微生物工程期末复习(整理版)
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微生物工程第一章微生物工程概论1发酵的概念:利用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或代谢产物的过程。
2微生物工程的组成部分主要为六个部分1培养基的制备2无菌空气的制备3菌种和种子的扩大培养4发酵的培养和控制5发酵产品的加工处理过程6微生物过程废弃物的处理3初级代谢产物——是微生物代谢产生的,并是微生物自身生长繁殖所必需的代谢产物,它们的生源和生物合成过程在各种微生物体内基本相同。
4次级代谢产物——是微生物在生长的稳定器合成的具有特定性生理功能的代谢产物,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,它基本上由微生物代谢产生的中间产物和初级代谢产物合成的。
5微生物微生物发酵产物的类型:菌体产品;微生物生物转化产品;微生物特殊机能的利用第二章工业微生物1工业生产对菌种的要求:工业菌种的基本特性1传性能稳定,有较高的生长速率2在发酵过程中不产生或少产生与目标产物性质相近的副产物3对原料要求不高4易于控制培养条件5非噬菌体溶源菌,具有抗噬菌体感染的能力6不是病原菌,不产生任何有害的物质2组成酶:酶的合成随菌体形成和合成,是细胞固有的酶,在菌体内含量相对稳定诱导酶:酶的合成与环境中某个物质有关,若环境中缺少这个物质,则酶合成停止。
诱导剂:有促使酶合成的物质,一般地,最有效的诱导剂是底物结构类似物3分解代谢阻遏现象:当同时存在两种可利用的C源或N源时,微生物优先利用的C源和N源会阻遏另外的利用慢的底物有关酶的合成。
(重点:葡萄糖效应)4反馈抑制——末端产物过量时会抑制该反应途径中初期步骤的酶的活性。
5工业上进行过量生产的方法:(一)遗传学方法:1,、营养缺陷型突变型的应用:使菌种发生基因突变,致使合成途径中某一步骤发生缺失,从而丧失合成某一些物质的能力,必须在培养过程中外源补加该营养物质才能生长的突变株。
1)直线代谢途径中过量几类某一中间产物,途径中某一酶缺失导致累积中间产物。
2)分支途径上,某一中间产物或另一末端产物的过量生产。
名词解释1.富集培养:分为分批式富集培养和恒化式富集培养。
分批式富集培养指将富集培养物转接到新的同一种培养基中,重新建立选择性压力,如此重复转种几次后,再取此富集培养物接种到固体培养基上,以获得单菌落。
恒化式富集培养是通过改变限制性基质的浓度,来控制两类不同菌株的比生长速率2.自然选育:不经人工处理,利用微生物的自然突变进行菌种选育的过程。
3.诱变选育:用各种物理、化学因素人工诱发的基因突变4.杂交育种:将不同菌株的遗传物质进行交换、重组,使不同菌株的优良性状集中在重组体中,得到具有新性状的菌株。
5.原生质体融合技术:将遗传性状不同的两种菌(包括种间、种内及属间)融合为一个新细胞的技术6.前体:某些化合物加入到发酵培养基后,能直接被微生物在生物合成过程结合到产物分子中去,而其自身的结构并没有多大变化,但是产物的产量却因加入而有较大的提高。
7.促进剂:那些非细胞生长所必须的营养物,又非前体,但加入后却能提高产量的添加剂。
8.抑制剂:在发酵过程中加入抑制剂会抑制某些代谢途径的进行,同时刺激另一代谢途径,以致可以改变微生物的代谢途径。
9.合成培养基:用化学成分和数量完全了解的物质配制而成,成分精确,重复性强,可减少不能控制因素。
10.天然培养基:采用化学成分不清楚或化学成分不恒定的各种动植物或微生物的浸出物、水解液等物质制成的。
11.孢子培养基:制备孢子用的培养基,营养不太丰富。
12.种子培养基:满足菌种生长用的。
营养丰富,氮源、维生素比例较高。
