发酵工程复习资料汇总讲解.docx

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发酵工程复习资料汇总讲解

发酵工程复习题（仅供参考）

第1章绪论

1.发酵：

通过微生物的生长和繁殖代谢活动，产生和积累人们所需产品的生物反应过程。

2.发酵工程：

主要包括菌种选育和保藏、菌种的扩大生产、微生物代谢产物的发酵生产和分离纯化制备，同时也包括微生物生理功能的工业化利用等。

3．现代生物技术划分为：

基因工程、细胞工程、发酵工程、酶工程、生化工程等5个方面。

4.发酵的本质：

①1680年，荷兰人列文虎克制成了显微镜；②1897年德国人毕希纳提出酶的催化理论后，对发酵的本质才最终有了真正的认识。

5.发酵工程技术的发展史（6个阶段）：

①1900年以前，自然发酵阶段；②1900-1940年，德国人科赫在1905年因肺结核菌研究获诺贝尔奖，科赫发明了固体培养基，应用固体培养基分离培养细菌，得到了细菌的纯培养，同时改进了细菌的染色法，纯培养技术的建立是发酵技术发展的第一个转折时期；③1929年弗莱明发现青霉素，它的问世使千万生命免除了死亡的威胁，同时在发酵工业的发展史上开创了崭新的一页；④代谢控制发酵工程技术的建立，是发酵技术发展的第三个转折时期；⑤20世纪60年代，许多跨国公司决定研究生产微生物细胞作为饲料蛋白质的来源，甚至研究采用石油产品作为发酵原料，这一时期可视为发酵工业发展的第五阶段。

⑥这一时期可以采用分子生物学为核心的现代生物技术手段，构建基因工程菌。

6.发酵工业的特点：

①发酵过程一般都是在常温下进行的生物化学反应，反应条件比较温和；

②可采用较廉价的原料生产较高价值的产品；

③发酵过程是通过生物体的自适应调节来完成的，反应的专一性强，因而可以得到较为单一的代谢产物；

④由于生物体本身所具有的反应机制，能专一性地和高度选择性地对某些较为复杂的化合物进行特定部位的生物转化修饰，也可以比较复杂的高分子化合物；

⑤发酵生产不受地理、气候、季节等自然条件的限制，可以根据订单安排通用发酵设备来生产多种多样的发酵产品。

7.（P6）

8.工业发酵的类型：

①根据对氧的需求分为：

需氧发酵、兼性厌氧发酵和厌氧发酵；

②根据培养基物理状态分为：

液体发酵和固体发酵；

9.近年的一些新发展的微生物培养方法（两步法液体深层培养）：

此法在酶制剂生产和氨基酸生产方面应用较多。

在酶制剂生产中，由于微生物生长与产酶的最适条件往往有很大的差异。

采用两步法培养，可将菌体生长条件（营养期）与产酶条件区分开来，因而更容易控制各个生理时期的最适条件。

10.发酵工程应用（了解不考）：

①医药工业；②食品工业；③能源工业；④化学工业；⑤冶金工业；⑥农业；⑦环境保护。

第2章发酵工业菌种

1.发酵工业应用的可培养微生物通常分为4大类（重点）：

细菌、放线菌、酵母菌和丝状真菌。

后两种为真核生物，放线菌的最大经济价值在于能产生多种抗生素。

酵母不是分类学上的名词，指一类单细胞。

2.发酵工业对菌种的要求（重点）：

①能在廉价原料制成的培养基上生长，且生成产物产量高、易于回收；

②生长较快，发酵周期短；

③培养条件易于控制；

④抗噬菌体及杂菌污染能力强；

⑤菌种不易变异退化，以保证发酵生产和产品质量的稳定；

⑥对放大设备的适应性强；

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。

3.微生物分离筛选的一般过程：

4.微生物菌种的分离筛选步骤（从自然界分离为例）（重点）：

样品采集→样品的预处理→目的菌富集培养→菌种初筛→菌种发酵性能鉴定→菌种保藏。

5.样品预处理的方法（非重点）：

①物理法（热处理、膜过滤法和离心法等）；②化学法；③诱饵法（将一些固体物质加到待分离的土壤或水中作诱饵，待其菌落长出后再进行平板分离，可获得某些特殊的微生物种类。

