生物工艺学复习资料.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流生物工艺学复习资料.精品文档.生物工艺学复习资料1生物工艺学生物工艺学是“应用自然科学及工程学的原理，依靠生物催化剂的作用将物料进行加工以提供产品或为社会服务”的技术。这里所谓的生物作用剂可以是酶、整体细胞或多细胞生物体，一般也称为生物催化剂。2航天育种主要是利用空间环境高真空、微重力和强辐射的特点，使微生物的遗传特性发生变异，从而选育出优良菌种。3种子扩大培养种子扩大培养是指将保存在砂土管、冷冻干燥管中处休眠状态的生产菌种接入试管斜面活化后，再经过扁瓶或摇瓶及种子罐逐级扩大培养,最终获得一定数量和质量的纯种过程。4准性生殖指真菌中不通过有性

2、生殖的基因重组过程。5原生质体融合用脱壁酶处理将微生物细胞壁除去，使菌体细胞在高渗环境中释放出只有原生质膜包裹的球状体(原生质体)，再用诱导融合剂促进原生质体发生融合，两亲本基因组由接触到交换，从而实现基因重组，这一技术叫原生质体融合。6抗生素抗生素是由生物（包括微生物、动物、植物）在其生命活动过程中产生的或用其它方法获得的一种能在低微浓度下选择性地抑制或杀灭它种生物或肿瘤的一类次级代谢产物或其人工衍生物。如强力霉素。7活性污泥指具有活性的微生物菌胶团或絮状泥粒状的微生物群体。8酶的交联法利用双功能基团试剂或多功能试剂使酶分子间交联因而得到固定的方法。9实罐灭菌间歇灭菌，是指每批培养基全部流入

3、发酵罐后，在罐内通入蒸汽加热至灭菌温度，维持一定时间，在冷却到接种温度的过程。10化学需氧量用强氧化剂来氧化水中污染物时需消耗的氧量。11连续发酵指发酵过程中，一边补入新鲜的料液，一边以相近的流速放料，维持发酵液原来的体积的发酵方式。12补料分批发酵又称半连续发酵或半连续培养，是指在分批发酵过程中，间歇或连续地补加新鲜培养基的培养方法。13次级代谢产物是指微生物在一定生长时期，以初级代谢产物为前体物质，合成一些对微生物的生命活动无明确功能的物质过程，这一过程的产物，即为次级代谢产物。14微藻的异养培养指微藻在无光照的条件下，利用外源有机物包括糖类、蛋白水解物、有机酸等进行生长。15产物促进剂指

4、那些非细胞生长所必需的营养物，又非前体，但加入后却能提高产量的添加剂。16接种量指移入的种子液体体积和接种后培养液体积的比例。17. 污泥沉降比指一定量的曝气池混合液，静置30min后，沉降污泥体积与原混合液体积之比。18. 污泥容积指数指曝气池中混合液经30min置后沉降后的体积与污泥干重之比。19 半合成抗生素指用化学或生物的方法改变已知抗生素的化学结构，或引入特定的功能基团而获得的新抗生素品种或其衍生物的总称。填内容20前体指加入到发酵培养基中的某些化合物能被微生物直接结合到产物分子中去，而自身的结构无多大变化，且具有促进产物合成的作用的有机化合物。21自然选育在生产过程中，不经过人工处

5、理，利用菌种的自然突变而进行菌种的筛选过程。22. 生物需氧量指在一定温度、一定时间内微生物利用有机物进行氧化所需要氧的量。23.生长因子凡是微生物生长不可缺少的微量有机物质。24. 种子罐级数指制备种子需要逐级扩大培养的次数。1在进行培养基优化时，应经过的步骤大致有哪些？（1）根据前人的经验和培养基成分确定时一些必须考虑的问题，初步确定可能的培养基成分；（2）通过单因子试验最终确定出最为适宜的培养基成分；（3）当培养基成分确定后，剩下的问题就是各成分最适的浓度。2. 简述防止菌种衰退措施有哪些？ 菌种的分离； 菌种的复壮； 提供良好的环境条件； 用优良的保藏方法； 定期纯化菌种。3. 作为发

