工业微生物
工业微生物菌种
微生物工业对菌种的要求
①培养基原料来源广、廉价 ②培养条件易控制（pH值、温度、渗透压） ③发酵周期短； ④菌株高产 ⑤抗病毒（噬菌体）能力强； ⑥菌株性状稳定，不易变异退化； ⑦菌体本身不能是病原菌；
工业常用的微生物
1、细菌类： 短杆菌：氨基酸发酵（谷氨酸） 枯草芽孢杆菌：淀粉酶（BF7658）、碱性蛋白酶等 地衣芽孢杆菌：耐高温α-淀粉酶) 苏云金芽孢杆菌：BT生物农药 梭状芽孢杆菌：丙酮、丁酸等发酵
5、过滤除菌法：利用过滤方法阻留微生物 以达到灭菌目的的方法
培养基的灭菌方法 1、连续灭菌：培养基在发酵罐外经过一 套灭菌设备连续的加热灭菌，冷却后送 入空消后的发酵罐的灭菌法 2、间歇灭菌：指将配制好的培养基输入 发酵罐内直接通入蒸汽，使培养基和设 备同时灭菌的一种灭菌方式 3、固体培养基灭菌
4、放线菌 5、担子菌 6、藻类
常用菌种保藏方法
方法名称
主要措施
适宜菌种
保藏期
冰箱保藏法 （斜面）
低温
各ห้องสมุดไป่ตู้类
3~6月
液氮超低温保藏 法
超低温
甘油低温封藏法 低温、缺氧
各类 各大类
长期 1年以上
沙土保藏法 冷冻干燥法
干燥、无营养 产孢子微生物
1~10年
干燥、无氧、低 温、有保护剂
各大类
5~15年以上
灭菌与消毒的区别
灭菌：指利用物理或化学的方法杀灭或 去除物料及设备中所有的生命物质（包 括营养细胞、细菌芽孢和孢子）的技术 或工艺过程。
消毒：是利用物理或化学的方法杀死物 料、容器、器具内外及环境中的病源微 生物的技术或工艺过程，一般只能杀死 营养细胞而不能杀死芽孢。
消毒不一定能达到灭菌要求，灭菌则可 达到消毒的目的。
工业微生物的概念
工业微生物的概念工业微生物是指能够在工业生产过程中发挥重要作用的微生物，包括细菌、真菌、酵母等。
工业微生物在生产中有着广泛的应用，其功能包括发酵、生物降解、生产生物活性物质等。
工业微生物的应用1. 发酵工业微生物在发酵中有着广泛的应用。
发酵是利用微生物在有机物质中进行代谢，产生有用的物质的过程。
工业微生物在发酵中可以产生多种物质，如乳酸、酒精、醋酸、酵母菌等。
这些物质在食品、饮料、医药等领域有着广泛的应用。
2. 生物降解工业微生物在生物降解中也有着重要的作用。
生物降解是指利用微生物分解有机物质的过程。
工业微生物可以降解各种有机物质，如废水、废弃物等。
在环保领域中，工业微生物可以减少有机物质对环境的污染，达到环境保护的目的。
3. 生产生物活性物质工业微生物还可以生产多种生物活性物质，如酶、抗生素、蛋白质等。
这些物质在医药、生物制品等领域有着广泛的应用。
工业微生物的培养工业微生物的培养是工业生产中的重要环节。
工业微生物的培养需要满足一定的条件，如温度、pH值、营养物质等。
在培养过程中，需要控制微生物的生长速度和代谢产物的积累，以达到最优的生产效果。
工业微生物的产生工业微生物的产生是指利用微生物进行生产的过程。
工业微生物的产生需要选择适合生产的微生物种类，并通过培养技术、发酵技术等手段进行生产。
在生产过程中，需要控制微生物的生长速度和代谢产物的积累，以达到最优的生产效果。
工业微生物的发展随着科技的不断发展，工业微生物的应用越来越广泛。
未来，工业微生物的发展方向将更加注重环保和可持续发展。
工业微生物将在更广泛的领域中发挥作用，如生物燃料、生物塑料等。
结语工业微生物是工业生产中不可或缺的重要组成部分。
通过发酵、生物降解、生产生物活性物质等功能，工业微生物在食品、饮料、医药、环保等领域中有着广泛的应用。
未来，工业微生物的应用将更加注重环保和可持续发展。
工业微生物学
工业微生物学
《工业微生物学》
一、定义：
工业微生物学是研究有利于经济运营的微生物活动以及与其有
关的科学。
它综合应用生物、化学、物理等学科的知识来研究微生物如何利用原料转化为有用的产品，并分析其关键过程对生产的影响。
二、历史：
工业微生物学发展至今已经有百余年的历史，其发展过程可以大体分为三个阶段：
