微生物工程工藝學(xué)

1、緒論 菌種的來(lái)源 發(fā)酵培養(yǎng)基 種子的擴(kuò)大培養(yǎng) 發(fā)酵動(dòng)力學(xué)基本概念 氧的供需對(duì)發(fā)酵的影響 發(fā)酵過(guò)程控制 （代謝控制，參數(shù)檢測(cè)，PH，溫度，染菌，泡沫） 工程菌 動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)舉出幾例微生物大規(guī)模表達(dá)的產(chǎn)品, 及其產(chǎn)生菌的特點(diǎn)？A.蛋白酶表達(dá)產(chǎn)物一般分泌至胞外，能利用廉價(jià)的氮源，生長(zhǎng)溫度較高，生長(zhǎng)速度快,純化、分離及分析快速；安全性高，得到FDA的批準(zhǔn)的菌種。B.單細(xì)胞蛋白生長(zhǎng)迅速，營(yíng)養(yǎng)要求不高，易培養(yǎng)，能利用廉價(jià)的培養(yǎng)基或生產(chǎn)廢物。適合大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，產(chǎn)量高，質(zhì)量好。安全性高，得到FDA的批準(zhǔn)的菌種。C. 不飽和脂肪酸生長(zhǎng)溫度較低，安全性高，能利用廉價(jià)的碳源，不飽和脂肪酸含量高D.抗生素生產(chǎn)性能

2、穩(wěn)定，產(chǎn)量高，不產(chǎn)色素，能利用廉價(jià)原料F. 氨基酸 代謝途徑比較清楚，代謝途徑比較簡(jiǎn)單2、 工業(yè)化菌種的要求？A能夠利用廉價(jià)的原料，簡(jiǎn)單的培養(yǎng)基，大量高效地合成產(chǎn)物B有關(guān)合成產(chǎn)物的途徑盡可能地簡(jiǎn)單，或者說(shuō)菌種改造的可操作性要強(qiáng)C. 遺傳性能要相對(duì)穩(wěn)定D. 不易感染它種微生物或噬菌體E. 產(chǎn)生菌及其產(chǎn)物的毒性必須考慮（在分類學(xué)上最好與致病菌無(wú)關(guān)）F. 生產(chǎn)特性要符合工藝要求3、 討論：生產(chǎn)抗生素的微生物能不能生產(chǎn)氨基酸？不能。像這種工業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品都是對(duì)應(yīng)的特定微生物來(lái)生產(chǎn)的，有的甚至基因修飾促進(jìn)產(chǎn)量的提高，微生物一般不能通用4、 討論：微生物（包括動(dòng)、植物）可以生產(chǎn)我們所需的一切產(chǎn)品，但是涉及到

3、工業(yè)化生產(chǎn)，對(duì)于某一種特定的產(chǎn)品，為何只有特定的微生物才具有大量表達(dá)的潛力？在不同的環(huán)境條件下，微生物細(xì)胞對(duì)遺傳信息作選擇性的表達(dá)，實(shí)現(xiàn)代謝的自動(dòng)調(diào)節(jié)。代謝的協(xié)調(diào)能保證在任何特定時(shí)刻、特定的細(xì)胞空間，只合成必要的酶系（參與代謝的多種酶）和剛夠用的酶量。一旦特定物質(zhì)的合成達(dá)到足夠的量，與這些物質(zhì)合成有關(guān)的酶就不再合成了。并且，已合成的酶的活力受到許多調(diào)節(jié)機(jī)制的控制，以確保新陳代謝全面協(xié)調(diào)，、為細(xì)胞的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供保證。因此，細(xì)胞固有的生產(chǎn)關(guān)系支持細(xì)胞自身的增殖（生產(chǎn)細(xì)胞），不支持（人的）目的產(chǎn)物的過(guò)量生產(chǎn)（生產(chǎn)特定的初級(jí)代謝產(chǎn)物）。而工業(yè)化生產(chǎn)要求特定表達(dá)某種或某類物質(zhì)，只有正常代謝被打破，代謝協(xié)

4、調(diào)失常的微生物才能達(dá)到要求5、 自然界分離微生物的一般操作步驟？樣品的采取預(yù)處理培養(yǎng)菌落的選擇初篩復(fù)篩性能的鑒定菌種保藏6、 從環(huán)境中分離目的微生物時(shí)，為何一定要進(jìn)行富集富集？自然界中目的微生物含量很少，非目的微生物種類繁多，進(jìn)行富集培養(yǎng)，使目的微生物在最適的環(huán)境下迅速地生長(zhǎng)繁殖，數(shù)量增加，由原來(lái)自然條件下的劣勢(shì)種變成人工環(huán)境下的優(yōu)勢(shì)種，使篩選變得可能。7、 菌種選育分子改造的目的？防止菌種退化;解決生產(chǎn)實(shí)際問(wèn)題;提高生產(chǎn)能力;提高產(chǎn)品質(zhì)量;開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品.8、 以目前的研究水平，土壤中能夠培養(yǎng)的微生物大概占總數(shù)的多少？什么是16sRNA同源性分析？目前能夠培養(yǎng)的微生物不到總數(shù)的1%。以16sRN

5、A為靶基因，設(shè)計(jì)引物，建立pcr擴(kuò)增體系，再通過(guò)DNA測(cè)序進(jìn)行細(xì)菌同源性分析。9、 什么叫自然選育？自然選育在工藝生產(chǎn)中的意義？自然選育就是不經(jīng)人工處理，利用微生物的自然突變進(jìn)行菌種選育的過(guò)程。自然選育在工業(yè)生產(chǎn)上的意義：自然選育可以有效地用于高性能突變株的分離。然選育雖然突變率很低，但卻是工廠保證穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)的重要措施。10、 什么是正突變？什么是負(fù)突變？什么是結(jié)構(gòu)類似物？生產(chǎn)上所不希望看到的，表現(xiàn)為菌株的衰退和生產(chǎn)質(zhì)量的下降，這種突變成為負(fù)突變。生產(chǎn)上希望看到的，對(duì)生產(chǎn)有利，這種突變成為正突變。結(jié)構(gòu)類似物：在化學(xué)和空間結(jié)構(gòu)上和代謝的中間物（終產(chǎn)物）相似，因而在代謝調(diào)節(jié)方面可以代替代謝中間物（終

6、產(chǎn)物）的功能，但細(xì)胞不能以其作為自身的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。11、 什么是誘變育種？常用的誘變劑有哪些？誘變育種是指用物理、化學(xué)因素誘導(dǎo)植物的遺傳特性發(fā)生變異，再?gòu)淖儺惾后w中選擇符合人們某種要求的單株，進(jìn)而培育成新的品種或種質(zhì)的育種方法。誘變劑有兩大類：物理誘變劑和化學(xué)誘變劑。常用的物理誘變劑有紫外線、x射線、射線(如Co60等)、等離子、快中子、射線、射線、超聲波等。常用的化學(xué)誘變劑有堿基類似物、烷化劑、羥胺、吖定類化合物等。12、 什么是基因的重組？什么是基因的直接進(jìn)化？二者有何區(qū)別？基因的重組：是由于不同DNA鏈的斷裂和連接而產(chǎn)生DNA片段的交換和重新組合，形成新DNA分子的過(guò)程基因的直接進(jìn)化：在分

7、子水平上，對(duì)目標(biāo)基因直接處理，然后通過(guò)高通量的篩選方法，提高目標(biāo)蛋白的性能?；虻闹苯舆M(jìn)化，可使已有基因獲得新的特性，可獲得自然界中不存在的基因，可解決許多新的理論和應(yīng)用問(wèn)題13、 什么是培養(yǎng)基?發(fā)酵培養(yǎng)基的特點(diǎn)和要求？培養(yǎng)基：廣義上講培養(yǎng)基是指一切可供微生物細(xì)胞生長(zhǎng)繁殖所需的一組營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和原料。同時(shí)培養(yǎng)基也為微生物培養(yǎng)提供除營(yíng)養(yǎng)外的其它所必須的條件。培養(yǎng)基能夠滿足產(chǎn)物最經(jīng)濟(jì)的合成。發(fā)酵后所形成的副產(chǎn)物盡可能的少。培養(yǎng)基的原料應(yīng)因地制宜，價(jià)格低廉；且性能穩(wěn)定，資源豐富，便于采購(gòu)運(yùn)，適合大規(guī)模儲(chǔ)藏，能保證生產(chǎn)上的供應(yīng)。/所選用的培養(yǎng)基應(yīng)能滿足總體工藝的要求，如不應(yīng)該影響通氣、提取、純化及廢物處理

