《生物技术概论》备课笔记(DOC)

1、第一章 导论课前4句话 第一句听课好，成绩就好 第二句入门好，专业就好 现代生物技术导论 基因工程 细胞工程 发酵工程 酶工程 生物技术与农业 生物技术与食品工业 生物技术与医药产业 第三句专业好，岗位就好生物发酵技术、 发酵食品生产技术、 生物分离与纯化技术、 酶制剂生产及应用、生物工程设备、生物工程实验技术 、食品检测技术等7门课程。第四句专业好，岗位就好选择好，一切都好Bill Gates：“超过我的下一个首富必定出自基因领域。 ”“如果说二十世纪是物理学的时代，二一世纪将是生物技术的时代！”克雷格 文格尔（基因组研究创始人，1996年诺贝尔奖获得者）生物技术时代选择生物技术专业第一节

2、什么是生物技术？ 当今六大高新技术？新能源、新材料、信息、海洋、空间、生物技术一、定 义 利用生物体来制造产品的技术 对生物有机体在分子、细胞或个体水平上通过一定的技术手段进行设计操作，以改良物种质 量和生命大分子特性或生产特殊用途的生命大分子物质为目标的技术体系。二、内 容 基因工程（核心） 细胞工程（基础） 发酵工程（手段） 酶工程（条件） 上游工程：工程菌（细胞）获得；中游工程： 发酵工程； 下游工程： 分离、纯化、精制。三、生物技术产业特征 高技术、高投入、高利润、高风险、长周期1997-2011年研发一个生物药品最低37亿美元Amgen最高阿斯利康118亿美元，历时8.-15年罗氏-

3、78亿美元。第二节 生物技术发展简史一、 传统生物技术酿造技术（1） 用发酵池、发酵釭等。（2） 讲究的是养，能保证质量，缺少产量 旧有的制造酱、醋、酒、面包、奶酪、酸奶及其他食品的传统工艺 我国也在石期时代后期，开始用谷物酿酒，最早的发酵技术公元前6000年，古埃及人和古巴比仑人就知道用微生物发酵产生酒精，并开始酿造啤酒 公元前4000年，古埃及人就开始用酵母菌发酵生产面包； 公元前221年，周代后期我国人民就能制作豆腐、酱油和醋；二、 近代生物技术发酵技术 （1）大型发酵罐（2）讲究的是催。最佳环境中培育。能保证产量。1676年，荷兰人Leeuwenhoek制成了能放大170300倍的显微

4、镜，并首先观察到了微生物。18381839年间德国生物学家施莱登和施旺提出细胞学说（细胞是所有动植物的结构和功能 单位）19世纪60年代，法国科学家L.Pasteur首先证实发酵是由微生物引起的， 并首先建立了微生 物的纯种培养技术，从而为发酵技术的发展提供了理论基础。1897年，法国布赫纳（Buchner）:任何生物都有引起发酵的物质：酶20世纪20年代，工业生产中开始采用大规模的纯种培养技术发酵化工原料丙酮、丁醇。1928年，弗莱明（A. Fleming）发现青霉素，1941年青霉素投入生产。三、现代生物技术基因工程技术以70年代DNA重组技术的建立为标志1953年沃森（Waston）和克

5、里克（Crick）发现了DNA的双螺旋结构，奠定了现代分子生物学 研究基础。DNA二条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋成双螺旋结构。RNA一条核苷酸链。（1）脱氧核苷酸二磷酸+脱氧核糖+碱基（A或T或G或C），脱氧核糖+碱基（A或T或G或C或）=脱氧核苷（2）核苷酸=磷酸+核糖+碱基（A或U或G或C），核糖+碱基（A或U或G或C）=核苷。问题：DNA染色体、基因的关系？1DNA与染色体的关系：1条染色体=DNA螺旋折叠后）分子+蛋白质2DNA与基因的关系：基因是有遗传效应的DNA片段。每个DNA上有许多基因能够编码一段功能性的RNA的DNA片段，是与一个多肽链的合成相对应的一段DNA1、 对比DN

