生物工艺学复习提纲
第一章绪论
1、什么叫生物工艺学？p1
生物工艺学，是研究生物技术产品生产的工艺技术问题的学科，是指以现代生命科学为基础，结合其他基础学科的科学原理，采用先进的过程技术手段，按照设计改造生物体或生物原料，为人类生产出所需要产品或达到某种目的的技术
2、生物反应的一般过程？p2-3,(读图1-2，理解生物反应过程，上游加工、下游加工、酶催化反应工程、细胞反应工程、废水的生物反应工程)
（1）原料的预处理
（2）生物催化剂的制备
（3）生化反应器及反应条件的选择与控制
（4）产物的分离纯化
酶催化反应过程：采用游离酶或固定化酶为催化剂时的反应过程，称为酶催化反应过程。细胞反应过程：采用活细胞为催化剂时的反应过程。包括微生物发酵反应过程，固定化细胞反应过程和动植物细胞培养过程。
废水的生物处理过程：它是利用微生物本身的分解能力和净化能力，除去废水中污浊物质的过程
3、生物技术的应用（了解，见PPT）
农业，食品工业，医药工业，化学冶金工业，能源工业，环境保护
第二章工业微生物菌种选育、制备、保藏
1、从自然界分离新菌种的步骤？p14
采样——增值培养——纯种分离——生产性能测定
采样；如何选取采样地点？例如酵母、霉菌。
对于酵母类或霉菌类微生物，由于它们对碳水化合物的需要量比较多，一般又喜欢偏酸性环境，所以酵母类，霉菌类在植物花朵，瓜果种子及腐殖质含量高的土壤等上面比较多。
增殖培养；什么是增殖培养？例如纤维素酶产生菌、脂肪酶产生菌、放线菌分离。
增值培养就是给混合菌群提供一些有利于所需菌株生长或不利于其他菌型生长的条件，以促使目标菌大量繁殖，从而有利于分离它们。
纯种培养；纯种分离的方法？划线、稀释
纯种分离一般采用单菌落分离法和稀释法
生产性能测定；一般采用两步法，即初筛和复筛
2、诱变育种？p15,诱变育种的基本程序？营养缺陷性？营养缺陷性的筛选过程？（理解抗生素法、过滤法淘汰野生型的原理；营养缺陷性检出的方法原理，点种法、夹层检出法、限量补充培养基检出法、影印法；营养缺陷性的鉴定，理解原理）诱变育种：通过人工处理微生物，使之发生突变，并运用合理的筛选程序和方法，把适合人类需要的优良菌株选育出来的过程
基本程序：出发菌株的挑选，敏感期和适合对象的选择，诱变剂的选择，诱变剂量的选择，初筛，复筛
营养缺陷型：指某一菌株在诱变后丧失了合成某种营养成分的能力，主要指合成维生素，氨基酸及嘌呤，嘧啶的能力，使其在基本培养基中不能生长，而必须在此培养基中加入相应物质才能生长的突变株
筛选过程：中间培养，淘汰野生型，营养缺陷型检出，营养缺陷型鉴定
抗生素法的基本原理是野生型细胞能在基本培养基上生长繁殖，可选用某种抗生素将生长状态的细胞杀死，而留下不能生长的缺陷型细胞。
过滤法是使能在基本培养基上生长形成菌丝体的野生型留在滤膜上，不能生长在营养缺陷型细胞则能透过滤膜。
营养缺陷性的鉴定常用生长谱法，即在基本培养基中加入某种物质时，能生长的菌便是某种物质的缺陷型。
3、杂交育种？p17什么叫原生质体融合？微生物原生质体融合的一般原理和过程。见PPT
杂交育种一般是指两个不同基因型的菌株通过接合或原生质体融合使遗传物质重新组合，再从中分离和筛选出具有新性状的菌株。
原生质体融合就是将双亲株的微生物细胞分别通过酶解去壁，使之形成原生质体，然后在高渗条件下混合，并加入物理的、化学的或生物的助融条件，使双亲株的原生质体间发生相互凝集和融合的过程。
4、DNA重组技术的一般步骤？p20
目标DNA片段的获得，与载体DNA分子的连接，重组DNA分子引入宿主细胞，选
择含有所需重组DNA分子的宿主细胞
5、菌种的退化（原因）、复壮措施？p29及PPT
原因：自然突变，环境条件
复壮措施：纯种分离法，淘汰已衰退的个体，
6、菌种保藏的原理？常用方法？p30及PPT
原理：人为地创造合适的环境条件，使微生物的代谢处于不活泼、生长繁殖受抑制的休眠状态。这些人工环境主要从低温、干燥、缺氧三方面设计。
方法：低温冻结保藏法，液氮保藏法，斜面保藏法，液体石蜡覆盖保藏法，载体保藏法，悬液保藏法
7、工业生产常用微生物菌种有哪些？写出至少5种
细菌，霉菌，放线菌，酵母菌，担子菌，藻类
8、菌种进入种子罐有两种方法：孢子进罐法，摇瓶菌丝进罐法。种子罐的级数：一级，二级，三级，四级
第三章工业培养基及其设计
1、制备培养基的基本原则？p36
目标明确，营养协调，条件适宜，经济合理
2、培养基的分类？p38-39（根据微生物类群、对培养基成分的了解程度、物理状态、功能分类，了解伊红美蓝培养基鉴别大肠杆菌与致病的沙门氏菌、志贺氏菌）
根据微生物类群：细菌培养基，放线菌培养基，酵母菌培养基，霉菌培养基，自养生物培养基，异养生物培养基
对培养基成分的了解程度：天然培养基（化学成分不确定），合成培养基（化学成分确定），半合成培养基（化学成分部分确定）
物理状态：固体培养基，半固体培养基，液体培养基
功能分类：选择培养基，鉴别培养基，选择压力培养基
伊红是一种红色酸性染料，美蓝是一种蓝色碱性染料。大肠杆菌能强烈分解乳糖产生大量有机酸，结果与两种染料结合形成深紫色菌落。由于伊红还发出略呈绿色的荧光，因此在反射光下可以看到深紫色菌落表面有绿色金属闪光。而肠道内的沙门氏菌和志贺氏菌不发酵乳糖，所以形成无色菌落。这样就可以将无害的大肠杆菌与致病的沙门氏菌和志贺氏菌区别开来。
3、培养基的设计（重点理解速效碳源、迟效碳源，葡萄糖分解阻遏；碳氮比与pH的关系p41）
速效碳源：能够被生物直接利用的含碳化合物，例如葡萄糖
迟效碳源：不能被生物直接利用，需分解后才能利用，如蔗糖
葡萄糖效应，亦“葡萄糖分解阻遏作用”，是指当菌种利用葡萄糖时产生的分解代谢产物会阻遏或抑制某些产物合成所需的酶系的形成或酶的活性的作用。
一般来说，当培养基C/N比高，发酵液倾向于酸性，pH低；C/N比低，发酵液倾向于中性、碱性，pH上升。
4、理解有机氮和无机氮源与速效氮源、迟效氮源的关系。
早期：容易利用易同化的氮源—无机氮源
中期：菌体的代谢酶系已形成、则利用蛋白质
速效氮源，通常是有利于机体的生长，迟效氮源有利于代谢产物的形成
5、常用的孢子培养基有哪些？
麸皮培养基，小米培养基，大米培养基，玉米碎屑培养基，用葡萄糖、蛋白胨、牛肉膏和食盐等配制的琼脂斜面培养基
6、种子培养基和发酵培养基对氮源、碳源和碳氮比的要求？
种子培养基：碳氮比较低，供孢子发芽、生长和菌体繁殖的培养基。
发酵培养基：碳氮比较高，供菌体生长、繁殖和合成大量代谢产物用的培养基
第四章生物工艺过程中的无菌技术
1、工业常用的无菌技术有哪些？p44，PPT
干热灭菌，湿热灭菌，射线灭菌，化学药剂灭菌，过滤除菌
2、什么是致死温度？致死时间？微生物热阻？p45
致死温度：杀死微生物的极限温度
致死时间：在致死温度下，杀死全部微生物所需要的时间
微生物热阻：微生物对热的抵抗力，即指微生物在某一特定条件下(主要是温度)的致死时间。
3、湿热灭菌的对数残留定律？非对数残留定律？p46
对数残留定律：在一定温度下，微生物受热致死遵循分子反应速率理论。
若开始灭菌(t=0)时，培养基中活的微生物数为N0，将式上式积分后可得到
式中：N0—开始灭菌时原有的活菌数，个；
Nt —经过t 时间灭菌后的残留菌数，个。
非对数残留定律：
式中：Nt —任一时刻具有活力的芽孢数，即Nt = NS + NR ； N0—初始的活芽孢数；
kR —耐热性芽孢的比死亡速率，s-1； kS —敏感性芽孢的比死亡速率，s-1。 在温度相同时，对数与非对数定律的灭菌时间t 不同。
4、灭菌温度升高时，微生物死亡速率大于培养基成分的分解速率。P48
由于灭菌时杀死微生物的活化能△E 大于培养基成分破坏的活化能△E ’，因此随着温度的上升，微生物比死亡速率常数的增加倍数要大于培养基成分破坏分解速率常数的增加倍数。也就是说，当灭菌温度升高时，微生物死亡速率大于培养基成分破坏速率。根据这一理论，培养基灭菌一般选择高温快速灭菌法。换言之，为达到目的相同的灭菌效果，提高灭菌温度可以明显缩短灭菌时间，并可减少培养基因受热时间长而遭到破坏的损失。
