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1、第一讲 概论1、 至今生物技术的发展史上经历了三个浪潮，分别是？2、 什么是工业生物技术？ 3、 什么是生物炼制？ 4、工业生物技术重大产品系列涉及哪些？第二讲 发酵概论次级代谢产物涉及大多数的抗生素、生物碱和微生物毒素等物质。它们的发酵属于生长与产物非偶联的类型，一般分为菌体生长、产物合成和菌体自溶个阶段。1、 发酵的定义？原本指在厌氧条件下葡萄糖通过酵解途径生成乳酸或乙醇等的分解代谢过程。现在从广义将发酵看作是微生物把一些原料养分在合适的发酵条件下经特定的代谢转变成所需产物的过程。2、 有氧发酵与厌氧发酵的区别？介绍的产品中哪些是有氧发酵？哪些是厌氧发酵？ 3、 发酵过程中菌体生长的阶段？
2、 4、 分批发酵、补料分批发酵、连续发酵？ 分批发酵：简朴的过程，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。一次投料，一次接种，一次收获 间歇培养 分批发酵的优缺陷：操作简朴、周期短染菌的机会减少生产过程、产品质量易掌握不合用于测定过程动力学对基质浓度敏感的产物，用分批发酵不合适补料分批发酵：一种介于分批培养和连续培养之间的操作方式。在进行分批培养的过程中，向反映器内加入培养基的一种或多种成分，以达成延长生产期和控制培养过程的目的。 没有输出或间歇放掉部分发酵液（半连续发酵） 补料分批发酵与传统分批发酵相比
3、，其优点在于使发酵系统中维持很低的基质浓度。低基质浓度的优点：1）可解除底物克制，产物的反馈克制和快速运用碳源的阻遏效应，并维持适当的菌体浓度，使不致于加剧供氧的矛盾；2）可减少培养基的黏度，并尽也许地延长产物的形成时间。3）避免培养基积累有毒代谢物。与连续发酵相比，补料分批发酵不需要严格的无菌条件，也不会产生菌种老化和变异等问题。局限性：1）放掉发酵液的同时也丢失了未运用的养分和处在生产旺盛期的菌体；2）定期补充和带放使发酵液稀释，送去提取的发酵液体积更大；3）发酵液被稀释后也许产生更多的代谢有害物，最终限制发酵产物的合成；4）一些经代谢产生的前体也许丢失；5）有助于非产生菌突变株的生长连续
4、发酵：优点：控制稀释速率可以使发酵过程最优化。发酵周期长，得到高的产量。由于D，通过改变稀释速率可以比较容易的研究菌生长的动力学缺陷：菌种不稳定的话，长期连续培养会引起菌种退化，减少产量。长时间补料染菌机会大大增长。5、 工业发酵的一般流程是什么？ 生物发酵工艺多种多样，但基本上涉及菌种的选育、菌种培养基的配制、扩大培养和接种、发酵过程，下游解决即分离提纯等几个过程。第三讲 工业微生物1、 常用的发酵工业微生物有哪些？发酵工业微生物：原生生物界及非细胞型微生物（病毒、噬菌体），重要是细菌、放线菌、酵母菌、霉菌、噬菌体、藻类等2、 发酵工业对生产菌种的规定？ 产率高原料要易得、价廉发酵条件粗放菌
5、种生长和发酵速度较快，发酵周期短：感染杂菌的机会减少，提高设备的运用率尽量诱变次数少，避免选择缺陷型菌种纯粹，稳定性好菌种退化，生产性能下降是生产中常碰到的问题。抗杂菌能力强，如抗噬菌体不是病原菌，不产生有害物质和毒素使用新菌种时更应注意；应用食品领域更需经严格鉴定，初期酱油生产采用黄曲霉，现已停止3、 如何筛选出生产目的产品的菌株？菌株筛选的两个关键问题？1定方案 采样 增殖 分离 发酵性能测定2菌种纯种分离技术平板划线分离法 简朴平板分离法 稀释分离法 涂布分离法 毛细管分离法 小滴分离法 随机筛选方法： 菌种经诱变解决后,进行平板分离,随机挑选单菌落,从中筛选高产菌株。为了提高筛选效率，
