生物工藝學(xué)習(xí)題

1、選擇題（1）緒論1、通風(fēng)攪拌技術(shù)的建立是發(fā)酵技術(shù)的（）。a第一轉(zhuǎn)折期b第二轉(zhuǎn)折期 c第三轉(zhuǎn)折期2、近代生物技術(shù)全盛時(shí)期起始標(biāo)志是（）工業(yè)的開發(fā)獲得成功。 a丙酮丁醇b青霉素 c人工胰島素（2）菌種、菌種選育及保藏1、產(chǎn)生抗生素的主要微生物類群是（）。 a細(xì)菌b放線菌 c真菌2、在微生物常規(guī)分離純化中，涂布法主要適于（）。a細(xì)菌 b霉菌 c放線菌3、下面不屬于誘變因子的是（）。 a紫外線 b噬菌體c氯化鋰4、在誘變育種中，金屬化合物的作用是（）。a無作用 b誘變c增變5、在抗噬菌體菌株的選育中，菌株抗性的來源是（）。 a噬菌體的存在 b環(huán)境的影響c基因突變6、有效誘變因子的判別主要指標(biāo)是（）。a

2、營養(yǎng)缺陷型的誘發(fā)率 b死亡率 c菌型變異7、放線菌的育種方法與（）相似。a霉菌 b細(xì)菌 c酵母菌8、一般來說，斜面孢子的冷藏時(shí)間為（）。a10天以內(nèi) b1個(gè)月以內(nèi)c1年以內(nèi)9、在原生質(zhì)體融合中，原生質(zhì)體鈍化是指經(jīng)鈍化后其存活率（）。a接近于零b為零c不受影響（3）代謝及調(diào)控1、下列產(chǎn)物中，屬于次級代謝產(chǎn)物的是（）。a蛋白質(zhì) b丙酮酸c麥角生物堿（4）培養(yǎng)基1、下列培養(yǎng)基成分中，只能提供碳源的是（）。a葡萄糖 b酵母抽提物 c甘蔗糖蜜2、維生素、氨基酸等熱敏性物質(zhì)通常采用（）方法實(shí)現(xiàn)無菌化。a微孔濾膜過濾 b巴氏消毒 c蒸汽滅菌3、效應(yīng)劑在什么時(shí)候加入才能起作用（）。 a基礎(chǔ)培養(yǎng)基中b菌體生長期

3、 c產(chǎn)物生產(chǎn)期p634、CaCO3在培養(yǎng)基中主要作用是（）。 a營養(yǎng)成分b緩沖劑 c加固培養(yǎng)基5、在含有氨氮和硝基氮的培養(yǎng)基中，被優(yōu)先利用的是（）。 a硝基氮b氨氮 c同時(shí)被利用6、在發(fā)酵培養(yǎng)基中，比較起來，哪種培養(yǎng)基氮源最豐富（）。a孢子培養(yǎng)基b種子培養(yǎng)基c發(fā)酵培養(yǎng)基（5）消毒、滅菌及過濾除菌（6）種子制備工藝1、在抗生素發(fā)酵中，大多數(shù)品種的接種量為（）。 a5-10% b7-15%c10-20%2、在菌種的純度考察中，主要菌型比例應(yīng)占（）。 a100% b80%以上c90%以上3、在種子擴(kuò)大培養(yǎng)過程中，級數(shù)是（）。a愈少愈好 b愈多愈好 c三次最好（7）發(fā)酵工藝1、下列產(chǎn)品發(fā)酵類型屬于非生

4、長關(guān)聯(lián)型的是（）。 a脂肪酶 b檸檬酸c殺假絲菌素2、抗生素的生產(chǎn)屬于（）發(fā)酵類型。 a生長關(guān)聯(lián)型b非生長關(guān)聯(lián)型 c混合型3、補(bǔ)料分批發(fā)酵的主要優(yōu)點(diǎn)是（）。 a增加發(fā)酵液體積 b提高發(fā)酵單位c維持較低的基質(zhì)濃度4、發(fā)酵熱的主導(dǎo)因素是（）。 aQ 攪拌 bQ蒸發(fā)cQ生物5、流態(tài)性泡沫出現(xiàn)在發(fā)酵的（）。 a前期b后期 c全過程6、決定氧量的標(biāo)準(zhǔn)是（）。 a空氣流量 b空氣壓力c溶解氧7、系統(tǒng)壓力一定，氧的溶解度與（）成直線關(guān)系。 a總壓 b各氣體分壓c氧的分壓填空題1、培養(yǎng)基中CaCO3主要起（調(diào)節(jié)pH或緩沖劑）作用。2、產(chǎn)生抗生素的主要微生物類群是（放線菌）。3、一般來說，斜面孢子的冷藏時(shí)間為（

5、10天以內(nèi)），大/小米孢子的冷藏時(shí)間為（0.5-1個(gè)月）。4、在抗噬菌體菌株的選育中，菌株抗性的來源是（基因突變）的結(jié)果，與噬菌體（無關(guān)）。5、在液體培養(yǎng)中，生產(chǎn)菌多用（菌絲斷片）的方式進(jìn)行繁殖。6、根據(jù)產(chǎn)物生成與菌體生長的關(guān)系，分批發(fā)酵分（3）種類型?？股厣a(chǎn)屬于（生長非相關(guān)）型。7、在發(fā)酵過程中，無菌檢查的方法有（顯微鏡觀察）、（酚紅肉湯培養(yǎng)）和（瓊脂斜面培養(yǎng)）。8、（甘油）在菌種的液氮超低溫保藏法中為保護(hù)劑，而在真空冷凍干燥保藏法中不能用作保護(hù)劑。9、在含有氨氮和硝基氮的培養(yǎng)基中，被優(yōu)先利用的是（氨氮）。10、決定氧量的標(biāo)準(zhǔn)是（溶解氧），飽和培養(yǎng)液的溶氧濃度為（7 mg/L）。11、在

