发酵工程课后思考题答案.doc

一、思考题
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答:定义:发酵工程是应用微生物学等相关的自然科学以及工程学原理,利用微生物等生物细胞进行酶促转化,将原料转化成产品或提供社会性服务的一门科学。由于它以培养微生物为主,所以又称为微生物工程。
传统发酵是指酵母作用于果汁或发芽的谷物时产生二氧化碳的现象;
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;或者更严的说发酵是以有机物作为电子受体的氧化还原产能反应。如葡萄糖在无氧条件下被微生物利用产生酒精并放出CO2。
工业上的发酵泛指利用生物细胞制造某些产品或净化环境的过程。
青霉素发酵能成功的原因,主要是解决了两大技术问题:1)通气搅拌解决了液体深层培养时的供氧问题;2)抗杂菌污染的纯种培养技术:无菌空气、培养基灭菌、无污染接种、大型发酵罐的密封与抗污染设计制造。
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答:从广义上讲,由三部分组成:上游工程、发酵工程、下游工程
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答:三个环节:投产试验、规模化生产和市场营销
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答:菌种问题、合适的反应器、基质的选择
菌种问题:纯种、遗传稳定性、安全、周期短、转化率高产率高、抗污染能力强:噬菌体、蛭弧菌
合适的反应器:生产规模化、原料利用量大并且具有一定选择性、节能、结构多样化、操作制动化、节省劳力
基质的选择: 价廉、原料利用量大并且具有一定选择性、易被利用、副产物少、满足工艺要求
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答:第一步为技术积累阶段、第二步为产业崛起阶段、第三步为持续发展阶段
二、思考题
1、自然界分离微生物的一般操作步骤?
答:标本采集→预处理→富集培养→菌种分离(初筛、复筛)→发酵性能鉴定→菌种保藏目的:高效地获取一株高产目的产物的微生物;
2、从环境中分离目的微生物时,为何一定要进行富集富集?
答:富集的目的:让目的微生物在种群中占优势,使筛选变得可能。
富集的基本方法:1、控制营养:如以唯一碳源或氮源作底物;2、控制培养条件:如pH、温度、通气量等;3、抑制不需要的种类
3、什么叫自然选育?自然选育在工艺生产中的意义?
答:定义: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称为自然选育。意义:自然选育是一种简单易行的方法,可达到纯化菌种、防止菌种退化、稳定生产、提高产量的目的。虽然其突变率很低,但却是工厂保证稳产高产的重要措施
回复突变: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,这种情况我们称为回复突变。
4、诱变育种对出发菌株有哪些要求?
答:出发菌株定义:出发菌株指用于诱变育种的最初菌株或每代诱变的试验菌株。
要求:★对菌株产量,形态、生理等情况了解;★生长繁殖快,营养要求低,产孢子多且早;★对诱变剂敏感;★菌株要有一定的生产能力;★多出发菌株:一般采用3~4个出发菌株,在逐代处理后,将产量高、特性好的菌株留作继续诱变的出发菌株。
5、诱变选育的流程?
答:出发菌株经纯化活化前培养(同步培养)→培养液(离心、洗涤、)→单细胞获单胞子悬液→诱变处理→后培养(中间培养)→平板分离→初筛→复筛→保藏及扩大试验
筛选的关键是选择一定的特征(如菌落特征、生化特征等)去判断