6、酵种子的准则是什么？（1）菌种细胞的生长活力强，移种至发酵罐后能迅速生长，迟缓期短；（2）生理状态稳定；（3）菌体总量及浓度能满足大容量发酵罐的要求；（4）无杂菌污染；（5）保持稳定的生产能力。4. 简述青霉素产生菌生长各阶段菌丝的特点（1）期：分生孢子萌发。孢子先膨胀，再形成小的芽管，原生质未分化，具有小空泡。（2）期：菌丝繁殖，原生质嗜碱性强。（3）期：形成脂肪粒，积累贮藏物。（4）期：脂肪粒减少，形成中、小空泡。原生质嗜碱性弱。（5）和期：形成大空泡，脂肪粒消失；细胞内看不到颗粒，并出现个别自溶的细胞。5. 发酵用的无菌空气，必须达到的标准有哪些？（1）连续提供一定流量的压缩空气；（2）

7、空气的压强为0.2-0.4MPa；（3）进入过滤器之前，空气的相对湿度小于70%;(4)进入发酵罐的空气温度可比培养温度高10-30；（5）压缩空气的洁净度。 6在筛选分离工业微生物时，应考虑哪些微生物的重要指标？（1）菌的营养特征；（2）菌的生长温度应选择高于40的菌种；（3）菌对所需的设备和生产过程的适应性；（4）菌的稳定性；（5）菌的产物得率、产物在培养液中的浓度及易从培养液中分离回收产物。7. 发酵过程中，如要进行纯培养，采取的具体措施有哪些？（1）设备灭菌并确保无泄漏；（2）所用培养基必须灭菌；（3）通入的气体应经除菌处理；（4）种子无污染，确保纯种；（5）培养过程中加入的物料应经灭

8、菌处理，并在加入过程中确保无污染。8. 根据氨基酸发酵时需氧程度的不同，氨基酸发酵一般可分为哪三种类型？（1）要求供养足够的谷氨酸族氨基酸发酵。谷氨酸、谷氨酰胺、脯氨酸和精氨酸等谷氨酸族氨基酸发酵，在供氧足够时产酸率最高。（2）适宜在缺氧条件下进行的亮氨酸、苯丙氨酸和缬氨酸发酵。（3）供氧不足时产酸受轻微影响的天冬氨酸族氨基酸发酵。9. 什么是半连续培养，说明其优缺点。答：在补料分批培养的基础上间歇放掉部分发酵液（带放）称为半连续培养。某些品种采取这种方式，如四环素发酵。优点：放掉部分发酵液，再补入部分料液，使代谢有害物得以稀释有利于产物合成，提高了总产量。缺点：代谢产生的前体物被稀释，提取的

9、总体积增大。10. 6-氨基青霉烷酸（6-APA）是一种半合成青霉素。请说说什么是半合成抗生素？ 抗生素结构改造的目的是什么？答：半合成抗生素：指用化学或生物化学方法，改变天然抗生素的化学结构，或引入特定的功能基团获得具有各种优越性能的新抗生素或其衍生物的总称。目的：寻找比原物质活性强、抗菌谱广、对耐药性有效、化学性能稳定、毒性及副作用较小、吸收快、血浓度高等具有优越药理性能的新化合物。抗生素结构改造的方法：生物合成法、化学合成法、半合成法。11. 简述发酵过程中泡沫产生对发酵的影响。（1）降低发酵罐的装料系数；（2）增加了菌群的非均一性； （3）增加了污染杂菌的机会； （4）大量起泡，控制不

10、及时，会引起逃液，导致产物的流失； （5）消泡剂的加入有时会影响发酵或给提炼工序带来麻烦。12.简述植物细胞培养生产代谢产物的优点。（1）可以不受气候、季节和地点的影响； （2）细胞增殖速度快而且生产效率高； （3）可通过对细胞的物理和化学环境进行一定程度的调节控制； （4）可选择性地生产所需的代谢产物； （5）可避免病、虫害的影响。13. 什么叫活性污泥？组成活性污泥的微生物主要有哪些？活性污泥是指具有活性的微生物菌胶团或絮状泥粒状的微生物群体。活性污泥主要包括：（1）细菌：是活性污泥中最重要的成员，包括有杆菌、球菌、螺旋菌和比较高级的丝状细菌。（2）真菌（3）原生动物（4）微形后动物14.