5、影响培养基灭菌的因素？（见PPT 及教材）
污染杂菌的种类、数量、灭菌温度、时间；培养基的成分、pH 、物理状态、泡沫、培养基中微生物数量。
油脂、糖类及一定浓度的蛋白质增加了微生物的耐热性。 pH 为6.0-8.0时微生物耐热能力最强。 培养基的pH 越低，灭菌所需时间越短。
固体培养基的灭菌时间要比液体培养基的灭菌时间长。
6、什么是分批灭菌？p49（分批灭菌包括升温、维持、冷却三个阶段）
分批灭菌就是将配置好的培养基放在发酵罐或生物反应器中，通入蒸汽将培养基和所用设备仪器进行灭菌的操作过程，也称为实罐灭菌。
7、什么是连续灭菌？p52
连续灭菌就是将配置好的培养基在向发酵罐等培养装置输送的同时进行加热，保温和冷却的灭菌过程。
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8、空气洁净度级别（p54表4-6）。
9、常用连续灭菌工艺流程：重点掌握连消塔—喷淋冷却流程。
连消塔—喷淋冷却流程，喷射加热—真空冷却流程，板式换热器灭菌流程
连消塔—喷淋冷却流程：配好的培养基用泵打入连消塔与蒸汽直接混合，达到灭菌温度后进入维持罐，维持一定时间后经喷淋冷却器冷却至一定温度后进入发酵罐。
10、简述过滤除菌法制备无菌空气。
原理：深层过滤常用的过滤介质(如棉花)的纤维直径一般为16～20m，当填充系数为8%时，棉花纤维所形成网络的孔隙为20～50m。微粒随空气流通过过滤层时滤层纤维所形成的网格阻碍气流前进，使气流无数次改变运动速度和运动方向而绕过纤维前进，这些改变引起微粒对滤层纤维产生惯性冲击、重力沉降、拦截、布朗扩散、静电吸引等作用而把微粒截留在纤维表面。
第五章生物反应动力学
1、生物反应动力学研究内容？（仔细看p59第一段，PPT）
生物反应动力学主要研究生物反应的规律，为反应过程提供数量化处理的数学依据，为发酵优化提供研究基础。有酶促反应动力学，微生物反应动力学，动植物细胞培养动力学
2、理解反应速率、比速率；菌体生长速率、比生长速率几个重要概念。p59-60
反应速率：反映了细胞生长，底物利用，氧气消耗，产物形成，反应热的释放等随时间的变化情况。
比速率：比速率是以菌体浓度为基准来表述各组分的变化速率，单位为h-1，当为反应热的比速率时，单位为[kJ/(g·h)]。比速率的大小反应了具有催化活性的细胞活力大小，其中的菌体浓度为单位体积或单位面积的培养基中的菌体量。
菌体生长速率：微生物群体的生长速率是群体生物量的生长速率，是单位时间内，单位体积或单位表面积的培养基中菌体量的增加。
比生长速率：每小时单位质量的菌体所增加的菌体量称为菌体比生长速率。
3、代谢产物的合成与细胞的生长之间的动力学关系？（三种类型）p62
生长关联型，生长部分关联型，非生长关联型
4、分批发酵、连续发酵、分批补料发酵概念？
分批发酵：分批发酵又称间歇式发酵(培养)，是指将一定量的培养基一次性地加入发酵
罐中，接种后发酵一段时间，一次性地排出发酵成熟液，结束发酵的培养方式。
连续发酵：连续发酵是在分批发酵的基础上，以一定的速率连续地流加新鲜培养基并流出等量的发酵液，以维持培养系统内各营养物质量的恒定，使细胞处于近似恒定状态下生长的发酵培养方式，也称连续培养。
分批补料发酵：是指在分批培养过程中，间歇或连续地补加新鲜培养基的培养方法。
5、Monod方程：限制性基质对微生物比生长速率影响的动力学模型。p67
注意Monod方程与米氏方程的区别。
6、酶双底物动力学机制的分类
第六章发酵过程原理
1、发酵过程影响因素？（种子质量、培养基、灭菌情况、温度、pH）
2、提高氧传递速率的方法？（提高KLa,提高氧传递动力C*-C）p94-96
(1) 提高KLa.对KLa影响较大的为搅拌器的效率及通气速率等。
①搅拌效率对KLa的影响②气体流速对KLa的影响③设备参数的影响
④发酵液的性质
(2) 提高氧的传递动力(C﹡－C)
提高罐压、利用纯氧、发酵培养基的组成和成分对菌体需氧量有影响
发酵条件
3、RQ、CER、OUR是什么？p97
对于菌体的耗氧速率及二氧化碳的释放速率两者间的关系可用呼吸商RQ来表示。
其中的二氧化碳的释放率，常用CER表示，耗氧速率，常用OUR表示.
在实际生产中所测出的RQ值明显低于理论值说明发酵过程中存在不完全氧化的中间代谢物和除葡萄糖以外的其他碳源。
4、发酵过程工艺控制的目的是什么？（见PPT）
5、发酵参数类型。（见PPT）
按性质分可分三类：物理参数、化学参数、生物参数
从检测手段可分为：直接参数、间接参数
6、引起发酵过程温度变化的原因是什么？（见PPT）
发酵热：发酵过程中释放出来的净热量。
发酵过程中，随着菌体对培养基成分的利用，菌体进行氧化代谢所释放的能量一部分被利用，其余则变成热能放出；机械搅拌的作用产生的热量和因罐壁散热，水分蒸发等也带走部分热量。
7、影响pH值改变的因素的原因是什么？发酵过程中pH的变化情况如何？
（见PPT）
产酸、产碱、耗酸耗碱、加糖或加油过多、生理酸性盐的利用（硫酸铵中氨离子被利用）、基质被分解形成碱性物质。
(1)生长阶段：根据菌体利用基质及涉及的代谢途径的不同，pH呈现上升或下降的趋势。
(2)生产阶段：在此阶段pH趋于稳定，维持在最适产物合成的范围。
(3)自溶阶段：随着基质的耗尽，菌体蛋白酶的活跃，发酵液中氨基氮增加，致使pH又上升，此时菌丝趋于自溶而代谢活动终止。
8.发酵过程染菌主要原因？
种子带菌、无菌空气带菌、设备渗漏、灭菌不彻底/操作失误、技术管理不善
9.发酵终点如何判断？（见PPT）
（1）经济因素：（2）产品质量因素：（3）其它因素：如染菌、代谢异常等。
确定放罐指标有：产物产量、过滤速度、氨基酸含量、菌丝形态、pH值、发酵液外观和粘度。
第七章生物反应器及生物工艺过程放大
1、常见的深层液态反应器有机械搅拌通风反应器、气升式反应器、自吸式反应器。P109
2、常见的固态发酵反应器有浅盘式反应器、填充床式反应器、转鼓式反应器。P111
3、摇瓶发酵中影响氧传递因素有哪些？p113
（1）瓶塞对氧传递的阻力
（2）摇瓶内水分蒸发的影响
（3）与氧气接触的比表面积的影响
4、生物工程试验设计中常用的统计学方法有正交设计、均匀设计、响应面分析法、遗
传算法。
5、导致摇瓶发酵和发酵罐发酵差异的主要原因？（溶氧、二氧化碳、菌丝受损）p115
6、酶反应器设计和操作的参数（见PPT：决定酶反应器设计和操作性能的参数有停留
时间τ、转化率、反应器的产率Pr、酶的用量、反应器温度、pH值和底物浓度等。当副反应不可忽视时，选择性Sp也是很重要的参数。）
7、理想的酶反应器包括哪些？（见PPT）
CPFR型酶反应器、CSTR型酶反应器、流化床酶反应器
8、植物细胞悬浮培养常用哪些生物反应器？（见PPT）
机械搅拌式反应器、固定化细胞生物反应器：（填充床生物反应器、流化床生物反应器、膜生物反应器等）
9、动物细胞大规模培养反应器有哪些？（见PPT）
通气搅拌式细胞培养反应器、气升式动物细胞培养反应器、中空纤维细胞培养反应器
微载体悬浮培养系统、微囊培养系统、大载体系统培养
10、微藻大规模培养反应器（见PPT）
(一) 敞开式
(二) 封闭式：管式、板式以及一些其他特殊类型
第八章生物反应过程参数检测与控制-------此2章为了解性内容，考得少
1、根据参数的性质将生物反应过程参数分为物理参数、化学参数、生物学参数。
2、什么是间接状态参数？举例说明。P124
氧利用速率、二氧化碳释放速率、比生长速率、体积氧传质速率
第九章生物产品分离及纯化技术
1、生物物质分离的一般步骤？p133
2、发酵液预处理的目的？p133
