复习题1-南开大学微生物发酵工程复习题(有答案)
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1. 淀粉水解糖的制备可分为( )酸解法、 ( )酶解法和酸酶结合法三种。
2. 糖酵解途径中的三个重要的关键酶是( )己糖激酶、磷酸丙糖激酶、 ( )丙酮酸激酶.3. 甘油的生物合成机制包括在酵母发酵醪中加入( )亚硫酸氢钠与乙醛起加成反应和在( )碱性条件下乙醛起歧化反应.4.微生物的吸氧量常用呼吸强度;耗氧速率两种方法来表示,二者的关系是( ) .5. 发酵热包括( )生物热;搅拌热;蒸发热和( )辐射热等几种热.6. 发酵过程中调节pH 值的方法主要有添加( )碳酸钙法;氨水流加法和尿素流加法。
7. 微生物工业上消除泡沫常用的方法有( )化学消泡和( )机械消泡两种.。
8. 一条典型的微生物群体生长曲线可分为( )迟滞期、对数期;( )稳定期;衰亡期四个生长时期.9. 常用菌种保藏方法有( )斜面保藏法、 ( )沙土管保藏法、液体石蜡保藏法;真空冷冻保藏法等。
10. 培养基应具备微生物生长所需要的五大营养要素是( )碳源、氮源;( )无机盐; ( )生长因子和水.11. 提高细胞膜的 ( )谷氨酸通透性,必须从控制磷脂的合成着手或者使细胞膜受损伤.12. 根据微生物与氧的关系,发酵可分为( )有(需)氧发酵;( )厌氧发酵两大类。
13. 工业微生物育种的基本方法包括( )自然选育、诱变育种;代谢控制育种;( )基因重组和定向育种等。
14. 肠膜明串珠菌进行异型乳酸发酵时,产物为( )乳酸;( )乙醇;C O 2。
15. ( )诱导酶指存在底物时才干产生的酶,它是转录水平上调节( )酶浓度的一种方式。
16. 发酵工业的发展经历了( ) 自然发酵,纯培养技术的建立, ( )通气搅拌的好气性发酵技术的建立,人工诱变育种 ( ) 代谢控制发酵技术的建立,开辟新型发酵原料时期,与( )基因操作技术相结合的现代发酵工程技术等六个阶段。
17. 去除代谢终产物主要是通过改变细胞的膜的( )通透性来实现。
18. 获得纯培养的方法有( )稀释法,( )划线法,单细胞挑选法,利用选择培养基分离法等方法。
南开大学微生物专业历年生物化学试题1.举例说明垂体激素与其它内分泌腺的关系如何?(10分)2.试述Km的意义及常用的求Km的方法。
(10分)3.B族维生素缺乏将影响哪些代谢?为什么?(10分)4.脂肪酸β-氧化的产物及其代谢的命运如何?用代谢途径表示其中的两条代谢去路。
(205.某同学在用醋酸纤维膜电泳法分离血清蛋白质时没有得到预期的分离效果,请帮助他分析原因。
(10分)6.何谓联合脱氨基作用?用结构式表示出联合脱氨基作用的主要方式。
(10分)7.为什么说电泳法,离子交换纤维素层析,分子排阻层析可用于分离蛋白质?(10分)8.DNA体外重组的理论基础及主要的方法步骤是什么?(10分)9.试比较核糖核酸与脱氧核糖核酸的生物合成。
(10分)一.一双链DNA分子的一条链中的[A]=0.3,[G]=0.24,问1.该条链中[T]和[C]是多少?3.用溴化氰水解此肽得到一个以高丝氨酸内酯结尾的四肽和一个二肽4.用胰蛋白酶水解可产生两个三肽5.用羧肽酶A或羧肽酶B处理都不能得到阳性结果。
六.DNA重组技术中使用的工具酶有哪些?详述它们的作用特征。
(10分)七.用反应式表示出生命活动所需的能量是如何产生的?(10分)八.用代谢途径表示出甘油在肝脏中可能的代谢去路。
(15分)九.下表数据是在没有抑制剂存在或有2mM的抑制剂存在时测得的反应速度随底物浓度变化的情况:[S]35103090V(μM/min)无抑制剂10.414.522.533.840.5有2mM的抑制剂存在4.16.411.322.633.8有:1.无抑制剂存在时,反应的最大速度(Vma某)和Km是多少?2.若有2mM的抑制剂存在,反应的最大速度和Km又是多少?该抑制剂属于何种类型的抑制剂?(15分)一.解释题:(15分)1.酶的活力单位2.结构域3.启动子4.冈崎片断5.内含子6.酮体二.填空题(15分)1.酶的种类很多,但辅助因子的种类并不多,因为2.在尿素循环中,水解产生尿素和鸟氨酸,故此循环也成为鸟氨酸循环。
复习A1.发醇过程中异常现象(发酵液转稀、发酵液过浓、耗糖缓慢、pH不正常)处理措施?答:发酵液转稀:适时补入适当碳源或氮源促使繁殖新菌体,恢复正常。
