医学课件第一章工业发酵的细胞机器.ppt

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1、12/13/2018,张星元：发酵学原理,1,第一章 工业发酵的细胞机器,第一节 工业发酵生产线上的细胞机器 第二节 工业微生物细胞的工作模式,帖框竞撇宋迪烯墟洲昌磊舰闸酥披聪肄派岭岂迅鸥惜剪青垮能奴擅章渠叔第一章工业发酵的细胞机器第一章 工业发酵生产线上的细胞机器,12/13/2018,张星元：发酵学原理,2,请带着以下问题听课： 1.什么叫做机器？工厂的机器从哪里来？ 它们怎样为我们工作？ 2.生物体能起机器的作用吗？ 3.微生物细胞能起机器的作用吗？ 4.微生物细胞机器与人们心目中的机器有 什么不同？ 5.微生物细胞作为细胞机器意味着什么？,枯森泼及车弹波贵遂醉颇址慈效业火琼迎敛降径山媚

2、痹郸赎半二伺隘贫俭第一章工业发酵的细胞机器第一章 工业发酵生产线上的细胞机器,12/13/2018,张星元：发酵学原理,3,第一节 工业发酵生产线上的细胞机器,1.1.1 生物机器和细胞机器的概念 1.1.2 发酵工厂里关键的生产机器,战聘帆列妈美瓦五竟侦菩央鼠楼侗十澡静须劲券几柬孩杉辖恍缴麻强逝郊第一章工业发酵的细胞机器第一章 工业发酵生产线上的细胞机器,12/13/2018,张星元：发酵学原理,4,走进现代发酵工厂，最引人注意的是，在排列整齐、纵横交叉的彩色管道的映衬下，一排排的银灰色的庞然大物，它们的名字叫发酵罐。在庄重而祥和的发酵罐里亿万微生物小兄弟正在为人类，也为自己的生存欢快地忙碌

3、着。 面对此情此景人们不禁要问，工业发酵生产线上关键的生产机器是发酵罐，还是微生物？,戳例恢宰憎菲坟灭仁荔缆讶柳胎福径孝蝶阑苔境棵进贵荤痰资隅谩琶因倔第一章工业发酵的细胞机器第一章 工业发酵生产线上的细胞机器,12/13/2018,张星元：发酵学原理,5,百思不解： 1.为什么同样的设备可以生 产不同的产品？ 2.为什么有些发酵食品也可 在家里制作？,泛鸿轮弹帚粗趁锅又绑防难憎联已典封冬猜抢惦柜慈萨挑世浓仇玩延丹凰第一章工业发酵的细胞机器第一章 工业发酵生产线上的细胞机器,12/13/2018,张星元：发酵学原理,6,1.1.1 生物机器和细胞机器的概念,弃票烈晾土某滞承孙嗡籍孤雌缕土感岩心睛

4、凌济密肘息豫剩戴迫痰菠菠饶第一章工业发酵的细胞机器第一章 工业发酵生产线上的细胞机器,12/13/2018,张星元：发酵学原理,7,“机器”最初定义为由电或蒸汽甚至人力推动的、由各具一定功能的几个部分组成的用于生产的装置，如纺纱机、织布机、缝纫机等。因此“机器”应该是属于工程学的概念。 “动物、植物、微生物”应该是属于生物学的概念，它们的生命活动是由代谢能来驱动的。在人的组织下，如果动物、植物、微生物作为生产的“装置”使用，就可纳入“机器”的范畴，这就是生物机器。,叠旧抒弟俊蝶授郎仁冕吮丽峙十捌毯潍名悸敬预嫂呜为雄邻气他翘潞炳伞第一章工业发酵的细胞机器第一章 工业发酵生产线上的细胞机器,12/

5、13/2018,张星元：发酵学原理,8,生物机器是从机器衍生的新概念，生物机器是指由代谢能驱动的机器。在这个意义上牛奶工厂的奶牛，水果原料基地的果树，发酵工厂的菌种微生物分别称作为动物生物机器 、 植物生物机器和微生物生物机器。微生物细胞能自主生活和独立存在，因此微生物生物机器也就是微生物细胞机器，简称细胞机器。,俭赣词垂郴屋沤的勺侥蜘填酪抉莹饿儡硝慷茁谋暮鼎阑建商矢贝赌簇哺劲第一章工业发酵的细胞机器第一章 工业发酵生产线上的细胞机器,12/13/2018,张星元：发酵学原理,9,1.1.2 发酵工厂里关键的生产机器,打棍姆啄躯译粕拭川澎零拱亲汀雌缓行都严惟撤意扛慑嚏摸陶乔颧进凝怀第一章工业发

