最新微生物代谢和生长PPT课件.ppt

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1、微生物代谢和生长微生物代谢和生长（1 1）琼脂）琼脂（2 2）先调）先调PHPH，后灭菌，后灭菌（3 3）选择选择 硝酸铵硝酸铵（4 4）芽孢）芽孢（5 5）将）将SP1SP1菌接种在含不同浓度氯苯的菌接种在含不同浓度氯苯的号培养液中培养，得到生长曲线（如图号培养液中培养，得到生长曲线（如图2 2）。）。从图从图2 2可知可知SP1SP1菌在菌在_培养条件培养条件下最早停止生长，其原因是下最早停止生长，其原因是_。（5 5）20mg/L20mg/L氯苯氯苯 碳源最早耗尽碳源最早耗尽微生物的代谢调节 酶合成的调节酶合成的调节组成酶：组成酶：诱导酶：诱导酶：微生物细胞内一直存在的酶，它们的合成只受

2、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遗传物质的控制在环境中存在某种物质的情况下才能合成的酶在环境中存在某种物质的情况下才能合成的酶意义：意义：既保证了代谢的需要，又避免了细胞内物质和既保证了代谢的需要，又避免了细胞内物质和能量的浪费，增强了微生物对环境的适应能力能量的浪费，增强了微生物对环境的适应能力 酶活性的调节酶活性的调节 示例：谷氨酸棒状杆菌合成谷氨酸的过程示例：谷氨酸棒状杆菌合成谷氨酸的过程特点：快速、精细特点：快速、精细 通过改变已有酶的催化活性来调节代谢的速率通过改变已有酶的催化活性来调节代谢的速率谷氨酸棒状杆菌生产谷氨酸谷氨酸棒状杆菌生产谷氨酸黄色短杆菌合成赖氨

3、酸黄色短杆菌合成赖氨酸酶活性调节和酶合成调节的区别 a.a.从调节对象看：从调节对象看：b.b.从调节效果看：从调节效果看：c.c.从调节机制看：从调节机制看：酶合成的调节是通过酶量的变化控制代谢速率酶合成的调节是通过酶量的变化控制代谢速率而酶活性的调节是对已存在的酶活性进行控制，它不涉及而酶活性的调节是对已存在的酶活性进行控制，它不涉及酶量变化酶量变化酶活性调节直接而迅速酶活性调节直接而迅速酶合成调节间接而缓慢酶合成调节间接而缓慢酶合成调节是基因水平调节，它调节控制酶合成酶合成调节是基因水平调节，它调节控制酶合成酶活性调节是代谢水平调节，它调节酶活性。酶活性调节是代谢水平调节，它调节酶活性。

4、两种调节方式同时存在，两种调节方式同时存在，密切配合，高效、准确地密切配合，高效、准确地控制代谢的正常进行控制代谢的正常进行调节调节方式方式调节对象调节对象调节调节结果结果调节机制调节机制调节调节特点特点调节调节意义意义酶合成酶合成的调节的调节诱导酶诱导酶酶的种酶的种类和数类和数量量基因诱基因诱导物导物保证代保证代谢经济谢经济而高效而高效地进行地进行酶活性酶活性调节调节组成酶和组成酶和诱导酶诱导酶已有酶已有酶的活性的活性代谢产物代谢产物与酶可逆与酶可逆性结合性结合快速快速精细精细遗传遗传控制控制积累积累(09(09理综理综)2.)2.右图是某种微生物体内某一物质代谢右图是某种微生物体内某一物质

5、代谢过程的示意图。下列有关酶活性调节的叙述，错误过程的示意图。下列有关酶活性调节的叙述，错误的是的是A.A.丁物质既是酶丁物质既是酶催化生成的产物，又是酶催化生成的产物，又是酶的反的反馈抑制物馈抑制物B.B.戊物质通过与酶戊物质通过与酶结合导致酶结合导致酶结构变化而使其结构变化而使其活性下降活性下降C.C.当丁物质和戊物质中任意一种过量时，酶当丁物质和戊物质中任意一种过量时，酶的活的活性都将受到抑制性都将受到抑制D.D.若此代谢途径的终产物不断排出菌体外，则可消若此代谢途径的终产物不断排出菌体外，则可消除丙物质对酶除丙物质对酶的抑制作用的抑制作用答案：答案：C C已知物质是某微生物生长所必需的

6、，它的合成途径如下图已知物质是某微生物生长所必需的，它的合成途径如下图所示：野生型的在含所示：野生型的在含A A物质的培养基上就能正常生长。现发物质的培养基上就能正常生长。现发现有三种突变体（均只有某一基因发生突变），均不能在现有三种突变体（均只有某一基因发生突变），均不能在只含只含A A物质的培养基上正常生长。现设计一实验方案，区分物质的培养基上正常生长。现设计一实验方案，区分出三种突变体的突变基因，并预测实验结果。出三种突变体的突变基因，并预测实验结果。实验方案：实验方案：。预测结果：预测结果：如果如果 ，说明，说明A A基因突变。基因突变。如果如果 ，说明，说明B B基因突变。基因突变。