在于改变发酵液中固体粒子的物理特性，除去高价无机离子和杂蛋白质，降低液体粘度和密度，实现后面的有效分离。
3、发酵液预处理常采用哪些方法？p134-135
加热、凝聚和絮凝、调节pH、加入无机盐、加入助滤剂
4、生物物质固液分离最常用的方法有过滤、离心分离。
5、细胞破碎的方法：机械法、非机械法。机械法主要有珠磨法、高压匀浆法、超声波
法；非机械法主要有酶溶法、自溶法、渗透压法。
6、双水相萃取？p149双水相萃取的优点？p150
双水相体系：由于高聚物之间的不相溶性，即高聚物分子的空间阻碍作用，相互无法渗透，不能形成均一相，从而具有分离倾向，在一定条件下即可分为两相。
双水相萃取的优点：相分离过程温和，生化分子如酶不易受到破坏；双水相系统之间的传质
过程和平衡过程快速，能耗较小，可以实现快速分离；易于进行连续化操作；易于放大；选择性高、收率高；操作条件温和。
7、超滤膜分离技术？p158
超滤:一种筛分过程，能截流相对分子质量在500以上的高分子的膜分离过程。
8、超临界流体萃取？152
利用超临界流体，即其温度和压力略超过或靠近临界温度和临界压力，介于气体和液体之间的流体作为萃取剂，从固体或液体中萃取出某种高沸点或热敏性成分，以达到分离和提纯的目的。
第十章生物产品工艺学及应用
1、中国白酒的四大香型？（浓香、酱香、清香、米香）；六小香型？（凤香型，兼香型，
芝麻香型，特型，豉香型，董型即药香型）
2、什么是曲？大曲原料（小麦、大麦、豌豆），小曲原料（籼米、米糠），麸曲原料（麸
皮）。
曲：
3、白酒生产过程中主要微生物及其作用？p167-168
霉菌
根霉：它的适应性强、繁殖速度快，它能产生较强的糖化力和发酵力。另外可以生成乳酸、延胡索酸、琥珀酸等多种有机酸，对白酒风味有重要的作用。
曲霉：它能产生糖化酶、液化酶等多种酶系和多种有机酸，并产生少量酒精。
拟内孢霉：拟内孢霉是曲块上霉的主要微生物，耐高温，无产酒能力，它是一个优良的糖化菌，适应性强，繁殖速度快。生长初期微香。
酵母菌
酒精酵母：对产品质量起着决定性的作用，产酒能力强，从曲坯入房到干火前期(曲坯入房48小时)酵母大量繁殖，其后随着曲坯温度的上升而死亡或休眠。
假丝酵母：有一定的产酒精能力，是大曲中数量最多的酵母，主要生长在于曲皮的表面呈黄色的小斑点。在低温培菌期存活繁殖，进入高温转化时，假丝酵母明显减少。
细菌
枯草芽孢杆菌：最适生长温度为37℃，适应于微酸湿度大的环境，具有分解蛋白质和水解淀粉的能力。
丁酸菌：能将葡萄糖、蔗糖、淀粉分解生成丁酸、乙醇、异丙醇、丙酮、丁酸等，其产物丁
酸是大曲酒中丁酸乙酯的前驱物质，是白酒中的重要香气成份之一。
4、啤酒生产的原辅料是什么？
大麦﹑酿造用水﹑酒花﹑酵母以及淀粉质辅助原料(玉米﹑大米﹑大麦﹑小麦等)和糖类辅助原料等
5、简述现代啤酒生产工艺？p186图10-12。
麦芽立仓自动计量称定型麦汁
麦汁冷却
回旋沉淀槽
煮沸锅过滤槽
糊化锅糖化锅大米粉贮箱
大米粉碎机卸料器大米暂贮箱磁选器去石器大米立仓麦芽粉贮箱麦芽粉碎机麦芽暂贮箱自动计量称卸料器磁选器去石器超滤膜过滤
贴标
加酒花
入库
品
包装
杀
菌
灌装
清酒
过滤
加酵母
充氧发酵纯生啤酒
包装
6、什么是纯生啤酒？其关键工艺技术是什么？
纯生啤酒是指不经过高温杀菌而保质期同样能达到熟啤酒的标准的啤酒，它与普通啤酒的区别是风味稳定性好（随着储存期的延长，风味变化不大）口感好，营养丰富。 纯生啤酒采用无菌膜过滤技术，滤除了酵母菌和杂菌
7、酒花的成分及酒花的作用？p185 主要成分：酒花树脂、酒花油、a-酸
它们赋予了啤酒爽口的苦味和愉快的香味，酒花树脂能增加麦汁和啤酒的防腐能力，多酚物质中的单宁能与高分子蛋白质絮凝澄清麦汁和有利于啤酒的非生物稳定性，能增加啤酒的泡持性和起醇厚酒体的作用。
8、柠檬酸发酵最常用的菌种有黑曲霉、文氏曲霉。
9、简述柠檬酸的钙盐法提取工艺？p195.
筛分90℃水
CaCO 3
90℃水
10、简述燃料乙醇的发展前景？
可作为新的燃料替代品，减少对石油的消耗。乙醇作为可再生能源，可直接作为液体燃料、或者同汽油混合使用，可减少对不可再生能源-石油的依赖，保障该国能源的安全
11、生物柴油的化学成分是什么？p211 脂肪酸甲酯
12、3种大曲的制曲工艺（高温大曲）及代表性的白酒品牌。 按照制曲过程曲块控制的最高品温来分：
高温曲：最高制曲品温高达60℃以上，显著的制曲工艺特点是高温“堆曲” ，用于生产酱香型曲酒。
中温曲:：最高制曲品温不超过50℃，显著的制曲工艺特点是制曲工艺着重于“ 排列” 用于生产清香型和浓香型曲酒。
偏高温大曲：制曲品温在55~60℃左右的大曲。用于生产浓香型曲酒。泸州老窖大曲
13、简述混蒸续渣法的工艺流程。
原料→粉碎→出窖配料→蒸酒蒸料→出甑→丢糟 ↑ ↓ ↓
一．简述微生物的特点及其应用于发酵的优势。 1.种类多，分布广。目前微生物种类在10万种以上，具有多种代谢方式。在生化过程 中积累不同种类的代谢产物，用于多种发酵工业的生产，产品丰富，如（。。。。）。营养谱极广，生长要求不高，繁殖快，自然界分布极广，适宜生产研究就地区取材。 2.高面积-体积比，代谢能力强。其比表面积相当大，利于微生物与环境进行物质、能 量、信息交换，具有高代谢速率。其代谢强度高于高等动物千、万倍。 3.生长迅速，繁殖快。微生物具有最快的繁殖速度，在工业上有重要意义。适宜条件 下能达到几何级数增殖。 4.适应性强，容易培养。代谢灵活，酶系可受诱导，以适应环境变化。其诱导酶可占 蛋白的10%。故其可耐高温、低温、盐高盐，高酸碱、干燥、辐射、毒物等极端环境。 5.易变性。诱变剂容易使其遗传物质变异，改变代谢途径，产生新菌种。而次特性对 菌种保藏、发酵等过程产生不利影响。 用于发酵的优势：不需高温设备，利用原料比较粗放，主要采用低廉的农副产品，不需特殊催化剂、副产品少，无毒性。 二．常用工业微生物的种类有哪些？每种列举三个典型，并说明其主要产品。 1细菌，醋杆菌属有醋化醋杆菌（食醋），巴氏醋杆菌（食醋）。弱氧化醋杆菌（山梨糖、酒石酸等）。 乳杆菌属：德式乳杆菌（左旋乳酸） 芽孢杆菌属：枯草芽孢杆菌（α-淀粉酶，蛋白酶，诱变后生产肌苷，鸟苷） 梭菌属：丙酮丁酸梭菌（丙酮丁醇） 大肠杆菌：（天冬氨酸，缬氨酸，苏氨酸，） 产氨短杆菌：（辅酶A） 2放线菌，链霉菌属：灰色链霉菌（链霉素），金色链霉菌（金霉素），红霉素链霉菌（红霉素） 小单孢菌属：绛红小单胞菌（庆大霉素），棘孢小单孢菌（庆大霉素）。 3霉菌，曲霉属：黑曲霉（酸性蛋白酶，淀粉酶，果胶酶）米曲霉（糖化淀粉酶，蛋白酶）。黄曲霉（液化淀粉酶） 青霉属：产黄青酶（青霉素，葡萄糖氧化酶，柠檬酸，维c），桔青霉（桔霉素，脂 肪酶等），娄地青霉（干酪，天冬氨酸，谷氨酸，丝氨酸） 根酶属：黑根霉（果胶酶），米根霉（酒曲，乳酸），华根酶（液化淀粉酶） 红曲霉属：红曲霉（淀粉酶，麦芽糖酶） 4酵母菌：酵母属：啤酒酵母（啤酒，面包，饮料）。 裂殖酵母属，发酵糊精，菌粉。 假丝酵母属：产朊假丝酵母（饲料、蛋白质），解脂假丝酵母（发酵煤油。石油脱蜡） 毕赤酵母（固醇、苹果酸、） 汉逊氏酵母（乙酸乙酯） 球拟酵母属（多元醇，氧化烃类） 红酵母属（产脂肪） 三．简要说明微生物诱变育种的操作步骤： 1.出发菌株的选择：①自然界分离的野生菌株②通过生产选育，自发诱变的菌株③已 经诱变的菌株。高产菌可先进行杂交再作为出发菌株 2.菌悬液制备：使细菌同步生长，悬液经玻璃珠打散，并用脱脂棉过滤。处理细菌的
