生物工艺原理复习重点

生物工艺原理复习重点绪论生物技术与生物工艺学：应用自然科学及工程学原理，依靠生物催化剂的作用将物料进行加工，以提供产品或为社会服务。Biotechnology归纳为三点：（1）生物技术是一门多学科、综合性的科学技术（2）过程中需生物催化剂(biologicalcatalyst)参与（3）目的是建立工业生产过程或进行社会服务。3、生物工艺组成从广义上讲由三部分组成：上游工程，中游工程，下游工程4、生物反应过程生物反应过程的实质是利用生物催化剂从事生物产品的生产过程。5、一般生物反应过程可分为四个部分：（1）发酵原料的预处理：有些发酵原料工业微生物不能直接利用，通常需要将它们进行粉碎、蒸煮、水解成葡萄糖以供给微生物利用。（2）发酵过程的准备：发酵前必须进行种子制备与无菌消毒。无菌消毒是种子制备与发酵的必要条件（高压蒸汽灭菌）（3）生物反应器及反应条件的选择：由于使用的微生物不同，其代谢规律不一样，因而有厌氧发酵和好氧发酵两种方法。（4）产品的分离与纯化（下游技术)：分离与纯化是从发酵液中制取符合质量指标的制品。6、生物反应过程的特点：（1）生产过程通常在常温下进行，操作条件温和，不需要考虑防爆问题，一种设备具有多种用途。原料以碳水化合物为主，并加入少量有机和无机氮源。不含有毒物质。（2）生产反应过程是以生命体的自动调节方式进行的，多个反应像一个反应一样，可在单一设备中进行；（3）易于进行复杂的高分子化合物的生产，如酶、光学活性体等（4）能高度选择性地进行复杂化合物在特定部位的反应，如氧化、还原、官能团导入等；（5）生产产品的生物体本身也是产物，富含维生素、蛋白质、酶等；除特殊情况外，培养液一般不会对人和动物造成危害；（6）生产过程中需要注意防止杂菌污染，尤其是噬菌体的侵入，以免造成很大的危害。（7）通过改良生物体生产性能，可在不增加设备投资的条件下，利用原有的生产设备使生产能力飞跃上升。7、生物生产过程的共性（1）作为培养基成分有碳源、氮源、微量元素及生长因子等，并确定培养基中各成分的含量及比例;（2）合理设计一级、二级乃之三级种子培养系统，各级培养时间以及种子培养系统要与生产过程合理配套；（3）合理控制不同阶段的环境条件，保证细胞正常生长和所需产物的形成，以最低的消耗获得最大的得率；（4）生产过程需要防止杂菌污染，保证生产正常进行；（5）选择合适的分离方法，使之高效率、低成本地从细胞或培养液中提取、分离、纯化和精制所需产品；8、现代生物技术：以DNA重组为主要手段，依靠清洁、经济的生物反应器，利用可再生性资源加工人类所需产品的具有可持续发展特性的技术。包括：基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程。基因工程在其中处于主导地位9、生产微生物细胞物质：以获得具有多种用途的微生物菌体细胞为目的产品的生产过程，包括单细胞的酵母和藻类、担子菌，生物防治的苏云金杆菌以及人、畜防治疾病用的疫苗等。10、初级代谢产物（中间代谢产物）：对数生长期形成的产物，如氨基酸、核苷酸、蛋白质、核酸等，是菌体自身生长繁殖所必须的，次级代谢产物：在生长的稳定期，某些菌体能合成一些具有特定功能的产物，如抗生素、生物碱、细菌毒素、植物生长因子（plantgrowthfactor）等。它们与菌体生长繁殖无明显关系。11、微生物的生物转化：利用微生物细胞的一种或多种酶对一些化合物某一特定部位（基团）的作用，使它转变成结构相类似但具有更在经济价值的化合物。12、生物过程工程基本概念：尽管生物过程所生产的产品性质、加工方法、工艺流程以及设备型式等完全不同，甚至差异很大。但却有共同点，即从原料转变为产品，均包括一系列生物反应过程、化学反应过程和物理操作过程，按照不同方式串联或并联而成。生物反应过程是具有决定意义的一步。是生物生产过程的核心，其他过程是为生物反应过程服务的。