7、如果如果 ，说明，说明C C基因突变。基因突变。方案：将这三种突变体分别在只含方案：将这三种突变体分别在只含B B、只含、只含C C的培养基中培养，观察生长情况。的培养基中培养，观察生长情况。在只含在只含B B和只含和只含C C的培养基中能正常生长的培养基中能正常生长在只含在只含B B的培养基中不能生长，在只含的培养基中不能生长，在只含C C的的培养基中能生长培养基中能生长在只含在只含B B和只含和只含C C的培养基上都不能生长的培养基上都不能生长【解析】【解析】D D物质应是此微生物正常生命活动所必需的，物质应是此微生物正常生命活动所必需的，从培养基中获得从培养基中获得A A物质后，在野生型

8、微生物体内通过物质后，在野生型微生物体内通过一定的代谢途径，形成中间产物一定的代谢途径，形成中间产物B B、C C，最终得到，最终得到D D。而突变型由于基因突变，缺乏中间代谢的某种酶，而突变型由于基因突变，缺乏中间代谢的某种酶，此中间代谢的某一个环节不能正常进行，使反应不此中间代谢的某一个环节不能正常进行，使反应不能继续下去，得不到物质能继续下去，得不到物质D D，使野生型不能在此只含，使野生型不能在此只含A A的培养基上生活。根据此思路，设计以下方案。如的培养基上生活。根据此思路，设计以下方案。如若只能在含若只能在含C C的培养基上生长，在含的培养基上生长，在含A A、B B的培养基上的培

9、养基上均不能生长，说明均不能生长，说明A A到到C C或或B B到到C C反应受阻，缺乏反应受阻，缺乏B B酶酶（均只有某一基因发生突变），（均只有某一基因发生突变），B B基因突变；若在含基因突变；若在含A A、B B、C C三种物质的培养基上不能存活，说明三种物质的培养基上不能存活，说明C C到到D D的的反应受阻，缺乏反应受阻，缺乏C C酶，酶，C C基因突变基因突变 ；若在含；若在含A A的培养的培养基上不能生长，在含基上不能生长，在含B B、C C的培养基上均能生长，说的培养基上均能生长，说明明A A到到B B反应受阻，反应受阻，A A基因突变。基因突变。微生物群体微生物群体少量的少

10、量的恒定容积恒定容积定期定期细菌群体细菌群体调整或调整或适应适应快速分裂快速分裂动态平衡动态平衡最高峰最高峰超过超过活菌活菌调整期调整期对数期对数期稳定期稳定期衰亡期衰亡期典型的生长曲线典型的生长曲线（Growthcurve）延延滞滞期期对对数数期期稳定期稳定期衰亡期衰亡期时期的划分：按照生长速率常数（时期的划分：按照生长速率常数（growth race constant）不同）不同加速期减速期其它名称：迟滞期、其它名称：迟滞期、停滞期停滞期、适应期、适应期1.1.现象：现象：活菌数没增加，曲线平行于横轴。活菌数没增加，曲线平行于横轴。2.2.特点：生长速率特点：生长速率=0=0细胞形态变大或

11、增长细胞形态变大或增长细胞内细胞内RNARNA特别是特别是rRNArRNA含量增高含量增高合成代谢活跃（核糖体、酶类、合成代谢活跃（核糖体、酶类、ATPATP合成加快），易产生合成加快），易产生诱导酶诱导酶对外界不良条件敏感，（如氯化钠浓度、温度、抗生素等对外界不良条件敏感，（如氯化钠浓度、温度、抗生素等化学药物）化学药物）3.3.原因：适应新的环境条件，合成新的酶，积累必要的中间产原因：适应新的环境条件，合成新的酶，积累必要的中间产物物.调整期调整期菌种菌种 ：繁殖速度较快繁殖速度较快(世代时间短世代时间短)的菌种的的菌种的调整期调整期一般较短；一般较短；接种物菌龄接种物菌龄 ：用对数生长期

12、的菌种接种时，其用对数生长期的菌种接种时，其调整调整期期较短，甚至检查不到延迟期；较短，甚至检查不到延迟期；接种量：接种量：一般来说，一般来说，接种量增大可缩短甚至消除接种量增大可缩短甚至消除调调整期整期（发酵工业上一般采用发酵工业上一般采用1/101/10的接种量）；的接种量）；营养：营养：培养基成分培养基成分 在营养成分丰富的天然培养基上生长的调整期比在合在营养成分丰富的天然培养基上生长的调整期比在合成培养基上生长时短；成培养基上生长时短；接种后培养基成分有较大变化时，会使调整期加长，接种后培养基成分有较大变化时，会使调整期加长，所以发酵工业上尽量使发酵培养基的成分与种子培养基所以发酵工业