8、等。必須提供合成微生物細(xì)胞和發(fā)酵產(chǎn)物的基本成分。有利于減少培養(yǎng)基原料的單耗，即提高單位營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)所合成產(chǎn)物數(shù)量或最大產(chǎn)率。有利于提高培養(yǎng)基和產(chǎn)物的濃度，以提高單位容積發(fā)酵罐的生產(chǎn)能力。有利于提高產(chǎn)物的合成速度，縮短發(fā)酵周期。所用原料盡可能減少對(duì)發(fā)酵過(guò)程中通氣攪拌的影響，利于提高氧的利用率，降低能耗。14、 用的碳源有哪些？常用的糖類有哪些，各自有何特點(diǎn)？碳源:糖類（淀粉、葡萄糖、蔗糖等）、油脂（動(dòng)、植物油）、有機(jī)酸（琥珀酸、檸檬酸、乳酸、乙酸等）和低碳醇（甲醇、乙醇等）。葡萄糖，所有的微生物都能利用葡萄糖，但是會(huì)引起葡萄糖效應(yīng)糖蜜，是制糖生產(chǎn)時(shí)的結(jié)晶母液，它是制糖工業(yè)的副產(chǎn)物。主要含有蔗糖，總糖

9、可達(dá)50%75%。一般糖蜜分甘蔗糖蜜和甜菜糖蜜葡萄糖蜜。除糖份外，含有較多的雜質(zhì)，其中有些是有用的，但是許多都會(huì)對(duì)發(fā)酵產(chǎn)生不利的影響，需要進(jìn)行預(yù)處理。淀粉、糊精，缺點(diǎn)：難利用、發(fā)酵液比較稠、一般2.0%時(shí)加入一定的-淀粉酶。成分比較復(fù)雜，有直鏈淀粉和支鏈淀粉等等。優(yōu)點(diǎn)：來(lái)源廣泛、價(jià)格低，可以解除葡萄糖效應(yīng)。15、 什么是生理性酸性物質(zhì)？什么是生理性堿性物質(zhì)？經(jīng)微生物生理作用（代謝）后能形成酸性物質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)物叫生理酸性物質(zhì)，若菌體代謝后能產(chǎn)生堿性物質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)物稱為生理堿性物質(zhì)16、 常用的無(wú)機(jī)氮源和有機(jī)氮源有哪些？有機(jī)氮源在發(fā)酵培養(yǎng)基中的作用？常用的有機(jī)氮源有花生餅粉、黃豆餅粉、酵母粉、蛋白胨等；常

10、用的無(wú)機(jī)氮源有氨水、銨鹽和硝酸鹽。有機(jī)氮源在發(fā)酵培養(yǎng)基中的作用有：除提供氮源外，有些有機(jī)氮源還提供大量的無(wú)機(jī)鹽及生長(zhǎng)因子。誘導(dǎo)某些酶的產(chǎn)生。17、 什么是前體？前體添加的方式？前體指某些化合物加入到發(fā)酵培養(yǎng)基中，能直接被微生物在生物合成過(guò)程中合成到產(chǎn)物分子中去，而其自身的結(jié)構(gòu)并沒(méi)有多大變化，但是產(chǎn)物的產(chǎn)量卻因加入前體而有較大的提高。前體使用時(shí)普遍采用流加的方法。18、 什么是生長(zhǎng)因子？生長(zhǎng)因子的來(lái)源？凡是微生物生長(zhǎng)不可缺少而細(xì)胞自身不能合成的微量的有機(jī)物質(zhì)，如氨基酸、嘌呤、嘧啶、維生素等均稱生長(zhǎng)因子。有機(jī)氮源是這些生長(zhǎng)因子的重要來(lái)源19、 什么是產(chǎn)物促進(jìn)劑？產(chǎn)物促進(jìn)劑舉例？是指那些非細(xì)胞生長(zhǎng)所

11、必須的營(yíng)養(yǎng)物，又非前體，但加入后卻能提高產(chǎn)量的添加劑。20、 什么是理論轉(zhuǎn)化率？什么是實(shí)際轉(zhuǎn)化率？理論轉(zhuǎn)化率是指理想狀態(tài)下根據(jù)微生物的代謝途徑進(jìn)行物料衡算，所得出的轉(zhuǎn)化率的大小。實(shí)際轉(zhuǎn)化率是指實(shí)際發(fā)酵過(guò)程中轉(zhuǎn)化率的大小21、 培養(yǎng)基設(shè)計(jì)的一般步驟？1.根據(jù)前人的經(jīng)驗(yàn)和培養(yǎng)基成分確定時(shí)一些必須考慮的問(wèn)題，初步確定可能的培養(yǎng)基成分；2.通過(guò)單因子實(shí)驗(yàn)最終確定出最為適宜的培養(yǎng)基成分；3.當(dāng)培養(yǎng)基成分確定后，剩下的問(wèn)題就是各成分最適的濃度，由于培養(yǎng)基成分很多，為減少實(shí)驗(yàn)次數(shù)常采用一些合理的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法。22、 培養(yǎng)基成分選擇考慮的問(wèn)題？1.菌種的同化能力2.代謝的阻遏和誘導(dǎo)3.合適的C、N比4.pH的

12、要求23、 讀書(shū)報(bào)告：舉例說(shuō)明培養(yǎng)基設(shè)計(jì)的方法與步驟？目前還不能完全從生化反應(yīng)的基本原理來(lái)推斷和計(jì)算出適合某一菌種的培養(yǎng)基配方，只能用生物化學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、微生物學(xué)等的基本理論，參照前人所使用的較適合某一類菌種的經(jīng)驗(yàn)配方，再結(jié)合所用菌種和產(chǎn)品的特性，采用搖瓶、玻璃罐等小型發(fā)酵設(shè)備，按照一定的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)方法選擇出較為適合的培養(yǎng)基。 根據(jù)前人的經(jīng)驗(yàn)和培養(yǎng)基成分確定時(shí)一些必須考慮的問(wèn)題，初步確定可能的培養(yǎng)基成分； 通過(guò)單因子實(shí)驗(yàn)最終確定出最為適宜的培養(yǎng)基成分； 當(dāng)培養(yǎng)基成分確定后，剩下的問(wèn)題就是各成分最適的濃度，由于培養(yǎng)基成分很多，為減少實(shí)驗(yàn)次數(shù)常采用一些合理的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法。 24、 討論：培養(yǎng)

13、基優(yōu)化在發(fā)酵優(yōu)化控制中的作用與地位？發(fā)酵優(yōu)化控制分兩個(gè)階段：第一階段控制菌體的生長(zhǎng)，目的是使長(zhǎng)好的菌體能處在最佳的產(chǎn)物合成狀態(tài)。培養(yǎng)基優(yōu)化應(yīng)該保證菌體快速生長(zhǎng)，有利于產(chǎn)物合成和分泌的酶系開(kāi)啟，而不利于產(chǎn)物合成酶系的關(guān)閉，處于最佳的產(chǎn)物合成狀態(tài)，并且副產(chǎn)物合成和分泌的酶系盡可能的少開(kāi)啟第二階段控控制產(chǎn)物的合成。該階段，培養(yǎng)基優(yōu)化應(yīng)使產(chǎn)物合成能較長(zhǎng)時(shí)間保持在最大合成速度。副產(chǎn)物的的合成速率盡可能小。25、 什么是種子的擴(kuò)大培養(yǎng)？種子擴(kuò)大培養(yǎng)是指將保存在砂土管、冷凍干燥管中處休眠狀態(tài)的生產(chǎn)菌種接入試管斜面活化后，再經(jīng)過(guò)扁瓶或搖瓶及種子罐逐級(jí)擴(kuò)大培養(yǎng),最終獲得一定數(shù)量和質(zhì)量的純種過(guò)程。26、 種子擴(kuò)大