13.发酵培养基:满足大生产中大量菌体生长和繁殖以及代谢产物积累的营养物质。
14.发酵热:发酵过程中释放出来的净热量。
15.生物热:微生物在生长繁殖过程中,本身产生的大量热。
16.搅拌热:搅拌器的机械搅拌的动能以摩擦放热的方式使热量散发在发酵液中17.生理碱性物质:被微生物利用后,使PH上升的物质18.生理酸性物质:被微生物利用后,使PH下降的物质19.OTR:单位体积培养液中的氧传递速率[mol/(m3·s)]OTR=K L a(C*-C L)K L——以氧浓度为推动力的总传递系数(m/s)a——比表面积(m2/m3)K L a——容积传递系数(s-1)C*——与p平衡的液相氧浓度(mol/m3)C L——液相主体氧浓度(mol/m3)20.摄氧率:单位体积培养液,在单位时间内消耗的氧量21.临界氧浓度:在好氧发酵中,满足微生物呼吸的最低氧浓度。
微生物工程期末复习提纲及具体解答微生物工程复习提纲及具体解答1、发酵定义:传统发酵、生化和生理学意义的发酵、工业上的发酵(名词解释)(重点)传统发酵:最初发酵是用来描述酵母菌作用于果汁、麦芽汁或发芽谷物产生气泡(CO2)的现象,或者是指酒的生产过程。
生化和生理学意义的发酵:指微生物在无氧条件下,分解各种有机物质产生能量的一种方式,或者更严格地说,发酵是以有机物作为电子受体的氧化还原产能反应。
工业上的发酵:泛指利用微生物制造或生产某些产品的过程,包括:1. 厌氧培养的生产过程,如酒精,乳酸等。
2. 通气(有氧)培养的生产过程,如抗生素、氨基酸、酶制剂等。
2、发酵工程定义:(名词解释)(重点)是指利用微生物生长速度快、生长条件简单以及代谢过程特殊等特点,在合适条件下通过现代化工程技术手段,由微生物的某种特定功能生产出人类需要的产品。
3、微生物的生物转化发酵(名词解释)是利用生物细胞对一些化合物某一特定部位(基团)的作用,使它转变成结构相类似但具有更在经济价值的化合物的生化反应。
(最终产物是由微生物细胞的酶或酶系对底物某一特定部位进行化学反应而形成的)4、生物反应过程四个组成部分?(填空)(重点)原材料预处理生物催化剂的制备生物反应器及反应条件的选择产物的分离纯化发酵技术的核心组成部分(填空、简答)(重点)第一部分生物细胞(获得特殊反应或过程所需的最良好的生物细胞(或酶)。
)第二部分发酵设备与工艺(选择最精良设备,开发最优技术操作,创造充分发挥生物细胞(或酶)作用的最佳环境)附:目前的研究表明:用于发酵技术过程最有效、最稳定、最方便的催化剂形式是整体生物;而目前最普遍采用的整体生物是微生物细胞。
5、发酵工程要实现发酵过程并获得发酵产品,必须具备那些条件?(填空、简答)要具有某种适宜的微生物――即必须要有好的菌种。
要保证或控制微生物进行代谢得各种条件(培养基组成,温度,O2,PH等)――---适宜的工艺条件。
微生物工程知识点整理1.微生物基础知识:-微生物的分类和鉴定:包括原核生物和真核生物的分类,以及鉴定微生物的方法,如形态学观察、生理生化特性等。
-微生物培养方法:包括液体培养和固体培养的原理和操作方法,以及微生物的培养条件和培养基的配制。
-微生物生长动力学:包括微生物的生长曲线、最大生长速率、最佳生长温度和pH等影响微生物生长的因素。
2.微生物遗传学:-微生物基因组学:包括微生物基因组的测序技术、基因功能预测和生物信息学分析等。
-微生物基因工程:包括基因克隆、转化和表达等常用技术,以及临床应用中的基因检测和基因治疗等。
3.微生物酶工程:-微生物酶的筛选和改良:包括通过自然筛选和分子筛选等方法寻找有用的酶类,以及通过蛋白工程和亲和力改良等方法提高酶的性能。
-微生物酶的应用:包括酶催化的反应机制,如酶催化的底物选择性、催化剂活性和催化效率等,以及酶在工业生产和环境修复中的应用。
4.微生物代谢工程:-代谢途径与调控:包括微生物的代谢途径和相关酶的功能与调控机制,以及酶的合成和抑制等。
