谷氨酸棒桿菌的微生物學介紹

2021-03-04 06:45:27 字數 3699 閱讀 1701

1樓:譚銀光

谷氨酸棒狀桿菌(corynebacterium glutamicum)

一、主要特徵

細胞短桿至小棒狀,有時微彎曲,兩端鈍圓,不分枝,單個或成八字排列,菌體0.7~0.9×1.0~2.5微公尺。革蘭氏陽性。無芽孢,不運動、菌落濕潤、圓形。

二、生產應用

好氧細菌,可用於微生物發酵工程生產谷氨酸來製取谷氨酸鈉(味精),谷氨酸棒狀桿菌在發酵過程中要不斷地通入無菌空氣,並通過攪拌使空氣形成細小的氣泡,迅速溶解在培養液中(溶氧);在溫度為攝氏30到37度,ph為7到8的情況下,經28倒32小時,培養液中會生成大量的谷氨酸。在谷氨酸生產中,培養基中碳氮比為4:1時,菌體大量繁殖而產生的谷氨酸少;當碳氮比為3:

1時,菌體繁殖受抑制,但谷氨酸的合成量大增。在發酵過程中,當ph呈酸性時,谷氨酸棒狀桿菌就會生成乙醯谷氨醯胺;當溶氧不足時,生成的代謝產物就會是乳酸或琥珀酸。

微生物學的特點

2樓:凱是凱喵的凱

1、體積小、比表面積大:微生物的大小以μm計,但比表面積(表面積/體積)大,必然有乙個巨大的營養吸收,代謝廢物排洩和環境資訊接受面。這一特點也是微生物與一切大型生物相區別的關鍵所在。

2、吸收多、轉化快:這一特性為高速生長繁殖和產生大量代謝物提供了充分的物質基礎。

3、生長旺、繁殖快:生長繁殖率極高,如大腸桿菌在20-30分鐘內**一次,如果連續**,48小時內2.2*10^43個細菌數量增加,營養消耗、代謝積累和限制生長速度。

這種特性可以在短時間內將大量的基板轉化為有用的產品,縮短研究週期。還有一些缺點,如疾病、糧食霉變。

4、適應強、易變異:極其靈活適應性,對極端環境具有驚人的適應力,遺傳物質易變異。更重要的是在於微生物的生理代謝型別多、代謝產物種類多。

5、分布廣、種類多:分布區域廣,分布環境廣。生理代謝種類繁多,代謝產物種類繁多,代謝產物種類繁多。

更重要的是,微生物有多種生理代謝和代謝產物。微生物可以在其他有機體生存的任何環境中發現,而微生物也可以存在於其他有機體無法生存的極端環境中。

6、 易於變異,產生突變:微生物由於其體積小、比表面積大,易受環境條件的影響。在紫外線輻射、生物誘變劑和環境中的一些營養因子的變化中,微生物自覺地、強制性地改變其遺傳結構,導致變異。

據統計,在自然條件下,微生物個體變異的概率是百萬分之一。

擴充套件資料

中國是世界微生物資源最豐富的國家之一。微生物資源的研究反映了微生物基礎研究的水平,是國家調查、資源保護、開發和可持續利用的基礎。它也是生物多樣性研究和瀕危物種保護的基礎,也是包括微生物分子生物學和生物技術在內的各種微生物學分支的基礎。

該領域的研究將加快對微生物資源的調查、收集和系統分類,擴大微生物種類和標準儲備,建立中國微生物種類資源庫,使其成為亞洲最大的微生物種類儲存中心和年最大的微生物標本館。亞洲。在系統分類研究中,一般會引入新的方法、新技術和新思想。

生物多樣性、系統進化和微生物生態學的研究將為功能物質的大規模篩選提供材料。其中,極端微生物和對農作物有害或有益微生物的研究逐漸成為乙個熱門的研究領域。

微生物學的主要研究方向包括真菌和地衣學、微生物資源、分類學、系統學、多樣性、種群遺傳學和進化、協同代謝的分子機制、環境微生物學、工業微生物學、系統生物技術、微生物生理學、微生物生理學、微生物代謝學。微生物生態學,微生物生化工程,分子疾病。毒理學和分子免疫學。

