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1、1 名词解释发酵工程:利用微生物特定性状和功能，通过现代化工程技术生产有用物质或 直接应用于工业化生产的技术体系，是将传统发酵于现代的DNA 重组、细胞融合、分子修饰和改造等新技术集合并发展起来的发酵 技术。种子扩大培养: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。 同步培养：指使细胞的分裂周期为同步的培养方法。同步化方法的原理是在使 所有细胞都处于大体相同的分裂周期的处理后，才使增殖同时开始进行。 摄氧率：摄氧率即单位体积培养液每小时消耗的氧量基因重组：是由于不同D
2、NA链的断裂和连接而产生DNA片段的交换和重新组合，形 成新DNA分子的过程基因的直接进化：在分子水平上，对目标基因直接处 理，然后通过高通量的筛选方法，提高目标蛋白的性能。 絮凝:在某些高分子絮凝剂的作用下，溶液中的较小胶粒聚合形成较大絮凝团的过程。 分批发酵:在发酵中，营养物和菌种一次加入进行培养，直到结束放出，中间除了空气 进入和尾气排出外，与外部没有物料交换。 补料发酵:又称半连续发酵，是指在微生物分批发酵中，以某种方式向培养系统不 加一定物料的培养技术。搅拌热：在机械搅拌通气发酵罐中，由于机械搅拌带动发酵液作机械运动， 造成液体之间，液体与搅拌器等设备之间的摩擦，产生可观的热量。 搅
3、拌热与搅拌轴功率有关。分批培养：简单的过程，培养基中接入菌种以后，没有物料的加入和取出， 除了空气的通入和排气。整个过程中菌的浓度、营养成分的浓度和 产物浓度等参数都随时间变化。2 简答题 1.工业化菌种要求 A能够利用廉价的原料，简单的培养基，大量高效地合成产物 B有关合成产物的途径尽可能地简单，或者说菌种改造的可操作性要强 C.遗传性能要相对稳定 D.不易感染它种微生物或噬菌体 E.产生菌及其产物的毒性必须考虑（在分类学上最好与致病菌无关） F.生产特性要符合工艺要求 2.什么是半连续培养？优缺点 答：在补料分批培养的基础上间歇放掉部分发酵液（带放）称为半连续培 养。某些品种采取这种方式，
4、如四环素发酵 优点 放掉部分发酵液，再补入部分料液，使代谢有害物得以稀释有 利于产物合成，提高了总产量。 缺点 代谢产生的前体物被稀释，提取的总体积增大 3.发酵液PH对发酵的影响有哪些方面？ （1）pH影响酶的活性。当pH值抑制菌体某些酶的活性时使菌的新陈代谢受阻。（2）pH影响微生物细胞膜所带电荷。从而改变细胞膜的透性，影响微生物对营养物质 的吸收及代谢物的排泄，因此影响新陈代谢的进行。（3）pH值影响培养基某些成分和中间代谢物的解离，从而影响微生物对这些物质的 利用。（4）pH值影响代谢方向。pH不同，往往引起菌体代谢过程不同，使代谢产物的质量和 比例发生改变。例如黑曲霉在pH23时发酵
5、产生柠檬酸，在pH近中性时，则产生 草酸。谷氨酸发酵，在中性和微碱性条件下积累谷氨酸，在酸性条件下则容易形 成谷氨酰胺和N-乙酰谷氨酰胺。 （5）pH在微生物培养的不同阶段有不同的影响。 4.微生物发酵的种子应具备哪些条件？ （1）、菌种细胞的生长活力强，移种至发酵罐后能迅速生长，迟缓期短。 （2）、生理性状稳定。 （3）、菌体总量及浓度能满足大量发酵罐的要就。 （4）、无杂菌污染。 （5）、保持稳定的生产能力。 5.什么是诱变育种，诱变剂常用的有哪些？ 答：通过诱变剂处理就可以大大提高菌种的突变频率，扩大变异幅度，从中选出具有 优良特性的变异菌株，这种方法就称为诱变育种。常用的诱变剂有：紫外
6、线、亚 硝酸、碱基类似物、亚硝基胍。 6.优良的发酵装置具有的基本特征？ （1）避免将需蒸汽灭菌的部件与其它部件连接，因为即使阀门关闭，细菌也可在阀门 内生长； （2）尽量减少法兰连接，因为设备震动和热膨胀会引起连接处的移位，导致染菌，应 全部焊接结构，消除积蓄耐灭菌物质； （3）防止死角、裂缝等一类情况，以避免固体物质在此堆积，形成使杂菌获得热抗性 的环境 （4）发酵系统的某些部分应能单独灭菌； （5）与反应器相同的任何连接应采用蒸汽加以密封，取样口在不取样时也要一直通蒸汽 7.发酵培养基的要求？ 培养基能够满足产物最经济的合成。 发酵后所形成的副产物尽可能的少。 培养基的原料应因地制宜，价
