氮源和生长因子。.ppt

* 专题复习 微 生 物 一、微生物的营养 （一）、微生物需要的营养物质 微生物需要的营养物质包括五大类：水、无机盐、碳源、氮源和生长因子。 酶和核酸的组成成分 一些天然物质如酵母膏、蛋白栋、动植物组织提取液等可以为微生物提供生长因子 一些微生物生长不可缺少的微量有机物。包括维生素、氨基酸、碱基等 生长 因子 主要用于合成蛋白质、核酸以及含氮的代谢产物 无机氮：N2、NH3、铵盐、硝酸盐; 有机氮：牛肉膏、蛋白陈、尿素 凡能提供氮元素的物质 氮 源 合成微生物的细胞物质和一些代谢产物;还是异养微生物的主要能源物质 无机碳源(CO2、NaHCO3、等含碳无机物) （2）有机碳源：即含碳有机物 凡是提供所需碳元素的物质 碳 源 功 能 来 源 概念 6、对于自养微生物来说，NaHCO3既是 又是 。（碳源 无机盐），NH4HCO3既是 又是 还可以是 。（碳源 氮源 能源）；对于异养微生物来说，含C、H、O、N的大分子化合物既是 ，又是 和 。还可能又是 。（碳源 氮源 能源 生长因子） 说明： 1、微生物最常利用的碳源是 ，尤其是葡萄糖；最常利用的氮源是铵盐、硝酸盐。 2、不同种类的微生物，对碳源的需求差别很大。 3、对于异养微生物来说，含C、H、O、N的大分子化合物既是碳源，又是氮源和能源。可能又是生长因子。 4、微生物之所以需要生长因子，往往是由于缺乏合成这些物质所需的酶或合成能力有限。 5、对许多微生物来说既可以利用无机氮化合物作氮源，也可以利用有机氮化合物作氮源；固氮微生物可以利用N2作为氮源； 二、微生物的代谢 （一）、微生物代谢特点及原因：代谢异常旺盛。微生物的表面积与体积之比很大，使之能迅速与外界进行物质交换。 （二）、微生物代谢的产物 都是在微生物细胞的调节下有步骤的产生的 相同点 抗生素、毒素、激素、色素等 氨基酸、核苷酸、多糖、脂质、维生素等 举例 十分复杂 比较简单 化学结构 有（不同种类微生物细胞内不相同） 无（不同种类微生物细胞内基本相同） 种的特异性 细胞内或外 细胞内 分布 生长到一定阶段（稳定期） 生长全过程一直在产生 产生时期 对自身无明显生理功能，或并非生长发育所必须 生长发育所必须 作用 次级代谢产物 初级代谢产物 （三）、微生物代谢的调节 同时存在，密切配合，高效、准确控制代谢的正常进行 联系 避免代谢产物积累过多。如谷氨酸发酵过程中当谷氨酸过量时就会反馈性的抑制谷氨酸脱氢酶的活性 保证代谢的需要，又避免细胞内物质和能量的浪费，增强了微生物的适应能力。 调节意义 代谢水平的调节（反馈抑制），代谢过程中产生的产物与酶可逆性的结合，使酶的结构产生变化，导致….. 基因（表达）水平上的调节，控制酶的合成，通过酶量的变化来调节来控制代谢速率 调节机制 快速、精确，可逆 间接、缓慢 特点 酶的活性发生变化 酶的种类和数量增加 调节结果 已有酶的活性 诱导酶的合成 调节对象 区别 酶活性的调节 酶合成的调节 说明：组成酶和诱导酶 大肠杆菌分解葡萄糖的酶 只受遗传物质的控制 一直存在 组成酶 大肠杆菌分解乳糖的酶 既受遗传物质控制，又须诱导物的诱导 诱导产生 诱导酶 举例 合成 存在 （四）、微生物代谢的人工控制 人工控制微生物代谢的措施包括改变微生物遗传特性、控制生产过程中的各种条件(即发酵条件)等。其中应用营养缺陷型菌株以解除正常的反馈调节和通过控制细胞膜的渗透性来解除反馈抑制在发酵工业中得到了广泛的应用。 注意降温，使温度控制在所培养微生物的最适温度 温度 加酸、加碱或加缓冲剂 PH 需氧生物保证氧的供应；厌氧生物控制氧的供应。在发酵过程以通气量和搅拌速度来控制溶氧 溶氧 发酵 条件 通过诱变育种选择符合生产要求的菌种，如选育出不能合成高丝氨酸脱氢酶的菌种，让黄色短杆菌发酵积累大量的赖氨酸过程等；控制细胞膜的渗透性也能达到控制微生物代谢的目的。如在谷氨酸的生产过程中，可以采取一定的手段改变细胞膜的透性，使谷氨酸能迅速排放到细胞外面，从而解除谷氨酸对谷氨酸脱氢酶的控制作用，提高谷氨酸产量。 微生物的遗传特性 控制方式 控制条件 三、微生物的生长 （一）、微生物群体生长规律 细菌数目的对数 时间 调整期 对数期 稳定期 衰亡期 通过以一定的速度添加新培养基，放出老培养基，控制其它生产条件（如温度、PH、溶 氧）来延长该期 可作为菌种和材料科研。延长该期可在开始时多放些培养基 缩短该期的措施：①采用与原培养基相同的培养基②增大接种量③接种对数期的菌种 应用 与控制 释放代谢产物 大量积累代谢产物特别是次级代谢产物 代谢旺盛 代谢活跃，大量合成分裂所需