6、发展了一些快速筛选方法（涉及摇瓶筛选法，琼脂块筛选法等），并归纳出筛选高产菌的培养基选择准则: 1、制备一系列具有各种类型营养成分（生长限制因素）培养基； 2、避免使用容易同化的碳源或氮源，（引起分解代谢物阻遏）； 3、加入缓冲液以减少pH的变化； 4、拟定具有所需的辅助因子。 理性化筛选 生长因子产生菌（相应于营养缺陷型）的筛选： 通过观测分离菌能否促进营养缺陷型（auxotroph）的生长，便可检出生长因子产生菌。 抗反馈突变株（抗结构类似物）的筛选 ： 结构类似物具有和代谢产物相似的反馈调节作用，但又不同于代谢物，不具有正常的生理功能，对细胞代谢又阻碍作用。由于突破了原有的反馈调节系统，
7、这些突变株就可以产生大量的该种代谢物 高通量筛选。 高通量筛选（high throughput screening):将许多模型固定在各自不同的载体上，用机器人加样，培养后用计算机记录结果，并进行分析，使筛选从繁重的劳动中解脱出来，实现大规模筛选。 1、 “分离什么和从哪里分离出所需微生物?” 2、“如何筛选分离出所需微生物?”4、 什么是诱变育种？菌种诱变育种的方法？ 诱变育种：通过物理或化学等诱变剂的解决，使诱变对象细胞内的遗传物质发生变化按照生产的规定，根据生物的遗传和变异的理论，用人工的方法导致菌种变异，再通过筛选、而达成菌种诱变选育的目的。 诱变育种一般采用物理、化学诱变剂使微生物D
8、NA的碱基排列发生变化，以使排列错误的DNA模板形成异常的遗转信息，导致某些蛋白结构变异，而使细胞功能发生改变。物理诱变剂：射线如紫外线、X-射线、-射线，快中子,等离子体，超高静压 化学因子如碱基类似物、5氟尿嘧啶、烷化剂等5、 什么是菌种保藏？方法有哪些？保藏的原理：根据菌种的生理、生化特点，人为地发明条件，使菌种的代谢活动处在不活泼状态。一方面挑选优良纯种，最佳是休眠体（孢子、芽孢）；另一方面要发明一个最有助于休眠的环境条件，减少其代谢活动，延长保存期的目的菌种保藏方法：斜面低温保藏法、液体石蜡保藏法、砂土管保藏法、冷冻干燥保藏法、液氮保藏法第四讲 培养基1、 什么是培养基？类型和用途？
9、定义：是提供微生物生长繁殖和生物合成各种代谢产物的所需要的，按一定比例配制的多种营养物质的混合物，提供微生物所需能量，涉及碳源、氮源、无机元素、生长因子及水、氧气等。 按营养物质来源划分天然：是采用化学成分还不清楚或化学成分还不恒定的各种动植物和动物组织或微生物的浸出物、水解液等物质制成的 合成：用化学成分和数量完全了解的物质配制的半合成培养基：采用一部分天然有机物作碳源、氮源和生长因子的来源，再适当加入一些化学药品以补充无机盐成分，使其更能充足满足微生物对营养的需要 按物理性状划分：固体培养基：适合于菌种和孢子的培养和保存，也用于有子实体的真菌类（香菇、白木耳）的生产液体：8090%是水，配
10、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半固体：在液体培养基中加入0.50.8%的琼脂，用于鉴定细菌、观测细菌运动特性及噬菌体的效价滴度 按用途划分：孢子培养基：是供菌种繁殖孢子的一种常用固体培养基，规定能使菌体迅速生长，产生较多优质的孢子，营养不太丰富，常用的有麸皮培养基、小米培养基、大米培养基、玉米碎屑培养基、琼脂斜面培养基种子培养基：是供孢子发芽、生长和大量繁殖菌丝体，并使菌丝体长得粗壮，成为活力强壮的“种子”，一般采用营养丰富且完全的培养基发酵培养基：供菌体生长、繁殖和合成产物之用，组成除有菌体生长所必需的元素和化合物之外，还要有合成产物所需的特定元素、前体和促进剂等