13、上尽量使发酵培养基的成分与种子培养基接近。接近。影响影响调整期调整期长短的因素：长短的因素：认识调整期的特点及形成原因对实践的指导意义：认识调整期的特点及形成原因对实践的指导意义：在工业上需设法尽量缩短调整期；采取的缩短在工业上需设法尽量缩短调整期；采取的缩短lag phase lag phase 的的措施措施有：有：增加接种量；增加接种量；（群体优势（群体优势-适应性增强）适应性增强）采用对数生长期的健壮菌种；采用对数生长期的健壮菌种；调整培养基的成分，在种子基中加入发酵培养调整培养基的成分，在种子基中加入发酵培养基的某些成分。基的某些成分。选用繁殖快的菌种选用繁殖快的菌种.对数期（对数期（

14、logarithmicphase）其他名称：指数期其他名称：指数期 现象：现象：细胞数目以几何级数增加，其对数与时间呈直线关系。细胞数目以几何级数增加，其对数与时间呈直线关系。特点：特点：生长速率最大，即代时最短生长速率最大，即代时最短菌体大小、形态、生理特征等比较一致菌体大小、形态、生理特征等比较一致代谢最旺盛代谢最旺盛细胞对理化因素较敏感细胞对理化因素较敏感影响因素：影响因素：菌种菌种代谢产物代谢产物营养物浓度营养物浓度 氧气氧气延长措施：延长措施：定时定量加入营养物质，同时排出代谢产物，定时定量加入营养物质，同时排出代谢产物，或使用连续培养。或使用连续培养。应用意义应用意义：由于此时期的

15、菌种比较健壮，增殖噬菌体的最适菌龄；由于此时期的菌种比较健壮，增殖噬菌体的最适菌龄；生产上用作接种的最佳菌龄；生产上用作接种的最佳菌龄；发酵工业上尽量延长该期，以达到较高的菌体密度发酵工业上尽量延长该期，以达到较高的菌体密度食品工业上尽量使有害微生物不能进入此期食品工业上尽量使有害微生物不能进入此期是生理代谢及是生理代谢及遗传研究或进行染色、形态观察等遗传研究或进行染色、形态观察等的良好的良好材料材料。.稳定期稳定期又称：又称：静止期静止期或最高生长期或最高生长期特点：特点：新增殖的细胞数与老细胞的死亡数几乎相等，微生物的新增殖的细胞数与老细胞的死亡数几乎相等，微生物的生长速率处于动态平衡，生

16、长速率处于动态平衡，培养物中的活细胞数目达到最高值培养物中的活细胞数目达到最高值。细胞分裂速度下降，细胞分裂速度下降，开始积累内含物开始积累内含物，产芽孢的细菌开始产芽产芽孢的细菌开始产芽孢。孢。此时期的微生物开始此时期的微生物开始合成次级代谢产物合成次级代谢产物，对于发酵生产来说，对于发酵生产来说，一般在稳定期的后期产物积累达到高峰一般在稳定期的后期产物积累达到高峰，是最佳的收获时期。，是最佳的收获时期。若若目标是菌体，则在稳定期初期就要及时收获菌体目标是菌体，则在稳定期初期就要及时收获菌体。产生原因：产生原因：营养物浓度的降低营养物浓度的降低 有害代谢废物的积累（酸、醇、毒素等）有害代谢废

17、物的积累（酸、醇、毒素等）物化条件（物化条件（pHpH、氧化还原势等）的改变、氧化还原势等）的改变;溶解氧供应不足溶解氧供应不足应用意义：应用意义：发酵生产形成的重要时期（抗生素、氨基酸等）发酵生产形成的重要时期（抗生素、氨基酸等），生产上应尽量延长此期，提高产量，措施如，生产上应尽量延长此期，提高产量，措施如下：下：补充营养物质（补料）补充营养物质（补料）调调pH pH 调整温度调整温度 .衰亡期（衰亡期（declinephase）特点：特点：细胞死亡数增加，死亡数大大超过新增殖的细胞数，群体细胞死亡数增加，死亡数大大超过新增殖的细胞数，群体中的活菌数目急剧下降，出现中的活菌数目急剧下降，出

18、现“负生长负生长”。出现多形态、畸形或衰退形，芽孢开始释放。出现多形态、畸形或衰退形，芽孢开始释放。因菌体本身产生的酶及代谢产物的作用，使菌体死亡。因菌体本身产生的酶及代谢产物的作用，使菌体死亡。衰亡期比其他各时期时间长，它的长短也与菌种和环境条衰亡期比其他各时期时间长，它的长短也与菌种和环境条件有关。件有关。产生原因：产生原因：生长条件的进一步恶化，使细胞内的分解代谢大大生长条件的进一步恶化，使细胞内的分解代谢大大超过合成代谢，继而导致菌体的死亡超过合成代谢，继而导致菌体的死亡调整期调整期 对数期对数期 稳定期稳定期 衰亡期衰亡期 代谢活跃，代谢活跃，V V增大，合成分裂所需增大，合成分裂所