6、發(fā)酵過程中，加油過多，溶氧不足，會(huì)造成大量的（有機(jī)酸）累積，使pH（下降）。12、工業(yè)微生物菌種人工誘變始于（1944）年，金屬化合物在誘變育種中的作用是（增變）。13、CO2對發(fā)酵的影響機(jī)制主要為影響（細(xì)胞膜），使其處于（麻醉）狀態(tài)。14、泡沫的種類主要分發(fā)酵前期的（機(jī)械性泡沫）和發(fā)酵后期的（流態(tài)性泡沫）。15、菌種選育的基本原理是（遺傳變異）。16、純種的主要標(biāo)準(zhǔn)之一是：主要菌落類型比例占（90）以上。17、有效誘變因子的判別主要是以（營養(yǎng)缺陷型）的誘發(fā)率為指標(biāo)。名詞解釋（每題5分）（1）緒論1、生物工程與生物技術(shù)：p12技術(shù)與工程是自然科學(xué)因生產(chǎn)實(shí)踐而派生出的兩個(gè)分支，“技術(shù)”涵蓋面較廣

7、，有較強(qiáng)的自然科學(xué)的探索性和首創(chuàng)性；“工程”面較小，重視過程的可實(shí)施性和經(jīng)濟(jì)上的合理性。（1分）生物技術(shù)（biotechnology）：應(yīng)用自然科學(xué)與工程學(xué)原理，依靠生物作用劑的作用將物料進(jìn)行加工以提供產(chǎn)品或用以為社會(huì)服務(wù)的技術(shù)（國際經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織，IECDO）。（2分）生物工程（bioengineering）可細(xì)分為發(fā)酵工程（又稱微生物工程）、生化工程、酶工程、基因工程（衍生出蛋白質(zhì)工程、代謝工程）、細(xì)胞工程（衍生出組織工程、生物醫(yī)學(xué)工程）。（2分）2、發(fā)酵與發(fā)酵工程：ppt發(fā)酵狹義指在無氧條件下，以有機(jī)物作為電子受體的氧化還原產(chǎn)能反應(yīng)。（1分）發(fā)酵廣義上泛指利用微生物制造或生產(chǎn)某些產(chǎn)品

8、的過程，包括厭氧與好氧培養(yǎng)的生產(chǎn)過程，產(chǎn)品既有細(xì)胞代謝產(chǎn)物也包括菌體細(xì)胞與酶等。（2分）發(fā)酵工程：通過改造發(fā)酵所用的菌及應(yīng)用技術(shù)手段控制發(fā)酵過程來大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)發(fā)酵產(chǎn)品。（1分）工業(yè)生物技術(shù)的發(fā)展最早始于發(fā)酵生產(chǎn)。（1分）3、Bio-X：p1指生物學(xué)科與其他學(xué)科的交叉學(xué)科，X泛指物理學(xué)、化學(xué)、工程學(xué)、醫(yī)學(xué)等其它學(xué)科。（2）菌種選育及保藏1、富集培養(yǎng)：p34，ppt又稱加富培養(yǎng)或集菌培養(yǎng)；（1分）通過控制培養(yǎng)基組分，培養(yǎng)條件以及加入特定物質(zhì)，創(chuàng)造有利于目標(biāo)菌株而不利于雜菌生存的條件，使目標(biāo)菌株由原來自然條件下的劣勢菌株變成人工環(huán)境下的優(yōu)勢菌株。（2分）富集培養(yǎng)僅具有相對選擇性，雜菌仍然伴隨目標(biāo)

9、菌株存在，為了獲得目標(biāo)菌株的純種培養(yǎng)，還必須要進(jìn)一步進(jìn)行菌種的分離純化工作。（2分）2、自然選育：p36定義：不經(jīng)過人工處理，利用菌種的自然突變進(jìn)行菌種篩選；方向是篩選出維持原有生產(chǎn)水平的菌株或是篩選出正變（產(chǎn)量增加）菌株，淘汰負(fù)變（產(chǎn)量降低）菌株。（2分）特點(diǎn)：自然突變速度慢，產(chǎn)生負(fù)變菌株多于正變菌株，因而篩選高產(chǎn)菌株的效率低。（1分）流程：制備菌懸液單菌落分離斜面種子搖瓶初篩搖瓶復(fù)篩生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)菌種保存。（1分）應(yīng)用：多用于菌種的復(fù)壯。（1分）3、誘變育種：p3743定義：使用誘變劑，人為加速基因突變，通過篩選獲得高產(chǎn)菌株的一種育種方法。（1分）誘變劑種類：物理誘變因子、化學(xué)誘變因子、生物誘變

10、因子。（1分）特點(diǎn)：相對自然選育提高了突變頻率、擴(kuò)大了變異幅度、增加了獲得優(yōu)良特性突變株的概率。不足之處是隨機(jī)突變，非定向進(jìn)化、篩選工作量大，需與高通量篩選方法配合使用。多次誘變后，誘變熱點(diǎn)鈍化、變異幅度下降，菌種生活力逐漸衰退。（2分）地位：迄今為止，發(fā)酵工業(yè)所用生產(chǎn)菌種絕大部分是通過人工誘變育種得到，尤其是抗生素工業(yè)的生產(chǎn)菌種。由于其方法簡單、有效、對實(shí)驗(yàn)條件（設(shè)備、成本）要求低，至今仍被廣泛使用。（1分）4、雜交育種：p4348定義：將兩個(gè)基因型不同的親株（供體與受體）通過特定雜交方法使遺傳物質(zhì)重新組合，把不同菌株的優(yōu)良性狀集中于組合體中，形成新的遺傳型個(gè)體的過程。（2分）特點(diǎn)：具有定向

