發(fā)酵復(fù)習(xí)題樣本

發(fā)酵工程：主要指在最適發(fā)酵條件下，發(fā)酵罐中大量培養(yǎng)細(xì)胞和生產(chǎn)代謝產(chǎn)物工藝技術(shù)．初級(jí)代謝：在微生物新陳代謝中，通常將微生物從外界吸收各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，經(jīng)過分解代謝和合成代謝，生成維持生命活動(dòng)物質(zhì)和能量過程。次級(jí)代謝：是相對(duì)與初級(jí)代謝而提出一個(gè)概念，指微生物在一定生長(zhǎng)時(shí)期，以初級(jí)代謝產(chǎn)物為前體，合成一些對(duì)微生物生命活動(dòng)沒有明確功效物質(zhì)過程。實(shí)罐滅菌：是將配置好培養(yǎng)基輸入發(fā)酵罐內(nèi)，用直接蒸汽加熱，達(dá)成滅菌要求溫度和壓力后維持一定時(shí)間，再冷卻至發(fā)酵要求溫度。分子育種：在分子水平上，依照需要，用人工方法取得供體DNA上基因，在體外重組于載體DNA上在轉(zhuǎn)入受體細(xì)胞，使其復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯，表示出供體基因原有遺傳性狀培養(yǎng)基：是提供微生物生長(zhǎng)繁殖和生物合成各種代謝產(chǎn)物所需要、按一定百分比配制多個(gè)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)混合物。前體：一些化合物被加入到培養(yǎng)基后，能夠直接在生物合成過程中結(jié)合到產(chǎn)物分子中，而本身結(jié)構(gòu)并未發(fā)生太大改變，卻能提升產(chǎn)物產(chǎn)量，這類小分子稱為前體濕熱滅菌：是直接蒸汽滅菌，蒸汽冷凝時(shí)釋放大量潛熱，并具備強(qiáng)大穿透力，在高溫和水存在時(shí)，微生物細(xì)胞中蛋白質(zhì)極易發(fā)生不可逆凝固性變性，短時(shí)間內(nèi)殺死微生物碳分解產(chǎn)物調(diào)整作用：指是易被菌體快速利用碳源及其分解產(chǎn)物對(duì)其余代謝路徑酶類調(diào)整作用。分離性延遲：經(jīng)誘變處理后，細(xì)胞中基因處于不純狀態(tài)，突變型基因因?yàn)閷儆陔[性基因而暫時(shí)得不到表示，需經(jīng)過復(fù)制、分離，在細(xì)胞中處于純狀態(tài)時(shí)，其性狀才得以表示。.消沫劑：工業(yè)發(fā)酵中慣用一些消沫劑消除發(fā)酵中產(chǎn)生泡沫，預(yù)防逃液和染菌，確保生產(chǎn)正常進(jìn)行。生理性延遲：新表型必須等到原有基因產(chǎn)物稀釋到某一程度后才能表現(xiàn)出來(lái)。.能荷調(diào)整：細(xì)胞經(jīng)過改變ATP、ADP、AMP三者百分比來(lái)調(diào)整其代謝活動(dòng)。分批滅菌：是將配置好培養(yǎng)基輸入發(fā)酵罐內(nèi)，用直接蒸汽加熱，達(dá)成滅菌要求溫度和壓力后維持一定時(shí)間，再冷卻至發(fā)酵要求溫度。前突變：誘變劑所造成DNA分子某一位置結(jié)構(gòu)改變稱為前突變回復(fù)突變：突變體經(jīng)過第二次突變又完全或部分地恢復(fù)為原來(lái)基因型或表型。.誘變育種；經(jīng)過誘變劑處理提升菌種突變頻率，擴(kuò)大變異幅度，從中選出具備優(yōu)良特征變異菌株，這種方法稱為誘變育種。1.微生物生長(zhǎng)通?？煞譃椋貉訙凇?duì)數(shù)生長(zhǎng)久、穩(wěn)定時(shí)、衰亡期。2．