3樓:手機使用者

1.體積小、比表面積大

微生物的大小以μm計,但比表面積(表面積/體積)大,必然有乙個巨大的營養吸收,代謝廢物排洩和環境資訊接受面。這一特點也是微生物與一切大型生物相區別的關鍵所在。

舉例:乳酸桿菌:120,000;雞蛋:1.5;人(200磅):0.3

2.吸收多、轉化快

這一特性為高速生長繁殖和產生大量代謝物提供了充分的物質基礎。

舉例:3克地鼠每天消耗與體重等重的糧食;1克閃綠蜂鳥每天消耗兩倍於體重的糧食;大腸桿菌每小時消耗2000倍於體重的糖;發酵乳糖的細菌在1小時內就可以分解相當於其自身重量1,000~10,000倍的乳糖,產生乳酸;1公斤酵母菌體,在一天內可發酵幾千公斤的糖,生成酒精

3.生長旺、繁殖快

極高生長繁殖速度,如e.coli20-30分鐘**一次,若不停**,48小時2.2×10^43菌數增加,營養消耗,代謝積累,限制生長速度。

這一特性可在短時間內把大量基質轉化為有用產品,縮短科研週期。也有不利一面,如疾病、糧食霉變。舉例:

escherichiacoli(大腸桿菌)在最適的生長條件下,每12.5~20分鐘細胞就能**一次;在液體培養基中,細菌細胞的濃度一般為108~109個/ml;谷氨酸短桿菌:搖瓶種子→50噸發酵罐:

52小時內細胞數目可增加32億倍。利用微生物的這一特性就可以實現發酵工業的短週期、高效率生產。例如生產鮮酵母時,幾乎12小時就可以收穫一次,每年可以收穫數百次。

表 若干微生物的代時及每日增殖率 微生物名稱 代時 每日**次數 溫度 每日增殖率 乳酸菌 38分 38 25 2.7×1011 大腸桿菌 18分 80 37 1.2×1024 根瘤菌 110分 13 25 8.

2×103 枯草桿菌 31分 46 30 7.0×1013 光合細菌 144分 10 30 1.0×103 釀酒酵母 120分 12 30 4.

1×103 小球藻 7小時 3.4 25 10.6 念珠藻* 23小時 1.

04 25 2.1 矽藻 17小時 1.4 20 2.

64 草履蟲 10.4小時 2.3 26 4.

92 *為念珠藍菌屬(nostoc)的舊稱,與細菌同屬原核生物。

4、適應強、易變異

極其靈活適應性,對極端環境具有驚人的適應力,遺傳物質易變異。更重要的是在於微生物的生理代謝型別多、代謝產物種類多。舉例:

萬公尺深海、85公里高空、地層下128公尺和427公尺沉積岩中都發現有微生物存在。微生物的種數,據2023年: 型別 低限 傾向種數 高限 病毒與立克次氏體 1217 1217 1217 支原體 42 42 42 細菌與放線菌 >1000 1500 1500 藍細菌 1227 1500 1500 藻類 15051 23100 23100 真菌 37175 47300 68939 原生動物 24068 24068 30000 總數 79780 98727 127298 5.分布廣、種類多

分布區域廣,分布環境廣。生理代謝型別多,代謝產物種類多,種數多。更重要的是在於微生物的生理代謝型別多、代謝產物種類多。

任何有其它生物生存的環境中,都能找到微生物,而在其它生物不可能生存的極端環境中也有微生物存在。

舉例:青黴素生產菌penicilliumchrysogenum(產黃青黴)的產量2023年為每毫公升發酵液中含20單位青黴素,40多年來,經過世界各國微生物遺傳育種工作者的不懈努力使該菌產量變異逐漸積累,加上發酵條件的改進,世界上先進國家的發酵水平每毫公升已超過5萬單位,甚至接近10萬單位。微生物的數量性狀變異和育種使產量提高的幅度之大,是動植物育種工作中絕對不可能達到的。

正因為如此,幾乎所有微生物發酵工廠都十分重視菌種選育工作。

⒍ 易於變異,產生突變

微生物個體小,比表面積大等原因,使得微生物容易受環境條件的影響,在紫外線、生物誘變劑以及環境中的某些營養因子的改變,微生物個體自覺和被迫產生基因結構改變,從而產生變異體,據統計自然條件下,微生物個體變異概率為百萬分之一。由於微生物容易產生突變體,因此人們利用微生物這一特性,進行微生物誘變,然後篩選具有某種目的特性的微生物菌株,如提高產量、營養缺陷型等。

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