11、育種的性質(zhì)。該技術(shù)對實(shí)驗(yàn)條件要求高，操作復(fù)雜，需妥善選擇親本及遺傳標(biāo)記。（1分）雜交范圍：種間、屬間。（1分）雜交方法：真核生物主要包括有性生殖和準(zhǔn)性生殖；原核生物有接合、轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)導(dǎo)等方式。（1分）5、原生質(zhì)體融合：p4849兩個(gè)帶有不同遺傳標(biāo)記（營養(yǎng)缺陷、抗藥性、溫度敏感、色素等）的親本通過酶解作用，使其細(xì)胞壁脫除或部分脫除，制成原生質(zhì)體，并在高滲條件下混合，用聚乙二醇（PEG）促進(jìn)其發(fā)生融合，接著兩親本遺傳物質(zhì)交換，從而實(shí)現(xiàn)遺傳重組。然后高滲條件下，重新生成細(xì)胞壁，在篩選培養(yǎng)基上生長篩選出具有理想性狀的融合子。（4分）意義：打破了微生物種屬間的界限，使遠(yuǎn)源雜交成為可能。（1分）6、代謝控制

12、育種：ppt定義：應(yīng)用生物化學(xué)和遺傳學(xué)原理，深入研究微生物合成代謝途徑及代謝調(diào)控機(jī)制，設(shè)計(jì)出選擇性篩選子，通過遺傳育種技術(shù)獲得解除或繞過了微生物正常代謝途徑的突變株，即定向選育某種特定的突變型，以達(dá)到大量積累目標(biāo)產(chǎn)物的目的。（3分）特點(diǎn)：定向性、降低工作量、提高了篩選效率。（1分）應(yīng)用：初級代謝產(chǎn)物（氨基酸、核苷酸）的育種中得到了廣泛的應(yīng)用。（1分）7、基因工程育種：ppt定義：利用DNA重組技術(shù)將外源基因?qū)氲轿⑸锛?xì)胞中，使后者獲得前者的某些優(yōu)良性狀或者利用后者作為表達(dá)場所來生產(chǎn)目的產(chǎn)物的新菌種。（2分）特點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)真正意義上的遠(yuǎn)源雜交，革命性，要注意其安全性。（1分）步驟：目的基因的獲得、

13、載體的選擇與準(zhǔn)備、目的基因與載體連接、外源基因?qū)搿⒅亟M體篩選。（2分）8、真空冷凍干燥保藏法：p59原理：在低溫、干燥、真空無氧條件下使菌種處于休眠狀態(tài)，其生長繁殖代謝活力盡可能降低，從而減少變異，是目前較為理想的一種菌種長期保存（五年左右）的方法。（2分）方法：將微生物制成菌懸液，并與保護(hù)劑混合，然后置于安瓿管內(nèi)，低溫下（-18oC以下）使其迅速凍結(jié)，繼續(xù)在低溫下用真空泵抽干，最后將安瓿管熔封，并低溫（-70 -80oC）保藏。（2分）保護(hù)劑多采用脫脂牛奶和血清，作用是在脫水過程中代替結(jié)合水，穩(wěn)定細(xì)胞膜構(gòu)型，并起到支持作用，使微生物疏松的固定在上面。（1分）9、液氮超低溫保藏法：p5960

14、原理：液氮溫度為-196oC，遠(yuǎn)低于新陳代謝停止的溫度（-130oC），在此條件下菌種生長繁殖、代謝全部停止，不會(huì)產(chǎn)生變異。是一種長期保存菌種的方法。（2分）方法：待保藏菌種制備菌懸液，加入甘油作為保護(hù)劑，甘油終濃度為10%；然后凍結(jié)，從0oC到-35oC，其降溫速度為每分鐘1oC，這樣可以使細(xì)胞內(nèi)的自由水通過膜滲出而不形成冰晶刺破細(xì)胞；然后放入液氮保存；重新培養(yǎng)時(shí)，需將安瓿管在3540oC水浴中迅速解凍，打開安瓿管，轉(zhuǎn)移菌種至適宜的培養(yǎng)基培養(yǎng)。（3分）10、鈍化：即滅活，用物理或化學(xué)方法處理原生質(zhì)體，使其存活率在10-510-6以替代對親株的遺傳標(biāo)記。11、隨機(jī)篩選：將誘發(fā)突變后的菌株憑經(jīng)驗(yàn)

15、隨機(jī)選擇一定數(shù)量的菌落，其中包括未發(fā)生突變的野生型菌株和發(fā)生突變后的正向突變株和負(fù)向突變株，進(jìn)行篩選的方法。篩選方法包括：直接搖瓶法、瓊脂柱預(yù)篩選法、自動(dòng)化篩選法。12、理性化篩選：根據(jù)遺傳和生化原理，設(shè)計(jì)出具有選擇性的篩子，淘汰大部分不符合要求的菌株，使有效的性狀突變株在大量菌落中得以很快的篩選出來，從而大大提高篩選效率。（3）代謝調(diào)節(jié)1、初級代謝與次級代謝：初級代謝：普遍存在于生物體內(nèi)、與生物生存息息相關(guān)，它涉及能量的產(chǎn)生和消耗。（1分）其產(chǎn)物為初級代謝產(chǎn)物，如糖、氨基酸、脂肪酸、核苷酸及其高聚物多糖、蛋白質(zhì)、脂類和核酸等。（1分）次級代謝：以初級代謝產(chǎn)物為前體，特定時(shí)期合成一些對微生物的