14、培養(yǎng)的目的與要求？種子擴(kuò)培的目的：接種量的需要，菌種的馴化，縮短發(fā)酵時(shí)間、保證生產(chǎn)水平種子的要求：總量及濃度能滿足要求，生理狀況穩(wěn)定，個(gè)體與群體，活力強(qiáng)，移種至發(fā)酵后，能夠迅速生長(zhǎng)，無(wú)雜菌污染27、 種子擴(kuò)大培養(yǎng)的一般步驟？休眠孢子母斜面活化搖瓶種子或茄子瓶斜面或固體培養(yǎng)基孢子一級(jí)種子罐二級(jí)種子罐發(fā)酵罐28、 在大規(guī)模發(fā)酵的種子制備過(guò)程中，實(shí)驗(yàn)室階段和生產(chǎn)車間階段在培養(yǎng)基和培養(yǎng)物選擇上各有何特點(diǎn)？實(shí)驗(yàn)室階段培養(yǎng)物選擇的原則：種子能擴(kuò)培到一定的量和質(zhì)，獲得一定數(shù)量和質(zhì)量的孢子/菌體。培養(yǎng)基的選擇應(yīng)該是有利于菌體的生長(zhǎng)，對(duì)孢子培養(yǎng)基應(yīng)該是有利于孢子的生長(zhǎng)。在原料方面，實(shí)驗(yàn)室種子培養(yǎng)階段，規(guī)模一般比

15、較小，因此為了保證培養(yǎng)基的質(zhì)量，培養(yǎng)基的原料一般都比較精細(xì)。生產(chǎn)車間階段培養(yǎng)物的選擇原則最終一般都是獲得一定數(shù)量的菌絲體。培養(yǎng)基選擇首先考慮的是有利于孢子的發(fā)育和菌體的生長(zhǎng)，所以營(yíng)養(yǎng)要比發(fā)酵培養(yǎng)基豐富。在原料方面：不如實(shí)驗(yàn)室階段那么精細(xì)，而是基本接近于發(fā)酵培養(yǎng)基，這有兩個(gè)方面的原因: 一是成本二是馴化29、 什么是接種量？對(duì)于細(xì)菌、放線菌及霉菌常用的接種量是多少？接種量移入種子的體積/接種后培養(yǎng)液的體積細(xì)菌5、放線菌20 霉菌1030、 什么時(shí)發(fā)酵級(jí)數(shù)？發(fā)酵級(jí)數(shù)對(duì)發(fā)酵有何影響，影響發(fā)酵級(jí)數(shù)的因素有哪些？一般由菌絲體培養(yǎng)開(kāi)始計(jì)算發(fā)酵級(jí)數(shù)，但有時(shí)，工廠從第一級(jí)種子罐開(kāi)始計(jì)算發(fā)酵級(jí)數(shù)發(fā)酵級(jí)數(shù)對(duì)發(fā)酵影

16、響：1.種子級(jí)數(shù)少，可簡(jiǎn)化工藝和控制，減少染菌機(jī)會(huì)2.種子級(jí)數(shù)太少，接種量小，發(fā)酵時(shí)間延長(zhǎng)，降低發(fā)酵罐的生產(chǎn)率，增加染菌機(jī)會(huì)3.級(jí)數(shù)大，難控制、易染菌、易變異，管理困難，一般2-4級(jí)。4.在發(fā)酵產(chǎn)品的放大中，反應(yīng)級(jí)數(shù)的確定是非常重要的一個(gè)方面影響發(fā)酵級(jí)數(shù)的因素：(1)菌種生長(zhǎng)特性,孢子發(fā)芽及菌體繁殖速度;(2) 發(fā)酵規(guī)模.（3）工藝要求.（4）接種量的影響.31、 什么是種齡？事宜種齡確定的依據(jù)？種齡是指種子罐中培養(yǎng)的菌體開(kāi)始移入下一級(jí)種子罐或發(fā)酵罐時(shí)的培養(yǎng)時(shí)間。原則：對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期末，細(xì)胞活力強(qiáng)，菌體濃度相對(duì)較大，但是最終由實(shí)驗(yàn)結(jié)果定。32、 讀書(shū)報(bào)告：結(jié)合具體的產(chǎn)品理解種子質(zhì)量控制的方法，以及

17、認(rèn)識(shí)種子質(zhì)量對(duì)發(fā)酵的影響？影響斜面種子質(zhì)量的因素:(1)原材料質(zhì)量，水質(zhì)，培養(yǎng)基pH.(2)滅菌條件，(3)接種量，(4)溫度，通風(fēng)、(5)培養(yǎng)時(shí)間(6)有害氣體或揮發(fā)物(7) 冷藏條件種子質(zhì)量好：1. 縮短發(fā)酵時(shí)間、保證生產(chǎn)水平. 2. 無(wú)雜菌污染. 3移種至發(fā)酵后，能夠迅速生長(zhǎng).4.泡末產(chǎn)生少. 5.產(chǎn)物生成速率大. 6.副產(chǎn)物合成少. 7.對(duì)下游分離純化有利33、 接種、倒種、雙種？接種：接入種子罐后直接移種到發(fā)酵罐。雙種：兩個(gè)種子罐種子接種到一個(gè)發(fā)酵罐中。倒種：一部分種子來(lái)源于種子罐，一部分來(lái)源于發(fā)酵罐。34、 么是菌體的生長(zhǎng)比速？產(chǎn)物的形成比速？基質(zhì)的消耗比速？維持消耗？菌體的比生長(zhǎng)

18、速率：?jiǎn)挝恢亓康木w瞬時(shí)增量=（dx/dt）/x；單位為1/h，其中x菌體濃度（g/L ）產(chǎn)物的形成比速：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)單位菌體形成產(chǎn)物（菌體）的量=（dp/dt）/x,；單位為1/h，其中p產(chǎn)物濃度（g/L ）基質(zhì)的比消耗速率:單位時(shí)間內(nèi)單位菌體消耗基質(zhì)的量 =（ds/dt）/x；單位為1/h，其中s底物濃度（g/L ）35、 什么是Monod方程其使用條件如何？各參數(shù)的意義與求解？當(dāng)培養(yǎng)基中不存在抑制細(xì)胞生長(zhǎng)的物質(zhì)時(shí)，細(xì)胞的生長(zhǎng)速率與基質(zhì)濃度關(guān)系（Monod方程式）如下：=max S/（Ks+ S）：菌體的生長(zhǎng)比速. S：限制性基質(zhì)濃度. Ks：半飽和常數(shù). max: 最大比生長(zhǎng)速度Monod

19、方程的參數(shù)求解(雙倒數(shù)法)：將Monod方程取倒數(shù)可得：1/=1/max+ Ks/max S或S/= S/max+ Ks/max這樣通過(guò)測(cè)定不同限制性基質(zhì)濃度下，微生物的比生長(zhǎng)速度，就可以通過(guò)回歸分析計(jì)算出Monod方程的兩個(gè)參數(shù)。36、 什么是初級(jí)代謝產(chǎn)物？什么是次級(jí)代謝產(chǎn)物？初級(jí)代謝產(chǎn)物是指微生物產(chǎn)生的，生長(zhǎng)和繁殖所必需的物質(zhì)，如蛋白質(zhì)、核酸等。次級(jí)代謝產(chǎn)物是指由微生物產(chǎn)生的，與微生物生長(zhǎng)、繁殖無(wú)關(guān)的一類物質(zhì)。37、 什么是一類發(fā)酵？二類發(fā)酵？三類發(fā)酵？一類發(fā)酵：產(chǎn)物形成與底物利用直接相關(guān)，為生長(zhǎng)聯(lián)系型，又稱簡(jiǎn)單發(fā)酵型，產(chǎn)物直接由碳源代謝而來(lái),產(chǎn)物生成速度的變化與微生物對(duì)碳源利用速度的變化

20、是平行的，產(chǎn)物生成與微生物的生長(zhǎng)也是平行的。在這些發(fā)酵過(guò)程中，菌體的生長(zhǎng)、基質(zhì)的消耗、產(chǎn)物的生成三個(gè)速度都有一個(gè)高峰，三高峰幾乎同時(shí)出現(xiàn)。二類發(fā)酵：產(chǎn)物形成與底物利用間接相關(guān)，為部分生長(zhǎng)聯(lián)系型，又稱中間發(fā)酵型，產(chǎn)物不是碳源的直接氧化產(chǎn)物，而是菌體代謝的主流產(chǎn)物。它的特點(diǎn)是在發(fā)酵的第一時(shí)期碳源大量消耗用于菌體的迅速增長(zhǎng)而產(chǎn)物的形成很少或全無(wú)，第二時(shí)期碳源大量消耗用于產(chǎn)物的高速合成及菌體的生長(zhǎng)。三類發(fā)酵：產(chǎn)物形成與底物利用不相關(guān)，為非生長(zhǎng)聯(lián)系型，又稱復(fù)雜發(fā)酵型，產(chǎn)物的生成在菌體生長(zhǎng)和基質(zhì)消耗完以后才開(kāi)始，與菌體生長(zhǎng)不相關(guān)，與基質(zhì)消耗無(wú)直接關(guān)系，所形成的產(chǎn)物為次級(jí)代謝產(chǎn)物。38、 什么是連續(xù)培養(yǎng)？什

