微生物工程
- 格式:doc
- 大小:59.50 KB
- 文档页数:7
微生物工程技术微生物工程技术是应用微生物学原理和方法,以工程手段对微生物进行改造和利用的技术。
它在农业、医药、食品、环保等各个领域都起着重要的作用。
本文将介绍微生物工程技术的基本原理、应用领域及其未来发展趋势。
一、微生物工程技术的基本原理微生物工程技术是通过对微生物的基因进行改造来实现人们对微生物特性的调控。
它利用重组DNA技术将目标基因导入到微生物细胞中,使其具备特定的功能。
同时,通过进化工程方法,可以培育出拥有特殊性状的微生物菌株。
基于这些基本原理,微生物工程技术可以实现对微生物代谢途径、产物的调控和优化。
二、微生物工程技术的应用领域1. 农业领域微生物工程技术在农业领域的应用十分广泛。
通过改良微生物,可以提高植物养分的利用率,增强植物的抗逆性和抗病能力,从而改善农产品的产量和质量。
此外,微生物工程技术还可以应用于农田的杂草和害虫控制,减少农药的使用量,对农业生态环境起到积极的保护作用。
2. 医药领域微生物工程技术在医药领域的应用主要包括药物的发现和生产。
通过对微生物进行改造,可以产生具有特殊药用价值的微生物代谢产物或酶制剂。
这些产物可以用于治疗疾病、预防疾病或者辅助诊断。
微生物工程技术还可以用于药物的大规模生产,降低药品的成本,提高供应效率。
3. 食品领域微生物工程技术在食品领域的应用主要涉及到食品的发酵和改良。
通过改造微生物菌株,可以实现对食品发酵过程的控制和优化。
例如,利用特定菌株进行酒类、醋类、酱油等食品的发酵生产,可以提高产品的品质和口感。
此外,微生物工程技术还可以用于食品添加剂的生产,为食品提供更多的营养价值和功能性。
4. 环保领域微生物工程技术在环保领域的应用主要体现在废水处理和资源回收方面。
通过利用微生物的代谢特性和降解能力,可以实现废水中有机物的去除和资源的回收利用。
微生物工程技术还可以应用于土壤修复、废弃物处理和污染物的降解等环境治理措施。
三、微生物工程技术的未来发展趋势微生物工程技术在众多领域具有广阔的应用前景。
微生物工程的发展与应用微生物工程是一门应用微生物学、生物工程、化学工程、制药学和生物信息学等多学科知识,以微生物为研究对象,运用工程原理和方法解决生产、应用和发掘微生物资源的一门学科。
随着生物技术的不断发展和应用推广,微生物工程作为其重要分支之一,发展迅速,应用广泛。
一、微生物工程的发展历程微生物工程作为一门学科,自20世纪60年代起开始研究和应用。
当时主要是针对微生物的培养方法、生长条件和代谢过程进行研究,在世界范围内快速发展。
其后,随着生物技术的不断发展和深入切入,微生物工程也进入了一个新的阶段,涉及到分子生物学、基因工程、蛋白工程等多个领域,形成了全新的微生物高效表达、工业发酵等技术手段。
二、微生物工程的应用领域微生物工程的应用领域广泛,主要应用于生物制药、生物资源开发、环境保护和能源利用等众多领域。
其中,生物制药是微生物工程的典型应用,很多重要的药物都是通过微生物工程的技术手段生产出来的,例如头孢菌素、链霉素等。
此外,微生物工程还可用于提高化肥、制糖、制醋、发酵酱油酱等传统工艺的生产效率,减轻耕地压力,保证土地资源的可持续性。
三、微生物工程技术在生物制药中的应用微生物工程技术在生物制药中的应用,已经成为制药业发展的一个重要方向。
促使生物制药领域的快速发展的原因一方面是需要高效、安全、高质量的新药,另一方面是新型技术的应用促进了新型药物研制速度和效率的提高。
因此,利用微生物工程技术实现生物合成药物的生产,成为了目前制药行业的主流趋势。
1. 基因工程与微生物工程的结合生物技术的快速发展,尤其是基因工程技术的出现,使得微生物工程技术在生物制药中得到广泛应用。