16、生命活動(dòng)無明確功能的物質(zhì)過程。（1分）其產(chǎn)物為次級代謝產(chǎn)物，大多是分子結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的化合物，如：抗生素、毒素、激素、生物堿及色素等。（1分）兩者關(guān)系：初級代謝為次級代謝產(chǎn)物合成提供前體物質(zhì)和能量，次級代謝是初級代謝在特定條件下的繼續(xù)和發(fā)展，避免初級代謝過程中某種或某些中間體或產(chǎn)物過量積累對機(jī)體產(chǎn)生的毒害作用。（1分）2、分解代謝與合成代謝：分解代謝指生物體將各種大分子營養(yǎng)物質(zhì)和細(xì)胞物質(zhì)降解成簡單的小分子產(chǎn)物，包括各種中心途徑如TCA循環(huán)、EMP途徑和HMP途徑以及外周途徑（指其他碳源、氮源物質(zhì)通過分解后進(jìn)入中心途徑）。（2分）合成代謝將分解代謝所提供的能量和中間體或從環(huán)境中所吸收的小分子物質(zhì)合

17、成大分子物質(zhì)的過程，如合成氨基酸、核酸等單體。（2分）分解代謝為合成代謝提供原料和能量，合成代謝為分解代謝提供物質(zhì)基礎(chǔ)，兩者協(xié)調(diào)統(tǒng)一，偶聯(lián)進(jìn)行。（1分）3、前體與中間體：p73前體是指加入到發(fā)酵培養(yǎng)基中的某些化合物能被微生物直接結(jié)合到產(chǎn)物分子中去，而自身的結(jié)構(gòu)無多大變化，且具有促進(jìn)產(chǎn)物合成的作用。（2分）中間體指基質(zhì)進(jìn)入代謝途徑后被轉(zhuǎn)化為一種特定的中間代謝產(chǎn)物，并非途徑的終產(chǎn)物，還需進(jìn)一步代謝。（2分）前體與中間體區(qū)別在于，前體結(jié)構(gòu)往往略需改變才能進(jìn)入到代謝途徑中去。（1分）4、能荷：ppt指細(xì)胞中ATP、ADP、AMP系統(tǒng)中可為代謝反應(yīng)供能的高能磷酸鍵的量度。（2分）高能荷可促進(jìn)分解代謝，并

18、抑制合成代謝。相反，低能荷則促進(jìn)合成代謝，抑制分解代謝。（2分）（1分）5、分解代謝物阻遏：葡萄糖效應(yīng)、二次生長是指那些能被快速利用的基質(zhì)，如葡萄糖，其分解代謝物會(huì)阻遏另一種較難異化利用基質(zhì)的酶的合成。（3分）當(dāng)這類基質(zhì)耗盡時(shí)，才能解除其對參與其他代謝的酶的阻遏，菌體才能由生長階段轉(zhuǎn)入代謝產(chǎn)物合成階段。（2分）6、亞正常調(diào)節(jié)：指一些工業(yè)生產(chǎn)菌株的代謝調(diào)節(jié)。為達(dá)到工業(yè)生產(chǎn)的目的，原始菌株經(jīng)過多次選育后，在代謝調(diào)節(jié)方面呈現(xiàn)出一種非正常的、變性的菌株，其代謝調(diào)節(jié)稱亞正常調(diào)節(jié)。7、效應(yīng)物：是一種酶的基質(zhì)、產(chǎn)物或調(diào)節(jié)性代謝物。促進(jìn)或抑制酶的反應(yīng)速率，影響酶對基質(zhì)的親和力。（4）培養(yǎng)基1、孢子培養(yǎng)基、種子

19、培養(yǎng)基、發(fā)酵培養(yǎng)基2、生理酸性物質(zhì)、生理堿性物質(zhì)3、快速利用碳源、快速利用氮源4、氨氮、硝態(tài)氮5、生長因子6、產(chǎn)物促進(jìn)劑7、碳氮比8、理論轉(zhuǎn)化率9、正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)10、響應(yīng)面分析（5）滅菌消毒、滅菌與過濾除菌：滅菌：指殺滅或去除物體上所有微生物的方法，包括抵抗力極強(qiáng)的細(xì)菌芽胞。（2分）除菌：將微生物隔離開，并不殺死，如空氣過濾除菌。（1分）消毒：指殺死物體上病原微生物的方法，芽胞或非病原微生物可能仍存活。用以消毒的藥品稱為消毒劑。（2分）濕熱滅菌：原理：利用飽和蒸汽具有的強(qiáng)穿透能力，以及蒸汽在冷凝時(shí)放出的大量熱能，使微生物細(xì)胞中的蛋白質(zhì)、酶和核酸分子內(nèi)部的化學(xué)鍵，特別是氫鍵受到破壞，引起不可逆的

