微生物
了解微生物
第一课了解微生物一微生物的定义现代定义：微生物是一切肉眼看不见或看不清的微小生物，一般<0.1mm，通常要用光学显微镜和电子显微镜才能看清楚的生物，统称为微生物。
从进化的角度，微生物是一切生物的老前辈。
如果把地球的年龄比喻为一年的话，则微生物约在3月20日诞生，而人类约在12月31日下午7时许出现在地球上。
科学的生物分类，往往是依据生物的结构、新陈代谢等方面的差异来划分出不同的类型。
而微生物的概念只是单纯从生物的个体大小来定义的。
所以，严格来说，微生物不是一个科学的生物分类概念。
二微生物的五大共性微生物体积小，相对表面积大吸收多，转化快生长旺，繁殖快；适应强，易变异分布广，种类多。
三微生物的种类迄今为止，人类已经描述过的生物约200万种，其中已记载描述过的微生物大约有20万种，随着分离、培养技术的改进和研究工作的深入，微生物新发现的种类数还在急剧增长。
自然界中，微生物的种类繁多，分布广泛。
微生物的类型可分为以下类型：1、细菌：单细胞不含叶绿素和细胞壁无纤维素成分的原核微生物。
根据细菌的形态可分为球菌、杆菌、螺旋菌。
如肺炎球菌、大肠杆菌、幽门螺旋菌等。
2、蓝细菌：旧名蓝藻或蓝绿藻。
蓝细菌旧名蓝藻或蓝绿藻，是一类进化历史悠久、含叶绿素和藻蓝素（但不形成叶绿体）、能进行产氧性光合作用的大型原核微生物。
蓝细菌分布极广，普遍生长在淡水、海水和土壤中，并且在极端环境（如温泉、盐湖、贫瘠的土壤、岩石表面或风化壳中以及植物树干等）中也能生长，故有“先锋生物”的美称。
3、放线菌：放线菌因菌落呈放线状而的得名。
放线菌的菌落由菌丝体组成。
一般圆形、光平或有许多皱褶，光学显微镜下观察，菌落周围具辐射状菌放线菌丝。
总的特征介于霉菌与细菌之间。
它是一个原核生物类群，在自然界中分布很广，主要以孢子繁殖，其次是断裂生殖。
放线菌与人类的生产和生活关系极为密切，目前广泛应用的抗生素约70%是各种放线菌所产生。
4、支原体：又称霉形体，是在1898年发现的，为目前发现的最小的最简单的原核生物，其大小介于细菌和病毒之间。
什么是微生物？
什么是微生物？微生物，也叫微生物界，是指不能用肉眼看到的生物体。
它们是一类微小但却极其重要的生物体，可以在各种环境中存活，包括水体、土壤、空气、消化道内和其他动植物体内。
微生物对人类和地球生态系统都有着巨大的影响，是生态系统中重要的组成部分。
一、微生物的分类微生物界有三个主要的类型：细菌、真菌和病毒。
细菌和真菌是有细胞结构的单细胞生命体，而病毒则不是。
以下是它们的分类：1. 细菌细菌是最简单的微生物，主要包括球菌、杆菌和弯曲菌。
细菌具有细胞壁和一些质粒，可以自我繁殖，并分为革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌。
2. 真菌真菌是异养生物，它们从有机物中提取养分，并使用营养素来合成新的分子。
真菌具有菌丝和孢子，包括酵母和霉菌等多个种类。
3. 病毒病毒不是真正的细胞，而是一种遗传物质和蛋白质的混合物，只能寄生在有生命的物质上，通过感染宿主的细胞来繁殖。
二、微生物的作用微生物在许多方面都发挥着重要的作用，以下罗列出它们的不同作用：1. 帮助消化人类的肠道中寄生着成千上万的细菌，并且它们帮助人类消化食物。
这些细菌可以消化人类本身无法消化的食物，并且防止有害细菌在肠道滋生。
2. 氮的循环微生物在氮循环方面也起着重要作用。
它们可以将大气中的氮转化为可利用的亚硝酸盐和硝酸盐形式，使植物能够吸收和利用这些营养物质。
