工业微生物及来源-课件(PPT·精选)
合集下载
《工业微生物》课件第一章
工业微生物课件第一章什么是工业微生物？工业微生物研究的是微生物在工业生产中的应用。
微生物在工业中起着至关重要的作用，包括食品工业、制药工业、化工工业等各个行业。
工业微生物的意义工业微生物的应用可以提高生产效率、降低生产成本、减少对环境的污染。
它在各行各业发挥着不可替代的作用。
微生物在食品工业中的应用酵母菌的应用酵母菌是一种单细胞真菌，广泛存在于自然界中。
在食品工业中，酵母菌被用来发酵制作面包、啤酒、葡萄酒等食品。
乳酸菌的应用乳酸菌是一类能够产生乳酸的革兰氏阳性菌。
在食品工业中，乳酸菌被广泛应用于制作发酵食品，如酸奶、酸黄瓜等。
微生物在制药工业中的应用抗生素的生产抗生素是一类能够抑制或杀死细菌的药物。
在制药工业中，利用微生物发酵生产抗生素已经成为常见的生产方式。
疫苗的生产疫苗是一种能够预防疾病的生物制品。
制药工业使用微生物来生产疫苗，如流感疫苗、乙肝疫苗等。
微生物在化工工业中的应用醇的生产醇是一类含有羟基的有机化合物，广泛应用于化工工业中。
微生物可以通过发酵产醇，如乙醇、丙醇等。
生物塑料的生产生物塑料是一类利用可再生资源制造的塑料。
微生物可以产生可降解的聚羟基脂肪酸，用于生物塑料的制造。
微生物在环境保护中的应用污水处理微生物在污水处理中起到了重要的作用。
它们可以分解有机污染物，净化水体，保护环境。
油污处理微生物也可以用于处理油污。
它们可以分解石油中的有害物质，降低对环境的污染。
工业微生物在各个行业中发挥着重要的作用。
它的应用不仅提高了生产效率，降低了生产成本，还减少了对环境的污染。
在未来，工业微生物的应用将会越来越广泛，为人类社会的可持续发展做出更大的贡献。
以上是《工业微生物》课件第一章的内容。
如有任何问题，请及时沟通。
工业生产常用的微生物及要求
可以从复杂的DNA分子中分离出单独 的DNA片段。
可以大量生产高纯度的基因片段及其 产物。
可以在大肠杆菌中研究来自其它生物 的基因。
在高等动植物中也可以发展和建立这 种基因操作系统。
DNA重组过程
目标DNA片段的获得 与载体DNA分子的连接 重组DNA分子引入宿主细胞 筛选含有所需重组DNA分子的宿主细胞 对外源基因的表达及稳定性的鉴定
菌种培养基营养过于丰富不利于孢子形成， 影响发酵；菌种培养基营养贫乏，菌种在 营养贫乏的培养基中多次传代会使菌体细 胞内缺乏某些生长因子而衰退甚至死亡
因此培养基应选择具有传代后生产能力不 发生明显下降、菌落不易衰老和自溶的正 常形态菌落，孢子丰富的培养基。
菌种的复壮 提供良好的环境条件 定期纯化菌种 防止自身突变
菌体的前处理 菌体的培养时间 融合剂的浓度 融合剂作用的时间 阳离子浓度 融合的温度及体系的pH值等
影响原生质体再生的主要因素
菌体自身的再生性能 原生质体制备的条件 再生培养基成分 再生培养条件等
DNA重组技术：就是把外源DNA分 子结合到任何病毒、质粒、或其它载 体系统中，组成新的遗传物质，并转 入宿主细胞内进行繁殖的过程。
§工业生产常用的微生物及要求
一、工业生产常用的微生物 细菌（bacteria）：常用的有枯草芽
孢杆菌、醋酸杆菌、棒状杆菌、短杆 菌等。 酵母菌（yeast）：属单细胞真核生 物，主要分布于含糖较多的酸性环境 中。常用的有：短杆啤菌 酒酵母、棒状假杆菌丝酵母、 类酵母等。
yeasts
啤棒酒状酵杆母菌
§工业微生物菌种的 衰退、复壮与保藏
微生物菌种的衰退 菌种的复壮 菌种的保藏
一、菌种的衰退： 微生物个体特征 各方面 微生物群体特征 发生变化
工业微生物育种学PPT课件
代谢流量调控