我们可以通过实验室操作和基因重组技术,将DNA片段移植到细菌或酵母菌中,使其带有目标蛋白质的基因,代谢提纯出需要的大量蛋白质胞细胞培养工程,高效高质量的实现了生物制药品的生产。
2. 蛋白工程技术的应用在微生物的代谢过程中,许多需要的化合物如蛋白质无法通过传统工艺大规模生产。
微生物工程”:是指利用微生物的特定性状,通过现代工程技术,在生物的反应器中生产有用物质的一种技术系统。
微生物工程特点①一般操作条件比较温和;②原料来源丰富,价格低廉,一般都是可再生资源。
③过程反应以生命体的自动调节方式进行;④能够容易地生产复杂的高分子化合物,可以导入复杂基团;能合成复杂的化合物如酶、光学活性体等;⑤生产产品的生物体本身也是产物,一般污染较小;⑥生产设备较简单。
⑦生产过程中,需要防止杂菌污染;⑧菌种性能被改变,从而获得新的反应性能或提高生产率;工业育种:是运用遗传学原理和技术对某个用于特定生物技术目的的菌株进行的多方位的改通过改造。
诱变育种:就是利用诱变剂的物理因素和化学试剂处理微生物细胞,提高基因突变频率,再通过适当的筛选方法获得所需要的高产优质菌种的育种方法。
表型延迟:分离性延迟、生理性延迟是指微生物通过自发突变或人工诱变而产生新的基因型个体所表现出来的遗传特性不能在当代出现,其表型的出现必须经过2代以上的复制。
杂交育种:是指将两个基因型不同的菌株经吻合(或接合)使遗传物质重新组合,从中分离和筛选具有新性状的菌株的一种育种方法。
原生质体融合:首先用酶分别酶解两个出发菌株的细胞壁,或者使用抗生素抑制胞壁的合成,在高渗环境中释放出原生质,将它们混合,在助融剂或电场作用下,使它们互相凝集,发生细胞融合,实现遗传重组的方法。
营养缺陷型是指通过诱变而产生的缺乏合成某些营养物质如氨基酸、维生素和碱基等的能力,必须在其基本培养基中加入相应的营养成分才能正常生长的变异株。
基因重组育种:是运用体外DNA各种操作或修改手法获得目的基因,再借助于病毒、细菌质粒或其他载体,将目的基因转移至新的宿主细胞并使其在新的宿主细胞系统内进行复制和表达,或者通过细胞间的相互作用,使一个细胞的优秀性状经其间遗传物质的交换而转移给另—个细胞的方法。
渗透突变株:一种遗传障碍不完全的营养突变型,其特点是酶的活力下降但不完全丧失,使其能少量合成末一代谢产物,但产物的量又不造成反馈控制。
浅谈微生物工程的应用微生物工程是一门利用微生物进行工业生产、环境保护和医学应用的学科。
随着科学技术的不断发展,微生物工程已经在许多领域发挥了重要作用。
本文将从食品工业、环境保护和医学应用三个方面来谈一下微生物工程的应用。
首先是在食品工业中的应用。
微生物工程可以用于食品的生产和加工。
酵母是一种重要的微生物,在面包、啤酒、酸奶等食品的制作过程中起着重要的作用。
通过微生物工程的手段,可以对酵母等微生物进行改良,使得它们具有更好的发酵性能和更高的产量。
微生物工程还可以用于食品添加剂的生产,如醋酸纤维素、酵素等,这些添加剂可以改善食品的口感、延长食品的保质期等。
其次是在环境保护方面的应用。
微生物可以降解有机废水和有机废气,净化环境。
微生物工程可以利用微生物的代谢特性,设计生物反应器,降解各种有机废气和废水中的有机物污染物。
微生物工程还可以利用微生物的吸附能力,吸附重金属离子等环境污染物,从而净化环境。
通过微生物工程的手段,可以利用微生物合成聚合物,生产可生物降解的塑料,减少对环境的污染。
最后是在医学应用方面的应用。
微生物工程在医学领域有着广泛的应用。
利用微生物制备生物药品,如重组蛋白、抗生素等。
这些生物药品具有较高的效力和较低的副作用,可以有效地治疗多种疾病。
微生物工程还可以利用微生物的代谢特性,生产有益的代谢产物,如维生素、氨基酸等。
这些产品在医学上有着重要的应用价值,可以满足人体对营养物质的需求。
微生物工程在食品工业、环境保护和医学应用等领域发挥着重要的作用。
随着科学技术的不断发展,相信微生物工程的应用领域还会不断扩大,为人类的生产生活和健康福祉提供更多的帮助。
