发酵工程期末复习.docx

《发酵工程期末复习.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《发酵工程期末复习.docx（16页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。

1、第一章绪论1、把握发酵史的六个阶段和四个转折点。时间-1900阶段天然发酵主要技术 自然接种，分批发酵1900- 纯培养单种微生物别离、纯培养技术1940-通气培养 好气性发酵工程技术19571957代谢控制人工诱变育种、代谢控制发酵I960-开拓原料 化学合成与微生物发酵相结合19791979基因工程DNA重组纯培育：第一个转折点通气搅拌发酵：其次个转折点代谢掌握：第三个转折点化学合成+微生物发酵：第四个转折点2、发酵工业有何特点？发酵工业的范围包括哪些？析：发酵工业的特点：1）原料广2）微生物主体3）反响条件温柔，易掌握4）产物单一，纯 度高5）投资少，效益好发酵工业的范围：1）以微生物代

2、谢产物为产品的发酵工业2）以微生物酶为产品的发酵工业3）以微生物细胞为产物的发酵工业4）生物转化或修饰化合物的发酵工业5）微生物废水处理和其他3、发酵工业生产的一般流程。发酵工程的流程 反响抑制：某代谢途径的最终代谢物过度时，这个产物对该途径前面的某一个酶活性有抑制 现象，促使整个反响速度减慢甚至停止，从而避开了末端产物的过多积累。主要表现在合成 途径中。2、微生物的代谢如何分类？析：1）新陈代谢：指发生在活细胞中的各种分解代谢和合成代谢的总和。分解代谢（异化作用）：指简单的有机物分子通过分解代谢酶系的催化，产生简洁 分子、三磷酸腺甘（ATP）形式的能量和还原力的过程。合成代谢（同化作用）：指

3、在合成代谢酶系的催化下，由简洁小分子、ATP形式的 能量和H形式的还原力一起合成简单的大分子的过程。2）依据代谢过程中产生的代谢产物对生物体的作用不同，代谢可分为初级代谢和次级 代谢。初级代谢：微生物从外界汲取各种养分物质，通过分解代谢和合成代谢，生成维持 生命活动所需要的物质和能量的过程。次级代谢：微生物生长到肯定阶段，以初级代谢产物为前体，合成一些对微生物的 生命活动无明确功能的物质的过程。3、微生物代谢自我调整的方式有哪三种？其实质是什么？析：微生物代谢自我调整的方式（1）掌握养分物质透过细胞膜进入细胞（2）通过酶的定 位限制酶与底物的接触（3）掌握代谢物流向。实质是酶调整。4、酶合成调

4、整和酶活性调整的比拟。析：酶合成的调整酶活性的调整类型酶的诱导和阻遏酶活性的激活 酶活性的抑制调整机制调整基因的表达通过代谢产物与酶的 可逆性结合来调整调整结果酶种类转变（增加或削减）酶活性发生变化调整特点间接、缓慢快速、精细调整意义既保证代谢需要，又避 免物质和能量的铺张， 增加微生物适应性避开代谢产物积累过多联系同时存在，亲密协作，协调起作用。5、诱导作用、反响阻遏、分解阻遏、酶的激活、反响抑制等，哪些属于酶合成调整？哪 些属于酶活性调整？析：酶合成调整：诱导作用、反响阻遏、分解阻遏酶活性调整：酶的激活、反响抑制6、什么是诱导酶？诱导作用有什么意义？（以大肠杆菌B 半乳糖苗酶为代表）析：诱

5、导酶：在环境中存在某种物质（诱导物）的状况下才能够合成的酶，又称适应酶。大肠杆菌 示利用乳糖，每个细胞内0? I J B -半乳糖昔酶的分子数只有 X 5个左右;葡萄糖+乳脑 X 5个左右;葡萄糖+乳脑乳糖诱导下，5个B-半乳糖 昔酶在内就增加到乳糖为唯一碳源乳糖为唯一碳源、5000个,以乳糖为碳源生长合葡葡糖不含乳糖B -半乳糖昔酶的进一步合成 立即停止，诱导出的B-半乳 糖甘酶的活性迅速降低诱导酶的意义：诱导酶只有需要时才会产生，既保证代谢的需要，避开生物合成原料和能量的铺张，又增加微生物对环境的适应力量。7、反响抑制的类型和各种类型的特点。析：1）直链式代谢途径（单向途径）：通常是在线性

6、的代谢途径中末端产物对催化第一步 反响的酶活性有抑制作用。2）分支代谢途径：协同反响抑制：在分支代谢途径中，几个末端产物同时过度时才能对共同途径中的第一 个酶具有抑制作用。合作反响抑制：在分支代谢途径中，两种末端产物同时存在时，共同的反响抑制作用大 于二者单独作用之和。累积反响抑制：在分支代谢途径中，每一分支途径末端产物按肯定百分比单独抑制共同 途径中前面的酶，当各种末端产物同时过度时，它们的抑制作用是累加的。挨次反响抑制：分支代谢途径中的两个末端产物，不能直接抑制共同代谢途径中的第一 个酶，而是分别抑制分支点后的反响步骤，造成分支点上中间产物的积累，这种高浓度的中 间产物再反响抑制第一个酶的