1生物工艺学：应用自然科学和工程学原理，依靠生物作用剂的作用将原料加工以提供产品或用以为社会服务的技术 2 发酵工程：生物学和工程学的结合，生物方面的各种工程的总称，技术的开发产业化。3，自然选育：利用微生物在一定的条件下自发变异的原理，通过分离筛选等方法，排除衰变型菌株，从中选择维持原菌落生产水的菌落，并获得纯种 4 随机筛选：将人工诱变或自然突变的菌株凭经验进行筛选，以从中挑选出目的菌株的过程 5 理性化筛选根据遗传学原理，设计选择性筛子，从将目的菌种筛出来 6目的筛选在理性化筛选的基础上，每一次摇瓶筛选都采用不同的技术指导，使变株的选出频率进一步提高以达到筛选的目的 7 杂交育种将两个基因型不同的菌株以吻合后使遗传物质重新组合，从中分离和筛选具有新性状的菌株 8 原生质体融合: 把两个亲本的细胞壁分别通过酶解作用加以瓦解，使菌体细胞在高渗环境中释放出只有原生质包裹的球状体，两亲本的原生质体在高渗条件下使之融合，由PEG作为助融剂，使期发生细胞融合，使两亲本基因由接触到交换，从而实现基因组合 9 简述传统生物技术与现在生物技术的区别： 传统生物技术：利用现有生物、宏观水平、传统技术、注重产量的提高；现代生物技术：利用改造的生物、微观水平、以基因工程为代表的新技术、注重产量和质量的提高 10 简述发酵工艺的历史和特征、 历史：天然发酵时期，对微生物本生与缺乏的认识；纯培养技术的建立，发酵技术的建立是第一个转折期，人为控制微生物的时代；通气搅拌技术的发展发酵工业第转折期，发酵工程的开端，青霉素发酵的开始；代谢控制发酵技术的建立，第三转折期，氨基酸，核苷酸的发酵；发酵原料的转换，糖质原料到非糖质原料；基因工程的运用；，广泛的生物产业，固定代细胞技术，单棵隆抗体。特征：常压常温下进行反应，反应条件温和，生产材料多价格低，以碳水化合物为主要的原料，不需要精制反应自动调节反应途径高度专一和选择性，对环境污染少，生产过程无害，可以不增加设备而增加产量，投资少见效快。11发酵工程的发展方向：1菌种的筛选及新的活性物质的筛选，2对微生物的生理代谢进行的研究，3使用新的发酵工艺和新的控制程序 12微生物来源的途径：传统生态途径：土壤筛选；现代遗传途径：对现有菌种进行改造；基因突变：诱发突变；基因重组：基因克隆，原生质体融合 14 获得菌种的方法步骤有哪些？1样品收集，2采集后处理，3菌种培养4纯化 15 纯种的常规分离方法有哪些？理平板划线法，倾倒平板法，涂布培养，毛细管法，小滴分离法，显微操作 16 富集培养的选择压力有哪些？温度，渗透压，氧气，光，PH与氧化还原电位，培养基抗生素 17 工业微生物分离的注意事项：培养基的来源，丰富，价格低；温度选择常温或偏高；不需要特殊的生产设备;菌种遗传稳定性好；发酵的浓度高，产物收率高；产物容易提取 18 菌种选育的含义基本原理及主要方法有哪些 含义：把菌种进行诱变处理，用随机或理性方法获得目的变体。基本原理：根据微生物遗传变异的特性，利用自然选育，诱变育种，代谢控制，杂交育种，分子育种等方法，将菌种进一步纯化改变，以获得优良的品种。主要方法：自然选育，诱变育种，代谢控制，杂交育种，分子育种 19 摇瓶复筛的目的是什么？考查菌种生产的自然波动范围；考察菌种的稳定性；更接近生产工艺; 获得更的种子量
课后习题答案--《环境工程微生物学》-第三版-周 群英 1、何谓原核微生物？它包括哪些微生物？ 答：原核微生物的核很原始，发育不全，只有DNA链高度折叠形成的一个核区，没有核膜，核质裸露，与细胞质没有明显界限，叫拟核或似核。原核微生物没有细胞器，只有由细胞质膜内陷形成的不规则的泡沫体系，如间体核光合作用层片及其他内折。也不进行有丝分裂。原核微生物包括古菌（即古细菌）、真细菌、放线菌、蓝细菌、粘细菌、立克次氏体、支原体、衣原体和螺旋体。2、何谓真核微生物？它包括哪些微生物？ 答：真核微生物由发育完好的细胞核，核内由核仁核染色质。由核膜将细胞核和细胞质分开，使两者由明显的界限。有高度分化的细胞器，如线粒体、中心体、高尔基体、内质网、溶酶体和叶绿体等。进行有丝分裂。真核微生物包括除蓝藻以外的藻类、酵母菌、霉菌、原生动物、微型后生动物等。3、微生物是如何分类的？ 答：各种微生物按其客观存在的生物属性（如个体形态及大小、染色反应、菌落特征、细胞结构、生理生化反应、与氧的关系、血清学反应等）及它们的亲缘关系，由次序地分门别类排列成一个系统，从大到小，按界、门、纲、目、科、属、种等分类。种是分类的最小单位，“株”不是分类单位。 4、生物的分界共有几种分法，他们是如何划分的？ 答：1969年魏泰克提出生物五界分类系统，后被Margulis修改成为普遍接受的五界分类系统：原核生物界(包括细菌、放线菌、蓝绿细菌)、原生生物界（包括蓝藻以外的藻类及原生动物）、真菌界（包括酵母菌和霉菌）、动物界和植物界。我国王大教授提出六界：病毒界、原核生物界、真核生物界、真菌界、动物界和植物界。5、微
生物是如何命名的？举例说明。 答：微生物的命名是采用生物学中的二名法，即用两个拉丁字命名一个微生物的种。这个种的名称是由一个属名和一个种名组成，属名和种名都用斜体字表示，属名在前，用拉丁文名词表示，第一个字母大写。种名在后，用拉丁文的形容词表示，第一个字母小写。如大肠埃希氏杆菌的名称是Escherichia coli。6、写出大肠埃希氏杆菌和桔草芽孢杆菌的拉丁文全称。 答：大肠埃希氏杆菌的名称是Escherichia coli，桔草芽孢杆菌的名称是Bacillus subtilis。7、微生物有哪些特点？答：（一）个体极小 微生物的个体极小，有几纳米到几微米，要通过光学显微镜才能看见，病毒小于0.2微米，在光学显微镜可视范围外，还需要通过电子显微镜才可看见。（二）分布广，种类繁多 环境的多样性如极端高温、高盐度和极端pH造就了微生物的种类繁多和数量庞大。（三）繁殖快 大多数微生物以裂殖的方式繁殖后代，在适宜的环境条件下，十几分钟至二十分钟就可繁殖一代。在物种竞争上取得优势，这是生存竞争的保证。（四）易变异 多数微生物为单细胞，结构简单，整个细胞直接与环境接触，易受外界环境因素影响，引起遗传物质DNA的改变而发生变异。或者变异为优良菌种，或使菌种退化。 1 章 1.病毒是一类什么样的微生物？它有什么特点？ 答：病毒是没有细胞结构，专性寄生在活的敏感宿主体内，可通过细菌过滤器，大小在0.2微米一下的超微小微生物。 特点：大小在0.2微米以下，故在光学显微镜下看不见，你必须在电子显微镜下方可合成蛋白质的机构――核糖体，也没有合成细胞物质和繁殖所必备的酶系统，不具独立的代谢能力，必须专性寄生在活的敏感宿主细胞内，依靠宿主细胞合成病毒的化学组成和繁殖新个
《水处理生物学》课后思考题 第一章绪论 1 "水处理生物学"的研究对象是什么？ "水处理生物学"研究的对象主要集中在与水中的污染物迁移、分解及转化过程密切相关的微生物、微型水生动物和水生/湿生植物，特别是应用于水处理工程实践的生物种类。细菌等原核微生物在水处理工程中通常起着关键的作用，是水处理生物学研究的重点。 2 水中常见的微生物种类有哪些？ 水中的主要微生物分为非细胞生物（病毒）和细胞生物两种类型。在细胞生物中又分为古菌、原核生物（如细菌、放线菌、蓝细菌、支原体、立克次氏体、衣原体等）、真核生物。真核生物又可细分为藻类、真菌（如酵母菌、霉菌等）、原生动物（分为肉足类、鞭毛类、纤毛类）、微型后生动物。 3 微生物有哪些基本特征？为什么？ 微生物除了具有个体微小、结构简单、进化地位低等特点外，还具有以下特点： （1）种类多。 （2）分布广。微生物个体小而轻，可随着灰尘四处飞扬,因此广泛分布于土壤、水和空气等自然环境中。土壤中含有丰富的微生物所需要的营养物质，所以土壤中微生物的种类和数量很多。 （3）繁殖快。大多数微生物在几十分钟内可繁殖一代，即由一个分裂为两个。如果条件适宜，经过10h就可繁殖为数亿个。 （4）易变异。这一特点使微生物较能适应外界环境条件的变化。 第二章原核微生物 1 细菌的大小一般是用什么单位测量的？ 细菌的大小一般只有几个μm，故一般用μm测量。 2 以形状来分，细菌可分为哪几类？ 细菌的形态大致上可分为球状、杆状和螺旋状（弧菌及螺菌）3种，仅少数为其他形状，如丝状、三角形、方形和圆盘形等。球状、杆状和螺旋状是细菌的基本形态。