发酵工程重难点分析

发酵工程重难点分析一填空题德国人柯赫1905年因其关于肺结核固体纯培育物纯培育技术人为掌握发酵过程发酵罐渐渐进入了近代化学工程的行列。好氧和厌氧微生物嗜热微生物和非嗜热微生物分开；掌握不同的pH条件，可分别出嗜酸或嗜碱微生物；使用高糖或高盐的培育基进展培育，可获得耐高渗透压核酸或抑制核酸生物合成的物质。由于从微生物到人类的核酸构造和生物合成物也会具有抗菌和抗真菌DNA的抗肿瘤药物的方法。优良菌种的选育为生产供给了各种类型的突变株的水平，还可以改进产品质量，去除不需要的代谢产物或产生信的代谢产物。特别是基因工程、细胞工程和蛋白质工程等较为定向技术的进展。温度除了影响发酵过程中各种反响速率物理性质生物合成减小，氧的传递速率分解25℃时最小。发酵法生产抗生素的主要工艺步骤包括菌种的制备、种子扩大培育、发酵、发酵液的预处理、代谢产物的分别纯化、枯燥，最终制得产品。二、选择题在四环素发酵中参加〔B〕能增加戊糖循环，促进四环素的合成。A.苯乙酸B.硫氰化卞C.巴比妥药物D.柠檬酸分别柠檬酸产酶的黑曲霉就是利用〔D〕到达分别目的的。A.调整渗透压B.调整溶解氧C.加多量葡萄糖D.PH分别细菌时，正在培育基中参加浓度为50V/Ml(D)，可抑制霉菌和酵母菌的生长。B.甘氨酸C.赖氨酸D.制霉菌素0.1%〔A，防止菌落集中，是菌落长得小而严密。去氧胆酸钠或山梨糖B.制霉菌素C.青霉素D.红霉素5.在谷氨酸发酵中，生产菌的最适生长温度为〔A〕A.30~40℃ B.20~25℃ C.36~37℃ D.40~41℃在通常状况下，培育液中的溶解氧只能维持菌体正常生命活动(A)。A.20~50s B.20~50分钟C.1~5分钟 D.50~80分钟〔罐〕放罐后〔C〕h，确认为无菌后才能弃去。A.2 B.20 C.12 D.2002040〔A〕生产柠檬酸。A.浅盘发酵B.深层发酵C.石油发酵 D.薯干深层发酵产柠檬酸黑曲霉发酵过程〔A〕4+能有效的解除柠檬酸对pFK的抑制A.NH B.Zn2+ C.Mg2+ D.SO42+〔A〕酶是柠檬酸大量合成的第一关键。A.B.异柠檬酸脱氢酶C.乌头酸酶D.磷酸果糖激酶以薯干为原件的柠檬酸深层发酵中，种子培育基承受的薯干粉浓度为〔A。A.8%~10% B.10%~16% C.0.8%~1.0% D.20%~21%〔A〕离子激活顺乌头酸酶。A.铁 B.Cu C.Zn D.Na用生物素亚适量法的谷氨酸发酵，生物素在培育基的量应掌握在〔A〕mg/L。A.5~10 B.15~20 C.25~30 D.35~40缘由是〔B。A.细胞膜渗透性加大 膜渗透性削减C.细胞壁渗透性加大 壁渗透性削减三、推断题上升和核酸的合成途径关闭，使代谢更有效地转向抗生素合成。1950业，在引进了“代谢掌握发酵技术”后，得以快速进展能初筛，然后通过进一步的检测得到产生菌。胸腺嘧啶和鸟嘌呤可以氨基式或亚氨基酮式或烯醇式消灭DNAATGC下降生产。是造成枯燥和寡养分的保藏条件。玉米浆是玉米淀粉生产的副产品，其中固体物质含量在50%以上，是一种格外简洁被微生物利用的氮源。间有定量关系。9.发酵罐的高度与直径之比一般为1.7～4∶1，在这个范围内，有利于提高空气的利9.发酵罐的高度与直径之比一般为1.7～4∶1，在这个范围内，有利于提高空气的利用率。10.用率。10.大于箭叶搅拌器。但径向搅动量即翻动液体的力量则与以上相反。11.〔即湿热灭菌。11.标准式发酵罐内装设机械搅拌器的作用是将空气打碎成小气泡，增加气液接触界面，提高氧的传质速率；同时使发酵液充分混合。面，提高氧的传质速率；同时使发酵液充分混合。青霉素霉素等可用化学法生产。