生在肠道内的痢疾杆菌，它能够引起细菌性痢疾。四、细菌的营养五、细菌的呼吸方式 有氧条件下,好氧性细菌.如:枯草杆菌 无氧条件下,厌氧性细菌.如:要瘤菌,大肠杆菌,乳酸菌等.异养。腐生：寄生：有氧呼吸:无氧呼吸:(二) 自养:光细菌 硝化细菌方式： 细菌分裂时，菌细胞首先增大，染色体复制 ，接着细胞中部的细胞膜由外向内陷入，逐渐伸展，形成横隔。同时细胞壁亦向内生长，成为两个子代细胞的胞壁，最后由于肽聚糖水解酶的作用，使细胞壁肽聚糖的共价键断裂，全裂成为两个细胞 20分钟一30分钟，细菌就能分裂一次。细菌的生殖速度是相当快的 细 菌六、细菌的繁殖细菌一般以简单的二分裂法进行无性繁殖过程：速度： 单个或者少数细菌在固体培养基上大量繁殖时，会形成一个肉眼可见的、具有一定形态结构的子细胞群体，叫做菌落。七、细菌的菌落 每种细菌在一定条件下所形成的菌落，可以作为菌种鉴定的重要依据。特征：大小、形状、光泽度、颜色、硬度、透明度等。功能：定义：无鞭毛的球菌，常形成较小较厚边缘较整齐的菌落，有鞭毛细菌形成大而扁平、边缘波浪或锯齿状菌落细菌会促使动植物遗体不断地腐烂、分解，最终使它们消失掉。动植物遗体分解生成的二氧化碳和无机盐，又是植物制造有机物的必不可少的原料。可见，细菌对于自然界中二氧化碳等物质的循环起着重要的作用细 菌八、细菌对自然界的意义单击画面继续1、放线菌的形态放线菌单击画面继续2、放线菌的结构及其功能气生菌丝孢子丝孢子基内菌丝培养基放线菌 单细胞原核生物
由分支状的菌丝构成
基内菌丝：吸收营养
气生菌丝：生殖 4、应用：
从它们中制成了许多的抗菌素，如头孢拉定、链霉素、金霉素、土霉素、庆大霉素、春雷霉素、四环素、红霉素和卡那霉素等3、生活方式：腐生
单击画面继续放线菌在自然界分布很广，在土壤、堆肥和湖底、河底的淤泥等处，尤其在土壤中种类和数量很多。5、放线菌的分布6、放线菌的繁殖放线菌没有有性繁殖，主要通过形成无性抱子形式进行无性繁殖，成熟的分生孢子或孢囊孢子在适宜环境里发芽形成新的菌丝体。7、营养类型 异养需氧型大型真菌生殖方式:孢子生殖酵母菌1 酵母菌的结构细胞壁细胞核细胞膜细胞质液泡2 生殖方式霉菌青霉都是由很多的菌丝构成的菌丝内没有横隔是 的生物菌丝内具有横隔, 是 的生物.单细胞多细胞青霉和曲霉放线菌:青霉和曲霉:青霉素的应用图中央是青霉菌，周围是致病细菌。距青霉素最远的细菌个大、色浓，活力十足；距青霉菌较近的细菌个较小、色较浅，活力较差；而最接近青霉菌的细菌个最小、色发白，显然已经死亡.