自然界中，以杆菌最为常见，球菌次之，螺旋菌最少。 4 什么是革兰氏染色？其原理和关键是什么？它有何意义？ 1884年丹麦病理学家Hans Christian Gram提出了一个经验染色法，用于细菌的形态观察和分类。其操作过程是：结晶紫初染，碘液媒染，然后酒精脱色，最后用蕃红或沙黄复染。这就是最常采用的革兰氏染色法。 革兰氏染色的机理一般解释为：通过初染和媒染后，在细菌细胞的细胞壁及膜上结合了不溶于水的结晶紫与碘的大分子复合物。革兰氏阳性菌细胞壁较厚、肽聚糖含量较高和分子交联度较紧密，故在酒精脱色时，肽聚糖网孔会因脱水而发生明显收缩。再加上它不含脂类，酒精处理也不能在胞壁上溶出大的空洞或缝隙，因此，结晶紫与碘的复合物仍阻留在细胞壁内，使其呈现出蓝紫色。与此相反，革兰氏阴性菌的细胞壁较薄、肽聚糖位于内层且含量低和交联松散，与酒精反应后其肽聚糖不易收缩，加上它的脂类含量高且位于外层，所以酒精作用时细胞壁上就会出现较大的空洞或缝隙，这样，结晶紫和碘的复合物就很易被溶出细胞壁，脱去了原来初染的颜色。当蕃红或沙黄复染时，细胞就会带上复染染料的红色。 酒精脱色是革兰氏染色的关键环节。脱色不足,阴性菌被误染成阳性菌；脱色过度,阳性菌可误染为阴性菌。 革兰氏染色法的意义在于鉴别细菌，把众多的细菌分为两大类，革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌。 5 简述细胞膜的结构与功能。 细胞膜又称细胞质膜、质膜或内膜，是一层紧贴着细胞壁而包围着细胞质的薄膜，其化学组成主要是蛋白质、脂类和少量糖类。 整体细胞膜的结构，目前大家比较公认的是"镶嵌模型"，其要点是：①磷脂双分子层组成膜的基本骨架。②磷脂分子在细胞膜中以多种方式不断运动，因而膜具有流动性。③膜蛋白以不同方式分布于膜的两侧或磷脂层中。 细胞膜的主要功能为：①选择性地控制细胞内外物质（营养物质和代谢产物）的运送和交换。②维持细胞内正常渗透压。③合成细胞壁组分和荚膜的场所。④进行氧化磷酸化或光合磷酸化的产能基地。⑤许多代谢酶和运输酶以及电子呼吸链组成的所在地。⑥鞭毛的着生和生长点。 7 什么是菌落？ 将单个或少量同种细菌（或其他微生物）细胞接种于固体培养基表面（或内层）时，在适当的培养条件下（如温度、光照等），该细胞会迅速生长繁殖，形成许多细胞聚集在一起且肉眼可见的细胞集合体，称之为菌落。准确地讲，菌落就是在固体培养基上（内）以母细胞为中心的、肉眼可见的、有一定形态、构造特征的子细胞团。 8 什么叫菌胶团？菌胶团在污水生物处理中有何特殊意义？ 当荚膜物质融合成一团块，内含许多细菌时，称为菌胶团。菌胶团是活性污泥中细菌的主要存在形式，有较强的吸附和氧化有机物的能力，在污水生物处理中具有重要的作用。一般说，处理生活污水的活性污泥，其性能的好坏，主要根据所含菌胶团多少、大小及结构的紧密程度来定。 9 简述放线菌的特点与菌落特征。 放线菌是一类主要呈菌丝状生长和以孢子繁殖的陆生性较强的原核生物。它的细胞结构 1 / 7
新编生物工艺学复习题2 1、绪论 一、生物技术归纳起来可有三个特点 ?A生物技术是一门多学科、综合性的科学技术； ?B反应中需有生物催化剂的参与； ?C其最后目的是建立工业生产过程或进行社会服务，这一过程可称为生物反应过程二、生物催化剂特点 1）优点 A常温、常压下反应,B反应速率大,C催化作用专一,D大幅度提高效率，成本低廉 2)缺点 A稳定性差.B控制条件严格.C易变异 三、近代生物技术的全盛时期（20世纪40年代初至70年代末）的核心技术和产业： ?青霉素工业化生产； ?微生物次级代谢产物和抗生素产业的兴盛以及新的初级代谢产物开发； ?以酶为催化剂的生物转化及酶和细胞固定化技术及应用。 四、现代生物技术建立和发展时期（20世纪70年代开始） 这一时期，主要是以分子生物学为基础的基因工程技术的发展和应用为特征。 2、生产菌种的来源与菌种选育 1）微生物选择性分离方法大致分为五个步骤： 1、含微生物材料的选择—采样 2、材料的预处理 3、所需菌种的分离 4、菌种的培养 5菌种的选择和纯化 理想的工业发酵菌种-优良菌种应符合以下要求： (1)遗传性状稳定； (2)生长速度快，不易被噬菌体等污染； (3)目标产物的产量尽可能接近理论转化率； (4)目标产物最好能分泌到胞外，以降低产物抑制并利于产物分离； (5)尽可能减少产物类似物的产量，以提高目标产物的产量及利于产物分离； (6)培养基成分简单、来源广、价格低廉； (7)对温度、pH、离子强度、剪切力等环境因素不敏感； (8)对溶氧的要求低，便于培养及降低能耗。 2）液体富集培养，即通过给混合菌群提供一些有利于所需菌株生长，或/和不利于其他菌株生长的条件（供给特殊的基质或加入抑制剂），从而增加混合菌群中所需菌株数量的培养方法。 3）菌种选育是微生物工程的关键技术，主要方法有传统的自然选育、诱变育种、杂交育种以及现代的原生质体融合与基因工程等。 4）自然选育是指在生产过程中，不经过人工处理，利用菌种的自发突变，选择合适的自发突变（spontaneous mutation）体的古老的育种方法。 5）诱变育种是利用物理、化学或生物诱变剂处理均匀分散的微生物细胞群，促进其突变率大幅度提高，然后采用简便、快速和高效的筛选方法，从中挑选符合育种目的的突变株的育种技术。
一、名词解释 1、菌种衰退 2、菌种保藏 3、菌种复壮 4、自然选育 5、诱变育种 6、表型延迟 7、出发菌株 8、渗透缺陷型 9、种龄10、接种量11、灭菌12、消毒13、热阻14、相对热阻15、致死温度 16、菌体浓度 17、基质抑制作用 18、临界菌体浓度19、发酵机制 20、临界溶氧量 答案： 1、衰退：指由于自发突变的结果，而使某一系列原有生物学性状发生量变或质 变的现象。 2、菌种保藏：通过控制低温、干燥、缺氧等条件，使微生物营养体或休眠体处 于不活泼的状态，维持最低代谢水平，尽可能保证活力和不发生变异。 3、菌种复壮：即在菌种的生产性能尚未衰退前就经常有意识地进行纯种分离和 生产性能的测定工作，使菌种的生产性能逐步提高。 4、自然选育：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，叫做自然选育或自然分离。 5、诱变育种：利用各种诱发剂处理微生物细胞，提高基因突变频率，再通过适 当筛选方法获得高产菌株的方法。 6、表型延迟：突变基因的出现并不等于突变表型的出现，表型的改变落后于基 因型改变的现象称为表型延迟。 7、出发菌株：工业上用来进行诱变处理的菌株，称为出发菌株。 8、渗漏缺陷型：遗传性障碍不完全的营养缺陷型，突变使某一种酶的活性下降 而不是完全丧失，所以这种缺陷型能够少量地合成某一代谢产物，能在基本培养基上少量地生长。 9、种龄：种子培养时间称为种龄。 10、接种量：移入种子液体积和接种后培养液体积的比例，称为接种量。 11、灭菌：指用物理和化学的方法杀灭或除去物料及设备中一切生命物质队的过程。 12、消毒：指用物理或化学的方法杀死物料、容器、器具内外的病源微生物，一般只能杀死营养细胞而不能杀死芽孢。 13、热阻：指微生物在某一特定条件（主要是温度和加热方式）下的致死时间。 14、相对热阻：指某一微生物在某条件下的致死时间与另一微生物在相同条件下的致死时间的比值。 15、致死温度：杀死微生物的极限温度。 16、菌体浓度：是指单位体积培养液中菌体的含量。 17、基质抑制作用：营养物质均存在一个上限浓度，在此限度以，内菌体比生长速率则随浓度增加而增加，但超过此上限，浓度继续增加，反而引起生长素率下降。 18、临界菌体浓度：为了提高酵母的生产效率，需采用摄氧速率与传氧速率相平衡时的菌体的浓度，也就是传氧速率随菌浓变化的曲线和摄氧速率随菌浓变化的曲线的交点所对应的浓度。 19、发酵机制：微生物通过其代谢活动利用基质(底物)合成人们所需的代谢产物的内在规律。 20、临界溶氧量：再好氧发酵中，微生物对氧有一个最低要求，满足微生物呼吸的最低氧浓叫临界溶氧量。