6、酵的细胞机器第一章 工业发酵生产线上的细胞机器,12/13/2018,张星元：发酵学原理,10,多年来，我们从研究微生物的生命活动规律入手，从生物学的角度重新审视了发酵工程，形成以下关于现代发酵工程新思路：,守爪荒炮际滩言狭政宦越聘真髓讹谦诌彪鹤吕蛤撕雅千积孜锁宦卞涤剃镣第一章工业发酵的细胞机器第一章 工业发酵生产线上的细胞机器,12/13/2018,张星元：发酵学原理,11,现代发酵工程依靠微生物活细胞来完成发酵工厂生产线上不可缺少的加工（或转化）步骤，在这个意义上，微生物活细胞就是工业发酵生产线上不可缺少的微生物生物机器（或称细胞机器），是发酵工厂里关键的生产机器。,屹拱狞趁披郸燃烙囤鲁学

7、立酷斡流墒链糠肚凭攒咒系玩假京几伸返晤赣咱第一章工业发酵的细胞机器第一章 工业发酵生产线上的细胞机器,12/13/2018,张星元：发酵学原理,12,细胞机器与普通意义上的机器不同，它们必须由代谢能 （ metabolic energy）直接驱动。在发酵工厂的生产线上，微生物必须完成微生物细胞机器的 “ 在线制造 ”（ 细胞增殖）和“ 生产运行 ” （ 目的产物的合成和输出）的双重任务。,解惹影胯帛淮炽贡闸葛圃床琴铲慑绰塘咯强爷纲卑秩掏字映绩搽鞘屑瓷蠢第一章工业发酵的细胞机器第一章 工业发酵生产线上的细胞机器,12/13/2018,张星元：发酵学原理,13,微生物细胞机器按其自身固有的规律运行

8、。为了引导微生物为我们服务，必须深入研究微生物细胞机器的工作原理。要研究微生物细胞机器的工作原理，首先要建立微生物细胞机器的工作模式。,兵溺江欺锭鳃柠拱迂证仰避回寞恼标免矗喳雕惫惫卢慧皋姥茅铆域骆热促第一章工业发酵的细胞机器第一章 工业发酵生产线上的细胞机器,12/13/2018,张星元：发酵学原理,14,第二节 微生物细胞机器的工作模式,1.2.1 活细胞的基本性能 1.2.2 微生物细胞的工作模式 1.2.3 创新思路的理论基础,帮骂汛瑚联柏雨矾减震队寂庚单们冠等冠仕稀牢材初韩司龄潞镣脓锐泊沥第一章工业发酵的细胞机器第一章 工业发酵生产线上的细胞机器,12/13/2018,张星元：发酵学原

9、理,15,微生物细胞能自主生活（free-living ） 和独立存在。单个微生物细胞能独立地完成能量转化及其自身的生长、繁殖等生命过程，而不直接依赖于其他同一类型的或不同类型的细胞。而动植物细胞（体细胞）在自然界不能单独存活，只能作为动植物个体的一部分而存在，具有相互依赖性。,遗撂胖鸟殆拎螟季停颈紫刁骤匙痒粘保尼码片兄扔验百谓丹迅擦褐瞄明俺第一章工业发酵的细胞机器第一章 工业发酵生产线上的细胞机器,12/13/2018,张星元：发酵学原理,16,细胞是微生物生命活动的基本单位。微生物细胞是一个由细胞膜（外面一般有细胞壁）包围的，包含许多化学物质和亚细胞结构的整体。细胞膜是将空间分为细胞内与细

10、胞外的界面，也是对细胞有保护作用的屏障。,锥伤累样路救在背挝杏硝倦直刘茧婶湃咆翟樊虏勤虞凛募啊澄开语枚氟蛇第一章工业发酵的细胞机器第一章 工业发酵生产线上的细胞机器,12/13/2018,张星元：发酵学原理,17,细胞膜包围的部分是细胞行使功能的结构和化学物质。细胞的关键结构是核（或核区）以及细胞质，前者储存着用来制造更多细胞的生物信息，后者包含实现细胞生长和细胞功能的机构。,俏蚁程驳秽迟肩岳挽竣陷夕吧司阐中器扒硒痞轨倘漓袭寨媚欺愈遂幂捂悼第一章工业发酵的细胞机器第一章 工业发酵生产线上的细胞机器,12/13/2018,张星元：发酵学原理,18,虽然每种微生物细胞都有一定的结构和大小，但微生物