通过调节代谢流量，改变代谢产物的合成途 径和合成量，从而获得具有新性状的工程菌。
组合育种与高通量筛选
组合育种
将不同的育种方法进行组合，综合利用各种 方法的优势，提高育种效率和成功率。
高通量筛选
利用高通量筛选技术，快速、高效地对大量 菌株进行筛选，寻找具有优良性状的菌株。
04
工业微生物育种实践与应 用
05
工业微生物育种面临的挑 战与未来发展
基因编辑技术的伦理与法规问题
伦理问题
基因编辑技术对人类基因的干预引发了关于人类尊严 、生命伦理等方面的争议。在工业微生物育种中，应 充分考虑伦理原则，尊重生命、维护人类尊严。
法规问题
随着基因编辑技术的不断发展，各国政府正在制定相关 法律法规，以规范技术的合理应用。在工业微生物育种 中，应遵守相关法规，确保技术的合法性和安全性。
提高产率与生产效率
总结词
通过育种手段优化微生物的代谢途径，提高目标产物 的合成效率。
详细描述
工业微生物育种学通过基因工程技术对微生物进行改 造，优化其代谢途径，提高目标产物的合成效率，从 而提高整个生产过程的产率与生产效率。
降低生产成本与资源利用
要点一
总结词
降低生产成本，提高资源利用率，实现可持续发展。
特点
工业微生物育种学具有高度的应用性和实践性，强调对微生物的遗传特性和代 谢机制的深入理解，通过定向改造和优化微生物，实现工业生产的可持续发展 和高效性。
重要性及应用领域
重要性
随着生物技术的迅猛发展，工业微生物育种学在提高工业生产效率、降低成本、减少环境污染等方面发挥着越来 越重要的作用。通过对微生物的遗传改良，可以突破传统育种方法的限制，实现高效、精准的工业生产。
微生物学课件ppt完整版
医院感染
分为内源性感染（由体内正常菌 群引起的感染）和外源性感染（ 由外界环境中的微生物引起的感
染）。
感染类型
局部感染局限于某一部位，而全 身感染则涉及多个器官和系统。
局部感染与全身感染
在医院等医疗机构内获得的感染 ，多由耐药菌引起，治疗难度较 大。
微生物感染的预防与治疗
预防措施
包括个人卫生、环境卫生、疫苗接种等，以 降低感染风险。
无菌操作
进行微生物实验时，要保 持无菌操作环境，避免杂 菌污染。
实验记录
详细记录实验过程和结果 ，包括培养基的配制、接 种方法、培养条件、观察 结果等。
实验后处理
实验结束后，要对实验器 材进行清洗和消毒处理， 保持实验室的整洁和卫生 。
2023
REPORTING
THANKS
感谢观看
食品工业
利用微生物发酵技术生产酒类、面 包、酸奶等食品。
03
02
农业应用
利用微生物制剂防治植物病害、促 进作物生长等。
生物能源
利用微生物发酵产生沼气、生物柴 油等可再生能源。
04
2023
PART 05
微生物的免疫与感染
REPORTING
微生物的免疫机制与特点
先天性免疫
通过遗传获得的非特异性免疫，包括皮肤、黏膜 屏障、吞噬细胞等。
病原学检查
通过直接涂片镜检、分离培养等方法确定病 原微生物种类。
免疫学检查
利用抗原抗体反应等免疫学原理检测病原微 生物及其产物。
2023
PART 06
微生物学实验技术与方法
REPORTING
微生物学实验室常用设备与器材
培养箱
提供适宜的温度和湿度条件， 用于培养微生物。
分为内源性感染（由体内正常菌 群引起的感染）和外源性感染（ 由外界环境中的微生物引起的感
染）。
感染类型
局部感染局限于某一部位，而全 身感染则涉及多个器官和系统。
局部感染与全身感染
在医院等医疗机构内获得的感染 ，多由耐药菌引起，治疗难度较 大。
微生物感染的预防与治疗
预防措施
包括个人卫生、环境卫生、疫苗接种等，以 降低感染风险。
无菌操作
进行微生物实验时，要保 持无菌操作环境，避免杂 菌污染。
实验记录
