㈠ 工业微生物有哪些优越性
这里说的工业微生物，是指在工业生产中作为生产者的微生物。这类工业微生物种类相当多，形成一支不可多得的生力军。例如，放线菌、细菌、真菌等能生产5500多种抗生素，其中有4000多种是由放线菌产生的。可见，工业微生物是一支庞大的队伍了。
为什么科学家对微生物在工业上的应用这么感兴趣呢?不论是微生物学家，还是化工专家，他们看中的是应用工业微生物进行生产有许多优越性。这些优越性主要表现在：
首先，微生物能在常温常压下进行各种生物化学反应。即使在发酵罐中，也不会出现爆炸。这就大大避免了在生产过程中的事故。
其次，以微生物为对象进行的物质转化，不完全利用地球上的有限资源(如石油)，而着眼于再生资源(如纤维素、木质素、淀粉等)的利用。因此，原料来源丰富，不会因原料少而停止生产。
第三，用微生物生产复杂的有机化合物(有机酸、核酸、糖等)，可以让几十步化学反应像一步反应那样在反应器中进行，实现连续性大规模生产，这既缩短周期，又降低成本。
第四，微生物生产安全、干净，不会产生有害物质，不会污染环境。
生物有雌雄的区别。决定性别的是生物的性染色体。
以家兔为例，它共有22条染色体，其中1对为性染色体。如果兔细胞内的一对性染色体相同，即都为XX染色体，则为雌兔；一对性染色体不同，即为XY染色体，则为雄兔。因此，雌兔只形成一种卵子——X卵子；雄兔形成两种精子——X精子和Y精子。
为了多繁殖小兔，人们自然喜欢多养雌兔，尽量少养雄兔。只要进行以下实验，就可达到多养雌兔的目的；取出雄兔的精液倒入一U形管中；往U形管两端各插入一个电极，一为正极，一为负极；通电。于是，带X染色体的精子(带负电)大多数移向正极，带Y染色体的精子(带正电)大多移向负极。用人工授精方法，把正极附近的精液注射到雌兔阴道里，结果雌兔怀孕后生下的小兔，大多数是雌兔。类似的实验，在其他家畜的繁殖上也取得了成功。
人的男女性别也是由一对性染色体决定的。性染色体全是XX时，便是女性；为XY时，便是男性。这就是说明，人与其他生物在很多方面是相同的，人是由生物进化来的；性别并不由母亲决定，而是由父亲决定的。
家禽(如鸡)的性别也是由一对性染色体决定的。不过，它正好与家兔和人的情况相反；性染色体为ZZ的是雄禽；为ZW的是雌禽。
道尔顿是18世纪英国的大科学家，近代原子理论的奠基人。他是第一个发现红绿色盲的人，也是第一个被发现患红绿色盲的人，所以红绿色盲又称“道尔顿病”。
在一个圣诞节，青年道尔顿给母亲买了一双长袜，作为节日礼物。母亲收到这份礼品，非常高兴，但美中不足的是颜色实在太鲜艳，与自己的年龄不相称。道尔顿吃惊地问：“深蓝色怎么不相称?”母亲感到意外：“什么?这袜子像樱桃一般红呀!”
从此，道尔顿才知道自己的色觉和别人的不同，他没有区分红色和绿色的能力，即红绿色盲。后来，他研究了这种病因，还写了一本书——《论色觉》。
红绿色盲属于性染色体隐性遗传。基因一般随所在的染色体连在一起或锁在一起同时传递到下代，这叫连锁。X染色体上的基因随X染色体一起传递，叫X连锁或性连锁。红绿色盲基因不但存在于X染色体(性染色体)中，而且为隐性，所以性连锁隐性基因的遗传，随不同性别的情况而不同。在女性中，X成双存在，必须两条都具隐性致病基因才能患病；男性的X染色体是成单的，所以只要X染色体带有致病基因就会发病。但是，两条带病基因的X染色体组合在一起(XX)的机会很小，所以患X连锁隐性遗传病的男性要比女性多得多。红绿色盲，男性远多于女性，我国男性色盲发病率为7%，女性0?5%
道尔顿的红绿色盲基因是由母亲传给他的，他的母亲是红绿色盲基因的携带者。
1866年，达温医生首先提出一种临床疾病：患者智力极低，顶多会说“爸”“妈”等单音节语言，根本没有抽象思维能力，坐立行都很晚。外形也很特别：眼裂小，眼间距很宽，鼻根低平，颌小，口常半开，舌吐出口外。手指特短，小指内弯，拇趾与第二趾之间相距很大。
经过染色体检查，发现患者体细胞中有47条染色体，多了一条21号染色体。其他染色体都是成双结对，只有21号染色体是三个凑在一起。这属于常染色体数目的变异。
还有一种遗传病叫猫叫综合症，显着特点是患儿的哭声音调特高，声音较低，很像猫叫的声音，因此而得名。患者女性多，头小，脸很圆，眼间距宽，容貌古怪，身体发育迟滞，智力严重减退。常在婴儿期或幼儿期夭折。
染色体检查发现，患者体细胞第5号染色体的短臂丢失了大约二分之一。这属于常染色体结构的变异。
染色体数目和结构的变异都是不治之症。最好进行产前检查，做染色体分析。如发现是先天愚型或猫叫综合症，即做人工流产，不让患儿出生。
㈡ 常用的工业微生物有哪些
工业生产上常用的微生物有细菌、放线菌、酵母菌和霉菌,由于发酵工程本身的发展以及遗传工程的介入,藻类、病毒等也正在逐步成为工业生产的微生物.