-微生物代谢工程的应用:包括微生物代谢途径的构建和功能的调控,以提高微生物对废弃物、有机化合物、药物和酿造食品等原料的利用效率。
5.微生物发酵工程:-发酵工艺的设计和优化:包括发酵产物、培养基和工艺参数等在发酵过程中的优化调整,以提高产量或降低成本。
-发酵过程的监测与控制:包括对发酵过程中微生物的生长和代谢情况进行监测,以及对发酵参数进行控制和调节,以提高产品质量和稳定性。
6.微生物资源和环境微生物工程:-微生物资源的保护和利用:包括对微生物多样性的研究和保存,以及对具有潜在应用价值的微生物资源的开发和利用。
-环境微生物工程:包括利用微生物降解有机废物和生物修复环境污染等技术,以保护环境和提高生态系统的稳定性。
以上只是微生物工程的一些重要知识点的简单整理,实际上微生物工程是一个非常广泛和深入的领域,涉及到生物技术、工程学和环境科学等多个学科的交叉融合。
第一章1、微生物工程中的常用菌株黑曲得Aspergillus niger柠檬酸枯草芽砲杆菌Bacillus subtilis制曲啤酒酵母Saccharomyces cerevisiae野油菜黄单胞菌x.campestris黄原胶2、分离与筛选菌种的一般步骤四个步骤样品采集增值培养纯种分离主产性能测定3、四个圈儿生长圈儿法具体操作步骤:将待测物质缺陷型菌株•不含待测物质的琼脂混合到平板,再涂布上待检菌株,若能产生待测物质,则在该菌株的周围会产生浑浊的牛长圈儿原理:将带检菌涂布于高浓度工具菌并缺少所需营养物的平板上进行培养,若该菌株能合成平板所需的营养物质,在该菌株的菌落周围会形成一个浑浊的工长圈儿。
抑菌圈儿同上4、抗肿瘤药物产生菌的分离生化诱导分析法5、菌种选育的方法自然选育诱变育种杂交育种原牛质体融合育种基因工程育种诱变育种中常用诱变剂中氮芥引起染色体畸变亚硝酸引起碱基的脱氨基亚硝基弧引起营养缺陷型突变紫外线的诱变机制是形成胸腺嚅唳二聚体以改变DNA的生物活性,造成菌体变界甚至死广。
示培养的意义:遗传物质经诱变处理示发生的突变,必须经过复制才能表现岀来研究表明,诱变后的-小时内必须进行新的蛋口的合成,这个变异才有效因此必须在完全培养基中进行培养才能稳定变异,使菌株表现出高的突变频率。
6、抗反馈调节突变株的筛选帘选择产物的结构类似物组成型菌株的筛选设计某种有利于组成型菌株牛长,,并限制诱导性菌株牛:长的培养条件,造成组成型菌株生长优势和适当的分辨两类菌落的方法,选出组成型菌株。
比如加入限制诱导酶合成的物质,使组成型菌株处丁•选择优势。
或者在不含诱导物,但含有经酚解后呈现颜色变化的底物平板上进行培养。
7、放线菌的杂交在木质上和细菌是类似的,但是在操作技术上和霉菌是类似的。
放线菌的杂交过程中会形成异核体或者是部分杂合体,但是异核体是没冇用的。
8原生质体融合育种酚解法细菌放线菌用溶菌陆酵母菌用蜗牛酶霉菌用纤维素酶促融剂PEG灭活原生质体:采用热、紫外线电离辐射以及某些生化试剂,抗生素等作为灭活剂来处理单一亲株或双亲株的原生质体,使其丧失再生能力,经细胞融合后,由丁•损伤部位的互补可以形成能再生的融合体。
四川理工学院学院微生物工程工艺期末考试复习资料微生物工程工艺原理复习资料一、课后思考题1.★微生物工业对菌种的要求。
(6点)(1)所需培养基易得,价格低廉(2)培养和发酵条件温和(糖浓度、温度、pH、溶解氧、渗透压等)(3)生长速度和反应速度较快,发酵周期短(4)单产高(选择野生型、营养缺陷型或调节突变株)(5)抗病毒能力强(噬菌体)(6)菌种纯粹,不易变异退化,稳定性好(7)菌体不是病源菌,不产生任何有害的生物活性物质和毒素(包括抗生素、激素和毒素),保证安全.2. ★微生物菌种保存的原理及方法(至少5种)。
原理:根据菌种的生物生理、生化特点,创造条件使菌种的代谢活动处于不活泼状态。