7、格低廉；且性能稳定，资源丰富，便于采购运，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。必须提供合成微生物细胞和发酵产物的基本成分。 有利于减少培养基原料的单耗，即提高单位营养物质所合成产物数量或最大产率。 有利于提高培养基和产物的浓度，以提高单位容积发酵罐的生产能力。有利于提 高产物的合成速度，缩短发酵周期。 所用原料尽可能减少对发酵过程中通气搅拌的影响，利于提高氧的利用率，降低能 耗。 8.补料分批发酵适用范围 （1）高菌体浓度培养系统； （2）存在高浓度底物抑制的系统，通过添加底物降低抑制； （3）存在crab
8、tree效应的系统； （4）受异化代谢物阻遏的系统； （5）利用营养突变体的系统； （6）希望延长反应时间或补充损失水分的系统。 9.工业上常用的菌种保存方法 斜面冰箱保藏法； 沙土管保藏法； 石蜡油封保藏法； 真空干燥冷冻保藏法； 液氮超低温保藏法 10.什么是自然选育，在工业生产的意义？ 答：在生产过程中，不经过人工诱变处理，根据菌种的自发突变而进行菌种筛选的过 程叫做自然选育。经常进行自然选育，淘汰衰退的菌株，保存优良的菌株，可以达 到纯化菌种、纯化菌种衰退、稳定生产和提高发酵产量的目的。 11.发酵过程PH改变原因？ 发酵过程中pH是不断变化的 1）糖代谢特别是快速利用的糖，分解成小分
9、子酸、醇，使pH下降。糖缺乏，pH上升， 是补料的标志之一 2）氮代谢当氨基酸中的-NH2被利用后pH会下降；尿素被分解成NH3，pH上升，NH3 利用后pH下降，当碳源不足时氮源当碳源利用pH上升。 3）生理酸碱性物质利用后pH会上升或下降 4）某些产物本身呈酸性或碱性，使发酵液pH变化。如有机酸类产生使pH下降，红霉 素、洁霉素、螺旋霉素等抗生素呈碱性，使pH上升。 5）菌体自溶 pH上升，发酵后期，pH上升 6）杂菌的污染，pH下降 12.微生物发酵的种子，应具备什么条件 答:（1）、菌种细胞的生长活力强，移种至发酵罐后能迅速生长，迟缓期 短。 （2）、生理性状稳定。 （3）、菌体总量及
10、浓度能满足大量发酵罐的要就。 （4）、无杂菌污染。 （5）、保持稳定的生产能力。 13.什么是基因的重组，基因的直接进化，两者的区别？ 基因的重组：是由于不同DNA链的断裂和连接而产生DNA片段的交换和重新组合， 形成新DNA分子的过程 基因的直接进化：在分子水平上，对目标基因直接处理，然后通过高通量的筛选方法， 提高目标蛋白的性能。 基因的直接进化，可使已有基因获得新的特性，可获得自然界中不存在的基因，可解 决许多新的理论和应用问题 14.什么是前体？前体添加的方式？ 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
11、产物的产量却因加入前体而有 较大的提高。前体使用时普遍采用流加的方法。 15.发酵生产染菌的影响？ 发酵： 造成大量原材料的浪费，在经济上造成巨大损失； 扰乱生产秩序，破坏生产计划； 遇到连续染菌，特别在找不到染菌原因往往会影响人们的情绪和生产积极性； 影响产品外观及内在质量 发酵染菌对提炼的影响：染菌发酵液中含有比正常发酵液更多的水溶性蛋 白和其它杂质。采用有机溶剂萃取的提炼工艺，则极易发生乳化，很难使水相 和溶剂相分离，影响进一步提纯。采用直接用离子交换树脂的提取工艺，如链 霉素、庆大霉素，染菌后大量杂菌黏附在离子交换树脂表面，或被离子交换树 脂吸附，大大降低离子交换树脂的交换容量，而且有
12、的杂菌很难用水冲洗干净， 洗脱时与产物一起进入洗脱液，影响进一步提纯 16.什么是生长因子？来源 凡是微生物生长不可缺少而细胞自身不能合成的微量的有机物质，如氨基酸、嘌呤、 嘧啶、维生素等均称生长因子。 有机氮源是这些生长因子的重要来源3 问答题 1.论述液体深层发酵生产有哪些优点，发酵方式分为几类？ 优点： 是很多微生物的最适生长环境； 菌体及营养物、产物易于扩散，使在均质或拟均质条件下进行， 便于控制，易于扩大生产规模； 液体输送方便，易于机械化操作； 厂房面积小，生产效率高，易自动化控制，产品质量稳定； 产品易于提取、精制等。 方式： （1）分批发酵：营养物和菌种一次加入进行培养，直到结束放罐，中间除了空气 进入和尾气排出，与外部没有物料交换。 （2）连续发酵是指以一定的速度向发酵罐内添加新鲜培养基，同时以相同的速度 流出培养液，从而使发酵罐内的液量维持恒定，微生物在稳定状态下生长。 可以有效地延长分批 培养中的对数期。 （3）补料分批发酵又称半连续发酵，是介于分批发酵和连续发酵之间的一种发酵
