生物工艺学习题集文档格式.docx
《生物工艺学习题集文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《生物工艺学习题集文档格式.docx（12页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
10、葡萄糖效应：
又称葡萄糖阻遏。
葡萄糖或某些容易利用的碳源，其分解代谢产物阻遏某些诱导酶体系编码的基因转录的现象。
如大肠埃希氏菌培养在含葡萄糖和乳糖的培养基上，在葡萄糖没有被利用完之前，乳糖操纵子就一直被阻遏，不能被利用。
这是因为葡萄糖的分解物引起细胞内cAMP含量降低，启动子释放cAMP–CAP蛋白质,RNA聚合酶不能与乳糖的启动基因结合，以致转录不能发生，直到葡萄糖被利用完，乳糖操纵子才能被转录，形成利用乳糖的酶。
10、发酵热：
发酵热就是发酵过程中释放出来的净热量。
在发酵过程中产生菌分解基质产生热量，机械搅拌产生热量，而罐壁散热、水分蒸发、空气排气带走热量。
这各种产生的热量和各种散失的热量的代数和就叫做净热量。
12、临界溶氧浓度：
指不影响呼吸所允许的最低溶氧浓度。
13、初级代谢产物：
指微生物合成为它们在生长和繁殖中所必需的物质，如糖、氨基酸、脂肪酸、核苷酸以及由这些化合物聚合而成的高分子化合物，如多糖、蛋白质。
脂类和核酸等。
14、、次级代谢产物：
微生物合成的一些在微生物生长和繁殖中功能不明确的化合物。
如抗生素、酶抑制剂、色素等。
二、填空题（，共20空，每空0.5分，共10分）
1．自然界分离微生物的一般操作是_土样的采取____、__预处理_____________、_培养_______________、__菌落的选择及鉴定_______________。
2．从环境中分离目的微生物时，进行富集的目的是____让目的微生物在种群中占优势，使筛选变得可能。
3．菌种选育分子改造的目的是_防止菌种退化、解决生产实际问题、_提高生产能力、__提高产品质量、开发新产品。
4．培养基成分选择的原则是_菌体的同化能力____、____代谢的阻遏与诱导_____、__合适的C、N比____、_PH的要求___
5．种子扩大培养的目的是种子量的需要_____、__菌种的驯化______、_缩短发酵时间、保证生产水平____与要求__总量与浓度能满足要求________________、_生理状态稳定____、__活力强，移种至发酵后能迅速生长_______________、___无杂菌污染____
6．种子扩大培养的一般步骤_斜面菌种制备___、_一级种子培养、二级种子培养、发酵___。
7．在酿酒过程中影响杂醇油生成的原因是____菌种_______________、___培养基____、_______发酵条件______。
8．谷氨酸发酵的三个关键点是__柠檬酸合成酶___、__乌头酸梅___异柠檬酸脱氢酶___。
9．发酵过程温度选择的依据有根据菌种及生长阶段_____、_根据培养条件_________________________、__根据菌生长情况__________________________、____________________________________________。
10.设备渗漏___、__空气带菌__、_种子带菌___、_灭菌不彻底___、_技术管理部善___是引起杂菌污染的原因。
11.发酵中泡沫生成的原因是__通气搅拌的强烈程度______、_培养基配比与原料的组成_、__菌种、种子质量、接种量____和________灭菌质量。
12.采用__辐射灭菌______、____加热灭菌_____、___静电除菌_____和____介质过滤除菌______进行空气除菌。
13.发酵醪中获得产物分为___菌体__、____酶____和__代谢产物____三大类。
三、问答题（共5题，每题12分，共60分）
第二章菌种的来源
1.举出几例微生物大规模表达的产品,及其产生菌的特点
2.工业化菌种的要求？
1能够利用廉价的原料，简单的培养基，大量高效地合成产物
2有关合成产物的途径尽可能地简单，或者说菌种改造的
可操作性要强
3遗传性能要相对稳定
4不易感染它种微生物或噬菌体
5产生菌及其产物的毒性必须考虑（在分类学上最好与致病菌无关）
6生产特性要符合工艺要求
3.自然界分离微生物的一般操作步骤？
土样的采取
预处理
培养
菌落选择
产品的鉴定
4.从环境中分离目的微生物时，为何一定要进行富集富集
让目的微生物在种群中占优势，使筛选变得可能。
5.菌种选育分子改造的目的？
防止菌种退化解决生产实际问题提高生产能力提高产品质量开发新产品
6.什么叫自然选育？
自然选育在工艺生产中的意义？
7.什么是诱变育种？
常用的诱变剂有哪些？
诱变育种是采用物理、化学诱变因素是微生物DNA上的碱基发生改变，而排列错误的DNA模板形成异常的遗产信息，造成某些蛋白质结构变异，导致细胞功能的改变。
诱变剂物理因素：
紫外线、X-、γ-射线、
化学诱变剂：
烷化剂、碱基类似物、吖啶类化合
第三章发酵培养基
8.什么是培养基?