（1）19世纪初期，及期为现代工业微生物学的萌芽期，当时，随着近代化学、物理的发展，人们利用这些学科的知识，将微生物联系到制造发酵产品上。
（2）20世纪初期，蒸馏酒、酿酒、蔬菜和乳制品等发酵物品的生产，得到了迅速发展，给工业微生物学带来了非常重要的开发。
（3）20世纪中期以后，技术在改进，现代工业微生物学应运而生，可以通过识别和选择微生物，修饰生物体，改造存储和运输等把控发酵生产过程的方法，极大提高生产效率。
三、应用：
工业微生物学的应用广泛，主要涉及食品行业、药品行业、皮革行业、纸浆行业、农业行业、环境行业等。
它被广泛应用于生物质能源化学精炼、环境生物控制、药物代谢和合成、蛋白质工程和食品微生物杀菌等领域。
四、发展前景：
随着科技的发展，工业微生物学也朝着更为严谨、科学、安全发展的方向发展。
未来，工业微生物学将逐步深入到工业产品生产过程中，不断发挥其作用，实现产品安全、质量优良、效率高的生产，更好地服务于人类文明进步。
工业微生物名词解释
1.间歇培养或分批培养：微生物在化学成分一定的培养基中进行培养..同步培养：培养基中所有细胞处于同一生长阶段;群体与个体的行为一致..2.芽孢：某些细菌在生长的一定阶段;细胞内形成一个圆形、椭圆形或圆柱形;对不良环境条件具有较强抗性的休眠体..3.伴孢晶体：有些芽孢杆菌在形成芽孢的同时;在细胞内产生晶体状内含物..4.连续培养：在对数生长期的培养容器中不断加入新鲜的培养基;同时不断放出代谢物;使微生物所需的营养及时得到补充;有害的代谢产物及时排除;菌体的生长不受影响 ..5.发酵热：发酵过程中释放出来的净热量..6.原生质体融合：通过人工的方法;使遗传性状不同的两个细胞的原生质体发生融合;并产生重组子的过程..7.营养缺陷型菌株：野生菌株经过人工诱变处理后;丧失了合成某种营养物质的能力;这些菌株生长的培养基中必需添加该种营养物质..8.接合：通过供体菌和受体菌的细胞直接接触、传递大段DNA包括质粒遗传信息的现象..整合：外来DNA片段插入染色体中的过程..9.转导：借助噬菌体;把供体细胞中DNA片段携带到受体细胞中;从而使后者获得前者部分遗传性状的现象..10.转染：将病毒的DNA或RNA人为地抽提分离出来;用它来感染感受态的受体细胞;并进而产生正常病毒的后代;是特殊的“转化”..11.转化：某一基因型的细胞直接从周围介质中吸收另一基因型细胞的DNA;并将它整合到自己的基因组中;造成基因型和表型发生相应变化的现象..12.巴斯德效应：指在厌氧条件下;向高速发酵的培养基中通入氧气;抑制糖酵解的现象..13.半合成抗生素：通过人工化学合成的方法对它的结构进行修饰与改造;把它的“短板”弥补上;扬长避短;发挥更好的效力..因为是基于它原有的结构作为起始原料..14.组成酶：它的合成与环境无关;随菌体形成而合成;是细胞固有酶;在菌体内的含量相对稳定..15.诱导酶：只有在环境中存在诱导剂时;才开始合成;一旦环境中没有了诱导剂;合成就终止..同工酶：催化相同的化学反应;而酶蛋白的分子结构、理化性质乃至免疫学性质不同的一组酶..16.初级代谢产物：对微生物的生产是必需的;与微生物细胞的形成过程同步..如氨基酸、核苷酸、乙醇等..17.次级代谢产物：对微生物的生存;生长或繁殖不是必需的;以初级代谢产物为前体;形成的高峰在微生物生长的稳定期后期或衰亡期..如抗生素、生长激素、生物碱、维生素、色素、毒素等..18.抗原：任何可诱发免疫反应的物质..19.抗体：指机体的免疫系统在抗原刺激下;由B淋巴细胞或记忆细胞增殖分化成的浆细胞所产生的、可与相应抗原发生特异性结合的免疫球蛋白..20.补料分批培养：根据菌株生长和初始培养基的特点;在分批培养的某些阶段适当补加培养基;使菌体或其代谢产物的生长时间延长..半连续培养或流加培养21.活性污泥：是由污水中繁殖的好气性微生物群体组成的絮状污泥;具有很强的吸咐、凝聚和氧化分解污水中有机物质和其它物质的能力..22.生理性酸性物质：经微生物代谢后能形成酸性物质的无机氮源;如硫酸胺..23.生理性碱性物质：经微生物代谢后能产生碱性物质的无机氮源;如硝酸钾..24.