21、么是連續(xù)培養(yǎng)的稀釋率？由于新鮮培養(yǎng)基不斷補(bǔ)充，所以不會(huì)發(fā)生營(yíng)養(yǎng)物的枯竭，另一方面，發(fā)酵液不斷取出，發(fā)酵罐內(nèi)的微生物始終處于旺盛的指數(shù)生長(zhǎng)期，罐內(nèi)細(xì)胞濃度X、比生長(zhǎng)速率、以及t, pH等都保持恒定。稀釋率(D):補(bǔ)料速度與反應(yīng)器體積的比值(h-1)39、 解釋連續(xù)培養(yǎng)富集微生物的原理？菌的積累速率=生長(zhǎng)速率-流出速率,調(diào)節(jié)培養(yǎng)基,使目的菌的流出速率生長(zhǎng)速率,就起到富集作用40、 為何氧容易成為好氧發(fā)酵的限制性因素？氧是需氧微生物生長(zhǎng)所必需的。氧往往容易成為控制因素，是因?yàn)檠踉谒械娜芙舛群艿?，培養(yǎng)基因含有大量的有機(jī)和無(wú)機(jī)物質(zhì)，氧的溶解度比水中還要更低。在對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期即使發(fā)酵液中的氧濃度達(dá)到飽和，若

22、此時(shí)終止供氧，發(fā)酵液中的溶氧可在幾分鐘內(nèi)全部耗盡，使溶氧成為控制因素。41、 比耗氧速度和呼吸強(qiáng)度的概念？比耗氧速度或呼吸強(qiáng)度（QO2）：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)單位重量的細(xì)胞所消耗的氧氣，mmol O2g菌-1h-1 42、 臨界飽和溶氧濃度、臨界溶氧濃度、氧飽和度的概念？臨界氧濃度：CCr臨界氧濃度：指不影響菌的呼吸所允許的最低氧濃度。氧飽和度：發(fā)酵液中氧的濃度/臨界溶氧溶度飽和溶氧濃度：在一定溫度和壓力下，空氣中的氧在水中的溶解度。(mol/m3)43、 微生物的臨界溶氧濃度一般多少，發(fā)酵過(guò)程中的氧容易不容易滿足？一般對(duì)于微生物： CCr: 115%飽和濃度一般微生物的臨界溶氧濃度很小，發(fā)酵過(guò)程中氧很

23、容易滿足。44、 影響微生物需氧的因素有哪些？細(xì)胞濃度直接影響培養(yǎng)液的攝氧率，在分批發(fā)酵中攝氧率變化很大，不同生長(zhǎng)階段需氧不同，對(duì)數(shù)生長(zhǎng)后期達(dá)最大值。培養(yǎng)基的成分和濃度顯著影響微生物的攝氧率，碳源種類對(duì)細(xì)胞的需氧量有很大影響，一般葡萄糖的利用速度比其他的糖要快。45、 發(fā)酵液中的體積氧傳遞方程？其中Kla的物理意義是什么？以單位體積的液體中所具有的氧的傳遞面積為 a (m2/m3) Nv=KL (C* C ）KL以氧濃度為推動(dòng)力的容積氧傳遞系數(shù)，反映了設(shè)備的供氧能力46、 如何調(diào)節(jié)搖瓶發(fā)酵的供氧水平？往復(fù)，頻率80-120分/次，振幅 8cm旋轉(zhuǎn)，偏心距轉(zhuǎn)速250rpm裝液量，一般取1/10左

24、右：250ml 15-25 ml500ml 30 ml750ml 80 ml47、 如何調(diào)節(jié)通氣攪拌發(fā)酵罐的供氧水平？一般認(rèn)為，發(fā)酵初期較大的通風(fēng)和攪拌而產(chǎn)生過(guò)大的剪切力，對(duì)菌體的生長(zhǎng)有時(shí)會(huì)產(chǎn)生不利的影響，所以有時(shí)發(fā)酵初期采用小通風(fēng)，停攪拌，不但有利于降低能耗，而且在工藝上也是必須的。但是通氣增大的時(shí)間一定要把握好。48、 如何測(cè)定發(fā)酵液中的溶氧濃度，以及發(fā)酵罐的Kla?化學(xué)法，溶氧電極法。1、亞硫酸鹽法（冷膜）2、平衡法 rKla= C*-CL3、動(dòng)態(tài)法49、 氧的供需研究與反應(yīng)器設(shè)計(jì)與放大的關(guān)系？發(fā)酵過(guò)程放大困難的原因就在放大時(shí)不可能同時(shí)做到幾何相似、流體運(yùn)動(dòng)學(xué)相似和流體動(dòng)力學(xué)相似，當(dāng)在小

25、試研究時(shí)某一個(gè)對(duì)生產(chǎn)產(chǎn)生影響的重要因素沒(méi)有被觀察到，而這個(gè)因素恰恰在放大時(shí)成為關(guān)鍵因子時(shí)，就會(huì)造成整個(gè)發(fā)酵過(guò)程的失敗(供氧、混合、剪切）。50、 發(fā)酵過(guò)程中溶氧濃度監(jiān)控的意義？1、考察工藝控制是否滿足要求2、其它異常情況的表征，染菌、噬菌體、設(shè)備和操作故障3、間接控制的措施51、 微生物生長(zhǎng)可分為幾個(gè)階段？次級(jí)代謝產(chǎn)物在什么階段開(kāi)始合成？遲滯期、對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期、穩(wěn)定期和死亡期對(duì)于初級(jí)代謝產(chǎn)物，在對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期初期就開(kāi)始合成并積累，而次級(jí)代謝產(chǎn)物則在對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期后期和穩(wěn)定期大量合成。52、 發(fā)酵過(guò)程的參數(shù)檢測(cè)有什么意義？生產(chǎn)中主要檢測(cè)到參數(shù)有哪些？發(fā)酵過(guò)程的中間分析是生產(chǎn)控制的眼睛，它顯示了發(fā)酵過(guò)程中微生

26、物的主要代謝變化。因?yàn)槲⑸飩€(gè)體極微小，肉眼無(wú)法看見(jiàn)，要了解它的代謝狀況，只能從分析一些參數(shù)來(lái)判斷物理參數(shù)：溫度、攪拌轉(zhuǎn)速、空氣壓力、空氣流量、溶解氧、表觀粘度、排氣氧（二氧化碳）濃度等化學(xué)參數(shù)：基質(zhì)濃度（包括糖、氮、磷）、pH、產(chǎn)物濃度、核酸量等生物參數(shù)：菌絲形態(tài)、菌濃度、菌體比生長(zhǎng)速率、呼吸強(qiáng)度、基質(zhì)消耗速率、關(guān)鍵酶活力等53、 發(fā)酵過(guò)程糖代謝、氮代謝有什么規(guī)律，為什么？糖代謝：特別是快速利用的糖，分解成小分子酸、醇，使pH下降。糖缺乏，pH上升，是補(bǔ)料的標(biāo)志之一氮代謝：氨基酸被利用后產(chǎn)生NH3 ，pH會(huì)上升；尿素被分解成NH3，pH上升。微生物生長(zhǎng)和產(chǎn)物合成與糖代謝有密切關(guān)系。糖的消耗反

27、映產(chǎn)生菌的生長(zhǎng)繁殖情況，反映產(chǎn)物合成的活力。菌體生長(zhǎng)旺盛糖耗一定快，殘?zhí)且簿徒档偷每焱ㄟ^(guò)糖含量的測(cè)定，可以控制菌體生長(zhǎng)速率，可控制補(bǔ)糖來(lái)調(diào)節(jié)pH，促進(jìn)產(chǎn)物合成，不致于盲目補(bǔ)糖，造成發(fā)酵不正常。氮利用快慢可分析出菌體生長(zhǎng)情況，含氮產(chǎn)物合成情況。但是氮源太多會(huì)促使菌體大量生長(zhǎng)。有些產(chǎn)物合成受到過(guò)量銨離子的抑制，因此必須控制適量的氮。通過(guò)氨基氮和氨氮的分析可控制發(fā)酵過(guò)程，適時(shí)采取補(bǔ)氨措施。發(fā)酵后期氨基氮回升，這時(shí)就要放罐，否則影響提取過(guò)程。54、 測(cè)定菌的生長(zhǎng)采取哪些方法？不同種的微生物各采取什么方法合適？菌形態(tài)和菌濃度直接反映菌生長(zhǎng)的情況。菌形態(tài) 顯微鏡觀察菌濃測(cè)定方法測(cè)粘度壓縮體積法（離心）靜置

