江大发酵复试题.doc

培养基的组成必需满足细胞的生长和代谢产物所需的各种元素,并能提供生物合成和细胞维持活力所需要的能量。培养基中的营养物质及其浓度、配比,pH合适,因此培养基含碳源和能源,氮源,无机盐和微量元素,生长因子,维生素,缓冲剂和水,发酵培养基还含有前体,产物促进剂,抑制剂。

培养基设计的基本原则:培养基的组成必需满足细胞的生长和代谢产物所需的元素,并能提供生物合成和细胞维持活力所需要的能量,具体四大原则:
:明确配制该培养基的目的;:了解所培养的微生物对不同营养物质的需求,确定培养基中各种营养要素的数量和比例;:pH、渗透压、氧化还原势等适宜,考虑不同微生物生长特点及代谢过程生存条件的改变;
如何进行培养基的设计
(1)作出细胞生长和产物形成的化学计算平衡:碳源+氮源+氧→菌体+产物+CO2+H2O
通过计算可以获得生产一定数量的细胞时所需的营养物的最低数量。在了解一定数量的生物体所能产生的产物数量后;就有可能计算出形成产物时所需的底物数量。
组成微生物的元素包括C、H、O、N、S、P、Mg和K,这些元素都要在方程式中予以平衡。
有些微生物无力的合成特定营养物,如氨基酸、维生素或核苷酸。一旦测出其中一种是生长因子,就要在培养基中加入适量的纯净的化合物或含有该物质的混合物。
碳源具有生物合成的底物和能源的双重作用,在需氧条件下,对碳源的需要量可以从菌体对底物的产率系数(Yx/s)推算而得。
发酵培养基组成成分:水、碳氮源、无机盐、生长因子、缓冲剂、前体、调节剂和消沫剂
影响选择碳源的因素:原料成本占生产总成本的比例;在某些发酵过程中,必须除去碳源中的杂质; 对碳源的选择,往往还受到政府政策的影响;当地的法律条例指定了许多饮料业所使用的底物; 培养基的配制方法,特别是灭菌方法。
控制pH时对获得最佳生产能力十分重要。在培养基中加入一种化合物作为缓冲剂或同时可作为营养源。许多种培养基多加入碳酸钙作为缓冲剂,。如果pH下降,则碳酸钙分解,如果是pH上升,可以自然地校正微生物的产酸量。在许多培养基中,也用磷酸盐作为重要的缓冲剂。碳源和氮源的平衡,也是控制pH的一种方式。在玉米浆中的蛋白质、肽、氨基酸等也具有缓冲容量。滴加氨,氢氧化钠和硫酸,可以严格地控制pH值。
工业微生物菌种的选育方法
自然选育:不经过人工处理,利用微生物的自然突变进行菌种选育
诱变选育:利用各种被称为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选育方法。
杂交育种:将不同植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,克服长期诱变引起的生活力下降等缺陷,包括接合,转导,转化,有性生殖,准性生殖。
原生质体融合:用酶分别酶解两个两个出发菌株的细胞壁,在高渗环境中释放出原生质,将他们混合,在助溶剂或电场作用下使他们互相凝聚,发生细胞融合,实现遗传重组
基因工程育种:使用人为的方法将所需的某一供体生物的遗传物质DNA分子提取出来,在离体条件下进行切割,获得代表某一性状的目的基因,把该目的基因与作为载体的DNA分子连接起来,然后导入某一受体细胞中,让外来的目的基因在受体细胞中进行正常的复制和表达,从而获得目的产物。
4为何前体物质,抑制剂促进剂对物质生成有利
发酵培养基中某些成分的加入不促进微生物的生长,只是有助于调节产物的形成,这些添加的物质包括前体,抑制剂和促进剂。
前体物质: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结合到产物分子中去,其自身结构并无多大变化,但产量却因前体的加入有较大提高。
抑制剂:加入后会抑制某些代谢途径的进行,使另一途径活跃,改变微生物的代谢途径,从而获得人们所需要的某种代谢产物,或使正常代谢的某一代谢中间物积累。
促进剂:指一类刺激因子,既不是营养物又不是前体,但这类物质的加入或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产量,如酶生产中的诱导物或表面活性剂等。
诱导剂能增加细胞的产酶速度,提高产酶量,但不能从根本上改变细胞原有的蛋白质模板,包括酶的底物,底物类似物,及被转化为诱导物的前替物质。
表面活性剂(洗涤剂,吐温等):可以增加酶的产量,机理不十分清楚,一般认为是因为:
改变了细胞膜的通透性,同时增强了氧的传递速度,改变了菌体对氧的有效利用
5常用的培养基灭菌方法及高温短时灭菌原理:
方法:化学药品灭菌法,干热灭菌法,湿热灭菌法,射线灭菌法,火焰灭菌法。过滤除菌法
原理:每一种微生物都有一定的最适生长温度范围。当微生物处于最低