气升式生物反应器：采用内环流气升式中心进气的反应器;内部无搅拌装置;是在传统的鼓泡塔中加入导流筒构成的..当气体通过气体分布器进入中心导流筒后;造成管内流体密度比管外低;在静压差和进入气体的动量作用下;使液体携带气泡在反应器内形成循环流动;从而达到良好的气液混合..25.高温短时灭菌：利用高温使微生物的蛋白质及酶发生凝固或变性而死亡..26.红曲米：以籼稻、粳稻、糯米等稻米为原料;用红曲霉菌发酵而成;棕红色或紫红色的米粒..27.半合成培养基：由天然材料和已知的纯化学药品组成的培养基..28.天然培养基：利用生物的组织、器官及其抽取物或制品配成的培养基..29.合成培养基：成分完全了解的化学药品配成的培养基..基本培养基：满足野生型菌株最低营养要求的合成培养基..完全培养基：;在基本培养基中加入富含生长因子的营养物质;满足各种营养缺陷型菌株的生长需要的培养基30.菌种复壮：在菌种发生退化后;通过纯种分离和性能测定;从退化群体中;找出未退化的个体;以达到恢复该菌株原有形状..31.光复活作用：将受紫外线照射后的细胞立即暴露在可见光下;菌体的突变率和致死率均下降..31.革兰染色法：初染草酸铵结晶紫---紫色;媒染碘液—紫色;脱色95%乙醇---无色或紫色;复染沙黄番红----无色被染成红色;紫色仍为紫色......革兰氏阳性菌为紫色；革兰氏阴性菌被染成红色..革兰氏阳性菌：垣酸磷壁酸革兰氏阴性菌：脂多糖内毒素32.放线菌主要通过无性孢子进行繁殖..33.放线菌：链霉菌；抗生素：链霉素、土霉素、博来霉素、卡那霉素34.单细胞蛋白：一类源于酵母菌或其他微生物的蛋白..SCP35.核糖体的沉降系数：原核生物70S50S/30S;真核生物80S60S/40S..36.芽殖是酵母菌最常见的繁殖方式..37.假酵母：只进行无性繁殖的酵母菌..真酵母：能进行有性繁殖的酵母菌..无性繁殖：不经生殖细胞结合;由母体直接产生子代的繁殖方法..38.嘧啶比嘌呤对紫外线更敏感..嘧啶多;紫外线照射造成DNA断裂..39.有些细菌能直接利用纤维素和半纤维素发酵..40.一个物种的学名由属名字首大写+种名字首小写;学名应为斜体字..41.基因重组：两个不同性状个体内的基因转移到一起;形成新的遗传型个体..42.质粒：游离于染色体外;具有独立复制能力的小型共价闭合环状DNA..43.菌落：单个细胞在有限的空间中发展成肉眼可见的细胞堆..44.物理灭菌：高温灭菌法;紫外线灭菌;过滤除菌;微波灭菌;γ射线灭菌..高温引起蛋白质、核酸等活性大分子氧化或变性失活;导致微生物死亡..过滤除菌：绝对过滤器---拦截作用;通过控制孔的大小除去一定大小范围的颗粒;惯性碰撞、扩散、吸附等作用除去比孔径小的颗粒..缺点是流动阻力造成巨大的压力降..紫外线灭菌：作用于DNA;形成胸腺嘧啶二聚体;造成菌体死亡..对芽孢;细胞起作用;穿透力弱;不能透过普通玻璃..物体表面和空间的消毒..γ射线灭菌：密封物体;不耐热物体灭菌;不留下污染物..医用一次性塑料用品..微波灭菌：微波造成分子加速运动使细胞内部受到损害;导致微生物死亡..加热均匀;热能利用率高;穿透力强;加热时间短;用于培养基灭菌;酒类消毒..45.细菌生长曲线：调整期、对数生长期、稳定期、衰亡期..①调整期：菌体质量增加;体积增大；菌体代谢非常活跃;生产诱导酶;辅酶及某些中间代谢产物；对外界理化因素影响的抵抗能力较弱..工业指导：缩短调整期;采用适当菌龄对数生长期的健壮菌种;发酵培养基的组成应接近种子培养基..②对数生长期：菌体数高数增长；易受培养温度影响;接近最适生长温度；该阶段前期的细胞对理化环境敏感；菌体大小;形态;生理特征比较一致;大多单个存在工业指导：研究微生物遗传和代谢性能;生产接种的种子③稳定期：活菌数动态平衡;细胞分裂速度下降;细胞内开始积累内含物;产芽孢适应不利的环境；开始合成次级代谢工业指导：菌体在该阶段收获；某些代谢产物、酶的收获期④衰亡期：活菌数下降;细胞内颗粒更明显;出现液泡;细胞出现畸形;芽孢开始释放;因菌体本身产生的酶及代谢产物的作用;菌体死亡、自溶;有的微生物继续产生次级代谢产物;衰亡期比其他各期时间更长..