28、沉降體積法光密度測(cè)定法 OD600660 適合于細(xì)菌、酵母55、 抗生素、酶的單位的定義抗生素效價(jià)表示抗生素的有效成分的多少，效價(jià)大小用單位（U）來(lái)表示在250C下，以最適的底物濃度，最適的緩沖液離子強(qiáng)度，以及最適的pH諸條件下，每分鐘能轉(zhuǎn)化一微克分子底物的酶定量為一個(gè)活性單位。56、 抗生素效價(jià)的測(cè)定可采用哪幾種方法？1、化學(xué)法（1）滴定法（2）比色法（3）測(cè)壓法2、物理法：許多酶、抗生素都有不對(duì)稱碳原子，具有旋光性，因此可以通過(guò)測(cè)定旋光度來(lái)測(cè)定酶或抗生素的含量。3、生物法：生物法以抗生素的殺菌能力為衡量效價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)57、 生物法測(cè)定抗生素效價(jià)有什么優(yōu)點(diǎn)？ 其原理恰好與臨床應(yīng)用的要求相一致，而

29、且此法靈敏度高，需用的檢品量較小，這是其它方法不能比的。58、 高濃度磷抑制刺激代謝產(chǎn)物合成的機(jī)理是什么？磷酸鹽影響金霉素的合成。當(dāng)培養(yǎng)液中的磷酸鹽耗竭后才進(jìn)入生產(chǎn)期。因金霉素的合成沒(méi)有磷酸化這一步。磷酸鹽不是通過(guò)磷酸酯酶的負(fù)向反饋調(diào)節(jié)起作用的，而是通過(guò)高能荷一直抗生素的合成59、 發(fā)酵過(guò)程為什么要補(bǔ)料？補(bǔ)些什么？在分批培養(yǎng)過(guò)程中補(bǔ)入新鮮的料液，以克服營(yíng)養(yǎng)不足而導(dǎo)致的發(fā)酵過(guò)早結(jié)束的缺點(diǎn)。在這樣一種系統(tǒng)中可以維持低的基質(zhì)濃度，避免快速利用碳源的阻遏效應(yīng)；可以通過(guò)補(bǔ)料控制達(dá)到最佳的生長(zhǎng)和產(chǎn)物合成條件；還可以利用計(jì)算機(jī)控制合理的補(bǔ)料速率，穩(wěn)定最佳生產(chǎn)工藝。發(fā)酵基質(zhì)和緩沖液等。60、 補(bǔ)料過(guò)多或過(guò)少對(duì)

30、發(fā)酵有什么影響？投料過(guò)多造成菌體細(xì)胞大量生長(zhǎng)，無(wú)法穩(wěn)定的產(chǎn)生發(fā)酵產(chǎn)物，導(dǎo)致菌體生產(chǎn)力下降，同時(shí)改變發(fā)酵液流變學(xué)性質(zhì)。如果補(bǔ)料過(guò)少,則使菌體過(guò)早進(jìn)入衰退期，引起菌體衰老和自，同樣使生產(chǎn)力下降。61、 準(zhǔn)確判斷發(fā)酵終點(diǎn)有什么好處？依據(jù)哪些參數(shù)來(lái)判斷？ 可以提高產(chǎn)物的生產(chǎn)能力和經(jīng)濟(jì)效益。經(jīng)濟(jì)因素，產(chǎn)品質(zhì)量因素，特殊因素62、 發(fā)酵過(guò)程中pH會(huì)不會(huì)發(fā)生變化為什么？發(fā)酵過(guò)程中pH是不斷變化的1）糖代謝特別是快速利用的糖，分解成小分子酸、醇，使pH下降。糖缺乏，pH上升，是補(bǔ)料的標(biāo)志之一2）氮代謝當(dāng)氨基酸中的-NH2被利用后pH會(huì)下降；尿素被分解成NH3，pH上升，NH3利用后pH下降，當(dāng)碳源不足時(shí)氮源當(dāng)

31、碳源利用pH上升。3）生理酸堿性物質(zhì)利用后pH會(huì)上升或下降4）某些產(chǎn)物本身呈酸性或堿性，使發(fā)酵液pH變化。如有機(jī)酸類產(chǎn)生使pH下降，紅霉素、潔霉素、螺旋霉素等抗生素呈堿性，使pH上升。5）菌體自溶 pH上升，發(fā)酵后期，pH上升6）雜菌的污染，pH下降63、 pH對(duì)發(fā)酵的影響表現(xiàn)在哪些方面？（1）pH影響酶的活性。當(dāng)pH值抑制菌體某些酶的活性時(shí)使菌的新陳代謝受阻。（2）pH影響微生物細(xì)胞膜所帶電荷。從而改變細(xì)胞膜的透性，影響微生物對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收及代謝物的排泄，因此影響新陳代謝的進(jìn)行。（3）pH值影響培養(yǎng)基某些成分和中間代謝物的解離，從而影響微生物對(duì)這些物質(zhì)的利用。（4）pH值影響代謝方向。pH

32、不同，往往引起菌體代謝過(guò)程不同，使代謝產(chǎn)物的質(zhì)量和比例發(fā)生改變。例如黑曲霉在pH23時(shí)發(fā)酵產(chǎn)生檸檬酸，在pH近中性時(shí)，則產(chǎn)生草酸。谷氨酸發(fā)酵，在中性和微堿性條件下積累谷氨酸，在酸性條件下則容易形成谷氨酰胺和N-乙酰谷氨酰胺。（5）pH在微生物培養(yǎng)的不同階段有不同的影響。64、 為了確定發(fā)酵的最佳pH,我們?cè)撊绾螌?shí)驗(yàn)？配制不同初始pH的培養(yǎng)基，搖瓶考察發(fā)酵情況65、 發(fā)酵過(guò)程的pH控制可以采取哪些措施？基礎(chǔ)培養(yǎng)基調(diào)節(jié)pH在基礎(chǔ)料中加入維持pH的物質(zhì)通過(guò)補(bǔ)料調(diào)節(jié)pH 當(dāng)補(bǔ)料與調(diào)pH發(fā)生矛盾時(shí)，加酸堿調(diào)pH 選擇合適的pH調(diào)節(jié)劑發(fā)酵的不同階段采取不同的pH值66、 根據(jù)微生物對(duì)溫度的依賴可分類成哪幾

33、類微生物？嗜冷菌適應(yīng)于0260C生長(zhǎng)，嗜溫菌適應(yīng)于15430C生長(zhǎng)，嗜熱菌適應(yīng)于37650C生長(zhǎng)，嗜高溫菌適應(yīng)于650C以上生長(zhǎng) 67、 微生物對(duì)溫度要求不同的原理是什么？1、微生物對(duì)溫度的要求不同與它們的膜結(jié)構(gòu)物理化學(xué)性質(zhì)有密切關(guān)系2、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)3、蛋白質(zhì)合成4、合成冷休克蛋白68、 發(fā)酵過(guò)程的溫度會(huì)不會(huì)變化？為什么發(fā)酵熱是引起發(fā)酵過(guò)程溫度變化的原因69、 發(fā)酵熱的定義發(fā)酵熱就是發(fā)酵過(guò)程中釋放出來(lái)的凈熱量。70、 生物熱的大小與哪些因素有關(guān)？生物熱與發(fā)酵類型有關(guān)：微生物進(jìn)行有氧呼吸產(chǎn)生的熱比厭氧發(fā)酵產(chǎn)生的熱多生物熱的大小與呼吸作用強(qiáng)弱有關(guān)：在培養(yǎng)初期，菌體處于適應(yīng)期，菌數(shù)少，呼吸作用緩慢，產(chǎn)

34、生熱量較少。菌體在對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期時(shí)，菌體繁殖迅速，呼吸作用激烈，菌體也較多，所以產(chǎn)生的熱量多，溫度上升快，必須注意控制溫度。培養(yǎng)后期，菌體已基本上停止繁殖，主要靠菌體內(nèi)的酶系進(jìn)行代謝作用，產(chǎn)生熱量不多，溫度變化不大，且逐漸減弱。如果培養(yǎng)前期溫度上升緩慢，說(shuō)明菌體代謝緩慢，發(fā)酵不正常。如果發(fā)酵前期溫度上升劇烈，有可能染菌，此外培養(yǎng)基營(yíng)養(yǎng)越豐富，生物熱也越大。71、 溫度對(duì)發(fā)酵有哪些影響？（1）溫度影響反應(yīng)速率發(fā)酵過(guò)程的反應(yīng)速率實(shí)際是酶反應(yīng)速率，酶反應(yīng)有一個(gè)最適溫度。從阿累尼烏斯方程式可以看到 dlnKr/dt=E/RT2（平方）（2）溫度影響發(fā)酵方向（3）溫度還影響基質(zhì)溶解度，氧在發(fā)酵液中的溶解度也

