生物工艺设计学习题集

1、.生物工艺学一、 名词解释（共5题，每题3分，共15分）1、诱变育种：用各种物理、化学的因素人工诱发基因突变进行的筛选，称为诱变育种2、自然选育：3、生理碱性物质：若菌体代谢后能产生碱性物质的则此种无机氮源称为生理碱性物质，如硝酸钠。正确使用生理酸碱性物质，对稳定和调节发酵过程的pH有积极作用。4、生理酸性物质：无机氮源被菌体作为氮源利用后，培养液中就留下了酸性或碱性物质，这种经微生物生理作用（代谢）后能形成酸性物质的无机氮源叫生理酸性物质5、前体：前体指某些化合物加入到发酵培养基中，能直接被微生物在生物合成过程中合成到产物物分子中去，而其自身的结构并没有多大变化，但是产物的产量却因加入前体而

2、有较大的提高。6、生长因子：从广义上讲，凡是微生物生长不可缺少的微量的有机物质，如氨基酸、嘌呤、嘧啶、维生素等均称生长因子7产物促进剂：所谓产物促进剂是指那些非细胞生长所必须的营养物，又非前体，但加入后却能提高产量的添加剂8、代谢控制发酵：人为地改变微生物的代谢调控机制，是有用的中间代谢产物过量积累，这种发酵称代谢控制发酵。研究内容：研究微生物的生理代谢规律，即生物合成各种代谢产物的途径和代谢调节机制，环境因素对代谢方向的影响以及改变微生物代谢方向的措施。9、巴斯德效应： 在好气条件下，酵母菌发酵能力下降（细胞内糖代谢降低，乙醇积累减少）；不仅存在于酵母中，也存在于具有呼吸和发酵能力的其他细胞

3、中。10、葡萄糖效应：又称葡萄糖阻遏。葡萄糖或某些容易利用的碳源，其分解代谢产物阻遏某些诱导酶体系编码的基因转录的现象。如大肠埃希氏菌培养在含葡萄糖和乳糖的培养基上，在葡萄糖没有被利用完之前，乳糖操纵子就一直被阻遏，不能被利用。这是因为葡萄糖的分解物引起细胞内cAMP含量降低，启动子释放cAMPCAP蛋白质,RNA聚合酶不能与乳糖的启动基因结合，以致转录不能发生，直到葡萄糖被利用完，乳糖操纵子才能被转录，形成利用乳糖的酶。10、发酵热：发酵热就是发酵过程中释放出来的净热量。在发酵过程中产生菌分解基质产生热量，机械搅拌产生热量，而罐壁散热、水分蒸发、空气排气带走热量。这各种产生的热量和各种散失的

4、热量的代数和就叫做净热量。12、临界溶氧浓度：指不影响呼吸所允许的最低溶氧浓度。13、初级代谢产物：指微生物合成为它们在生长和繁殖中所必需的物质，如糖、氨基酸、脂肪酸、核苷酸以及由这些化合物聚合而成的高分子化合物，如多糖、蛋白质。脂类和核酸等。14、次级代谢产物：微生物合成的一些在微生物生长和繁殖中功能不明确的化合物。如抗生素、酶抑制剂、色素等。二、 填空题（，共20空，每空0.5分，共10分）1 自然界分离微生物的一般操作是_土样的采取_、_预处理_、_培养_、_菌落的选择及鉴定_。2 从环境中分离目的微生物时，进行富集的目的是_让目的微生物在种群中占优势，使筛选变得可能。3 菌种选育分子改

5、造的目的是_防止菌种退化、解决生产实际问题、_提高生产能力、_提高产品质量、开发新产品。4 培养基成分选择的原则是_菌体的同化能力_、_代谢的阻遏与诱导_、_合适的C 、N比_、_PH的要求_5 种子扩大培养的目的是种子量的需要_、_菌种的驯化_、_缩短发酵时间、保证生产水平_与要求_总量与浓度能满足要求_、_生理状态稳定_、_活力强，移种至发酵后能迅速生长_、_无杂菌污染_6 种子扩大培养的一般步骤_斜面菌种制备_、_一级种子培养、二级种子培养、发酵_。7 在酿酒过程中影响杂醇油生成的原因是_菌种_、_培养基_、_发酵条件_。8 谷氨酸发酵的三个关键点是_柠檬酸合成酶_、_乌头酸梅_异柠檬酸