工业指导：46.抗生素：低分子质量的微生物代谢产物;能够在很低的浓度下抑制其他微生物生长..抑制蛋白质合成：链霉素、大庆霉素、四环素、红霉素大的内酯环抑制细胞壁合成：青霉素、头孢菌素、碳青霉烯类、单环内酰胺抑制DNA合成：蒽环类;道诺红霉素RNA聚合酶的抑制剂：利福霉素；抑制细胞膜合成：两性霉素B47.溶源性细菌对其本身产生的噬菌体或外来的同源噬菌体不敏感;可以进入溶源性细菌;但不能增殖;不能导致细菌裂解;有免疫性..前病毒或原病毒：在动植物中;整合到细胞染色体中的病毒DNA..温和性噬菌体或溶源性使菌体：感染细胞后;并不马上引起细胞裂解;而是以原噬菌体方式整合到宿主的DNA中;随寄主繁殖而延续传代的噬菌体..带有原噬菌体的细菌称为溶源性细菌..溶源性是细菌的遗传特性..每个溶源性细菌的子细胞也有溶源性..溶源性噬菌体特点：具有产生噬菌体的潜在能力；具有抗同源噬菌体感染的免疫性；溶源性细菌的复愈；获得新的生理特性..溶原转变：当温和性噬菌体感染宿主而使它发生溶原化;因噬菌体的基因整合到宿主基因组上;使宿主获得除免疫性以外性状的现象..检测是否是溶源性细菌：将待测菌样在合适的培养基中培养;在生长的对数期进行紫外线照射;诱导原噬菌体复制..进一步培养后;将培养物滤去;除去活菌体;将滤液与指示菌混合后倒入平皿;如果有噬菌斑出现;则被测菌是溶源性细菌..指示菌是敏感的、非溶源性的菌株..48. 筛选菌株平皿快速检测法：利用菌体在特定固体培养基平皿上的生理反应;将肉眼观察不到的性状转化成可见的形态..生长圈法：工具菌为营养缺陷型菌株;筛选氨基酸、核苷酸、维生素的生产菌..生产菌周围环绕生长工具菌..透明圈法：在固体培养基中掺入溶解性差、可被特定菌利用的营养成分;造成浑浊不透明的培养基背景..在待测菌落周围会形成透明圈;透明圈的大小反映了菌落利用此物质的能力..检测菌株产淀粉酶;蛋白、酸的能力..变色圈法：将指示剂直接掺入固体培养基中;进行待筛选菌培养;变色圈越大;菌落产酶能力越强..判断水解产物的情况抑制圈法：春雷霉素生产菌的筛选..49.衣原体对四环素、红霉素、氯霉素;磺胺类药物敏感..对NISIN不敏感..50.霉菌：在营养基质上形成绒毛状、网状或絮状菌丝体的真菌..霉菌的无性孢子：孢子囊包子、分生孢子、厚垣孢子、节孢子；霉菌的有性孢子：卵孢子、接合孢子、子囊孢子51.突变：染色体数目变化;染色体结构的变化、染色体局部座位内的变化..最后一种即;基因突变;点突变..分为碱基置换、移码突变、缺失、插入..碱基置换：错义突变、无义突变、同义突变、沉默突变..52.支原体、衣原体、病毒可通过细菌过滤器；细菌、立克次体不能通过细菌过滤器..53.菌株退化的原因及防治方法：菌种退化：生产菌株生产性状的劣化、遗传标记的丢失..产生原因：控制生产性状的基因发生负突变基因突变..由于诱变;后代发生分离现象分离现象防止方法：1.菌株选育——使用孢子或单核菌株;诱变处理后;进行充分的后培养及分离提纯;保证菌株纯度;增加突变点位的筛选..2菌种保藏——控制菌种的传代次数;采用斜面保藏;采用沙土管、冻干管和液氮管等能长期保藏的手段..3菌种培养——控制碳源、氮源、PH值和温度;避免出现对生产菌不利的环境4菌种管理——定期使菌种复壮..54.工业微生物的特点：遗传性状稳定；生长速度快;不易被噬菌体等污染；目标产物的产量接近理论转化率；目标产物最好能分泌到胞外;以降低产物抑制并利于产物分离..；尽可能减少产物类似物的产量;以提高目标产物的产量及利于产物分离；培养基成分简单、来源广、价格低廉；对温度;pH、离子强度等环境因素不敏感；对溶氧的要求低;便于培养及降低能耗..55.微生物营养类型：光能自养型：绿硫细菌、红硫细菌、蓝细菌光能异养型：红螺菌化能自养型：氢细菌、硫细菌、铁细菌、硝化细菌化能异养型：真菌、大多数细菌、放线菌56.pH:细菌7-8；放线菌7.5-8.5；酵母菌3.8-6；霉菌4-5.857.生长因子：氨基酸、维生素、碱基、脂肪酸固醇、胆碱、肌醇58.