7、活性。同功酶调整：在一个分支代谢途径中，假如在分支点以前的一个较早的反响是由几个同 功酶催化时，那么分支代谢的几个最终产物往往分别对这几个同功酶发生抑制作用。即某一产 物过度仅抑制相应酶活，对其他产物没影响。只有当几种产物同时过度时，才能完全阻挡反 应的进行。8、人工掌握代谢的手段有哪些？析：1）转变微生物遗传性状（遗传学方法）2）发酵工艺条件的优化（生物化学方法） 9、为什么要转变细胞膜的渗透性？转变方法有哪些？（把握谷氨酸发酵实例）析：转变细胞膜的渗透性，使谷氨酸快速排放到细胞外面，浓度降低即解除了谷氨酸的抑制 作用。转变方法：用生理学手段掌握细胞膜的渗透性一一直接抑制膜的合成或使膜受缺损

8、采用细胞膜缺损突变株第八章发酵动力学1、名词解释分批发酵：向反响器中一次投入所需的培育基，然后接种培育，使微生物生长繁殖，在特定 的条件下只完成一个生长周期的微生物培育，反响结束后将全部培育液排出进行处理。补料分批发酵：在分批培育的过程中，随着养分的消耗，向反响器内间歇或连续补充一种或 多种养分物质，以到达延长生产期和掌握发酵过程的目的。连续发酵：当微生物培育到对数生长期时，在发酵罐中一方面以肯定速度连续不断地流加新 奇液体培育基，另一方面又以同样的速度连续不断地将发酵液排出，使菌体维持在恒定生长速率下进行连续生长和发酵。2、什么是发酵动力学？发酵过程中反响速度的描述指标主要有哪些？析：发酵动

9、力学是讨论微生物发酵过程中菌体生长、基质消耗、产物生成的动态平衡及其内在规律的科学。发酵过程中反响速度的描述指标：菌体生长速率、基质消耗速率、代谢产物的生成速率。3、依据菌体生长与产物形成是否偶联，发酵动力学如何分类？各类的特点和典型代表。析：分为：偶联型：产物生成速度与菌体生长速度有紧密关系。产物的形成与菌体的生 长是平行的。产物合成速度与微生物生长速度呈线性关系，而且生长与养分物的消耗成准定量关系。这种类型的产物主要是葡萄糖代谢的初级中间产物，如：酒精发酵、葡萄糖酸发酵。混合型：产物生成速率与菌体生长速率只有局部联系，eg：乳酸发酵非偶联型：产物的形成与菌体生长无关联，菌体生长时无产物产生

10、，当菌体停止生长后产 生大量产物；多数次生代谢产物的发酵（抗生素和微生物毒素等）属这种类型。产物的合成是在菌体的浓度接近或到达最高之后才开头的，此时比生长速率已不处于 最高速率。4、分批发酵、补料分批发酵、连续发酵三者相互比拟，有什么优缺点？ 析：优点缺点分批发酵操作相对较易效率低；微生物的活性和机能因 其所处的环境大幅度变化，也根 本不掌握培育基组分浓度等环 境因素，而任其自然变化，这样 不利于生产。在每一批主反响 （生产阶段）之前，必需进行几 级种子培育。补料分批 发酵使发酵系统中维持很低的基质浓度，可以除去快 速采用碳源的阻遏效应，并维持适当的菌体浓度， 使不致加剧供氧的冲突；避开培育基

11、累积有毒代 谢物。克服分批发酵养分的缺乏，避开发酵过早 结束。连续发酵省去了反复放料、清洗、装料、灭菌、接种等步 骤，避开了延迟期，提高设施的采用率和单位时 间产量。发酵中各参数趋于恒值，便于自动掌握； 易于分期掌握，可以在不同罐中掌握不同的条件。菌种的变异，发酵染菌；反响器 传质力量；丝状菌丝的堵塞5、分批发酵过程中，微生物的生长分为哪四个阶段？各有什么特点？析：延滞期：延滞期是微生物细胞适应新环境的过程；菌体体积增大但是数量不变，dx/dt=O； 接种物的生理状态和浓度影响延滞期的长短。对数生长期：微生物细胞的生长速率大大加快，单位时间内细胞的数量或质量的增加到达最 大U， = max。稳

12、定期：微生物的净生长速率为零，dx/dt=O （微生物细胞分裂或细胞增加的速率与死亡的 速率相当）；细胞的质量基本维持稳定，X = Xmax ;细胞的自溶作用使存活的细胞连续缓慢生长（二次或隐性生长）。衰亡期：细胞开头死亡，dx/dt0 o6、关于Monod方程的学问点（Ks常数，假设基础、口变化等）析：=心工口：生长比速（h-l）Umax：最大生长比速（h-l）Ks + SS:单一限制性基质浓度（mol/L）KS:饱和常数（mol/L）用于描述微生物生长，是一个阅历方程，适用于单一限制性基质、不存在抑制的状况。um随着微生物的种类和培育条件的不同而不同。当SKS时,当SKS时，U maxS