1、病毒的结构衣壳与衣壳粒(蛋白质构成，衣壳粒是基本单位，1-6个多肽构成，决定形态抗原的特异性)囊膜和刺突(蛋白质多糖脂类构成)核酸2、病毒的增殖：活的宿主细胞中病毒单击画面继续再见课件81张PPT。第二节 微生物的营养、代谢和生长北京玉渊潭中学 王海臣1、营养物质和营养的概念2、人体所需的营养物质有哪些?这些营养物质的主要功能有哪些?科学家一般把能够维持机体正常生命活动、保证机体生长发育和生殖的外源物质，称为营养物质。把机体摄取和利用营养物质的过程称为营养。复习提供能量、提供构建和修复机体组织的物质、提供调节机体生理功能的物质。几种微生物细胞的化学组成2、差异性：不同的微生物化学组成不同。结论1、统一性：微生物细胞的化学组成与其他生物的大体相同,也是由C、H、O、N、P、S以及其他元素组成，其中C、H、O、N占细胞干重的90%以上，这些元素最终来自外界环境中的各种化合物。微生物的营养包括：碳源、氮源、生长因子、无机盐和水五大类。阅读思考1、什么是微生物的碳源?微生物需要的碳源主要有哪些?主要有什么作用?2、什么是微生物的氮源?氮源对微生物生长、代谢、繁殖有何意义?通常微生物需要的氮源的种类有哪些?一、碳源概念：凡能为微生物提供所需碳元素的营养物质无机碳源：CO2、NaHCO3等有机碳源：糖类、脂肪酸、花生饼粉、石油等1、主要用于构成微生物的细胞物质和一些代谢产物2、异养微生物的主要能源物质不同种类的微生物，对碳源需要差别大（例）来源作用说明：研究课题一：关于自养微生物和异养微生物碳源的利用和能量的来源。2、异养微生物生命活动所需的能源主要依靠物质氧化分解放能，碳源是异养微生物的主要能源物质；某些异养微生物也可以光能作为能源，例如红螺菌，它不能以CO2作为主要或唯一碳源，而需要有机物参与，才能利用光能将CO2还原成细胞物质，这种营养类型称为光能异养型。1、自养微生物以CO2或碳酸盐为唯一碳源进行代谢生长；异养微生物必须以有机物为碳源进行代谢生长。不同的微生物所需要的碳源不同光CO2蓝细菌、藻类等光CO2与简单的有机物红螺菌科无机物CO2硝化细菌、硫细菌、铁细菌有机物有机物绝大多数细菌与全部真核微生物研究课题二：利用某些微生物碳源的特殊性解决环境污染、粮食危机等问题。1、利用某些细菌、放线菌、酵母菌以石油作为碳源的原理，消除石油污染。
2、运用某些细菌可以分解、利用氰化物、酚等有毒物质的原理处理有害物质。
3、研究开发以纤维素、石油、CO2、H2等作为碳源和能源的工业微生物，解决工业发酵用粮与人们日常用粮的矛盾。二、氮源说明：作用：来源概念：凡能为微生物提供所需氮元素的营养物质无机氮源：N2、氨、铵盐、硝酸盐等有机氮源：尿素、牛肉膏、蛋白胨、氨基酸等主要用于合成蛋白质、核酸以及含氮的代谢产物异养微生物：含C、H、O、N的化合物既是碳源，又是氮源课题三：关于氮源物质的来源和作用1、对许多微生物来说，既可利用无机含氮化合物作为氮源，也可利用有机含氮化合物作为氮源；
2、固氮微生物可以利用氮气作为氮源进行生长；
3、铵盐、硝酸盐等既可作为微生物最常用的氮源，也可作为某些化能自养微生物的能源物质；
4、自养微生物与异养微生物类型的划分主要是依靠能否以CO2作为生长的主要或唯一碳源，而不决定于氮源。 有些微生物，如乳酸杆菌，在得到充足的碳源、氮源、水、无机盐供应时，并不能正常生长，假如要使乳酸杆菌正常生长，则需要在培养基中补充部分维生素、氨基酸等，但补充的量往往很少，那么，为何乳酸杆菌缺乏这些物质时不能正常生长?这些物质的作用机理是什么?这些物质属于微生物所需的哪一类营养物质?想一想?三、生长因子某些微生物生长所需的生长因子及需要量讨论：如何证明某种物质是某种