方法:定期移植低温保藏法、液氮超低温保藏法、甘油低温保藏法、沙土干燥法、麸皮干燥法、蒸馏水保藏法、冷冻干燥保藏法。
3.★菌种衰退的原因、表现及防止菌种衰退的方法菌种退化是指整个菌体在多次接种传代过程中逐渐造成菌种的发酵能力降低、繁殖能力降低、发酵产品的得率降低的现象。
(名)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.防止菌种衰退的方法:A、从菌种选育方面考虑。
B、尽量减少传代次数。
C、创造良好的培养条件。
D、利用不易衰退的细胞传代。
E、采用有效的菌种保藏方法4.大规模工业生产常用的培养方法: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。
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。
D、两步法液体深层培养:在酶制剂和氨基酸生产中应用较多。
控制菌体在不同生长期的条件。
(营养生长与代谢产物积累时条件不同)5.★影响种子质量的主要因素:①培养基②种龄与接种量③温度④pH值⑤通气和搅拌⑥泡沫⑦染菌的控制⑧种子罐级数的确定6. ★微生物发酵培养基的碳源、氮源主要包括哪些物质(7,3)碳酸气粉水解糖、糖蜜、亚硫酸盐纸浆废液等碳源石油、正构石蜡、天然气醋酸、甲醇、乙醇等石油化工产品有机氮:黄豆饼粉、花生饼粉、玉米浆、蛋白胨、氮源酵母粉、鱼粉、发酵菌丝体、酒糟水等无机氮:尿素、硫酸铵、氨水、硝酸盐7.★什么是消毒和灭菌,掌握培养基连续灭菌的流程消毒:指用物理和化学方法杀死物料、容器、器具内外的病源微生物。
《微生物工程》复习题型资料一、名词解释:1.代谢工程:代谢工程是指利用基因工程技术,定向地对细胞代谢途径进行修饰、改造,以改变微生物代谢特性,并与微生物基因调控、代谢调控及生化工程相结合,构建新的代谢途径,生产新的代谢产物的工程技术领域。
2.末端产物阻遏:指由于某代谢途径末端产物的过量累积而引起的阻遏,如在嘌呤、嘧啶和氨基酸的生物合成。
3.分解代谢产物阻遏:当微生物在含有两种能够分解底物的培养基中生长时,利用快的那种分解底物会阻遏利用慢的底物的有关酶的合成的现象。
4.前体:被加入培养基后,能够直接在生物合成过程中结合到产物分子中去,而自身的结构并未发生太大变化,却能提高产物产量的一类小分子物质。
5.促进剂:是一类刺激因子,它们并不是前体或营养,这类物质的加入或可以影响微生物的正常代谢,或促进中间代谢产物的积累,或提高次级代谢产物的产量。
6.临界氧浓度:各种微生物的呼吸强度是不同的,并且呼吸强度是随着培养液中溶解氧浓度的增加而加强,直到达到一个临界值为止。
这个临界值称为“临界氧浓度”(不影响菌的呼吸所允许的最低氧浓度称作临界氧浓度)7.生理酸性物质: 无机氮源被菌体作为氮源利用后,培养液中就留下了酸性或碱性物质,这种经微生物生理作用(代谢)后能形成酸性物质的无机氮源叫生理酸性物质,如硫酸胺.8.生理碱性物质: 无机氮源被菌体作为氮源利用后,培养液中就留下了酸性或碱性物质,这种经微生物生理作用(代谢)后能形成碱性物质的无机氮源叫生理碱性物质。
9.发酵热:发酵过程中释放出来的净热量,以J/(m 3·h )为单位,它是由产热因素和散热因素两方面所决定的. 10.分批培养:指的是一次投料,一次接种,一次收获的间歇培养方式。
11.对数残留定律:对微生物进行湿热灭菌时,培养基中的微生物受热死亡的速率与残存的微生物数量成正比,这就是对数残留定律。
-dN/d τ=κNN ——培养基中活的微生物个数;τ——时间(s );κ——比死亡速率(s-1)(死亡速率常数)dN/d τ——微生物的瞬间变化率,即死亡速率。