6、A和RNA的化学成分，RNA特有的是（B）A、核糖和胸腺嘧啶B、核糖和尿嘧啶C、脱氧核糖和尿嘧啶D、脱氧核糖和胸腺嘧啶2、 由碱基A、G C、T所组成的核苷酸的种类最多有（D）A、1种B、3种C、5种D、7种3、 组成人体内核酸的碱基、五碳糖、核苷酸各有（A）A、5、2、8B、4、2、2C、5、2、2D、4、4、84、 正确的是（ADCB）A、染色体由DNA和蛋白质组成B、RNA与DNA都是核酸C、mRNAT以翻译合成蛋白质D、一个DNA分子上有许多基因1961年破译了遗传密码，揭开DNAS码的遗传信息是如何传递给蛋白质这一秘密1972年首先实现了DNA体外重组技术，标志着生物技术的核心技术一

7、一基因工程技术的开第三节 生物技术的应用、改善农业生产、解决食品短缺培育抗逆的作物优良品系 植物种苗的工厂化生产 提高粮食品质 生物固氮，减少化肥使用量 二、发展畜牧业生产 动物的大量快速无性繁殖1997年2月英国Roslin研究所培育出一只小羊-“多莉” 培育动物的优良品系 三、提高生命质量，延长人类寿命 开发制造奇特而又贵重的新型药品疾病的预防和诊断基因治疗人类基因组计划（HGP）四、解决能源危机主要能源：石油和煤炭 以乙醇最有希望成为新的替代能源。 将农业或工业的废弃物变成沼气或氢五、制造工业原料 氨基酸类：主要的有谷氨酸（即味精） 、赖氨酸等； 酸味剂：主要有柠檬酸、苹果酸等 甜味剂：

8、主要有天冬甜精（甜味是砂糖的2400倍）、氯化砂糖（甜味是砂糖的 化学工业原料：如乙醇、丙酮、丁醇等产品。六、生产贵重金属 废渣矿、贫矿、尾矿、废矿 利用细菌的浸矿技术进行提炼 可提取的金属包括：金、银、铜、铀、锰、钥、锌、钻、镍、钡、铭等10多种贵重金属和稀有金属1.属于生物技术产业特征有（）A、高利润；B、高风险；B高势能；D、高效率2.生物技术的核心为（ ）A、基因工程；B细胞工程；B酶工程；D、发酵工程3.生物技术包括的基本内容为（）A、细胞工程B、基因工程C、遗传工程D、酶工程4.实现DNA体外重组技术，标志着基因工程技术的开始的年份为（A、1973 B、1970 C、1968 D、

9、1972作业1.与其它产业相比，生物技术产业有哪些特征？2.基因是如何指导蛋白质合成的？3.生物技术发展历经三个过程及其技术特征是什么？4.基因、DNA染色体的关系如何？5.生物技术及应用专业有哪7门核心课程？600倍）第二章基因工程第一节概述一、基因及基因工程的概念（一）基因1.孟德尔时期（1866-1910）Men del:1866年豌豆杂交试验中，将控制性状的遗传因素称为遗传因子。（1909年丹麦W,L.Johansse用“gene”代替“遗传因子”）2.细胞遗传学时期（1910-1940）摩尔根Morgan:果蝇试验中提出了连锁遗传规律创建了“基因论”：是染色体上呈直线排列的 念珠状结

10、构（摩尔根（Thomas Hu nt Morgan,美国生物学家，被誉为“现代遗传学之父”，获1933年诺贝尔生理学和医学奖。）3.生化遗传学时期（1940-1953）比德尔Beadle:红色面包霉试验（1941）提出基因是通过酶起作用的；Avery:肺炎链球菌试验（1944）提出DNA是主要的遗传物质Hershey & Chase大肠杆菌试验（1952）证明了DNA的遗传传递作用比德尔与塔特姆（E丄.Tatum由于提出“一个基因一个酶假说”而被公认为生化遗传学的创始人 获1958年诺贝尔生理学和医学奖。艾弗里在20世纪30年代、40年代、50年代，多次因抗原、DNA的研究获 诺贝尔奖