放线菌的基内菌丝功能是吸收营养物质..59.细胞壁的主要成分细菌：肽聚糖、脂多糖、脂蛋白、垣酸磷壁酸为革兰氏阳性菌特有..酵母菌：甘露聚糖;葡聚糖霉菌：几丁质60.培养基的配制原则：营养物质应满足微生物的需要：菌种对各营养要素的不同要求进行配制..营养物的浓度及配比应恰当;碳氮比;考虑避免培养基中各物质之间的相互作用..物理化学条件适宜;pH根据培养目的：培养菌体;或积累菌体代谢产物;产物是初级代谢产物还是次级代谢产物..培养基各成分的来源和价格;优先选用来源广泛、价格低廉的培养基..61.微生物发酵过程中;引起pH改变的原因：大多数微生物分解糖;产生酸性物质;造成pH下降；少数微生物分解尿素生产氨;使pH上升..过酸：加氢氧化钠、碳酸钠治标；加尿素、硫酸铵、蛋白质;提高通气量治本过碱：加硫酸;盐酸治标；加糖、乳酸、油脂;降低通气量治本在培养基中加入磷酸缓冲液或碳酸钙..62.分批发酵、补料分批发酵、连续发酵的优缺点：分批发酵：优点-对温度的要求低;工艺操作简单；比较容易解决杂菌污染和菌种退化等问题；对营养物的利用效率较高;产物浓度也比连续发酵要高..缺点-人力、物力、动力消耗较大；生产周期较短；生产效率低补料分批发酵：优点-可以消除底物抑制；达到高密度细胞培养；延长次级代谢产物的生产时间；稀释有毒代谢产物；降低染菌和避免遗传不稳定性..缺点-对补料过程中加入的物料无菌要求高;如果这个过程中有处理不当;之前的过程全部作废;发酵倒罐..连续发酵：优点-可连续运行;生产周期缩短;提高设备利用率和生产效率;便于自动化控制;产品的质量稳定..缺点-长时间连续操作;较易受杂菌污染;发酵设备复杂容易染菌..菌体收率和产物浓度相对较低;不利于下游的提取..连续培养的营养利用率较低;会增加成本..对设备要求高需要复杂的检测和控制系统..更易受菌种退化的影响..63.噬菌体抗性菌株的筛选：用紫外线照射对噬菌体敏感的出发菌株;使其发生变异;然后在该菌悬液中大量接入含有噬菌体的培养液;噬菌体数应大于菌体细胞数..此时出发菌株全部死亡;而变异产生的抗噬菌体突变株能在这样的环境中继续生长繁殖..通过平板分离即可得到纯的抗噬菌体菌株..64.在菌体生长的培养基中加入甘氨酸;可以是菌体较容易被酶解..65.青霉素中;1mol的葡萄糖经糖酵解和三羧酸循环后共产生32 ATP..66.蓝细菌是光合作用微生物;进行非环式光合磷酸化作用..67.生长谱法确定营养缺陷型菌株的生长必需物：将待测菌与融化的固体培养基混合均匀后倒入培养皿;待培养基凝固后;在平板上分区域放置酪素水解液、水溶性维生素、核酸水解液、酵母水解液并保温培养..观察四个区域的细菌生长情况..酪素水解液——氨基酸缺陷;水溶性维生素——维生素缺陷性、核酸水解液——碱基缺陷性..第二步;进一步确定哪种核苷酸缺陷性..四种核苷酸：腺嘌呤核苷酸;鸟嘌呤核苷酸、胸腺嘧啶核苷酸、胞嘧啶核苷酸..分成四组：1腺嘌呤核苷酸;鸟嘌呤核苷酸、胸腺嘧啶核苷酸；2鸟嘌呤核苷酸、胸腺嘧啶核苷酸、胞嘧啶核苷酸；3腺嘌呤核苷酸;胸腺嘧啶核苷酸、胞嘧啶核苷酸；4腺嘌呤核苷酸;鸟嘌呤核苷酸、胞嘧啶核苷酸..123胸腺嘧啶；12胸腺嘧啶、鸟嘌呤……………68.噬菌体污染的特征：碳源和氮源的消耗减慢;发酵周期延长;pH值异常变化;泡沫骤增;发酵液色泽和稠度改变;出现异常臭味;菌体裂解和减少;光密度降低;产物减少..污染原因：发酵菌种是溶源性细菌;能产生噬菌体..发酵菌种不纯或混有噬菌体;因此保藏的菌株和新分离的菌株在用于工业生产前应做产生噬菌体的试验;以确保发酵生产不被噬菌体污染..防治措施：杜绝噬菌体的各种来源；控制活菌体的排放；使用抗噬菌体菌株和定期轮换生产菌株；污染后的补救..69.大肠杆菌F因子的四种结合类型：F++F-接合后;都成为F+；Hfr+F-接合后;Hfr成为Hfr;F-成为F’；。
工业微生物
☐第二章工业微生物☐本章知识概要☐工业用微生物菌种要求☐工业用微生物常用菌种☐第一节工业用微生物菌种要求☐微生物菌体发酵☐微生物酶发酵☐微生物代谢产物发酵☐微生物转化发酵☐基因工程药物☐第一节工业用微生物菌种要求☐1、菌种不是病原菌，不产生任何有害的生物活性活性物质和毒素，保证产品的安全性。