19、需ATPATP、酶等、酶等 长短与菌种、培养条件有关长短与菌种、培养条件有关 快速分裂，呈等比数列递增快速分裂，呈等比数列递增特点：代谢旺盛，形态和生理特性稳定特点：代谢旺盛，形态和生理特性稳定 应用：作菌种缩短生产周期应用：作菌种缩短生产周期 数目最多数目最多 达达K K值值，种内斗争最剧烈种内斗争最剧烈 大量积累代谢产物，尤其是次级代谢产物，出现芽孢大量积累代谢产物，尤其是次级代谢产物，出现芽孢“连续培养连续培养”延长稳定期，提高产量，缩短生产周期延长稳定期，提高产量，缩短生产周期 死亡速率死亡速率 繁殖速率繁殖速率 活菌数目急剧下降活菌数目急剧下降 畸形分化以及解体并释放代谢产物畸形分化

20、以及解体并释放代谢产物 当细菌在含有葡萄糖和乳糖的培养基上生长时，细菌首先利当细菌在含有葡萄糖和乳糖的培养基上生长时，细菌首先利用葡萄糖，葡萄糖用完以后才开始利用乳糖。从生长曲线看，用葡萄糖，葡萄糖用完以后才开始利用乳糖。从生长曲线看，细菌生长经过一个上升期以后，出现一个停顿期，此时曲线细菌生长经过一个上升期以后，出现一个停顿期，此时曲线呈现平坦、然后又出现第二个上升期。这就是说，细菌在利呈现平坦、然后又出现第二个上升期。这就是说，细菌在利用乳糖之前，先要有一个用乳糖之前，先要有一个“适应过程适应过程”。下列能正确表示病毒在寄主内的繁殖曲线的是下列能正确表示病毒在寄主内的繁殖曲线的是以一定速度

21、以一定速度同样速度同样速度营养物质营养物质有害代谢产物有害代谢产物培养周期培养周期设备利用率设备利用率生长曲线的实践意义：生长曲线的实践意义：生产上常用对数期的细菌作为菌种，以生产上常用对数期的细菌作为菌种，以缩短生产周期。缩短生产周期。用连续培养法来有效延长稳定期、提高用连续培养法来有效延长稳定期、提高代谢产物的产量。代谢产物的产量。u这种方法已广泛应这种方法已广泛应用于酒精、丙酮、用于酒精、丙酮、丁醇等的生产中，丁醇等的生产中，优点：可缩短培养优点：可缩短培养周期，提高了设备周期，提高了设备的利用率，并且便的利用率，并且便于自动化管理。于自动化管理。Chemostat used for c

22、ontinuous cultures.Rate of growth can be controlled either by controlling the rate at which new medium enters the growth chamber or by limiting a required growth factor in the medium.Chemostat连续培养是通过认识稳定期到来的原因，并连续培养是通过认识稳定期到来的原因，并采取相应的有效措施而实施的。一方面以采取相应的有效措施而实施的。一方面以一定速度连续流进新鲜培养基，并立即搅一定速度连续流进新鲜培养基，并立

23、即搅拌均匀；另一方面，以同样的流速不断流拌均匀；另一方面，以同样的流速不断流出培养基，这样，培养基就达到动态平衡，出培养基，这样，培养基就达到动态平衡，其中的微生物可长期保持在指数期的平衡其中的微生物可长期保持在指数期的平衡生长状态和稳定的生长速率上。连续培养生长状态和稳定的生长速率上。连续培养应用于生产实践上，就是连续发酵。有许应用于生产实践上，就是连续发酵。有许多优点多优点高效，它简化了装料、灭菌、出高效，它简化了装料、灭菌、出料、清洗发酵罐等许多单元操作，减少了料、清洗发酵罐等许多单元操作，减少了非生产时间和提高了设备利用率。非生产时间和提高了设备利用率。缩短缩短调整期，使培养周期缩短。

24、调整期，使培养周期缩短。在在细细菌菌的的连连续续培培养养过过程程中中，要要以以一一定定速速度度不不断断添添加加新新的的培培养养基基，同同时时以以同同样样速速度度放放出出老老的的培培养养基基。右右下下图图表表示示培培养养基基的的稀稀释释率率（培培养养基基的的更更新新速速率率）与与培培养养容容器器中中营营养养物物质质浓浓度度、细细菌菌代代时时（细细菌菌数数目目增增加加一一倍倍所所需需的的时时间间）、细细菌菌密密谋谋的的关关系系。下下列列相相关关叙述不正确的是叙述不正确的是A在在稀稀释释率率很很低低的的情情况况下下，稀稀释释率率的的增增加加会会导导致致细细菌菌密密度增加度增加B稀稀释释率率从从a到到