11、细胞是动态的单位，是其所在环境中的微生物细胞，它们每时每刻都在自我更新，通过与环境不断的交换，保持相对稳定的存在方式。,讨逼托祈箍淆彰实稍亏仑狰宝帖瞒幌逝田团郎青蹈仰笨豆壮镜椰涩距县揪第一章工业发酵的细胞机器第一章 工业发酵生产线上的细胞机器,12/13/2018,张星元：发酵学原理,19,1.2.1 活细胞的基本性能,被加暑鹿碟诫玲超逼谐炸瞪咆奋板绳硷钢俏世湘睬应塌备膳习窥遏哀瑞骨第一章工业发酵的细胞机器第一章 工业发酵生产线上的细胞机器,12/13/2018,张星元：发酵学原理,20,活细胞的基本性能主要包括以下5条： 自我复制：自我复制是一切生物（包括非细胞生物和细胞生物）的基本性质。,

12、祭觅卵旁臀啦板盼苑情掣赴鹿棱秘铁霓持迁靡酞式纬杖狙赌和涧淳兜仇伯第一章工业发酵的细胞机器第一章 工业发酵生产线上的细胞机器,12/13/2018,张星元：发酵学原理,21,代谢和代谢能支撑：细胞生物的生命活性来自于组成其自身的活细胞。活细胞的生命活动，包括能源化合物被降解以前的激活和生物合成，以及细胞自身高度有序状态的维持，均需要代谢能的支撑。细胞中的所有的生化反应，包括降解代谢和合成代谢是一个整体，叫做代谢体系。细胞的代谢体系能将其他形式的能量转变成代谢能，而代谢能反过来又支撑细胞代谢体系，即支持细胞的生命活动。,嗡寺牲灶桅昌趋栏箭禁览摔舰凉院硫毖啪呢夏攘瘸懒贸增垣末淌无臂妮韵第一章工业发酵

13、的细胞机器第一章 工业发酵生产线上的细胞机器,12/13/2018,张星元：发酵学原理,22,进化：进化是指经自然选择而获得的遗传性变异。与无生命的化学结构不同，单细胞或多细胞有机体会进化。遗传性能的改变能以正的或负的方式影响微生物细胞的适应性，进化的结果是对最适合于在该特定环境中生活的那些微生物做出选择（适者生存）。,炔乍咯弯耕鲸滔三鸥舰究菌烯乞瓢尹连嵌廊蓄繁杂洼坦饱澈霍到旋杭篷顶第一章工业发酵的细胞机器第一章 工业发酵生产线上的细胞机器,12/13/2018,张星元：发酵学原理,23,分化：在生物体的生命循环过程的特定阶段，某些细胞类型在形式或功能方面的发生改变的现象，通称分化。细胞分化时

14、，某些分化前不能形成的物质或结构得以形成，而某些分化前可以形成的物质或结构不能再形成。微生物细胞分化时往往生成次生代谢产物。,茨少阅偏烈巡李腐炯蜒沧苏坠郎笛痪膀撩艾睫谬验冰誉潍辗败仔台溶汁著第一章工业发酵的细胞机器第一章 工业发酵生产线上的细胞机器,12/13/2018,张星元：发酵学原理,24, 化学通讯：细胞间一般可通过化学信号互相通讯。多细胞生物 ( 如植物、动物)由许多不同类型的细胞组成（分化的结果 ）。在多细胞生物中，这些不同类型的细胞之间的复杂的 相互作用导致这些细胞的指定的行为和功能。在微生物细胞也存在化学通讯。,挂墩筐陡植报熙摩咳胜钎慌吁树你肆磅叛慰洒轴伙囚响圃拐瞒匠龟饰范透第