第1讲绪论 教学内容：1. 绪论 §1-1 生物技术的定义和性质 §1-2 生物技术的发展及应用概况 §1-3 生物技术的发展趋势 目的要求：1. 掌握生物工艺学的定义，特点，生物技术概念的范畴 2. 了解生物技术的发展及应用概况 3. 了解生物技术在各个领域的应用及发展趋势 教学重点和难点：1、生物技术的定义，内涵 2、生物技术的发展及应用概况 教学方法：课堂讲授为主，自学结合 内容提要及课时分配：1、生物技术的定义和性质（20′） 2、生物技术的发展及应用概况（60′） 3、生物技术的发展趋势（20′） 作业： 1. 由国际经济与发展组织（IECDO）提出的有关生物技术的定义有何特点？ 2. 教材中把生物技术的发展分为四个时期，它们各有哪些主要代表性技术和产品？ 主讲教师：授课班级：授课日期：2010.9.7 导入新课： 介绍生物工艺学的内涵，教材包括得主要内容，重点要学习的章节和内容，强调学习生物工艺学的重要意义。 1 绪论 1.1 生物技术的定义 ⑴1919年匈牙利艾里基提出：“凡是以生物机体为原料，无论其用何种生产方法进行产品生产的生物技术”都属于生物技术； ⑵20世纪70年代末，80年代初提出的定义倾向于：必须采用基因工程等一类具有现代生物技术内涵或以分子生物学为基础的技术； ⑶国际经济合作与发展组织（IECDO）在1982年提出定义：应用自然科学和工程学的原理，依靠生物作用剂的作用，将物料进行加工以提供产品或用以为社会服务的技术； 在国际经济合作与发展组织（IECDO）提出生物技术定义的特点： 生物作用剂：指从活的或死的微生物、动物或植物的机体、组织、细胞、体液以致分泌物以及上组分中提取出来的生物催化剂——酶或其他生物活性物质； 提供的产品：可以是工业、农业、医药、食品等产品； 被作用的物料：可以是有关的生物机体或其中的有关器官，如细胞、体液以及极少量必须的无机物质； 应用的自然科学：可以是生物学、化学、物理学等以及相关的分支学科，交叉学科； 应用的工程学：可以是化学工程、机械工程、电气工程、电子工程； 1.2 生物技术的发展及应用概况 生物技术的发展分为四个时期：经验生物技术时期；近代生物技术的形成和发展时期；近代生物技术的全盛时期，现代生物技术的建立和发展时期； 1.2.1 经验生物技术时期（人类出现到19世纪中期） 生物技术的发展和利用可以追溯到1000多年（甚至4000多年）以前如酒类的酿造，豆粮
《生物制药工艺学》复习思考题 生物药物概论 生物药物有哪几类？DNA重组药物与基因药物有什么区别？ 生物药物有哪些作用特点？ DNA重组药物主要有哪几类？举例说明之。 术语：药物与药品，生物药物，DNA重组药物，基因药物，反义药物，核酸疫苗，RNAi 生物制药工艺技术基础 生物活性物质的浓缩与干燥有哪些主要方法？ 简述生物活性物质分离纯化的特点和分离纯化的主要原理。 怎样保存微生物菌种？何谓菌种退化？如何检查菌种退化？ 诱变育种的总体流程是怎样的？选择出发菌需注意哪些事项？ 生物制药工艺中试放大的目的是什么？ 酶固定化的方法有哪些类别？ 术语：冷冻干燥，喷雾干燥，薄膜浓缩，自然选育，诱变育种，蛋白质工程，转基因动物，蛋白质组学，酶工程，immobilized enzyme，抗体酶，模拟酶，组合生物合成，药物基因组学，DNA Shuffling，定向进化，甘油冷冻保藏法，液氮保藏法，斜面保藏法，沙土管保藏法 生物材料的预处理 去除发酵液中杂蛋白有哪几种方法？ 去除发酵液中钙、镁、铁离子的方法有哪些？ 影响絮凝效果的主要因素有哪些？ 细胞破碎有哪些方法？各有什么特点？ 超声波破碎细胞的原理？ 术语：凝聚作用，絮凝作用，渗透压冲击法，错流过滤，超声波破壁，酶法破壁，高压匀浆法，高速珠磨法，反复冻融法，渗透压冲击法，液氮研磨法，丙酮粉 萃取法 溶剂萃取法的基本原理，其特点是什么？ 溶剂萃取法按操作方式不同，可分为哪几类？各有什么特点？ 影响有机溶剂萃取的因素有哪些？萃取剂的选择需遵循哪些原则？ 使用有机溶剂萃取时，改变pH值将如何影响酸性或碱性抗生素的分配系数？ 乳化剂为何能使乳状液稳定？ 破坏乳状液的方法有哪些？ 影响乳状液类型的因素有哪些？ 双水相萃取的优缺点有哪些？影响双水相萃取的因素有哪些？ 超临界流体萃取有哪些特点？常用的流体为哪种？影响超临界流体萃取的因素有哪些？超临界萃取的流程主要有哪几种类型？ 术语：有机溶剂萃取，反萃取，双节线，多级错流萃取，多级逆流萃取，反胶束萃取，超临界流体萃取，双水相萃取，能斯特分配定律，表观分配系数，萃取因素，萃取剂，萃余液，HLB值 沉淀和结晶 什么是“盐析沉淀”？盐析的基本原理？ 影响盐析效果的因素有哪些？
生物工艺学全解
第一章绪论 1、生物工艺学包含的四大块内容：原料预处理和培养基的制备、菌种的选育及 代谢调节、生物反应过程的工艺控制、下游加工。 2、生物催化剂是游离的或固定化的细胞或酶的总称。 生物催化剂特点： 优点：①常温、常压下反应②反应速率大③催化作用专一④价格低廉缺点：稳定性差控制条件严格易变异（细胞） 生物反应过程实质是利用生物催化剂以从事生物技术产品的生产过程(process engineering)。 3、生物技术研究的主要内容： 基因工程(DNA重组技术，gene engineering) 、细胞工程(cell engineering)、酶工程(enzyme engineering)、发酵工程(fermentation engineering)、蛋白质工程(protein engineering)、 第二章菌种的来源 1、分离微生物新种的过程大体可分为采样、增殖、纯化和性能测定。 2、代谢控制发酵（Metabolic Control fermentation）：用人工诱变的方法， 有意识地改变微生物的代谢途径，最大限度地积累产物，这种发酵形象地称为代谢控制发酵，最早在氨基酸发酵中得到成功应用。 3、菌种的保藏方法： A 斜面冰箱保藏法 B 沙土管保藏法 C 石蜡油封存法 D 真空冷冻干燥保藏法 E 液氮超低温保藏法 4. 生物工程专业相关的主要数据库有哪些？ 维普中文科技期刊数据库、中国期刊全文数据库、万方系列数据库、science online、springer link等。 第三章菌种选育
1、 常用菌种选育方法 （1）自然选育:是指在生产过程中，不经过人工处理，利用菌种的自发突 变(spontaneous mutation)而进行菌种筛选的过程。 特点：自发突变的频率较低，变异程度不大。所以该法培育新菌种的过 程十分缓慢。 应用：自然选育在工业生产中可以达到纯化菌种，防止菌种衰退，稳 定生产，提高产量的目的。 （2）诱变育种:是利用物理或化学诱变剂处理均匀分散的微生物细胞群， 促进其突变率大幅度提高，然后采用简便、快速和高效的筛选方法，从中挑选少数符合育种目的的突变株，以供生产实践或科学研究使 用。诱变育种的理论基础是基因突变。 2、诱变育种的典型流程 8 出发菌株（砂土管或冷冻管） 原种特性考察斜面单孢子悬液 诱变处理摇瓶培养24h 菌悬液稀释涂平板处理前后计数并统计存活率观察单菌落形态挑选单菌落传种斜面摇瓶初筛与对照组比较挑出高产斜面保藏菌株 传种斜面 摇瓶复筛 挑出高产菌株 （稳定性和特性）培养基优化 小试中试 与对照组比较诱变育种的典型流程 3、抗噬菌体菌株的检出方法： 平板点滴法、单层琼脂法、双层琼脂法。 第三章 微生物的代谢调节 1、微生物初级代谢调节包括酶活调节、酶合成调节、遗传控制 2、改变细胞膜通透性的方法
