《微生物工程》复习题型资料

1、微生物工程复习题型资料 一、名词解释：1.微生物工程：微生物工程的主体是利用微生物生长代谢活动产生的各种生理活性物质来生产商业产品。它已成为微生物学、生物化学和化学工程学等多学科密切相关的交叉性学科。2.诱变育种：就是利用各种被称为诱变剂的物理和化学试剂处理微生物细胞，提高基因突变频率，再通过适当的筛选方法获得所需要的高产优质菌种的育种方法。3.酶活性调节:是以酶分子的结构为基础，在酶分子水平上的一种代谢调节。它是通过改变现成的酶分子活性来调节新陈代谢的速率，包括酶活性的激活和抑制两个方面。酶活性调节的机制有酶的变构理论和酶分子的化学修饰。4.末端产物阻遏：指由于某代谢途径末端产物的

2、过量累积而引起的阻遏，如在嘌呤、嘧啶和氨基酸的生物合成。5.分解代谢产物阻遏：当微生物在含有两种能够分解底物的培养基中生长时，利用快的那种分解底物会阻遏利用慢的底物的有关酶的合成的现象。6.代谢工程:系指利用基因工程技术，定向地对细胞代谢途径进行修饰、改造，以改变微生物的代谢特性，并与微生物基因调控、代谢调控及生化工程相结合，构新的代谢途径，生产新的代谢产物的工程技术领域。7.前体：被加入培养基后，能够直接在生物合成过程中结合到产物分子中去，而自身的结构并未发生太大变化，却能提高产物产量的一类小分子物质。8.促进剂：是一类刺激因子，它们并不是前体或营养，这类物质的加入或可以影响微生物的正常代谢

3、，或促进中间代谢产物的积累，或提高次级代谢产物的产量。9.比耗氧速度或呼吸强度（QO2）：单位时间内单位重量的细胞所消耗的氧气。10.摄氧率：单位时间内单位体积的发酵液所需要的氧量。11.临界溶氧浓度：指不影响呼吸所允许的最低溶氧浓度。 二、选择/填空：1.微生物工程的发展简史：传统的微生物发酵技术天然发酵，第一代微生物发酵技术纯培养技术的建立，第二代微生物发酵技术深层培养技术，第三代微生物发酵技术微生物工程。2.微生物工程工业生产水平的三个决定要素：生产菌种的性能，发酵及提纯工艺条件和生产设备。其中生产菌种是最重要的。3.微生物菌种分离纯化和筛选的步骤：标本采集标本材料的预处理富集

4、培养菌种初筛菌种复筛性能鉴定菌种保藏。4.菌种分离的方法：施加选择性压力分离法（平板稀释法和平板划线法）、选择性培养基分离法（加入抗生素或试剂来增加选择性、摇瓶培养和连续培养）。5.优良菌种选育方法：自然选育、诱变选育、抗噬菌体菌种的选育、杂交育种、原生质体融合技术育种、基因工程技术育种。6.突变菌株筛选中的种类：营养缺陷型突变菌株的筛选，抗性突变株的筛选、抗反馈遏和抗反馈抑制突变菌株的筛选、组成型突变株的筛选。7.杂交育种的目的:是将不同菌株的遗传物质进行交换、重组，使不同菌株的优良性状集中在重组体中，克服长期诱变引起的生活力下降等缺点。8.杂交育种的优点：扩大变异范围、改变产品的产量和质量

5、、创造出新品种。9.原生质体融合的一般步骤：制备原生质体、原生质体融合、原生质体的再生、筛选优良性状的融合重组子。10.基因工程菌产生的程序：目的基因的克隆，DNA重组体的体外构建，重组DNA导入宿主细胞及基因工程菌的选择。11.基因表达系统的分类：第一类为原核表达系统：包括大肠杆菌表达系统、芽胞杆菌表达系统、链霉菌表达系统和蓝藻表达系统等。第二类为真核生物表达系统：包括酵母表达系统、植物细胞表达系统、昆虫细胞表达系统和哺乳动物细胞表达系统等。12.影响目的基因在大肠杆菌中表达的因素：外源基因的拷贝数、外源基因的表达效率、表达产物的稳定性、细胞代谢负荷、工程菌的培养条件。13.真核基因在大肠杆

6、菌中的表达形式：融合蛋白、非融合蛋白、分泌型表达蛋白。14.常用的菌种保藏方法：斜面保藏法、穿刺保藏法、液体石蜡法、沙土管干燥保藏法、真空冷冻干燥保藏法、液氮保藏法、悬液保藏法、低温保藏法。15.代谢调节的方式:主要有反馈抑制、反馈阻遏、酶的诱导调节、酶的共价修饰等。16.微生物自我调节部位的三种控制方式：细胞膜对大多数亲水分子起一种屏障作用，但又存在着某些输送系统；原核生物有两种控制通量的方法，采用调节现有酶和改变酶分子活性；限制基质的有形接近。17.阻遏作用:有利于生物体节省有限的养料和能量，阻遏的类型主要有末端代谢产物阻遏和分解代谢产物阻遏两种。18.酶合成调节的机制根据操纵子的调节方式