发酵工程复习资料第一章1发酵:利用微生物再有氧或无氧条件下的生命活动来大量生产或积累微生物细胞、酶类和代谢产物的过程2发酵工程:利用微生物的特定性状,通过现代工程技术,在发酵罐中生产有用物质的一种技术系统。
3发酵工程发展史:1天然发酵阶段,2微生物纯培养技术的建立,3微生物液态深层发酵技术的建立,4微生物酶转化及代谢调控技术的应用,5微生物发酵原料的拓宽,6微生物基因工程育种第三章1灭菌:利用物理或化学的方法杀死或除去物料及设备中所有的微生物,包括营养细胞、细菌芽孢和孢子。
无机盐及微量元素•镁、磷、钠、钾、硫、钙和氯•钴、铜、铁、锰、锌、钼•MgSO4、NaCl 、NaH2PO4、K2HPO41.工业发酵对生产菌种的一般要求★①菌种能在廉价原料制成的培养基上迅速生长和繁殖,并且生成所需的代谢产物要高。
②菌种可以在要求不高、易于控制的培养条件下迅速生长和发酵,且所需的酶活性高。
③菌株生长速度和产物生成速度应较快,发酵周期较短。
④根据代谢控制的要求,选择单产高的营养缺陷型突变菌株、调节突变菌株或野生菌株。
⑤选择一些不易被噬菌体感染的菌株。
⑥生产菌株要纯粹,不易变异退化,以保证发酵生产和产品质量的稳定性。
2菌种选育的概念?菌种选育:按照生产的要求,根据微生物遗传和变异理论,用自然或人工的方法改造成菌种变异,再经过筛选而达到菌种改良的目的3.自然选育的概念?概念:在生产过程中,不经过人工诱变处理,利用菌种的自发突变,而进行菌种筛选的过程,称为自然选育或自然分离4、自然选育的主要步骤?主要步骤:标本采样、标本材料的预处理、富集培养、纯种分离、性能鉴定、菌种保藏。
如果产物与食品制造有关,还要对菌种进行毒性鉴定1.选择培养分离法适合分离什么菌?答:适用于分离某些生理类型较特殊的微生物2.细菌与大型真菌的分离分别适合用什么方法?答:平板划线法、组织培养法。
3、如何控制营养成分,分离自养型微生物、固氮菌、纤维素酶菌、几丁质酶菌?生理生化筛选微生物平板选择分离的方法•1、变色圈法•2、透明圈法•3、生长圈法•4、抑菌圈法液体石蜡覆盖保藏菌种中的液体石蜡的作用是提供碳源( f).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 麦芽汁培养基酵母菌适宜的生长pH值为(a )A 5.0-6.0B 3.0-4.0C 8.0-9.0 D 7.0-7.5细菌适宜的生长pH值为( d )A 5.0-6.0B 3.0-4.0C 8.0-9.0D 7.0-7.5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。
微生物工程知识点整理1.微生物的分类和生理特性:微生物包括细菌、真菌、病毒等。
了解各类微生物的分类和生理特性,包括细胞结构、代谢途径、生长条件等,对于微生物工程的应用是至关重要的。
2.微生物培养技术:微生物培养是微生物工程的基础,掌握各种微生物培养技术对于大规模生产有用的微生物和化学品至关重要。
常见的培养技术包括批式培养、连续培养、固定化培养等。
3.微生物代谢工程:通过改造微生物的代谢途径和调控代谢网络,可以使微生物产生目标化合物。
微生物代谢工程涉及到基因调控、基因工程、酶工程等领域。
4.遗传工程技术:微生物工程中常用的遗传工程技术包括基因克隆、基因表达、基因敲除等。
这些技术可以用来改造微生物的基因组,使其具备合成目标化合物的能力,或者改变其代谢途径。
5.酶工程:酶工程是将酶用于工业生产的技术。
通过酶的改造和优化,可以提高酶的活性、稳定性和选择性,从而提高酶在工业上的应用效果。
6.发酵工艺:发酵是微生物工程中常用的生产技术,通过合理设计和控制发酵过程,可以获得高产量和高产品质量。
发酵工艺涉及到培养基的设计、发酵条件的控制、产物的分离和纯化等。
7.生物传感器:生物传感器是一种利用生物体或其中的生物系统对生物学、化学和物理信号进行检测和转换的装置。