11、 动物细胞培养包括哪几个阶段？动物细胞培养主要包括三个阶段：（1）准备阶段：包括设备的准备、清洗、消毒，培养基的配制和除菌，细胞种子的复苏、检定和扩增。（2）细胞培养阶段：包括细胞接种，培养工艺参数的调整，取样分析，培养基更换。（3）产物生产阶段：包括培养基更换，病毒准备和接种或产物表达诱导剂的加入，培养上清的收获，取样分析。15. 利用你所学知识，请你简单分析发酵过程中染菌的途径。（1）种子包括进罐前菌种室阶段出问题； （2）培养基的配制和灭菌不彻底； （3）设备泄漏和存在死角； （4）空气除菌不彻底； （5）操作时未进行无菌操作。16简述微生物次生代谢的特点。（1）种类繁多，结构特殊，含有

12、不常见的化合物。（2）含有少见的化学键； （3）一种微生物所合成的次生代谢物往往是一组结构相似的化合物； （4）一种微生物的不同菌株可以产生分子结构迥异的次生代谢物； （5）次生代谢产物的合成比生长对环境因素更敏感。17适宜于规模发酵培养基应具备哪些特点？（1）培养基能够满足产物最经济的合成； （2）发酵后所形成的副产物尽可能少； （3）培养基的原料应因地制宜，价格低廉，且性能稳定，资源丰富，便于采购运输，适合于大规模储藏，能保证生产上的供应。（4）所选用的培养基能满足总体工艺的要求。1土壤是微生物生活的大本营，生活着各种各样的微生物。目前工业上所利用的微生物大多是从土壤中分离获得的。纤维素酶

13、广泛应用与工业生产。请你设计一种从土壤中分离碱性纤维素酶产生菌的筛选方法。同时打算用此菌进行工厂发酵生产，请设计工厂生产流程图（简图）。 采样：在造纸厂周围或废水中，采土壤离地5-15cm处的土壤，或废水中的细菌； 增殖培养：以纤维素作为惟一的碳源进行增殖培养，0.0075%曲利本蓝1%CMC（羧甲基纤维素），pH10.5，使得不能分解纤维素的菌不能生长； 纯种分离：采用单菌落分离法，A、划线法，B、稀释法； 生产性能的测定：测定菌株纤维素酶的活性。工业生产流程图设计：菌种的筛选 种子扩大培养（真菌用孢子扩大培养） 发酵罐发酵 纤维素酶的提取2试述动物细胞培养基中血清的作用。（1）影响培养基的

14、生理性质，如黏度、渗透压、扩散速率等。（2）含有蛋白质抑制剂，抑制消化时用的胰蛋白酶和细胞分泌的蛋白酶。（3）提供合成培养基中不含有的营养物用于细胞代谢。（4）提供小分子物质的载体蛋白。（5）提供细胞贴壁必需的因子。（6）含有酶系，转化培养基中的成分成为细胞能利用的形式或非毒性形式。（7）提供微量元素、激素和生长因子。（8）结合或中和培养基中的毒性物质。（9）结合和保护在过量时有毒性的营养物并缓慢释放它们。（10）提供白蛋白对细胞起保护作用，并防止对其它重要因子的非特异性吸附。3土壤是微生物生活的大本营，生活着各种各样的微生物。目前工业上所利用的微生物大多是从土壤中分离获得的。葡萄糖淀粉酶可以

15、用于淀粉制糖工艺。请你设计一种从土壤中分离葡萄糖淀粉酶产生菌的分离方法。 采样：在淀粉厂周围或废水中，采土壤离地5-15cm处的土壤，或废水中的细菌；（2分） 增殖培养：以淀粉作惟一的碳源进行增殖培养，使得不能分解淀粉的菌不能生长；（2分） 纯种分离：采用单菌落分离法，A、划线法，B、稀释法；（2分） 生产性能的测定：测定菌株葡萄糖淀粉酶的活性。（2分）4试论述在有机相中进行酶催化有何特征？（1）增加非极性基质的溶解度；（2）使某些原来在水相不能进行的反应顺利进行，如肽的合成，酯的合成；（3）可减少在水相极易发生的副反应，如酸酐的水解，卤化物的水解和醌的聚合；（4）在有机溶剂中可以改变基质的专

16、一性；（5）酶在有机溶剂中由于其本身是不容的，故不再需要如水相的固定化等，即可在反应结束后容易（往往只需要过滤）使酶从体系中分离出来；（6）若因从流速等许多方面考虑酶确需固定化的，则利用固定化酶的载体只需要简单的非极性表面（如玻璃珠）即可，在非水介质中，酶不会从载体表面脱落；（7）产物能也很容易地从低沸点、高蒸汽压的溶剂中回收；（8）在有机溶剂中酶的热稳定性（比水溶液中）好；（9）有机相酶反应中无微生物污染；（10）有可能使酶直接应用于某些化学反应中。5. 简述酶制剂生产过程中需要控制的工艺参数。（1）培养基：酶制剂的生产同其他生物产品的生产一样，培养基的组成和各营养物质的含量对酶的合成和分泌