2019-2020学年第二学期期末考试《生物药剂与药物动力学》大作业 作业要求：大作业要求学生手写完成，提供手写文档的清晰扫描图片，并将图片添加到word文档内，最终wod文档上传平台，不允许学生提交其他格式文件（如JPG，RAR等非word文档格式），如有雷同、抄袭成绩按不及格处理。 一名词解释题 (共10题，总分值30分 ) 1. 生物利用度（3 分） 生物利用度是指制剂中药物被吸收进入人体循环的速度与程度。生物利用度是反映所给药物进入人体循环的药量比例，它描述口服药物由胃肠道吸收，及经过肝脏而到达体循环血液中的药量占口服剂量的百分比。 2. 统计学模型（3 分） 指以概率论为基础，采用数学统计方法建立的模型。 3. 肾清除率（3 分） 单位时间内肾血浆中某物质的浓度与尿中该物质浓度的比值 4. 膜脂（3 分） 是指包围在细胞表面的一层极薄的膜,主要由膜脂和膜蛋白所组成。质膜的基本作用是维护细胞内微环境的相对稳定,并参与同外界环境进行物质交换、能量和信息传递。 5. 药物治疗指数（3 分） 等于半数致死量与半数有效量之比，用来估计药物的安全性，此数值越大越好。 6. 吸收（3 分） 食物经过消化后，通过消化道粘膜，进入血液和淋巴循环的过程，称为吸收 7. 消除（3 分） 消除是指药物的生物转化和排泄的总称。 8. 二阶矩（3 分） 二阶矩是随机变量平方的期望,以此可以类推高阶的矩 9. 蓄积（3 分）
有机体长期接触某污染物质，若吸收超过排泄及其代谢转化，则会出现污染物质在体内逐增的现象，称为生物蓄积。 10. 剂型因素（3 分） 药物剂型因素和药效之间的关系，这里所指的剂型不仅是指片剂、注射剂、软膏剂等剂型概念，还包括跟剂型有关的各种因素，如药物的理化性质（粒径、晶型、溶解度、溶解速度、化学稳定性等）、制剂处方（原料、辅料、附加剂的性质及用量）、制备工艺（操作条件）以及处方中药物配伍及体内相互作用等。 二计算题 (共2题，总分值30分 ) 11. 某患者以每小时150mg的速度静脉滴注利多卡因，已知：t1/2＝1.9h，V＝100 L，问C ss是多少?滴注经历10 h血药浓度是多少?若要使稳态血药浓度达到3μg／ml，静脉滴注速度应为多少? （15 分） 12. 某药口服吸收后在体内呈一室分布，其血药浓度如下表和下图所示，试求该药的有关动力学参数。
第一章 1、生物工艺学定义: A 国际经济合作及发展组织定义: 生物技术是应用自然科学及工程学的原理，依靠生物作用剂（一般称为生物催化剂，是游离或固定化细胞、酶的总称）的作用将物料进行加工以提供产品和为社会服务的技术。 B生物工艺学，也称生物技术，是指以现代生命科学为基础，结合其他基础学科的科学原理，采用先进的工程技术手段，按照设计改造生物体或生物原料，为人类生产出所需要产品或达到某种目的的技术。 2、先进的工程技术手段：是指基因工程、细胞工程、酶工程和发酵工程、（生化工程）新技术。 3、发酵工程：是将微生物学、生物化学和化学工程的基本原理有机的结合起来，利用微生物的生长和代谢活动来生产各种有用物质的工程技术，是生物技术产业化的重要环节。 发酵(广义):任何通过大规模培养微生物来生产产品的过程。 4、酶工程：它是从应用的角度出发研究酶，是在一定的生物反应装置中利用酶的催化性质进行生物转化的技术。其内容包括酶的生产、酶的分离纯化、酶分子修饰、酶固定化、酶反应动力学、酶反应器、酶的应用。 5、生物工艺学特点：(1)是一门综合性学科；(2)采用生物催化剂；(3)采用可再生资源为主要原料，原料来源丰富，价格低廉，过程中废物的危害性小，但由于原料成分难以控制，会给产品质量带来一定的影响。 6、生物反应的一般过程： 7、生物反应过程的工业生产主要有以下三种：酶催化反应过程；细胞反应过程；废水的生物处理过程。 第二章 1、醋酸杆菌AS 1.41：是我国酿醋工业常用菌种之一。产醋酸量6%～8%，可将醋酸进一步氧化为CO2和H2O。最适生长温度28～30℃，耐酒精浓度8%。 2、酵母菌：兼性厌氧 有氧条件下，将可发性糖类通过有氧呼吸作用彻底氧化为CO2和H2O，释放大量能量供菌体繁殖； 无氧条件下，使可发酵性糖类通过发酵作用（EMP途径）生成酒精和CO2，释放较少能量供细胞繁殖。 3、工业微生物菌种选育：通过各种手段获得代谢调控机制不完善的菌株，以改良菌种的特性，使其符合工业生产的要求。 4、诱变育种：是通过人工处理微生物，使之发生突变，并运用合理的筛选程序和方法，把适合人类需要的伏良菌株选育出来的过程。 5、理性筛选：是指运用遗传学、生物化学的原理，根据产物已知的或可能的生物合成途径、代谢调控机制和产物分子结构来进行设计和采用一些筛选方法，以打破原有的代谢调控机制，来获得高产突
复习整理——根据课件后的小结和复习思考题整理 第一章生物药物概述 生物药物 Biopharmaceutics：是以生物体、生物组织或其成份为原料（包括组织、细胞、细胞器、细胞成分、代谢、排泄物）综合应用生物学、物理化学与现代药学的 原理与方法加工制成的药物。 生物药物的特性 一、药理学(pharmacology)特性： 1、活性强: 体内存在的天然活性物质。 2、治疗针对性强,基于生理生化机制。 3、毒 副作用一般较少，营养价值高。4、可能具免疫原性或产生过敏反应。 二、理化特性： 1. 含量低、杂质多、工艺复杂、收率低、技术要求高； 2. 组成结构复杂，具严格空间结构，才有生物活性。对多种物理、化学、生物学因素不稳定。 3. 活性高，有效剂 量小，对制品的有效性，安全性要严格要求（包括标准品的制订）。 微生物药物：微生物药物是一类特异的天然有机化合物，包括微生物的次级代谢产物，初级代谢产物和微生物结构物质，还包括借助微生物转化（microbial transformation）产生的用化学方法难以全合成的药物或中间体。 生化药物：指从生物体（动物、植物、微生物）中获得的天然存在的生化活性物质， 其有效成分和化学本质多数比较清楚。 生物制品：一般把采用DNA重组技术或单克隆抗体技术或其他生物技术制造的蛋白质、抗体或核酸类药物统称为生物技术药物(biotech drug)，在我国又统称为生物制品。 蛋白质工程(protein engineering)：利用基因工程手段，包括基因的定点突变和基 因表达对蛋白质进行改造，以期获得性质和功能更加完善的蛋白质分子。 RNA干涉（ RNA interference,RNAi）：是指在生物体细胞内，dsRNA(双链RNA) 引起同源mRNA的特异性降解，因而抑制相应基因表达的过程。 1.生物药物有哪几类？重组DNA药物、基因药物、天然生物药物、合成半合成生物 药物 2.DNA重组药物与基因药物有什么区别？ 3.生物药物有哪些作用特点？
《生物制药学》 一、名词解释。 1.生物技术制药：利用基因工程技术、细胞工程技术、微生物工程技术、酶工程技术、蛋白质工程技术、分子生物学技术等来研究和开发药物，用来诊断、治疗和预防疾病的发生。 2.基因工程：又称基因拼接技术和DNA重组技术，是以分子遗传学为理论基础，以分子生物学和微生物学的现代方法为手段，将不同来源的基因按预先设计的蓝图，在体外构建杂种DNA分子，然后导入活细胞，以改变生物原有的遗传特性、获得新品种、生产新产品。 3.生物反应器：利用生物体所具有的生物功能，在体外或体内通过生化反应或生物自身的代谢获得目标产物的装置系统、细胞、组织器官等等。 4.接触抑制：将多细胞生物的细胞进行体外培养时，分散贴壁生长的细胞一旦相互汇合接触，即停止移动和生长的现象。 5.单克隆抗体：因单一克隆B细胞杂交瘤产生的，只识别抗原分子某一特定决定簇的特异性抗体。 二、问答题。 1.特点：细胞生长时胞体呈棱形或不规则的三角形，中央有圆形核，胞质向外伸出2～3个突起。细胞群常借该突起连接成网，生长时呈放射状、漩涡状或火焰状走行。 来源：中胚层组织来源的细胞，如成纤维细胞、心肌细胞、平滑肌细胞和成骨细胞等。