13、四种工程理念：理论上的正确性、技术上的可行性、操作上的安全性、经济上的合理性14、生物反应过程应关注的普遍性问题：（1）目的产物中心观点：为提高产物对原料的转化率，要求关注生物反应代谢过程和培养产物分离纯化两个方面。对于前者，要促进细胞对营养物质的吸收；减少与目的产物形成无关的代谢支流，使各个分支的物质相对集中流向目的产物；消除目的产物进一步代谢的途径。对于后者的单元操作，应根据质量守恒定律对目的产物进行物料衡算。（2）能量最小的观点：在细胞代谢和生产过程中均消耗一定能量，并以不同形式提供。对于生产过程，可根据能量守恒定律和能量系统集成技术进行衡算，减少生产过程中的能量消耗。（3）细胞经济与生产经济矛盾的观点：要获得细胞代谢产物的过量生产，一是要改变细胞基因型而改变代谢途径；另一种方法是通过改变培养条件改变控制代谢。过量表达代谢产物的细胞是“病态”细胞。工业上利用“病态”细胞的不经济性生产对人类经济的产品。15、生物技术产业化中工程学基本概念：恒算概念、速率概念、最优化概念、技术经济概念、上游生物技术工程化概念、细胞代谢和培养工艺过程一体化概念。第二章：菌种及其扩大培养1、工业生产常用的微生物：细菌、放线菌、霉菌或丝状真菌、酵母、担子菌2、微生物工业对菌种的要求：（1）原料廉价、生长迅速、目的产物产量高。（2）培养条件易于控制，酶活性高，发酵周期短；（3）抗杂菌和噬菌体的能力强；（4）遗传性能稳定，不易变异和退化，不产任何有害生物活性物质和毒素，保证安全生产。3、为提高生产水平，必须考虑两方面因素：菌种生产能力和发酵条件控制。4、获得菌种的主要途径：从菌种保藏机构获取；从自然界中分离、筛选；菌种的基因改造5、从自然环境中分离筛选新的工业微生物菌种的分离思路：（1）新菌种的分离是要从混杂的各类微生物群体中依照生产要求、菌种特性，采用各种筛选方法和方案，快速、准确地把所需要的菌种挑选出来。（2）实验室或生产用菌种若不慎污染了杂菌，也必须重新进行分离纯化。（3）有了优良的菌种，还要有合适的工艺条件和合理先进的设备与之配合。6、新菌种分离与筛选的步骤：（1）定方案：查阅资料，了解所需菌种的生长培养特性。（2）采样：有针对性地采集样品。（3）增殖：控制培养基成分或培养条件，使所需菌种增殖培养后，在数量上占优势。（4）分离：利用分离技术得到纯种。（5）性能测定：进行生产性能测定。这些特性包括形态、培养特征、营养要求、生理生化特性、发酵周期、产品品种和产量、耐受最高温度、生长和发酵最适温度、最适pH值、提取工艺等。7、采用诱变剂处理可以提高诱变频率，扩大诱变幅度，从而选出优良的突变株。这种方法就叫做诱变育种。基本原理：基因突变8、为避免致病菌的感染与扩散一般不采用致病菌作为试验菌，尽可能选择非致病性又能代表某些类型致病菌的微生物作为试验菌，这些试验菌被称为筛选模型。9、运用遗传学和生物化学方法，科学设计选择性“筛子”，把大部分不符合要求的菌株经过第一轮预筛就淘汰掉，使具有有效性状的突变株很方便地筛选出来，从而大大提高了筛选效率。这种方法就是理性化筛选。10、营养缺陷型：微生物经诱变剂处理后产生的一种生化突变体，由于基因突变它失去了合成某种物质（氨基酸、维生素等）的能力，在基本培养基上不生长，大多数营养缺陷型菌株需要补加一定种类的有机物质后才能生长。11、原生质体融合的优点：（1）二个不同性状的细胞破壁成原生质体，没有细胞壁的阻隔，基因交换变得容易，且可以多次交换，可得到不同重组子。（2）原生质体还可以用紫外线等诱变剂处理，诱变的效果比细胞要好12、原生质体融合操作分为3个主要部分：原生质体制备；原生质体的融合；优良融合子的检出。13、菌种保藏的原理——减少传代和变异菌种保藏就是给微生物创造一个适当的环境条件，在这个环境下，微生物的生长繁殖受到很大程度的抑制，或处于休眠状态，基因突变频率和细胞代谢活动都降低到一个很低的水平，以便避免或推迟菌种退化变异得到来。14、菌种保藏的方法（1）斜面低温保藏——40C冰箱保藏：这种方法比较简单，主要利用低温（2～4℃）降低产生菌的新陈代谢活动。