此外，还可用自然抗生素进展化学构造改造〔有红字的是错误的〕四、名词解释乳化机械消沫带溶剂流态型泡沫56末端产物阻遏12五、分析题1121pHG如图1所示，承受按需补糖和恒速补糖两种方法，按需补糖是依据pH的变化来决定补糖速率，恒速补糖则通过参加酸碱来掌握pH ，总补糖量均为9%。虽然这两种方糖耗速率几乎相等但前者可维持长期的青霉素高产，最终比后者的产量提高了25%。222这些阻力包括供氧方面的阻力〔2,1～4〕和耗氧方面的阻力〔图2,5～9。当细74、5、6、7333嘧啶生物合成的限速酶调整方式ATPATPCaseATPCase，得以协调嘌呤和嘧啶的合成。44盐析和盐溶，请分析产生盐溶的缘由及稀盐溶液为什么常用于大多数生化物质的提取？4溶液离子强度与蛋白质溶解度盐溶现象的主要缘由是少量离子的活动，削减了偶极溶质分子间极性基团的静电吸引力，增加了溶〔如乙醇中同样发生。低离子强度溶液还对一些生物物质的生理活性有稳定作用，所以稀盐溶液常用于大多数生化物质的提取。六、问答题请说明大肠杆菌乳糖操纵子的两种效应物的共同调整。cAMPcAMPRNAcAMPCRP请以肠细菌中精氨酸和嘧啶核苷酸的合成途径为例说明联合激活或抑制调整。UMP活力下降。温度影响发酵液的物理性质25℃时最小。在四环类抗生素发酵中温度如何影响生物合成的方向？抗生素发酵的后期为什么要降低温度？30℃时，35℃时，金霉素的合成几乎停顿，只产生四环素。20℃时，氨基酸末端产物对其合成途径的第一个酶的反响抑制作用，比在其正常生长温度37℃素合成。影响发酵温度的因素：发酵热生物热〔Q生物〕微生物在生长生殖过程中，本身产生的大量热称为生物热。这种热主要来源于养分一些代谢途径中，高能磷酸键可以以热的形势散发出去。请说明生物热产生的阶段性、培育基成分对生物热的影响。物热的产生开头削减，随着菌体的逐步年轻、自溶，愈趋低落。养分被利用的速度越快，产生的生物热就越大。青霉素菌种青霉素生产菌株一般为产黄霉素，依据深层培育菌丝体的形态，分为球状菌和丝状菌。6①分生孢子的Ⅰ期；①分生孢子的Ⅰ期；②菌丝生殖，原生质嗜碱性很强，有类脂肪小颗粒产生为Ⅱ期；③原生质嗜碱性仍很强，形成脂肪粒，积存藏物为Ⅲ期；⑤脂肪粒消逝，形成大空泡为Ⅴ期；⑥细胞内看不到颗粒，并有个别自溶细胞消灭为Ⅵ期。I-IV该时期的菌丝体适于用做发酵的种子.Ⅳ-v期是青霉素的分泌期，此时菌丝体生长减缓，并大量产生青霉素。Ⅵ期是苗丝体的自溶期。氨基酸发酵发酵条件掌握发酵过程主要掌握的条件是pH值、温度、溶解氧和泡沫等。pH值是通过流加尿素或氨水来掌握。菌种生长和产生氨基酸时的最适温度是不同的，并且随著菌种的不同而异。不同氨基酸的最适供氧条件和最适pH值条件可以看出，不同的发酵也有不同的要求。发酵过程中会产生大量泡沫，通常承受自然油脂如豆油、玉米油或化学合成消沫剂如还氧丙烯环氧乙烯聚醚类进展消沫，应留意掌握用量和参加方式。为了使发酵罐发挥最大的生产效率，发酵罐必需满足几个要求：①发酵罐必需能承受肯定的压力。②发酵罐要有适宜的径高比。过程中所需的溶解氧。④发酵罐应具有足够的冷却面积。⑤发酵罐内应尽量削减死角，避开藏污积垢，保证灭菌彻底，防止染菌。⑥搅拌器的轴封要严密，以削减泄露。影响发酵液过滤的因素发酵液的过渡速度与菌体细胞体积、各种发酵条件如培育基的组成、来利用完的培育基浓度、消沫剂、发酵周期等有关。11-1素产生菌发酵液的过滤特性参数相差很大，可达几个数量级。一般真菌的菌丝体比较粗大,像产黄青霉的菌丝10µm,因此质量rB,仅为(0.15~0.20X1012

m/kg.发酵液不需特别.处理就很简洁放线菌菌丝细而分支,交织成网格状,如链霉菌菌丝直径仅0.5~1.0µm左右,发酵液还含有大量糖类物质，黏度高,因此质量比阻值rB约为2X1015