35、影響菌對(duì)某些基質(zhì)的分解吸收。72、 發(fā)酵過(guò)程溫度的選擇有什么依據(jù)？1、根據(jù)菌種及生長(zhǎng)階段選擇：微生物種類不同，所具有的酶系及其性質(zhì)不同，所要求的溫度范圍也不同。在發(fā)酵前期由于菌量少，發(fā)酵目的是要盡快達(dá)到大量的菌體，取稍高的溫度，促使菌的呼吸與代謝，使菌生長(zhǎng)迅速；在中期菌量已達(dá)到合成產(chǎn)物的最適量，發(fā)酵需要延長(zhǎng)中期，從而提高產(chǎn)量，因此中期溫度要稍低一些，可以推遲衰老。因?yàn)樵谏缘蜏囟认掳被岷铣傻鞍踪|(zhì)和核酸的正常途徑關(guān)閉得比較嚴(yán)密有利于產(chǎn)物合成。發(fā)酵后期，產(chǎn)物合成能力降低，延長(zhǎng)發(fā)酵周期沒(méi)有必要，就又提高溫度，刺激產(chǎn)物合成到放罐。如四環(huán)素生長(zhǎng)階段280C，合成期260C后期再升溫；黑曲霉生長(zhǎng)370C，

36、產(chǎn)糖化酶32340C。但也有的菌種產(chǎn)物形成比生長(zhǎng)溫度高。如谷氨酸產(chǎn)生菌生長(zhǎng)30320C，產(chǎn)酸34370C。最適溫度選擇要根據(jù)菌種與發(fā)酵階段做試驗(yàn)。2、根據(jù)培養(yǎng)條件選擇溫度選擇還要根據(jù)培養(yǎng)條件綜合考慮，靈活選擇。通氣條件差時(shí)可適當(dāng)降低溫度，使菌呼吸速率降低些，溶氧濃度也可髙些。培養(yǎng)基稀薄時(shí)，溫度也該低些。因?yàn)闇囟雀郀I(yíng)養(yǎng)利用快，會(huì)使菌過(guò)早自溶。3、根據(jù)菌生長(zhǎng)情況菌生長(zhǎng)快，維持在較高溫度時(shí)間要短些；菌生長(zhǎng)慢，維持較高溫度時(shí)間可長(zhǎng)些。培養(yǎng)條件適宜，如營(yíng)養(yǎng)豐富，通氣能滿足，那么前期溫度可髙些，以利于菌的生長(zhǎng)?？偟膩?lái)說(shuō)，溫度的選擇根據(jù)菌種生長(zhǎng)階段及培養(yǎng)條件綜合考慮。要通過(guò)反復(fù)實(shí)踐來(lái)定出最適溫度。（如何維持

37、適度的菌體濃度和延長(zhǎng)分泌期？適當(dāng)降低培養(yǎng)溫度可以延緩菌體的衰老和維持相當(dāng)數(shù)量的有強(qiáng)生產(chǎn)能力的菌絲體存在）73、 染菌對(duì)發(fā)酵有什么危害，對(duì)提煉有什么危害？染菌對(duì)發(fā)酵的危害：干擾生產(chǎn)菌的正常代謝，降低產(chǎn)量改變pH，降解某些產(chǎn)物污染不同的微生物，不同階段染菌危害染菌對(duì)提煉的危害：過(guò)濾困難而大幅度降低過(guò)濾收率有機(jī)溶劑萃取時(shí)發(fā)生乳化74、 有哪些原因會(huì)引起染菌？設(shè)備滲漏空氣帶菌種子帶菌滅菌不徹底技術(shù)管理不善75、 染菌以后應(yīng)采取什么措施？ 發(fā)酵液必須滅菌后才可放下水道尋找染菌的原因染菌厲害時(shí)，車間環(huán)境要用石灰消毒76、 為什么會(huì)感染噬菌體？感染了噬菌體后應(yīng)采取哪些措施？產(chǎn)生噬菌體的原因活菌體隨意排放，造

38、成噬菌體的感染源建立工廠環(huán)境清潔衛(wèi)生制度感染噬菌體的培養(yǎng)物不得帶入菌種室、搖瓶間發(fā)現(xiàn)噬菌體停攪拌、小通風(fēng)，將發(fā)酵液加熱到70800C殺死噬菌體，才可排放。環(huán)境用漂白粉消毒選育抗噬菌體的菌種77、 泡沫對(duì)發(fā)酵有哪些有益之處，哪些有害之處？有利之處：氣體分散、增加氣液接觸面積有害之處：降低生產(chǎn)能力；引起原料浪費(fèi)；影響菌的呼吸；引起染菌78、 發(fā)酵中泡沫形成的原因是什么？通氣攪拌；培養(yǎng)基配比與原料組成；菌種、種子質(zhì)量和接種量；滅菌質(zhì)量79、 沒(méi)有外界作用力泡沫是否穩(wěn)定？在什么條件下泡沫會(huì)穩(wěn)定？不穩(wěn)定。泡徑大小溶液所含助泡物的類型助泡劑濃度起泡液的粘度溫度、 pH、表面電荷 等80、 羅氏假說(shuō)對(duì)泡沫穩(wěn)

39、定的條件作了如何假釋？在溶液中，溶解狀態(tài)的溶質(zhì)是穩(wěn)泡劑；不溶狀態(tài)的溶質(zhì)，當(dāng)浸入系數(shù)與鋪展系數(shù)均為正值時(shí)即是消泡劑。81、 植物油的消泡機(jī)理是什么？當(dāng)其溶入泡沫液,會(huì)顯著降低該處的表面張力。 因?yàn)檫@些物質(zhì)一般對(duì)水的溶解度較小,表面張力的降低僅限于泡沫的局部,而泡沫周圍的表面張力幾乎沒(méi)有變化。表面張力降低的部分被強(qiáng)烈地向四周牽引、延伸,最后破裂。 82、 對(duì)消泡劑有哪些要求？（1）在起泡液中不溶或難溶（2）表面張力低于起泡液（3）與起泡液有一定程度的親和性 （4）與起泡液不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)（5）揮發(fā)性小，作用時(shí)間長(zhǎng)83、 常用的消泡劑有哪幾類？天然油脂；聚醚類消泡劑；高碳醇；硅酮類84、 對(duì)于黏稠的發(fā)

40、酵液應(yīng)選怎樣的消泡劑，對(duì)于較稀的發(fā)酵液應(yīng)選怎樣的消泡劑？聚醚類GP型的消泡劑親水性差，在發(fā)泡介質(zhì)中的溶解度小，所以宜使用在稀薄的發(fā)酵液中。聚醚類GPE型消泡劑親水性較好，在發(fā)泡介質(zhì)中易鋪展，消泡能力強(qiáng)，但溶解度也較大，消泡活性維持時(shí)間短，因此用在粘稠發(fā)酵液中效果較好。85、 用于在線檢測(cè)的傳感器必須符合哪些要求？1插入罐內(nèi)的傳感器必須能經(jīng)受高壓蒸汽滅菌（材料、數(shù)據(jù)）2傳感器結(jié)構(gòu)不能存在滅菌不透的死角，以防染菌（密封性好）3傳感器對(duì)測(cè)量參數(shù)要敏感，且能轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。（響應(yīng)快、靈敏）4傳感器性能要穩(wěn)定，受氣泡影響小。86、 pH電極的指示電極能測(cè)定pH值的原理是什么？pH電極實(shí)際上是由參比電極與指

41、示電極組成的一個(gè)自發(fā)電池，該電池的表達(dá)式可寫(xiě)為：參比電極 溶液X 指示電極該電池的參比電極的輸出電位恒定，指示電極的輸出電位隨被測(cè)體系中氫離子活度而變化。因此整個(gè)自發(fā)電池的電動(dòng)勢(shì)就是被測(cè)體系中氫離子活度的函數(shù)。 式中E0對(duì)某一給定電極為常數(shù)，是溫度的函數(shù)，因此從電位差計(jì)的E值可測(cè)出pH值。87、 pH電極的測(cè)量范圍有沒(méi)有限制？使用時(shí)應(yīng)注意哪些問(wèn)題？在堿性范圍內(nèi)pH10 k降低，測(cè)量值偏高在酸性范圍內(nèi)pH1 k升高，測(cè)量值偏低1對(duì)于蛋白質(zhì)等粘度較大的測(cè)量體系，容易在玻璃電極敏感膜上產(chǎn)生沉積，應(yīng)設(shè)法縮短電極的沉浸時(shí)間或設(shè)法對(duì)電極表面進(jìn)行清洗，工業(yè)測(cè)試中常用特制毛刷或超聲波清洗電極表面。2強(qiáng)堿或其它

