3节:工业微生物 3节:工业微生物简介 1、酿酒工业 白酒:四大名酒,五大香型 啤酒、黄酒、葡萄酒(威士忌、白兰地、伏特加、朗姆、金酒 2、酒精工业 3、溶剂工业(丙酮、丁醇) 4、有机酸工业:乳酸、柠檬酸、衣康酸、延胡索酸、琥珀酸、苹果酸、酒石酸等。 5、抗生素工业 6、酶制剂工业 7、氨基酸工业 8、酵母工业 9、多糖工业:黄原胶、右旋糖苷、等等 10、石油发酵 l1、生物活性物质:核酸类、维生素等 12、其它:微生物农药、沼气发酵、生物制品(菌苗、疫苗) 4节:微生物分类 Microbial taxonomy 分类主要是探索生物之间的亲缘关系,把它们归纳为互相联系的不同类群。 具体任务就是分类、鉴定和命名 、分类单位与命名 (一)分类单位 界,门,纲,目,科属种 种是最基本的分类单位它是一大群表型特征高度相似,亲缘关系极其相近,与同属内其 它种有着明显差异的菌株的总称。 种以下又分亚种(变种)型,类群,菌株(品系) 菌株(品系) strain;表示任何由一个独立分离的单细胞繁殖成的纯种群体及其一切后代。 (二)命名 命名按照《国际细菌命名法规》,采用林奈氏双名法 属名+种名+命名人
3 节：工业微生物... 3 节：工业微生物简介 1、酿酒工业 白酒：四大名酒，五大香型 啤酒、黄酒、葡萄酒（威士忌、白兰地、伏特加、朗姆、金酒） 2、酒精工业 3、溶剂工业（丙酮、丁醇） 4、有机酸工业: 乳酸、柠檬酸、衣康酸、延胡索酸、琥珀酸、苹果酸、酒石酸等。 5、抗生素工业 6、酶制剂工业 7、氨基酸工业 8、酵母工业 9、多糖工业：黄原胶、右旋糖苷、等等 10、石油发酵 11、生物活性物质：核酸类、维生素等 12、其它：微生物农药、沼气发酵、生物制品（菌苗、疫苗） 4 节：微生物分类 Microbial taxonomy 分类主要是探索生物之间的亲缘关系，把它们归纳为互相联系的不同类群。 具体任务就是分类、鉴定和命名。 一、分类单位与命名 （一）分类单位: 界,门,纲,目,科,属,种 种是最基本的分类单位,它是一大群表型特征高度相似，亲缘关系极其相近，与同属内其 它种有着明显差异的菌株的总称。 种以下又分亚种(变种),型,类群,菌株(品系) 菌株(品系)(strain): 表示任何由一个独立分离的单细胞繁殖成的纯种群体及其一切后代。 （二）命名 命名按照《国际细菌命名法规》,采用林奈氏双名法。 属名 + 种名 +命名人
如大肠杆菌: Escherichia coli( Migula) Castellani& Chalmers919 属名:名词,大写首字母,一般描绘主要形态或生理特征 种名形容词,小写,代表一个种次要特征。 未确定种名或不指特定的种时,可在属名后加sp.表示。 举例 真菌界 Fungi 真菌门 Eumycophyta 子囊菌纲 Ascomycetes 原子囊亚纲 Protoascomycetes 内孢霉目 Endomycetales 内孢霉科 Endomycetaceae 酵母亚科 Sacchromycetoideae 酵母属 Sacchromyces 酿酒酵母S. cerevisiae hansen 、分类依据 1、形态特征(个体和群体) 细胞形态:形状、大小、排列、染色反应等 培养:固体—菌落,半固体一穿刺,液体。 2、生理生化反应 营养要求:碳源、氮源、营养类型 代谢产物:种类、产量、显色反应 酶:产酶种类、反应特性 3、生态学特征 相互关系、宿主种类、与氧关系等 4、生活史 5、血清学反应 近年又发展了红外光谱,GC含量,DNA杂交等 三、分类方法 (一)经典分类法
如大肠杆菌: Escherichia coli (Migula) Castellani & Chalmers 1919 属名:名词,大写首字母,一般描绘主要形态或生理特征。 种名:形容词,小写,代表一个种次要特征。 未确定种名或不指特定的种时，可在属名后加 sp.表示。 举例 真菌界 Fungi 真菌门 Eumycophyta 子囊菌纲 Ascomycetes 原子囊亚纲 Protoascomycetes 内孢霉目 Endomycetales 内孢霉科 Endomycetaceae 酵母亚科 Sacchromycetoideae 酵母属 Sacchromyces 酿酒酵母 S. cerevisiae Hansen 二、分类依据 1、形态特征（个体和群体） 细胞形态：形状、大小、排列、染色反应等。 培养：固体— 菌落，半固体— 穿刺，液体。 2、生理生化反应 营养要求：碳源、氮源、营养类型 代谢产物：种类、产量、显色反应 酶：产酶种类、反应特性 3、生态学特征 相互关系、宿主种类、与氧关系等。 4、生活史 5、血清学反应 近年又发展了红外光谱，GC 含量，DNA 杂交等。 三、分类方法 （一）经典分类法
