生物工艺学重点

生物工艺学重点第一章1、生物技术定义。工以提供产品或用以社会服务的技术。2、生物技术发展的四个时期的代表性技术和产品？答：1.面团的发酵、啤酒的制作；啤酒、面包、豆腐、酱、醋、泡菜、干酪2.显微镜、纯种培养技术、微生物转化方法；青霉素、酶3.固定化酶和细胞；次级代谢产物、氨基酸、酶制剂、有机酸4.DNA重组技术、原生质体融合技术、杂交瘤技术；单克隆抗体、人胰岛素、生物传感器3、生物技术发展趋势。答深入开展人类基因组学的研究，逐步掌握人类的生、老、病死的自然规律2.逐步深入地开展基因诊断和基因治疗研究 3.加强各种生物技术新药物的研究和开发4.人类干细胞培养或胚胎工程5.通过转基因动物有望建立“动物工厂，而通过克隆动物有望建立“优良牲畜品系”和拯救濒危动物。6、加强与环境保护学科的合作研究7大力开展海洋生物技术的研究8大力开展与生物技术相关的工程技术学科的研究：包括生物化学工程、生物医学工程、生物信息学等第二章1、微生物选择性分离方法步骤。答：筛选方法：整体生物、完整细胞、亚细胞制剂步骤：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、菌种选育方法。自然选育2.诱变育种3.抗噬菌体菌株的选育4.杂交育种5.6.DNA重组技术3、诱变筛选的典型流程。答：见课本P38页4、原生质体融合技术与其他筛选方法相比有何优点？已知的遗传系统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4.可以和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，提高筛选效率5、DNA重组技术的基本过程。答：1.DNA片段的准备2.载体3.DNA4.重组DNA分子引入宿主细胞5.筛选出带有重组DNA6.鉴定外源基因的表达产物6、菌种常见保藏方法及其特点。答：1.斜面冰箱保藏法特点：周期短，操作简便2.沙土管保藏法特点：保存期长3菌丝速冻法特点：保藏温度比较低，损伤致死率低4.石蜡油封存法特点：保藏气长，操作简单5.真空冷冻干燥保藏法特点：适用范围广，能使微生物细胞完整6.液氮超低温保藏法特点：能长期保存菌种（注：甘油管保藏法、滤纸保藏法、大米保藏法）第三章1、微生物代谢调控部位。答：1.养分吸收分泌的通道2.限制基质与酶的接近3.代谢途径的通量扩展2、微生物次级代谢特征？答：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级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级代谢物5.次级代谢产物的合成比生长对环境因素更敏感3、次级代谢物的生物合成步骤？养分的摄入2.通过中枢代谢途径养分转化为中间体3.前体的合成4.必要，改变其中的中间体5.前提进入次级代谢物专有途径6.修饰化合物，成为产物4、前体的概念、作用及添加原则？答前体指某些化合物加入到培养基中能直接被微生物在生物合成过程中结合到产物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。前体的作用：1.起抗生素建筑材料的作用2.诱导抗生素生物合成的作用添加原则：1.有些前体物质对菌体会产生毒性，有些菌体还有将前体氧化分解的能力2.在生产中常采用少量多次地加入前体 3.总的加入量可按一个产物分子进入几个前体分子按等摩尔计算前体加入量在总的加入量中还应考虑菌体氧化、分解的那部分前体5、前体与诱导物的区别？2.3.似物取代。第四章1、大规模发酵培养基共同的特点？答：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的少3.培养基的原料应因地制宜、价格低廉、性能稳定、便于采购运输、保证供应4.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、纯化等2、培养基的类型与功能？答：固体培养基：适合于菌种和孢子的培养和保存半固体培养基：用于鉴定细并使菌丝体长得粗壮，成为活力的“种子”发酵培养基：供菌丝体的生长、繁殖和合成产物3、培养基的成分来源及作用？答：碳源：供给能量和构成菌体细胞以及代谢产物的基础。有糖类、脂肪、某些有机酸等。值、氧化还原电位等。无机盐：铅、镁、硫、磷、钾、钠、氯、锌、钴、锰。特殊生长因子：构成辅酶的组成分，促进生命活动的进行。如生物素、硫胺素、肌醇等。调节细胞温度。诱导剂、前体和促进剂：胞外酶合成需要诱导物、有些需要促进剂，抗生素需要前体。4、培养基的选择原则？答：1.根据不同菌种或细胞的特点（菌种的同化能力）2.代谢的阻遏和诱导3.合适的碳氮比4.pH要求第五章1、杂菌污染产生的不良后果？