依照微生物對(duì)氧氣需求不一樣，培養(yǎng)法可分為表層培養(yǎng)法和_深層培養(yǎng)法。3．分批發(fā)酵時(shí)，產(chǎn)生菌生長(zhǎng)周期分為_生長(zhǎng)久、產(chǎn)物合成期、菌體自溶期三個(gè)時(shí)期。4．次級(jí)代謝產(chǎn)物包含_抗生素、生物堿、多出維生素、毒素、色素、生長(zhǎng)刺激素等5．培養(yǎng)基主要成份包含_碳源、氮源，水。無(wú)機(jī)鹽和微量元素，前體。6．慣用消沫劑有天然油脂、聚醚類、高級(jí)醇、脂肪酸。7．慣用工業(yè)微生物有細(xì)菌、放線菌、酵母菌和霉菌。四大類。8．慣用滅菌方法：化學(xué)物質(zhì)滅菌、輻射滅菌、干熱滅菌、濕熱滅菌1．發(fā)酵工藝基本過程是什么？貯備菌種（菌種分離，基因改造，純化）→搖瓶培養(yǎng)→培養(yǎng)基配制、滅菌→種子罐培養(yǎng)→發(fā)酵罐→搜集培養(yǎng)液→菌體細(xì)胞分離→得到細(xì)胞上清液→產(chǎn)品抽提→產(chǎn)品精制（同時(shí)進(jìn)行廢水處理）→產(chǎn)品包裝怎樣選擇最適發(fā)酵溫度？選擇最適溫度應(yīng)該考慮微生物生長(zhǎng)最適溫度和產(chǎn)物合成最適溫度。最適發(fā)酵溫度與菌種、培養(yǎng)基成份、培養(yǎng)條件和菌體生長(zhǎng)階段關(guān)于。發(fā)酵中，細(xì)胞生長(zhǎng)和代謝產(chǎn)物積累最適溫度往往不一樣，所以在不一樣發(fā)酵階段選擇不一樣最適溫度，至于何時(shí)應(yīng)該選擇何種溫度，則要看當(dāng)初生長(zhǎng)與生物合成哪一個(gè)是主要方面。最適發(fā)酵溫度選擇實(shí)際上是相正確，還應(yīng)依照其余發(fā)酵條件進(jìn)行合理地調(diào)整，需要考慮原因包含菌種、培養(yǎng)基成份和濃度、菌體生長(zhǎng)階段和培養(yǎng)條件等。所以，在各種微生物培養(yǎng)過程中，各個(gè)發(fā)酵階段最適溫度選擇是從各方面綜合進(jìn)行考慮確定。培養(yǎng)基主要成份有哪些？每種成份作用是什么？碳源凡是用于組成微生物細(xì)胞和代謝產(chǎn)物中碳素營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)均稱為碳源。通常占菌體干重50%，它既是組成菌體細(xì)胞和代謝產(chǎn)物主要元素，又是提供微生物生命活動(dòng)中所需能源原料。氮源：凡是能被用來(lái)組成菌體物質(zhì)和代謝產(chǎn)物中氮素起源物質(zhì)稱為氮源，氮源提供合成原來(lái)如蛋白質(zhì)核酸以及含氮代謝物，通常不能用作能源，但也有少數(shù)細(xì)菌，比如硝化細(xì)菌能夠利用銨鹽硝酸鹽作為能源物質(zhì)利用。無(wú)機(jī)鹽和微量元素：為微生物提供碳氮以外多個(gè)主要元素，是一些微生物生長(zhǎng)必不可少金屬元素，這些金屬元素在機(jī)體內(nèi)主要生理作用有參加酶合成，控制氧化還原電位和作為一些微生物能源物質(zhì)。水；水占了細(xì)胞重量絕大部分，也是一切化學(xué)反應(yīng)和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)傳遞介質(zhì)，所以水質(zhì)量對(duì)微生物生長(zhǎng)繁殖和產(chǎn)物合成極為主要，所以注意水質(zhì)對(duì)發(fā)酵影響。前體；前體能顯著提升產(chǎn)品產(chǎn)量，在一定條件下還能控制菌體合成代謝產(chǎn)物流向。消沫劑；工業(yè)發(fā)酵中慣用一些消沫劑消除發(fā)酵中產(chǎn)生泡沫，預(yù)防逃液和染菌，確保生產(chǎn)正常進(jìn)行。