11、提名。赫尔希和蔡斯在1952年通过大肠杆 菌试验DNA是遗传基因的载体。4.分子遗传学时期（1953-）Watson（美国）& Crick英国）:X射线 衍射分析研究（1953）提出了DNA双 螺旋结构模型；基因是与一个多肽链的合成相对应的一段DNA（500-1500bp）（二）基因工程狭义是指一种或多种生物体（供体）的基因与载体在体外进行拼接重组，然后转入另一种生物体（供体）内，使之按照人们的意愿遗传并表达出 新的性状。广义外源基因重组、 克隆和表达的 设计与构建（上游技术，即狭义的基 因工程）+含有重组外源基因的工程 菌或细胞的大规模培养以及外源基 因表达产物的分离纯化工程。二、基

12、因工程操作的基本过程目的基因的分离与改造载体构建目的基因插入载体（重组体制备、载体构建）基因载体导入受体细胞（构建工程菌（或细胞） 目的基因的鉴定与表达含目的基因的工程菌大规模培养（工程菌发酵）目的基因表达产物的分离纯化第二节工具酶与基因表达载体DNA重组技术的基本工具：准确切割DNA的工具（“分子手术刀”）一一限制性内切酶；DNA片段的连接工具（“分子缝合针”）一一DNA连接酶、DNA聚合酶基因转移工具（“分子运输车”）一一基因进入受体细胞的载体。一、限制性内切酶限制性核酸内切酶：能识别双链DNA分子中的某种特定核苷酸序列（一般4-8bp）,并切段每 一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二

13、酯键的核酸水解酶。（注：存在于原核及真核生物，在原核生物中表达丰富，可以限制外来DNA的侵入并使其失去活性，但不影响自身DNA。）切割处：磷酸二酯键断开，产生具有3OH基团和5P基团的片段（一）内切酶的命名EcoR IE来自微生物的属名Escherichia埃希氏杆菌属CO来自微生物的种名coli（大肠杆菌）R来自的微生物的菌株系I该菌株发现的限制酶的编号问题1从Escherichia coli大肠杆菌）R株发现并分离的第5种限制性内切酶的名称？EcoRV问题2从淀粉化芽抱杆菌（Bacillus amyloliquefacienS H株发现并分离的的第1种限制性内切酶 的名称？BamHI（二）

14、 限制性内切酶分类根据酶的功能、大小和反应条件及切割DNA的特点，分为I型酶、U型酶、 川型酶三类.U型一一特异性切割，同一位 占八、（三） 限制性内切酶切割方式 黏性末端：被限制酶切开的DNA两条单链的切口，带有几个 伸出的核苷酸，他们之间正好互补配对） 平末端：当限制酶从识别序列的中心轴线处切开时，切开的DNA两条单链的切口，是平整的）（四）限制性内切酶识别序列绝大多数U型限制性内切酶都能识别 个碱基）二、DNA连接酶4-8个核苷酸组成的特定的核苷酸序列，最常见的为6Ml FirrintM* I.-二C T f A A.作用：催化两个核酸链之间形成磷酸二酯键。2.分类： 根据酶的来源不同分

15、E.coliDNA连接酶：从大肠杆菌中分离得到，只能连接带匹配粘末端的DNA分子。T4DNA连接酶：从T4噬菌体中分离到， 连接带黏性末端或平末端的DNA分子。学习探究：下列关于DNA连接酶的叙述正确的是()1催化相同黏性末端的DNA片段之间的连接2催化不同黏性末端的DNA片段之间的连接3催化两个黏性末端互补碱基间氢键的形成4催化DNA分子两条链的脱氧核糖与磷酸之间磷酸二酯键的形成A.BCD三、DNA聚合酶是细胞复制DNA的重要作用酶。以DNA为复制模板，从将DNA由5端点开始复制到3端的酶DNA连接酶DNA聚合酶作用实质都是催化两个脱氧核苷酸之间形成磷酸二酯键是否需模板不需要需要连接DNA链