发酵液过浓:补入10%无菌水,是菌液浓度下降,改善发酵条件。
耗糖缓慢:补入适量合适的氮源、磷盐,提高发酵温度,风量;PH不正常:采用酸或碱调整。
2. Monod(莫诺)方程表明了什么和什么的重要关系?简介Monod(莫诺)方程?答:表明了比生长速率与生长限制基质浓度的关系。
Monod模型方程为:μ=μm S/(Ks+S)式中,μm----最大比生长速率(h^-1);S----限制性底物浓度(g/L);Ks---饱和常数(g/L);Ks表示微生物对生长限制性基质的亲和力; Ks越大,亲和力越小,μ对S的变化越不敏感。
μ对S的关系呈抛物线变化如图:当μ=μm/2 时ks= S;当S→∞时,μ→μmax它是典型的决定论非结构模型,即不考虑每个细胞的差异,取菌体性质及数量的平均值;认为菌体均匀分散于培养液中,不考虑细胞组成的变化。它是基于以下假设建立的:1、菌体生长为非均衡型结构生长。
因此,细胞成分只需要一个参数即细胞浓度表示即可。
2、培养基中只有一种底物是生长限制性底物,其他组分含量充分,不影响微生物生长。
3、将微生物生长视为简单反应,并假设菌体的得率为常数,没有动态滞后。
3.补料分批发酵技术的特点, 与分批发酵,连续发酵的区别?答:(1)补料分批发酵技术的特点:由于基质的缓慢补入,既满足了微生物生长和产物合成的持续需要,又要避免了由于基质过量引起的各种调控反应,从而能使产率获得很大提高;补料技术本身的提高:少次多量——少量多次——流加——微机控制流加;整个发酵过程中不断地调节补料率,维持各项物质的供需平衡。
(2)补料分批发酵是介于分批发酵和连续发酵之间的发酵形式;区别于分批发酵技术:由于补加物料,补料分批发酵系统不一再是封闭系统;区别于连续发酵技术:补料分批系统并不是连续地向外放出发酵液,罐内的培养液体积(V)不再是个常数,而是随时间(t)和物料流速(F)而变化的变量(变体积操作)。
第1章绪论填空题:1.微生物与人类关系的重要性,你怎么强调都不过分,微生物是一把十分锋利的双刃剑,它们在给人类带来____的同时也带来______。
2.1347年的一场由________引起的瘟疫几乎摧毁了整个欧洲,有1/3的人(约2 500万人)死于这场灾难。
3.2003年SARS在我国一些地区迅速蔓延,正常的生活和工作节奏严重地被打乱,这是因为SARS有很强的传染性,它是由一种新型的________所引起。
4,微生物包括:_______细胞结构不能独立生活的病毒、亚病毒(类病毒、拟病毒、朊病毒);具细胞结构的真细菌、古生菌;具_____ 细胞结构的真菌(酵母、霉菌、蕈菌等)、单细胞藻类、原生动物等。
5.著名的微生物学家Roger Stanier提出,确定微生物学领域不应只是根据微生物的大小,而且也应该根据有别于动、植物的____。
6.重点研究微生物与寄主细胞相互关系的新型学科领域,称为____。
7.公元6世纪(北魏时期),我国贾思勰的巨著“____”详细地记载了制曲、酿酒、制酱和酿醋等工艺。
8.19世纪中期,以法国的____和德国的_____为代表的科学家,揭露了微生物是造成腐败发酵和人畜疾病的原因,并建立了分离、培养、接种和灭菌等一系列独特的微生物技术,从而奠定了微生物学的基础,同时开辟了医学和工业微生物学等分支学科。
_____和____是微生物学的奠基人。
9.20世纪中后期,由于微生物学的____、_____等技术的渗透和应用的拓宽及发展,动、植物细胞也可以像微生物一样在平板或三角瓶中分离、培养和在发酵罐中进行生产。
10.目前已经完成基因组测序的3大类微生物主要是____、_____及____。
而随着基因组作图测序方法的不断进步与完善,基因组研究将成为一种常规的研究方法,为从本质上认识微生物自身以及利用和改造微生物将产生质的飞跃。
11.微生物从发现到现在的短短的300年间,特别是20世纪中期以后,已在人类的生活和生产实践中得到广泛的应用,并形成了继动、植物两大生物产业后的____。
发酵工程复习题发酵工程一、名词:1、发酵工程:应用微生物学等相关的自然科学以及工程学原理,利用微生物等生物细胞进行酶促转化,将原料转化成产品或提供社会性服务的一门科学。
2、生物热: 产生菌在生长繁殖过程中产生的热能叫生物热。