☐2、生长速度快、发酵周期短、表达目的产物产量高。
☐3、菌种纯净、健壮，遗传稳定性强、不宜退化，产品产量、质量稳定。
☐4、能在要求不高，易于控制的条件下（糖浓度、温度、pH、O2、渗透压）生长，对设备要求低。
☐5、抗噬菌体能力强，不易被噬菌体感染。
☐6、对诱变剂敏感，可通过诱变达到提高菌种优良性状的目的。
☐7、能够利用廉价原材料，对原材料成分波动敏感性小。
☐8、目的产物最好分泌到细胞外、以利于产物分离。
☐第二节工业微生物常用菌种☐细菌：分布最广、形状、G、质粒。
1、枯草芽孢杆菌（Bacillus Subtilis）：芽孢杆菌属G+、周生鞭毛、无荚膜。
淀粉酶和蛋白酶的产生菌。
BF7658－生产淀粉酶，AS1.398生产中性蛋白酶和制造风味独特食品纳豆。
2、大肠杆菌（Escherichia coli）：G－、运动者周身鞭毛、一般无荚膜。
存在表示动物排泄物污染，食品卫生、公共卫生安全指标，发酵生产Asp、Thr、Val，分子生物学、基因工程材料。
3、乳酸菌（lactic acid bacteria）：杆状、球状G+☐表1 产生乳酸的细菌属①乳杆菌属：营养要求严格在无糖和酵母膏培养基上不生长，pH3-4.5能生长，德氏乳杆菌属、保加利亚乳杆菌、巴氏乳杆菌。
②乳链球菌属：卵球形，呈短链或长链状排列，发酵多种糖类，乳制品生产和传统食品工业中。
③肠膜状明串球菌：制糖工业中有害菌，但是在蔗糖溶液中，细胞外常有一层厚的胶质状的，葡聚糖荚膜（代血浆）4、醋酸菌（Acetobacter）:椭圆形，杆状，无芽孢。
5、其他菌种：①产氨短杆菌：氨基酸、核苷酸工业生产中的常用菌种，合成辅酶A的菌种。
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。
工业微生物菌种3篇
工业微生物菌种第一篇：工业微生物菌种的分类与应用工业微生物菌种是指能够利用化学物质或有机物质转化成特定化合物，以达到一定目的的微生物菌株。
依据其代谢能力和异质化位置，可分为原核菌和真核菌，其中原核菌包括细菌、古细菌；真核菌包括酵母菌、放线菌等。
在工业上，微生物菌种具有广泛的应用，与生活息息相关，主要包括以下几个领域：1. 食品工业：微生物菌种常用于食品生产中，如酵母菌用于发酵生面团糕点，用于制作面包、饮料和乳制品等。
2. 医药工业：微生物菌种还常用于生产药品，如链霉菌可以生产许多抗生素，烟酸噻唑可以生产类固醇药品，还有其他微生物菌株用于生产胰岛素、维生素等。
3. 化工工业：微生物菌株也可以生产某些有机化合物，如酪氨酸或芳香族氨基酸等。
4. 冶金工业：微生物菌株可以生产有色金属和稀土，提高金属矿物的回收率和分离纯度。
5. 废水处理：微生物菌株可以用于废水处理，将污染物转化为无害物质。
总之，微生物菌株在工业生产中发挥了极为重要的作用，能够提高工业生产效率，减少资源浪费，发挥环保作用，同时也推动了生态文明建设。
第二篇：工业微生物菌种的筛选与改良不同的工业微生物菌种在特定条件下具有不同的代谢能力和异质化位置，因此为了实现特定的工业目的，需要筛选合适的微生物菌株进行改良。
常用的微生物菌株改良方法包括自然选择、基因重组、适应性进化等。
1. 自然选择：生境中的微生物菌株不断进行自然选择和适应性进化，这种方式可以得到一定程度的微生物菌株改良，但改良效果较为有限。
2. 基因重组：通过DNA重组技术，将外源基因植入到微生物菌株中，使其获得特定的代谢能力。
这种方式可针对单一化合物进行改良，但同时也会增加微生物菌株的复杂度和不稳定性。
3. 适应性进化：通过连续的培养和筛选，逐步培育出筛选出符合特定目的的微生物菌株，此方式是较为广泛和有效的微生物菌株改良方法。
总之，针对不同的工业目的，需要选取不同的微生物菌株进行改良，以得到更加适应工业要求的工业微生物菌株，在最大限度的发挥微生物菌株的作用的同时，也提高了工业的生产效率和产品质量。