3. 生物工程微生物可以用于制作各种化学品、药物和饲料等产品，这使得生物工程方面成为了一个新的热点领域。
4. 污染减轻生活垃圾、工业废水、废气等造成的严重环境污染也可以通过利用微生物吸附、分解、转换产物等方式得到减轻。
三、微生物的研究对微生物的研究对于理解生命科学和地球生态系统都是非常重要的。
微生物可以用于研究药物、生物学、农业和环境科学等领域。
同时，微生物的研究也可以揭示微观世界中的那些奥秘，发现新物种、新基因、新工具。
结论无论是从生物学的角度，还是从人们的生活和环境的角度，微生物都是一类重要的生命体。
微生物的不断研究及应用，将会在多个领域推动人类社会一步步迈向前进。
微生物概述
第一章微生物概述二、微生物与人类的关系一、微生物的概念及种类1.解释微生物的概念；2.列出微生物的种类并说出其特点。
微生物是存在于自然界的一群肉眼不能直接看见，必须借助光学显微镜或电子显微镜放大几百倍、几千倍甚至几万倍才能观察到的微小生物（见图1-1-1）。
它们具有个体微小、结构简单、繁殖迅速、分布广泛、种类繁多、容易变异等特点。
图1-1-1 微生物微生物种类繁多，根据其结构、组成等差异，可分为三大类（见图1-1-2）。
图1-1-2 微生物的种类微生物在自然界中分布极为广泛。
绝大多数微生物对人和动植物是有益的，被广泛应用到社会生活的各个领域（见图1-1-3）。
图1-1-3 微生物的广泛应用微生物是存在于自然界中一群肉眼不能直接看见，必须借助光学显微镜或电子显微镜放大才能观察到的微小生物，可分为三大类。
微生物在自然界分布极为广泛。
微生物与人类的关系非常密切。
绝大多数微生物对人是有益的，而且是必需的。
能引起人和动植物疾病的微生物称为病原微生物，是医学微生物学研究的主要内容。
1.不属于原核细胞型微生物的是（）。
A. 细菌B. 病毒C. 支原体D.立克次体E.衣原体2.下列描述的微生物特征中，不是所有微生物共同特征的一条是（）。
A.个体微小B.分布广泛C.种类繁多D.可无致病性E.只能在活细胞内生长繁殖3.属于真核细胞型的微生物是（）。
A. 螺旋体B. 放线菌C.真菌D.细菌E.立克次体4.属于非细胞型微生物的是（）。
A.病毒B.衣原体C.放线菌D.立克次体E.支原体。
微生物
1、微生物：指那些形体微小、结构简单、大多是单细胞、少数是多细胞，还有些没有细胞结构的低等生物。
用肉眼难以观察到，必须借助于光镜或电镜才能看清它们的微小结构。
2、微生物的特征：（1）体积小，面积大；（2）吸收多，转化快；（3）生长旺，繁殖快；（4）适应强，易变异；（5）分布广，种类多。
3、原核微生物：核比较原始，没有核膜包围，不具核仁和典型的染色体，也没有固定形态。
细菌：一类群结构简单，种类繁多，主要以二分裂繁殖。
4、细菌的个体形态基本上可分为球状、杆状、螺旋状三种。
分别称为球菌、杆菌、螺旋菌。
5、革兰氏染色法是鉴别细菌的重要方法，染色的要点如下：先用草酸铵结晶紫初染，再加碘液媒染，使菌体着色，然后用脱乙醇色，最后用番红复染，呈紫色色为革兰氏阳性反应，呈浅红色为革兰氏阴性反应。
6、G- 和G+有什么区别？格兰氏染色的区别主要在于细胞壁的结构与成分的不同：格兰氏阴性：细胞壁两层，内层厚2-3nm主要成分是肽聚糖；外壁厚8-10nm，主要成分是脂蛋白、脂多糖、脂类，两层均未磷壁酸。
格兰氏阳性：细胞壁一层，厚20-80nm主要成分是肽聚糖，占比重的50%，磷壁酸占50%。
7、简述革兰氏染色机理？通过结晶紫液初染和碘液媒染后，在细菌的细胞膜内可形成不溶于水的结晶紫与碘的复合物。