3、载体培养4、发酵异常5、结晶:在化学里面,热的饱和溶液冷却后,溶质以晶体的形式析出,这一过程叫结晶。
6、培养基优化:是指面对特定的微生物,通过实验手段配比和筛选找到一种最适合其生长及发酵的培养基,在原来的基础上提高发酵产物的产量,以期达到生产最大发酵产物的目的。
二、填空1、某酒厂生产的啤酒、果酒,放置久了会产生沉淀,使就混浊,造成产品积压滞销。
经化验,得知沉淀物是蛋白质。
为解决这一问题,提出了两个方案,甲:在酒中加入少量蛋白酶;乙:在酒中加入少量氨基酸氧化酶。
请评价这两种方案:(1)___甲____方案合理,原因是蛋白酶能水解蛋白质,既能去除沉淀,又能保留营养成分2、在一个密闭的含足量葡萄糖溶液的容器里,加入一定量的酵母菌发酵制酒。
将产生的二氧化碳气体用导管导入足量的澄清石灰水中。
一段时间后析出200000g。
则此发酵过程中产生了__92____Kg的酒精。
3、酵母菌是兼性厌氧生物,在氧气充足时进行有氧呼吸,在氧气浓度低时进行酒精发酵在酿酒厂,通常有两种与酵母菌相关的反应装置,如图(1)甲装置的主要目的是要得到___大量酵母菌________。
(2)乙装置的目的是要得到_______酒精___________.(3)消耗等量的葡萄糖,产生气体量最多的是________甲_________装置。
(4)如果酵母菌进行酒精发酵消耗了3600g葡萄糖,能生成乙醇______40_______mol。
啤酒厂利用酵母菌酿酒时,为了增殖酵母菌的数量,除了为发酵罐中的酵母菌提供充分的反应底物、适宜的温度个PH值外,还应该对发酵罐采取_______通入无菌空气________措施。
这时,发酵罐中酵母菌以_________出芽______方式进行增殖,产生大量新个体。
第一章前言1.微生物发酵工程的概念2.微生物发酵产物的类型(初级代谢产物,次级代谢产物的含义)3.微生物发酵工程的特点第二章发酵工程中常用的微生物1.工业中常用的微生物2.发酵工业对微生物菌种的要求3.工业中常用的微生物(知道某种工业产物对应某种产生菌)第三章生产菌种的选育(1)1.对生产菌种的基本要求2.国内外菌种保藏机构简称3.分离放线菌时为了抑制霉菌生长加入丙酸钠,分离细菌为了抑制霉菌和酵母菌生长加入放线酮和制菌霉素4.自然选育的概念5.自发突变的概念及原因6.自然分离与定向培育7.诱变育种的原理及主要程序8.诱变育种出发菌株的选择原则(6点)9.诱变剂的概念10.突变的概念及机制(基因突变及染色体畸变)第三章生产菌种的选育(2)1.基因重组育种2.转化(转染)、转导、原生质体融合的概念3.原生质体制备中微生物去壁的方法4.原生质体融合的步骤5.原生质体融合的特点6.菌种的保藏方法第四章微生物发酵过程1.按微生物的种类分发酵种类2.固体发酵和液体发酵的区别3.一般发酵工艺流程4.发酵异常的处理第五章发酵工艺控制1.发酵工艺控制参数2.发酵培养基的一般特点3.培养基的设计原则4.发酵培养基的优化5.温度对发酵的影响与控制6.pH对发酵的影响与控制7.溶解氧(DO)对发酵的影响及控制8.泡沫及其控制9.防治杂菌污染的措施10.噬菌体的影响和控制11.高密度发酵第六章发酵动力学1.莫诺方程——比生长速率和生长机制浓度的关系(内涵,意义,假设条件)2.饱和常数Ks,比生长速率μ3.倍增时间的概念4.呼吸速率的概念5.产物动力学类型和特点第七章分批发酵和补料分批发酵1.发酵的方式(5种)2.补料函数(两个图相对应)3.补料分批发酵的特点和适用范围(优点,与分批培养及连续培养方式的比较)该表也可应用于回答“为什么补料分批发酵应用最广泛?”4.Crabtree效应第八章连续发酵(全章均为五星级)1.连续发酵的优点和不足2.连续发酵动力学——以恒化器法培养进行研究(D与μ的关系)第九章灭菌工程1.干热灭菌法的温度和时间2.湿热灭菌法的温度和时间3.射线灭菌常用的射线有哪些?用于灭菌的紫外线的波长为多少?4.致死温度5.为什么在灭菌工程中高温短时的灭菌效果优于低温长时?第十章发酵设备1.公称容积2.生物反应器的类型3.对生物反应器设计的基本要求4.厌氧发酵设备的装料系数,好氧发酵设备的装料系数5.机械搅拌发酵罐应满足的特点。