随机地和不系统地根据一些特征进行分类。主要是形态、生理生化特征。 (二)数值分类法 根据较多特征分类,每一特征地位相同。 1、每一菌株为一操作单位,确定很多特征(50-60个) 2、比较菌株间的最大相似性 阳性和阴性符合的总和 ×100% 总的测定数-无效测定数 >85%为同种,>65%为同属 3、据数值绘出矩阵图并转换成树状谱。 (三)分子与遗传方法 1、DNA碱基组成:GC% 相同不能说明是同种,但不同则肯定不是同种。 差别>10%不是同种,<10%可能是同种。 2、核酸分子杂交 比较碱基顺序的同源性 3、16 SIRNA寡核苷酸编目分析 水解rRNA产生一系列寡核苷酸片段,顺序分析。 近年来,采用红外、核磁、电镜等新技术越来越广泛 四、分类系统 原核生物 《伯杰氏细菌鉴定手册》第8版,1973 《伯杰氏系统细菌学手册》第9版,1984 真菌: Ainsworth(1973)系统 酵母: Lodder分类系统 菌种鉴定工作三部曲 获得该微生物的纯培养 2、测定一系列必要的鉴定指标 3、查找权威性鉴定手册
随机地和不系统地根据一些特征进行分类。主要是形态、生理生化特征。 （二）数值分类法 根据较多特征分类，每一特征地位相同。 1、每一菌株为一操作单位，确定很多特征（50—60 个） 2、比较菌株间的最大相似性 阳性和阴性符合的总和 ---------------------------------× 100% 总的测定数 --- 无效测定数 >85%为同种，>65%为同属 3、据数值绘出矩阵图并转换成树状谱。 （三）分子与遗传方法 1、DNA 碱基组成：GC% 相同不能说明是同种，但不同则肯定不是同种。 差别>10%不是同种，<10%可能是同种。 2、核酸分子杂交 比较碱基顺序的同源性 3、16s rRNA 寡核苷酸编目分析 水解 rRNA 产生一系列寡核苷酸片段，顺序分析。 近年来，采用红外、核磁、电镜等新技术越来越广泛。 四、分类系统 原核生物： 《伯杰氏细菌鉴定手册》第 8 版，1973 《伯杰氏系统细菌学手册》第 9 版，1984 真菌：Ainsworth (1973)系统 酵母：Lodder 分类系统 菌种鉴定工作三部曲 1、获得该微生物的纯培养 2、测定一系列必要的鉴定指标 3、查找权威性鉴定手册
章:微生物类群与形态结构 非细胞型:病毒 细胞型:原核微生物:细菌、放线菌等, 无明显核,也无核膜、核仁。 真核微生物:酵母菌、霉菌, 有明显核,有核膜、核仁。 1节:细菌 Bacteria 是微生物一大类群,主要研究对象。 细菌是单细胞的,大小在lum左右,1000倍以上显微镜才能看到其形状。 、细菌的形态和大小 (一)基本形态 1、球菌 Coccus:球形或近球形,根据空间排列方式不同又分为单、双、链、四联、八 叠、葡萄球菌。不同的排列方式是由于细胞分裂方向及分裂后情况不同造成的。 2、杆菌 Bacillus( Bacterium):杆状或圆柱形,径长比不同,短粗或细长。是细菌中种类 最多的。 3、螺旋菌 Spirillum:是细胞呈弯曲杆状细菌统称,一般分散存在。根据其长度、螺旋 数目和螺距等差别,分为弧菌 Vibrio(菌体只有一个弯曲,形似C字)和螺旋菌(螺旋 状,超过1圈)。 与螺旋体 Spirochaeta区别:无鞭毛。 细菌形态不是一成不变的,受环境条件影响(如温度、培养基浓度及组成、菌龄等) 异常形态 般,幼龄,生长条件适宜,形状正常、整齐。老龄,不正常,异常形态。 畸形:由于理化因素刺激,阻碍细胞发育引起。 衰颓形:由于培养时间长,细胞衰老,营养缺乏,或排泄物积累过多引起。 (二)细菌大小 如何测量:显微测微尺 球菌直径05-1um 杆菌直径05-1um,长为直径1-几倍 螺旋菌直径03-1um,长1-50um