初級(jí)代謝產(chǎn)物生物合成中主要調(diào)控機(jī)制。初級(jí)代謝產(chǎn)物生物合成中主要調(diào)控機(jī)制——酶活性調(diào)整；酶合成調(diào)整；能荷調(diào)整酶活性調(diào)整；經(jīng)過改變已經(jīng)有酶活性來(lái)調(diào)整代謝速率1）酶活性激活：前體激活，多發(fā)生在分解代謝路徑2）酶活性抑制：包含競(jìng)爭(zhēng)性抑制和反饋抑制（正反饋/負(fù)反饋）。反饋抑制指反應(yīng)路徑中一些中間產(chǎn)物或末端產(chǎn)物對(duì)該路徑中前面反應(yīng)影響。協(xié)同反饋抑制；分支路徑幾個(gè)末端產(chǎn)物同時(shí)過量時(shí)才抑制共同路徑中第一個(gè)酶活性。累積反饋抑制；每一個(gè)末端產(chǎn)物按一定百分率單獨(dú)抑制共同路徑中第一個(gè)酶活性。增效反饋抑制；代謝路徑中任何一個(gè)末端產(chǎn)物過量時(shí)，僅部分抑制共同反應(yīng)路徑中第一個(gè)酶活性；但兩個(gè)末端產(chǎn)物同時(shí)過量時(shí)，其抑制作用可超出各產(chǎn)物存在抑制能力總和。次序反饋抑制；每個(gè)分支末端產(chǎn)物抑制分支后第一個(gè)酶，產(chǎn)生部分抑制作用2.酶合成調(diào)整；經(jīng)過調(diào)整酶合成數(shù)量來(lái)調(diào)整微生物代謝速率。有誘導(dǎo)調(diào)整和阻遏調(diào)整。1）、酶合成誘導(dǎo)；依照酶合成與底物關(guān)系分為：組成酶和誘導(dǎo)酶2）.酶合成阻遏，降解酶類通常是誘導(dǎo)作用和分解代謝產(chǎn)物來(lái)調(diào)整活性合成酶主要有反饋調(diào)整來(lái)控制：3.能荷調(diào)整（腺苷酸調(diào)整）；細(xì)胞經(jīng)過改變ATP、ADP、AMP三者百分比來(lái)調(diào)整其代謝活動(dòng)。6.依照產(chǎn)品分類，發(fā)酵工業(yè)包含哪幾個(gè)類型？1、以微生物細(xì)胞為產(chǎn)物發(fā)酵工業(yè)2、以微生物代謝產(chǎn)物為產(chǎn)品發(fā)酵工業(yè)3、以微生物酶為產(chǎn)品發(fā)酵工業(yè)4、生物轉(zhuǎn)化或修飾化合物發(fā)酵工業(yè)5、生物技術(shù)生物細(xì)胞發(fā)酵8.發(fā)酵工程任務(wù)及在基因工程中地位是什么？發(fā)酵工程任務(wù)是采取當(dāng)代工程技術(shù)伎倆，利用微生物一些特定功效，為人類生產(chǎn)有用產(chǎn)品，或直接把微生物應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)從而為人類造福。

基因工程是生物工程一個(gè)主要分支，是在分子水平上對(duì)基因進(jìn)行操作復(fù)雜技術(shù)，而發(fā)酵工程上游工程包含優(yōu)良種株選育，最適發(fā)酵條件（pH、溫度、溶氧和營(yíng)養(yǎng)組成）確實(shí)定，營(yíng)養(yǎng)物準(zhǔn)備等；這與基因工程有很大關(guān)系，經(jīng)過大力改造菌種，篩選出更有利于生產(chǎn)菌種，從而經(jīng)過大規(guī)模生產(chǎn)來(lái)滿足人類需要，所以發(fā)酵工程是基因工程研究一個(gè)實(shí)踐和廣泛應(yīng)用條件，而基因工程又是發(fā)酵工程必不可少一個(gè)組成，所以二者是相輔相成。（1）任務(wù)：最大程度利用微生物潛在能力，以比較低能耗獲取最大限量產(chǎn)品。