）

6.富集培养的两种方法（重点）：

①控制培养基的营养成分；

②控制培养条件。

7.菌种常用的分离方法：

①平板划线分离法；

②稀释分离法；

③简单平板分离法；

④涂布分离法；

⑤毛细管分离法；

⑥小滴分离法（滴管前端拉成毛细管后，将欲分离样品制成悬液，适当稀释，再用无菌毛细管吸取悬液，在无菌盖玻片上以纵横成行的方式滴数个小滴，镜捡，发现单细胞或单孢子，用无菌毛细管吸取后进行斜面培养。

）

8.经典的分类鉴定方法：

相对现代分类鉴定方法而言，指长期以来常采用的方法（形态、生理、生化、生态、生活史和血清学反应等指标。

）

①形态学特征；

②生理生化指标；

③血清学试验与噬菌体分型；

④氨基酸顺序和蛋白质分析。

9.现代分类鉴定方法：

①微生物遗传型的鉴定（DNA的碱基组成、核酸的分子杂交、遗传重组特性分析、rRNA序列分析）；

②细胞化学成分特征分类法；

③数值分类法。

10.发酵工业菌种改良目标（重点）：

①提高目标产物的产量；

②提高目标产物的浓度，减少副产品；

③改良菌种性状，改善发酵过程；

④改变生物合成途径，以获得高产的新产品。

11.诱导：

根据酶的合成是否受环境中所存在的诱导物诱导作用，可把酶划分为组成型酶和诱导型酶两类。

12.阻遏：

在微生物代谢过程中，当代谢途径中某末端产物过量时，通过阻遏作用来阻碍代谢途径中包括关键酶在内的一系列酶的生物合成，从而控制代谢以减少末端产物的合成。

13.末端产物阻遏：

指由某代谢途径末端产物过量累积而引起的阻遏。

14.分解代谢阻遏：

指有两种碳源（或氮源）分解底物同时存在时，细胞利用快的那种会阻遏利用慢的底物的有关分解酶的合成和累积。

15.代谢调节机制：

酶的调节机制两种（酶合成调节和酶分子催化活力调节）。

16.反馈抑制：

酶活性抑制主要指反馈抑制。

主要表现在某代谢途径末端产物（即终产物）过量时，这种产物可反过来直接抑制该途径和分支途径中第一个酶的活性，促使整个反应过程减慢甚至停止，从而避免了末端产物的过多累积。

17.前体激活（非重点）：

酶活性的激活指在分解代谢途径中，后面的反应可被前面的中间产物所促进前体激活。

18.菌种选育常用的诱变剂（P26，表2-1）：

19.细胞工程育种：

杂交育种（将两个基因型不同的菌株经吻合（或结合）使遗传物质重新组合，从中分离筛选出具有新性状菌株）。

20.（P31）

21.（P19）

（选择）22.关于菌种的选育不正确的是（）

A自然选育菌种费时且盲目性大

B诱变育种原理的基础是基因突变

C代谢控制育种方法有转化、转导及杂交

D采用基因工程的方法可构建工程菌

（选择）23.谷氨酸棒杆菌合成天冬氨酸族氨基酸时，天冬氨酸激酶受到赖氨酸和苏氨酸的抑制属于（）

A、协同反馈抑制B、累积反馈抑制

C、增效反馈抑制D、顺序反馈抑制

（选择）24.通常用来作为菌种鉴定的重要依据是（ ）

A.菌落　　B．细菌形态

C.细菌体积　D.细菌结构

（选择）25.微生物菌种的分离一般方法有（）

A.平板划线分离法B.稀释分离法

C.涂布分离法D.离心法

（选择）26.酶活性调节速度比酶合成调节速度（）

A.快B.慢C.相等D.无法比较

（选择）27.为了保证纯种生产，稳定生产和提高产量，通常要把在出现退化现象群体中的少量变异细胞除掉，以保持群体的纯正，这种操作叫做（）

A.菌种分离B.菌种纯化

C.自然选育D.菌种复壮

（选择）28.谷氨酸棒杆菌合成天冬氨酸族氨基酸时，天冬氨酸激酶受到赖氨酸和苏氨酸的抑制属于（）

A、协同反馈抑制B、累积反馈抑制

C、增效反馈抑制D、顺序反馈抑制

（选择）29.用葡萄糖和乳糖及其它必需营养在适宜环境下培养大肠杆菌，只有当葡萄糖被消耗完后乳糖才能被利用。

这一事实表明（）

A.大肠杆菌优先利用葡萄糖，葡萄糖能抑制利用乳糖的有关酶的基因的表达

B.分解乳糖的酶是在乳糖诱导下合成的诱导酶

C.葡萄糖既作碳源又作能源，利用葡萄糖的酶属于诱导酶

D.葡萄糖对利用乳糖的有关酶的活性起抑制作用

30.填空题：

①发酵工业应用的可培养微生物通常包括细菌、放线菌、酵母菌和丝状真菌四大类;