16、双链单链作用过程在两个DNA片段之间形 成磷酸二酯键将单个脱氧核苷酸加到已存在的核酸片段的3端的羟基上，形成磷酸二酯键作用结果将存在的DNA片段连接 成重组DNA分子合成新的DNA分子常用的DNA聚合酶:大肠杆菌DNA聚合酶I的Klenow大片段酶;T7DNA聚合酶；反转录酶等。1.疋义：能够承载外源DNA片段(基因)，并将其带入受体细胞得以维持的DNA分子，也称为DNA克 隆载体。2.基因载体最起码的条件(1) 具有合适的限制性内切酶位点(2) 能自我复制并能带动插入的目的基因同步复制(3) 含标记基因3.分类：按构建基因载体的DNA来源分细菌 质粒载体、病毒或噬菌体克隆载体。质粒存在于细菌

17、细胞质中独立于染色体的 具有自我复制能力的双链闭合环状的DNA分子(1-200kbp)。第三节基因工程基本技术大肠杆菌DNA聚合酶;T4DNA聚合酶；四、基因表达载体一、目的基因的分离与改造（一）概念目的基因：又称目标基因，是指通过人工的方法分离、改造、扩增并能够表达的特定基因，或 者是按计划获取的有经济价值的基因。目的基因主要是_编码蛋白质的基因_（二）获取目的基因的技术1.从基因文库中获取目的基因1）基因文库？将含有某种生物不同基因的许多DNA片断，导入到受体菌的群体中，各个受体菌分别含有这种生物的不同基因，称为基因文库2）基因文库的种类基因组DNA文库：含有一种生物的全部基因 部分基因文

18、库：只包含了一种生物的部分基因， 如：cDNA文库。3）基因组文库的构建 提取某种生物的全部DNA用适当的限制酶一定大小的DNA片段 将DNA片段与载体连接 导入受体菌中储存 基因组文库4）从基因组文库筛选目的基因 核酸杂交法免疫学检测法DNA同胞检测法PCR筛选法2利用PCR技术扩增目的基因概念：PCR全称为多聚酶链式反应一，是一项在生物_ 复制一特定DNA片段_的核酸合成技术。（2）体外条件模板 原料（脱氧核苷酸）引物（一小段单链DNA）DNA聚合酶（耐高温）温度控制（3）具体过程1.变性（90C-95C）双链DNA模板在热作用下，氢键_断裂，形成一单链DNA_2复性（55T-60C）温度

19、降低，引物与DNA模板 结合，形成局部双链_。3.延伸（70T-75C）在TaqDNA聚合酶的作用下，从引物的3端连接脱氧核苷酸,合成与 模板互补的DNA链。F列属于PCR技术的条件的是B1单链的脱氧核苷酸序列引物 的DNA片段脱氧核苷酸DNA连接酶DNA聚合酶二 二二二：CNA片址 期抽上000000TTWnnnlTTTrriiiimTi町1!血|i叩nnTTn亍1WnnnnirrnrnmnnrnrnmnnnnnTrnEnrTrnrni亍Uii妙TllQ血ii皿y呱呱/ v目的基因所在核糖核苷酸DNA限制性内切5rrnnjrnwrwni nnnfninTrnniniiiiiiiiinrmun

20、rrrJs I I -、I ” ,3山皿山LUOillll%1酶A.C二、DNA重组技术定义：不同来源的DNA分子通过磷酸二酯键连接而重新组合的过程称为DNA重组。目的基因与运载体的结合三、 将目的基因导入受体细胞将目的基因进入_受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定_和 表达的过程叫转化 经转化获得外源遗传物质的细胞叫转化子含有重组DNA分子的转化子重组子（一）受体细胞种类：（1）原核生物受体细胞大肠杆菌 枯草杆菌 蓝细菌（2）真菌生物受体细胞酵母菌曲霉菌丝状真菌（3）植物受体细胞 现在用作转基因受体的植物有水稻、棉花、玉米、马铃薯、烟草等经 济作物和拟南芥等模式植物。（4）动物受体细胞常用的