（2）地位：生物工程中其余技術(shù)產(chǎn)業(yè)化表示主要伎倆生命科學(xué)研究載體9.依照操作方式不一樣，發(fā)酵主要分為哪幾個(gè)類型，其中最慣用發(fā)酵類型優(yōu)點(diǎn)是什么？依照操作方式不一樣，發(fā)酵主要分為三種，分批發(fā)酵，連續(xù)發(fā)酵，和流加發(fā)酵，其中分批發(fā)酵應(yīng)用最廣，優(yōu)點(diǎn)為：①對(duì)溫度要求低，工藝操作簡(jiǎn)單；②比較輕易處理雜菌污染和菌種退化等問題；③對(duì)營(yíng)養(yǎng)物利用效率較高，產(chǎn)物濃度也比連續(xù)發(fā)酵要高。缺點(diǎn)是：①人力、物力、動(dòng)力消耗較大；②生產(chǎn)周期較長(zhǎng)，因?yàn)榉峙l(fā)酵時(shí)菌體有一定生長(zhǎng)規(guī)律，都要經(jīng)歷延滯期、對(duì)數(shù)生長(zhǎng)久、穩(wěn)定時(shí)和衰亡期，而且每批發(fā)酵都要經(jīng)菌種擴(kuò)大發(fā)酵、設(shè)備沖洗、滅菌等階段；③生產(chǎn)效率低，生產(chǎn)上常以體積生產(chǎn)率（以每小時(shí)每升發(fā)酵物中代謝產(chǎn)物g數(shù)來(lái)表示）來(lái)計(jì)算效率，在分批發(fā)酵過程中，必須計(jì)算全過程生產(chǎn)率，即時(shí)間不但包含發(fā)酵時(shí)間，而且也包含放料、洗罐、加料、滅菌等時(shí)間。【連續(xù)發(fā)酵最慣用，其優(yōu)點(diǎn)是：再補(bǔ)充分批培養(yǎng)基礎(chǔ)上間歇放掉部分發(fā)酵液，再補(bǔ)入部分營(yíng)養(yǎng)，使代謝有害物質(zhì)得以稀釋，有利于產(chǎn)物合成，提升了總產(chǎn)量?！?0.經(jīng)典發(fā)酵設(shè)備有哪些？標(biāo)準(zhǔn)發(fā)酵罐都由哪些部分組成，每部分作用是什么？經(jīng)典發(fā)酵設(shè)備有種子制備設(shè)備，主發(fā)酵設(shè)備，輔助設(shè)備（無(wú)菌空氣和培養(yǎng)基制備）發(fā)酵液預(yù)處理設(shè)備，粗產(chǎn)品提取設(shè)備，產(chǎn)品精制與干燥設(shè)備，流出物回收，利用和處理設(shè)備。標(biāo)準(zhǔn)臺(tái)式發(fā)酵罐。1.罐體：試驗(yàn)室用發(fā)酵罐體積通常為幾升至幾十升，其罐體通常由玻璃組成。2.探測(cè)裝置：經(jīng)典發(fā)酵罐探測(cè)裝置有：(1)溫度探頭：監(jiān)測(cè)培養(yǎng)過程中溫度改變。(2)溶氧電極：直接浸在發(fā)酵液中，監(jiān)測(cè)發(fā)酵液中溶氧改變。(3)pH電極：直接浸在發(fā)酵液中，監(jiān)測(cè)發(fā)酵液中pH改變。3.溶氧控制系統(tǒng)：(1)空氣流量計(jì)：經(jīng)過調(diào)整空氣流量大小來(lái)手動(dòng)調(diào)整發(fā)酵液中溶氧水平。(2)攪拌馬達(dá)和攪拌聯(lián)動(dòng)裝置：攪拌馬達(dá)提供旋轉(zhuǎn)動(dòng)力，帶動(dòng)攪拌聯(lián)動(dòng)裝置轉(zhuǎn)動(dòng)；后者葉片攪動(dòng)發(fā)酵液，打散氣泡，增加氣液接觸界面，從而提升溶氧水平。4.溫度控制系統(tǒng)：包含罐體底部冷卻水管和空氣出口處冷凝器上冷卻水管。因?yàn)榘l(fā)酵過程中通常會(huì)產(chǎn)熱，通入冷卻水能夠維持溫度恒定。5.酸堿平衡裝置：經(jīng)過蠕動(dòng)泵能夠把酸性或堿性溶液泵入到發(fā)酵液中以調(diào)整其pH值。