发酵培养基的特点和要求？
培养基：
广义上讲培养基是指一切可供微生物细胞生长繁殖所需的一组营养物质和原料。
同时培养基也为微生物培养提供除营养外的其它所必须的条件。
发酵培养基的要求
①培养基能够满足产物最经济的合成
②发酵后所形成的副产物尽可能的少
③培养基的原料应因地制宜，价格低廉；
且性能稳定，资源丰富，便于采购运输，适合大规模储藏，能保证生产上的供应。
④所选用的培养基应能满足总体工艺的要求，如不应该影响通气、提取、纯化及废物处理等。
9.常用的碳源有哪些？
常用的糖类有哪些，各自有何特点？
碳源：
葡萄糖糖蜜淀粉糊精
糖类：
10.什么是生理性酸性物质？
什么是生理性碱性物质
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）后能形成酸性物质的无机氮源叫生理酸性物质，如硫酸胺;
若菌体代谢后能产生碱性物质的则此种无机氮源称为生理碱性物质，如硝酸钠。
11.什么是前体？
前体添加的方式？
前体指某些化合物加入到发酵培养基中，能直接被微生物在生物合成过程中合成到产物物分子中去，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前体而有较大的提高。
添加方式流加法
12.什么是生长因子？
生长因子的来源？
有机碳源是生长因子的主要来源
13.什么是产物促进剂？
产物促进剂举例？
如吐温
14.培养基成分选择的原则是什么？
菌种的同化能力
代谢的阻遏与诱导
合适的C、N比
PH的要求
第四章种子的扩大培养
15.什么是种子的扩大培养？
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。
这些纯种培养物称为种子
16.种子扩大培养的目的与要求？
目的：
接种量的需要菌种的驯化缩短发酵时间、保证生产水平
要求：
总量及浓度能满足要求
生理状况稳定，个体与群体
活力强，移种至发酵后，能够迅速生长
无杂菌污染
17.种子扩大培养的一般步骤？
18.在大规模发酵的种子制备过程中，实验室阶段和生产车间阶段在培养基和培养物选择上各有何特点？
实验室阶段在原料方面，实验室种子培养阶段，规模一般比较小，因此为了保证培养基的质量，培养基的原料一般都比较精细。
生产车间阶段在原料方面：
不如实验室阶段那么精细，而是基本接近于发酵培养基，这有两个方面的原因:
1）成本2）驯化
第五章糖兼气性发酵产物积累机制
19.什么是代谢控制发酵？
代谢控制发酵的研究内容是什么？
20.简述糖酵解的调节机制
21.什么是巴斯德效应？
巴斯德效应的机制是什么？
22.在酿酒过程中影响杂醇油生成的原因是什么？
第六章柠檬酸发酵机制
23.简述柠檬酸生物合成的代谢调节
24.柠檬酸积累机制是什么？
第七章谷氨酸发酵
25.谷氨酸发酵的三个关键点是什么？
26.简述谷氨酸菌种选育模型与控制方法。
第八章天冬氨酸族氨基酸发酵机制
27.简述黄色短杆菌赖氨酸生物合成的调节机制
28.简述赖氨酸生产菌的选育原则
第九章发酵动力学
29.什么是菌体生长的得率？
29.什么是菌体的生长比速？
产物的形成比速？
基质的消耗比速？
维持消耗？
31.什么是Monod方程其使用条件如何？
各参数的意义与求解？
32.什么是初级代谢产物？
什么是次级代谢产物？
33.什么是连续培养？
什么是连续培养的稀释率？
34.解释连续培养富集微生物的原理？
第十章传质与通气
35.为何氧容易成为好氧发酵的限制性因素？
36.比耗氧速度和呼吸强度的概念？
37.临界溶氧浓度的概念？
38.影响微生物需氧的因素有哪些？
39.发酵液中的体积氧传递方程？
其中KLa的物理意义是什么？
40.发酵过程中溶氧浓度监控的意义？
第十一章发酵的中间控制（温度控制）
41.微生物对温度要求不同的原理是什么？
42.发酵热的定义
所谓发酵热就是发酵过程中释放出来的净热量。
什么叫净热量呢？
发酵热引起发酵液的温度上升。
发酵热大，温度上升快，发酵热小，温度上升慢。
43.发酵过程温度的选择有什么依据？
第十一章发酵的中间控制（pH控制）
44.pH对发酵的影响表现在哪些方面？