13、U maxS*U max5 U maxSU - U -U maxKs + S KsKs + S S第七章发酵工艺掌握1、名词解释发酵热：在发酵过程中产生的（净）热量称为发酵热。溶解氧：微生物只能采用溶解状态下的氧，即溶解氧（DO）。临界氧浓度：不影响微生物呼吸的最低溶氧浓度。发酵染菌：是指在发酵培育过程中侵入了生产菌以外的其他微生物。2、发酵过程的主要掌握参数有哪些？检测方式有哪两种？析：发酵过程的主要掌握参数：温度、pH、溶解氧浓度、CO2浓度、泡沫、基质浓度、菌 体浓度。检测方式：采用仪器（传感器）进行在线检测；从发酵罐中取出样品进行离线检测。3、温度对发酵代谢产物有哪些影响？析：（1）影

14、响反响速率（2）转变菌体代谢产物的合成方向（3）影响微生物的代谢调控机制（4）影响发酵液的理化性质，进而影响产物的生物合成4、影响发酵温度变化的因素是什么？如何计算？产热因素和散热因素有哪些？析：影响发酵温度变化的因素是发酵热（Q发酵）。计算：。发酵=。生物+。搅拌一Q蒸发一。辐射产热因素：生物热（Q生物）、搅拌热（Q搅拌）散热因素：蒸发热（Q蒸发）、辐射热（Q辐射）、显热（Q显）5、最适发酵温度如何选择？析：A、依据菌种选择；B、依据发酵阶段选择：生长阶段选择最适生长温度，促进菌体繁殖；产物累积阶段选 择最适生产温度，满意合成需要。C、发酵温度的选择还与培育基成分和浓度、发酵条件等有关。培育

15、基：浓度较低或成分易被菌体采用时，温度可低些。培育条件：通气条件较差或溶氧较低时，可适当降温。6、pH对发酵有哪些影响？发酵过程pH变化的缘由是什么？析：影响：1）影响酶的活性；2）影响微生物细胞膜所带电荷的状态，转变细胞膜的通透性；3）影响培育基中某些组分的解离，进而影响微生物对这些成分的汲取采用；4）影响菌体代谢方向，使代谢物的产量和比例发生转变。pH变化的缘由：1）基质代谢；2）产物形成；3）菌体自溶。7、引起发酵液pH提升或下降的因素有哪些？析：引起pH下降的因素：培育基中C/N过高；消泡剂加得过多；生理酸性物质 的存在。引起pH提升的因素：培育基中C/N不当，氮源过多；生理碱性物质的

16、存在； 中间补料时，氨水或尿素等碱性物质加入过多。8、发酵pH如何确定和掌握？析：发酵pH值确实定：1）同一产品的最适pH值，与所用的菌种、培育基组成和培育条 件有关。2）最适pH值是依据试验结果来确定的。发酵pH值的掌握：1）配制pH合适的培育基，调整培育基原始pH； 2）在发酵过程中对 pH值进行调整。9、溶解氧的大小受哪些因素影响？析： 溶解氧浓度是由供氧和需氧两方面打算1 0、导致溶氧特别下降或提升的缘由有哪些？析：溶氧特别下降可能缘由：污染好氧菌；菌体向好氧代谢途径迁移；供氧设施发生故障等。溶氧特别提升可能缘由：污染噬菌体，菌体完全被裂解；菌体向厌氧代谢途径迁移。11、发酵液泡沫形成

17、的缘由是什么？析:一是外界引进的气流被机械地分散形成;二是由发酵过程产生的气体聚集形成发酵泡沫。1 2、大量泡沫会带来哪些负作用？析：1）引起“逃液”，造成原料铺张、产物损失；2）增加了污染杂菌的机会；3）降低发酵 罐的装填系数，降低设施采用率；4）泡沫影响氧传递，严峻时通气搅拌无法进行，阻碍菌 体呼吸代谢，导致代谢特别或菌体自溶。5）泡沫稳定难以消退时，代谢产生的气体不能准 时排出，影响菌体的正常呼吸作用；6）消泡剂的添加将给发酵工艺及提取工序带来困难。7） 泡沫的存在增加了微生物菌群的非均一性。1 3、机械消泡和化学消泡的比拟。析：消泡机理机械消泡采用机械剧烈振动或压力变化 使泡沫裂开。化

18、学消泡能降低泡沫液膜的机械强度；或 降低液膜的外表黏度；大多消泡 剂兼与两者的作用，当它加入发 酵液中，消泡剂本身的外表张力 较低，接触到气泡外表时 就会 造成气泡膜局部外表张力降低， 气泡外表受力不均衡，在力的作 用下，到达裂开泡沫的目的。优点缺点不需要加入其他物 质，可削减染菌机会 和对下游提取工艺的 影响。消泡效果不抱负，仅 可作为消泡的帮助方 法；同时需要肯定的 设施和动力消耗。消泡效果好，作用快 速，用量小，不耗能。1 4、补料分批发酵有什么作用？析：1）可以掌握抑制性底物的浓度；2）可以解除或减弱分解代谢物的阻遏；3）可以使发 酵过程最正确化。1 5、补料的内容包括哪些？析：1）补