微生物的生长因子？思路：在含碳源、氮源、水、无机盐但缺乏某种物质的培养基中培养微生物，微生物不能生长或生长极差，向培养基加入该种物质，微生物正常生长。1、是否任何种类的微生物正常生长都需要生长因子?2、是否在培养任何种类的微生物时都需要在培养基中补充生长因子呢?3、通常微生物的生长因子有哪些?生长因子的量对微生物的代谢有何影响?请回答反馈练习1、同一种物质不可能既作碳源又作氮源。
2、凡是碳源都能提供能量。
3、除水以外的无机物仅提供无机盐。
4、无机氮源也能提供能量。目标明确
营养协调
PH 适宜
培养基的配制原则：目的明确 何菌？
何目的？
例如：发酵产物
生产次级代谢产物B12加Co
1 营养物质浓度合适：
过低，不能满足正常生长；
过高，可能对微生物生长起抑制作用。2 营养物质间比例。C/N营养协调C/N培养基中所含的C源中C原子的摩尔数/ N源中N原子的摩尔数例如：谷氨酸发酵
C/N=4：1 菌体大量繁殖，产生的谷氨酸少
C/N=3：1 菌体繁殖抑制，产生的谷氨酸多三、物理化学条件适宜PH
微生物种类 最适PH(一般)
放线菌 7.5~8.5
细菌 6.5~7.5
霉菌 4.0~5.8
酵母菌 3.8~6.0
为了维持培养基pH的相对恒定，通常在培养基中加入pH缓冲剂，或在进行工业发酵时补加酸、碱。培养基的配制原则第一个原则是目的要明确:目的包含两层含义，一指培养的微生物种类、二指培养的目的，是用于生产还是科学研究，因为二者对培养基的化学成分、物理状态等方面要求不同，例如用于生产的培养基应具有原料易得、价格低廉、配制方便等特点，而用于科学研究的培养基应具有成分含量准确，可多次重复实验的特点。
第二个原则是营养要协调:它表现在两个方面，一是营养物质的浓度要适宜，二是营养物质间的浓度比例要适宜。第三个原则是pH要适宜：由于微生物在生长代谢过程中营养物质利用和代谢产物的形成往往会改变环境中的pH，为了维持培养基中出的相对恒定，可在培养基中加入缓冲剂，最常用的缓冲剂是磷酸氢二钾或磷酸二氢钾。培养基的种类自学教材第87页的内容。
①按照物理性质划分培养基
②按照化学成分划分培养基
③按照培养基的用途
培养基的种类据物理性质分：液体培养基
半固体培养基（+凝固剂琼脂）
固体培养基（+凝固剂琼脂）
据用途的不同：选择培养基
鉴别培养基
按培养基物理性质划分:按培养基的化学成分划分按培养基的功能分选择培养基加入青霉素的培养基
分离酵母菌、霉菌等真菌
加入高浓度食盐的培养基
分离金黄色葡萄球菌
不加氮源的无氮培养基
分离固氮菌
不加含碳有机物的无碳培养基
分离自养型微生物
加入青霉素等抗生素的培养基
分离导入了目的基因的受体细胞
加入氨基喋呤、次黄嘌呤和胸腺嘧啶核苷的培养基
分离杂交瘤细胞学以致用若硝化细菌、圆褐固氮菌、不固氮的蓝藻混合在一起，我们配置什么样的培养即可以将三种微生物分离？鉴别培养基伊红美蓝乳糖培养基（EMB）机理染料抑制G+。在低酸度时，结合形成沉淀，起着产酸指示剂的作用。
用途：多种肠道菌鉴别
工业生产广泛应用微生物，你知道最重要的原因是什么吗？（一）微生物代谢的特点： 微生物的表面积／体积的比值很大，约是同等重量的成人的30万倍，它对微生物有何意义呢？资料1微生物和动物、植物组织的呼吸速率资 料 2发酵乳糖的细菌在1小时内可分解其自重1000~10000倍的乳糖。
产朊假丝酵母合成蛋白质的能力比大豆强100倍，比食用牛强10万倍（一）微生物代谢的特点：代谢旺盛 微生物的表面积与体积比大，利于外界物质交换；对与物质的转化利用快。微生物的代谢与人类关系利：生产效率高，生产周期短
弊：有害微生物已给人类带来损失和灾害。一、微生物的代谢产物初级代谢产物
定义：微生物通过代谢活动所产生的、自身生长和繁殖所必需的物质。
举例：氨基酸、核苷酸、多糖、脂类、维生素等。
特征：
不同的微生物初级代谢产物基本相同；