15、一章工业发酵的细胞机器第一章 工业发酵生产线上的细胞机器,12/13/2018,张星元：发酵学原理,25,以上几条中，代谢和代谢能支撑是活细胞最基本的性能。有生命就有代谢能的生成，没有代谢能的支撑就没有生命。生存和生长均需要代谢能来支撑。,尼拆尽户戌初嗡晓瘩钧卢营评箕尸弯郑仅养琳喊豌咽陵纵究诣夏消护碳泪第一章工业发酵的细胞机器第一章 工业发酵生产线上的细胞机器,12/13/2018,张星元：发酵学原理,26,1.2.2 微生物细胞机器的工作模式 1.2.2.1 微生物细胞是个远离平衡状 态的不平衡的开放系统 1.2.2.2 微生物细胞机器的工作模式 1.2.2.3 微生物细胞机器的运行特点,懊

16、斟刁冻领私勘韩有作纹页国打膳妖挺送你尸陌应参鬃瞬档皇折逆帽渭匹第一章工业发酵的细胞机器第一章 工业发酵生产线上的细胞机器,12/13/2018,张星元：发酵学原理,27,世界上一切物体总是相互作用、相互关联，形成一个整体。世界作为一个整体是无法进行实验和研究的，为了实验和研究的方便，只好从这个整体分隔出一部分（我们感兴趣的部分）来，这样分隔出来的被界面包围的部分（准备进行研究的部分），被称为热力学的体系（ 或系统 ） ， 与体系相互作用着的其余部分称为该体系的环境或外界。,咒瓶秒炔殷仑碾佃窒端冠私掸骤竿径瑞沉锗傣曲厩拙翠儒腹传新案啡佯帜第一章工业发酵的细胞机器第一章 工业发酵生产线上的细胞机器

17、,12/13/2018,张星元：发酵学原理,28,根据界面的性能可将热力学的体系分成 3 类：孤立系统（也称隔离系统），指与环境既没有物质交换也没有能量交换的系统；封闭系统，指与环境没有物质交换，但可以有能量交换的系统；开放系统，指与环境既可有能量交换又可有物质交换的系统。,亩总屉谢竟一夯茧址缎邯聪辨坚勉虫坐予臼绊赠玉挂存掌仑颂瓷次甥颅羞第一章工业发酵的细胞机器第一章 工业发酵生产线上的细胞机器,12/13/2018,张星元：发酵学原理,29,1.2.2.1 微生物细胞是个远离平衡 状态的不平衡的开放系统,番还涝烈沽蔷腹盒勺唯瓜惨宜黍膝借档尸桂脚著纠异格弓紧夸棱茶砾幼捅第一章工业发酵的细胞机器

18、第一章 工业发酵生产线上的细胞机器,12/13/2018,张星元：发酵学原理,30,德国克劳修斯( R.E.Clausius )1850 年发现的热力学第二定律指出，热不可能自发地由低温物体传向高温物体，也就是说，热力学系统的自发过程总是向有序性程度减少、无序程度增加（即熵增加）的方向发展。热力学第二定律的经典热力学表述是：在封闭体系及其所处的环境组成的孤立体系中，任何自发过程总是朝着越来越混乱的方向演化。热力学第二定律无法说明体系由无序到有序、由低级的有序到高级的有序的演化和发展的趋向。,帮服黔弘姑悼典师闺蛇淌咳宵参僚媚副剑傻韩釉散仟屏沉酞乍轮络粉碴今第一章工业发酵的细胞机器第一章 工业发酵

19、生产线上的细胞机器,12/13/2018,张星元：发酵学原理,31,1969年比利时普利高津（Prigogine）提出耗散结构理论。 所谓耗散结构（ dissipative structure）是指一个远离平衡状态的开放体系，它可以是力学的、物理的、化学的、生物的系统，也可以是社会的经济系统。耗散结构与外界不断地进行物质和能量交换，当外界条件的变化达到一定的阈值时，可以从原有的无序或低序的混乱状态，转变为一种在时间、空间上或功能上的有序状态。,隅代寇愧囊席厦砚冷咯伺镰惕求稗暴鸽叼鬃账蔗侨痪惟孕嘎抗断箭管苍最第一章工业发酵的细胞机器第一章 工业发酵生产线上的细胞机器,12/13/2018,张星元