19、充能源和碳源，如葡萄糖、液化淀粉等。2）补充氮源，如添加蛋白月东、玉米浆、酵母粉、尿素等有机氮源，或通入氨气，既补 充了养分，还能掌握发酵的pH值。3）添加微量元素或无机盐，如磷酸盐、硫酸盐、氯化钻等；4）对于产诱导酶的微生物，补料时适当加入该酶的作用底物，可提高酶的产量。1 6、发酵染菌后的特别现象有哪些？析：菌体浓度特别、pH值过高或过低、溶解氧及C02水平特别、泡沫过多、代谢特别。1 7、发酵染菌的主要缘由（或途径）有哪些？析：种子带菌，无菌空气带菌，设施渗漏，原辅料灭菌不彻底，操作失误和技术管理不善等。1 8、了解不同杂菌污染、不同规模染菌的缘由分析。析：杂菌缘由耐热的芽胞杆菌培育基或

20、设施灭菌不彻底、设施存在死角等球菌 无芽胞杆菌等种子带菌、空气除菌不彻底、设施渗漏、操作失误等真菌设施渗漏、无菌室灭菌不彻底、无菌操作不当、培育基灭菌不彻底等噬菌体种子污染、空气除菌不彻底规模缘由多个发酵罐成批次染菌检查公用系统，如空气系统、种子扩培系统单个发酵罐连续染菌大都由于设施渗漏造成，应认真检查阀门、罐体是否清洁等。1 9、污染噬菌体后的病症有哪些？析：镜检时可觉察菌体数量明显削减，菌体不规章，严峻时完全看不到菌体，且是在短时间 内菌体大量死亡自溶；发酵pH值渐渐提升；代谢特别，糖耗、氨耗缓慢或停止，产物合成 停止；发酵液产生大量泡沫，使发酵液呈粘胶状。第八章发酵产物提取1、发酵下游工

21、程的一般工艺流程可分为哪四步？把握每一步骤的主要单元操作及任务。析：1）发酵液的预处理和固液分别：主要单元操作方法：离心和过滤。主要任务：去除发酵液中的固体物质，为后续阶段供应澄清、干净的原料液。2）产物的提取（初步分别）：主要单元操作方法：萃取、吸附、沉淀、离子交换、蒸发等 典型方法。主要任务：去除与目的产物性质有较大差异的杂质，使产物的浓度有显著提高，而提高产品 质量为辅。3）产物的精制（高度纯化）：主要单元操作方法：层析法、膜分别法、电泳法、沉淀法、 离子交换法等。主要任务：去除与目的产物有类似化学性质和物理性质的杂质，使产物的纯度有较大程度的 提高。4）成品加工：主要单元操作方法：浓缩

22、（蒸储）、结晶、干燥等。2、发酵液预处理的目的是什么？预处理方法有哪些？各适用范围是什么？析：预处理的目的：（1）转变发酵液的物理性质，促进从悬浮液中分别固形物的速率，提高 固液分别的效率；（2）尽可能使产物转入便于后处理的某一相中（多数是液体）；（3）除去 发酵液中局部杂质，以利于后续各步操作。预处理方法：1）重力法：粘度小，重力大；2）加热法：要严格掌握加热温度和时间，不适 用热敏性的物质；3）等电点沉淀法：适用于氨基酸、蛋白质和其他两性物质的沉淀分别。4） 分散和絮凝法：常用于菌体细小而且粘度大的发酵液的预处理中，使菌体和蛋白质等粒子聚 集，便于过滤。3、发酵液如何相对纯化？析：1）高价

23、无机离子的去除Ca2+的去除：加入草酸或草酸钠 Mg2+的去除：加入三聚磷酸钠（NaPsOio）Fe3+的去除：加入黄血盐（亚铁氟化钾）2）杂蛋白的去除（1）沉淀法酸性溶液：蛋白质能与一些阴离子，如：三氯乙酸盐、水杨酸盐、鸽酸盐、苦味酸盐、 糅酸盐、过氯酸盐等形成沉淀；碱性溶液：蛋白质能与一些阳离子如Ag+、Cu2 Zn2 Fe3+和Pb2+等形成沉淀。（2）吸附法：加入某些吸附剂或沉淀剂吸附杂蛋白质而除去。（3）变性法：使蛋白质变性的方法有：加热，调整pH,加酒精和丙酮等有机溶剂或外表 活性剂等。4、细胞裂开的目的是什么？裂开方法有哪些？析：目的：破坏细胞外围结构（细胞膜和细胞壁），使胞内产