6、脱氢酶_。9 发酵过程温度选择的依据有根据菌种及生长阶段_、_根据培养条件_、_根据菌生长情况_、_。10. 设备渗漏_、_空气带菌_、_种子带菌_、_灭菌不彻底_、_技术管理部善_是引起杂菌污染的原因。11. 发酵中泡沫生成的原因是_通气搅拌的强烈程度_、_培养基配比与原料的组成_、_菌种、种子质量、接种量_和_灭菌质量。12. 采用_辐射灭菌_、_加热灭菌_、_静电除菌_和_介质过滤除菌_进行空气除菌。13. 发酵醪中获得产物分为_菌体_、_酶_和_代谢产物_三大类。三、问答题（共5题，每题12分，共60分）第二章 菌种的来源1.举出几例微生物大规模表达的产品, 及其产生菌的特点2.工业化

7、菌种的要求.1能够利用廉价的原料，简单的培养基，大量高效地合成产物2 有关合成产物的途径尽可能地简单，或者说菌种改造的可操作性要强3 遗传性能要相对稳定4 不易感染它种微生物或噬菌体5 产生菌及其产物的毒性必须考虑（在分类学上最好与致病菌无关）6 生产特性要符合工艺要求3.自然界分离微生物的一般操作步骤.土样的采取 预处理培养菌落选择产品的鉴定4. 从环境中分离目的微生物时，为何一定要进行富集富集 让目的微生物在种群中占优势，使筛选变得可能。5. 菌种选育分子改造的目的. 防止菌种退化 解决生产实际问题 提高生产能力 提高产品质量 开发新产品6.什么叫自然选育.自然选育在工艺生产中的意义.7.

8、 什么是诱变育种.常用的诱变剂有哪些.诱变育种是采用物理、化学诱变因素是微生物DNA上的碱基发生改变，而排列错误的DNA模板形成异常的遗产信息，造成某些蛋白质结构变异，导致细胞功能的改变。诱变剂 物理因素：紫外线、X-、-射线、化学诱变剂：烷化剂、碱基类似物、吖啶类化合第三章 发酵培养基 8. 什么是培养基"发酵培养基的特点和要求.培养基：广义上讲培养基是指一切可供微生物细胞生长繁殖所需的一组营养物质和原料。同时培养基也为微生物培养提供除营养外的其它所必须的条件。发酵培养基的要求培养基能够满足产物最经济的合成发酵后所形成的副产物尽可能的少培养基的原料应因地制宜，价格低廉；且性能稳定，

9、资源丰富，便于采购运输，适合大规模储藏，能保证生产上的供应。所选用的培养基应能满足总体工艺的要求，如不应该影响通气、提取、纯化及废物处理等。9. 常用的碳源有哪些.常用的糖类有哪些，各自有何特点.碳源： 葡萄糖 糖蜜 淀粉 糊精 糖类：10. 什么是生理性酸性物质.什么是生理性碱性物质 无机氮源被菌体作为氮源利用后，培养液中就留下了酸性或碱性物质，这种经微生物生理作用（代谢）后能形成酸性物质的无机氮源叫生理酸性物质，如硫酸胺; 若菌体代谢后能产生碱性物质的则此种无机氮源称为生理碱性物质，如硝酸钠。正确使用生理酸碱性物质，对稳定和调节发酵过程的pH有积极作用。11. 什么是前体.前体添加的方式.