17、影响较大。生产过程中，要求严格控制培养基的碳源、氮源、碳氮比、无机盐、生长因子和产酶促进剂的种类和含量。（2）pH控制：酶生产的合适pH通常和酶反应的最适pH值相接近，因此在生产过程中，要根据不同酶反应的适宜pH值来控制发酵过程中培养基的pH值。（3）温度控制：酶生产的培养温度随菌种而不同。如利用芽孢杆菌进行蛋白酶生产常采用30-37，而霉菌、放线菌的蛋白酶生产一28-30为佳。有些菌种还需变温培养。（4）通气的控制： 酶生产所用菌种一般都是需氧微生物，培养时都需要搅拌通气，但通气搅拌的需要程度因菌种而异。利用细菌进行酶生产时，一般培养后期的通气搅拌程度比前期大。（5）酶的提取：酶生产的提取过

18、程主要包括发酵液预处理、酶的沉淀或吸附和酶的干燥。6. 叙述防止发酵菌种退化的具体条件措施有那些？答：（1）控制传代次数：尽量避免不必要的移种和传代，并将必要的传代降低到最低限度，以减少细胞分裂过程中所产生的自发突变几率。（2）创造良好的培养条件。（3）利用不易衰退的细胞传代：对于放线菌和霉菌，菌丝细胞常含有几个细胞核，因此用菌丝接种就易出现衰退，而孢子一般是单核的，用于接种就可避免这种现象。（4）采用有效的菌种保藏方法（5）合理的育种：选育菌种是所处理的细胞应使用单核的，避免使用多核细胞;合理选择诱变剂种类或增加突变位点，以减少分离回复突变；在诱变处理后及分离提纯化，从而保证保藏菌种的纯度。

19、（6）、选用合适的培养基 在培养基中添加某种化学物质可以防止菌种退化。或者选取营养相对贫乏的培养基在菌种保藏培养基，限制菌株的生长代谢减少变异反而发生从而防止菌种的退化。34论述培养基配制好后，如果不及时灭菌，会产生什么样的后果？（1）由于杂菌的污染，使生物化学反应的机制或产物消耗，造成产率的下降；（2）由于杂菌所产生的代谢产物，或染菌后发酵液的某些理化性质的改变，使产物的提取变得困难，造成收得率或使产品质量下降；（3）污染的杂菌可能会分解产物而使生产失败；（4）污染的杂菌大量繁殖，会改变反应介质的pH，从而使生物化学反应发生异常变化；（5）发生噬菌体污染，微生物细胞被裂解而使生产失败。35论

20、述原生质体融合技术的优点。（1）去除了细胞壁的障碍，亲株基因组直接融合、交换，实现重组，不需要有已知的遗传系统。即使是相同接合型的真菌细胞也能发生原生质体的相互融合，并可对原生质体进行转化和转染。（2）原生质体融合后两亲株的基因组之间有机会发生多次交换，产生各种各样的基因组合而得到多种类型的重组子。（3）重组频率特别高，因为有聚乙二醇作助融剂。（4）可以和其它育种方法相结合，把由其它方法得到的优良性状通过原生质体融合再组合到一个单株中。（5）可以用温度、药物、紫外线等处理、钝化亲株的一方或双方，然后使之融合，再在再生菌落中筛选重组子。1发酵培养基按用途分为 孢子培养基 、 种子培养基 和发酵培

21、养基。2分离微生物时，施加选择压力的分离方法有 富集液体培养 和 固体培养基使用 。3.种子制备工艺过程大致分为 实验室种子制备阶段 和 生产种子制备阶段 。4.在进行植物细胞大量培养时，其主要技术分为 愈伤组织 的固体培养和细胞或组织 的液体悬浮培养。5.发酵工业中，常用的氮源可分为 有机氮源 和 无机氮源 两大类。6.影响种子质量的因素有 原材料质量 、 培养条件 和 斜面冷藏时间 。7航天育种主要是利用空间环境 高真空 、 微重力 和强辐射的特点，使微生物的遗传特性发生变异，从而选育出优良菌种。8.培养基常用的灭菌方法有 高温湿热灭菌 和 过滤除菌 。9.工业微生物的培养法有 表面培养法

22、 、固体培养法和 液体深层培养法 。10.发酵工业上常用的消沫剂分为 天然油脂类 、 聚醚类 、高级醇类和硅树脂类。11.发酵培养基的成分主要包括有 碳源 、 氮源 、能源、无机盐、生长因子和水。12放线菌基因重组过程类似于大肠杆菌，大体上有 异核现象 、 接合现象 、异核体的形成和重组体的形成 四种遗传体系。13.根据产物的形成是否与菌体生长同步关联，可将产物形成动力学分为 生长关联型 和 非生长关联型 。14.微生物发酵的生产水平取决于 生产菌种 的特性和 发酵条件 的控制。15.淀粉水解糖的制备方法一般有 酸水解 和 酶水解 两种。16培养基按状态可分为 固体培养基 、半固体培养基和 液