详细记录实验过程和结果 ，包括培养基的配制、接 种方法、培养条件、观察 结果等。
实验后处理
实验结束后，要对实验器 材进行清洗和消毒处理， 保持实验室的整洁和卫生 。
2023
REPORTING
THANKS
感谢观看
食品工业
利用微生物发酵技术生产酒类、面 包、酸奶等食品。
03
02
农业应用
利用微生物制剂防治植物病害、促 进作物生长等。
生物能源
利用微生物发酵产生沼气、生物柴 油等可再生能源。
04
2023
PART 05
微生物的免疫与感染
REPORTING
微生物的免疫机制与特点
先天性免疫
通过遗传获得的非特异性免疫，包括皮肤、黏膜 屏障、吞噬细胞等。
病原学检查
通过直接涂片镜检、分离培养等方法确定病 原微生物种类。
免疫学检查
利用抗原抗体反应等免疫学原理检测病原微 生物及其产物。
2023
PART 06
微生物学实验技术与方法
REPORTING
微生物学实验室常用设备与器材
培养箱
提供适宜的温度和湿度条件， 用于培养微生物。
工业生产中常用的微生物菌种1
5、白地霉 ( Geotrichum candidum )
节孢子单个或连接成链 白地霉菌体蛋白营养价值很高，可供食用和饲 料用，也可用来提取核酸，在废料废水的利用上很 用价值
6、产黄头孢霉 ( Cephalosporium chrysogen ) 头孢霉素、先锋霉素 营养菌丝分隔； 分生孢子梗短，大多从 气丝上生出； 分生孢子从顶端长出后 推至侧旁，靠黏液连成 假头状，遇水散开
4、诺卡氏菌属 (Norcadia)
一般无气丝，基丝培养十几小时形成横隔，并 断裂成杆状或球状孢子。 菌落较小，边缘多呈树根毛状。 生产利福霉素、蚊霉素 等
5、孢囊链霉菌属 (Streptosporangium)
孢子丝盘卷成球形孢囊，内形成孢囊孢子，孢囊孢 子无鞭毛 产多霉素、创新霉素
第二节
第三节
菌种来源
菌种选育
第四节
菌种保藏
第一节 发酵工业常用的微生物p69
一、发酵工业对微生物菌种的要求
尽管工业用微生物菌种多种多样，但作为大规模生 产，选择菌种应遵循以下原则： 1、能在廉价原料制成的培养基上迅速生长，并形成 所需的代谢产物，产量高。 2、可以在易于控制的培养条件下迅速生长和发酵， 且所需酶活力高。 3、根据代谢控制的要求，选择单产高的营养缺陷型突 变株或调节突变株或野生菌株。
1、链霉菌属 ( Streptomyces )
灰色链霉菌(Streptomyces griseus) 生产链霉素 金霉素链霉菌 (Streptomyces aureofaciens)
在PDA培养基上生长时，基内菌丝产生金黄 色色素
生产金霉素 红霉素链霉菌 (Streptomyces erythreus) 产红霉素
第三组 长宽比大于2
微生物细菌课件
核心部分的细胞质却变得高 度失水，具极强的耐热性。
4.芽孢萌发
一个芽孢如没有被活化，在营养丰富的基质中也不会发芽。
萌发分3 个阶段: 活化; 出芽; 生长
活化：可由热刺激引起，开始发芽，芽孢休眠期破坏， 芽孢膨胀、芽孢衣破裂和溶解，芽孢内容物释放出来，代 谢活动增强，芽孢的耐热和其他抗性消失，折光缺失。
工业中常见的微生物
细菌的定义：单细胞不分支原核微生物，微 小而透明，可以适当的染色后再观察。
一、细菌的形态、构造及功能 二、细菌的繁殖 三、细菌的群体形态 四、食品发酵工业、医药上常用的细菌
一、细菌的形态、排列方式和大小
（一）个体形态和排列
球状
基 本
杆状
形
态
螺旋状
一、细菌的形态、排列方式和大小
鞭毛的着生方式
一端单毛菌 一端丛毛菌 两端单毛菌 两端丛毛菌 周生鞭毛菌 侧生鞭毛菌
单端鞭毛 端生丛毛
两 端 生 鞭 毛 周生鞭毛