25、b的的变变化化过过程程中中，细细菌菌生生长长速度不断提高速度不断提高C稀稀释释率率超超过过b点点后后，营营养养物物质质浓浓度度过过高高导致细菌死亡率增大，细菌密度降低导致细菌死亡率增大，细菌密度降低D为为持持续续高高效效地地获获得得发发酵酵产产品品，应应将将稀稀释释率控制在率控制在b点附近点附近2537蛋白质蛋白质核酸核酸6.57.55.06.0酶酶细胞膜细胞膜右图表示利用谷氨酸右图表示利用谷氨酸棒状杆菌生产谷氨酸棒状杆菌生产谷氨酸的某个阶段。下列有的某个阶段。下列有关叙述不正确的是关叙述不正确的是 A A该生长曲线是微生物在连续培养条件下获得的该生长曲线是微生物在连续培养条件下获得的B B曲

26、线中的代谢产物最可能属于初级代谢产物曲线中的代谢产物最可能属于初级代谢产物C C谷氨酸棒状杆菌产生的谷氨酸属于初级代谢产谷氨酸棒状杆菌产生的谷氨酸属于初级代谢产物物D D曲线表明该产物的生成速率与菌体数量密切相曲线表明该产物的生成速率与菌体数量密切相关关如图表示某细菌生长过程中，在如图表示某细菌生长过程中，在x x点将该细菌移入点将该细菌移入与先前营养条件不同的环境后，细胞数、与先前营养条件不同的环境后，细胞数、RNARNA、DNADNA和蛋白质的相对数量变化情况。下列说法正确和蛋白质的相对数量变化情况。下列说法正确的是的是A A、在图中所示、在图中所示X X点前，细菌点前，细菌生长处于生长的

27、调整期生长处于生长的调整期B B、XYXY之间对应时间段，之间对应时间段，细菌大量合成次级代谢产物细菌大量合成次级代谢产物C C、若、若C C曲线表示曲线表示DNADNA的数量的数量变化情况，则细胞数对应变化情况，则细胞数对应图中图中A A曲线曲线D D、若、若C C曲线表示曲线表示DNADNA的数量的数量变化情况，则蛋白质对应图中变化情况，则蛋白质对应图中B B曲线曲线影响微生物生长的环境因素影响微生物生长的环境因素环环 境境因因 素素pH温度温度氧气氧气影响的影响的原原 因因最适条件最适条件不适宜因素的结果不适宜因素的结果影响蛋白质和影响蛋白质和核酸的结构核酸的结构影响酶活性和影响酶活性和

28、膜的稳定性膜的稳定性影响微生物的影响微生物的呼吸或生命呼吸或生命2537多数细菌：多数细菌：6.57.5真真 菌：菌：6.07.0生长速率急剧下降（蛋白生长速率急剧下降（蛋白质和核酸等发生不可逆破质和核酸等发生不可逆破坏）坏）影响酶的活性和细胞膜的影响酶的活性和细胞膜的通透性，从而影响微生物通透性，从而影响微生物对营养的吸收等。对营养的吸收等。不同类型的微生物对氧气不同类型的微生物对氧气的需求状况不同，因此，的需求状况不同，因此，环境中氧气的有无以及含环境中氧气的有无以及含量的多少所造成的影响也量的多少所造成的影响也不同不同温度对微生物生长的影响温度对微生物生长的影响温度是影响微生物生长的最重

29、要因素之一。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：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。影响细胞合成。影响细胞膜的流动性。温度高，流动性大，有利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。代谢产物的分泌。影响物质的溶解度。对生长有影响。影响物质的溶解度。对生长有影响。最低生长温度最低生长温度:指微

30、生物能进行繁殖的最低温度界限。指微生物能进行繁殖的最低温度界限。最适生长温度：最适生长温度：指使微生物迅速生长的温度指使微生物迅速生长的温度。最高生长温度：最高生长温度：指微生物生长繁殖的最高温度界限。指微生物生长繁殖的最高温度界限。微生物微生物处于最适生长温度时，生长速度最快，代时最短。处于最适生长温度时，生长速度最快，代时最短。超过最低生长温度时，微生物不生长，温度过低，甚至会死亡。超过最低生长温度时，微生物不生长，温度过低，甚至会死亡。超过最高生长温度时，微生物不生长，温度过高，甚至会死亡。超过最高生长温度时，微生物不生长，温度过高，甚至会死亡。根据微生物的最适生长温度分类根据微生物的最

31、适生长温度分类嗜冷微生物嗜冷微生物嗜温微生物嗜温微生物嗜热微生物嗜热微生物超嗜热或嗜高温微生物超嗜热或嗜高温微生物微生物类型微生物类型最低温度最低温度oC最适温度最适温度oC最高温度最高温度oC嗜冷微生物嗜冷微生物-5-05-1020-30嗜温微生物嗜温微生物5-1025-4045-50嗜热微生物嗜热微生物3050-6070-80超嗜热或嗜高温微生物超嗜热或嗜高温微生物5570-105110-113嗜冷微生物嗜冷机制：嗜冷微生物嗜冷机制：主要分布在地球的两极、冷泉、深海、冷冻场所主要分布在地球的两极、冷泉、深海、冷冻场所及冷藏食品中。及冷藏食品中。（1 1）系在低温下仍能起催化作用）系在低温下