23、体培养基 。17微生物调节其初级代谢的三种方式大致有 酶活的调节 、 酶合成调节 和遗传控制。18. 发酵过程中，泡沫的控制方法有 机械消沫 和 消泡剂消沫 。19. 好氧生化法以微生物形式不同分为 活性污泥法 和 生物膜法 。20. 体外培养动物细胞，根据其生长性质，可分为 贴壁依赖性细胞 和 非贴壁依赖性细胞 两类。二、名词解析2-1、自然选育在生产过程中，不经过人工处理，利用菌种的自然突变而进行菌种的筛选过程。2-2、杂交育种指将两个基因型不同的菌株经吻合（或接合）使遗传物质重新组合，从中分离和筛选具有新性状的菌株。2-3、准性生殖指真菌中不通过有性生殖的基因重组过程。3-4、前体指加入

24、到发酵培养基中的某些化合物能被微生物直接结合到产物分子中去，而自身的结构无多大变化，且具有促进产物合成的作用的有机化合物。4-5、生长因子凡是微生物生长不可缺少的微量有机物质。4-6、产物促进剂指那些非细胞生长所必需的营养物，又非前体，但加入后却能提高产量的添加剂。6-7、种子扩大培养指将保存在沙土管、冷冻干燥管中休眠状态的生产菌种接入试管斜面活化后，再经过扁瓶或摇瓶及种子罐逐级扩大培养而获得一定数量和质量的纯种过程。7-8、分批发酵指种子接种到培养基后除了气体流通外发酵液始终留在生物反应器内的发酵方式。7-9、连续发酵指发酵过程中，一边补入新鲜的料液，一边以相近的流速放料，维持发酵液原来的体

25、积的发酵方式。9-10、酶的交联法利用双功能基团试剂或多功能试剂使酶分子间交联因而得到固定的方法。26-11、抗生素是指由动物、植物和微生物在生命活动过程中所产生的，能在低微浓度下抑制或杀灭他种生物或肿瘤细胞的一类有机化合物。26-12、半合成抗生素指用化学或生物的方法改变已知抗生素的化学结构，或引入特定的功能基团而获得的新抗生素品种或其衍生物的总称。29-13、生物需氧量指在一定温度、一定时间内微生物利用有机物进行氧化所需要氧的量。29-14、化学需氧量指用强氧化剂氧化水中污染物时所需消耗的氧量。29-15、污泥沉降比指一定量的曝气池混合液，静置30min后，沉降污泥体积与原混合液体积之比。

26、29-16、污泥容积指数指曝气池中混合液经30min置后沉降后的体积与污泥干重之比。3-17、次级代谢产物是指微生物在一定生长时期，以初级代谢产物为前体物质，合成一些对微生物的生命活动无明确功能的物质过程，这一过程的产物，即为次级代谢产物。12-18、微藻的异养培养指微藻在无光照的条件下，利用外源有机物包括糖类、蛋白水解物、有机酸等进行生长。1-1生物工艺学生物工艺学是“应用自然科学及工程学的原理，依靠生物催化剂的作用将物料进行加工以提供产品或为社会服务”的技术。这里所谓的生物作用剂可以是酶、整体细胞或多细胞生物体，一般也称为生物催化剂。2-1航天育种主要是利用空间环境高真空、微重力和强辐射的

27、特点，使微生物的遗传特性发生变异，从而选育出优良菌种。三、简答题1选择性分离微生物育种的步骤大致有哪些？(1)含微生物材料的选择；（2）材料的预处理；（3）所需菌种的分离；（4）菌种的培养；（5）菌种的选择和纯化。2.简述发酵过程中泡沫产生对发酵的影响。（1）降低发酵罐的装料系数；（2）增加了菌群的非均一性；（3）增加了污染杂菌的机会；（4）大量起泡，控制不及时，会引起逃液，导致产物的流失；（5）消泡剂的加入有时会影响发酵或给提炼工序带来麻烦。3.简述植物细胞培养生产代谢产物的优点。（1）可以不受气候、季节和地点的影响；（2）细胞增殖速度快而且生产效率高；（3）可通过对细胞的物理和化学环境进行