微⽣物发酵⼯程复习试题_答案版第⼀篇微⽣物⼯业菌种与培养基⼀、选择题2.实验室常⽤的培养细菌的培养基是(A)A ⽜⾁膏蛋⽩胨培养基B 马铃薯培养基C ⾼⽒⼀号培养基D 麦芽汁培养基3.在实验中我们所⽤到的淀粉⽔解培养基是⼀种(D)培养基A 基础培养基B 加富培养基C 选择培养基D 鉴别培养基7.实验室常⽤的培养放线菌的培养基是(C)A ⽜⾁膏蛋⽩胨培养基B 马铃薯培养基C ⾼⽒⼀号培养基D 麦芽汁培养基8.酵母菌适宜的⽣长pH值为( A ) 4.5-5A 5.0-6.0B 3.0-4.0C 8.0-9.0D 7.0-7.59.细菌适宜的⽣长pH值为( D )A 5.0-6.0B 3.0-4.0C 8.0-9.0D 7.0-7.510.培养下列哪种微⽣物可以得到淀粉酶、蛋⽩酶、果胶酶、多肽类抗⽣素、氨基酸、维⽣素及丁⼆醇等产品。
( A )A 枯草芽孢杆菌 B 醋酸杆菌 C 链霉素 D 假丝酵母⼆、是⾮题1.根据透明圈的⼤⼩可以初步判断菌株利⽤底物的能⼒( X )2.凡是影响微⽣物⽣长速率的营养成分均称为⽣长限制性基质。
( X )3.在最适⽣长温度下,微⽣物⽣长繁殖速度最快,因此⽣产单细胞蛋⽩的发酵温度应选择最适⽣长温度。
( X )4.液体⽯蜡覆盖保藏菌种中的液体⽯蜡的作⽤是提供碳源( X ).5.种⼦的扩⼤培养时种⼦罐的级数主要取决于菌种的性质、菌体的⽣长速度、产物品种、⽣产规模等(√)6.碳源对配制任何微⽣物的培养基都是必不可少的.(√)7.亚硝基胍能使细胞发⽣⼀次或多次突变,尤其适合于诱发营养缺陷型突变株,有超诱变剂之称.√9.参与淀粉酶法⽔解的酶包括淀粉酶、麦芽糖酶和纤维素酶等。
(X)三、填空题1.菌种扩⼤培养的⽬的是接种量的需要、菌种的纯化、缩短发酵时间、保证⽣产⽔平。
2.进⾏紫外线诱变时,要求菌悬液浓度:细菌约为10^6个/mL,放线菌为 ,霉菌为10^6~10^7个/mL.3.培养基应具备微⽣物⽣长所需要的六⼤营养要素是碳源、氮源、⽆机盐和微量元素、前体、促进剂和抑制剂和⽔。
微生物发酵技术试题含答案一、单选题(共40题,每题1分,共40分)1.生产链霉素的菌种是()A、金色链霉菌B、绿色链霉菌C、白色链霉菌D、灰色链霉素正确答案:D2.放线菌中以()属产生的抗生素最多A、小单胞菌B、链孢囊菌C、诺卡菌D、链霉菌正确答案:D3.()抗生素能够抑制或干扰细胞壁合成A、氨基糖苷类B、青霉素类C、四环素类D、多肽类正确答案:B4.发酵罐内直接通入蒸汽对罐体和管路进行的灭菌属于()A、空气除菌B、连消C、实消D、空消正确答案:D5.某些放线菌产生的抗生素,是它们的()A、次级代谢产物B、初级代谢产物C、代谢中间产物D、代谢废物正确答案:A6.工业发酵中,促进剂的使用非常普遍,以下哪种不是促进剂的特点()A、提高氧的传递速率B、提高细胞渗透性C、减少营养消耗D、提高菌体对氧的利用正确答案:C7.青霉素发酵选用下列哪种菌()A、变灰青霉B、产黄青霉C、蓝青霉D、顶青霉正确答案:B8.作为碳源的有机酸在被微生物利用时常引起pH值()A、没有影响B、上升C、不变D、下降正确答案:B9.青霉素萃取的条件温度是()以下A、0℃B、15℃C、5℃D、10℃正确答案:D10.谷氨酸发酵生产过程中,若通气不足容易生成()A、缬氨酸B、谷氨酰胺C、乳酸D、α-酮戊二酸正确答案:C11.当杂菌是非好氧性微生物,溶氧的变化是()A、升高B、在较短时间内下降,直到接近于零C、先降后升D、不变正确答案:A12.不属于青霉素结构的是()A、β-内酰胺环B、克拉定糖C、四氢噻唑D、酰胺侧链正确答案:B13.下列有关发酵工程的说法正确的是()A、环境条件的变化不仅会影响微生物的生长繁殖,也会影响微生物的代谢途径B、单细胞蛋白是从微生物细胞中提取出来的C、发酵罐中微生物的生长繁殖、代谢产物的形成都与搅拌无关D、人工诱变、细胞工程、基因工程等都能微生物进行定向改造正确答案:A14.链霉素在中性溶液中能以()形式存在,可用离子交换法进行提取。
微生物发酵技术习题+参考答案一、单选题(共40题,每题1分,共40分)1、组成病毒粒子核心的化学物质是( )A、脂肪B、蛋白质C、糖类D、核酸正确答案:D2、平板划线分离法需要下面所有的物品,除了()之外。
