生物工艺学名词解释及简答.doc

1生物工艺学：应用自然科学和工程学远离，依靠生物作用剂的作用将原料加工以及提供产品或用以为社会服务的技术2发酵工程：生物学和工程学的结合，生物方面的各种工程的总称，技术的开发产业化3自然选育：利用微生物在一定的条件下自发变异的原理，通过分离筛选等方法，排除衰变型菌株，从中选择维持原菌落生产水平的菌落，并获得纯种4随机筛选：将人工诱变或自然突变的菌株凭经验进行筛选，以从中挑选出目的菌株的过程5理性化筛选：根据遗传学原理，涉及选择性筛子，将目的菌筛选出来6目的筛选：理性化筛选的基础上，每一次摇瓶筛选都采用不同的技术指导，使变株的选出频率进一步提高以达到筛选的目的7杂交育种：将两个基因型不同的居住以吻合后使遗传物质重新组合，从中分离和筛选具有新性状的菌株8原生质融合：把两个亲本的细胞壁分别通过酶解作用加以瓦解，使菌体细胞在高渗环境中释放出只有原生质包裹的球状体，两亲本的原生质体在高渗条件下使之融合，由PEG作为助溶剂，使其发生细胞融合，是两亲本基因由截出到交换，从而实现基因组合9简述传统生物技术与现在生物技术的区别：传统：利用现有生物、宏观水平、传统技术、注重产量的提高；现代：利用改造的生物、围观水平、以基因工程为代表的心技术。注重产量和质量的提高10简述发酵工艺的历史和特征：历史：天然发酵时期，对微生物本生与缺乏的认识，纯培养技术的建立，发酵技术的建立是第一个转折期，人为控制微生物的时代；通气搅拌技术的发展 发酵工业第二个转折期，发酵工程的开端，青霉素发酵的开始；代谢控制发酵技术的建立，第三转折期，氨基酸、核苷酸的发酵：发酵原制的转换，糖质原料到非糖质原料，基因工程的运用：广泛的生物产业，固定代细胞技术，单克隆抗体。特征：常压常温下进行反应，反应条件温和，生产材料多价格低，以碳水化合物为主要的原制，不需要精制，反应自动调节，反应选径高度专一和选择性，对环境污染少，生产过程无害，可以不增加设备而增加产量，投资少见效快11发酵工程的发展方向：l菌种的筛选及新的活性物质的筛选2对微生物的生理代谢进行的研究3使用新的发酵工艺和新的控制程序12微生物来源的途径：1传统生态途径：土壤筛选2现代遗传途径：对现有菌种进行改造3基因突变：诱发突变4基因重组：基因克隆，原生厦体融台14获得菌种的方法步骤有哪些 1样品收集2采集后处理3菌种培养4纯化15纯种的常规分离方法有哪些：理平板划线法，倾倒平板法，涂布培养，毛细管法，小滴分离法，显微操作16富集培养的选择压力有哪些：温度，渗透压，氧气，光，PH与氧化还原电位，培养基，抗生素17工业微生物分离的注意事项培养基的来源，丰富，价格低，温度选择常温或偏高，不需要特殊的生产设备，菌种遗传稳定性好，发酵的浓度高，产物收率高；产物容易提取18菌种选育的含义基本原理及主要方法有哪些：含义：把菌种进行诱变处理，用随机或理眺方法获得目的变体。基本原理：根据微生物遗传变异的特性，利用自然选育，诱变育种，代谢控制，杂交育种，分子育种等方法，将菌种进一步纯化改变，以获得优良的品种。主要方法：自然选育，诱变育种，代谢控制，杂交育种，分子育种19摇瓶复筛的目的是什么，考查菌种生产的自然波动范围；考察菌种的稳定性；更接近生产工艺获得更的种子量20简述诱变育种的步骤：出发菌种，斜面，单孢子悬液，诱变处理，稀释涂理板，挑取单菌种，传种斜面，摇瓶初筛，摇瓶复筛。21如何进行诱变因子的分类，有效因子的判别分类物理诱变剂，生物诱变剂，化学诱变剂，判别以营养缺陷性诱发率为主要指标以死亡率为辅助指标22菌种退化变异的原因是什么：群体变异中负变大于正变：l自发变异的产生，自然环境因素的嚣日，2遗传的不稳定性，代谢机制的自我作用，3遗传基因的分离，4诱变处理后的退化变异23如何筛选抗性菌株：药物临界致死浓度法，梯度分雨法，滤纸小片法24简述几种常见突变株的筛选：代谢转化率突变株的筛选；有效组分纯度高的变株筛选，生长势变壮菌株的筛选，适应酶的调节变株的筛选，代谢阻断突变株的筛选：突变合成新物质的筛选25如何选择出发菌株和诱变剂，出发菌株的选择：l，有利于生产的菌2有优良性状的菌株3稳定性好的菌株(不是特别的稳定也不是不稳定而是处于是间状志)，诱变剂的选择作用原理：，菌株系谱，菌株的特点，剂量的选择。