但这种方法仅适合于短期使用，适合于生产上使用的菌种。具体做法如下：将生产菌种接种在孢子斜面或扁平内，培养成熟后，放在40C左右的冰箱内保存。（2）石蜡油封藏法：在培养成熟的菌种斜面上，倒入一层灭菌石蜡油，石蜡油用量要高出斜面1cm，然后直立保存在冰箱中或低温干燥处。这种保存方法既可以防止培养基水分蒸发，又能使菌种隔绝空气。适用于不能利用石蜡油作碳源的霉菌、酵母、细菌等保存。（3）砂土保藏：原理是砂土本身是模拟微生物理想的自然环境，用抽干法并结合低温冷藏于封闭干燥器内，将菌种妥善保存对防止退化有一定的效果。（4）大（小）米保藏：此法适用于保存常见的真菌，如曲霉、青霉等能大量产生孢子的菌种。将要保藏的菌种制成孢子悬浮液，取适量加入已灭菌的大（小）米培养基中，要注意翻动。孢子成熟后，抽真空至干，封蜡后低温保藏。（5）真空冷冻干燥保藏：原理是将菌种用适当的保护剂制成孢子悬浮液，装入安瓿瓶，在低温（-30~-700C）条件下快速将细胞冻结。在高真空度下抽干水分。真空封口。在2～40C或更低温度冷藏。（6）低温冻结保藏：将需要保藏的菌种（孢子或菌体）悬浮于10～20％的甘油或二甲亚砜保护剂中，置于低温（一般为－20～－700C）冻结。保存温度视菌种不同而异，其优点是存活力髙，变异率低，使用方便。（7）液氮冰箱低温保藏15、菌种保藏的意义：（1）保持生产菌株发酵目的产物高产和菌株性能稳定对企业的正常生产和经济效益都十分重要。生产菌种退化的根本原因是基因负突变。菌种在长期使用中转接传代，各种物理、化学和生物因素都在对菌种起着十分复杂的作用。菌种性能的一些负突变就可能发生，而且在传代中可以在数量上逐渐取得优势，进而表现出产量下降。（2）一个优良菌株得到以后，一定要十分珍惜它，采取各种适当措施使菌种尽可能不发生退化，或大大推迟退化到来时间。因此使菌株保持稳产、高产，这是生产和研究部门的共同任务。而菌种保藏则是保持菌种优良性能的一个重要措施。16、种子扩大培养的概念: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。17、种子扩培的目的：接种量的需要；菌种的驯化；缩短发酵时间、保证生产水平18、种子的要求：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19、斜面(AS1.299)：培养基：蛋白胨1%，牛肉膏1%，氯化钠0.5，琼脂2%，pH7.0-7.2培养条件：32℃，生长18-24小时培养基特点：有利于菌体的生长，原料比较精细生长斜面要求：生长良好，所使用斜面连续传代不超过20、一级种子（摇瓶）培养基：葡萄糖2%，尿素0.5%，玉米浆2.5%，K2HPO40.1%培养条件：于1000ml三角瓶中，装液200-250ml,32℃培养12小时。培养基特点：有利于菌体的生长，所使用的原料已经基本接近于发酵培养基21、二级种子(种子罐)培养基：和一级种子相似，其中葡萄糖用水解糖代替，浓度为2.5%培养条件：在种子罐中培养（容积为发酵罐的1%），32℃培养7-10个小时培养基的特点：长菌体，更接近于发酵培养基22、青霉素生产的种子制备过程：安培管→斜面孢子→大米孢子→一级种子→二级种子→发酵（1）斜面孢子培养基：甘油、葡萄糖、蛋白胨等培养条件：25℃、7天,注意湿度50%左右培养基特点：有利于长孢子，用量少而精细（2）大米孢子培养基：大米及氮源（玉米浆）培养条件：25℃、7天，控制湿度培养基的特点：成本低、米粒之间结构疏松提高比表面积和氧的传质，营养适当（要求大米的白点小）有利于孢子的生长。