24、物释放出来。方法：1）依据是否存在外加作用力分为机械法、非机械法2）按所用方法的属性分为：物理裂开法：高压匀浆法、挤压法、珠磨法、超声波裂开法；化学裂开法：渗透冲击法、增溶法。生物裂开法：酶溶法第九章典型厌氧发酵1、名词解释巴斯德效应：呼吸抑制发酵作用的现象称为巴斯德效应能荷调整：细胞通过转变ATP、ADP和AMP的比例来调整其代谢活动，称为能荷调整或腺 甘酸调整。2、酒精发酵的微生物有哪些？析：酵母（酒精酵母）、少数假单胞杆菌（如：林奈假单胞菌）、霉菌（如：总状毛霉）3、把握酵母酒精生成机制。析：在酵母体内，葡萄糖经代谢转化成乙醇的生化过程主要由两个阶段组成：第一阶段：葡 萄糖通过EMP途径

25、生成丙酮酸；其次阶段：在无氧条件下，由丙酮酸脱竣酶催化，丙酮酸 脱竣生成乙醛和C02,乙醛进一步在乙醇脱氢酶作用下被还原成乙醇。4、把握巴斯德效应的现象和机制。在酒精发酵中，能荷调整如何进行？析：现象：酒精生成量、耗糖量/单位时间细胞的繁殖；机制：能荷调整。细胞通过转变ATP、ADP和AMP的比例来调整其代谢活动，称为能荷调整或腺甘酸调 整，不仅能调整分解代谢途径中形成ATP的酶的活性，也能调整合成代谢途径中采用ATP 的生物合成酶类的活性。5、了解淀粉质原料酒精发酵工艺流程。析：原料一预处理一蒸料一糖化一发酵一蒸储一酒精t酒母制备f酒母6、乳酸发酵的代谢途径有哪些？比拟它们的异同。析：代谢途

26、径：同型发酵途径：经EMP途径，生成乳酸。发酵途径：1葡萄糖一2丙酮酸一2乳酸+ 2ATP异型发酵途径：经PK途径，生成乳酸和乙醇。发酵途径：1葡萄糖一 1乳酸+1乙醇+1ATP双歧途径：经HK途径，生成乳酸和乙酸。代谢途径：2葡萄糖-2乳酸+3乙酸7、工业乳酸发酵对菌种的要求。析：同型发酵菌，对养分要求不高，产酸快速。8、了解工业乳酸发酵时要会受哪些参数影响？如何掌握？析：影响乳酸发酵的参数：泡沫：发酵罐的装填系数掌握在80%左右。温度：依据各菌种的要求进行掌握。pH：加入中和剂（碳酸钙、氨水等），pH掌握在搅拌：缓慢搅拌或间歇搅拌。补料：针对糖量，糖浓度维持在30-40 g/L的水平，总糖

27、量不超过15。g/L。发酵终点：残糖量、乳酸产量和外观等综合推断。第十章典型好氧发酵1、谷氨酸和抗生素分别属于微生物的什么代谢产物？析：谷氨酸是微生物的中间代谢产物；抗生素是微生物的次级代谢产物。析：主要是棒杆菌属、短杆菌属、小杆菌属和节杆菌属中的细菌。3、谷氨酸的主要生物合成途径及各途径的作用。析：EMP途径：将一分子葡萄糖分解成两分子丙酮酸，并且发生氧化（脱氢，有NADH+H+ 生成）和生成少量ATP。HMP途径：可以生成EMP途径的中间产物6-磷酸果糖、3-磷酸甘油醛和大量的NADPH+H+。前两者通过EMP途径生成丙酮酸，后者是Q -酮戊二酸还原氨基化反响所必需 的供氢体。TCA循环：

28、丙酮酸经TCA循环生成谷氨酸的前体物质 a -酮戊二酸。乙醛酸循环：谷氨酸生产菌的-酮戊二酸脱氢酶活力很弱，对TCA循环不利，因此,在菌体生长阶段，通过乙醛酸循环，使琥珀酸、延胡索酸和苹果酸的量得到补足。CO2的固定反响：补充草酰乙酸，源源不断供应Q-酮戊二酸。4、影响谷氨酸合成的环境因素有哪些？析：pH、温度、通风量、泡沫、种龄和种量的掌握。5、目前青霉素生产采纳的菌种是什么？一般采纳几级发酵？析：橄榄型青霉菌，即产黄青霉；采纳二级种子三级发酵6、青霉素发酵培育基中，苯乙酸的作用是什么？发酵过程是否补料？析：苯乙酸是合成青霉素的前体；需要补料重点章节菌种及扩大培育、培育基及其制备、灭菌及无菌

29、空气制备、微生物代谢调控、发酵动力学 发酵工艺掌握、谷氨酸发酵其次章菌种及扩大培育1、名词解释：菌种选育：是应用微生物遗传变异的理论，用肯定的方法造成微生物的变异，再经过人工筛 选得到人们所需要的优良品种。种子扩大培育：是指将保存在砂土管、冷冻干燥管中处于休眠状态的生产菌种接入固体试管 斜面活化后，再经过摇瓶或静置培育，以及种子罐逐级扩大培育而获得发酵产量高、生产性 能稳定、数量充分、不被杂菌和噬菌体污染的生产菌种的纯种制备过程。菌种退化：通常是指在较长时期传代保藏后，菌株的一个或多个生理性状和形态特征渐渐减 退或消逝的现象。菌种复壮：使衰退的菌种重新恢复原来的优良特性，称为复壮。2、简述发酵