20、變性，造成微生物死亡。（2分）方法一：0.11MPa（表壓），121 ，保溫2030min（1分）方法二：0.07MPa（表壓），115 ，保溫30min（1分）使用范圍：一般培養(yǎng)基、玻璃器皿、無菌水、緩沖液、金屬用具等都可以采用此法滅菌。（1分）連續(xù)滅菌：指培養(yǎng)基在罐外，通過專用滅菌裝置，使培養(yǎng)基和高壓蒸汽快速混合接觸，經(jīng)保溫及冷卻，然后輸入發(fā)酵罐的滅菌方法。因?yàn)殡S著滅菌溫度的升高，微生物比死亡速率的增加超過營養(yǎng)物分解速率常數(shù)，高溫快速滅菌可減少培養(yǎng)基營養(yǎng)成分的破壞，所以說，高溫快速滅菌所得培養(yǎng)基的質(zhì)量比較好。介質(zhì)過濾除菌：過濾介質(zhì)：逐漸由天然材料棉花過渡到玻璃纖維、超細(xì)玻璃纖維和石棉板、燒

21、結(jié)材料 (燒結(jié)金屬、燒結(jié)陶瓷、燒結(jié)塑料) 、微孔超濾膜等。（2分）過濾機(jī)制：絕對過濾和深層介質(zhì)過濾。（1分）絕對過濾是利用微孔濾膜，深層過濾是靠慣性、阻截、擴(kuò)散、重力沉降和靜電等作用將細(xì)菌截留。一般認(rèn)為慣性、攔截和布朗運(yùn)動(dòng)的作用較大，而重力和靜電引力的作用較小。（2分）對數(shù)殘留定律: 濕熱滅菌時(shí)，培養(yǎng)基中的微生物受熱死亡的速率與殘存的微生物數(shù)量成正比（以對數(shù)速度遞減），（3分）即dNdkN（2分）（6）種子擴(kuò)大培養(yǎng)1、種子2、種子擴(kuò)培3、種子罐級數(shù)4、發(fā)酵級數(shù)5、接種齡與接種量6、雙種法、倒種法（7）發(fā)酵工藝控制連續(xù)發(fā)酵：即在發(fā)酵過程中一邊補(bǔ)入新鮮的料液，一邊以相近的流速放料，維持發(fā)酵液原來的

22、體積。它使培養(yǎng)系統(tǒng)保持恒定狀態(tài)。發(fā)酵液帶放：在發(fā)酵過程中，當(dāng)分泌期尚未達(dá)到高峰時(shí)，由于體積大、補(bǔ)料困難、溶氧不足、馬達(dá)負(fù)荷過大、加油次數(shù)增多、容易逃液等現(xiàn)象，使繼續(xù)發(fā)酵有困難，這時(shí)，可放出一定體積發(fā)酵液給下游工段，同時(shí)，再補(bǔ)入一些培養(yǎng)基繼續(xù)發(fā)酵。這種方法稱為發(fā)酵液帶放。臨界溶氧濃度：發(fā)酵熱: 發(fā)酵熱（Q發(fā)酵）是指發(fā)酵過程中釋放出來的凈熱量。 Q發(fā)酵Q生物Q攪拌Q蒸發(fā)Q輻射其中Q生物是主導(dǎo)因素。簡答題（1）請從技術(shù)發(fā)展方面談?wù)劙l(fā)酵工業(yè)的幾個(gè)歷史時(shí)期。發(fā)酵工業(yè)發(fā)展的歷史時(shí)期為：天然發(fā)酵階段：以家庭工業(yè)為主，對微生物的本質(zhì)缺乏認(rèn)識，進(jìn)展緩慢；（2分）純培養(yǎng)技術(shù)的建立：1857年發(fā)酵原理被發(fā)現(xiàn)，建立了

23、純培養(yǎng)技術(shù)，在第一次世界大戰(zhàn)前后，進(jìn)行了以丙酮丁醇發(fā)酵為代表的工業(yè)化發(fā)酵的發(fā)展，這是發(fā)酵技術(shù)發(fā)展的第一轉(zhuǎn)折時(shí)期；（2分）通氣攪拌發(fā)酵技術(shù)的建立：該技術(shù)的建立是在第二次世界大戰(zhàn)前后，以青霉素發(fā)酵為代表，并推廣于其它發(fā)酵產(chǎn)品。它使發(fā)酵生產(chǎn)不受限制，是發(fā)酵技術(shù)發(fā)展的第二轉(zhuǎn)折時(shí)期，也是發(fā)酵工程的開端；（2分）代謝控制發(fā)酵技術(shù)：1956年后建立，通過人工誘變的突變株、控制條件下的培養(yǎng)等，使人們能有選擇的大量生產(chǎn)人們所需要的物質(zhì)。這項(xiàng)技術(shù)也在其它發(fā)酵產(chǎn)品中推廣，是發(fā)酵技術(shù)發(fā)展的第三轉(zhuǎn)折時(shí)期；（2分）發(fā)酵原料的轉(zhuǎn)換：由糖質(zhì)原料向非糖質(zhì)原料的轉(zhuǎn)換，以節(jié)約糧食；（1分）基因工程技術(shù)：使菌種選育、代謝控制定向化。

24、（1分）（2）自然界中分離微生物的流程。主要有以下幾步：樣品的采集、富集培養(yǎng)、分離純化、純培養(yǎng)驗(yàn)證。（2）為什么要進(jìn)行搖瓶復(fù)篩？主要有4點(diǎn)：考察菌種生產(chǎn)能力的自然波動(dòng)范圍；考察菌種傳代穩(wěn)定性、效價(jià)穩(wěn)定性；通過二級發(fā)酵，使搖瓶發(fā)酵工藝接近生產(chǎn)工藝；有較多較新鮮的孢子留種。（2）自然變異是如何產(chǎn)生的？（6）種子罐接種方法有哪些？引起種子異常的原因有哪些？種子罐接種方法有：孢子懸浮液：微孔接種法；（1分）搖瓶菌絲：壓差法、火焰接種法；（2分）罐間接種：壓差法。（1分）引起種子異常的情況及原因有：生長代謝緩慢：原因是空氣溫度低、接種量少、培養(yǎng)基消毒質(zhì)量差、儀表失靈造成培養(yǎng)溫度低等；（2分）菌絲結(jié)團(tuán)：原

