发酵工程与设备习题答案.docx

第一章 1 .简述发酵工程的概念及其主要内容。发酵工程是生物技术的重要组成部分,是生物技术产业化的重要环节。它是应用生物学、化学和工程技术学的原理, 大规模( 工厂化) 培养动植物和微生物细胞, 生产生物量或产物的科学。发酵工程可分为上游工程、中游工程和下游工程。?生产微生物细胞(或生物量); ?生产微生物的酶; ?生产微生物的代谢产物; ?生产基因重组产物; ?将一个化合物经过发酵改造其化学结构——生物转化。 2. 什么叫次级代谢产物?次级代谢产物是微生物在哪些生长时期形成的?其与初级代谢产物有什么关系? 以初级代谢产物为原料通过次级代谢合成的, 对自身无明确生理作用的代谢产物叫次级代谢产物。关系: 先产生初级代谢产物, 后产生次级代谢产物; 初级代谢是次级代谢的基础; 次级代谢是初级代谢在特定前提下的继续与发展。 3. 发酵过程有哪些组成部分? ?用于菌种扩大培养和发酵生产用的培养基配方; ?培养基、发酵罐和辅助设备的灭菌; ?足量的高活性、纯培养的接种物; ?在适宜条件的发酵罐中培养菌体生产产物; ?产物的提取和纯化; ?生产过程的废物的处理。第二章 1. 发酵工程菌株的选育方法有哪些?各有何特点? 自然选育: 自发突变率低, 变异程度较轻微, 变异过程十分缓慢; 自发突变不定向, 负向变异可能性大,正向变异可能性小诱变育种:方法简单,快速,收效显著。原生质体融合:打破种属间的界限,提高重组频率,扩大重组幅度。杂交育种: 使不同菌株的优良性状集中在重组体中, 扩大变异范围, 具有更强的方向性和目的性。基因工程育种:按人们的愿望使生物体的遗传性状发生定向变异。 2. 发酵工程对菌种有何要求?菌种的分离和筛选基本流程是怎样的? 要求: 能大量高效合成产物; 发酵培养基原料廉价; 培养条件容易控制; 易于液中提取产物; 不易污染其它杂菌和噬菌体;无毒无害;性能稳定,不易退化 3. 菌种退化的主要表现,并分析原因和防治的方法。表现:菌种的退化可以是形态上的,也可以是生理上的,如原有细胞形态性状变得不典型, 菌种生长速度变慢,产生的孢子变少,代谢产物生产能力下降等。原因:一是菌种保藏不当;二是菌种生长的要求没有得到满足。方法: 1 )减少传代次数; 2 )创造良好的培养条件; 3 )经常进行纯种分离,并对相应的性状指标进行检查; 4 )采用有效的菌种保藏方法; 最有效的方法是菌种复壮,具体是采用纯种分离技术选出优良菌株; 寄生性菌株通过在寄主体内生长恢复寄生性; 淘汰衰退的个体。 4. 说明菌种保藏的基本原理和方法,并指出国内的菌种的主要保藏机构。原理: 根据菌种特性,创造有利于其休眠的环境(如干燥、低温、缺氧、缺乏营养、加保护剂等)保存孢子、芽孢等的休眠体。方法: 斜面低温保藏法; 液体石蜡封存保藏法; 砂土管保藏法; 悬液保藏法; 真空冷冻干燥保藏法;低温保藏法;液氮超低温保藏法。 TCC 中国典型培养物保藏中心 中国农业微生物菌种保藏管理中心 AS-IV 中国科学院武汉病毒研究所 中国林业微生物菌种保藏管理中心 中国工业微生物菌种保藏管理中心 中国医学细菌保藏管理中心 兽医微生物菌种保藏管理中心 广东省微生物研究所微生物菌种保藏中心 SH 上海市农业科学院食用菌研究所 BCRC 台湾生物资源保存及研究中心 5. 常用的工业微生物种类有哪些?每种举 3 个典型代表并说明其主要发酵产品。?细菌: 枯草芽孢杆菌; 乳酸杆菌; 醋酸杆菌; 棒状杆菌; 短杆菌。淀粉酶; 蛋白酶; 乳酸; 氨基酸;肌苷酸?放线菌:常用的放线菌:链霉菌属、小单孢菌属和诺卡氏菌属等。能产生多种抗生素。如链霉素、红霉素、金霉素、庆大霉素等?酵母菌: 啤酒酵母; 假丝酵母; 类酵母; 酿酒; 面包; 低凝固点石油; 脂肪酶; 酵母菌体蛋白?霉菌: 根霉、毛霉、犁头霉, 红曲霉, 曲霉、青霉, 酶制剂; 抗生素; 有机酸; 甾体激素等 6. 采取什么方法能够分离到能分解并利用苯作为碳源和能源物质的细菌纯培养物? (1) 取样:从苯含量较高的环境中采集土样或水样; (1) 配制培养基,制备平板:一种仅以苯作为唯一碳源(A) , 另一种不含任何碳源作为对照(B) ; (3) 稀释: 将样品适当稀释( 十倍稀释法), 涂布入平板; (4) 培养:将平板置于适当温度条件下培养,观察是否有菌落产生; (5) 选择培养:将 A 平板上的菌落编号并分别转接至 B 平板,置于相同温度条件下培养(在B 平板上生长的菌落是可利用空气中 CO2 的自养型微生物); (6) 筛选培养: 挑取在 A 乎板上生长而不在 B 平板上生长的菌落, 在一个新的 A 平板上划线、培养. 获得单菌落, 初步确定为可利用苯作为碳源和能源的微生物纯培养物; (7) 将初步确定的目标菌株转接至以苯作为惟一