初级代谢产物合成过程是连续不断的。一、微生物的代谢产物次级代谢产物
定义：微生物生长到一定阶段才产生的化学结构十分复杂、对该微生物无明显生理功能，或并非是微生物生长和繁殖所必需的物质。
举例：抗生物、毒素、激素、色素等。
特征：
不同的微生物初级代谢产物不同；
抗生素是一类具有特异性抑菌和杀菌作用的有机化合物。（二）、微生物的代谢产物是否一直产生生长到一定阶段产生否是细胞内细胞内或外氨基酸、核苷酸、多糖、脂类、维生素等抗生素、毒素、激素、色素均在微生物细胞的调节下，有步骤产生微生物细胞代谢的调节主要是通过控制酶的作用来实现的酶合成调节 酶活性调节 通过酶分子结构的改变来调节。变构调节，可逆性 。 通过调节酶的合成进而调节代谢速率的调节机制 ，是在遗传学水平上发生的 调节类型二、微生物代谢的调节酶合成的调节
微生物细胞内酶的种类：
组成酶：微生物细胞内一直存在，合成是受遗传物质控制。
诱导酶：在环境中存在某种物质的情况下才能够合成的酶。
举例：
亮白曲霉原来不能合成蔗糖酶，所以不能利用蔗糖，但如果在培养基内加入蔗糖，一段时间后，可合成蔗糖酶，并利用蔗糖。原核生物基因表达的调控乳糖代谢基因表达调控图解：(没有乳糖时) Ｒ Ｐ Ｏ lacZ lacY lacA 调节基因启动子操纵基因结构基因RNA聚合酶信使RNA转录翻译阻抑物与
操纵基因
结合，结
构基因转
录受阻．阻抑物原核生物基因表达的调控乳糖代谢基因表达调控图解：(有乳糖时) Ｒ Ｐ Ｏ lacZ lacY lacA 调节基因启动子操纵基因结构基因RNA聚合酶信使RNA转录翻译阻抑物与乳糖结合后构象发生了改变，
因而不能与操纵基因结合，使得结构
基因进行转录。阻抑物乳糖转录半乳糖苷酶酶酶乳糖分解代
谢调控过程
是一个自我
调控过程 翻译二、微生物代谢的调节酶活性的调节所有酶（组成酶和诱导酶）酶活性的可逆性改变代谢水平调节，调节酶的活性快速、精确避免代谢产物积累过多谷氨酸棒状杆菌合成谷氨酸的途径微生物的生命活动受什么调节苏氨酸实例2：亮白曲霉原来不能合成蔗糖酶，所以不能利用蔗糖，但如果在培养基内加入蔗糖，一段时间后，可以合成蔗糖酶，并利用蔗糖。活性合成１.酶合成的调节：组成酶与诱导酶的区别组成酶是微生物细胞内一直存在的酶，它们的合成 只受遗传物质的控制诱导酶则是在环境中存在某种物质的情况下能够合 成的酶它们的合成受遗传物质和诱导物的双 重调控１.酶合成的调节：诱导酶细胞内酶的种类增多基因水平调节,控制酶的合成间接、缓慢既保证代谢需要，又避免细胞内物质和能量浪费大肠杆菌利用碳源的途径二、微生物代谢的调节两种调节的对比酶合成的调节和酶活性的调节的比较合成条件 基因和诱导物 只基因控制三、微生物代谢的人工控制目的
最大限度积累对人类有用的代谢产物
措施
改变微生物遗传特性
控制生产过程种各种条件
实例
人工控制黄色短杆菌的代谢过程生产赖氨酸；
人工控制谷氨酸棒状杆菌生产谷氨酸。讨论： 综合以上信息，你认为怎样才能使得黄色短杆菌大量积累赖氨酸呢？ 在生产实际中，究竟是如何通过改变微生物的遗传特性来达到最大限度的积累微生物的代谢产物的呢？（改变微生物的遗传特性）（可利用诱变育种和基因工程的方法）如何使细胞内的谷氨酸不会抑制谷氨酸脱氢酶的活性？（细胞内谷氨酸浓度下降）如何使细胞内的谷氨酸浓度下降？（将细胞内谷氨酸透出细胞）如何细胞内谷氨酸通过细胞膜到达细胞外？（改变细胞膜的透性）黄色短杆菌的代谢过程人工控制黄色短杆菌的代谢过程生产赖氨酸天冬氨酸激酶高丝氨酸
脱氢酶可以大量积累赖 氨 酸人工诱变的