7、不同可分为:单一效应物调节、两种效应物的共同调节和弱化调节三种类型。19.分支生物合成途径的调节:有同功酶调节、顺序反馈调节、协同反馈调节、累加反馈调节、增效反馈调节、激活和抑制联合调节和酶的共价修饰等。20.发酵条件的控制可分为:各种发酵条件对微生物代谢的影响、使用诱导物、添加生物合成的前体、培养基成分和浓度的控制四种方式。21.次级代谢产物合成的调控类型有：诱导调节、碳分解产物调节、氮分解产物调节、磷酸盐调节、反馈调节、生长速度调节等。22.反馈调节：在次级代谢产物的生物合成中有着重要的作用，包括次级代谢产物的自身反馈调节、分解代谢产物调节、前体的反馈调节以及初级代谢产物的反馈调节。23.

8、改变代谢途径的方法：加速反应、改变分支代谢途径流向、构建代谢旁路、改变能量代谢途径等不同方法。24.培养基的成分：大致分为碳源、氮源、无机盐、微量元素、特殊生长因子、促进剂、前体和水等几大类。对不同的微生物、微生物不同的生长阶段、不同的发酵产物以及不同发酵工艺条件等，所使用的培养基都是不同的，这些也都是培养基配置需要考虑的因素。25.营养物质的调节的几个方面：不同碳源的利用速度，氮源利用及与碳源利用的关系、碳氮比例的调节、前体的控制、补料。26.温度对发酵的影响主要表现：对细胞生长、产物形成、发酵液的物理性质和生物合成方向等方面。27.影响发酵温度的因素:有生物热、搅拌热、蒸发热、显热和辐射热

9、等4种发酵热。28.选择最适PH的原则：既有利于菌体的生长繁殖，又可以最大限度地获得高的产量。29.影响供氧的因素：搅拌、空气流量、培养液的性质、微生物生长的影响、消沬剂的影响和离子强度的影响。30. 泡沬的消除和控制分为：机械消泡和消沬剂消沬。 三、简答题：1.菌种保藏的原理：根据微生物的生理系列化特性，人为地创造条件，使微生物处于代谢不活跃，生长繁殖受到抑制的休眠状态，以减少菌种的变异。 2.用于工业生产的微生物菌种应具备的特性：(1)在遗传上必须是稳定的。(2)发酵过程中产生的泡沬要少，对提高装料系数产量、降低成本有意义。(3)发酵产物中有副产少品和比较容易分离提纯。

10、(4)产孢子能力强、生长旺盛、迅速。(5)生产菌种具有在短时间产生大量发酵产物的能力。(6)有利用广泛不源原材料的能力，并对发酵原料成分的波动敏感性小。(7)有自身保护机制，抵抗噬菌污染能力强。(8)能够高效地将原材料转化为产品，降低成本。(9)对需要添加的前体物质有耐受能力，并且不能将这些前体物质作为一般物质利用。 3.理想的基因工程载体应具备的条件：载体能够独立复制,具有复制起点。应具有灵活的克隆位点和方便的筛选标记应具有很强的启动子，能为大肠杆菌RNA聚合酶所识别。应具有阻遏子，使启动子受到控制，只有当诱导时才能进行转录应具有很强的终止子，只转录克隆的基因，所产生的mRNA较为

11、稳定。所产生的mRNA必须具有翻译的起始信号AUG和SD序列，以便转录后顺利翻译。 4.转移或构建新的代谢途径：将催化一系列生物反应的多个本酶基因，克隆到不能产生某种新的化学结构的代谢产物的微生物中，使之获得产生新的化合物的能力，或利用基因工程手段，克隆少数基因，使细胞中原来无关的两条代谢途径联合起来，形成新的代谢产物；或将催化某一代谢途径的基因克隆到另一微生物中，使发生代谢转移，产生目的产物。 5.泡沬产生的原因：主要是外力、微生物代谢及培养基的成分等，所谓外力是指通气和搅拌，空气进入发酵液后，为了增加氧溶解速度，可以通过搅拌使大气泡变小气泡，以增加气体与液体的接触面积，

12、导致氧传递速率增加，这样有利于二氧化碳气体的逸出。微生物生长代谢和呼吸也会排出气体，如氨气、二氧化碳等，这些气体使发酵液产生的气泡称为发酵性气泡。培养基的理化性质对泡沬的形成起决定性的作用。 6.机械消泡的优缺点：优点：不需引入外来物质，节省原料，减少杂菌污染，也可以减少培养性质的变化，对提取工艺无任何副作用。缺点：效率不高，不能消除起泡的根源。化学消沬剂的种类有天然油脂、聚醚类、高级醇、硅酮类、脂肪酸、亚硫酸、磺酸盐等，最常用的是天然油脂和聚醚类。 7.诱变育种的原理和方法：原理：理论基础是基因突变，突变主要包括染色体畸变和基因突变两大类。染色体畸变指的是染色体或DNA片段发生缺失、易位、逆位、重复等。基因突变指的是碱基发生变化即点突变。方法：诱变育种一般包括诱变和筛选两个部分。诱变部分成功的关键包括出发菌株的选择、诱变剂种类和剂量的选择，以及合理的使用方法