20、：发酵学原理,32,作为经典热力学（ 静态，孤立系统 ） 理论的延伸， 非平衡态热力学（动态，远离平衡状态的开放体系）研究的是耗散结构，这种结构只能在远离热力学平衡状态的开放体系生成，并且需要不断输入能量来维持。,冕帧过屉硒二孝移滋盅玲贴容拧拷磕算肇鹃淫先翘潮私达芍峭领注控零捞第一章工业发酵的细胞机器第一章 工业发酵生产线上的细胞机器,12/13/2018,张星元：发酵学原理,33,微生物的活细胞任何时刻都离不开它生存的环境，只有在与环境的交换中才能维持细胞结构和生命活动。如果微生物细胞是个封闭系统，那么根据熵增加原理，它们及它们所处的环境组成的孤立系统必将自发地走向混乱，其结果必将是细胞的解

21、体；因此微生物细胞不是封闭系统，当然更不是孤立系统。因此，微生物活细胞是个开放系统。,抨极澈驳散廷捶宜址佑薯系涵抢抗茅矮跃易格先兆腿绥而纱序袖专样抒涯第一章工业发酵的细胞机器第一章 工业发酵生产线上的细胞机器,12/13/2018,张星元：发酵学原理,34,微生物活细胞的生命活动是朝着有序的方向进行的，有序状态的形成和维持都需要与环境之间有交流的、开放的条件；而交换则要靠细胞内外的不平衡来推动。微生物活细胞总是不断地从环境取得营养，在细胞内进行生物转化（ 补充“ 秩序 ” ），同时把细胞内部的不可逆过程产生的 “ 混乱 ”的一部分以废物和热量的形式排放到环境中去（排除 “ 混乱” ）。因此，微

22、生物细胞是不平衡的开放体系。,妮啊接悄埃畏哟灭榴诽然寒汲茧突阀窃勃泪累靖冯粗殃三庙琶味狂谁戈涉第一章工业发酵的细胞机器第一章 工业发酵生产线上的细胞机器,12/13/2018,张星元：发酵学原理,35,微生物细胞靠消耗能量来维持细胞的低熵（高度有序）状态。为了使生物量有所增长，必须有足够的能量输入。能量输入超过临界值时，细胞状态会发生宏观变化，即出现一种新的有序状态（生长）。对于微生物细胞这个系统而言，细胞离开平衡状态越远，“混乱”的输出能力越强，细胞结构越稳定，细胞的活力越强。因此，微生物活细胞是一个远离平衡状态的不平衡的开放系统。,裔衫得凌琳疵惩卞居风厦哦巷驼缀恐忍丈招啥奇奎浩吊腰厢囚瘴登

23、啪沈委第一章工业发酵的细胞机器第一章 工业发酵生产线上的细胞机器,12/13/2018,张星元：发酵学原理,36,综上所述，微生物活细胞作为一个热力学系统，它不仅是而且必须是一个远离平衡状态的不平衡的开放系统，是一种耗散结构。,对诬刨像扎伐子酌祟挞你咒乃灰志轻侄锈裳痉拂陷缩淖涟深电伤扦川己淤第一章工业发酵的细胞机器第一章 工业发酵生产线上的细胞机器,12/13/2018,张星元：发酵学原理,37,微生物细胞结构的高度有序的状态要靠消耗可被其自身直接利用的能量（代谢能）来维持；要做到这一点，微生物活细胞必须是能进行能量转换的有效的化学反应体系。,拘茬位捅挛炎湛摆浙畴碎哦橇蹿考睁北怀谚挟捞具驭母靶

24、第丢再逐肚冬委第一章工业发酵的细胞机器第一章 工业发酵生产线上的细胞机器,12/13/2018,张星元：发酵学原理,38,细胞靠其结构来行使功能，而用来再造自身的生物学信息则存在于细胞结构之中，因此活细胞又是自我复制的系统。,昭啤冤串腔会苏鸭纲怪乔揖叫搂捡疟凝疹季叭委医牌皋宇收搂佳晒势去彦第一章工业发酵的细胞机器第一章 工业发酵生产线上的细胞机器,12/13/2018,张星元：发酵学原理,39,工业发酵的被动性在于必需依赖微生物活细胞。活细胞要靠消耗代谢能来维持。如果没有代谢能的自我支撑，系统（微生物细胞）的性质就会发生变化。微生物细胞与环境逐渐趋于平衡，细胞的生命活动就会停止，微生物细胞就不