30、工业对微生物菌种的要求（9点）析：1）能在廉价原料制备的培育基上快速生长和生成所需的代谢产物产量高。2）培育条件易于掌握3）生长快速，发酵周期短4）满意代谢掌握的要求5）抗杂菌和噬菌体力量强6）遗传性状稳定，菌种不易变异退化 7）在发酵过程中产生的泡沫要少8）对需要添加的前体物质有耐受力量，并且不能作为一般碳源采用9）平安性（不是病源菌，不产毒素）3、分别筛选菌种可分为哪四步？析：步骤：样品采集一增殖培育一纯种分别一生产性能测定（1）样品采集：选择富含目的微生物的样品（2）增殖培育：假设样品含目标菌种很少，就要进行增殖（富集）培育，即给混合菌群供 应一些有利于所需菌株生长或不利于其它菌型生长的

31、条件，以促使目标菌株大量繁殖，从而 有利于分别它们。（3）纯种分别：划线分别法、稀释分别法（4）生产性能的测定：一般采纳两步法，即初筛和复筛，经过屡次重复筛选，直到获 得13株较好的菌株，供发酵条件的摸索和生产试验，进而作为育种的动身菌株。4、菌种选育的常用方法有哪些？哪些以基因突变为理论基础？哪些以基因重组为理论基 础？析：自然选育 诱变选育 杂交育种 原生质体融合技术h基因重组 基因工程技术5、菌种退化的现象有哪些？引起退化的缘由是什么？防止退化的方法有哪些？析：菌种退化现象：（1）细胞形态和菌落特征的转变；（2）产胞子数量的降低；（3）生长速度缓慢；（4）代谢产物的削减；（5）原料转化率

32、下降；（6）对不良环境对抗力量的下降等.引起菌种退化的缘由：1）基因突变2）变异菌株性状分别3）连续传代4）其他因素防止菌种退化的方法：（1）掌握传代次数（2）选择合适的培育条件（3）采用不同类型 的细胞进行传代（4）选择合适的保藏方法6、退化菌种复壮方法有哪些？析：1）菌种的纯化：两类做法：到达菌落纯化的水平；到达“细胞纯”的水平。2）通过寄主体进行复壮：寄生性微生物，将退化的菌株接种于昆虫体内，然后从被毒 死的虫体上重新分别出新的菌株。3）淘汰已衰退的个体：低温、干燥等处理退化的菌种，从存活下来的菌中选出优良菌种。 7、菌种保藏的基本原理是什么？工业微生物菌种保藏目的是什么？析：菌种保藏的

33、基本原理：依据菌种的生理、生化特点，人施工场地制造条件，使菌种的代 谢活动处于不活泼、生长繁殖受到抑制的休眠状态。工业微生物菌种保藏目的：提高菌种存活率；削减菌种的变异；使菌种生产力量和与生 产工艺相适应的优良性状保持稳定。8、比拟各种保藏方法的原理和适用范围。析：斜面低温保藏法：原理：低温详细操作：把培育好的斜面菌种放在低温（4）干燥处保存，每隔 肯定时间（一般36个月）进行移植培育。适用菌种：各类微生物。缺点：保存时间不长；简洁发生变异；易于污染杂菌。一些珍贵菌株及生产优良菌株不采纳。石蜡油封保藏法（矿油封藏法）：原理：缺氧详细操作：在无菌条件下，往培育好的斜面菌上倒入已灭菌的液体 石蜡，

34、然后垂直放于室温或冰箱内保藏。适用菌种：适用于保存局部霉菌、酵母、放线菌，对细菌效果较差。 保藏时间：一般12年。干燥保藏法：原理：干燥适用菌种：细菌芽胞或产分生胞子的菌种又称为载体吸附法，常用载体种类：沙土、滤纸、硅胶及大（小）米等。详细操作：将菌种的分生抱子、芽抱，甚至菌丝体吸附于载体外表，然后放至 干燥容器里进行常压干燥或真空干燥。真空冷冻干燥法（冻干法）：原理：低温、干燥、缺氧适用菌种：各类微生物（除了丝状真菌的菌丝体外）保藏时间：515年特点：不易变异，体积小、不易污染、运输贮存便利等 液氮超低温保藏法：原理：低温（液氮的温度可达-196,远远低于微生物新陈代谢作用停 止的温度-13

35、0）。适用菌种：大多数微生物保藏时间：与其他方法相比，保存期最长工业微生物高产菌种逐步采纳此法保存不同菌种保藏方法比拟用斜面或半固体穿刺培养物均可，也放在4 P冰箱保藏.方法名称主要措施适宜苗种保藏期评 价冰箱保藏法低温各大类36月简 便（斜面）冰箱保藏法（半固体）低温细菌，醉母苗612月筒 便石蜡油封藏法”低温，缺氧各大类*12年简 便砂土保藏法干像，无营养产池子的微生物110年简便有效冷冻千像保藏法干像,无氧，低温 育保护剂各大类515年以上烦而高效*对石油发酵微生物不适宜.9、种子扩大培育的任务、目的和工艺流程。析：种子扩大培育的任务：为每只发酵罐的投料供应相当数量的代谢旺盛的种子。不但