大米孢子的要求：1粒米含1.4×106个孢子（3）一级种子培养基：（葡萄糖、乳糖、蔗糖）、玉米浆培养条件：27℃，40小时接种量：200亿孢子/吨目的：长菌体（4）二级种子培养基：同上培养条件：27℃、10-14小时接种量：10%种子的质量要求：菌丝长稠呈丝状、菌丝团很少，有中小空孢，处于Ⅲ—Ⅳ期青霉素发酵菌丝体的生长共分为6个期，1-4为年青期，4-6期合成青霉素的能力最强23、种子制备的技术概要：（1）种子制备过程：实验室阶段：不用种子罐，所用的设备为培养箱、摇床等实验室常见设备，在工厂这些培养过程一般都在菌种室完成，因此现象地将这些培养过程称为实验室阶段的种子培养。生产车间阶段：种子培养在种子罐里面进行，一般在工程归为发酵车间管理，因此形象地称这些培养过程为生产车间阶段。（2）实验室阶段：培养物选择的原则：目的：种子扩培到一定的量和质，根据菌种的特点最终的培养物可分为两类：对于不产孢子和芽胞的微生物——获得一定数量和质量的菌体对于产孢子的微生物：获得一定数量和质量的孢子；获得一定数量和质量的菌丝体培养基选择的原则：培养基的选择应该是有利于菌体的生长，对孢子培养基应该是有利于孢子的生长。在原料方面，实验室种子培养阶段，规模一般比较小，因此为了保证培养基的质量，培养基的原料一般都比较精细。起始接种物的传代问题：（目的：使菌种的传代次数尽可能的少。）细菌：保藏斜面→活化斜面产孢子：保藏→母斜面→子斜面（3）生产车间阶段培养物的选择原则：在生产车间阶段，最终一般都是获得一定数量的菌丝体。菌丝体比孢子要有利：缩短发酵时间，有利于获得好的发酵结果。培养基选择的原则：目的：获得一定数量和质量的菌体，因此培养基的选择应首先考虑的是有利于孢子的发育和菌体的生长，所以营养要比发酵培养基丰富原料方面：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:一是成本；二是驯化24、双种：两个种子罐接种到一个发酵罐中倒种：一部分种子来源于种子罐，一部分来源于发酵罐。25、种龄是指种子罐中培养的菌体开始移入下一级种子罐或发酵罐时的培养时间。种龄短：菌体太少；种龄长：易老化原则：对数生长期末，细胞活力强，菌体浓度相对较大，但是最终由实验结果定。第三章发酵工业培养基及其制备1、发酵培养基的要求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；且性能稳定，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。2、培养基的类型及功能：（1）按纯度：合成培养基：原料其化学成分明确、稳定。适合于研究菌种基本代谢和过程的物质变化规律。培养基营养单一，价格较高，不适合用于大规模工业生产天然培养基：采用天然原料。原料来源丰富(大多为农副产品)、价格低廉、适于工业化生产。原料质量等方面不加控制会影响生产稳定性。（2）按状态：固体培养基:适合于菌种和孢子的培养和保存，也广泛应用于有子实体的真菌类，如香菇、白木耳等的生产半固体培养基:即在配好的液体培养基中加入少量的琼脂，一般用量为0.5%～0.8%,主要用于微生物的鉴定。液体培养基:80%～90%是水，其中配有可溶性的或不溶性的营养成分，是发酵工业大规模使用的培养基。（3）按用途：孢子（斜面）培养基、种子培养基、发酵培养基工业生产培养基必需满足的条件：含有细胞生长必须的原料满足生化反应的基本条件一定的pH值、一定的渗透压（4）促进产物合成的物质4、葡萄糖值（DE值）淀粉糖的含糖量，液化液或糖化液中的还原糖含量（所测得的糖以葡萄糖计算）占干物质的百分率为DE值5、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。6、前体指某些化合物加入到发酵培养基中，能直接彼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。7、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、培养基成分选择的原则：（1）菌种的同化能力（2）代谢的阻遏和诱导，葡萄糖效应（3）合适的C、N比：不同微生物菌株、种类，以及微生物菌体的不同生长阶段对碳氮比要求不同。