②发酵工业菌种分离筛选过程中的富集培养按照其培养方式的不同可分为分批培养方式、连续培养方式和半连续培养方式;

③发酵工业菌种改良的方法有：

诱变育种、细胞工程育种、基于代谢调节技术的育种、基因工程育种、蛋白质工程育种、代谢工程育种、组合生物合成育种、反向生物工程育种等。

（写出任4种）;

④细胞工程育种方法包括杂交育种和原生质体融合育种;

⑤菌种保藏的方法有斜面低温保藏法、沙土管干燥保藏法、冷冻真空干燥法、液氮超低温保藏法等;

⑥导致发酵工业菌种退化的原因主要有基因突变和连续传代两个方面。

第3章发酵工业培养基设计

1.培养基（非重点）：

指用于维持供微生物生长繁殖和产物形成所需的一组营养物质和原料。

2.发酵培养基的作用（非重点）：

①满足菌体的生长；②促进产物的形成。

3.发酵工业培养基的成分及来源：

①碳源（来源：

糖类、油和脂肪、有机酸、烃和醇类）；

②氮源（有机氮源、无机氮源）；

③无机盐及微量元素；

④水；

⑤生长调节物质（生长因子、前体、产物合成促进剂）。

4.微生物的培养基类型：

①斜面培养基；

②种子培养基；

③发酵培养基。

5.发酵培养基设计原理：

（除了一些基本的要求外，还应…..）

①菌体同化能力；

②培养基对菌体代谢的阻遏与诱导的影响；

③碳氮比对菌体代谢调节的重要性；

④pH对不同菌体代谢的影响。

6.发酵培养基的优化方法（步骤）（重点）：

①根据以前的经验以及在培养基成分确定时必须考虑的一些问题，初步确定可能的培养基组分；

②通过单因子优化实验确定最为适合的各个培养基组分极其最适浓度；

③最后通过多因子实验，进一步优化培养基的各种成分极其最适浓度。

（选择）7.固体培养基中需要加入琼脂的目的是（）

A．为菌体提供碳源B．为菌体提供氮源

C．使培养基保持水分D．使培养基凝固

（选择）8.实验室常用的培养细菌的培养基是（）

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

（选择）9.下列关于生长因子的说法，不正确的是（ ）

A是微生物生长不可缺少的微量有机物

B是微生物生长不可缺少的微量矿质元素

C主要包括维生素、氨基酸和碱基等

D是微生物自身不能合成的

（选择）10.下列哪种物质是发酵生产时培养基中的生长因子（）

A.淀粉B.维生素C.蛋白质D.糖蜜

（选择）11.苯乙酸在青霉素G发酵培养基中的作用是（）

A、诱导剂B、氮源C、前体D、消沫剂

（选择）12.下列属于微生物不可缺少的微量有机物的是（）

①牛肉膏②蛋白胨③氨基酸④维生素⑤碱基⑥生物素

A．①②③　　B．②③④

C．②③④⑤　D．③④⑤⑥

（选择）13.以下哪项不是培养基成分选择的原则（）

A、菌体的同化能力B、代谢的阻遏和诱导

C、温度的要求D、合适的C、N比

（选择）14.下列不是微生物生长、繁殖所必需的物质是（）

A激素B核苷酸C维生素D色素E抗生素

（填空）15.发酵工业培养基的成分主要由碳源、氮源、无机盐及微量元素、水和生长调节物质5大部分组成。

第4章发酵工业的无菌技术

1.灭菌：

用物理或化学的方法杀死物料或设备中的所有生命物质的过程。

2.消毒：

用物理或化学的方法杀死空气、地表以及容器和器具表面的微生物。

3.除菌：

用过滤的方法除去空气或液体中的微生物极其孢子。

4.防腐：

用物理或化学方法杀死或抑制微生物的生长和繁殖。

5.发酵工业污染的危害：

（*重点*）

①由于杂菌的污染，使发酵培养基因杂菌的消耗而损失，造成生产能力下降；

②杂菌合成一些新的代谢产物，或杂菌污染后改变了发酵液的某些理化性质，使发酵产物的提取和分离变得困难，造成产物收率降低或产品质量下降；

③杂菌