36、要得 到纯而壮的培育菌，而且还要获得活力旺盛的、接种数量足够的培育物。种子扩大培育的目的：（1）接种量的需要；（2）菌种驯化；（3）缩短发酵周期，提高发 酵设施采用率，节约动力消耗。茄子瓶斜面培养摇瓶液培养,砂上也子冷冻干燥饱子固体培养基培养I一实验室种子fl一生产车间种子I 制备阶段F 制备阶段种子犷大培素流程图I 0、什么是种子罐级数、接种龄和接种量？如何确定?析：种子罐级数是指制备种子需逐级扩大培育的次数。确定:一般依据菌种生长特性、抱子发芽及菌体繁殖速度以及所采纳发酵罐的容积而定。 接种龄：种子罐中培育的菌体开头移入下一级种子罐或发酵罐时的培育时间。确定：通常，种龄以菌体处于生命力极为

37、旺盛的对数期，且培育液中菌体量还未到达最 高峰时，较为合适。接种量：是指移入的种子液体积和接种后培育液体积的比例。确定：接种量的大小取决于生产菌种在发酵中生长繁殖的速度。11、种子质量的标准可从几个方面进行推断？析：种子的质量不简洁掌握，一般，在培育过程中要定期取样，测定其中的局部参数来观看 基质的代谢变化以及菌体形态是否正常。种子质量的最终指标是考察其在发酵罐中所表现出来的生产力量。推断种子质量的标准有以下几个方面：（1）细胞或菌体（2）生化指标（3）产物生成量 （4）酶活力1 2、影响种子质量的主要因素有哪些？析：1）培育基：种子培育基的养分成分要尽可能地和发酵培育基接近，应适合种子培育的

38、 需要：糖份少而氮源多些（菌体增殖为主要目的）；2）种龄和接种量：种子培育通常以菌种处于对数生长期为合适，过嫩或过老，不但延 长发酵周期，而且降低产量。一般来说，接种量和培育物的生长过程的延滞期长短呈反比;3）培育温度和湿度：温度直接影响微生物生长和合成酶。培育温度高于种子的培育温 度范围，会使菌种生长过快，造成菌体过早年轻自溶；反之，会使菌种生长过慢，拉长培育 时间。湿度对产胞子的菌种影响很大，一般来说，真菌对湿度要求偏高，而放线菌对湿度要 求偏低；4） pH：会影响微生物对养分物质的汲取、酶的合成及其活性、代谢途径和细胞膜的通 透性的变化。选择最适种子培育pH的原那么：获得最大比生长速率和

39、适当的菌量；5）通风和搅拌：通气量的多少以溶解氧的多少来衡定，溶解氧浓度应不低于临界溶氧 浓度。搅拌那么是促进氧的溶解与养分物质及代谢产物的分散。6）泡沫：会影响微生物对氧的汲取；阻碍C02的排解；削减设施采用率造成跑料，导 致染菌；7）染菌的掌握：染菌缘由：设施、管道、阀门漏损、发酵罐结构“死角”、灭菌不彻底、 空气净化不好、无菌操作不严、菌种不纯。应加强接种室的消毒管理工作，定期检查消毒效 果，严格无菌操作技术。8）种子罐级数的打算：种子罐级数越少，越有利于简化工艺，便于掌握，削减染菌。 种子罐级数取决于：种子的性质（生长繁殖性能）、胞子瓶中胞子的密度（密度大那么级数少）、 抱子发芽及菌丝

40、繁殖速度、发酵罐中种子的最低接种量、种子罐与发酵罐的容积比。 第三章培育基及其制备1、名词解释生长因子：但凡微生物生长不行缺少的且不能用C源或N源自行合成的有机物都称为生长 因子（又称生长素）；DE值：葡萄糖当量值，表示淀粉糖的含糖量。冈直二还号?!1JxlOO% 干物质含量（%）2、按纯度分类，培育基怎么分类？析：合成培育基：原料其化学成清楚确、稳定适合于讨论菌种基本代谢和过程的物质变化规律培育基养分单一，价格较高，不适合用于大规模工业生产自然 培育基：采纳自然 原料原料来源丰富（大多为农副产品）、养分丰富，价格低廉、适于工业化生产 组分简单，不易重复，不加掌握会影响生产稳定性3、依据生产流

41、程和用途，培育基分为几种？各种培育基的用途和要求有哪些？析：依据生产流程和用途，培育基分为：抱子（斜面）培育基、种子培育基、发酵培育基 抱子（斜面）培育基：用途：供菌种繁殖抱子或菌种保藏用。要求：能使菌体快速生长，产生较多优质的施子，不易引起菌种发生变异。 种子培育基：用途：供抱子发芽、生长和繁殖菌丝体。要求：养分丰富完全，氮源和维生素的含量高些，总浓度略淡薄，以到达较高溶解氧。 发酵培育基：是供菌种生长、繁殖和合成产物之用。既要快速生长、又要能快速合成产物。 除有生长所必需的元素和化合物外，还要有产物所需元素、前体和促进剂。4、发酵培育基的作用有哪两个？其成分主要包括哪些？各成分的作用和要求