10、 前体指某些化合物加入到发酵培养基中，能直接被微生物在生物合成过程中合成到产物物分子中去，而其自身的结构并没有多大变化，但是产物的产量却因加入前体而有较大的提高。 添加方式 流加法12. 什么是生长因子.生长因子的来源.从广义上讲，凡是微生物生长不可缺少的微量的有机物质，如氨基酸、嘌呤、嘧啶、维生素等均称生长因子 有机碳源是生长因子的主要来源13. 什么是产物促进剂.产物促进剂举例.所谓产物促进剂是指那些非细胞生长所必须的营养物，又非前体，但加入后却能提高产量的添加剂 如 吐温 14. 培养基成分选择的原则是什么.菌种的同化能力代谢的阻遏与诱导合适的C、N比PH的要求第四章 种子的扩大培养15

11、. 什么是种子的扩大培养.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。这些纯种培养物称为种子16. 种子扩大培养的目的与要求. 目的：接种量的需要 菌种的驯化 缩短发酵时间、保证生产水平 要求：总量及浓度能满足要求 生理状况稳定，个体与群体 活力强，移种至发酵后，能够迅速生长 无杂菌污染17. 种子扩大培养的一般步骤.18. 在大规模发酵的种子制备过程中，实验室阶段和生产车间阶段在培养基和培养物选择上各有何特点. 实验室阶段 在原料方面，实验室种子培养阶段，规模一般比较小，因此为了保

12、证培养基的质量，培养基的原料一般都比较精细。 生产车间阶段 在原料方面：不如实验室阶段那么精细，而是基本接近于发酵培养基，这有两个方面的原因: 1）成本 2）驯化第五章 糖兼气性发酵产物积累机制19. 什么是代谢控制发酵.代谢控制发酵的研究内容是什么.人为地改变微生物的代谢调控机制，是有用的中间代谢产物过量积累，这种发酵称代谢控制发酵。研究内容：研究微生物的生理代谢规律，即生物合成各种代谢产物的途径和代谢调节机制，环境因素对代谢方向的影响以及改变微生物代谢方向的措施。20. 简述糖酵解的调节机制21. 什么是巴斯德效应.巴斯德效应的机制是什么.22. 在酿酒过程中影响杂醇油生成的原因是什么.第

13、六章 柠檬酸发酵机制23. 简述柠檬酸生物合成的代谢调节24. 柠檬酸积累机制是什么.第七章 谷氨酸发酵25. 谷氨酸发酵的三个关键点是什么.26. 简述谷氨酸菌种选育模型与控制方法。第八章 天冬氨酸族氨基酸发酵机制27. 简述黄色短杆菌赖氨酸生物合成的调节机制28. 简述赖氨酸生产菌的选育原则第九章 发酵动力学29. 什么是菌体生长的得率.29. 什么是菌体的生长比速.产物的形成比速.基质的消耗比速.维持消耗.31. 什么是Monod方程其使用条件如何.各参数的意义与求解.32. 什么是初级代谢产物.什么是次级代谢产物.33. 什么是连续培养.什么是连续培养的稀释率.34. 解释连续培养富集

14、微生物的原理.第十章 传质与通气35. 为何氧容易成为好氧发酵的限制性因素.36. 比耗氧速度和呼吸强度的概念.37. 临界溶氧浓度的概念.38. 影响微生物需氧的因素有哪些.39. 发酵液中的体积氧传递方程.其中KLa的物理意义是什么.40. 发酵过程中溶氧浓度监控的意义.第十一章 发酵的中间控制(温度控制）41. 微生物对温度要求不同的原理是什么.42. 发酵热的定义所谓发酵热就是发酵过程中释放出来的净热量。什么叫净热量呢.在发酵过程中产生菌分解基质产生热量，机械搅拌产生热量，而罐壁散热、水分蒸发、空气排气带走热量。这各种产生的热量和各种散失的热量的代数和就叫做净热量。发酵热引起发酵液的温度上升。发酵热大，温度上升快，发酵热小，温度上升慢。43. 发酵过程温度的选择有什么依据.第十一章发酵的中间控制（pH控制）44. pH对发酵的影响表现在哪些方面.45. 发酵过程的pH控制可以采取哪些措施.第十一章发酵的中间控制(泡沫控制）46. 泡沫对发酵有哪些有益之处，哪些有害之处.47. 发酵中泡沫形成的原因是什么.48. 罗氏假说对泡沫稳定的条件作了如何假释.49. 植物油的消泡机理是什么.50. 对消泡剂有哪些要求.第十二章 工业发酵染菌的防治51 染菌对发酵有什么危