我们有理由相信微生物工程会成为未来的发展方向之一,对人类社会产生积极影响。
微生物复习资料1.发酵工程:即微生物工程。
是渗透有工程学的微生物学,是传统的发酵技术与基因工程、细胞工程、蛋白质工程等相结合,具体包括菌种选育、菌体生产、代谢产物的发酵以及微生物机能的利用等。
发酵:借助微生物在有氧或无氧条件下的生命活动,来制备微生物菌体本身,或其代谢产物的过程。
2.菌种:用于发酵过程作为活细胞催化剂的微生物,包括细菌、放线菌、酵母菌和霉菌四大类。
来源于自然界大量的微生物,从中经分离并筛选出有用菌种,再加以改良,贮存待用于生产。
3.培养基:供微生物、植物和动物组织生长和维持用的人工配制的养料,一般都含有碳水化合物、含氮物质、无机盐(包括微量元素)以及维生素和水等。
有的培养基还含有抗菌素和色素,用于单种微生物培养和鉴定。
4.菌种退化:菌种的发酵能力降低、繁殖能力降低、发酵产品的得率降低5.下游技术:发酵液、动植物细胞培养液、酶反应液和动植物组织细胞与体液等中提取、分离纯化、富集生物产品的过程称为下游加工过程6.工业微生物育种方法:A、自然选育;B、生产选育;C、诱变育种;D、细胞工程育种E、基于代谢调节的育种;F、代谢工程育种G、基因重组育种;H、蛋白质工程育种;J、组合生物合成育种;K、反向生物工程育种7.菌种选育目的:改善菌种的特性,使产量提高,改进质量、降低成本、改革工艺、方便管理及综合利用等8.影响微生物生长的环境因素:温度ph 氧9.好氧发酵罐:机械搅拌式通风发酵罐、自吸式发酵罐、气升式发酵罐和塔式发酵罐10.影响种子质量的主要因素1、培养基:2、种龄与接种量3、斜面冷藏时间4、温度:温度直接影响生长和酶的合成;5、pH值:对微生物有明显的影响。
[调节方法有三种方法:用酸碱溶液中和法;使用缓冲溶液法;使用生理缓冲剂.]6、通气搅拌:[溶解氧的作用:参与菌体呼吸作用]7、泡沫:8、染菌的控制9、种子罐级数11)大规模工业生产的培养方法A、固体培养(曲法培养):浅盘固体培养,深层固体培养B、液体培养:浅盘液体培养,液体深层培养(目前几乎所有的好气发酵均采用此法);C、载体培养:用天然(或人工)多孔材料代替麦麸之类固态基质作微生物生长的载体,营养成分可严格控制。
微生物工程的研究现状与发展趋势微生物工程是将微生物用作生产工具,通过对微生物代谢通路及其调控方式的研究,设计、改造微生物代谢功能,实现高效、低成本地生产高附加值的化合物,包括药品、化工品、食品、生物燃料等。
随着技术的不断发展,微生物工程已成为工业界的热点领域之一。
本文将简要介绍微生物工程的研究现状以及未来的发展趋势。
一、微生物工程的研究现状微生物工程的研究主要聚焦于以下几个方面:1. 代谢调控代谢调控是微生物工程研究的核心,它的目的是优化微生物细胞代谢通路,提高化合物的产量和质量。
代谢调控的研究方法包括基因工程、蛋白工程以及代谢工程等。
其中代谢工程是以代谢为中心的微生物工程研究方向,通过代谢途径中重要的酶反应来改变代谢途径的催化速率。
2. 代谢网络重构代谢网络重构是目前微生物工程研究的热点领域之一,它使用计算机方法对微生物整个代谢网络进行建模和分析,从而探索全局性的优化方法,进而实现高效、稳定的代谢途径。
目前许多研究专家学者通过基因组学、转录组学、蛋白质组学等多项技术手段来揭示代谢网络的结构和功能。
3. 微生物基因调控微生物基因调控是微生物工程研究的另一个热点领域,它通过对微生物基因的调控,改变微生物生长和代谢的运转状态,实现微生物综合性状的优化和调控。
基因调控技术已广泛应用于生物制药、生物农药、生物化工和食品工业等领域。
二、微生物工程的发展趋势随着微生物工程技术的不断发展,未来微生物工程的发展趋势主要有以下几个方面:1. 向高效、低能耗、环保的方向发展未来微生物工程的发展趋势是向着高效、低能耗、环保的方向发展。