42、。析：发酵培育基的作用：满意菌体的生长；促进产物的形成。成分主要包括：碳源、氮源、无机盐及微量元素、生长因子、水、前体、促进剂和抑制剂碳源：作用：供应合成细胞结构物质所需碳素；供应目的产物中的碳及合成产物的能源。 要求：碳源物质在发酵培育基中的含量要远远大于其在种子培育基中的含量。氮源：作用：构成菌体细胞物质（氨基酸，蛋白质、核酸等）和含氮代谢物要求：有机氮源和无机氮源应混合使用。（早期：简洁采用易同化的氮源一无机 氮源；中期：菌体的代谢酶系形成、那么采用蛋白质）无机盐及微量元素：作用：作为微生物合成菌体和代谢产物的调整物要求：用量要依据详细的产品，以试验打算。无机盐在低浓度时对 生长和产物合

43、成有促进作用，高浓度时常表现出明显的抑制作用。生长因子：生长因子不是全部微生物都必需的，它只是对某些自己不能合成这些成分的 微生物才是必不行少的养分物。水：水是全部培育基的主要组成局部，也是微生物机体的重要组成成分。菌体所需要的 养分物质都是溶解于水中被汲取的；渗透、分泌、排泄等作用都是以水为媒介的。前体、促进剂和抑制剂：前体：能直接结合到产物中，而自身结构没有多大变化，但 是产物产量却有较大提高。促进剂：是指那些非细胞生长所必需的养分物，又非前体，但加 入后能提高产量的一些物质。抑制剂：会抑制某些代谢途径的进行，同时会使另一代谢途径 活跃，从而获得人们所需的某种产物，或使正常代谢的某一代谢中

44、间物积累起来。5、前体、促进剂和抑制剂的共同点和不同点。析：前体、促进剂和抑制剂：前体：能直接结合到产物中，而自身结构没有多大变化, 但是产物产量却有较大提高。促进剂：是指那些非细胞生长所必需的养分物，又非前体，但 加入后能提高产量的一些物质。抑制剂：会抑制某些代谢途径的进行，同时会使另一代谢途 径活跃，从而获得人们所需的某种产物，或使正常代谢的某一代谢中间物积累起来。6、淀粉水解制糖的意义有哪些？析：大多数微生物不能直接采用淀粉（全部的氨基酸生产菌不能直接采用）有些微生物能够直接采用淀粉作原料，但必需在微生物产生淀粉酶后才能进行，过程缓 慢，发酵周期延长。假设直接采用淀粉作原料，灭菌过程的高

45、温会导致淀粉结块，发酵液粘度剧增。7、比拟淀粉水解制糖的各种方法的优缺点。析：酸解法工艺简洁，设施简易，生产周期短、A高温高压、酸性条件，对设8、淀粉酸水解过程中，同时存在几种反响？会产生哪些不利影响？设施生产力量大。施要求较高；B副产物多，影 响糖液纯度，一般DE值只有 90%左右。C对淀粉原料要求 严格，不能用粗淀粉，只能用 纯度较高的精制淀粉，淀粉颗 粒大小要匀称，淀粉乳浓度也 不宜过高。酶解法反响条件温柔，不需高温、高压设施。 副反响少，水解糖液纯度高。对原料 要求粗放，可在较高淀粉乳浓度下水 解。糖液颜色浅，质量高。生产周期长,一般需要48小时。 需要更多的设施，且操作严格。 酶是蛋

46、白质，易引起糖液过滤 困难。酸酶结合法酸酶法酸液化速度快，可采纳较高的淀粉乳 浓度；酸的用量较少，产品颜色浅， 糖液质量高。酶 酸 法可采纳粗原料淀粉；生产易掌握，淀 粉浓度较酸法高；生产周期短；淀粉 水解副反响少，糖液色泽较浅，质量 较好。析：存在葡萄糖的复合反响和分解反响。不利影响：复合反响：生成的多数复合糖不能被微生物采用，使发酵结束时残糖高。分解反响：生成的5一羟甲基糠醛是产生色素的根源，增加了糖化液精制脱色的困难。 总的来说：降低了葡萄糖的收率；给产物的提取和糖化液的精制带来困难。9、淀粉酶水解过程分哪两步？各采纳什么酶？析：（1）液化：用Q -淀粉酶将淀粉转化为糊精和低聚糖（2）糖化：用糖化醐将糊精和低聚糖转化为葡萄糖所以，淀粉的液化和糖化均在酶作用下进行，又称双酶法。第四章灭菌和空气除菌1、名词解释致死时间：在致死温度下，杀死全部微生物所需要的时间。微生物的热阻：指微生物在某一特定条件（温度和加热方式）下的致死时间，表示微生物对 热的对抗力。相对热阻:指微生物在某一特定条件下的致死时间与另一微生物在相同条件下的致死时间的 比值。空消：又称空罐灭菌，当培育基（或物料）尚未进罐前对罐进行预先灭菌，为空罐灭菌。