21、动物受体细胞有CHO细胞、Vero细胞、小鼠L细胞、Hele细胞、地鼠肾细胞等。（二） 将目的基因导入微生物细胞Ca2+诱导法 用Ca2+处理，增加细菌细胞壁的通透性，使之处在吸收DNA分子的状态（感受态）。（三） 将目的基因导入植物细胞的方法1农杆菌转化法（叶盘法）-双子叶植物和裸子植物Ti质粒上的T-DNA（可转移的DNA）可以转移到受体细胞，并且整合到受体细胞染色体的DNA上。2.基因枪法-单子叶植物以压缩气体、火药爆炸力或高压放电作为动力 ，将包裹 在金属粒（钨粉和金粉）表面的表达载体DNA打入受体 细胞中。BD.3.花粉管通道法在植物花受粉后，花粉形成花粉管还末愈合前期，剪去柱头，然

22、后，滴入DNA使目的基因借过机械方法把外源DNA直接注入细胞质或细胞核 四、目的基因的检测与鉴定（一）导入检测检测转基因生物染色体的DNA上是否插入了目的基因首先取出转基因生物的基因组DNA2用含目的基因的DNA片段用放射性同位素作标记（探针），3使探针和转基因生物的基因组杂交，若显示出杂交带，表明目的基因已插入染色体DNA中（二） 转录检测检测目的基因是否转录出了mRNA用放射性同位素标记的含目的基因的DNA片段（三） 翻译检测检测目的基因是否翻译成蛋白质抗原抗体杂交技术第三章 细胞工程第一节概述一、观看细胞工程录像回答下列问题1.什么是细胞工程？答：（1）狭义：改造细胞生物遗传学特性，以获

23、得特定的细胞及产物。（2）广义：所有生物组织、器官及细胞离体操作和培养技术。2.杂交瘤细胞来自哪两种细胞？所采用的技术是什么？ 制备杂交瘤细胞的目的是什么？答：（1）小鼠骨髓瘤细胞+B淋巴细胞；（2）细胞融合技术；（3）具有B细胞分泌抗体和 骨髓瘤细胞体外无限增殖能力。3.什么是细胞培养技术和细胞融合技术？二者的区别是什么？ 答：（1）细胞培养技术：模拟生物体内生理条件，将细胞在体外人工条件下进行培养， 使其生存、生长和繁殖。（2）细胞融合技术：两个或多个细胞相互接触合并、染色体等遗传物质重组 的过程。（2）差异：是否对细胞本身进行改造。二、观看细胞培养录像回答下列问题1.细胞培养所需设备及其

24、用途是什么？超净工作台、C02培养箱、普通冰箱、-30度冰箱、离心机、 电热鼓风干燥箱、压力蒸汽消毒器、恒温水助花粉管通道进入受体细（三）将目的基因导入动物显微注射技术（最常用，最在高倍倒置显微镜下，利用细胞的方法有效）显微注射仪，通花粉管通道法浴箱、 电子天平、倒置显微镜、普通显微镜、液氮罐。（1） 超净工作台：无菌操作常用设备（2） CO2培养箱：模拟生物体内的生长环境，对细胞/组织进行体外培养（PH7.3-7.5恒温37高 湿95%恒定CO2水平5%等）。（3）-30度冰箱：血清、酶、抗体、药品等。（4）离心机：沉淀细胞（5）压力蒸汽消毒器（高压灭菌锅） ：瓶盖、过滤器、培养用液的灭菌。

25、（6）倒置显微镜：观察活细胞生长状态和是否发生污染。（7）液氮罐：液氮储存器，长期保存细胞。2.无菌操作技术？（1）玻璃器皿清洗？ 答：a浸泡b刷洗c烤干d浸酸4he捞出流水冲洗8-10次f蒸馏水冲洗3次g烤干备用h用双层纸包扎瓶口防止二次污染。（2）其它要求培养基 -高温高压（120C,21min）、微孔滤膜灭菌玻璃器皿、用具-与培养基一起灭菌，部分用具酒精火焰灭菌。 接种室、超净台-紫外灯20min培养室-保持洁净；减少进出 实验人员手酒精消毒,穿工作服。第二节植物细胞工程一、理论基础植物细胞全能性（totipotency）是指植物的每个细胞都包含着该物种的全部遗传信息,都具备 发育成完整