A、电泳仪B、接种环C、琼脂培养基平板D、细菌的培养物正确答案:A3、消毒是指()A、杀灭病毒B、杀灭致病的微生物C、杀灭细菌D、杀灭芽胞正确答案:B4、分生孢子头呈扫帚状的霉菌是()A、青霉B、曲霉C、毛霉D、根霉正确答案:A5、细菌细胞壁与植物细胞壁相比,其特有的成分是()A、纤维素B、果胶C、肽聚糖D、纤维素和果胶正确答案:C6、琼脂的凝固点()℃A、45B、40C、96D、50正确答案:B7、杀灭细菌芽胞最有效的方法是()A、煮沸法B、紫外线照射C、高压蒸气灭菌法D、间歇灭菌法正确答案:C8、革兰氏阳性细菌细胞壁特有的成分是()A、肽聚糖B、几丁质C、脂多糖D、磷壁酸正确答案:D9、下列物质中,不能用作酵母菌碳源的是()A、含碳无机物B、蛋白胨C、含碳有机物D、花生粉饼等天然物质正确答案:A10、关于微生物的叙述中,正确的是()A、所有的微生物都是形体微小、结构简单、对人有害的B、微生物包含了除动物界、植物界以外的一切生物C、所有微生物分属于原核生物界、真菌界、原生生物界D、细菌、放线菌、青霉菌都属于原核生物正确答案:B11、通过影响微生物膜的稳定性,从而影响营养物质吸收的因素是()A、pHB、氧含量C、前三者的共同作用D、温度正确答案:A12、微生物的常用器具中,()是专为培养微生物设计的。
A、试管B、培养皿C、移液管D、烧杯正确答案:B13、在实验室里,从土壤里分离出尿素分解菌所需的培养基属于()A、鉴别培养基B、选择培养基C、液体培养基D、天然培养基正确答案:B14、单个细菌分裂繁殖生长后在固体培养基上堆集成肉眼可见的集团,称为()A、菌苔B、菌落C、菌体D、菌膜正确答案:B15、消毒一般不能杀死()A、细菌B、营养细胞C、酵母D、芽孢正确答案:D16、大多数微生物的营养类型属于()A、化能异养B、光能异养C、光能自养D、化能自养正确答案:A17、肉汤培养基用来培养()A、细菌B、放线菌C、真菌D、霉菌正确答案:A18、细菌生长繁殖的方式是()A、无性孢子B、二分裂C、复制D、有性孢子正确答案:B19、营养丰富,但成分不清楚的培养基叫做()A、基础培养基B、天然培养基C、合成培养基D、半合成培养基正确答案:B20、用化学成分不清楚或不恒定的天然有机物配成的培养基称为()A、天然培养基B、半合成培养基C、加富培养基D、合成培养基正确答案:A21、稀释涂布平板法正确的操作步骤是()①倒平板②稀释③接种④涂布A、①②③④B、①④②③C、②①④③D、②③①④正确答案:A22、适宜于微碱性条件下生长的微生物为()A、病毒B、放线菌C、霉菌D、酵母菌正确答案:B23、属于微生物次级代谢产物的药物是()。
一一、单项选择题:在每小题的备选答案中选出一个正确答案,并将正确答案的代码填在题干上的括号内。
(每小题1分,本大题共10分)1.一类单细胞有分枝的丝状微生物,以孢子繁殖,分布广泛大多是腐生菌,少数是动植物寄生菌,是抗生素的主要产生菌,2/3以上抗生素由该类菌产生。
这类微生物是:A.细菌B.霉菌C.放线菌D.酵母菌3.用液氮长期保藏菌种是因为液氮温度可达(),远远低于微生物新陈代谢作用停止的温度。
A.-180 0C B.-170 0CC.-160 0C D.-196 0C4.在微生物发酵工程中利用乳酸杆菌生产乳酸的发酵属于()。
A.好气性发酵B.厌气性发酵C.兼性发酵D.好厌间歇发酵5.配料较粗,营养丰富,完全,C/N合适,原料来源充足,质优价廉,成本低,有利于大量积累产物。
这些是()的一般特点。
A.选择培养基B.保藏培养基C.种子培养基D.发酵培养基6.( ) 是一类微生物维持正常生长不可缺少的,但自身不能合成的微量有机化合物。
A.生长因素B.碳源C.氮源D.微量元素7.生物反应器间歇操作, 在发酵过程中,不断进行通气(好氧发酵)和为调节发酵液的pH而加入酸碱溶液外, 与外界没有其它物料交换。
这种培养方式操作简单, 是一种最为广泛使用的方式, 称之为()。
A.连续发酵B.半连续发酵C.补料分批发酵D.分批发酵8.要求发酵设备现代化程度高、体系内营养物浓度和产物浓度始终一致、菌种容易发生变异的问题无法解决这种发酵方式是()。
A.连续发酵B.分批发酵C.补料分批发酵D.半连续发酵10.菌体的倍增时间是()增加一倍所需要的时间。
A.细胞质量B.菌体浓度C.菌体种类D.呼吸强度二、多项选择题:在每小题的备选答案中选出二个或二个以上正确答案,并将正确答案的代码填在题干上的括号内,正确答案未选全或选错,该小题无分。