1．细菌 工业生产中常用的细菌有：枯草芽孢杆菌、乳酸杆菌、醋酸杆菌、棒状杆菌、短杆菌、节杆菌、假单胞菌、小球菌等,用于生产乳酸、醋酸、氨基酸、核苷酸、淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、维生素、肌苷酸、丙酮丁醇等产品以及生物防治、细菌浸矿等.
2．放线菌
它的最大经济价值在于能产生多种抗生素.从微生物中发现的抗生素,有60%以上是放线菌产生的,如链霉素、金霉素、红霉素、庆大霉素等.常用的放线菌主要来自以下几个属：链霉菌属、小单孢菌属和诺卡氏菌属等.近年来也用放线菌生产氨基酸、核苷酸、维生素和酶制剂等.
3．酵母菌 工业上常用的酵母菌有：啤酒酵母、假丝酵母、类酵母等,用于酿酒、制造面包、制造低凝固点石油、生产酒精、脂肪酶,以及生产可食用、药用和饲用的酵母菌体蛋白等.
4． 霉菌 工业上常用的霉菌有：藻状菌纲的根霉、毛霉、犁头霉、子囊菌纲的红曲霉,半知菌类的曲霉、木霉、青霉等；它们可用于生产多种酶制剂、抗生素、有机酸、生长素及甾体激素等.
㈢ 工业微生物特点
三,微生物的生物学特点与作用
微生物除具有生物的共性外,也有其独特的特点,正因为其具有这些特点,才使得这样微不可见的生物类群引起人们的高度重视.
(一)种类繁多,分布广泛
(二)生长繁殖快,代谢能力强
(三)遗传稳定性差,容易发生变异
(一)种类繁多,分布广泛
种类极其繁多——已发现的微生物达10万种以上,新种不断发现.
分布非常广泛——可以说微生物无处不有,无处不在.
极端环境:冰川,温泉,火山口等极端环境;
土 壤:土壤是微生物的大本营,一克沃土中含菌量高达几亿甚至几十亿;
空 气:空气中也含有大量微生物,越是人员聚集的公共场所,微生物含量越高;
水:水中以江,湖,河,海中含量高,井水次之;
动植物体表及某些内部器官:如皮肤及消化道等.
微生物的多样性已在全球范围内对人类产生巨大影响.
土壤中微生物的种类繁多,几乎所有的微生物都能从土壤中分离筛选得到,要分离筛选某中微生物,多数情况都是从土壤采取样品.
首先微生物为人类创造了巨大的物质财富,目前所使用的抗生素药物,绝大多数是微生物发酵产生的,以微生物为劳动者的发酵工业,为工,农,医等领域提供各种产品.
另外微生物也为人类带来巨大危害,如疫病的传播,并且引起疫病传播的新微生物种类总不断出现.
(二)生长繁殖快,代谢能力强
大肠杆菌(Escherichia coli)在适宜的条件下,每20分钟即繁殖一代,24小时即可繁殖72代,由一个菌细胞可繁殖到47×1022个,如果将这些新生菌体排列起来,可绕地球一周有余;
生理基础:因为微生物的代谢能力很强, 由于微生物个体微小,单位体积的表面积相对很大,有利于细胞内外的物质交换,细胞内的代谢反应较快.
极大的物质资源:正因为微生物具有生长快,代谢能力强的特点,才使得微生物能够成为发酵工业的产业大军,在工,农,医等战线上发挥巨大作用;
在物质转化中的作用:如果没有微生物,自古以来的动,植物尸体不能分解腐烂,早已是动,植物尸体堆积如山,布满全球.
(三)遗传稳定性差,容易发生变异
微生物个体微小,对外界环境很敏感,抗逆性较差,很容易受到各种不良外界环境的影响;另外,微生物的结构简单,缺乏免疫监控系统, 很容易变异.
微生物的遗传不稳定性,是相对高等生物而言的,实际上在自然条件下,微生物的自发突变频率为10-6左右.
微生物的遗传稳定性差,给微生物菌种保藏工作带来一定不便.
另一方面,正因为微生物的遗传稳定性差,其遗传的保守性低,使得微生物菌种培育相对容易得多.通过育种工作,可大幅度地提高菌种的生产性能,其产量性状提高幅度是高等动,植物所难以实现的.