生物传感器被广泛应用于环境监测、食品安全和医学诊断等领域。
8.生物催化:生物催化是利用酶或细胞来催化化学反应的技术。
生物催化具有高效、特异性和环境友好的特点,被广泛应用于合成药物、生物燃料和化工产品等领域。
9.污水处理和生物修复:微生物工程在污水处理和生物修复中发挥着重要作用。
通过利用微生物来降解有机物和处理废水,可以实现环境友好的废水处理和土壤修复。
10.合成生物学:合成生物学是一门集合了生物学、工程学和计算机科学的学科,旨在设计和构建新的生物系统和合成生物部件。
合成生物学在微生物工程中有广泛的应用,可以用来构建新的代谢途径和合成新的化学品。
以上是微生物工程的一些主要知识点,了解和掌握这些知识对于进行微生物工程研究和应用具有重要意义。
1.如何进行菌种筛选?答:一般菌种分离纯化和筛选步骤如下:a.标本采集b.标本材料预处理c.富集培养分离 d.菌种初筛e.菌种复筛f.性能鉴定g.菌种保藏2.菌种的来源主要有:a.直接向有科研单位、高等院校、工厂购买;b.向菌种保藏部门索取或购买;c.从大自然中分离筛选新的微生物菌种。
3.常用的生产抗生素的微生物有放线菌、霉菌等。
常用的氨基酸生产菌种有棒杆菌属、短杆菌属、节杆菌属、小杆菌属等,这些微生物共同的特点是代谢途径比较清楚、代谢途径比较简单。
符合食品安全用的α-淀粉酶可以由黑曲霉、米曲霉、米根霉等生产。
4. 优良菌种选育有哪些方法?答:(1)通过基因突变进行菌种选育方法有:a.自然选育;b.诱变选育;(2)通过基因重组进行菌种选育方法有:a.杂交育种;b.原生质体融合技术;c.基因工程技术5.优良菌种选育的目的是什么?(或者说优点有哪些)答:优良菌种选育目的如下:(1)提高生产能力;(e.g.青霉素由原来的十几个单位到几千个单位)(2)解决生产实际问题;( e.g.提高微生物的耐受温度)(3)提高产品质量;( e.g.产品纯度、原料利用率)(4)防止菌种退化;( 保持高产菌株稳定)(5)开发新产品。
6.自然选育:是指不经过人工处理,利用微生物的自然突变进行菌种选育的过程。
7.回复突变:是指高产菌株在传代的过程中,由于自然突变导致高产性状的丢失,生产性能下降。
8.诱变育种:是指利用各种物理、化学的因素人为诱发基因突变后进行的筛选。
9.微生物原生质体融合:是指将双亲株的微生物细胞分别通过酶脱壁,使之形成原生质体,然后在高渗溶液中混合,并加入物理的(如电融合)、化学的(如聚乙二醇)或生物的(如仙台病毒)助融条件,使双亲菌株的原生质体发生凝聚,这样通过细胞质的融合,细胞核的融合,尔后基因间的交换、重组,进而可在适宜的条件下再生出细胞壁,获得重组子的过程。
10.菌种自然选择一般操作步骤:单细胞(孢子)悬液的制备→平板分离→挑选单菌落(注意形态的观察)→发酵实验(分别测定单菌落的生产能力,从中选出高水平菌种)。
11.菌种诱变育种一般操作步骤:出发菌株的选择→处理菌悬液的制备→诱变处理→中间培养→分离和筛选。
12.菌种包藏的方法有:a.斜面保藏法;b.穿刺保藏法;c.沙土保藏法;d.真空冷冻干燥保藏法;e.液氮保藏法;f.悬液保藏法;g.低温保藏法13.活化:是指把微生物从保藏斜面转接到活化斜面上,使其活性得以恢复。
14.复壮:是指使微生物活性恢复的同时,恢复其优良的生产性能。
15.常用的菌种保藏方法有斜面冷冻法、菌丝速冻法、真空冷冻干燥保藏法、液氮超低温保藏法等,比较大的菌种保藏机构有美国典型菌种保藏中心(ATCC)、日本大阪发酵研究所(IFO)等。
16.发酵培养基:是指供菌种生长、繁殖和合成产物之用所需的一组营养物质和原料。
17.培养基所涉及的成分有哪些?(培养基可分为孢子培养基、种子培养基、发酵培养基)答:包括能源物质、氮源物质、碳源物质、无机盐和微量元素、前提、促进剂和抑制剂、水分。