28、一定程度的调节控制；（4）可选择性地生产所需的代谢产物；（5）可避免病、虫害的影响。4.发酵用的无菌空气，必须达到的标准有哪些？（1）连续提供一定流量的压缩空气；（2）空气的压强为0.2-0.4MPa；（3）进入过滤器之前，空气的相对湿度小于70%;(4)进入发酵罐的空气温度可比培养温度高10-30；（5）压缩空气的洁净度。5.简述酶制剂生产过程中需要控制的工艺参数。（1）培养基：酶制剂的生产同其他生物产品的生产一样，培养基的组成和各营养物质的含量对酶的合成和分泌影响较大。生产过程中，要求严格控制培养基的碳源、氮源、碳氮比、无机盐、生长因子和产酶促进剂的种类和含量。（2）pH控制：酶生产的合适

29、pH通常和酶反应的最适pH值相接近，因此在生产过程中，要根据不同酶反应的适宜pH值来控制发酵过程中培养基的pH值。（3）温度控制：酶生产的培养温度随菌种而不同。如利用芽孢杆菌进行蛋白酶生产常采用30-37，而霉菌、放线菌的蛋白酶生产一28-30为佳。有些菌种还需变温培养。（4）通气的控制：酶生产所用菌种一般都是需氧微生物，培养时都需要搅拌通气，但通气搅拌的需要程度因菌种而异。利用细菌进行酶生产时，一般培养后期的通气搅拌程度比前期大。（5）酶的提取：酶生产的提取过程主要包括发酵液预处理、酶的沉淀或吸附和酶的干燥。6.叙述防止发酵菌种退化的具体条件措施有那些？答：（1）控制传代次数：尽量避免不必要

30、的移种和传代，并将必要的传代降低到最低限度，以减少细胞分裂过程中所产生的自发突变几率。（2）创造良好的培养条件。（3）利用不易衰退的细胞传代：对于放线菌和霉菌，菌丝细胞常含有几个细胞核，因此用菌丝接种就易出现衰退，而孢子一般是单核的，用于接种就可避免这种现象。（4）采用有效的菌种保藏方法（5）合理的育种：选育菌种是所处理的细胞应使用单核的，避免使用多核细胞;合理选择诱变剂种类或增加突变位点，以减少分离回复突变；在诱变处理后及分离提纯化，从而保证保藏菌种的纯度。（6）、选用合适的培养基 在培养基中添加某种化学物质可以防止菌种退化。或者选取营养相对贫乏的培养基在菌种保藏培养基，限制菌株的生长代谢减

31、少变异反而发生从而防止菌种的退化。7在筛选分离工业微生物时，应考虑哪些微生物的重要指标？（1）菌的营养特征；（2）菌的生长温度应选择高于40的菌种；（3）菌对所需的设备和生产过程的适应性；（4）菌的稳定性；（5）菌的产物得率、产物在培养液中的浓度及易从培养液中分离回收产物。8. 简述对抗生素结构改造的目的和要求（1）增强抗菌力；（2）扩大抗菌谱；（3）对耐药性有效，便于口服；（4）减低毒副作用；（5）改善药理性质，提高生物有效性。9. 什么是半连续培养，说明其优缺点。答：在补料分批培养的基础上间歇放掉部分发酵液（带放）称为半连续培养。某些品种采取这种方式，如四环素发酵。优点：放掉部分发酵液，再

32、补入部分料液，使代谢有害物得以稀释有利于产物合成，提高了总产量。缺点：代谢产生的前体物被稀释，提取的总体积增大。10. 利用你所学知识，请你简单分析发酵过程中染菌的途径。（1）种子包括进罐前菌种室阶段出问题；（2）培养基的配制和灭菌不彻底；（3）设备泄漏和存在死角；（4）空气除菌不彻底；（5）操作时未进行无菌操作。11. 动物细胞培养包括哪几个阶段？动物细胞培养主要包括三个阶段：（1）准备阶段：包括设备的准备、清洗、消毒，培养基的配制和除菌，细胞种子的复苏、检定和扩增。（2）细胞培养阶段：包括细胞接种，培养工艺参数的调整，取样分析，培养基更换。（3）产物生产阶段：包括培养基更换，病毒准备和接种