采用新型催化剂、利用微生物演化、优化代谢网络等方法,提高微生物代谢的转化效率,部分替代传统化学合成路线,实现环保、可持续生产。
2. 向多层次、多功能的方向发展微生物工程将向多层次、多功能的方向发展。
基础研究将重点发挥,完善微生物整体组成与功能的解析,并基于人工基因组、人工代谢路径等手段,重构微生物基本代谢功能,提升特异性产物的生成率与质量。
微生物工程微生物工程:指采用现代工程技术手段,操纵微生物的某些特定功能,为人类出产有用的产物,或直接把微生物应用于工业出产过程的一种技术。
拮抗作用:当多种物质联合作用时,此中的一种物质会通过必然渠道降低另一种物质的作用〔通常是有害作用〕,使机体维持平衡状态。
例如当人体血糖含量较高时,胰岛素分泌增加,胰高血糖素分泌减少,两种激素桔抗作用使血糖的含量降低。
当血糖含量较低时,胰岛素分泌减少,胰高血糖素分泌增加,成果是使血糖的含量升高。
生物测定:操纵某些生物对某些物质(如维生素、氨基酸)的特殊需要,或对某些物质(如激素、抗生素、药物等)的特殊反响来定性、定量测定这些物质的方法。
载体:可以插入核酸片段、能携带外源核酸进入宿主细胞,并在此中进行独立和不变的自我复制的核酸分子。
质粒:细胞中独立于染色体之外,能够独立复制的共价闭合环状DNA.菌落原位杂交:是将细菌从培养平板转移到硝酸纤维素滤膜上,然后将滤膜上的菌落裂菌以释出DNA。
将DNA烘干固定于膜上与放射性同位素标识表记标帜过的探针杂交,放射自显影检测菌落杂交信号,并与平板上的菌落对位。
效价:抗生素的计量单元,是抗生素等生物成品有效成分含量上下的指标,可以通过仪器的方法测得。
复制起始位点:指在DNA转录时RNA聚合酶与之结合,起始转录的特定核苷酸序列,决定转录起始位点和转录频率。
BOD〔生物需氧量〕:通常暗示水中有机物等需氧污染物质含量的一个综合指示。
水中有机物由于微生物的生化作用进行氧化分解,使之无机化或气体化时所消耗水中溶解氧的总数量。
半持续发酵:指在发酵过程的后期周期性地放出局部含有产物的发酵液,然后再补加不异体积的新鲜培养基的发酵方法。
这种发酵可以重复屡次。
半持续发酵semi-continuous fermentation:是指在补料-分批发酵的根底上,间歇地放掉局部发酵液的培养方法。
补充发酵:指在发酵过程中以必然的速率排出成熟的发酵液,同时以不异的速率参加新鲜培养基,使整个发酵过程根本维持在稳按期的发酵方法。
微生物工程与发酵工程微生物工程与发酵工程是现代生物技术领域中的重要分支,通过对微生物及其代谢产物的研究与应用,为人类社会的发展做出了巨大的贡献。
本文将从微生物工程和发酵工程的基本概念、应用领域、发展历程以及未来发展方向等方面进行探讨。
一、微生物工程的基本概念微生物工程是一门综合性的学科,它以微生物为研究对象,通过对微生物的生理特性、代谢途径以及遗传信息进行研究,运用工程技术手段来改良微生物的性质或开发利用微生物,以满足人类社会对于产品、能源、环境等方面的需求。
微生物工程广泛应用于医药、食品、农业、能源等领域,其中最具代表性的就是微生物的工业发酵。
微生物工程通过对微生物的培养、菌种筛选、代谢工程等方式,实现了大规模的微生物生产,如生物药物、生物肥料、酿造工艺中的酒精、乳酸、醋酸等。
此外,微生物工程还可以应用于环境修复、废弃物处理、能源生产等领域。
二、发酵工程的基本概念发酵工程是微生物工程领域中一个重要的分支,它以微生物的代谢过程为基础,运用工程技术手段进行发酵过程的优化、控制和扩大规模生产,以提高产品的产量和质量。
发酵工程广泛应用于食品、医药、化学等领域。
在食品行业中,发酵工程被用于酿造传统的食品和调味品,如酱油、酱菜、味精等。
在医药行业中,通过发酵工程可以生产多种生物药物,如抗生素、乙肝疫苗等。