42、對(duì)膜材料有腐蝕性的溶液，如氫氟酸溶液會(huì)破壞電極3脫水性介質(zhì)，如無(wú)水乙醇、濃硫酸會(huì)破壞水合硅膠層88、 溶氧電極能夠測(cè)定液體中溶氧濃度的原理是什么？陰極由鉑、銀、金等貴金屬組成，陽(yáng)極由鉛、錫、鋁等組成 。當(dāng)給電極施加極譜電壓（0.60.8V負(fù)電壓）時(shí)，溶液中的氧就在陰極被還原。當(dāng)產(chǎn)生的電流與溶液中氧含量成正比時(shí)，此時(shí)的電極電流為飽和電流，此時(shí)的電壓為極譜電壓。氧濃度與飽和電流成正比關(guān)系。89、 影響溶氧電極測(cè)定的靈敏度和準(zhǔn)確性的因素有哪些？電極的靈敏度：電極的陰極表面覆蓋了半透膜之后，在一定條件下當(dāng)膜成為氧擴(kuò)散的控制因素時(shí)，氧分壓的變化與電流輸出的穩(wěn)態(tài)有以下對(duì)應(yīng)式：IS=NFA(pm/dm)pO

43、2（2）溫度的影響：氧在溶液中的溶解度隨溫度上升而下降溫度上升使膜穿透系數(shù)增加，且氧的內(nèi)相擴(kuò)散增加，增加了電化學(xué)反應(yīng)速率。90、 哪些儀器可以測(cè)定尾氣氧和尾氣二氧化碳？測(cè)定原理是什么？尾氣測(cè)定儀是不分光紅外線二氧化碳測(cè)定儀（簡(jiǎn)稱IR），除了單原子氣體（如氖、氬等）和無(wú)極性的雙原子氣體（如氧、氫、氮等）外，幾乎所有氣體都在紅外波段（即微米級(jí)）具有不同的紅外吸收光譜，CO2的紅外吸收峰在2.62.9m和4.14.5m之間有兩個(gè)吸收峰，根據(jù)吸收峰值可以求出CO2的所含濃度。熱磁氧分析儀測(cè)定原理是氧具有高順磁性。在磁場(chǎng)中，氧氣的磁化率比其它氣體高幾百倍，故混合氣體的磁化率幾乎完全取決于含氧氣的多少。將

44、排氣通入熱磁氧分析儀，就可測(cè)出排氣氧的含量。91、 利用基因工程菌生產(chǎn)，有什么優(yōu)勢(shì)？常用的宿主菌有哪些？它較篩選菌會(huì)有針對(duì)性、易繁殖、易培養(yǎng)、有特殊的代謝產(chǎn)物等特點(diǎn)。1、大腸桿菌如果產(chǎn)品翻譯后不需要修飾，大腸桿菌是最普遍選用的宿主。優(yōu)點(diǎn)：人們對(duì)大腸桿菌的生理學(xué)和遺傳學(xué)背景了解得比其他任何生物深。有利于進(jìn)行復(fù)雜的基因操作；大腸桿菌有相當(dāng)高的生長(zhǎng)速率，并能長(zhǎng)到高細(xì)胞濃度（50g/l）；大腸桿菌能生長(zhǎng)在簡(jiǎn)單的便宜的培養(yǎng)基上。2、G+細(xì)菌枯草桿菌是可替代大腸桿菌的菌種，它是G+菌，它沒(méi)有外膜，并且能把蛋白分泌（excretion）到胞外。它的這一性質(zhì)對(duì)生產(chǎn)非常有吸引力。3、低等真核細(xì)胞酵母菌 釀酒酵母

45、是第一個(gè)被人利用的生物，它的最大生長(zhǎng)速率是大腸桿菌的25%，酵母比最大的細(xì)菌大，容易從發(fā)酵液中回收。酵母有簡(jiǎn)單糖基化能力和分泌蛋白的能力。4、哺乳動(dòng)物細(xì)胞哺乳動(dòng)物細(xì)胞在表達(dá)時(shí)有正確的氨基酸排列，而且所有轉(zhuǎn)錄后處理與在整個(gè)動(dòng)物中相同，在某種情況下可能轉(zhuǎn)錄后修飾有些不同但它可提供最接近于天然副本的產(chǎn)物，此外多數(shù)產(chǎn)物可以分泌到胞外。92、 利用基因工程菌生產(chǎn)有哪些特點(diǎn)？1基因工程菌帶有外源基因，外源基因可能在質(zhì)粒上也可能整合到染色體上，這些基因可能不穩(wěn)定。丟失外源基因的菌往往比未丟失的菌生長(zhǎng)快得多，這樣就會(huì)大大降低產(chǎn)物的表達(dá)。為了抑制基因丟失的菌的生長(zhǎng)，一般在培養(yǎng)中加入選擇壓力，如抗生素。2基因工程

46、菌的培養(yǎng)一般分兩段。前期是菌體生長(zhǎng)，生長(zhǎng)到某一階段，加入誘導(dǎo)因子，誘發(fā)產(chǎn)物表達(dá)。93、 重組菌基因不穩(wěn)定性的原因有哪些？分離丟失、結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定性宿主細(xì)胞調(diào)節(jié)突變 生長(zhǎng)速率占優(yōu)勢(shì)的不穩(wěn)定性94、 在基因工程菌培養(yǎng)過(guò)程中為什么質(zhì)粒會(huì)丟失？分列不穩(wěn)定：當(dāng)細(xì)胞分裂時(shí)一個(gè)子細(xì)胞沒(méi)有接受質(zhì)粒就出現(xiàn)分離丟失。結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定：某些細(xì)胞保留質(zhì)粒，但質(zhì)粒結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，而不產(chǎn)生外源蛋白，減少對(duì)細(xì)胞的有害影響95、 基因工程菌高表達(dá)的障礙是什么？外源基因的不穩(wěn)定，造成表達(dá)的下降。高生長(zhǎng)速率與高表達(dá)之間的矛盾乙酸的產(chǎn)生蛋白的降解96、 常規(guī)的高密度培養(yǎng)的措施有哪些？（1）選取最佳培養(yǎng)基成分和各成分含量。（2）補(bǔ)料，這是工程菌

47、高密度培養(yǎng)的重要手段之一。（3）提高溶解氧的濃度，提高好氧菌和兼性厭氧菌培養(yǎng)時(shí)的溶氧量也是高密度培養(yǎng)的重要手段之一。（4）防止有害代謝產(chǎn)物的生成。97、 重組菌與傳統(tǒng)微生物在產(chǎn)物表達(dá)上有什么區(qū)別？98、 與大腸桿菌相比酵母作為宿主菌有什么優(yōu)點(diǎn)？99、 重組菌與傳統(tǒng)菌在發(fā)酵過(guò)程控制中有哪些相同之處？100、 重組大腸桿菌的誘導(dǎo)因子有哪些？重組酵母的誘導(dǎo)因子有哪些？一、填空（20分，每空1分） 1.生長(zhǎng)因子如氨基酸和核苷酸產(chǎn)生菌的分離用隨機(jī)分離方法初篩，其方法主要是通過(guò)觀察分離菌能否促進(jìn) 的生長(zhǎng)，來(lái)檢出生長(zhǎng)因子產(chǎn)生菌。 2.紫外線的作用機(jī)制主要是形成 以改變DNA生物活性，造成菌體變異甚至死亡。

48、3.目前常用的獲得目的基因的方法有 、 和 。 4.末端產(chǎn)物（終產(chǎn)物）阻遏方式普遍存在于 、 生物合成途徑中。 5.按照操縱子模型理論， 、 和 構(gòu)成 操縱子。 6.在酵母發(fā)酵液中添加 ，發(fā)酵的終產(chǎn)物是 。 7.通過(guò)前體單體聚合的次級(jí)代謝物有 、 和 等抗生素。 8.抗生素生物合成中的所有甲基化作用均以 作為甲基供體。 9.Monod方程的表達(dá)式為 ，它描述的是微生物生長(zhǎng)和 之間的關(guān)系。 10.只含有單一液相，且粘度小的典型溶液屬于 流體；含有固相、氣相和液相而且粘度較大的發(fā)酵醪屬于 流體。 二、選擇題（以下四個(gè)選項(xiàng)中只有一個(gè)正確，請(qǐng)將正確答案填入括號(hào)中，共20分，每題2分） 1.生長(zhǎng)圈法可用