33、或产物表达诱导剂的加入，培养上清的收获，取样分析。12.论述原生质体融合技术的优点。（1）去除了细胞壁的障碍，亲株基因组直接融合、交换，实现重组，不需要有已知的遗传系统。即使是相同接合型的真菌细胞也能发生原生质体的相互融合，并可对原生质体进行转化和转染。（2）原生质体融合后两亲株的基因组之间有机会发生多次交换，产生各种各样的基因组合而得到多种类型的重组子。（3）重组频率特别高，因为有聚乙二醇作助融剂。（4）可以和其它育种方法相结合，把由其它方法得到的优良性状通过原生质体融合再组合到一个单株中。（5）可以用温度、药物、紫外线等处理、钝化亲株的一方或双方，然后使之融合，再在再生菌落中筛选重组子。1

34、3简述微生物次生代谢的特点。（1）种类繁多，结构特殊，含有不常见的化合物。（2）含有少见的化学键；（3）一种微生物所合成的次生代谢物往往是一组结构相似的化合物；（4）一种微生物的不同菌株可以产生分子结构迥异的次生代谢物；（5）次生代谢产物的合成比生长对环境因素更敏感。14. 发酵过程中，如要进行纯培养，采取的具体措施有哪些？（1）设备灭菌并确保无泄漏；（2）所用培养基必须灭菌；（3）通入的气体应经除菌处理；（4）种子无污染，确保纯种；（5）培养过程中加入的物料应经灭菌处理，并在加入过程中确保无污染。15. 根据氨基酸发酵时需氧程度的不同，氨基酸发酵一般可分为哪三种类型？（1）要求供养足够的谷氨

35、酸族氨基酸发酵。谷氨酸、谷氨酰胺、脯氨酸和精氨酸等谷氨酸族氨基酸发酵，在供氧足够时产酸率最高。（2）适宜在缺氧条件下进行的亮氨酸、苯丙氨酸和缬氨酸发酵。（3）供氧不足时产酸受轻微影响的天冬氨酸族氨基酸发酵。16、在进行培养基优化时，应经过的步骤大致有哪些？（1）根据前人的经验和培养基成分确定时一些必须考虑的问题，初步确定可能的培养基成分；（2）通过单因子试验最终确定出最为适宜的培养基成分；（3）当培养基成分确定后，剩下的问题就是各成分最适的浓度。17. 什么叫活性污泥？组成活性污泥的微生物主要有哪些？活性污泥是指具有活性的微生物菌胶团或絮状泥粒状的微生物群体。活性污泥主要包括：（1）细菌：是活

36、性污泥中最重要的成员，包括有杆菌、球菌、螺旋菌和比较高级的丝状细菌。（2）真菌：真菌中的酵母菌和霉菌在活性污泥中都存在。（3）原生动物：大多数为好氧异养型的可游动的单细胞动物。（4）微形后生动物：多数为好氧异养形的多细胞动物，如轮虫、线虫等。18. 试述动物细胞培养基中血清的作用。（1）影响培养基的生理性质，如黏度、渗透压、扩散速率等。（2）含有蛋白质抑制剂，抑制消化时用的胰蛋白酶和细胞分泌的蛋白酶。（3）提供合成培养基中不含有的营养物用于细胞代谢。（4）提供小分子物质的载体蛋白。（5）提供细胞贴壁必需的因子。（6）含有酶系，转化培养基中的成分成为细胞能利用的形式或非毒性形式。（7）提供微量元

37、素、激素和生长因子。（8）结合或中和培养基中的毒性物质。（9）结合和保护在过量时有毒性的营养物并缓慢释放它们。（10）提供白蛋白对细胞起保护作用，并防止对其它重要因子的非特异性吸附。19适宜于规模发酵培养基应具备哪些特点？（1）培养基能够满足产物最经济的合成；（2）发酵后所形成的副产物尽可能少；（3）培养基的原料应因地制宜，价格低廉，且性能稳定，资源丰富，便于采购运输，适合于大规模储藏，能保证生产上的供应。（4）所选用的培养基能满足总体工艺的要求。20. 作为发酵种子的准则是什么？（1）菌种细胞的生长活力强，移种至发酵罐后能迅速生长，迟缓期短；（2）生理状态稳定；（3）菌体总量及浓度能满足大容

38、量发酵罐的要求；（4）无杂菌污染；（5）保持稳定的生产能力。21. 简述工业微生物菌种保藏的原理和意义。目的：保持菌种存活，不丢失，不污染 ；防止优良性状丧失 ；随时为生产、科研提供优良菌种。原理：选用优良的纯种，（最好是休眠体，如分生孢子、芽胞等），创造降低微生物代谢活动强度，生长繁殖受抑制，难以发生突变的环境条件（其环境要素是干燥、低温、缺氧、缺营养 以及添加保护剂等）。22. 培养基配制好后，如果不及时灭菌，会产生什么样的后果？（1）由于杂菌的污染，使生物化学反应的机制或产物消耗，造成产率的下降；（2）由于杂菌所产生的代谢产物，或染菌后发酵液的某些理化性质的改变，使产物的提取变得困难，造