鞭毛的有无和着生方式具有十分重要的分类学意义
运动机制 鞭毛的运动机制是通过“栓菌”试验验证的。
鞭毛逆时针旋转推动细菌向前运动； 鞭毛顺时针旋转，菌体停止并翻滚（周
生鞭毛菌）或改变运动方向（极生鞭毛 菌，拉细胞代替了推细胞），然后回到 逆时针旋转推动细菌向前运动。
②渗透屏障，维持பைடு நூலகம்胞内正常的渗透压；
③合成细胞壁和糖被的各种组分（肽聚糖、磷壁酸、LPS、 荚膜多糖等）的重要基地；
④膜上含有氧化磷酸化或光合磷酸化等能量代谢的酶系， 是细胞的产能场所；
⑤鞭毛基体的着生部位和鞭毛旋转的供能部位
二、细菌细胞的构造与功能
（三）细胞质及其内含物
细胞质（cytoplasm）是细胞质膜包围的除核区 外的一切半透明、胶状、颗粒状物质的总称。含水 量约80%。
4.芽孢萌发
一个芽孢如没有被活化，在营养丰富的基质中也不会发芽。
萌发分3 个阶段: 活化; 出芽; 生长
活化：可由热刺激引起，开始发芽，芽孢休眠期破坏， 芽孢膨胀、芽孢衣破裂和溶解，芽孢内容物释放出来，代 谢活动增强，芽孢的耐热和其他抗性消失，折光缺失。
工业中常见的微生物
细菌的定义：单细胞不分支原核微生物，微 小而透明，可以适当的染色后再观察。
一、细菌的形态、构造及功能 二、细菌的繁殖 三、细菌的群体形态 四、食品发酵工业、医药上常用的细菌
一、细菌的形态、排列方式和大小
（一）个体形态和排列
球状
基 本
杆状
形
态
螺旋状
一、细菌的形态、排列方式和大小
鞭毛的着生方式
一端单毛菌 一端丛毛菌 两端单毛菌 两端丛毛菌 周生鞭毛菌 侧生鞭毛菌
单端鞭毛 端生丛毛
两 端 生 鞭 毛 周生鞭毛
鞭毛的有无和着生方式具有十分重要的分类学意义
运动机制 鞭毛的运动机制是通过“栓菌”试验验证的。
鞭毛逆时针旋转推动细菌向前运动； 鞭毛顺时针旋转，菌体停止并翻滚（周
生鞭毛菌）或改变运动方向（极生鞭毛 菌，拉细胞代替了推细胞），然后回到 逆时针旋转推动细菌向前运动。
②渗透屏障，维持பைடு நூலகம்胞内正常的渗透压；
③合成细胞壁和糖被的各种组分（肽聚糖、磷壁酸、LPS、 荚膜多糖等）的重要基地；
④膜上含有氧化磷酸化或光合磷酸化等能量代谢的酶系， 是细胞的产能场所；
⑤鞭毛基体的着生部位和鞭毛旋转的供能部位
二、细菌细胞的构造与功能
（三）细胞质及其内含物
细胞质（cytoplasm）是细胞质膜包围的除核区 外的一切半透明、胶状、颗粒状物质的总称。含水 量约80%。
《工业微生物》课件
温度、pH值、氧气、营养物质等。
工业微生物的培养基与培养条件
01
02
03
培养基类型
液体培养基、固体培养基 、半固体培养基。
培养条件
温度、pH值、氧气、压力 等。
培养方式
静置培养、振荡培养、深 层培养等。
工业微生物的分离与筛选
分离方法
稀释分离法、划线分离法、涂布分离法等。
筛选目的
高产菌株的筛选、抗逆性菌株的筛选等。
《工业微生物》课件
contents
目录
• 工业微生物概述 • 工业微生物的特性与培养 • 工业微生物的代谢与发酵 • 工业微生物的应用实例 • 工业微生物的未来发展与挑战
01
工业微生物概述
定义与分类
定义
工业微生物是指在工业生产中应 用的微生物，包括各种细菌、放 线菌、酵母菌和霉菌等。
分类
根据工业生产需求和应用领域， 工业微生物可分为发酵微生物、 酶制剂微生物、生物农药微生物 、生物肥料微生物等。
酶制剂是指通过生物工程技术生产的酶制品， 广泛应用于食品、医药、化工等领域。
酶制剂的生产工艺包括菌种选育、酶的分离纯化 、酶的固定化等步骤，其中菌种选育和酶的分离 纯化是关键环节。
氨基酸的生产
01
氨基酸是构成蛋白质的基本单位，具有多种生理功能，广泛应用于食 品、医药、化工等领域。