G+细菌由于其细胞壁较厚，肽聚糖网层次多和铰链致密，故遇脱色溶剂乙醇处理时，因失去水而使网孔缩小，再加上它不含类脂，故乙醇的处理不会溶出缝隙，因此能把结晶紫与碘的复合物牢牢留在壁内，使其保持紫色。
反之，G-细菌因其细胞壁薄，外膜层类脂含量高，肽聚糖层薄和铰链度差，遇脱色剂后，以类脂为主的外膜迅速溶解，这时薄而松散的肽聚糖网不能阻挡结晶紫与碘的复合物的溶出，因此细胞褪成无色，这时再经红色染料复染，就使G-细菌呈现红色，而G+细菌仍保留最初的紫色。
8、鞭毛：运动器官，为细菌细胞表面着生的一种细长，波浪状的丝状物。
9、荚膜：有些细菌在细胞壁表面分泌一层透明、松散、胶质状或黏液状的物质，称荚膜。
微生物知识
温度
温度是影响微生物生长的最重要因素之一。 温度对微生物的影响具体表现在： 影响酶活性：温度变化影响酶促反应速率，最终影响细胞合成。 影响细胞膜的流动性，温度高，流动性大，有利于物质的运输， 温度低，流动性降低，不利于物质运输，因此，温度变化影响 营养物质的吸收与代谢产物的分泌。 影响物质的溶解度，对生长有影响。
5、矿质元素
为机体提供了必要的金属元素等 P、S、Fe、Mg、K、Ca (大量元素) Mn、Cu、Zn、Mo （微量元素）
配制培养基时，大量元素一般首选K2HPO4、MgSO4等，可同时提供4种大量元素。 常用天然水、自来水来配制培养基以提供各种微量元素. 参与微生物中氨基酸和酶的组成 调节微生物的原生质胶体状态，维持细胞的渗透与平衡 酶的激活剂
营养——水
6、水
生理功能主要有： ①起到溶剂与运输介质的作用； ②参与细胞内一系列化学反应； ③维持蛋白质、核酸等生物大分子稳定的天然构象； ④高比热、高汽化热等，以保证微生物的生命活动；
⑤作为细胞的组成成分.
水活度=
P溶液 P纯水
微生物细胞含水量很高，细菌、酵母和霉菌菌体分别是80%、75%和85%， 而霉菌孢子含水39%，细菌芽孢含水很低，约为30%左右。
（3）环境pH值还影响培养基中营养物质的离子化程度， 从而影响营养物质吸收，或有毒物质的毒性。
PH
微生物的生长pH值范围极广，从pH<2~>8都有微生物能生长。 但是绝大多数种类都生活在pH5.0~9.0之间。 各种微生物都有其生长的最低、最适和最高pH值。低 于最低、或超过最高生长pH值时，微生物生长受抑制或 导致死亡。 不同的微生物最适生长的pH值不同，根据微生物生长 的最适pH值，将微生物分为：
微生物
微生物复习资料一、名词解释微生物：是一切肉眼看不见或看不清的微小生物的总称（<0.1mm)。
自然发生说：认为微生物是由食品中的无生命物质转化而来的，无需空气中的“胚种”。
原生质体：指在认为条件下，用溶菌酶除尽有细胞壁或用青霉素抑制新生细胞壁合成后，所得到的仅有一层细胞膜包裹的圆球状渗透敏感细胞。
革兰氏阳性细菌最易形成原生质体。
蕈菌：又称伞菌，能形成大型肉质子实体的真菌，大多数担子菌类和极少数子囊菌类。
温和噬菌体：在短时间内能连续完成这五个阶段而实现其繁殖的噬菌体，称为烈性噬菌体；反之则称为温和噬菌体。
营养：生物体从外部环境摄取其生命活动所必需的能量和物质，以满足其生长和繁殖需要的一种生理功能。
生物氧化：在活细胞内的一系列产能性氧化反应的总称。
一系列酶在温和条件下按一定次序的催化，放能分阶段进行，释放的能量部分贮藏在能量载体中。
呼吸链：线粒体内膜上存在多种酶与辅酶组成的电子传递链，可使还原当量中的氢传递到氧生成水。
纯培养：从一个单细胞繁殖得到的后代称为纯培养。