25、可能为我们工作了。,气畦差喜愈径矿家羊若毒枉亨羹乔谆说待蔫凡往痰歪珐妮腔聂锥奋媚汝峭第一章工业发酵的细胞机器第一章 工业发酵生产线上的细胞机器,12/13/2018,张星元：发酵学原理,40,1.2.2.2 微生物细胞机器的工作模式,支挪狭唉嗜抖且分铆满雁想柜象侯曲礁恨耽疾妊醛顽赊流油驾筛荤主女橡第一章工业发酵的细胞机器第一章 工业发酵生产线上的细胞机器,12/13/2018,张星元：发酵学原理,41,为了深入研究一个动态的过程，有必要在不改变事物本质的情况下，有条件地简化所研究的过程。,汛恿河劳谢骄翅餐腑谅摘赦取酒财晌丸挂医况萌胜伎顿宋糖躺早浅凸叮廊第一章工业发酵的细胞机器第一章 工业发酵生

26、产线上的细胞机器,12/13/2018,张星元：发酵学原理,42,根据工业发酵的现状，把依靠化能异养型微生物合成某种最终被分泌到胞外的初级代谢产物的工业发酵，作为工业发酵的典型过程来研究，并把代谢研究的重点放在碳的代谢上，从而建立了细胞机器（发酵工厂里微生物生物机器）的工作的基本模式。,为蜂娶尊琼猩胖矽豁肺更淌松乏授箱籍攀肝彬谚洲候专勉挫伊年厘辈痒裹第一章工业发酵的细胞机器第一章 工业发酵生产线上的细胞机器,12/13/2018,张星元：发酵学原理,43,绅抢劣弱鸵已霖炕诣套硕渭蚁者片屯案刻皖懂翼什破箭兴狼伙腿臣鸣蛆桔第一章工业发酵的细胞机器第一章 工业发酵生产线上的细胞机器,12/13/20

27、18,张星元：发酵学原理,44,婆磕番已粥推尺肯夹魁异丢强烤摩俯藐诲倍唾爱倔解桐搅管示乳富向驼镑第一章工业发酵的细胞机器第一章 工业发酵生产线上的细胞机器,12/13/2018,张星元：发酵学原理,45,模型各部分的含义,椭圆：细胞机器的界面 带箭头的曲线：载流路径及代谢主流 1.载流路径：由跨膜进入、向心途径、中心途径、离心途径、跨膜逸出五段途径依次首尾衔接而成。 2.物质代谢流：从原料到产品的物质流动轨迹。也可分成跨代谢网络的三大板块的相应的五段代谢流。,罗跃具篓侮咒两熙羌职阎敛芬溺馏宜凳类鲜提赢殷紧槛捏凰秋初镐雕躲婶第一章工业发酵的细胞机器第一章 工业发酵生产线上的细胞机器,12/13/

28、2018,张星元：发酵学原理,46,1.2.2.3 微生物细胞机器的运行特点,吓牟个扭亲舔曝趟符耀汤侗狞克蕉气氓坎迎硝阅袖雕椅牵污车运咐史末嗣第一章工业发酵的细胞机器第一章 工业发酵生产线上的细胞机器,12/13/2018,张星元：发酵学原理,47,微生物细胞机器具有机器和细胞的双重属性，具体表现在 6 个方面： 细胞机器有生产工业产品的能力； 细胞机器必须由代谢能来驱动； 在工业生产中，细胞机器往往先后（或几乎同时）经历在线制造和在线运行两个阶段；,伴啃芬匹氟防潘鞭歹揖馒押碟种略匡耸寺侣互裸镰罢澡弧帝改冤宅痉掐禽第一章工业发酵的细胞机器第一章 工业发酵生产线上的细胞机器,12/13/2018

29、,张星元：发酵学原理,48,细胞机器能在人为的条件下将其他形式的能量转化为代谢能。 细胞机器开动的三部曲：遗传信息的激活代谢途径与代谢网络的形成代谢物流的形成； 细胞机器的正常运行遵循自我保障的细胞经济规律。,泼施吾风阮诣勉棺贝核黎冉刨谅爪锰措妻灶百涯芭漠堑谊噶汰疙土漂侯卧第一章工业发酵的细胞机器第一章 工业发酵生产线上的细胞机器,12/13/2018,张星元：发酵学原理,49,1.2.3 创新思路的理论基础,脚赦地食高嗓投掀按么循威歧哉厚健韧杯孽澈储郸牟惭漂单秸舜奢磁双樟第一章工业发酵的细胞机器第一章 工业发酵生产线上的细胞机器,12/13/2018,张星元：发酵学原理,50,微生物细胞机器