11、2、 工业微生物常用培养基？牛肉膏蛋白胨培养基：一种应用最广泛和最普通的细菌基础培养基。其配方如下：牛肉膏3g，蛋白胨10g，NaCl5g，琼脂1520g，水1000mL，pH 7.07.2(后调)高氏1号培养基是用于分离和培养放线菌的合成培养基。查氏合成培养基是用来分类和培养霉菌的培养基麦芽汁培养基：用来培养酵母菌LB培养基：胰蛋白胨(Tryptone) 10g/L ，酵母提取物(Yeast extract) 5g/L ，氯化钠(NaCl) 5g/L 3、 营养源的成份及作用，举例？碳源 为微生物菌种的生长繁殖提供能源和合成菌体所必需的碳成分为合成目的产物提供所需的碳成分分为：糖类、油和脂肪
12、、有机酸、烃和醇类 葡萄糖：最容易运用的碳源木糖：？糖蜜：甘蔗糖蜜、甜菜糖蜜淀粉糊精玉米、小麦、甘薯、木薯、菊芋、纤维素油或脂肪被脂肪酶作用，水解为甘油和脂肪酸豆油、菜油、葵花子油、猪油、鱼油、棉子油有机酸 ：乳酸 柠檬酸 乙酸氮源 用于构成菌体细胞物质和含氮代谢物有机氮源： 在微生物分泌的蛋白酶作用下，消解成氨基酸，被菌体吸取后再进一步分解代谢有机氮源营养丰富，还具有少量的维生素和生长因子花生饼粉、黄豆饼粉、棉子饼粉、玉米浆、玉米蛋白粉、蛋白胨、酵母粉、鱼粉、蚕蛹粉、尿素、废菌丝体和酒糟无机氮源，又称快速氮源无机盐及微量元素水生长因子、前体、产物促进剂和克制剂4、 发酵培养基选择的基本原则？
13、基本原则：必须提供合成微生物细胞和发酵产物的基本成分有助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助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助于提高产物的合成速度，缩短发酵周期尽量减少副产物的形成，便于产物的分离纯化原料价格低廉，质量稳定，取材容易所用原料尽也许减少对发酵过程中通气搅拌的影响，利于提高氧的运用率，减少能耗有助于产品的分离纯化，尽也许减少产生“三废”的物质第五讲 灭菌1、 什么是灭菌？培养过程中那些需要灭菌？灭菌的方法以及使用的范围？所谓灭菌，是指用物理或化学方法杀灭或物料或设备中一切有生命物质的过程培养基灭菌、气体除菌、设备及管道灭菌
14、灭菌的方法：化学灭菌，射线灭菌，干热灭菌（一些规定保持干燥的实验器具和材料等可以用干热灭菌），湿热灭菌（培养基、发酵设备与管理的灭菌以及实验器材的灭菌，普遍采用湿热灭菌。121,20-30min）培养基的湿热灭菌：符合对数残留定律 对细菌芽孢来说，并不始终符合对数残留规律过滤除菌（运用过滤方法截留微生物，达成除菌的目的。合用于澄清流体的除菌：空气、热敏性培养基组分；产品提取也可运用无菌过滤解决料液，获得无菌产品。），火焰灭菌法，物理方法：超高静压等 第六讲 种子培养1、 种子？指将保存在砂土管、冷冻干燥管中处在休眠状态的生产菌种接入试管斜面活化后，再通过扁瓶或摇瓶及种子罐逐级扩大培养而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。2、 种子质量规定。种子培养与发酵培养的目的与培养基的差异？纯，活力旺盛，有足够的菌体浓度规定种子培养至对数生长期中后期3、 接种龄？过于年轻或过老的种子对于发酵的影响？接种龄是指种子罐中培养的菌丝体开始移入下一级种子罐或发酵罐时的培养时间接种龄以菌丝体处在生命力极为旺盛的对数生长期，且培养液中菌体量尚未达成最高峰时，较为合适a过于年轻的种子接入发酵罐后，往往会出现前期生长缓慢、整个发酵周期延长、产物开始形成的时间推迟，甚至会因菌丝量过少而在发酵罐内结球，导致异常发酵的情况b接入种子罐中的种子，随着培养时间