菌种不能产生①对需氧型微生物提供适宜的氧，以通气量和搅拌速度控制溶解氧量；②厌氧微生物控制氧。诱变处理，选择符合生产要求的菌种过程加入酸、碱性物质，或在培养基调整适宜PH值后加入缓冲对；注意控制温度，尤其注意降温（如冷却水），使温度控制在适宜的范围；注意排除代谢产物，补充营养物质，一般采用连续培养技术；巩固练习： 1.测定3类细菌对氧的需要，让它们在3个不同的试管中生长，下图显示了细菌的生长层。据此判断：只能在有氧培养基中繁殖、只能在无氧培养基中繁殖、在有氧和无氧的培养基中都能繁殖的细菌依次是-----------------------------------------（ ）B. Ⅱ、Ⅲ、ⅠA.Ⅰ、Ⅱ、ⅢD.Ⅲ、Ⅰ、Ⅱ、、C.Ⅱ、Ⅰ、ⅢD酶Ⅲ 2.右图是黄色短杆菌合成赖氨酸的途径，请判断该途径的调节方式是--------（ ）A. 酶合成的调节B. 酶活性的调节C. 既有酶合成的调节， 又有酶活性的调节D . 既有组成酶的合成调节，又有诱导酶的合成调节C3.微生物的次级代谢产物是---------------------------------------（ ）
A.氨基酸、多糖、抗生素、脂类； B.核苷酸、多糖、脂类 、激素； C.抗生素、脂类、色素、毒素； D.抗生素、毒素、激素、色素 D4.下列说法不正确的是----------------------------------------（ ）
A.初级代谢产物是微生物必需的物质
B.次级代谢产物并非是微生物必需的物质
C.次级代谢产物可在细胞的调节下产生
D. .初级代谢产物的合成无需代谢调节D 6.下表列出了两种微生物生长所必需的生长因子和它们合成并释放的次级代谢产物。如果这两种微生物共同养在一个培养基中，它们之间最可能的关系是----------------------------（ ）A.竞争 B.寄生 C.共生 D.腐生C作业： 1.初级代谢产物和次级代谢产物的比较中正确的是----（ ）
A.初级代谢产物和次级代谢产物合成的起始时间不同
B.初级代谢产物具有菌种特异性
C.次级代谢产物对微生物的生命活动有重要作用
D. .初级代谢产物和次级代谢产物不能同时合成
2.关于微生物代谢的调节，正确的一项是--------------------（ ）
A.环境中存在某种物质时，微生物才能合成分解此物质的酶， 该酶一定是组成酶；
B.某种代谢产物在细胞内的积累，将直接导致形成此物质的酶活性下降；
C.只有改变微生物的遗传特性，才能实现对微生物代谢的人工控制；
D.一般情况下，增大细胞膜的通透性，可解除代谢产物对酶活性的抑制；AD4.关于组成酶的叙述正确的是---------------------------------（ ）
A.既有胞内酶，又有胞外酶；
B.同时受遗传物质和营养物质的控制；
C.是微生物细胞内经常存在的酶；
D.大肠杆菌的半乳糖苷酶是一种组成酶；
5.下列关于微生物代谢的叙述正确的是-----------------------（ ）
A.次级代谢产物是微生物生长和繁殖所必需的；
B.将大肠杆菌从只用乳糖作碳源的培养基上转移到只用葡萄糖作碳源的培养基上，其细胞内半乳糖苷酶的合成就会停止；
C.诱导酶一旦产生，其活性就一直保持下去；
D.与酶合成调节相比，酶活性的调节是一种快速的调节方式；CBD6.列表比较微生物代谢人工控制的方法：①对需氧型微生物提供适宜的氧，以通气量和搅拌速度控制溶解氧量；②厌氧微生物控制氧。诱变处理，选择符合生产要求的菌种过程加入酸、碱性物质，或在培养基调整适宜PH值后加入缓冲对；注意控制温度，尤其注意降温（如冷却水），使温度控制在适宜的范围；注意排除代谢产物，补充营养物质，一般采用连续培养技术；7.右图是黄色短杆菌合成赖氨酸途径示意图，请据图回答：
（1）图中黄色短杆菌利用—————
合成赖氨酸、苏氨酸和——————。
（2）当—————和——————都积累过量时，就会抑制天冬氨酸激酶的活性，该过程属于—————调节。