微生物学及其分支学科
一,微生物学及其研究对象
二,微生物学的分支学科
一,微生物学及其研究对象
微生物学概念:概括地讲,微生物学(Microbiology)是研究微生物及其生命活动规律的学科.
研究对象:研究的主要内容涉及微生物的形态结构,营养特点,生理生化,生长繁殖,遗传变异,分类鉴定,生态分布以及微生物在工业,农业,医疗卫生,环境保护等各方面的应用.研究微生物及其生命活动规律之目的在于充分利用有益微生物,控制有害微生物,使这些微小生物更好地贡献于人类文明.
二,微生物学的分支学科
(一)根据基础理论研究内容不同,形成的分支学科
微生物生理学(Microbiol Physiology)
微生物遗传学(Microbiol Genetics)
微生物生物化学(Microbiol Biochemistry)
微生物分类学(Microbiol Taxonomy)
微生物生态学等(Microbiol Ecology).
(二)根据微生物类群不同,形成的分支学科
细菌学(Bacteriology)
病毒学(Virology)
真菌学(Fungi)
放线菌学(Actinomycetes)等.
(三)根据微生物的应用领域不同,形成的分支学科
工业微生物学(Intustrial Microbiology)
农业微生物学(Agricultural Microbiology)
医学微生物学(Medical Microbiology)
药用微生物学(Patherological Microbiology)
食品微生物学(Food Microbiology)
兽医微生物学(Viterinary Microbiology)等.
(四)根据微生物的生态环境不同,形成的分支学科
土壤微生物学(Soil Microbiology)
海洋微生物学(Marine Microbiology)等.
第三节 食品微生物学及其研究内容
食品微生物学:食品微生物学是专门研究与食品有关的微生物的种类,特点及其在一定条件下与食品工业关系的一门学科.
尽管人类对食品微生物研究的历史很长,但作为微生物学的一门独立的分支学科——食品微生物学,其仍属一门新兴学科.尤其在我国,人们对食品科学的重视仅是改革开放以来,人们解决了温饱问题之后的事情;食品微生物学是随着食品科学的发展而产生的一个重要的学科.
食品微生物研究的主要内容包括三个方面:
一,在食品工业中有益的微生物及其应用;
二,在食品保藏过程中引起食品变质的微生物及其控制;
三,与食品卫生有关的微生物.
第四节 微生物学的发展简史
我们把这个过程分成以下四个阶段加以阐述.
一,微生物学的史前时期
二,微生物的发现与微生物学的启蒙时期
三,微生物学的形成时期
四,微生物学的发展时期
一,微生物学的史前时期
盲目应用时期.
人类已经在很多方面利用了微生物,世界各国人民在自己的生产实践中都积累了很多利用有益微生物和防治有害微生物的经验.北魏的贾思勰《齐民要术》一书中,就详细记载了制醋的方法.我国古代劳动人民就利用了盐腌,糖渍,烟熏,风干等.
二,微生物发现与微生物学启蒙时期
十七世纪,荷兰人吕文虎克(Antony van Leeuwenhock)发明了第一台简易显微镜(200～300倍).
于1669年出版了《安东.列文虎克所发现的自然界秘密》.
随后在近200年的时期,随着显微镜的不断改进,分辨率的提高,人们对微生物的认识由粗略的形态描述逐步发展到对微生物进行详细的观察和根据形态进行分类研究,形成了启蒙的微生物学.
三,微生物学的形成时期
由研究微生物形态的启蒙时期到对微生物的生理生化水平研究时期.
巴斯德(Louis Pasteur, 1822～1895)通过对酒曲的研究,证明了酒曲发酵是其中的酵母菌代谢作用,这一研究结果把对微生物的研究由形态转向生理生化研究水平,为微生物学的形成和发展奠定了基础.巴斯德还通过大量实验证明了食品的腐败变质是遭受微生物污染后,微生物生长繁殖而引起的,从根本上否定了"微生物自然发生说".
微生物学的另一位奠基人是一位德国医生柯赫(Robert Koch, 1843～1910),他为疾病的病原学说建立了基础.
首先从患病动物的病变脏器中分离纯化得到病原菌,通过将病原菌接种回到动物体内,能引起相同症状的疾病,证明了传染病是由某些特定的病原菌传播的.
由于巴斯德和柯赫对微生物学的形成作出了极大的贡献,普遍认为,他们两位是微生物学的奠基人.
四,微生物学的发展时期
本世纪是微生物学的全面发展时期:
细胞的结构与功能,细菌的代谢等;
微生物在工农业生产上发挥巨大作用;
微生物成为生物学研究的主要研究材料;
50年代DNA双螺旋解密后,微生物又成了分子生物学的主要研究材料.微生物学,遗传学和生物化学的相互渗透与作用导致了现代分子遗传学的诞生与发展;
进入70年代,在微生物的研究基础上,导致了DNA重组技术和基因工程的发展.
参考资料：http://chat.hebau.e.cn/jingpinke/shengji/shipinweishengwu/powerpoint/1.ppt