江大发酵复试题..doc

1. 培养基的一般要求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。 2. 简述发酵培养基的设计原则和影响因素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: 1. 目的明确: 明确配制该培养基的目的;2 .营养协调: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;3. 物理化学条件适宜: 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; 4 .经济节约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。(2) 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。(3) 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。(4) 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, 以达到 pH7 .0 左右。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。 3. 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 DN A 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