(每小题2分,本大题共20分)11.发酵工程的前提条件是指具有()和()条件A.具有合适的生产菌种B.具备控制微生物生长代谢的工艺C.菌种筛选技术D.产物分离工艺E.发酵设备12.采用微生物发酵工程可以生产许多有用物质,主要包括:A.抗菌素B.维生素C.氨基酸D.蛋白酶E.生理盐水13.微生物发酵工程发酵产物的类型主要包括:A.产物是微生物菌体本身B.产品是微生物初级代谢产物C.产品是微生物次级代谢产物D.产品是微生物代谢的转化产物E.产品是微生物产生的色素14.引起发酵液中pH下降的因素有:A.碳源不足B.碳、氮比例不当C.消泡剂加得过多D.生理酸性物质的存在E.碳源较多15.发酵培养基中营养基质无机盐和微量元素的主要作用包括:A.构成菌体原生质的成分B.作为酶的组分或维持酶活性C.调节细胞渗透压D.缓冲pH值E.参与产物的生物合成17.培养基灭菌是否彻底直接关系到生产过程的成败, 灭菌失败主要不良后果包括:A.杂菌污染造成生产能力的下降B.杂菌产物使目的产物的提取和分离变得非常困难C.菌种发生遗传变异D.改变反应介质的pH值, 使生物反应发生异常变化E.杂菌可能会分解产物, 使生产过程失败18.过滤除菌的一般流程包括以下几个步骤:A.把吸气口吸入的空气先进行压缩前过滤进入空气压缩机B.从空气压缩机出来的空气(> 0.2MPa,温度120~150ºC),冷却至适当温度(20~25ºC)C.除去油和水,再加热至30~35ºC,D.最后通过总空气过滤器和分过滤器除菌E.获得洁净度、压力、温度和流量都符合工艺要求的灭菌空气。
第一章前言1.微生物发酵工程的概念是利用微生物的生长繁殖和代谢活动以及特定功能,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。
是将传统发酵与现代的DNA重组、细胞融合、分子修饰和改造等新技术结合并发展起来的现代发酵技术。
2.微生物发酵产物的类型(初级代谢产物,次级代谢产物的含义)a.产物是微生物菌体本身, SCP 菌体蛋白、PHB、趋磁细菌b. 产品是微生物的初级代谢产物或次级代谢产物;c. 产品是微生物代谢的转化产物;d. 微生物作用下完成一个生物过程。
@ 初级代谢产物: 将微生物从外界吸收各种营养物质,通过分解代谢和合成代谢生成维持生命活动的物质和能量的工程,称为初级代谢。这一过程的产物如:氨基酸等。
@次级代谢产物:是指微生物在一定的生长时期、以初级代谢产物为前体、合成一些对微生物的生命活动无明确功能的物质的过程。这一过程的产物即为次级代谢产物。
有人把超出生理需求的过量初级代谢产物也称为次级代谢产物。
有人把超出生理需求的过量初级代谢产物旷也称为次级代谢产物。
次级代谢产物包括:抗生素、激素、生物碱、色素、维生素等。
3.微生物发酵工程的特点1) 微生物的生化反应是在常温常压下进行的。2) 原料无需精制即可使用。3) 反应是以生物体的自动调节方式进行,多个反应过程能在同一反应器进行。4) 能生产化工方法无法合成的高分子物质及酶类。5) 能选择性地进行复杂化合物的转化反应。6) 通过菌种改良能利用原设备增加产量。7) 发酵生产易被杂菌或噬菌体污染,菌种易变异,影响生产。8) 底物不能完全转化成目的产物,副产物不可避免。9) 原料以农副产品居多,价格波动较大。10) 生产前准备工作量大反应器效率低,有的废物需处理。第二章发酵工程中常用的微生物1.工业中常用的微生物(一)细菌:1)醋酸杆菌○1醋酸杆菌: 发育适温在30 0C以上,氧化乙醇为醋酸。○2葡萄糖氧化杆菌:发育适温在300C以下、氧化葡萄糖为葡萄糖酸。
2)乳酸菌○1链球菌亚属,其中有些菌发酵结果只能产生乳酸,称为同型发酵;另一类菌种除生成乳酸外还生成醋酸, 乙醇以及CO2称为异型乳酸发酵。
○2乳杆菌亚属,细胞杆状、常常生成链、多不运动、能运动者有周生鞭毛。G+、无芽孢、发酵碳水化合物、产物85%以上为乳酸。
常用菌种:德氏乳酸杆菌和巴氏乳酸杆菌。
广泛的应用于乳制品工业生产和生产乳酸,医药上用来生产乳酶生。3)芽孢杆菌高产淀粉酶和蛋白酶的产生菌,在铵盐溶液中发酵各种糖类生成酸,是生产中性蛋白酶的和制造日本风味食品纳豆的主要菌种。
还可以用来生产多肽类抗生素、氨基酸、维生素B12 以及2、3-丁二醇果胶酶等。解淀粉芽孢杆菌可合成γ-聚谷氨酸和果聚糖4)短杆菌不具鞭毛,产色素、不形成芽孢、好气菌、此属菌有谷氨酸发酵能力,在利用糖质原料的谷氨酸发酵中需要生物素作为生长因子。
5)棒状杆菌细胞杆状、直或弯曲、常一端膨大、折断分裂、成“八”字排列或栅状排列。