（3）赖氨酸是人和动物的————氨基酸，利用黄色短杆菌大量生产赖氨酸就必须抑制——————形成。
（4）科学家对黄色短杆菌进行————处理，选育出不能合成———————的菌种，提高了赖氨酸的产量。该过程属于—————————————。
（5）黄色短杆菌合成的赖氨酸是——代谢产物，它合成后存在的部位是在———————。天冬氨酸甲硫氨酸苏氨酸赖氨酸酶活性必需苏氨酸诱变高丝氨酸脱氢酶微生物代谢的人工控制初级细胞内谷氨酸脱氢酶酶活性诱导酶方案一：对谷氨酸棒状杆菌进行诱变处理，利用选择培养基，从中选育出不能合成谷氨酸脱氢酶的菌种；方案二：利用基因工程手段，对控制合成谷氨酸脱氢酶的基因进行改造，使其不能合成谷氨酸脱氢酶；讨论： ①.微生物是否在所有场合、所有时间内都合成它们所能合成的全部酶类？这有何意义？ ②.组成酶、诱导酶合成的条件是什么？ ③.大肠杆菌乳糖代谢有何特点？大肠杆菌乳糖代谢基因的表达调控过程有何特点？ ④.根据原核生物基因表达调控过程，酶合成的调节属于哪种水平的调节方式？若诱导酶在没有诱导物的情况下也能合成，有哪些方法？⑤.诱导酶是否接受酶活性调节？ ⑥.通过书中酶活性调节实例分析，它于高等动物激素调节的哪种方式有相似之处？⑦.为什么酶活性调节比酶合成调节快速、精确？1.微生物群体生长的规律调整期（延迟期、适应期）特点：菌数不立即增加，或增加很少，生长速度接近于零。代谢活跃①通过遗传学方法改变种的遗传特性使之缩短；
②利用对数生长期的细胞作为“种子”；
③尽量使接种前后所使用的培养基组成不要相差太大；
④适当扩大接种量等方式缩短，克服不良的影响。在工业发酵和科研中通常采取一定的措施缩短延滞期：对数期 细菌个体形态、化学组成和生理特性等均较一致，
代谢旺盛、生长迅速、代时稳定，
是研究微生物基本代谢的良好材料。
在生产上用作种子以最大的速率生长和分裂，细菌数量呈对数增加，稳定期 营养物质消耗，代谢产物积累和pH等环境变化，逐步不适宜于细菌生长，原因：采取措施：补充营养物质或取走代谢产物或改善培养条件，如对好氧菌进行通气、搅拌或振荡等 生长速率降零
代谢产物大量积累的产物如外毒素、内毒素、抗生素、以及芽胞等衰亡期 细菌代谢活性降低，细菌衰老并出现自溶，产生或释放出一些产物。细胞呈现多种形态，有时产生畸形，细胞大小悬殊。该时期死亡的细菌以对数方式增加 现象：思考：
（1）在工业发酵过程中，我们希望缩短调整期的时间，你认为可能的方法有哪些？
（2）在工业发酵过程，需要延长稳定期，以提高代谢产物的产量。如何解决？①利用对数生长期的细胞作为“种子”；
②尽量减少接种前后培养基组分的差异；
③ 适当扩大接种量缩短调整期一般措施连续培养 连续培养的基本原则：微生物培养过程中不断的补充营养物质和以同样的速率移出培养物优点：缩短发酵周期，提高设备利用率；
便于自动控制；
降低动力消耗及体力劳动强度；
产品质量较稳定；缺点：杂菌污染和菌种退化2.影响微生物生长的环境因素影响因素：氧 温 度 PH 值6. 微生物代谢人工控制的方法：①对需氧型微生物提供适宜的氧，以通气量和搅拌速度控制溶解氧量；②厌氧微生物控制氧。诱变处理，选择符合生产要求的菌种过程加入酸、碱性物质，或在培养基调整适宜PH值后加入缓冲对；注意控制温度，尤其注意降温（如冷却水），使温度控制在适宜的范围；注意排除代谢产物，补充营养物质，一般采用连续培养技术；(一) 温 度最适生长温度：微生物生长最旺盛时 的培养温度。绝大多数微生物的最适生长温度为
25～37℃。(二) PH值(三) 氧氧的存在与否和微生物生长有关好氧型：仅能在有氧条件下生长
例：多数细菌、大多数真菌厌氧型：只能在无氧条件下生长
例：某些链球菌、产甲烷杆菌兼性厌氧型：有氧无氧的条件下，能以不同的
代谢方式生长 例：酵母菌