在化学行业中,发酵工程被用于生产有机酸和有机溶剂,如乳酸、醋酸、甘油等。
三、微生物工程与发酵工程的发展历程微生物工程与发酵工程的发展历程与人类社会对于资源利用和生产方式的需求密切相关。
随着工业革命的爆发,人类对于能源和化工产品的需求日益增长,推动了微生物工程与发酵工程的发展。
19世纪末,发酵工艺的研究进入了现代化阶段,由此标志着微生物工程与发酵工程的发展有了较大的突破。
20世纪初,发酵工程开始应用于工业生产,如酒精、醋酸等的大规模生产。
在此后的几十年间,发酵工程经历了从衰退到复兴的过程,由于人造合成有机化合物的发展和应用,导致了对于发酵工艺的冷落。
微生物工程与应用微生物在自然界中广泛存在,并且对人类的生活和环境起着重要的作用。
微生物工程是利用微生物的生物学特性进行工程化操作,旨在解决各种问题并应用于不同领域。
本文将介绍微生物工程的基本原理、应用范围以及其在环境保护、医药领域和食品工业中的应用。
一、微生物工程的基本原理微生物工程是将微生物的生物学特性,如代谢途径、生长条件等,与工程学的原理相结合,通过人工干预改变微生物的功能和性能。
其中最重要的是基因工程技术,通过对微生物基因的改造,实现对微生物的控制和调节。
此外,还包括发酵工程、生物传感器等技术的应用。
二、微生物工程的应用范围微生物工程可以应用于多个领域,包括环境保护、医药领域和食品工业。
下面将详细介绍其在这些领域中的应用。
1. 环境保护微生物在环境保护中发挥着重要的作用。
例如,通过利用微生物对废水中有机物的降解能力,可以实现废水处理、水质净化等功能。
此外,微生物还可以用于土壤修复、油污处理、气体污染治理等方面。
2. 医药领域微生物工程在医药领域中有着广泛的应用。
通过利用微生物的生物合成能力,可以生产出许多对人类健康有益的物质,如抗生素、激素、酶等。
此外,微生物工程还可以用于基因治疗和疫苗生产等方面。
3. 食品工业微生物工程在食品工业中也有着重要的应用。
例如,在食品的发酵过程中,常常用到酵母菌、乳酸菌等微生物,以提高食品的品质和口感。
此外,利用微生物的代谢能力,还可以生产出一些特殊的食品添加剂,如酶制剂、调味品等。
三、微生物工程的未来发展方向随着科技的不断进步,微生物工程领域也在不断发展。
未来,微生物工程可能会朝着以下几个方向发展:1. 合成生物学合成生物学是微生物工程中的一个新兴领域,它致力于设计和构造新的生物体系。
通过改造微生物的遗传物质和代谢途径,可以实现对微生物的精确控制和改造,以满足特定的需求。
2. 微生物组学微生物组学研究微生物的整体基因组结构和功能。
通过深入研究微生物的基因组信息,可以揭示微生物的遗传特性和代谢途径,为微生物的工程改造提供更多的理论依据。
第一章微生物工程的组成部分:(1)上游工程(2)生物反应过程(3)下游工程微生物工业产品类型:(1)代谢产物初级代谢产物、次级代谢产物、基因工程外源蛋白(2)菌体活性微生物、富含有用物质的微生物(3)酶制剂α-淀粉酶、糖化酶、蛋白酶、果胶酶、纤维素酶等(4)转化产品甾体激素、抗生素、前列腺素(5)机能利用净化环境、生态平衡、探矿、采矿等发酵工业概念:发酵工业是传统发酵技术和现代DNA重组、细胞融合等新技术相结合并发展起来的现代生物技术,并通过现代化学工程技术,生产有用物质或直接用于工业化生产的一种大工业体系。
次级代谢: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。
次级代谢产物:通过次级代谢合成的产物,是微生物在生长的稳定期合成具有特定功能的代谢产物,与菌体的生长繁殖无明确关系,它们的生物合成具有特异性。
如抗生素,植物碱等。
微生物工程的特点是什么?发展趋势如何?特点:(1)原料广,价格低(2)微生物种类多,分布广,具有可变异性(3)反应条件温和(4)发酵途径多样化,产品多样化(5)生长繁殖速度快,生产周期短(6)需要控制生产环境,避免杂菌污染发展趋势:微生物工程结合了基因工程、酶工程、细胞工程技术,现代生物技术的快速发展给微生物工程提供了巨大的发展空间。