不运动、无芽孢、G+、好氧。
北京棒状杆菌,细胞通常为端杆状或小棒状,不分枝、呈多型态、培养6h 后细胞有延长现象。
单个或成对或呈“八”字排列。
26 - 37 0C生长良好。pH 5 - 10 均能生长。最适pH 6 - 7.5 。必须生长因子为生物素,硫胺素或氨基酸有促进生长的作用。6)真氧产碱杆菌是生产生物降解材料----聚羟基脂肪酸酯的常用微生物。7)黄单胞菌液体培养形成黄色粘稠的胶状物---- 夹膜多糖,色素是一种非水溶性色素。
野油菜黄单胞菌,通气条件下、pH 6.8 - 7.0 28 - 30 0 C、以淀粉为碳源发酵生产黄原胶。
8)丙酮丁醇梭菌能发酵各种糖类包括淀粉、糊精等。
用来进行丙酮丁醇的生产。
发酵最适30 - 32 0C,生长温度 37 0C,最适pH 6.0 - 7.0。9)大肠杆菌工业上利用大肠杆菌的Glu脱羧酶, 进行Glu定量分析。还可利用大肠杆菌制取Asp, Thr等。医药工业用大肠杆菌制造治疗白血症的天冬酰胺酶; 常用作实验材料。
10)假单胞菌恶臭假单胞菌,可降解多种有毒有害环境污染物。
门多萨假单胞菌,可胞内合成聚羟基脂肪酸酯,胞外分泌褐藻寡糖。
(二)放线菌是一类单细胞有分枝的丝状微生物,以孢子繁殖,分布广泛大多是腐生菌,少数是动植物寄生菌,引起人动植物的病害。
放线菌是抗生素的主要产生菌,2/3以上抗生素有放线菌产生。
1)放线菌属本属放线菌所产抗生素约占抗生素的50%。灰色链霉菌,发育温度37 0C,产生链霉素温度 26.5 - 27.5 0C 。龟列霉菌,菌落灰白色表面后期成龟裂,产生氧四环素(土霉素)。金霉素链霉菌,基内菌丝产生金黄色色素,气生菌丝无色、产生氯四环素(金霉素)。
如培养基中 NaCl被NaBr替代则产生四环素红霉素链霉菌,最合温度25度、产生红霉素。2)小单胞菌属无气生菌丝,基内菌丝长出孢子梗。棘孢小单胞菌,产庆大霉素3)游动放线菌无气生菌丝,孢囊在基内菌丝上形成。
囊内为孢囊孢子,成熟后释放。济南游动放线菌属,我国发现,产生创新霉素。4)诺卡氏菌属基内菌丝有横隔,在横隔处断裂后成为不同长度的杆状。地中海诺卡氏菌,产生利福霉素。(三)真菌是真核细胞型微生物。
主要特征是细胞内有完整的细胞核。
核有DNA和蛋白质组成并形成数条染色体,个别为单细胞外,大多数为多细胞并呈现出发达的菌体,大多数真菌有无性繁殖和有性繁殖两个阶段。
无叶绿素,化能异养,多数腐生,少数寄生。
真菌门1)鞭毛菌亚门:无性生殖、产鞭毛的游动孢子而得名。
大多习居水中:霜霉和白锈菌2)接合菌亚门:菌丝无隔,无性孢子为孢囊孢子,有性孢子为接合孢子。
如:毛霉,根霉等。3 )子囊菌亚门:原始子囊无菌丝呈单细胞,菌丝有隔,无性孢子为分生孢子,有性孢子为子囊孢子。
如酵母菌,赤霉菌等。
4)担子菌亚门:有分隔菌丝,有性孢子为担孢子,是高等真菌。
许多是食用或药用真菌。
如:银耳、香菇、灵芝、虫草等。5)半知菌亚门:有性期不明,实际是子囊菌的无性世代,菌丝有隔,无性孢子为分生孢子,如:曲霉、青霉等。酵母菌1)啤酒酵母a)长 : 宽 = 1 - 2 一般小于2。除用酿造饮料和制造面包外,俗称为德国2号和德国12号 ( Rasse 2 才 Rasse12 ) 。的是啤酒酵母中有名的酒精生产菌。
但不耐高浓度盐类,只适于糖化淀粉质原料生产酒精和白酒。
b)b) 长:宽= 2。葡萄酒酿造业将其称为葡萄酒酵母。主要用于酿造葡萄酒和果酒,也有的用于啤酒业,蒸馏酒业和酵母工厂。
c)长: 宽大于 2 。这组酵母俗名为台湾396号, 耐高渗环境。可以甘蔗、糖蜜生产酒精。
菌体维生素,蛋白质含量高可食用,药用和饲料可提取核酸,麦角醇,谷胱甘肽,细胞色素C, 凝血质,辅酶A, ATP等。2)白地霉同化能力强能同化甘油、乙醇、梨醇、甘露醇、能分解果胶,油脂等。
菌体细胞含有丰富的蛋白质,脂肪、维生素、和大量的核酸具有适应性强,生长快,产量大,培养方法简单。
白地霉蛋白营养价值高,可食用,可作饲料、也可用来提取核酸,废料和废水的综合利用上有价值。
但污染能力强,降低糖化率,是白酒生产中有害菌。
发酵工业对微生物菌种的要求。
3)葡萄汁酵母葡萄汁酵母与酿酒酵母区别在于它能发酵棉子糖和蜜二糖。
葡萄汁酵母常用于啤酒酿造底层发酵,也可用于食用,药用、饲料用麦角醇含量较高,也是维生素测定菌,可测泛酸、硫胺素和肌醇。