2.特点：①原代培养细胞呈活跃的移动，细胞分裂不旺盛，并多呈二倍体核型； ②原代培养细胞与体内细胞在形态结构和功能活动上相似性大； ③细胞群是异质的，即各细胞的遗传性状互不相同，细胞相互依存性强。 例如：鸡胚细胞、原代免或鼠肾细胞、以及血液的淋巴细胞。 3.免疫毒素可用于治疗肿瘤、自身免疫病，并能克服组织移植排斥反应，可单独给药也可以包裹在脂质体及其他微粒中给药。由于重组免疫毒素是在胞浆物质代谢中发挥作用，相对分子质量又小，渗透力强，故效果好。 4.在发酵过程中，在已有设备和正常发酵条件下，每种产物发酵的溶氧浓度变化有自己的规律。发酵时生产菌大量繁殖，需氧量不断增加，此时的需氧量超过供氧量，使溶氧浓度明显下降。从发酵液中的溶解氧浓度的变化，就可以了解微生物生长代谢是否正常，工艺控制是否合理，设备供氧能力是否充足等问题，帮助查找发酵不正常的原因和控制好发酵生产。 5.（1）酶的稳定性提高。 （2）反应后，酶与底物和产物易于分开，产物中无残留酶，易于纯化，产品质量高。 （3）反应条件易于控制，可实现转化反应的连续和自动控制。（4）酶的利用效率高，单位酶催化的底物量增加，用酶量减少。（5）比水溶性酶更适合于多酶反应。
一、名词解释 菌种的扩大培养 . 生长因子，临界氧浓度诱变育种，.培养基 .前体，. 反复补料培养.呼吸商， . 临界稀释率，空气的相对湿度补料分批培养，. 竞争性抑制，. 培养基的分批灭菌，. 发酵. Ks .空气湿含量，.合适诱变剂量，. 倒种，. 自然选育，生物反应动力 VVM 二、单项选择题 1.对于不产孢子的菌丝体来说，那种方法最为理想且保存时间长。 A 菌丝速冻法 B 沙土管保藏法 C真空冷冻干燥法 D 液氮超低温保存法 2.下面出现那种异常情况最可能是噬菌体污染了。 A pH上升 B pH下降，菌丝体畸变 C pH下降，菌丝体消解 D pH上升，菌丝体畸变 3.下面那种诱变剂在不同pH下以不同机制进行诱变，并有“超诱变剂”之称。 A NTG B 快种子 C 氮芥 D 亚硝酸 4. 进行淀粉酶生产的活动过程中，我们应当选用那种原料作为碳源。 A 乳糖 B 淀粉 C葡萄糖 D 蔗糖 5.种子罐的种子移植到发酵罐中主要采用（）法。 A 差压法 B 火焰接种法 C 微孔接入法 D 紫外无菌接种 6.下面哪个选项能够表达接种龄（）。 A 对数后期 B 对数中期 C 对数前期 D 培养12小时 7.种子的总量为50m3,发酵罐培养液消后体积为500m3请问接种量为（） A 9.9% B 10% C 91% D 50m3 8.分批培养过程中，不考虑抑制作用，减速期的长短下面那种说法正确（）。 A Ks值越大减速期越长 B Ks值越大减速期越短 C u max越大减速期越短 D u max越大减速期越长 9. 初级代谢产物或分解代谢产物的形成速率和菌体生长多为（）。 A 生长关联型 B非生长关联型 C部分生长关联型 D 和菌体浓度相关型 10.连续培养时，容易遭到那种杂菌的污染（）。 A 杂菌一次污染量太多 B比生长速率大 C 杂菌比生长速率小D 对数期的杂菌 11.对于产孢子能力强、孢子发芽快、生长繁殖旺盛的菌种主要采用（）直接作为种子罐的种子。 A 菌丝体 B 孢子 C 子实体 D 芽孢 12. 发酵罐的装料体积500m3为从一级种子罐到发酵罐的接种量都为10%，第一级种子罐装料体积为50升，请问种子罐发酵级数（）。 A 5级 B 6级 C 7级 D 4级 13. 次级代谢产物的形成速率和菌体生长多为（）。 A 生长关联型B非生长关联型 C部分生长关联型 D 和菌体浓度无关
《化工工艺学》试题一 一、填空题（本题共20分，共10小题，每题各2分） 1、在合成氨烃类蒸汽转化的过程中，从热力学角度分析有三个副反应存在析炭 的可能性，这三个副反应的化学反应方程式分别为_____________________-_、______________________和______________________，而从动力学角度分析只有___________________才可能析炭。 2、按照用途的不同可将工业煤气分为四类，分别为：__________、__________、- _________和__________。 3、煤中的水分主要分为三类，其中包括：游离水、__________和__________。 4、在合成氨CO变换工序阶段低温变换催化剂主要有__________和__________ 两种类型。 5、在合成氨原料气的净化过程中脱硫的方法主要分为：__________和_________- _两种类型。 6、氨合成塔的内件主要由__________、__________和电加热器三个部分组成。 7、尿素的合成主要分两步进行分别为：___________________________________- __________（反应方程式）和________________________________________-____（反应方程式）。 8、在以硫铁矿为原料生产硫酸过程中，硫铁矿在进入沸腾焙烧炉前需要达到的 组成指标为：S>20%、__________、__________、__________、__________和H O<8%。 2 9、在沸腾炉焙烧硫铁矿时要稳定沸腾炉的炉温需要做到的三个稳定分别为：① 稳定的空气量、②__________和③_________________。 10、电解法生产烧碱的电解反应为_____________________________________（反 应方程式）。 二、简答题（本题共50分，共5小题，每题各10分） 1、简述烃类蒸汽转化过程中析炭的危害及防止析炭应采取的措施。 2、简述铁－铬系高温变换催化剂的组成（含量）及各组分的作用。 3、简述硫酸生产两转两吸工艺的优、缺点。
吉大18春学期《生物药剂与药物动力学》在线作业二-0004 试卷总分:100 得分:0 一、单选题(共10 道试题,共40 分) 1.生物体内进行药物代谢的主要酶系是（） A.肝微粒体代谢酶 B.乙酰胆碱酯酶 C.琥珀胆碱酯酶 D.单胺氧化酶 正确答案:A 2.多剂量或重复给药经过几个半衰期体内药物浓度达到稳态是（） A.3 B.10 C.4-5 D.6-7 正确答案:C 3.关于药物的分布叙述错误的是 A.药物在体内的分布是不均匀的 B.药效强度取决于分布的影响 C.药物作用的持续时间取决于药物的消除速度 D.药物从血液向组织器官分布的速度取决于药物与组织的亲和力 E.药物在作用部位的浓度与肝脏的代谢无关 正确答案:E 4.影响药物分布的因素不包括 A.体内循环的影响 B.血管透过性的影 C.药物与血浆蛋白结合力的影响 D.药物与组织亲和力的影响 E.药物制备工艺的影响 正确答案:E 5.对药物动力学含义描述错误的是 A.用动力学和数学方法进行描述 B.最终提出一些数学关系式 C.定性地探讨药物结构与体内过程之间的关系 D.可知道药物结构改造、设计新药 E.制订最佳给药方案 正确答案:C
6.溶出度的测定方法中错误的是 A.溶剂需经脱气处理 B.加热使溶剂温度保持在37℃±0.5℃ C.调整转速使其稳定。 D.开始计时，至45min时，在规定取样点吸取溶液适量， E.经不大于1．0μm微孔滤膜滤过， 正确答案:E 7.影响药物代谢的主要因素没有 A.给药途径 B.给药剂量 C.酶的作用 D.生理因素 E.剂型因素 正确答案:E 8.药物的清除率的概念是指（） A.在一定时间内(min)肾能使多少容积(ml)血浆中所含的该药物完全清除 B.在一定时间内(min)肾能使多少容积(ml)血液中所含的该药物完全清除 C.药物完全清除的速率 D.药物完全消除的时间 正确答案:A 9.不同给药途径药物吸收一般最快的是 A.舌下给药 B.静脉注射 C.吸入给药 D.肌内注射 E.皮下注射 正确答案:B 10.关于药物零级速度过程描述错误的是（） A.药物转运速度在任何时间都是恒定的 B.药物的转运速度与药物量或浓度无关 C.半衰期不随剂量增加而增加 D.药物消除时间与剂量有关 正确答案:C