25、因是接種量少、攪拌效率差、有機(jī)氮不足等；（2分）菌絲粘壁：原因是攪拌效果不好、罐內(nèi)泡沫多、種子罐的裝料系數(shù)過小等。（2分）（6）種子擴(kuò)大培養(yǎng)的目的是什么？主要是獲得代謝旺盛、數(shù)量足夠的種子。目前工業(yè)規(guī)模的發(fā)酵罐容積已達(dá)幾十立方米或幾百立方米。如按百分之十左右的種子量計(jì)算，就要投入幾立方米或幾十立方米的種子。要從保藏在試管中的微生物菌種逐級擴(kuò)大為生產(chǎn)用種子是一個(gè)由實(shí)驗(yàn)室制備到車間生產(chǎn)的過程。其生產(chǎn)方法與條件隨不同的生產(chǎn)品種和菌種種類而異。如細(xì)菌、酵母菌、放線菌或霉菌生長的快慢，產(chǎn)孢子能力的大小及對營養(yǎng)。溫度、需氧等條件的要求均有所不同。因此，種子擴(kuò)大培養(yǎng)應(yīng)根據(jù)菌種的生理特性，選擇合適的培養(yǎng)條件來

26、獲得代謝旺盛、數(shù)量足夠的種子。這種種子接入發(fā)酵罐后，將使發(fā)酵生產(chǎn)周期縮短，設(shè)備利用率提高。種子液質(zhì)量的優(yōu)劣對發(fā)酵生產(chǎn)起著關(guān)鍵性的作用。（7）泡沫的性質(zhì)、消長規(guī)律有哪些？性質(zhì)：機(jī)械性泡沫, 流態(tài)性泡沫. 消長規(guī)律：與通氣、攪拌的劇烈程度有關(guān)。與培養(yǎng)基配比及原材料組成有關(guān)。與菌種、種子質(zhì)量、菌絲階段和接種量有關(guān)。（7）如何增加發(fā)酵液中的溶氧？提高空氣流速；提高罐的高徑比；降低培養(yǎng)液的濃度；調(diào)整攪拌器。（7）發(fā)酵分期的原因是什么？因?yàn)?，抗生素合成酶是誘導(dǎo)酶，誘導(dǎo)酶的基因平時(shí)是處于關(guān)閉狀態(tài)，僅當(dāng)培養(yǎng)基中有了誘導(dǎo)物時(shí)，該基因才得以解除阻遏。所以，在分批發(fā)酵中，菌體生長期中尚未積累合成酶的誘導(dǎo)劑，基因就處

27、于被阻遏狀態(tài)；而在生長期末，由于菌體的代謝變化而積累了或從外界加入某種誘導(dǎo)劑，就解除了生長期的被阻遏狀態(tài)，開始酶的合成，進(jìn)而合成產(chǎn)物。這就是發(fā)酵分期的原因。（7）試述分批發(fā)酵的分期、類型及其特點(diǎn)。分批發(fā)酵是指在一封閉培養(yǎng)系統(tǒng)內(nèi)含有初始限制量的基質(zhì)的發(fā)酵方式。分三期：延滯期、對數(shù)期、穩(wěn)定期。分三個(gè)類型：生長關(guān)聯(lián)型：特點(diǎn)、作圖非生長關(guān)聯(lián)型：特點(diǎn)、作圖混合型：特點(diǎn)、作圖（7）如何從發(fā)酵規(guī)模上來分析染菌的原因。主要從以下三個(gè)方面來分析：大批發(fā)酵罐染菌部分發(fā)酵罐染菌個(gè)別發(fā)酵罐染菌（7）高基質(zhì)濃度對發(fā)酵有何影響？由于代謝產(chǎn)物或基質(zhì)過濃而導(dǎo)致抑制作用，出現(xiàn)生長下降的趨勢?；|(zhì)濃度高，傳質(zhì)狀況差，用于非生產(chǎn)的

28、能量增加，對生產(chǎn)不利。引起碳分解代謝物阻遏現(xiàn)象，并阻遏產(chǎn)物的形成。論述題1、論述誘變育種的原理及一般步驟。定義：使用誘變劑，人為加速基因突變的一種育種方法。（4分）誘變劑：物理誘變因子、化學(xué)誘變因子、生物誘變因子。（4分）特點(diǎn)：相對自然選育提高了突變頻率、擴(kuò)大了變異幅度、增加了獲得優(yōu)良特性突變株的概率。不足之處是隨機(jī)突變，非定向進(jìn)化、篩選工作量大，需與高通量篩選方法配合使用。多次誘變后，誘變熱點(diǎn)鈍化、變異幅度下降，菌種生活力逐漸衰退。（4分）（8分）2、菌種保藏的原理是什么？試述冷凍干燥保藏法的步驟和操作注意事項(xiàng)。（1）原理：根據(jù)微生物生理、生化的特點(diǎn)，通過創(chuàng)造適宜條件，使微生物的代謝處于不活