次生代谢物：某些微生物生长到稳定期前后，以结构简单、代谢途径明确、产量较大的初生代谢物作前体，通过复杂的次生代谢途径合成的各种结构复杂的化学物。
灭菌：采用强烈的理化因素使任何物体内外部的一切微生物永远丧失其生长繁殖能力的措施，分为杀菌和溶菌。
消毒：采用较温和的理化因素，仅杀死物体表面或内部一部分对人体或动物、植物有害的病原菌而对被消毒的对象基本无害的措施。
水体的富营养化：水体从贫营养向富营养发展，主要是自然、缓慢的发展过程。
但是由于某些认为因素，尤其是人类将富含氮、磷的城市污水和工业废水排放到湖泊、河流、海洋，使上述水的氮、磷营养过剩，促使水体中藻类大量繁殖，造成富营养化。
合成培养基：用多种高纯化学试剂配制成的，各成分的量都确切知道的培养基。
转导：以完全缺陷或部分缺陷噬菌体为媒介，把供体细胞的DNA小片段携带到受体细胞中，使后者获得前者部分遗传性状的现象。
微生物
微生物是一类个体微小、结构简单、须借助显微镜才能观察到的微小生物的总称。
分类1、非细胞型微生物：如病毒2、原核细胞型微生物：如细菌、放线菌、支原体、立克次氏体、衣原体、螺旋体、蓝细菌等3、真核细胞型微生物：如真菌、原生动物等微生物的主要特点：1. 个体微小，结构简单2. 种类繁多，分布广泛3. 群居混杂，相生相克4. 生长繁殖快，适应能力强5. 生物遗传性状典型，实验技术体系完善微生物物质主要通过单纯扩散、促进扩散、主动输送及基团转位等方式进出细菌细胞。
细菌是原核生物界中的一大类大细胞微生物，它们个体微小、形态和结构简单、具细胞壁和原核物质，无核仁和核膜，除核糖体外无任何细胞器。
细胞壁的功能：A. 维持细菌外型，保护细菌耐受低渗环境 B. 阻挡有害物质进入菌体，维持离子平衡；C. 与细菌的致病性、抗原性、药物敏感性及革兰氏染色性等密切相关。
细菌细胞膜的功能：与真核细胞者类似，主要有物质转运、生物合成、分泌和呼吸等作用。
荚膜：某些细菌细胞壁外的一层粘液性胶状物质。
根据糖被的形状和厚度的不同，将荚膜分为四类：荚膜、微荚膜、粘液层、菌胶团。
荚膜的生理功能：A、荚膜富含水分，可保护细胞免于干燥；B、能抵御吞噬细胞的吞噬；C、为主要表面抗原(K抗原)，是有些病原菌的毒力因子；D、能保护菌体免受噬菌体和其他物质（溶菌酶和补体）的侵害；E、是某些病原菌必须的粘附因子；F、贮藏养料，是细胞外碳源和能源的储备物质鞭毛：许多细菌在菌体上附有细长并呈波状弯曲的丝状物，称为鞭毛，是细菌的运动器官。
鞭毛的结构：鞭毛丝．鞭毛钩．基体芽孢：某些细菌生长到一定阶段或在一定环境条件下，细胞的正常生长和分裂停止，细胞内细胞质浓缩，逐步行成一个圆形、椭圆形或圆柱形的，对不良环境有较强抵抗力的特殊结构，称为芽胞。
芽胞成熟后可自行从芽胞囊中释放出来。
产生芽胞的都是革兰阳性菌。
芽孢的特性：A. 一个细菌只形成一个芽胞，一个芽胞发芽也只生成一个菌体，细菌数量并未增加，因而芽胞不是细菌的繁殖方式。
微生物概述
微生物概述（一）微生物（microorganism, microbe）的概念微生物是指广泛存在于自然界，体形微小，具有一定形态结构，能在适宜的环境中生长繁殖以及发生遗传变异的一大类微小生物。
包括属于原核类的细菌、放线菌、支原体、立克次氏体、衣原体和蓝细菌（过去称蓝藻或蓝绿藻），属于真核类的真菌（酵母菌和霉菌）、原生动物和显微藻类，以及属于非细胞类的病毒、类病毒和朊病毒等。
（二）微生物的特点1、种类多、分布广：现在已经知道的微生物有十万种左右；微生物在土壤中的数量最多，据统计，一克土壤中含有几千万到几百亿的微生物。