32、仍能起催化作用 （2 2）细胞膜含较多的）细胞膜含较多的不饱合脂肪酸不饱合脂肪酸在低温在低温下仍具有通透性。下仍具有通透性。嗜热微生物嗜热机制嗜热微生物嗜热机制酶以及核糖体有较强的抗热性酶以及核糖体有较强的抗热性核酸具有较高的热稳定性（核酸具有较高的热稳定性（核酸中核酸中G+C含量高，含量高，可提供形成可提供形成氢键，增加热稳定性氢键，增加热稳定性）。）。细胞膜中饱和脂肪酸含量高，较高温度下能维细胞膜中饱和脂肪酸含量高，较高温度下能维持正常的液晶状态。持正常的液晶状态。(09(09上海生物上海生物)9.)9.存在于盐湖和热泉中的两存在于盐湖和热泉中的两类细菌都具有的特征是类细菌都具有的特征是A

33、.A.在极端环境下进行遗传物质的复制在极端环境下进行遗传物质的复制 B.B.对利福平敏感对利福平敏感C.C.在极端环境下都不进行分裂生殖在极端环境下都不进行分裂生殖 D.D.都没有细胞壁都没有细胞壁答案：答案：A A菌菌 名名生长温度生长温度发酵温度发酵温度累积产物温度累积产物温度 （）（）（）Streptococcus thermophilus374737S.lactis3440产细胞：产细胞：2530产乳酸：产乳酸：30Streptomyces griseus3728_Corenybacterium pekinense32 3335_Clostridium acetobutylicum37

34、33_Penicilium chrysogenum302520以青霉素的生产为例：培养以青霉素的生产为例：培养165165小时采用小时采用分段控制温度分段控制温度的方法，的方法，其青霉素产量比始终在其青霉素产量比始终在30 30 培养提高了培养提高了14.7%14.7%。分段控制方式：分段控制方式：0505小时，小时，30 30；540540小时，小时，25 25；4012540125小小时，时，20 20；125165125165小时，小时，25 25。不同生理生化过程的最适温度不同生理生化过程的最适温度微生物不同生理活动要求不同温度微生物不同生理活动要求不同温度，所以最适生长温度，所以最适

35、生长温度 发酵发酵速度快、积累代谢产物多。速度快、积累代谢产物多。高温与低温对微生物的影响高温与低温对微生物的影响1、高温对微生物的影响、高温对微生物的影响高温下蛋白质不可逆变性，膜受热出现小孔，破坏细高温下蛋白质不可逆变性，膜受热出现小孔，破坏细胞结构（溶菌）。用于胞结构（溶菌）。用于灭菌灭菌。2、低温对微生物的影响、低温对微生物的影响当环境温度低于微生物的最适生长温度时，微生物当环境温度低于微生物的最适生长温度时，微生物的生长繁殖停止，的生长繁殖停止，用于保存食物和菌种用于保存食物和菌种。造成死亡的原因：造成死亡的原因：冻结时细胞水分变成冰晶，冰晶对细胞膜产生机械冻结时细胞水分变成冰晶，冰

36、晶对细胞膜产生机械损伤，膜内物质外漏。损伤，膜内物质外漏。冻结过程造成细胞脱水冻结过程造成细胞脱水灭菌（灭菌（sterilization)sterilization)是指利用某种杀死物体中包括芽孢在内的是指利用某种杀死物体中包括芽孢在内的所所有微生物有微生物的一种措施的一种措施.分分干燥灭菌干燥灭菌与与湿热灭湿热灭菌菌。消毒（消毒（disinfection)disinfection)是利用某种方法杀死或灭活物质或物质中是利用某种方法杀死或灭活物质或物质中所所有病原微生物有病原微生物的一种措施。分为巴斯德消毒的一种措施。分为巴斯德消毒和煮沸消毒法。消毒效果取决于消毒时的温和煮沸消毒法。消毒效果取

37、决于消毒时的温度和消毒时间。度和消毒时间。防腐（防腐（antisepsis)antisepsis)是在某些化学物质或物理因子作用下，能是在某些化学物质或物理因子作用下，能防防止或抑制止或抑制微生物生长的一种措施，它能防止微生物生长的一种措施，它能防止食品腐败或防止其它物质霉变。食品腐败或防止其它物质霉变。同一种微生物在其不同的生长阶段和不同的生理生化过程中，同一种微生物在其不同的生长阶段和不同的生理生化过程中，对对pH值的要求也值的要求也不同不同。举例：举例：Aspergillus niger在在pH22.5范围时有利于合成柠檬酸，当在范围时有利于合成柠檬酸，当在pH2.56.5范围内时以菌体