26如何进行营养突变型菌株的筛选：l诱发：点突变2检出：夹层培养法，3限量补充法4鉴别氨基酸，维生紊，生长素27简述放线菌杂变育种的程序：l原始亲本的选择：有标记，两亲本亲缘关系远，优势明显，稳定，基本培养苦上孢子丰富。2标记常用营养缺陷型，颜色等，诱发，分离，鉴定；3混合培养，培养时可(短，异核系少)同步性，接种量4重组子筛选13筒述原生质体融合的般步骤：l菌丝体培养2，原生质体制备洗涤，酶解，离心洗涤，测定，3原生质体的再生，4融合，5钝化用物理或化学方法处理原生质体，使其成活率在10-5-10-614抗噬菌体菌株柏选育方法有哪些：l自发突变2，诱发突变3固体法，液体法。15菌种保藏原理和方法原理根据菌种的生理生化特点，人工创造条件，使孢子或菌体的生长代谢活动量尽量降低，以减少变异方法低温保藏法，定期移植保藏法，液体石蜡保藏法，菌丝速冻法，沙土保藏法，硅胶保藏法，冻干法，液氮超低温保藏法。第四章1培养基配制的原则是什么：生产中还有哪些要求：原则：l根据微生物生理生化的要求；2注意浓度配比；N：C影响菌株发酵方向：3 PH多用缓冲剂的调节；4，根据培养目的选择配比。生产中的要求：l，价格低，2细胞生产系数消耗单位原材料所得菌丝重量3转化率：消耗单位原材料所得产物的重量，4杂质少5质量稳定，6对工艺、质量、三废影响小2什么是前体和促进剂，它的作用是什么，前体目的产物的前身或其一部分，直接参于产物和台成而自身无变化。作用捉高产理，质量(其它杂质减少而产量增加)促进剂：非细胞生长所必需的营养成分，又非前体，但加入后可增加产量的物质。作用：促进细胞生长，推迟菌体自溶，与呼吸强度有关，降低细胞产物的浓度。3简述培养基的几种分类方法，了解孢子，种子，发酵培养基的特点按纯度分：台成培养基，天然培养基，复台培养基；按形态分液体培养基，固体培养基，复合培养基：按特殊作朋分基础培养基，加富培养基，选择培养基，鉴别培养基按生产用途分：孢子培养基(营养不太丰富，氮不多)，种子培养(营养丰富，容易吸收)，发酵培养基(营养适当，全面有特点，稀）4影响培养基质量的因素有哪些：l原材料质量的影响；机氯源，碳源，其它2灭菌(蒸汽)：营养的减少，破坏各成分间受热反应，PH变化，3其他因素：水源，黏度第五章l对种子的要求是什么：1菌种细胞的生长活力强，移种到发酵罐后能迅速生长，迟缓螂短。2生理性状稳定。3菌体总理能满足六容量发酵罐的要求。4无杂菌污染。5保持稳定的生产能力2放线菌类种子制各工艺流程：保藏管（沙土管)，母斜面，子斜面，摇瓶种子(菌丝)种子罐发酵罐3种子罐接种的方法有哪，引起种子异常的原因：小罐接种法：微孔接种法，压差法，火焰接种法，大罐接种法罐间接种法，小罐到犬罐，常用压差珐4影响种子质量的因素是什么l原制的质量：微量无素，清毒不彻底引起的杂菌，消毒温度过高，时间过长，PH变化，2培养条件：温度，温度通气量，冷藏时间：斜面孢子10天内，真菌大小类孢子2周到一个月，3孢子龄与孢子量：对数生长期，7-10，量少l刚菌丝浓度过大，提前进人生长高峰，营养不足，叫问短，产量少5制备过程中，无菌检查的方法有哪些，生化分的项目有哪些：无菌检查的方法显微镜检查，酚红肉汤培养，琼脂斜面生化分析项目：CPN，PH，色泽，菌丝浓度效价，菌丝情况第六章l试述分批发酵及其类型和分期分批发酵是一种准封闭式系统，种子接种到培养基后除了气体流通外，发酵液始终留在生物反应器内类型：生长关联型，非生长关联型，混合型。