49、于篩選氨基酸生產(chǎn)菌株，使用的工具菌是 菌株。 A.營(yíng)養(yǎng)缺陷型；B.野生型； C.原養(yǎng)型；D.異養(yǎng)型 2.通過(guò)前體單體聚合的次級(jí)代謝物的聚合反應(yīng)是由以下哪兩種酶催化的 。 A.肽類抗生素合成酶和脫氫酶； B.聚多酮合成酶和轉(zhuǎn)移酶； C.肽類抗生素合成酶和聚多酮合成酶； D.氧化還原酶和羧化酶 3.黑曲霉利用糖質(zhì)原料發(fā)酵生產(chǎn)檸檬酸的過(guò)程屬于 。 A.生長(zhǎng)偶聯(lián)型；B.非生長(zhǎng)偶聯(lián)型； C.部分偶聯(lián)型；D.以上都不對(duì) 4.在連續(xù)培養(yǎng)過(guò)程中，微生物在近似恒定狀態(tài)下生長(zhǎng)，這種狀態(tài)可以有效地延長(zhǎng)分批培養(yǎng)中的 。 A.遲滯期； B.對(duì)數(shù)期； C.穩(wěn)定期； D.衰亡期 5.氧氣由氣相擴(kuò)散到液相的過(guò)程中，氣液界面的

50、兩側(cè)是 。 A.氣相和液相； B.氣膜和液膜； C.氣相和氣膜； D.液相和液膜 6.對(duì)于粘度小，易分散均勻的牛頓型發(fā)酵液，攪拌葉和轉(zhuǎn)速的配置應(yīng)該是 。 A.小葉徑、高轉(zhuǎn)速； B.小葉徑、低轉(zhuǎn)速； C.大葉徑、高轉(zhuǎn)速； D.大葉徑、低轉(zhuǎn)速 7.應(yīng)用復(fù)膜電極直接測(cè)定發(fā)酵過(guò)程中溶解氧（DO）時(shí)，下列哪種說(shuō)法是錯(cuò)誤的 。 A.氧分子能透過(guò)復(fù)膜； B.發(fā)酵液性質(zhì)和通風(fēng)攪拌對(duì)測(cè)定沒(méi)有顯著影響； C.復(fù)膜可耐高溫滅菌； D.不能直接測(cè)定發(fā)酵過(guò)程的溶氧系數(shù) 8.由葡萄糖（C6H12O6）生成檸檬酸（C6H8O7）的途徑中，檸檬酸發(fā)酵對(duì) 糖的理論轉(zhuǎn)化率為 。 A.50 % ； B.100% ； C.106.7

51、% ； D.都不對(duì) 9.大腸桿菌的天冬氨酸族氨基酸合成中，如果不加調(diào)控，最先合成的是 。 A.L-賴氨酸； B.L-蛋氨酸； C.L-蘇氨酸； D.L-異亮氨酸 10.產(chǎn)氨短桿菌的嘌呤核苷酸的生物合成中，AMP與GMP的關(guān)系是 。 A、存在于兩條環(huán)形路線中，可互相轉(zhuǎn)換； B、存在于兩條單向分支中，可互相轉(zhuǎn)換； C、存在于兩條環(huán)形路線中，不能互相轉(zhuǎn)換； D、存在于兩條單向分支中，不能互相轉(zhuǎn)換 三、名詞解釋（共16分，每題4分） 1. 營(yíng)養(yǎng)缺陷型 2. 酵母型發(fā)酵 3. 前體 4. 比生長(zhǎng)速率（） 四、簡(jiǎn)答題（共24分，每題6分） 1. 分析工程菌質(zhì)粒不穩(wěn)定現(xiàn)象的原因？ 2. 有哪兩種類型操縱子？

52、請(qǐng)說(shuō)明其調(diào)節(jié)機(jī)制？ 3.易利用的基質(zhì)如葡萄糖會(huì)產(chǎn)生代謝物阻遏，試闡明葡萄糖阻遏的作用機(jī)制？ 4. 種子培養(yǎng)基、發(fā)酵培養(yǎng)基、補(bǔ)料培養(yǎng)基的組成特點(diǎn)及其如何銜接？ 五、論述題（共20分） 1.有一培養(yǎng)基如下 : 甘露醇，MgSO4，K2HPO4，KH2PO4，CuSO4， NaCl，CaCO3，蒸餾水。試述該培養(yǎng)基的：A.碳素來(lái)源;B.氮素來(lái)源;C.礦質(zhì)來(lái)源，該培養(yǎng)基可用于培養(yǎng)哪類微生物?(8分) 2.為什么說(shuō)在谷氨酸的合成中，糖的分解代謝途徑與CO2固定的適當(dāng)比例是提高收率的關(guān)鍵？（12分）一、填空（20分，每空1分） 1.營(yíng)養(yǎng)缺陷型 2.胸腺嘧啶二聚體 3.鳥(niǎo)槍法 cDNA法 人工合成 4.氨基

53、酸 核苷酸 5.操縱基因 啟動(dòng)基因 結(jié)構(gòu)基因 6.亞硫酸氫鈉 甘油 7.四環(huán)類 大環(huán)內(nèi)酯類 安莎霉素類 8.甲硫氨酸 9. 限制型基質(zhì) 10.牛頓型 非牛頓型 二、 1.A 2.C 3.C 4.C 5.B 6.A 7.D 8.C 9.B 10.D 三、 1. 營(yíng)養(yǎng)缺陷型 是指喪失了合成某種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的能力，在培養(yǎng)基中若不外加這種營(yíng)養(yǎng)成分就不能正常生長(zhǎng)的變異菌株。營(yíng)養(yǎng)缺陷型菌株不僅用于生產(chǎn)，在分子育種工作中常用作選擇性標(biāo)記。 2. 酵母型發(fā)酵 是指酵母在有亞硫酸氫鈉存在的情況下，亞硫酸氫鈉和乙醛結(jié)合成復(fù)合物，致使乙醛不能作為受氫體，而迫使磷酸二羥丙酮代替乙醛作為受氫體，生成-磷酸甘油。-磷酸甘油在

54、-磷酸甘油磷酸酯酶的催化下水解，除去磷酸，生成甘油。 3. 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(wú)多大變化，且具有促進(jìn)產(chǎn)物合成的作用。 4. 比生長(zhǎng)速率 在微生物分批培養(yǎng)的對(duì)數(shù)生長(zhǎng)階段，菌體的生長(zhǎng)不受限制，菌體濃度隨培養(yǎng)時(shí)間呈指數(shù)增長(zhǎng)，菌體濃度的變化率與菌體濃度成正比，即dX/dt=X。稱為比生長(zhǎng)速率，反映的是單位體積的菌量（干重）在單位培養(yǎng)時(shí)間內(nèi)所收獲的菌量（干重）。 四、 1. 分析工程菌質(zhì)粒不穩(wěn)定產(chǎn)生的原因？ 答：工程菌質(zhì)粒不穩(wěn)定可分為分裂不穩(wěn)定和結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定兩種情況。質(zhì)粒分裂不穩(wěn)定是指工程菌分裂時(shí)，出現(xiàn)一定比例不含質(zhì)粒的子代菌。質(zhì)粒結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定是指外源基因從質(zhì)粒上丟失、堿基重排或缺失，引起工程菌性能的改變。 質(zhì)粒不穩(wěn)定常見(jiàn)的是分裂不穩(wěn)定，主要與兩個(gè)因素有關(guān)：一是含質(zhì)粒菌產(chǎn)生不含質(zhì)粒子代菌的頻率，主要發(fā)生在含低拷貝數(shù)的工程菌中；二是含質(zhì)粒菌和不含質(zhì)粒菌的比生長(zhǎng)速率差異的大小。主要發(fā)生在含高拷貝數(shù)的工程菌中，因外源質(zhì)粒大量的產(chǎn)生而造成這種差異，所以一旦產(chǎn)生不含質(zhì)粒菌，則能較快地取代質(zhì)粒菌成為優(yōu)勢(shì)菌。 2. 有哪兩種類型操縱子？請(qǐng)說(shuō)明