38、生长为主，而在范围内时以菌体生长为主，而在pH7.0时，则以合成草酸时，则以合成草酸为主。为主。微生物微生物 生长最适生长最适pH 合成抗生素最适合成抗生素最适pH灰色链霉菌灰色链霉菌6.36.96.77.3红霉素链霉菌红霉素链霉菌6.67.06.87.3产黄青霉产黄青霉6.57.26.26.8金霉素链霉菌金霉素链霉菌6.16.65.96.3龟裂链霉菌龟裂链霉菌6.06.65.86.1灰黄青霉灰黄青霉6.47.06.26.5（2 2）生长的最适）生长的最适pHpH值与发酵的最适值与发酵的最适pHpH值值溶解氧溶解氧微生物对氧的需要和耐受力在不同微生物对氧的需要和耐受力在不同的类群中变化很大，根

39、据微生物与的类群中变化很大，根据微生物与氧的关系氧的关系,可把它们分为几种类群可把它们分为几种类群:专性好氧菌专性好氧菌:好氧菌好氧菌 微好氧菌：微好氧菌：兼性厌氧菌兼性厌氧菌 耐氧厌氧菌：耐氧厌氧菌：厌氧菌厌氧菌 (专性专性)厌氧菌：厌氧菌：（3）氧）氧好氧型微生物好氧型微生物厌氧型微生物厌氧型微生物严格厌氧严格厌氧兼性厌氧微生物兼性厌氧微生物多种细菌和大多数真菌多种细菌和大多数真菌某些链球菌等某些链球菌等某些产甲烷杆菌某些产甲烷杆菌酵母菌酵母菌专性好氧菌专性好氧菌好好氧氧菌菌兼性好氧菌兼性好氧菌 兼性好氧菌也称兼性厌氧菌兼性好氧菌也称兼性厌氧菌耐氧菌耐氧菌：只能在较低的氧分压下才能只能在较

40、低的氧分压下才能正常生长。如幽门螺杆菌正常生长。如幽门螺杆菌厌厌氧氧菌菌微好氧氧菌微好氧氧菌专性厌氧菌专性厌氧菌：分子氧会对它们有毒，即使分子氧会对它们有毒，即使 短期内接触空气，也会抑制短期内接触空气，也会抑制 其生长，甚至死亡。其生长，甚至死亡。在有氧或无氧环境中均能生长繁殖在有氧或无氧环境中均能生长繁殖的微生物。在有氧的微生物。在有氧(O2)或缺氧条件下或缺氧条件下,可通过不同的氧化方式获得能量。可通过不同的氧化方式获得能量。如酵母菌在有氧环境中进行有氧呼如酵母菌在有氧环境中进行有氧呼吸在无氧情况下进行无氧呼吸放出吸在无氧情况下进行无氧呼吸放出酒精和二氧化碳酒精和二氧化碳 生长不需氧，但

41、分子氧对其无毒生长不需氧，但分子氧对其无毒 害，不能进行有氧呼吸依靠无氧呼害，不能进行有氧呼吸依靠无氧呼吸产能。一般乳酸菌多数是耐氧菌，吸产能。一般乳酸菌多数是耐氧菌，如乳链球菌、乳酸乳杆菌、肠膜明如乳链球菌、乳酸乳杆菌、肠膜明串珠菌和粪链球菌等，乳酸菌以外串珠菌和粪链球菌等，乳酸菌以外的耐氧菌如雷氏丁酸杆菌。的耐氧菌如雷氏丁酸杆菌。乳酸菌不是一个分类学上的名称，是乳酸菌不是一个分类学上的名称，是指在代谢过程中能产生乳酸的细菌的指在代谢过程中能产生乳酸的细菌的总称。其中能进行乳酸发酵的大部分总称。其中能进行乳酸发酵的大部分是细菌，有些为球菌、有些为杆菌是细菌，有些为球菌、有些为杆菌.乳酸菌属耐

42、气性厌氧微生物，它们的乳酸菌属耐气性厌氧微生物，它们的产能不需氧，但在有无氧的条件下都产能不需氧，但在有无氧的条件下都能进行典型的乳酸发酵。能进行典型的乳酸发酵。31.31.（0606天津理综）天津理综）(14(14分分)(1)(1)下图为某种细菌的生下图为某种细菌的生长曲线及长曲线及A A、B B两种代谢产两种代谢产物积累曲线。请据图回答物积累曲线。请据图回答问题：问题：A A产物合成始于细菌生产物合成始于细菌生长曲线的长曲线的 期，属于期，属于 代谢产物。代谢产物。B B产物的积累量在细菌产物的积累量在细菌生长曲线的生长曲线的 期最大。期最大。对数对数次级次级稳定稳定(09(09重庆理综重