6.其余裝置：(1)接種口：經(jīng)過接種口往發(fā)酵罐中接入種子液，同時(shí)也能夠在發(fā)酵過程中補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)。(2)取樣口：經(jīng)過取樣口能夠從發(fā)酵罐中取出一定量發(fā)酵液以供各種檢測(cè)分析。a、傳動(dòng)部件：式傳動(dòng)裝置，使電動(dòng)機(jī)和攪拌器鏈接部位。b、機(jī)械密封：阻止外界氣體、微生物進(jìn)入發(fā)酵罐。c、電動(dòng)機(jī)：攪拌器動(dòng)力起源。d、入孔：加料。e、取樣孔：取小量樣品檢驗(yàn)。f、冷卻水出口：導(dǎo)出冷卻水。g、溫度計(jì)口：放置溫度計(jì)進(jìn)行溫度測(cè)量。h、視鏡：觀察發(fā)酵罐內(nèi)部。i、進(jìn)氣口、排料口：通入潔凈空氣、放出發(fā)酵物。j、儀表口：擱置儀器顯示器。k、熱熱電偶口：熱和電傳感器將熱信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。l、PH電極口：PH監(jiān)測(cè)器，就是酸堿度檢測(cè)器。m、冷卻水進(jìn)口：輸入冷卻水，當(dāng)發(fā)酵罐溫度過高時(shí)進(jìn)水。n、打泡器：能夠產(chǎn)生氣泡，使空氣中氧氣溶解在發(fā)酵液中。o、攪拌機(jī)構(gòu)：攪拌使發(fā)酵液均勻，是溫度、氧氣、PH分散均勻。11.搖瓶培養(yǎng)和發(fā)酵罐培養(yǎng)差異？1.體積氧傳遞系數(shù)（KLa）和溶解氧差異通氣情況：搖瓶培養(yǎng)：瓶塞對(duì)氧傳遞阻力、表面通氣情況與周圍環(huán)境關(guān)于發(fā)酵罐培養(yǎng)：鼓泡通氣Kd值：溶氧系數(shù)Kd在搖瓶發(fā)酵和發(fā)酵罐中差異很大2.CO2濃度差異CO2是微生物代謝產(chǎn)物，同時(shí)它往往也是合成所需一個(gè)基質(zhì)，溶解在發(fā)酵液中CO2對(duì)微生物發(fā)酵有抑制或刺激作用搖瓶——常壓狀態(tài)發(fā)酵罐——正壓狀態(tài)CO2在水中溶解度隨外界壓力增大而增加。所以罐中培養(yǎng)液CO2濃度顯著大于搖瓶。菌絲受機(jī)械損傷差異搖瓶培養(yǎng)：菌體只受液體沖擊或沿著瓶壁滑動(dòng)影響——機(jī)械損傷很輕發(fā)酵罐培養(yǎng)：受攪拌葉剪切力、攪拌時(shí)間長(zhǎng)短等——機(jī)械損傷程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于搖瓶培養(yǎng)發(fā)酵工業(yè)上慣用氮源及其作用是什么？答：氮源主要用于組成菌體細(xì)胞物質(zhì)（氨基酸，蛋白質(zhì)、核酸等）和含氮代謝物。慣用氮源可分為兩大類：有機(jī)氮源和無(wú)機(jī)氮源。

1、無(wú)機(jī)氮源

1）種類：氨鹽、硝酸鹽和氨水2）特點(diǎn)：微生物對(duì)它們吸收快，所以也稱之謂快速利用氮源。但無(wú)機(jī)氮源快速利用常會(huì)引發(fā)pH改變所以選擇適宜無(wú)機(jī)氮源有兩層意義：①滿足菌體生長(zhǎng)②穩(wěn)定和調(diào)整發(fā)酵過程中pH

2、有機(jī)氮源

1）起源：工業(yè)上慣用有機(jī)氮源都是一些廉價(jià)原料，花生餅粉、黃豆餅粉、棉子餅粉、玉米漿、玉米蛋白粉、蛋白胨、酵母粉、魚粉、蠶蛹粉、尿素、廢菌絲體和酒糟。

2）成份復(fù)雜：除提供氮源外，有些有機(jī)氮源還提供大量無(wú)機(jī)鹽及生長(zhǎng)因子。