m/kg左右,过滤较困难,发酵液需要进展预处理,凝固蛋白质等胶体物质,提高过滤速度细菌的菌体更细小,发酵液如不用絮凝等方法预处理,往往很难用常规过滤设备进展过滤操作。饼粉做氮源.淀粉做黄豆饼粉代替玉米浆,则比酵培育基中加人酵母蛋白,比阻值也会提高很多。此外，正确地推断发酵终止时间，对过滤会有很大的帮助。例如，在发酵后期要少质增多，过滤困难，最终导致产品质量下降，反而得不偿失。连续培育与分批培育中相比，有以下优点:①可以提高设备的利用率和单位时间产量，直保持一个期的稳定状态。②发酵中各参数趋于恒值，便于自动掌握。③易于分期掌握。可以在不同的罐中掌握不同的条件。连续培育的方法很多，而且可以从不同的角度上来分类。如从设备上可分为罐式和管式;从掌握方法上可分为恒成分培育和恒浓度培育；所使用的菌种可以是循环式或非循环式；还可以是单级或多级的连续培育方式。利用养分缺陷型突变菌株可以产生那几类产物？在养分缺陷型突变菌株中，生物合成途径中的某一步发生了酶缺陷，合成反响不能完成，末端产物不能积存，因此末端产物的反响调整被解除。只要在培育基中限量参加所要求的末端产物，抑制生长障碍，就能使中间产物积存。在直链式的氨基酸、核苷酸生物合成中，养分缺陷型突变株只能积存中间产物，而不能积累终产物。在分支代谢途径中，筛选的养分缺陷型突变株是通过解除协同反响调整，可使另一分支代谢途径中的末端产物积存。而遗传障碍不完全突变即渗漏型突变，是一种酶活性下降的突变，不是完全丧失酶活性，因此不会过量积存末端产物，可避开反响调整作用，大量积存中间产物，这种突变菌株在不添加相应物质的根本培育基上长成很小的菌落。补料阶段，一则由于养分消耗，二则由于菌体过早年轻、自溶，反使产量降低。并且根底料的浓度过高，会使培育基过于粘滞，致使搅拌动力消耗增加，消沫困难，溶解氧下降，渗透压过高等，以致不利于细胞的生长生长生殖过快，仅仅维持呼吸，即处于半饥饿状态，但是仍能合成产物。请说明发酵第Ⅲ型特点是什么？这一型的特点是产物形成一般在菌体生长接近或到达最高生长时期，即稳定期。产物形成与碳源利用无准量关系，产量远低于碳源的消耗量。所以也称为与生长不相关型〔图9-1c10%。抗生素中的土霉素、氯霉素和杆菌肽不属于这一类型。溶剂萃取之有机溶剂的选择选择萃取用的溶剂应当考虑对产物有较大的溶解度和良好的选择性。分别因素可以表征溶剂的选择性如何，溶解度则由相像相溶的分子极性所打算。介电常数是一个化合物摩尔极化程度的量度，通过这一数值，可以预知一个化合物是极性化合物还是非极性化合物。了解了各种溶剂的介电常数后，就可测定被萃取的产物的介电常数，来查找极性相当的溶剂，以获得萃取力量强、选择性高的溶剂分别体系。选择溶剂除了以上要求外，还应当留意溶剂与被萃取液的互溶度要小，黏度低，界面张力适中，对相的分散和相的分别有利；溶剂的化学稳定性高，回收和再生简洁；价格低廉；安全性好，如闪点高、毒性低等。在微生物代谢的提取中，常使用乙酸乙酯、乙酸丁酯、丁醇等。末端产物阻遏末端产物阻遏的阻遏物为终产物，这种阻遏方式常普遍存在于氨基酸、核苷酸生物合成途径中。首先是在争论甲硫氨酸生物合成途径中觉察的。大肠杆菌细胞中有三种酶，即同型丝氨酸转移酶、胱硫醚合成酶和同型半胱氨酸甲基化酶，当培育基中存在有甲硫氨酸时，检测不到它们的存在；而甲硫氨酸不存在时，可以检测到它们的活性。说明这些酶均是受甲硫氨酸的阻遏。分解代谢产物阻遏分解代谢产物阻遏是在争论碳源对微生物生长的影响时觉察的。觉察葡萄糖能够抑制其他糖的利用，只有在葡萄糖利用完以后，才开头利用其他的糖。在利用其他糖时，有一生长停滞期，是利用其次种糖的酶合成的时期。这种酶诱导的阻遏现象最初以为只限于葡萄糖，因而被称为葡萄糖效故称为分解代谢产物阻遏。葡萄糖代谢阻遏实际上并不是葡萄糖本身起到阻遏作用，而是它的分解代谢产物引起的阻遏作用。机械方法消沫作用和利用离心力消退泡沫后，液体再返回罐内。沫的关心方法。也有在罐内装设超声波和超声波器的进展消沫的。赖氨酸发酵的