18.泡沬的消除和控制分为:机械消泡和消沬剂消沬。
19.能荷调节:也称腺苷酸调节,是指细胞通过改变ATP、ADP、AMP三者比例来调节其代谢活动.20.能荷:是指细胞中ATP、ADP、AMP系统中可为代谢反应供能的高能磷酸键的量度。
21.能荷调节是如何实现的?答:能荷对代谢的调节可通过ATP 、 ADP和AMP作为代谢中某些酶分子的别构效应物进行变构调节来实现。
既可以调节形成ATP的分解代谢酶类的活性,也可以调节利用ATP的生物合成酶类的活性,又可以调节腺苷酸的比例。
22. 微生物细胞的代谢调节(酶促调节)主要有两种类型:一类是酶活性调节,调节的是已有酶分子的活性,可以分为酶的激活作用和酶的抑制作用,酶活性调节机制包括变构调节和修饰调节;另一类是酶合成的调节,调节的是酶分子的合成量,涉及到组成酶和诱导酶。
23. 酶活性调节:是指一定数量的酶,通过其分子构象或分子结构的改变来调节其催化反应的速率。
24.培养基设计思路是怎样的?答:①根据前人的经验和培养基成分确定时一些必须考虑的问题,初步确定可能的培养基成分;②通过单因子实验最终确定出最为适宜的培养基成分;③当培养基成分确定后,剩下的问题就是各成分最适的浓度,由于培养基成分很多,为减少实验次数常采用一些合理的实验设计方法。
25.设计培养基所需要注意的问题有哪些?答:原料及设备的预处理;原材料的质量;发酵特性的影响;灭菌。
26.生理酸性物质:是指经微生物生理作用(代谢)后能形成酸性物质的无机氮源,如硫酸铵。
27.生理碱性物质:是指经微生物生理作用(代谢)后能形成碱性物质的无机氮源,如硝酸钠。
28.代谢调控包括哪三部分内容?答:a.发酵条件的控制;b.改变细胞透性;c.菌种遗传特性的改变。
29.微生物自我调节三大部位分别是?答:1)细胞膜对大多数亲水性分子起一种屏障作用;2)在原核生物中存在两种控制通量的方法,即调节现有酶量和改变酶分子活性(酶的合成、酶的活性调节);3)限制基质的有形接近。
30.种子扩大培养:是指将保存在砂土管、冷冻干燥管中处休眠状态的生产菌种接入试管斜面活化后,再经过扁瓶或摇瓶及种子罐逐级扩大培养,最终获得一定数量和质量的纯种过程。
31.原生质体融合技术一般程序包括原生质体的制备、原生质体的融合、原生质体的再生、融合子的检出。
32.种子扩大培养中有斜面、三角瓶、种子罐培养之分。
其中斜面培养(活化)是最精细的。
33.酶合成阻遏作用包括末端产物阻遏和分解代谢产物阻遏。
末端产物阻遏是指起阻遏作用的物质是某种合成途径的终产物;而分解代谢产物阻遏是指起阻遏作用的物质是某种化合物分解的中间产物。
34.水的污染有两类:一类是自然污染;另一类是人为污染。
水污染可根据污染杂质的不同而主要分为:化学性污染、物理性污染和生物性污染三大类。
35.污水的危害:a.危害人体健康b.影响工农业生产c.影响景观环境d.影响渔业资源e.破坏生态平衡。
36.有机污水的生物处理包括产酸阶段和产气阶段。
37.污水一级处理包括筛滤法;沉淀法;上浮法;预曝气法。
38.污水二级处理包括活性污泥法、生物膜法、化学和物化处理法。
39.污水深度处理(三级处理)包括除磷、除氮、难降解的有机物去除、溶剂性无机物去除、病毒去除。
40.好氧生物处理-活性污泥法工艺流程图:(1)曝气池:是微生物降解有机物的反应场所。
(2)二沉池:泥水分离场所。
41.生物膜法:是指以生长在固体(称为载体或填料)表面上的生物薄膜进行净化处理的生物处理法。
42.微生物除磷原理:依靠聚磷菌(兼性厌氧菌)聚磷,再从水中除去这些细菌。
其一般工艺流程如下:(1)(2)43.微生物除氮原理:反硝化细菌利用污水中的BOD,经NO3-—N反硝化还原为N2,溢出水面释放到大气。
主要包括三种处理工艺:单污泥系统、多污泥系统、反硝化系统。