如: 1、菌种技术:菌种的筛选(极端微生物、转基因菌种)2、发酵技术:发酵培养基制备技术、发酵路线的优化和控制3、微生物工程下游分离、纯化技术。
第二章简要分析工业微生物菌种的基本要求?(1)具备高产目的代谢产物的能力(2)生长繁殖力强,较高的生长速率,发酵周期短(3)能利用低价格、来源广的农副产品原料,发酵成本低(4)培养条件要求不高,培养条件易于控制(5)无副产品或少副产品(6)有稳定的遗产性状,不易变异和退化。
以保证产品的稳定性(7)非病源微生物。
第三章工业微生物的代谢调节和代谢工程微生物的代谢:代谢是细胞内所有的生物化学过程的总称,包括物质代谢和能量代谢两个方面。
天津市高等教育自学考试课程考试大纲课程名称:微生物工程课程代码:0777第一部分课程性质与目标一、课程性质与特点微生物工程是现代生物技术的重要组成和基础,是生物技术产业化的重要环节。
它将微生物学、生物化学和化学工程的基本原理有机地结合起来,广泛而深刻地揭示了发酵过程的本质,其生命力在于在促进产业化发展的基础上不断实行技术改造、更新、创新,使其向高度自动化控制和高效合成代谢的发酵生产转移,在较短时间内获得更多高质量的产品。
由于它是渗透有工程学的微生物学,是发酵技术工程化的发展,所以又称“发酵工程”。
本课程是高等教育自学考试应用生物技术专业本科所设专业课之一,它是一门理论联系实际、应用性较强的课程。
本课主要介绍微生物工程的基本内容、原理和各单元操作的工艺及设备等。
二、课程设置的目的和要求微生物工程是应用生物技术专业的主要课程之一,是微生物学和工程技术相交叉的学科。
微生物产品的研究开发及生产过程需要本学科为支撑条件,应用生物技术专业的学生应该了解和掌握微生物工程的基本原理、工艺操作及设备,尤其是有关微生物产品产业化的基础知识和关键技术。
三、与本专业其它课程的关系微生物工程是生物技术专业大学本科学生必修的专业技术基础课程,它涉及到微生物学、生物化学、遗传学及分子生物学等多种学科。
该专业的学生应在学好上述基础课程的基础上学习本课程。
第二部分课程内容与考核目标第一章微生物工程概论一、学习目的与要求本章是该课程的概述。
要求学生在领会基本概念的基础上,重点掌握微生物工程的主要内容、特点及发展方向。
二、考核知识点与考核目标(一)微生物工程的基本概念(重点)识记:微生物工程、发酵、发酵方式、发酵产品类型等(二)微生物工程的特点(次重点)理解:微生物工程反应的特点应用:与化工生产相比,叙述微生物工程的优缺点(三)微生物工程的发展简史及趋势(一般)理解:微生物工程的发展历史及发展趋势第二章工业微生物菌种的选育及扩大培养一、学习目的与要求通过本章学习,了解并掌握生产菌种选育的基础知识与一般方法;掌握菌种保藏的基本原理和常用方法;了解菌种退化的原因与复壮方法。
二、考核知识点与考核目标(一)工业微生物菌种(次重点)识记:工业微生物常用菌种的基本要求、分类(细菌、放线菌、酵母菌和霉菌)及基本特征(二)菌种的分离筛选(重点)理解:分离与筛选的基本步骤应用:如何从自然界获得野生型菌种(三)菌种的选育(次重点)识记:主要选育方法的概念、优缺点及一般程序理解:常用诱变剂及其特点应用:原生质体的制备(四)种子扩大培养(重点)识记:种子扩大培养的作用、目的及流程理解:种子质量影响因素应用:种子质量的检查(五)菌种的保藏(次重点)识记:菌种衰退及其主要原因理解:菌种保藏原理及保藏方法应用:对不同菌种选择适宜的保藏方法第三章工业微生物的代谢调节和代谢工程一、学习目的与要求了解微生物反应过程中的代谢调控理论,掌握代谢控制发酵的基本方法,在实践中实现代谢产物的过量生产。