2、个体小、胃口大：每毫克大肠杆菌细胞的表面积比每毫克人细胞的表面积大30万被左右；积极活动的大肠杆菌，每小时能消耗它体重2000倍的乳糖；3、繁殖速、转化快：细菌一般每20~30分钟既可分裂一次；生产味精的谷氨酸短杆菌，在52小时内细胞数目增加了32亿倍；乳酸菌每小时可产生为其体重1000~10000倍的乳酸；一种产朊假丝酵母合成蛋白质的能力是大豆的100倍，比食用公牛强10000倍；4、适应强、变异易：一九四三年分离到的青霉素产生菌，在每毫升发酵液中只能分泌20单位左右的青霉素，通过60多年来的不断育种，加上其他条件的改进，目前每毫升已经超过10万单位。
（三）微生物的分类：1、按微生物的作用分：有用的（污水外理）、无害的（肠道菌丛）、有害的（引起腐烂）、危险的（致病菌）。
2、按革兰氏染色反应分：3、按温度分：嗜冷菌、嗜温菌（金葡球菌）、嗜热菌（芽孢杆菌）4、按PH分：嗜酸菌（乳酸杆菌）、嗜中性菌（芽孢杆菌）、嗜硷菌（弧菌）5、按食物来源分：自养型和异养型6、按对氧气的需求分类：需氧菌和厌氧菌7、按形态人结构分：主要分细菌、真菌、病毒。
人们研究得最多、也较深入的主要有细菌、放线菌、蓝细菌、枝原体、立克次氏体、古菌、真菌、显微藻类、原生动物、病毒、类病毒和朊病毒等。
现择要介绍：细菌放线菌霉菌酵母菌病毒及其产物各类微生物简介（一）细菌：1、细菌是一类细胞细而短、结构简单、细胞壁坚韧，以二等分裂方式繁殖的原核微生物，分布广泛。
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一、1、种子扩大培养：菌种的扩大培养是发酵生产的第一道工序，该工序又称为种子制备
2、接种量：是指移种的种子液体积和培养液体积之比
3、初级代谢产物：指关系到微生物新陈代谢过程中的能量代谢、细胞生长和细胞结构的代谢产物
4、生长部分相关型：
5、分批发酵：是把培养液一次性装入发酵罐，灭菌消毒后接入一定量的种子液，在最佳条件下进行发酵培养。
6、前体：是指加入到培养基中的能够直接在生物合成过程中结合到产物分子中去，而本身的结构没有显著变化的一类小分子物质。
7、糖化：在工业生产中，将淀粉水解为葡萄糖的过程称为淀粉的糖化
8、次级代谢产物：指微生物菌体在生长期不能合成，一般在菌体生长静止期中合成的与菌体生长繁殖无明显关系的产物
9、生长相关型
二、1、制备淀粉水解糖的液化工艺中所使用的酶是________
2、种子的制备要经过________种子制备、__________种子制备和___________种子制备
3、发酵罐上在线检测溶解氧浓度的仪器设备是_________
4、进行预处理时可以采用________或_________的方法使菌体、细胞、细胞的碎片以及杂蛋
白质胶体离子沉降去除
5、最常用的盐析用盐为__________
6、结晶最常用的方法有__________、__________、__________、____________
7、发酵罐的轴封主要有__________、_____________
8、发酵工业中一般将淀粉质原料水解为_____________
9、常用的接种方法有____________、____________、_____________
10、发酵罐上的线检测PH值的仪器设备是___________
11、多级萃取可分为_____________萃取和___________萃取
12、谷氨酸发酵过程中为控制发酵液的PH值采取方法为_____________、_______________
三、1、在青霉素发酵过程中，可加入的前体物质是（)