答：12、产物提取困难，产品质量下降3、杂菌可能会分解产物使4、杂菌会改变pH5使微生物细胞裂解而使生产失败。2、培养基灭菌的方法有哪些？答：高压蒸汽灭菌、培养基的分批灭菌、培养基的连续灭菌、常压间歇灭菌3、无菌空气质量标准。答：1.2.空气的压强为0.2-0.4MPa3.70%4.进入发酵罐的空气温度可比培养温度高10-205.空气的洁净度为100级（在设计空气过滤器时，一般取失败概率10^-3为指标）4、空气预处理中有哪些设备，作用是什么？采风塔：提高压缩前空气的洁净度2.粗过滤器：捕集较大的灰尘颗粒，并保护空压机3.空气压缩机：提供动力，以克服随后各设备的阻力；克服输送过程中过滤介质的阻力并维持一定的气流速度4.空气贮罐：消除压缩机排出空气量的脉冲，维持稳定的空气压力；利用重力沉降作用除去部分油雾5.冷却器：压养液水分的蒸发6.7.加热设备：将除油的空气加热，降低相对湿度，输入过滤器。第六章（书本P149）1、种子扩大培养的目的是什么?用率提高，保证生产水平2、何谓种子接种龄、接种量？时间；接种量是指移入的种子液体积和接种后培养液体积的比例3、为什么种子要逐级扩大培养？什么情况下可采用一级种子？间内得到较多的培养物生长快的细菌可采用一级种子，因为生长快的细菌种子用量比较少，所需种子罐相应也少4、影响种子质量的因素是哪些？PH种量；斜面冷藏时间5、保证种子质量有哪些措施？答：1.保证生产菌种的稳定性2.提供种子培养的适宜环境保证无杂菌侵入第七章1、如何进行发酵过程控制？2.适宜条件的灭菌3.选择优良的种子4.温度控制，根据不同时期所需最适温度的不同进行控制5控制pH,6.控制溶氧：改变通气速率，增大通风质，如加消沫剂、补加无菌水。改变培养基成分；加入传氧中间介质7.CO2降低其浓度8.加糖、补料的控制：一次性量大；多次少量；连续流加9.泡沫的控制：机械消沫和化学消沫2、泡沫产生的危害，消泡方法有哪些？（1）使发酵罐的装填系数减少2）产物损失（3）增加了染菌的机会（4）增加了菌群的非均一性（5）消泡剂的加入给提取工序带来困难消泡方法：机械消沫化学消沫选育或混养3、发酵终点的判断。（1）产率、得率：如要提高总产率，则必须缩短发酵周期，即在产率降低时放罐发酵系数：罐容积要适当，缩短发酵周期（3）高的产物浓度4、发酵染菌的防治与处理。1.种子以及种子在进罐前菌种室要彻底灭菌2.在无菌条件下配置并需混合均匀，然后使用之前进行灭菌3.空气要除菌彻底生产设备要清洗干净和灭菌5.接种、过程加糖补料和取样操作要严密规范发酵染菌的处理：1.种子培养期染菌的处理：种子受到杂菌污染后，应经灭菌后弃之，并对种子罐、管道等进行仔细检查和彻底灭菌。同时采用备用种子。pH值、调整补料量、补加培养基等措施。3.发酵中、后4.染菌后对设备的处理：彻底清洗发12h以上等方法进行处理第九章1、酶和细胞的固定化方法？答：吸附法、包埋法、交联法、化学共价法、逆胶束包囊法2、微生物转化定义及优点？（基团在温和的条件下进行，化学物质转变成要求的产品，不产生分解，而且节约能源和投资2.作用于基质分子的专一位置，产生立体专一性、光学专一性产物，不需要化学拆分3、微生物转化一般过程。答：1.制备培养系统2.加入底物3.加入效应物（抑制剂或激活剂）4.保温反应5.监测反应过程6.终止反应7.产物分离4、生物转化培养系统类型有哪些？答：分批培养、连续培养、静息细胞、干细胞、孢子、渗透细胞、固定化细胞、渗透交联固定化细胞5、微生物转化的类型？答：氧化、还原、氨基化、乙酰化和去乙酰化、脱氢形成双键、腈转化成酸、光学专一和立体专一性转化与拆分6、非水相酶的特性？答：1.增加非极性基质的溶解度2.使某些原本在水相不能进行的反应顺利进行3.可减少在水相极易发生的副反应4.在有机溶剂中可以改变基质的专一性5.容易分离回收6.在有机溶剂中酶的热稳定性好7.无微生物污染第十章1、动物培养基中血清的作用？答：1.影响培养基生理性质2.含有蛋白酶抑制剂3.提供胆固醇等营养物45.6.7.8.9.结合和保护过量时有毒性营养物质并缓慢释放它们10.提供白蛋白对细胞起保护作用2、动物细胞培养基本工艺流程？准备阶段：设备的准备、清洗、消毒，培养基的配置和除菌，细胞种子的2.（pH值、搅拌速率、通气量等）的调整，取样分析，培养基更换。3.产物生成阶取样分析（如细胞密度、感染率、存活率、抗原性、产物浓度或滴度）第十一章1、常见植物组织培养基有哪些？答：Gamborg'sB5、LS、MS、NN和White培养基2、植物细胞培养技术与普通植物栽培相比较特点？答：1.可以不受气候、季节和地域的影响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、遗传环境进行一定程度的调节控制 4.能选择性地生产所需的代谢产物3、影响植物细胞培养的因素有哪些?答：1．细胞的遗传特性：在进行植物细胞的培养时，必须弄清楚产物的合成部响2．