26、植株的遗传能力。在适宜条件下,任何一个细胞都可以发育成一个新个体。它是植物组织培养的理论基础。问题1植物体上的细胞全能性大小是否有区别？ 答：受精卵生殖细胞（卵）体细胞体细胞已经分化为组织和器官。二、植物细胞工程的基本技术手段（一） 植物组织培养 看录像回答问题（5.30min开始） 问题1什么是脱分化和再分化？1）已分化（或成熟）的组织又恢复到无分化的初始状态。2）处于脱分化状态的愈伤组织进行培养,诱导其形成新的植物体的过程。问题2已分化的细胞如何培养成植物器官或植物体？1.配制培养基MS培养基、LS和RM培养基、N6（氮6）培养基等等。2.外植体选择与处理 外植体：能被诱发产生无性增殖系的

27、器官或组织切段 。器官来源 - 一般以幼嫩的组织或器官为宜。切块大小-组织块要达到2万个细胞（即510mg）以上 外植体一自来水多次漂洗一消毒剂处理一无菌水反复冲洗一无菌滤纸吸干。3.诱导去分化阶段 较高浓度的生长素和少量的细胞分裂素。愈伤组织-原指植物受创伤伤口附近产生的薄壁组织, 泛指经细胞与组织培养产生的可传代的 未分化细胞团。4.继代增殖阶段5、生根成芽（再分化）阶段6、移栽成活阶段（二） 植物细胞培养和次生代谢物的生产以离体的植物单细胞或细胞团为外植体, 在无菌条件下通过诱发细胞分裂形成细胞团, 再分化 形成具有芽、根的完整植株。1.-悬浮细胞培养细胞生长旺盛、次生物质积累少1原代培

28、养：从形成愈伤组织的培养瓶中，挑取质地松弛、生长旺盛的愈伤组织2g放入盛有30m1液体培养基的三角瓶，用镊子轻轻捏碎，置于25E黑暗或弱光下震荡摇床固定培养2继代培养（多次）：1825d后，将培养物摇匀，静置片刻，用吸管吸取培养基中部的培养物 （细胞团小，可清除较大细胞团块和接种物残渣） ，加入另一无菌三角瓶中，然后添加新鲜培养基。3悬浮细胞同步化：分级过筛分离和不连续密度梯度离心， 便于进行体细胞胚胎发生及其生理 生化机制的研究。2固定化细胞培养-细胞生长缓慢，次生物质含量较高。将细胞包埋在褐藻酸钙（惰性支持物）的内部或贴附在它的表面。前提是通过悬浮培养获得足 够数量的细胞。（三）植物体细胞

29、杂交（细胞融合技术）看录像回答问题1什么是细胞融合和细胞杂交？1）两个或多个细胞相互接触合并、染色体等遗传物质重组的过程。2）来自不同植物体细胞融合成一个杂种细胞，且把杂种细胞培育成新的植物体的方法。2.细胞融合包括哪些步骤？步骤是去掉，使植物细胞成为，最常用的方法是。步骤一般常用的化学试剂是，目的是。在利用杂种细胞培育成为杂种植株的过程中，运用的 技术手段是，其中步骤相当于，步骤相当于。1.什么是细胞融合？简述植物细胞融合过程？2.植物组织培养包括哪几个步骤？3.什么是悬浮细胞培养和固定化细胞培养？各有何优缺点？4自然界中有一种含有叶绿体的原生动物一一眼虫，说明植物的细胞器同样可以在某些动物

30、细胞中存活，请探讨：动物细胞与植物细胞之间可以实现杂交吗？如果理论上可行，请设计出具体实验方案。第四章 发酵工程第一节 概述一、发酵工程的定义 在最适发酵条件下，发酵罐中大量培养细胞和生产代谢产物的工艺技术。从广义上讲，由三部分组成： 上游工程、中游工程（发酵）、下游工程优良菌株的选育、发酵条件的确定、培养基等营养物质的准备。 发酵过程控制 发酵液的预处理、固液分离、纯化、干燥处理（真空干燥和冰冻干燥）二、发酵工业必须具备的条件某种适宜的微生物发酵条件（培养基组成、温度、溶氧浓度、PH等）发酵设备分离纯化方法及设备三、发酵工程的内容微生物菌体发酵（如药用真菌）微生物酶发酵（酶的生产）微生物代谢