4)假丝酵母a 产假丝酵母:蛋白和VB含量高啤酒酵母,能以糖蜜,土豆淀粉,木材水解液等为原料生产人,畜可食用的蛋白质。b解脂假丝酵母:分解脂肪和蛋白质的能力强,能利用煤油等正烷烃是石油发酵脱腊和制取菌体蛋白的优良菌种。C. 热带假丝酵母:氧化烃类能力强。
在高温石油馏分的培养其中经过22 h培养后可得到相当于烃类重量92%的菌体是石油蛋白生产的重要酵母。
5)红酵母细胞圆形,卵形或长形,有明显的红色,粉色或黄色色素。
荚膜的形成使菌落成粘质状。
可由某些种菌体中提取大量脂肪。
某些种可合成Bata-胡萝卜素。
某些种能分解有毒物质。
6)毕赤氏酵母椭圆形,长园形,蜡肠形。
单个或成链。
异形接合形成子囊孢子在麦芽汁中培养,培养液表面有白而皱的粗糙的菌醭,底内有菌体沉淀。
能氧化酒精能耐高或较高浓度酒精,使酒类发酵产生白花形成浮膜,是酿造工业中的有害菌。
7) 阿氏假囊酵母是工业上最常用来生产核黄素(B2)的酵母菌。
菌丝发达,有横隔但较少,多核,孢子囊通常生在菌丝中间。
孢子较短且粗。
一端尖细弯曲,细胞中有黄色色素晶体。
产生核黄素(B2)的能力强。
核黄素主要存在于菌体中,部分存在于培养液中。
霉菌不是分类学上的名词,是一些丝状真菌的通称.分布极广在工业上利用霉菌可以生产有机酸(柠檬酸,乳酸,衣康酸等) 、抗菌素(青霉素、灰黄霉素)、植物生长激素(赤霉素)、杀虫农药(白僵菌剂)和除莠剂(鲁保一号). 还可以利用霉菌发酵生产糖化酶、蛋白酶、纤维素酶和果胶酶等酶制剂。
副作用:发生霉变、导致疾病(动植物及人)、少数还产生毒素如:黄曲霉素等。
1)根霉属接合菌亚门、毛霉目根霉属、有假根而得名.单细胞生物(菌丝无隔)、有匍匐菌丝、一定阶段在假根相反方向长出孢囊梗(单生或成簇)顶端形成孢子囊(内生孢囊孢子)。
米根霉最适温度370C、淀粉酶活力强、多作糖化菌、也具酒精发酵和蛋白质的分解能力。
华根霉最适温度为30 0C、发酵温度达45 0C时也能生长。
淀粉液化力强。
有溶胶性、能产酒精、芳香脂为物质。
酒曲中大量存在。
2)毛霉菌丝无隔、菌丝分枝(单轴式、假轴式)。
分解蛋白能力强。
因其糖化能力强、可用于酒精和有机酸发酵原料的糖化和发酵。
引起食物腐败。
鲁氏毛霉,能产生蛋白酶和淀粉酶、有分解大豆蛋白的能力、制作腐乳、生产酒精。
总状毛霉,四川豆豆支用此菌制成。
高大毛霉,能产生脂肪酸、琥珀酸、对甾体化合物有转化作用。
3)梨头酶分布广、大多为污染菌。
蓝色梨头霉,对甾体化合物有转化作用。
4)曲霉米曲霉,有较强的蛋白分解能力、又具有糖化能力、在酿酒中作为糖化菌。
蛋白酶和淀粉酶的生产菌。
黄曲霉,培养温度370C。
产生液化型淀粉酶蛋白分解能力次于米曲霉;能分解DNA。
由于某些黄曲霉产生黄曲霉素(牲畜中毒死亡、对人致癌)。
现在禁止使用其作生产菌种。
黑曲霉,具有多种酶系。
如:淀粉酶、蛋白酶、果胶酶、纤维素酶和葡萄糖氧化酶等。
还能产生多种有机酸,如:抗坏血酸、柠檬酸、葡萄糖酸和没食子酸等5)青霉产黄青霉,工业生产上用其变种生产青霉素、也能生产葡萄糖氧化酶、葡萄糖酸、柠檬酸和抗坏血酸。
桔青霉,可产脂肪酶、葡萄糖氧化酶。
有的可分解核酸产生5‘-核苷酸(分泌5’-磷酸二酯酶)。
6)木霉分布广、是腐烂菌。
木霉是目前生产纤维素酶的主要菌。
2.发酵工业微生物菌种的要求当前发酵工业用微生物的总趋势是从发酵菌转向氧化菌、从野生菌转向变异菌、从低温菌转向高温菌、从自然选育菌转向代谢控制种、从诱发基因突变转向基因重组的定向育种。尽管工业菌种多种多样,但作为大规模生产选择菌种应遵循以下原则1. 能在廉价原料制成的培养基条件上迅速生长,并生成所需的代谢产物、产量高;2. 可以在易于控制的培养条件下( 糖浓度、pH、温度、溶解氧、渗透压等)迅速生长和发酵、且所需酶活力高;3. 生长速度和反应速度较快、发酵周期短;4. 根据代谢控制的要求,选择单产高的营养缺陷型突变株或调节突变菌种或野生菌种;5. 选育抗噬菌体能力强的菌种,使其不易感染噬菌体;6. 菌种不易退化变异,保证发酵生产和产品质量的稳定;7. 菌种不是病原菌不产生任何有害的生物活性物质和毒素(包括抗生素、激素、毒素等), 以保证安全。3.工业中常用的微生物(知道某种工业产物对应某种产生菌)4.工业微生物的特点1.体积小、表面积大;2.吸收快、转化快;3.生长旺、繁殖快;4.易变异、适应性强;5.种类多、分布广。