02
氨基酸的生产原理是利用微生物的代谢途径和酶促反应，将原料转化 为所需的氨基酸。
酒精发酵的效率取决于菌种性能、发 酵条件和工艺控制等因素，提高酒精 发酵效率是工业微生物研究的重点之 一。
乳酸发酵
乳酸发酵是指乳酸菌将糖类物 质转化为乳酸的过程，广泛应 用于食品、饮料、化工等领域
。
工业微生物的培养基与培养条件
01
02
03
培养基类型
液体培养基、固体培养基 、半固体培养基。
培养条件
温度、pH值、氧气、压力 等。
培养方式
静置培养、振荡培养、深 层培养等。
工业微生物的分离与筛选
分离方法
稀释分离法、划线分离法、涂布分离法等。
筛选目的
高产菌株的筛选、抗逆性菌株的筛选等。
《工业微生物》课件
contents
目录
• 工业微生物概述 • 工业微生物的特性与培养 • 工业微生物的代谢与发酵 • 工业微生物的应用实例 • 工业微生物的未来发展与挑战
01
工业微生物概述
定义与分类
定义
工业微生物是指在工业生产中应 用的微生物，包括各种细菌、放 线菌、酵母菌和霉菌等。
分类
根据工业生产需求和应用领域， 工业微生物可分为发酵微生物、 酶制剂微生物、生物农药微生物 、生物肥料微生物等。
酶制剂是指通过生物工程技术生产的酶制品， 广泛应用于食品、医药、化工等领域。
酶制剂的生产工艺包括菌种选育、酶的分离纯化 、酶的固定化等步骤，其中菌种选育和酶的分离 纯化是关键环节。
氨基酸的生产
01
氨基酸是构成蛋白质的基本单位，具有多种生理功能，广泛应用于食 品、医药、化工等领域。
02
氨基酸的生产原理是利用微生物的代谢途径和酶促反应，将原料转化 为所需的氨基酸。
酒精发酵的效率取决于菌种性能、发 酵条件和工艺控制等因素，提高酒精 发酵效率是工业微生物研究的重点之 一。
乳酸发酵
乳酸发酵是指乳酸菌将糖类物 质转化为乳酸的过程，广泛应 用于食品、饮料、化工等领域
。
工业生产常用的微生物及要求-精品文档
载体
能在大肠杆菌中自主复制
对某些限制酶来说只有一个切口，并
在酶作用后不影响其自主繁殖能力。 从细菌核酸中易于分离和纯化。 在宿主中能以多拷贝形式存在，有利 于插入的外源基因表达，能在宿主中 稳定地遗传
引入宿主细胞
质粒：重组DNA以转化的方式进入宿 主细胞 λ噬菌体：重组DNA以转染的方式进入 宿主细胞 柯斯质粒：以转导的方式进入宿主细胞
菌体的前处理
菌体的培养时间 融合剂的浓度 融合剂作用的时间 阳离子浓度 融合的温度及体系的pH值等
影响原生质体再生的主要因素
菌体自身的再生性能
原生质体制备的条件 再生培养基成分 再生培养条件等
DNA重组病毒、质粒、或其它载 体系统中，组成新的遗传物质，并转 入宿主细胞内进行繁殖的过程。
§工业生产常用的微生物及要求
一、工业生产常用的微生物
细菌（bacteria）：常用的有枯草芽
孢杆菌、醋酸杆菌、棒状杆菌、短杆 菌等。 酵母菌（yeast）：属单细胞真核生 物，主要分布于含糖较多的酸性环境 中。常用的有：啤酒酵母、假丝酵母、 短杆菌 棒状杆菌 类酵母等。
yeasts 啤酒酵母 棒状杆菌
菌种培养基营养过于丰富不利于孢子形成， 影响发酵；菌种培养基营养贫乏，菌种在 营养贫乏的培养基中多次传代会使菌体细 胞内缺乏某些生长因子而衰退甚至死亡 因此培养基应选择具有传代后生产能力不 发生明显下降、菌落不易衰老和自溶的正 常形态菌落，孢子丰富的培养基。
菌种的复壮
提供良好的环境条件 定期纯化菌种 防止自身突变
可以从复杂的DNA分子中分离出单
独的DNA片段。 可以大量生产高纯度的基因片段及其 产物。 可以在大肠杆菌中研究来自其它生物 的基因。 在高等动植物中也可以发展和建立这 种基因操作系统。