酵母细胞C/N为100/20，霉菌为100/10。工业发酵为100：（0.2～2.0），氨基酸发酵，因产物含氮，此比例相对高。（4）pH、渗透压和氧化还原电位：霉菌和酵母微酸，细菌偏碱，放线菌中性。厌氧菌需加入还原剂以降低氧化还原电位。9、理论转化率是指理想状态下根据微生物的代谢途径进行物料衡算，所得出的转化率的大小。10、实际转化率是指实际发酵过程中转化率的大小11、正交设计：四步（课本P112，要考计算，个人觉得书上比较清楚）（1）根据问题的要求和客观条件确定因子和水平，列出因子水平表；（2）根据因子和水平表选用合适的正交表，设计正交表头，并安排实验；（3）根据正交表给出的实验方案，进行实验；（4）对实验结果进行分析，选出较有实验条件以及对结果有显著影响的因子。第四章灭菌技术1、染菌对发酵的影响：染菌对发酵的危害极大，生产不同的品种，可污染不同种类和性质的微生物。不同污染时间，不同污染途径，污染不同菌量，不同培养基和培养条件又可产生不同后果2、不同时间染菌对发酵的影响（1）种子培养期染菌：种子培养期是指产生菌生长繁殖阶段。这时的培养液中几乎没有抗生素（产物）或只有很少抗生素（产物）。因而它防御杂菌能力低，容易污染杂菌。如在此阶段染菌，应将培养液全部废弃。（2）发酵前期染菌：抵御杂菌能力弱，容易污染杂菌。如果染菌，可以用降低培养温度，调整补料量，用酸碱调pH值，缩短培养周期等措施予以补救。但是这些措施的效果均不理想。如果前期染菌，且培养基养料消耗不多，可以重新灭菌，补加一些营养，重新接种再用。（3）发酵中期染菌：如果染菌，可降温培养，减少补料，密切注意代谢变化情况。也可降低空气流量，减速搅拌或停止搅拌。如果发酵单位到达一定水平可以提前放罐，或者抗生素生产中可以将高单位的发酵液输送一部分到染菌罐，抑制杂菌。（4）发酵后期染菌：发酵后期发酵液内已积累大量的产物，特别是抗生素，对杂菌有一定的抑制或杀灭能力。因此如果染菌不多，对生产影响不大。如果染菌严重，又破坏性较大，可以提前放罐。3、发酵染菌对过滤的影响染菌的发酵液一般发粘，有的甚至发臭，菌体大多数自溶，所以在发酵液过滤时不能或很难形成滤饼，导致过滤困难。由于过滤困难，过滤时间拉长，从而影响发酵液储罐和过滤设备的周转使用，破坏了生产平衡。染菌发酵液还会因过滤困难而大幅度降低过滤收率，直接影响提炼总收率。4、染菌原因：设备渗漏、空气带菌、种子带菌、灭菌不彻底、技术管理不善5、染菌后的措施：（1）发酵液必须灭菌后才可放下水道（2）寻找染菌的原因（3）染菌严重时，车间环境要用石灰消毒6、产生噬菌体的原因：活菌体随意排放，造成噬菌体的感染源危害：造成断种，无法生产噬菌体的防治：（有无染噬菌体，根本的要做噬菌斑检验）（1）建立工厂环境清洁卫生制度（2）感染噬菌体的培养物不得带入菌种室、摇瓶间（3）发现噬菌体停搅拌、小通风，将发酵液加热到70~800C杀死噬菌体，才可排放。（4）环境用漂白粉消毒（5）选育抗噬菌体的菌种7、灭菌的方法：（1）化学灭菌：甲醛、氯、高锰酸钾、环氧乙烷、臭氧、季铵盐（如新洁尔灭），一般不用于培养基灭菌。（2）射线灭菌：利用紫外线、高能电磁波或放射性物质产生的γ射线进行灭菌，波长为2.1～3.1×10－7的紫外线具有灭菌作用，最常用的波长为2.537×10－7m的紫外线，紫外线穿透能力弱，仅适于表面消毒和空气消毒，也可利用0.061～1.4×10－10m的X射线或Co60产生的γ—射线进行灭菌（3）干热灭菌：160℃，1h。效果不如湿热灭菌，Q10为2～3，湿热灭菌对耐热芽孢的Q10为8～10。需要保持干燥的实验器具和材料可用此法；（4）湿热灭菌：利用饱和水蒸气进行灭菌。蒸汽穿透能力强，灭菌效果好；（5）过滤除菌：利用过滤方法截留微生物。8、灭菌时间的计算例：某发酵罐内装培养基40m3，在121℃下进行分批灭菌。设每毫升培养基中含耐热的芽孢为107个，求理论灭菌时间？