二、考核知识点与考核目标(一)微生物的代谢与代谢调节(重点)识记:微生物代谢及其主要调节方式;诱导、阻遏(分解代谢阻遏和末端产物阻遏)理解:酶活性调节的分子机制;酶合成的操纵子学说(二)初级代谢及代谢调节(次重点)识记:初级代谢与初级代谢调节方式应用:提高初级代谢产物产量的常用手段(三)次级代谢及代谢调节(重点)识记:次级代谢、其特征及产物类型应用:次级代谢的常见调节方式(四)微生物代谢工程及其应用(次重点)识记:微生物代谢工程的基本过程及应用理解:微生物代谢工程的常用研究方法第四章培养基的设计与灭菌一、学习目的与要求掌握种子扩大培养、发酵培养基的特点、组成设计和优化;熟悉发酵过程的中间分析及发酵终点控制。
二、考核知识点与考核目标(一)培养基的成分(重点)识记:培养基的概念及组成理解:培养基各种成分的功能(二)培养基的分类(次重点)识记:培养基的分类及特点应用:各种培养基的用途(三)培养基的设计和优化(一般)理解:培养基设计的基本原则应用:培养基设计的基本程序(四)培养基的灭菌(重点)理解:污染的后果应用:常用的灭菌方法及其原理和适用范围第五章微生物发酵过程原理一、学习目的与要求质能平衡理论可预测发酵过程各基质的需要量,从而更经济有效地使用它们,减少无效消耗。
该理论是解除发酵过程中某种基质限制或抑制,达到过程优化的重要手段。
学习并掌握本章的基本知识有利于在实践中灵活运用。
发酵动力学是现代发酵工业实现自动控制的理论基础。
通过学习可以认识微生物反应过程中各种物质运动的本质及规律;了解过程中菌体生长、底物消耗和产物合成等速率以及影响反应速率的因素,并尽可能地将各种因素进行归纳,从而将动力学理论应用于生产管理。
二、考核知识点与考核目标(一)微生物反应过程计量学(一般)识记:元素衡算;得率系数;能量衡算理解:列出微生物生长化学计量式的前提;产物合成的化学计量式应用:写出某菌体生长或某产物合成的化学计量式(二)微生物反应及发酵动力学(重点)识记:反应速率;发酵操作方式;菌体生长速率理解:常见发酵操作方式比较;monod方程及其应用应用:常见发酵操作方式动力学特征第六章微生物发酵工艺的优化与控制一、学习目的与要求微生物产品的发酵生产是由微生物的生化活动和环境条件相互作用来完成的。
工艺条件的控制就是要为生产菌创造一个最适环境,使目的产物得以充分表达。
了解发酵工艺控制对发酵生产的重要性及各种环境因素对发酵的影响,学习有关发酵调控的基本知识,为生产菌创造一个最适环境,达到最优控制目的。
二、考核知识点与考核目的(一)温度对发酵的影响及其控制(重点)识记:温度与发酵的关系及其对发酵的影响;发酵热;最适温度理解:发酵热的测定;最适温度的选择与控制应用:某特定发酵过程中发酵热的计算;最适温度的调控;测定某发酵过程的发酵热(二)pH值对发酵的影响及其控制(重点)识记:pH值对菌体生长和产物合成的影响;发酵过程中pH的变化规律;引起发酵液中pH变化的因素理解:微生物生长和产物合成的最适pH;最适pH的选择与调控应用:对某发酵过程中的pH实施优化控制(三)溶解氧对发酵的影响及其控制(重点)识记:临界氧浓度;发酵过程中控制氧浓度的变化对发酵的影响理解:发酵异常时的溶氧变化;供氧能力的变化对溶解氧的影响;提高供氧能力和控制需氧的方法应用:在一定供氧能力的发酵过程中控制需氧≦供氧能力,使供需平衡(四)基质浓度对发酵的影响及补料控制(重点)识记:基质浓度对发酵的各种影响;优化补料速率理解:发酵过程中补料对细胞量、生长速率和产率的影响;连续补料和分批补料发酵的比较;适合采用补料控制的发酵情况应用:对特定的发酵(例如,受异化代谢物阻遏的系统)选择适宜的补料方法(五)二氧化碳浓度对发酵的影响及控制(重点)识记:二氧化碳对发酵的影响理解:呼吸商与发酵的关系应用:二氧化碳浓度的控制(六)泡沫的控制(一般)识记:发酵过程中泡沫的成因与消长规律;机械消泡的方法和优缺点;化学消泡机理;化学消泡剂的种类与性质。