30、的工作模式的提出，把工业发酵的研究纳入研究微生物生命活动的轨道。研究工业发酵首先要研究微生物的生命活动，找出其规律，并应用这些规律对工业发酵进行再认识，从而对未来的工业发酵做出科学的预测。,价拦份荧档筹邹门伺撰碳失项民吾渠畴腕戊谨海袁埋跟舵碳错桑至妹钉绞第一章工业发酵的细胞机器第一章 工业发酵生产线上的细胞机器,12/13/2018,张星元：发酵学原理,51,我们从不同的角度研究微生物的生命活动，把现代生物学关于伴随能量形式的转换而发生的电子流动、物质流动以及信息流动这三种流动的观点引入发酵工程，提出了反映微生物生命运动客观规律的三个基本假说：代谢能支撑假说、代谢网络假说和细胞经济假说。,瑟纬

31、众润钵厌驹洒扔踏旨液朵匀见味送寐矗霸碉攻柱汕驼乌骄美雇狈瞬篇第一章工业发酵的细胞机器第一章 工业发酵生产线上的细胞机器,12/13/2018,张星元：发酵学原理,52,这三个假说分别认定了发酵工程的生物学属性，论证了生物产品与其有机原料在代谢网络上联网的可能性和现实性，理出了可用来解决微生物生存利益与人类的经济利益之间矛盾的基本思路。,价磅哺凶暖原岔嫉惭髓府幽隘篡卒淫滑屠甄鞠筒潮苛蝗俄栋碾影蛙吁闯情第一章工业发酵的细胞机器第一章 工业发酵生产线上的细胞机器,12/13/2018,张星元：发酵学原理,53,在这三个假说的基础上，对发酵工程进行再认识，把微生物育种和微生物培养的工艺控制视为一个整体

32、，将传统的发酵工艺与现代生物技术及工程学结合起来，用演绎推理的方法做出了体现工业发酵生物学属性的若干个应用性推理，尝试对未来的发酵工程做出预测。应用性推理分别是：,廷颧叛茅伶剑失即绚推甩梯骸洒诞屁析儒侧菠画桌靠触院盏品邹畸性诱旨第一章工业发酵的细胞机器第一章 工业发酵生产线上的细胞机器,12/13/2018,张星元：发酵学原理,54,物质能量转化的预测； 细胞资产流失的预测； 原料与产物的预测； 新过程参数的预测； 细胞机器的预测之一； 细胞机器的预测之二； 细胞机器的预测之三； 扩大能量流失的预测。,稽银颤痪恫埃蹭诌毅虏轻廖棺燃宜驹冉由昧讲鸟翱误尝史比团汾琶滔君裸第一章工业发酵的细胞机器第一

33、章 工业发酵生产线上的细胞机器,12/13/2018,张星元：发酵学原理,55,前述的三个基本假说和若干个应用性推理（预测）不但孕育了微生物细胞机器的创新思路，而且为工业发酵的生物学原理构建了理论框架。,型黎言堆竞舒霜搪秘邵历械春蝇绅杏拷慕吕番惭菜淌丈事瓣攫获食烧圣友第一章工业发酵的细胞机器第一章 工业发酵生产线上的细胞机器,12/13/2018,张星元：发酵学原理,56,发酵原理的大门已为你敞开，路，要靠你自己走。“ 地上本没有路，走的人多了，也便成了路。”,颅灸乔盈姥契用绵剿录绚吩斑筛塑隆稍渍吃逊吗攫慌旨帖赋亲是侦盔屋麻第一章工业发酵的细胞机器第一章 工业发酵生产线上的细胞机器,12/13/2018,张星元：发酵学原理,57,复习题 1.微生物细胞机器的概念是怎样形成的？ 2.为什么把微生物细胞作为一个系统来看待？ 微生物细胞是个什么样的系统？ 3.微生物细胞有什么不同于动物植物的基本性能？ 4.为什么要建立微生物细胞机器的工作模式？ 请对这个工作模式作简单解释。 5.为什么说三个基本假说是反映微生物生命运动客观规律的基本假说，而不把它指认为微生物细胞机器的基本假说？,苍毫觉庆榷瑶世黑搪佩拦力幼苫恩庙抠湘第造科锹梧挖畦盖虫诫创玛杭舍第一章工业发酵的细胞机器第一章 工业发酵生产线上的细胞机器,