29、潑和生長繁殖受抑制的休眠狀態(tài)，以減少菌種變異、退化、死亡。如，低溫、干燥、缺氧、營養(yǎng)缺乏。（5分）（2）步驟（9分）準(zhǔn)備安瓿管：安瓿管先用2%HCl浸泡，再水洗多次，烘干。將標(biāo)簽放入安瓿中，管口塞上棉花，滅菌備用。制備保護(hù)劑：用鮮奶經(jīng)處理或使用脫脂奶粉兌脫脂牛奶，滅菌，并做無菌試驗(yàn)后備用。菌懸液制備及分裝：將無菌牛奶直接加到待保藏的菌種斜面內(nèi)，用接種環(huán)將菌種刮下，輕輕攪拌使其均勻地懸浮在牛奶內(nèi)成懸浮液。用無菌長滴管將懸浮液分裝入安瓿管底部，每支安培管的裝置約為0.9mL（一般裝入量為安瓿管球部體積的1/3）。預(yù)凍：將分裝好的安瓿管在-30以下進(jìn)行預(yù)凍1h。真空干燥：預(yù)凍以后，將安瓿管放入真空器

30、中，開動(dòng)真空泵進(jìn)行干燥。封管：封管前將安瓿管裝入歧管；真空度抽至1.333Pa后，再用火焰熔封，封好后，要用高頻火花器檢查各安瓿管的真空情況。如果管內(nèi)呈現(xiàn)灰藍(lán)色光，證明保持著真空。檢查時(shí)高頻電火花器應(yīng)射向安瓿管的上半部。保藏：做好的安瓿管應(yīng)放置在低溫避光處保藏。質(zhì)量檢查：檢查項(xiàng)目有，水份（5以下）、真空度、雜菌污染情況、存活率、形態(tài)變異、生產(chǎn)能力?；罨喝绻獜闹腥〕鼍N恢復(fù)培養(yǎng)，可先用75%酒精將管的外壁消毒，然后將安瓿管上部在火焰上燒熱，再滴幾滴無菌水，使管子破裂。再用接種針直接挑取松散的干燥樣品，在斜面接種。操作注意事項(xiàng)：（6分）脫脂牛奶的脫脂要完全，滅菌條件合適；要選擇合適的菌液濃度，

31、通常菌液濃度越高，生存率越高，保存期也越長；予凍要徹底（-30以下）；注意真空度（10-2托以下）；熔封時(shí)注意，火焰集中，不使菌受熱；注意保藏溫度。3、如何選擇出發(fā)菌株和誘變劑？出發(fā)菌株的選擇（10分）：選擇生產(chǎn)菌株，穩(wěn)定性強(qiáng)，易推廣，但難有大的突破；選擇具有某些優(yōu)良特性的菌株；選擇具有一定穩(wěn)定性的菌株。誘變劑的選擇依據(jù)（10分）：誘變劑的作用原理；出發(fā)菌株的特點(diǎn)；誘變系譜。4、你認(rèn)為目前較好的菌種保藏方法是哪種，為什么？試述其基本制作過程。（1）原理：根據(jù)微生物生理、生化的特點(diǎn)，通過創(chuàng)造適宜條件，使微生物的代謝處于不活潑和生長繁殖受抑制的休眠狀態(tài)，以減少菌種變異、退化、死亡。如，低溫、干燥、

32、缺氧、營養(yǎng)缺乏。（5分）（2）保藏方法類型：低溫保藏法；定期移植保藏法；礦物油保藏法；干燥載體保藏法；真空冷凍干燥保藏法；冷凍保藏法；寄主保藏法；基因工程菌保藏法。（5分）（3）你認(rèn)為目前最佳的菌種保藏方法是哪種，為什么？試述其基本制作過程。（10分）（主要從使用范圍、效果、保藏時(shí)間、成本、操作是否簡便等方面比較。）5、試述菌種保藏的原理并比較凍干法和沙土管保藏法。原理：根據(jù)微生物生理、生化的特點(diǎn)，通過創(chuàng)造適宜條件，使微生物的代謝處于不活潑和生長繁殖受抑制的休眠狀態(tài)，以減少菌種變異、退化、死亡。如，低溫、干燥、缺氧、營養(yǎng)缺乏。（10分）凍干法和沙土管保藏法的比較：主要從使用范圍、效果、保藏時(shí)間

33、、成本、操作是否簡便等方面比較。（10分）6、菌種為什么會(huì)退化變異？菌種選育的含義、基本原理及主要方法有那些？菌種退化變異的原因：主要是群體中自發(fā)變異的負(fù)變正變。（5分）菌種選育的含義：出發(fā)菌株（原種）純化（并保藏）變異篩選（或再純化）新菌種生理特性的研究中試、放大。（5分）菌種選育的基本原理：是遺傳變異。即根據(jù)微生物的遺傳變異特性，采用自然選育、誘變育種、代謝控制育種、雜交育種、分子育種等方法，將菌種進(jìn)一步純化、改良，以獲得優(yōu)良菌株。（5分）菌種選育的主要方法有：自然選育、誘變育種、代謝控制育種、雜交育種（包括原生質(zhì)體融合）、分子育種（基因工程育種）。（5分）7、自然變異是如何產(chǎn)生的？為什么

34、說自然變異效率低、進(jìn)展慢？自然變異產(chǎn)生的原因主要有：多因素低劑量的誘變效應(yīng)（如低濃度誘變物質(zhì)、宇宙短波輻射、微生物自身代謝物質(zhì)等）；（4分）遺傳的不穩(wěn)定性（互變異構(gòu)效應(yīng)、增變基因、自然死亡基因等）；（4分）代謝機(jī)制的自我調(diào)整（向著有利于生長繁殖的方向發(fā)展）。（4分）自然變異效率低、進(jìn)展慢的原因主要有：基因突變不能很快取得數(shù)量上的優(yōu)勢并在群體中表現(xiàn)，即突變由個(gè)體到群體的過程慢；（3分）變異要通過復(fù)制、傳代及適宜的環(huán)境條件才能體現(xiàn)，即突變由基因型到表型的過程慢；（3分）環(huán)境因素對變異的影響較弱。（2分）8、培養(yǎng)基的主要成分及其作用。培養(yǎng)基的主要成分：足量碳源、氮源、無機(jī)鹽和水分。此外，有些合成能力