理解:选择化学消泡剂应注意的事项;泡沫控制措施。
应用:发酵过程中泡沫过大影响搅拌、通风和发酵生产正常进行,应如何控制泡沫。
(七)发酵过程的优化与控制(次重点)识记:发酵过程优化的一般步骤理解:补料分批发酵过程的优化应用:发酵过程自控的内容与基本方式第七章发酵染菌及其防治一、学习目的与要求了解杂菌与噬菌体的概念及其危害,理解发酵过程中杂菌对生产的影响,熟悉染菌后的异常表现、检测判断以及对策防治。
二、考核知识点与考核目的识记:杂菌;染菌;染菌的原因及其所造成的后果;噬菌体的污染源(重点)理解:防止染菌要点;无菌检查与染菌的处理;噬菌体污染与发酵异常现象;噬菌体污染的防治(重点)应用:判断某发酵异常现象是杂菌污染还是噬菌体污染及相应处理手段(次重点)第八章基因工程菌的培育一、学习目的与要求基因重组技术已由实验室走向实用和工业生产,它不仅提供了改良菌种的手段,也为攻克医学上的疑难病症提供了可能,为深入探索生命的奥秘提供了有效手段。
基因工程菌在保藏和发酵生产中的不稳定性已成为该技术转化为生产力的关键之一。
因此,了解其培养特点及控制、培养动力学、培养装置与产物的提取等知识极有必要。
二、考核知识点与考核目标(一)宿主-载体系统(一般)理解:常见宿主及表达系统的特点(二)基因工程菌生产的特性(重点)识记:分离丢失;宿主细胞突变理解:分离丢失;质粒结构不稳定性(三)基因工程菌生长与表达的影响因素(重点)识记:基因工程菌生长与表达的影响因素理解:乙酸对生长和表达的影响应用:毕赤酵母的表达策略第九章植物动物细胞和微藻培养一、学习目的与要求通过学习,掌握动植物细胞及微藻培养的用途、基本方法及培养条件优化。
二、考核知识点与考核目标(一)植物细胞培养(重点)识记:植物细胞培养方法与流程理解:植物细胞培养的主要应用;植物细胞固定化培养优势及方法应用:植物细胞规模培养技术及其影响因素(二)微藻细胞培养(重点)识记:微藻的主要特点及应用;微藻的生长特点理解:影响微藻生长的因素;微藻培养条件的优化应用:微藻的大规模培养系统(三)动物细胞培养(次重点)识记:动物细胞特征与代谢特征;动物细胞培养基种类及特点理解:动物细胞培养方法;动物细胞培养过程参数的控制与检测应用:动物细胞培养生物反应器第十章生物炼制一、学习目的与要求通过学习,熟悉生物炼制概念、特点及核心技术。
二、考核知识点与考核目标识记:生物炼制及其特点(重点)理解:生物炼制系统;生物炼制的核心技术(一般)第十一章微生物工程清洁生产一、学习目的与要求通过学习,熟悉清洁生产相关情况,了解清洁生产审核流程。
二、考核知识点与考核目标识记:清洁生产的定义、目标、内容(重点)理解:清洁生产的特征与意义;清洁生产国内外发展情况(一般)应用:清洁生产审核的概念、类型、标准及指标体系(次重点)第十二章微生物工程生产实例简介一、学习目的与要求通过学习,熟悉发酵生产基本工艺及特点。
二、考核知识点与考核目标理解:酒精、氨基酸、酶制剂发酵生产基本工艺及特点第三部分有关说明与实施要求一、考核目标的能力层次表述本大纲在考核目标中,按照“识记”、“理解”、“应用”等三个能力层次规定其应达到的能力层次要求。
各能力层次为递进等级关系,后者必须建立在前者的基础上,其含义是:识记:能知道有关的名词、概念、知识的含义,并能正确认识和表述,是低层次的要求。
理解:在识记(了解)的基础上,能全面把握基本概念、基本原理、基本方法,能掌握有关概念、原理、方法的区别与联系,是较高层次的要求。
应用:在理解(领会、掌握)的基础上,能运用基本概念、基本原理、基本方法分析和解决有关的理论问题和实际问题。
“应用”一般分为“简单应用”和“综合应用”,其中“简单应用”指在理解(领会、掌握)的基础上能用学过的一两个知识点分析和解决简单的问题;“综合应用”指在简单应用的基础上能用学过的多个知识点综合分析和解决比较复杂的问题,是最高层次的要求。