45.发酵过程的pH控制可以采取哪些措施？
第十一章发酵的中间控制（泡沫控制）
46.泡沫对发酵有哪些有益之处，哪些有害之处？
47.发酵中泡沫形成的原因是什么？
48.罗氏假说对泡沫稳定的条件作了如何假释？
49.植物油的消泡机理是什么？
50.对消泡剂有哪些要求？
第十二章工业发酵染菌的防治
51染菌对发酵有什么危害，对提炼有什么危害？
52有哪些原因会引起染菌？
53染菌以后应采取什么措施？
54为什么会感染噬菌体？
感染了噬菌体后应采取哪些措施？
第十三章培养基及设备的灭菌
54.加热灭菌的原理
第十四章空气除菌
56.空气除菌方法有哪些？
高温除菌
辐射除菌
静电除菌
介质过滤除菌
57.介质过滤的机理是什么？
58.影响介质过滤效率的因素有哪些？
第十五章发酵产物的提取与精制概论
59.简述发酵醪中获得产物分为哪几大类？
60.简述发酵醪的特征及预处理要求。
四、计算题（1题，15分）
1.有一发酵罐内装60m3培养基，在121℃温度下进行实罐灭菌。
原污染程度为每1ml有3*105个耐热菌芽孢，121℃时灭菌速度常数为2.0min-1，求灭菌失败几率为10-3时所需要的灭菌时间
2.上题中，灭菌过程的升温阶段，培养基从100℃上升至121℃，共需10min。
求升温阶段结束时，培养基中芽孢数和保温所需时间。
3.若题2中的培养基采用连续灭菌，灭菌温度为131℃，此温度下灭菌速度常数为10min-1，求灭菌所需的维持时间。
4.例：
在一表达人血管生长抑制素的毕赤酵母（Pichiapastoris）高密度发酵的生长阶段（分批发酵阶段）中，经17h培养，菌体浓度由1.02g/L增加为29.45g/L，甘油由初始浓度47g/L降为0.7g/L，已知酵母菌体含碳量为0.4296g/g，甘油的含碳量为0.3913g/g，计算该阶段异化代谢的比例。
5.例如大肠杆菌DH5α及其耐乙酸突变株DA19分别在含葡萄糖2g/L的基本培养基和含葡萄糖2g/L的复合培养基中分批培养，结果见表1。
元素分析表明，DH5α及DA19的菌体含碳量分别为44.5%和45.38%，菌体燃烧热取22.2kJ/g，葡萄糖燃烧热673.0kJ/mol、乙酸的燃烧热208.6kJ/mol。
试分别计算YC和YkJ。
虽然培养在好气条件下进行，由于已知发酵中乙酸是主要副产物，所以在计算时根据葡萄糖消耗和乙酸生成的数据进行，未根据氧的消耗进行。
表1大肠杆菌DH5α和DA19在基本培养基中分批培养结果
菌株
培养时间/h
S0（g/L）
S（g/L）
X0（g/L）
X（g/L）
P（g/L）
DH5α
DA19
22
7
1.92
2.00
0.012
0.083
0.44
0.72
0.217
0.155
6.在大肠杆菌DH5α培养中,测得在比生长速率0.069h-1时,葡萄糖的比消耗速率3.22mmol/（g.h）,代谢产物乙酸的比生长速率为0.895mmol/（g.h）,CO2的比生长速率为15.4mmol/（g.h）,菌体的含碳量α2为0.456g/g,葡萄糖的含碳量α1为6mmol/mmol,乙酸的含碳量α4为2mmol/mmol,CO2的含碳量为α3为1mmol/mmol。
计算碳元素的回收率。
7.酿酒酵母在以乙醇为唯一碳源的基本培养基中好气培养，当酵母菌的比生长速率为0.119h-1时,乙醇和氧的比消耗速率分别为6.43mmol/（g.h）和3.60mmol/（g.h）,二氧化碳的比生长速率为1.71mmol/（g.h）,请根据需氧量平衡判断是否有代谢产物生成。
对于乙醇A=3mol/mol、B=47.5mol/mol
8.基因重组大肠杆菌W3110在不同比生长速率下的葡萄糖比消耗速率，求m和YG
μ/h-1
QS/g.g-1.h-1
YX/S/g.g-1
1.327
0.416
0.482
0.556
0.570
1.747
1.951
2.151
2.211
0.228
0.238
0.247
0.258
9
.例：
在一定条件下培养大肠杆菌，得如下数据：
S（mg/l）63364153221
μ（h-1）0.060.240.430.660.70
求在该培养条件下，求大肠杆菌的μmax，Ks和td?
升级会员 