35、差的微生物還需要添加生長調(diào)節(jié)物質(zhì)，以促進(jìn)其正常生長和分泌代謝產(chǎn)物。（4分）碳源構(gòu)成菌體細(xì)胞和產(chǎn)物的骨架并供給菌種生命活動(dòng)所需能量，是微生物發(fā)酵的主要原料。碳源包括各種糖類、脂肪、有機(jī)酸和醇、碳?xì)浠衔锏取＃?分）氮源供給菌體生長繁殖所需要的營養(yǎng)物質(zhì)，作為某些目的產(chǎn)物合成的前體或氮素來源，少數(shù)微生物可用作能源。包括：有機(jī)氮源和無機(jī)氮源。（4分）無機(jī)鹽及微量元素的功能：作為菌體細(xì)胞的組分；調(diào)節(jié)pH、細(xì)胞滲透壓（磷酸氫二鉀，磷酸二氫鉀，Na+/K+）作為某些酶的組分（Zn2+、Fe3+、Co2+）調(diào)節(jié)酶活性（Mn2+可以降低Taq DNA聚合酶對模板結(jié)合的特異性，Mg2+可以穩(wěn)定非互補(bǔ)的的堿基對）某

36、些自養(yǎng)型微生物可用其作能源。（4分）生長因子：氨基酸、嘌呤、嘧啶、維生素等。主要功能是構(gòu)成輔酶的組成部分，促進(jìn)生命活動(dòng)進(jìn)行，一般需要量極少。前體：通過產(chǎn)生菌的生物合成途徑，被菌體直接或間接用于產(chǎn)物合成，成為產(chǎn)物分子的一部分，而自身結(jié)構(gòu)無顯著改變。前體能明顯提高產(chǎn)品的產(chǎn)量，在一定條件下還能控制菌體合成代謝產(chǎn)物的方向。促進(jìn)劑：在發(fā)酵培養(yǎng)基中，加入某些微量的化學(xué)物質(zhì)，可促進(jìn)某種產(chǎn)物的生物合成，這些物質(zhì)稱為產(chǎn)物促進(jìn)劑。（4分）9、培養(yǎng)基的一般分類方法有幾種？孢子、種子、發(fā)酵培養(yǎng)基的特點(diǎn)是什么？培養(yǎng)基一般分類方法有四種（8分）：按純度分類，可分為按型態(tài)分類，可分為按特殊用途分類，可分為按用途分類，可分為

37、孢子培養(yǎng)基：是供菌種繁殖孢子用的。對這種培養(yǎng)基的要求是能使菌種發(fā)芽生長快，產(chǎn)孢子量多，并且不會(huì)引起菌種變異。一般來說，孢子培養(yǎng)基中的碳源和氮源（特別是有機(jī)氮源）濃度相對較低，多了會(huì)只長菌絲，少長或不長孢子；無機(jī)鹽濃度要作適當(dāng)?shù)倪x擇和控制，否則會(huì)影響孢子的數(shù)量。（4分）種子培養(yǎng)基：主要指搖瓶種子及種子罐用的培養(yǎng)基。這種培養(yǎng)基主要含有容易被利用或粗壯和使各種有關(guān)的初級代謝酶的活力提高。種子培養(yǎng)基要和發(fā)酵培養(yǎng)基相適應(yīng)，成分不應(yīng)相差太大，以避免進(jìn)罐后的種子對新環(huán)境的適應(yīng)時(shí)間延長。（4分）發(fā)酵培養(yǎng)基：是供菌絲迅速生長繁殖，并最大限度地獲得代謝產(chǎn)物的培養(yǎng)基。它既要使種子接種后能迅速生長達(dá)到一定的菌絲濃度，

38、又要使長好的菌體能迅速合成所需的產(chǎn)物，因此，發(fā)酵培養(yǎng)基的組成除有菌體生長所必需的元素和化合物外，還要有產(chǎn)物所需的特定元素、前體和促進(jìn)劑等。（4分）10、種子罐種子的制備準(zhǔn)則是什么？種子罐接種方法有那些？11、什么情況下會(huì)引起種子的異常？原因有那些？12、論述主要的發(fā)酵類型及其各自的優(yōu)缺點(diǎn)。（1）分批發(fā)酵定義：指在一封閉系統(tǒng)內(nèi)含有初始限量基質(zhì)的發(fā)酵方式。在這一過程中，除了氧氣、消泡劑及控制pH的酸或堿外，不再加入任何其它物質(zhì)。發(fā)酵過程中培養(yǎng)基成分減少，微生物得到繁殖。（4分）特點(diǎn)：非恒態(tài)的培養(yǎng)方法，物理，化學(xué)和生物參數(shù)都隨時(shí)間而變化，是一個(gè)不穩(wěn)定的過程。優(yōu)點(diǎn)：操作簡單；操作引起染菌的概率低；不會(huì)產(chǎn)生菌種老化和變異等問題。缺點(diǎn)：非生產(chǎn)時(shí)間較長、設(shè)備利用率低。（4分）（2）補(bǔ)料分批發(fā)酵補(bǔ)料分批發(fā)酵，是介于分批培養(yǎng)和連續(xù)培養(yǎng)之間的一種過渡培養(yǎng)方式。補(bǔ)料分批培養(yǎng)是指在分批培養(yǎng)過程中，