解:N0=40×106×107个Ns=0.001个lgk=－14845/T+36.127=－14845/(273+121)+36.127=－1.55k=0.0281s-1τ=1/kln（N0/Ns）=1/0.028ln（4×1014／0.001）=1442.6s=24min。分批培养保温时间计算：例：根据上题的条件，并且已知升温阶段培养基温度从100℃升到121℃需要20min，考虑这一阶段的灭菌作用，求保温时间？解：考虑培养基升温阶段（100℃升到121℃）的灭菌作用，在升温到121℃时，培养基中活微生物数已由N0降为Np个。由公式（5）可知k是T的函数，在升温阶段（100℃升到121℃），k不是常数而是随温度变化。T1=273+100=373KT2=273+121=384K积分得：9、培养基的连续灭菌：连续灭菌的特征：高温、快速特点：对培养基破坏小、可以实现自动控制、提高发酵罐的设备利用率、蒸汽用量平稳缺点：对加热蒸汽的压力要求较高，一般不小于0.45MPa。同时需要一组附加设备，设备投资大。连续灭菌的理论灭菌时间计算：例：若将上例中的培养基采用连续灭菌，灭菌温度为131℃，此温度下的灭菌速度常数为0.25s-1，求灭菌保温时间？解：C0=107个/mL第五章生物工艺操作模式与工艺控制1、微生物群体是一个非均匀体系2、单个微生物细胞无菌条件下形成的群体为纯培养3、微生物培养方式分为：（1）连续培养：发酵过程中一边补入新鲜的料液，一边以相近的流速放料，维持发酵液原来的体积。（2）分批培养：属于间歇的培养方法，生物反应器中培养基灭菌、接种后，除了无菌空气、消泡剂（好氧过程）和酸碱（维持适当的pH），在培养过程中，不再加入其它物料。在此简单系统内所有液体的流量等于零。反应结束，将培养液全部放出，进行后处理（3）半连续培养：在补料—分批发酵的基础上加上间歇放掉部分发酵液（行业中称为带放）。带放是指放掉的发酵液和其他正常的放罐的发酵液一起送去提炼工段。4、与分批发酵比较，连续发酵过程具有许多优点：在连续发酵达到稳态后，其非生产占用的时间要少许多，故其设备利用率高，操作简单，产品质量较稳定，对发酵设备以外的外围设备的利用率高，可以及时排除在发酵过程中产生的对发酵过程有害的物质。但连续发酵技术也存在一些问题，长时间向发酵系统内提供无菌新鲜空气和培养基，增加了染菌机会。生产菌种的突变。5、分批发酵的优缺点：操作简单，周期短，染菌机会减少和生产过程，产品质量易掌握。但分批培养不适用于测定其过程动力学，因使用复合培养基，不能简单的运用Monod方程来描述生长，存在基质抑制问题，出现二次生长现象。6、半连续发酵优势：考虑到补料—分批培养虽可通过补料补充养分或前体的不足，但由于有害代谢物的不断积累，产物合成最终难免受到阻遏。放掉部分发酵液，再补入适当料液不仅补充了养分和前体，而且代谢有害物被稀释，有利于产物继续合成。半连续发酵的不足：放掉发酵液的同时也丢失了未利用的养分和处于生产旺盛期的菌体；定期补充和带放使得发酵液稀释，送去提炼的发酵液体积更大；发酵液被稀释后可能产生更多的代谢有害物，最终限制发酵产物的合成；一些经代谢产生的前体可能丢失；有利于非生产菌突变株的生长。7、分批培养中细胞生长阶段(生长曲线)延迟期、指数生长期、减速期、静止期、衰亡期8、比生长速率：单位时间内群体数量增加倍数的自然对数。确切、费解、不便应用。9、碳源生长得率（YX／S）：每消耗1克底物所生成的细胞干重的克数（g/g）或每消耗1mol底物所产生的细胞干重（g/mol）。10、氧生长得率（YX／O）：消耗每mol氧产生的细胞克数。11、产物关于碳源的得率系数：12、产物关于细胞的得率系数：13、二氧化碳关于碳源的得率系数：14、分解代谢的生长得率（YX／C）：15、单耗：产物关于各种原料的得率系数的倒数。16、Monod方程：μ=μmax:最大比生长速度μ：菌体的生长比速S：限制性基质浓