工业微生物和生物制药
工业微生物和生物制药生物技术是指把生物系统中的生物体、细胞以及细胞内的化学成分运用到技术领域以生产、服务和保护人类。
生物技术也是21世界技术领域发展的核心。
其中，工业微生物和生物制药是生物技术的重要分支，并被广泛应用于医药、化工、农业、食品等领域。
本文就从工业微生物和生物制药两个方面来谈一谈生物技术的应用。
一、工业微生物工业微生物是指那些能够在工业生产中发挥重要作用的微生物，包括细菌、真菌、藻类等。
在工业生产应用中，它们可以通过基因工程、发酵技术等手段进一步加工，从而制造出各种有用的产品。
目前，工业微生物的应用范围非常广泛，下面就分几类来讲述。
1. 食品工业在食品工业中，工业微生物的应用主要集中在食品保鲜、调味、颜色等方面。
例如，酵母、乳酸菌可以被用于制作酸奶、乳酸饮料等产品；青霉菌可以用于制作起司、蓝纹奶酪等；红曲菌可以被用于制作红曲米酒。
此外，微生物还有一些其他用途，比如酿酒、糖化等。
2. 化工工业工业微生物在化工工业中的应用主要体现在能够生产出有用的化学物质。
例如，有些细菌可以产出有机酸、醇类、酮类等有机化合物，这些物质被广泛用于精细化学品制备和提纯等方面。
此外，工业微生物还可以用于氨基酸、酿酒/啤酒、杀虫剂制造等领域。
3. 纺织工业工业微生物在纺织工业中的应用主要用于加工染料，并且可以代替传统手工染料和化学染料等。
利用微生物代替染料，可以大大减轻水源污染，同时也能达到节约资源、减少污染等目的。
二、生物制药生物制药是指利用生物技术手段，通过对生物微生物发酵培养、或直接从生物体组织中分离、提纯出一定的生物活性物质以制造药品的过程。
这些药品大都是以肽类、蛋白质等高分子结构为主，不仅具有高度的选择性，还能针对性地攻击病原体，对人体损伤较小，毒副作用小，适用范围广泛。
例如，乙肝疫苗、白血病/淋巴瘤药物和人类胰岛素等。
生物制药的制备过程主要有以下几个步骤：1. 选择合适的生物体或微生物株首先需要选择适合生物制药的生物体或微生物株，可以通过对细胞结构、生物代谢特征和表型特征等进行鉴定。
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。
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物理灭菌（高温、低温、辐射、干燥和渗透压、过滤）；化学灭菌（消毒剂和防腐剂）。物理因素：温度的作用机理、嗜热菌与嗜冷菌的差别
工业微生物培养基的制备方法，培养基灭菌技术与工艺，高温短时灭菌，连续灭菌。
第四章微生物代谢的调节
微生物代谢的多样性：微生物生物氧化的类型和产能、工业微生物重要的分解代谢途径及产物
第一章绪论
微生物的特点及应用
微生物学的发展简史和重要代表人物
工业微生物学及其研究的对象和任务
第二章微生物的形态与分类
微生物在生物界中的地位
微生物的分类与命名
微生物的分类依据和方法
细菌结构及功能、繁殖与群体形态、分类系统、工业上重要的细菌及其应用
放线菌的形态与结构、生长与繁殖方式、生理特性、与细菌和霉菌的比较、工业上有重要用途的主要放线菌
大型原核微生物——蓝细菌的形态特征及大小、细胞结构及组成、生理特性和主要用途
酵母菌和霉菌的形态与大小、细胞结构、培养特征、繁殖方式、分类位置、工业上有重要用途的主要酵母和霉菌
形成大型肉质子实体的真菌—蕈菌的生长发育过程、繁殖方式和主要用途。非细胞型微生物
病毒的主要特征、噬菌体的形态结构、噬菌体的生长繁殖方式、噬菌体与工业微生物发酵生产、噬菌体在基因工程中的应用
（一）答卷方式：闭卷，笔试
（二）答题时间：180分钟
（三）各部分考试内容的考试比例
普通微生物学40%
微生物生物技术30%
工业生物技术30％
（四）题型比例
选择题（共30分）
分析判断题（共30分）
名词解释（共45分）
问答题（共45分）
三、主要参考书目
（一）周德庆.微生物学教程（第二版）.高等教育出版社，2007年；
（二）汪钊.微生物工程（第一版），科学出版社，2013年.