A、苯乙酸B苯氧乙酸C氧化物D丙酸E精氨酸
2、以下适合于热敏性药物的设备为（）
A万能粉碎机B球磨机C留能磨D胶体磨E冲击式粉碎机
3、培养基的设计必须遵守的原则有（）
A培养基的营养物质能满足微生物生命活动的需要
B营养物质的浓度及配比应当适当
C物理化学条件要适宜
D根据培养的目的设计培养基
E原料来源广泛、价格合理
4、过滤除菌的流程必须有供气设备（)
A空气压缩机B加热器C过滤器D冷却器E缓冲罐
5、影响实消的因素主要有（）
A培养基所含杂菌的种类B体系的PH C培养基中的颗粒D培养基中的成分E以上都不对
6、分批发酵的主要有（）
A发酵过程是非恒态过程B发酵前期基质浓度高，后期浓度低C难以测定其动力学D 易出现两次生长现象E提高发酵温度
7、发酵过程中为提高溶氧度，可采用的方法有（）、
A加速搅拌B提高空气流量C增加罐压D换用更好的空气分布器E提高发酵温度
8、防止杂菌的应采用的措施包括（）
A认真做好罐的清理、冲洗工作B空气除菌过滤器定期灭菌C灭菌过程中观察蒸气温度与压力是否对应D根据培养基的特点选择正确的灭菌形式E对辅助仪器设备定期保养检修9、发酵过程中常用大量泡沫产生，其产生的原因有（）
A大量无菌空气通入B机械搅拌的影响C菌体代谢过程产生二氧化碳D培养基中易发泡物质E菌体的代谢产物和自溶释放物
10、在大规模生产中细胞破碎可采用的方法有（）
A高压匀浆法B高速球磨法C超声法D反复冻融法E干燥法
11、下列哪一种物质是微生物最容易利用的单糖（）
A葡萄糖B麦芽糖C糊精D乳糖E蔗糖
12、关于孢子培养基的叙述正确的是（）
A不引起菌种变异B营养不能太丰富C碳源、氮源不宜过多D无机盐浓度要恰当E适当的温度和PH
13、淀粉水解糖的制备方法常用的主要有（）
A酸解法B酶解法C酶酸法D双酶法E发酵法
14、无菌空气的制备过程中，常用的主要有（）
A棉花B玻璃纤维C活性炭D滤纸E折叠式微孔滤膜
15、发酵工业中常采用高温快速灭菌法，其主要的原因是（）
A实现彻底灭菌B减少营养物质的破坏C节省时间D降低成本E以上都不对
16、分批发酵的主要优点（）
A发酵周期短B产品质量易掌握C不易发生染菌D生产灵活E对原料要求较为粗放
17、发酵过程中为控制合适的PH，可采用的方法（）
A选择适当的培养基和配比B加入适量缓冲剂C直接加酸碱进行控制D控制空气流量E补加前体物质
18、发酵过程中可能导致染菌的原因（）
A空气系统B补料系统C设备渗漏和死角D操作不合理E菌种变异
19、发酵过程中产生的泡沫主要受（）因素制约
A搅拌强度B培养基及原料组成C菌种、种子质量D通气量E温度
四、1、请画出三级逆流萃取的工艺流程图
2、请写出下游分离过程的一般工艺流程图
3、写出两级加热两级冷却制备无菌空气的流程
4、在下游分离过程中对发酵液往往事先进行预处理，其原因和目的是什么
原因：发酵液中含有菌（细胞）体、胞内外代谢产物、残余的培养基以及发酵过程中加入的其他一些物质的，所以要预处理。
目的：就在于改变发酵液的性质，以利于固液分离及产品的捕集，禑还要需要考虑利于菌体的回收等。
五、1、在谷氨酸生产过程中
①写出其培养基主要原料水解糖的制备工艺流程
淀粉酶加水
淀粉质原料投料、计量调浆加热、水解冷却中和、脱色
加酸
水解糖过滤杂质
②根据谷氨酸的合成途径指出如何提高谷氨酸的产量，详细说明
③写出等电点法提取谷氨酸的工艺流程
2、在青霉素生产过程中
①写出丝状菌三级发酵工艺的种子制备流程
②指出发酵过程中的工艺控制要点并详细说明
③、写出制备注射用钾盐生产工艺流程。