一章：微生物类群与形态结构 非细胞型：病毒 细胞型：原核微生物：细菌、放线菌等， 无明显核，也无核膜、核仁。 真核微生物：酵母菌、霉菌， 有明显核，有核膜、核仁。 1 节：细菌 Bacteria 是微生物一大类群，主要研究对象。 细菌是单细胞的，大小在 1um 左右，1000 倍以上显微镜才能看到其形状。 一、细菌的形态和大小 （一）基本形态 1、球菌 Coccus：球形或近球形，根据空间排列方式不同又分为单、双、链、四联、八 叠、葡萄球菌。不同的排列方式是由于细胞分裂方向及分裂后情况不同造成的。 2、杆菌 Bacillus (Bacterium)：杆状或圆柱形，径长比不同，短粗或细长。是细菌中种类 最多的。 3、螺旋菌 Spirillum：是细胞呈弯曲杆状细菌统称，一般分散存在。根据其长度、螺旋 数目和螺距等差别，分为弧菌 Vibrio（菌体只有一个弯曲，形似 C 字）和螺旋菌（螺旋 状，超过 1 圈）。 与螺旋体 Spirochaeta 区别：无鞭毛。 细菌形态不是一成不变的，受环境条件影响（如温度、培养基浓度及组成、菌龄等） 异常形态 一般，幼龄，生长条件适宜，形状正常、整齐。老龄，不正常，异常形态。 畸形：由于理化因素刺激，阻碍细胞发育引起。 衰颓形：由于培养时间长，细胞衰老，营养缺乏，或排泄物积累过多引起。 （二）细菌大小 如何测量：显微测微尺 球菌直径 0.5-1um 杆菌直径 0.5-1um ，长为直径 1-几倍 螺旋菌直径 03-1um，长 1-50um
细菌大小也不是一成不变的。 细胞重量10-13-10-12g,每g细菌含1-10万亿个细菌。 二、细菌细胞结构 研究细菌细胞结构是分子生物学重要内容之一,有了电子显微镜才有可能 其结构分为基本结构和特殊结构 基本结构是细胞不变部分,每个细胞都有,如细胞壁、膜、核。 特殊结构是细胞可变部分,不是每个都有,如鞭毛、荚膜、芽孢。 (一)基本结构 l、细胞壁 cell wall:位于细胞表面,较坚硬,略具弹性结构。 功能:1)维持细胞外形;2)保护细胞免受机械损伤和渗透压危害;3)鞭毛运动支点 4)正常细胞分裂必需;5)一定的屏障作用;6)噬菌体受体位点所在。另外与细菌的抗 原性、致病性有关 革兰氏染色 Cristein gram,1884发明(Koch实验室) 染色过程:(插入 凡是不能被乙醇脱色,呈蓝紫色,称为革兰氏阳性菌G+ 凡是经乙醇脱色,呈复染剂颜色,称为革兰氏阴性菌G- 结果不同主要是细胞壁组成及结构差异造成的 (1)革兰氏阳性菌 Gram positive 以金黄色葡萄球菌为例, Staphylococcus aureus 细胞壁构成:一连续层,厚20-80nm 两部分:网状骨架:微纤丝组成 基质:骨架埋于基质中 化学组成:主要是肽聚糖和磷壁酸 肽聚糖 peptidoglycan(粘肽、胞壁质) 大分子复合体,许多亚单位交联而成。 亚单位 1)双糖单位:N-乙酰胞壁酸(NAM)和N-乙酰葡萄糖胺(NAG)通过a-1,4糖苷键相 连而成
细菌大小也不是一成不变的。 细胞重量 10-13-10-12g ，每 g 细菌含 1-10 万亿个细菌。 二、细菌细胞结构 研究细菌细胞结构是分子生物学重要内容之一，有了电子显微镜才有可能。 其结构分为基本结构和特殊结构。 基本结构是细胞不变部分，每个细胞都有，如细胞壁、膜、核。 特殊结构是细胞可变部分，不是每个都有，如鞭毛、荚膜、芽孢。 （一）基本结构 1、细胞壁 cell wall：位于细胞表面，较坚硬，略具弹性结构。 功能：1）维持细胞外形；2）保护细胞免受机械损伤和渗透压危害；3）鞭毛运动支点； 4）正常细胞分裂必需；5）一定的屏障作用；6）噬菌体受体位点所在。另外与细菌的抗 原性、致病性有关。 革兰氏染色 Cristein Gram，1884 发明（Koch 实验室） 染色过程：(插入） 凡是不能被乙醇脱色，呈蓝紫色，称为革兰氏阳性菌 G+ 凡是经乙醇脱色，呈复染剂颜色，称为革兰氏阴性菌 G- 结果不同主要是细胞壁组成及结构差异造成的。 （1）革兰氏阳性菌 Gram positive 以金黄色葡萄球菌为例，Staphylococcus aureus 细胞壁构成：一连续层，厚 20-80nm 两部分：网状骨架：微纤丝组成 基质：骨架埋于基质中 化学组成：主要是肽聚糖和磷壁酸 肽聚糖 peptidoglycan (粘肽、胞壁质） 大分子复合体，许多亚单位交联而成。 亚单位 1）双糖单位：N-乙酰胞壁酸（NAM）和 N-乙酰葡萄糖胺（NAG）通过 â-1，4 糖苷键相 连而成