43、庆理综)3.)3.下列有关大肠杆菌的叙述，正确的下列有关大肠杆菌的叙述，正确的是是A.A.大肠杆菌以复制方式进行繁殖，其拟核是一个环大肠杆菌以复制方式进行繁殖，其拟核是一个环状状DNADNA分子分子B.B.在含葡萄糖和乳糖的培养基上，大肠杆菌首先利在含葡萄糖和乳糖的培养基上，大肠杆菌首先利用乳糖作碳源用乳糖作碳源C.C.用大肠杆菌工程菌生产干扰素时，应及时添加核用大肠杆菌工程菌生产干扰素时，应及时添加核酸等生长因子酸等生长因子D.D.处于对数期的大肠杆菌，常作为生产用的菌种和处于对数期的大肠杆菌，常作为生产用的菌种和科研的材料科研的材料答案：答案：D D(09(09江苏生物江苏生物)19)19

44、某小组进行某小组进行“探究培养液中酵母菌探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化种群数量的动态变化”实验时，同样实验条件下分别实验时，同样实验条件下分别在在4 4个试管中进行培养个试管中进行培养(见下表见下表)，均获得了，均获得了“S”“S”型增型增长曲线。根据实验结果判断，下列说法错误的是长曲线。根据实验结果判断，下列说法错误的是 试管号试管号 I I 培养液体积培养液体积(mL)(mL)10 10 5 5 10 10 5 5 起始酵母菌数起始酵母菌数(10(103 3个个)10 10 5 5 5 5 10 10A A4 4个试管内的种群初始阶段都经历了个试管内的种群初始阶段都经历了“J”“J”

45、型增长型增长 B B4 4个试管内的种群同时达到个试管内的种群同时达到K K值值C C试管试管内种群的内种群的K K值与试管值与试管不同不同 D D试管试管内的种群数量先于试管内的种群数量先于试管开始下降开始下降答案：答案：B B31.（06天津理综）天津理综）(14分分)(1)下图为某种细菌的生下图为某种细菌的生长曲线及长曲线及A、B两种代谢产两种代谢产物积累曲线。请据图回答物积累曲线。请据图回答问题：问题：解析：解析：获取曲线信息：获取曲线信息：A于对数期开始合成于对数期开始合成一定阶段产生一定阶段产生次级代谢产物次级代谢产物考查微生物生长、代谢及识图能力考查微生物生长、代谢及识图能力(2

46、)(2)绝大多数微生物的最适生长温度为绝大多数微生物的最适生长温度为25253737。为了探究培养温度对谷氨酸棒状杆菌代谢产为了探究培养温度对谷氨酸棒状杆菌代谢产物谷氨酸合成量的影响，设计如下实验。在实验中有物谷氨酸合成量的影响，设计如下实验。在实验中有4 4处处错误，分别标以错误，分别标以，请依次分析错误原因。，请依次分析错误原因。第一步第一步:设定培养温度为设定培养温度为2828、2929、3030 。第二步：将菌种接种到灭菌后的液体培养基中，第二步：将菌种接种到灭菌后的液体培养基中，分别在设定的温度条件下分别在设定的温度条件下密闭培养密闭培养 。第三步：在第三步：在衰亡期衰亡期定时取样，

47、分别测定谷氨定时取样，分别测定谷氨酸合成量，记录结果并绘制曲线。酸合成量，记录结果并绘制曲线。实验结果预测及结论：若在实验结果预测及结论：若在3030培养条件下，培养条件下，谷氨酸合成量最大，则认为，谷氨酸合成量最大，则认为，3030为该细菌合成谷氨酸为该细菌合成谷氨酸的最适培养温度的最适培养温度。(2)(2)绝大多数微生物的最适生长温度为绝大多数微生物的最适生长温度为25253737。为了探究培养温度对谷氨酸棒状杆菌代谢产为了探究培养温度对谷氨酸棒状杆菌代谢产物谷氨酸合成量的影响，设计如下实验。在实验中有物谷氨酸合成量的影响，设计如下实验。在实验中有4 4处处错误，分别标以错误，分别标以，请

48、依次分析错误原因。，请依次分析错误原因。答案答案（考查代谢知识、实验分析能力、语言表达（考查代谢知识、实验分析能力、语言表达能力）能力）2828、2929、3030 ：温度设定范围过窄：温度设定范围过窄 密闭培养密闭培养 ：谷氨酸棒状杆菌是好氧细菌，：谷氨酸棒状杆菌是好氧细菌，不应密闭培养不应密闭培养 衰亡期衰亡期：从调整期至衰亡期均有谷氨酸的合：从调整期至衰亡期均有谷氨酸的合成，故取样时期有遗漏成，故取样时期有遗漏（谷氨酸为初级代谢产物）（谷氨酸为初级代谢产物）3030为该细菌合成谷氨酸的最适培养温度为该细菌合成谷氨酸的最适培养温度：实：实验结果有局限性，合成谷氨酸的最适培养温度有可能高验结果有局限性，合成谷氨酸的最适培养温度有可能高于于30 30 结束语结束语谢谢大家聆听！谢谢大家聆听！67