第六章生产溶剂和有机酸的微生物
有机酸的发酵机理
微生物发酵的溶剂和有机酸
溶剂发酵的微生物，柠檬酸发酵的微生物，乳酸发酵的微生物
第七章氨基酸发酵的微生物
氨基酸发酵机理和菌种选育
氨基酸发酵机理和菌种选育
第八章核苷、核苷酸及其类似物的微生物发酵
核苷酸的代谢机理
核甘酸类物质生产菌的分离和选育
第九章微生物和酶制剂工业
环境保护中常见的微生的群，利用微生物降解有毒、难分解的污染物，降解有害有毒污染物的特殊微生物生物修复
自然界中微生物的分布，环境中微生物的相互作用
环境保护中常见的微生的群，利用微生物降解有毒、难分解的污染物，降解有害有毒污染物的特殊微生物生物修复
二、考试要求（包括考试时间、总分、考试方式、题型、分数比例等）
酶的特性、分类及合成方式
常用的工业酶制剂类型
酶合成的调节和控制
微生物中酶生物合成调节和控制在菌种选育中的应用
酶蛋白的释放方式
应用基因重组技术获得酶制剂的生产菌种
第十章微生物发酵生产抗生素
抗生素的分类及特点
抗生素生产菌的生物学基础
抗生素生产菌种的筛选方法和机理
抗生素的生物合成机理
抗生素生物合成的调节
微生物对抗生素的自抗性
抗生素生产菌种的选育，常用的抗生素生产菌种，筛选方法及育种方法；
第十一章微生物和基因工程
基因工程的物质基础和技术基础，原理和方法
基因传递和重排的自然机制；基因工程的基本要素
宿主细胞的选择原则，目标产物对核生物细胞
质粒稳定性及影响质粒稳定性的因素
代谢工程
第十二章微生物与环境保护
自然界中微生物的分布，环境中微生物的相互作用
第三章微生物的营养和生长
微生物的营养物质及其功能、微生物的营养类型及代表微生物、吸收营养物质的方式、微生物培养基
微生物生长的研究方法、微生物生长的测定方法、微生物生长方式和微生物的群体生长的规律
微生物的培养方法：好氧法；厌氧法：好氧菌与厌氧菌的区别；分批培养、连续培养、同步培养
影响微生物生长的环境因素：温度、pH、氧和辐射等对微生物生长繁殖的影响
微生物初级代谢产物的代谢调节
微生物次级代谢产物的代谢调节
代谢的人工控制及其在发酵工业中的应用生物产物发酵的代谢调控
第五章微生物的菌种选育
物质基础
基因突变和诱变育种
基因组和杂交育种
接合、转导、转化、转染、原生质体融合
菌种衰退的原因、防止方法；复壮的方法；菌种保藏的原理与方法；工业微生物菌种诱变与筛选方法
浙江工业大学2016年
硕士研究生入学考试自命题科目考试大纲
科目代码、名称:
专业类别：
■学术型□专业学位
适用专业:
082200轻工技术与工程、081703生物化工
一、基本内容
工业微生物学是我校生物化工、轻工技术与工程硕士点考生选考的专业课之一，通过考试评判考生是否达到高等学校本科生优秀毕业生的水平，以保证所录取的考生具有较好的工业微生物学基础，满足新世纪社会对本专业研究生的要求。