44.除氮过程中为什么先脱碳、后脱氮?答:硝化菌的碳源是脱碳菌的代谢产物;有机碳源丰富时,脱碳菌世代周期短生长迅速,硝化菌氧利用不足,生长缓慢。
45.硝化脱氮时为什么有时需要补碱(Na2CO3或NaOH)?答:硝化作用消耗碱(NH4+、CO3-),水pH下降;补充碳源、升高pH。
46.硝化菌世代周期长,容易从活性污泥系统中被洗掉,如何解决?答:挂生物膜或投加悬浮填料;定期投菌。
47.泡沫对发酵的影响体现在哪些方面?答:有利之处:气体分散、增加气液接触面积;有害之处:1降低生产能力;2引起原料浪费;3影响菌的呼吸;4引起染菌。
48.简述pH对微生物菌体生长和产物合成的影响。
答:1)pH影响酶的活性。
当pH值抑制菌体某些酶的活性时使菌的新陈代谢受阻。
2)pH值影响微生物细胞膜所带电荷的改变,从而改变细胞膜的透性,影响微生物对营养物质的吸收及代谢物的排泄,因此影响新陈代谢的进行。
3)pH值影响培养基某些成分和中间代谢物的解离,从而影响微生物对这些物质的利用。
4)pH影响代谢方向 pH不同,往往引起菌体代谢过程不同,使代谢产物的质量和比例发生改变。
49.影响发酵热的因素有哪些?发酵热的定义是什么?答:1生物热Q;2搅拌热Q;3蒸发热Q;4辐射热Q;5.显热Q。
发酵热:就是发酵过程中释放出来的净热量。
50.温度对发酵有哪些影响?答:1)温度影响微生物生长;2)温度影响产物形成;3)温度影响发酵液的物理性质;4)温度影响产物合成的方向。
51.温度对微生物生长的影响有哪些?答:随着温度上升,微生物的生长和繁殖加快,但随着温度的上升,酶失活的速度也加快,菌体衰老提前,发酵周期缩短,这对发酵生产是极为不利的。
微生物受高温的伤害比低温的伤害大,即超过最高温度,微生物很快死亡;低于最低温度,微生物代谢受到很大抑制,并不马上死亡。
这就是菌种保藏的原理。
52.什么叫染菌?如何检查判断染菌与否?又是如何预防的?答:发酵染菌:是指在发酵过程中,生产菌以外的其他微生物侵入了发酵液,从而使发酵过程失去了真正意义上的纯种培养。
染菌的检查、判断方法如下:1、显微镜检查法(镜检法);2、肉汤培养法(0.3%牛肉膏、0.5%葡萄糖、0.5%氯化钠、0.8%蛋白胨、0.4%的1%酚红溶液(pH7.2)的葡萄糖酚红肉汤于37℃和27℃进行培养检查培养基和无菌空气是否带菌);3、平板划线培养或斜面培养检查法;4、发酵过程的异常现象观察法(溶解氧、pH值、排出气中的CO2含量、菌体生长不良、耗糖慢、pH值的异常变化、发酵过程中泡沫的异常增多、发酵液的颜色异常变化、代谢产物含量的异常下跌、发酵周期的异常拖长等方面来检查发酵是否染菌)杂菌感染途径:1、种子带菌。
其防治措施:制备种子时对沙土管、斜面、三角瓶及摇瓶均严格加以限制,防止杂菌的进入而受污染。
为了防止染菌,种子保存管的棉花塞应有一定的紧密度,且有一定的长度,保存温度尽量保持相对稳定,不宜有太大的变化;种子的转移、接种等操作放在超净工作台上进行;对每一级种子的培养物均应进行严格的无菌检查,确保任何一级种子均未受染菌后才能使用;对菌种培养基或器具进行严格的灭菌处理,保证在利用灭菌锅进行灭菌前,先完全排除锅内的空气,以免造成假压,使灭菌的温度达不到预定值,造成灭菌不彻底而使种子染菌。
2、空气带菌。
其防治措施采:气口:加强生产场地的卫生管理,减少生产环境中空气的含菌量,使得采气口的空气相对洁净;空气预处理:尽可能减少空气的带油、水量,提高进入过滤器的空气温度,降低空气的相对湿度,保持过滤介质的干燥状态;防止空气冷却器漏水,勿使冷却水压力大于空气压力,防止冷却水进入空气系统等;过滤介质:选用除菌效率高的过滤介质(棉花、活性炭);过滤介质的灭菌和密度:在过滤器灭菌时要防止过滤介质被冲翻而造成短路,避免过滤介质烤焦或着火;保证一定的介质充填密度下,防止过滤介质的装填不均而使空气流短路。