39、成收得率或使产品质量下降；（3）污染的杂菌可能会分解产物而使生产失败；（4）污染的杂菌大量繁殖，会改变反应介质的pH，从而使生物化学反应发生异常变化；（5）发生噬菌体污染，微生物细胞被裂解而使生产失败。23. 简述青霉素产生菌生长各阶段菌丝的特点（1）期：分生孢子萌发。孢子先膨胀，再形成小的芽管，原生质未分化，具有小空泡。（2）期：菌丝繁殖，原生质嗜碱性强。（3）期：形成脂肪粒，积累贮藏物。（4）期：脂肪粒减少，形成中、小空泡。原生质嗜碱性弱。（5）和期：形成大空泡，脂肪粒消失；细胞内看不到颗粒，并出现个别自溶的细胞。24.试述采用植物细胞培养技术生产有用代谢物的前景。（1）植物能生产2万多种

40、化学物质，包括医药品、色素和其它精细化学品，远比微生物生产的种类多。（2）植物中产生的一些化学物质难以化学合成，或难以用基因工程手段来增加生产。（3）细胞培养的全过程都能有效的得以控制，不受地理环境、病虫害和季节等因素的影响，可以保证产物持续生产。（4）可以在实验室较快地进行细胞株的筛选和培养条件的优化而获得超过原植株代谢物含量的细胞和培养条件，其增殖速度也比整个植物体栽培快得多。（5）易于在生物反应器中大规模培养，减少占用耕地面积，降低生产成本和提高生产效率。（6）可以合成现有的或探索新的技术进行有关细胞的代谢途径和代谢规律的研究，使植物细胞合成次生代谢物朝着对人们有用的方向进行。25土壤是

41、微生物生活的大本营，生活着各种各样的微生物。目前工业上所利用的微生物大多是从土壤中分离获得的。纤维素酶广泛应用与工业生产。请你设计一种从土壤中分离碱性纤维素酶产生菌的筛选方法。同时打算用此菌进行工厂发酵生产，请设计工厂生产流程图（简图）。 采样：在造纸厂周围或废水中，采土壤离地5-15cm处的土壤，或废水中的细菌； 增殖培养：以纤维素作为惟一的碳源进行增殖培养，0.0075%曲利本蓝1%CMC（羧甲基纤维素），pH10.5，使得不能分解纤维素的菌不能生长； 纯种分离：采用单菌落分离法，A、划线法，B、稀释法； 生产性能的测定：测定菌株纤维素酶的活性。工业生产流程图设计：菌种的筛选 种子扩大培养

42、（真菌用孢子扩大培养） 发酵罐发酵 纤维素酶的提取26、土壤是微生物生活的大本营，生活着各种各样的微生物。目前工业上所利用的微生物大多是从土壤中分离获得的。葡萄糖淀粉酶可以用于淀粉制糖工艺。请你设计一种从土壤中分离葡萄糖淀粉酶产生菌的分离方法。 采样：在淀粉厂周围或废水中，采土壤离地5-15cm处的土壤，或废水中的细菌； 增殖培养：以淀粉作惟一的碳源进行增殖培养，使得不能分解淀粉的菌不能生长； 纯种分离：采用单菌落分离法，A、划线法，B、稀释法； 生产性能的测定：测定菌株葡萄糖淀粉酶的活性。27试论述在有机相中进行酶催化有何特征？（1）增加非极性基质的溶解度；（2）使某些原来在水相不能进行的反应顺利进行，如肽的合成，酯的合成；（3）可减少在水相极易发生的副反应，如酸酐的水解，卤化物的水解和醌的聚合；（4）在有机溶剂中可以改变基质的专一性；（5）酶在有机溶剂中由于其本身是不容的，故不再需要如水相的固定化等，即可在反应结束后容易（往往只需要过滤）使酶从体系中分离出来；（6）若因从流速等许多方面考虑酶确需固定化的，则利用固定化酶的载体只需要简单的非极性表面（如玻璃珠）即可，在非水介质中，酶不会从载体表面脱落；（7）产物能也很容易地从低沸点、高蒸汽压的溶剂中回收；（8）在有机溶剂中酶的热稳定性（比水溶液中）好；（9）有机相酶反应中无微生物污染；（10）有可能使酶直接应用于某些化学反应中。