31、产物发酵（氨基酸等）微生物转化发酵（乙醇转化为乙酸）生物工程细胞发酵（工程菌、杂交细胞发酵）四、发酵工程的应用第二节 生物反应器及发酵系统一、概述（一）定义：是人们对生物有机体进行有控制的培养以生产某种产品或进行特定反应的容器。 包括：传统发酵罐、酶反应器等、固定化酶和细胞反应器、动植物细胞培养反应器。（二）分类1、 根据细胞或组织的代谢要求等划分（1）厌氧生物反应器（2）好氧生物反应器（3）光照生物反应器（4）膜生物反应器2、 根据容积划分实验室、中试、生产规模发酵罐 二、微生物细胞反应器发酵罐 按能量（使液体循环）的输入方式分：机械搅拌式（机械搅拌）、气升式（气体喷射）、自吸 式（利用泵对

32、液体的喷射作用）。1.机械搅拌型发酵罐（通用型发酵罐）1.机械搅拌通风发酵罐（通用型发酵罐）优点：PH和温度易控制、溶氧好。缺点：搅拌功率消耗大，结构复杂不易清洗。2.自吸发酵罐 有机械搅拌、喷射自吸发酵罐两类3.气升式发酵罐（二）厌氧发酵罐思考（1）是否需要供氧？（2）是否需要搅拌装置和空气压缩机吗？（3）如何保证上层氧气 排除？答：不需供氧；无；尽量装满，排除上层氧气三、固体发酵设备四、动植物细胞培育反应器 有搅拌式、气升式、中空纤维（杂交瘤细胞）、膜生物反应器、填充床生物反应器等等。1、动物细胞悬浮培养反应器2、动物细胞贴壁培养反应器3、动物细胞微载体悬浮培养反应器（二）植物细胞培养生物

33、反应器（三）微藻培养光合生物反应器（1）地球上预计有多少种？（2）富含哪些成分？（3） 产油率如何？（4） 如何达到最大生产力？（5） 荷兰设计了几种光合生物反应器进行蓝藻培养试验？（1） 何为微藻一一含有叶绿素A并能进行光合作用的微生物的总称，80多万种，截止2012年已知2万余种，D=5卩m（2） 成分：含有蛋白质、脂类、藻多糖、B-胡萝卜素、多种无机元素。（3）产油效率如何？在一年生长期内，1ha大豆能产446L,而微藻能产生物质燃油95000L。（4）有大量培养或生产的微藻有哪些？分属4个藻门：蓝、绿、金、红藻门。（5）达到最大生产力需要的条件？-初期足够的光进行光合作用，接下来营造

34、恶劣的环境（为了自保产生油脂和营养素）第三节 发酵工程工艺一、菌种选育与种子扩大培养（一）菌种选育从自然界直接分离；人工诱变筛选获得突变株 ；经基因工程、细胞工程改造成的工程细胞或 工程菌。（二）种子扩大培养（种子制备） （1）将沙土孢子或冷冻孢子接种到斜面培养基中活化培养； （2）移种到扁瓶固体培养基或摇瓶液体培养基中扩大培养；（3）种子罐扩大培养；（4）种子进罐培养（发酵）。 二、培养基制备（一）种类1、按营养物质来源 天然、合成培养基2、按状态 液体、半固体、固体培养基3、按用途（从发酵生产应用考虑） 孢子、种子、发酵培 养基（二）发酵培养基组成 碳源：葡萄糖、糖蜜、淀粉和糊精； 氮源：有机氮源花生饼粉、黄豆饼粉、玉米浆、玉米蛋白粉、蛋白胨、酵母粉、鱼粉、蚕 蛹粉、尿素、废菌丝体和酒糟等。无机氮源氨水、硫酸铵、氯化铵、硝酸盐等； （混合使用早期利用无机氮，中期酶系形成可用有机氮） 无机盐：镁、硫、磷、铁、钾、钙、钠、氯、锌、钴、锰等； 生长因子前体物三、灭菌问题1在发酵生产中，为什么要进行灭菌操作？ 答：（1）杂菌消耗培养物质。（2）杂菌及产物导致产物分离提取困难。（3）杂菌繁殖会改变反应介质的PH值；（4）杂菌可能会分