分期：停滞期，对数生长期，稳定期，衰亡期2补料分批发酵优点是什么：为什么：可以维持较低的基质浓度，除去快速碳源的阻遏效应，避免培养基中有毒物质的积累3连续发酵及其与分批发酵的区别连续发酵是发酵过程中一边补斜面一边以相近的流速放料，维持发酵液原来的体积。区别是连续发酵体积是不变的，而分批发酵体积在不断的变大4什么是发酵热，温度对发酵热有什么影响：发酵热是指发酵过程中产生的热量。影响：1遥过影响酶而影响发酵2影响菌体的台成方向3影响发酵液的理化性质，从而影响产物的合成4影响代谢调节机制5决定氧量的标准是什么： 溶氧的异常说明生产的哪些情况异常：1染菌，好氧菌溶氧下降2发酵液变稀，溶氧上升，可能染了噬菌体3补料，加油4故障，停电，停搅拌5质量控制指标6发酵的中间控制手段6影响微生物的需氧和培养渣中溶氧的的因素有哪些，需氧：l培养基：组成，配比，物理性质，补料2菌种：种类菌龄3培养条件4是可产物积累(有毒物质)5挥发性产物的损失6其它(加油或者消泡剂) 溶氧：l温度2溶液性质，不同的液体对可气体柏不同的溶解度3氧分压当系统压力49Kpa，溶氧与氧分压成线性关系。7如何控制发酵液的PH：l加入缓冲剂CACAO3等，2直接加入酸碱适用于PH偏差很大的情况，忌讳来回调整PH 3，加入生理性的酸或碱补料，4，其它，调节温度，调节溶氧8二氧化碳的作用机理及其影响。机理影响细胞膜结构影响：1大量的二氧化碳对菌体生，产物的合成起抑制作用2二氧化碳同时也起了指示的作用，其量的多少与菌体的代谢成正向关系3影响菌丝的形态9为什么高基质浓度的菌的生长速度下降：l基质过浓可导致抑制作用，便生产速度下降2传质状况差，用于非生产能量的增加3可引起代谢物阻遏现像。10补料的原则是什么，如何进行补料的控制：原则有利，按需，适量：方法连续流加，为速流加，恒速流加，对数流加儿泡沫产生的原因及其对发酵的影响。原因：机械搅拌，表面括性物质的存在影响：1定数量的泡沫是正常的，泡洙可以增加界面，提高氧气与二氧化碳的变换，使气泡有一定的停留时间，有利于溶氧，蛋白质是发泡因素2过多：降低了发酵罐的发填料系数，增加了菌群的非E专一性，增加了染菌机会，直引逃液，消泡剂的加入有叫会影响发酵或给提炼工序带来困难12泡沫的性质用其消长规律，清除和控制方法。性质：机械性泡沫由机械搅拌引起，泡沫大，界限也清晰I，流态性泡诛，由菌体呼吸引起，泡洙小，不易打碎，清长规律：l与通气搅拌的剧烈程度有关，2与培养基的配比和原析料有关，3与菌种的种子质量、接种量，菌丝阶段接种量有关。控制方法l机械性消沫：震动，压力2消泡剂消沫：降低机械强度，降低表面粘力，降低表面张力13 如何从染菌规模上来分析染菌的原因：1大规模染菌：公用系统(空气系统，接种站等) 2部分罐批染菌：发酵前期灭菌不彻底，种子染菌，也可能和接种系统有关，发酵中后期与补料有关3个别罐染菌可能是夹层穿孔，蛇管穿孔，多是设备问题引起的，也可能是操作问题。14如何判断放罐时间，如何处理异常发酵：放罐时间的判断标准l产率：每单位体积的发酵液单位时间得到的产物量，2得率：每公后培养基所得的产物量3发酵系数产物KG罐容积M3，发酵周期H4生产指教：发酵指数*收率，若下游提取成本低，则考虑发酵指数，若下游提取成本高，则考虑生产指数。放罐的判断：1产翠成本：提高产率降低成本，若菌体生长上升抛失猛，延长发酵时间，若上升势头弱，缩短发酵刚间2对提取是不是有影响，过早过迟都不好，过迟菌体自溶，可溶性蛋白上升，不好过滤，使时间延长；过早，产量受影响，成本上升，培养基消耗完，不好分离，3放罐前的控制：放罐前的段时间不补料。异常发酵的处理l发酵液转稀原因：噬菌体的侵染，或工艺控制不当，表现黏度下降，泡洙上升，加油多，措施：补料，补种2发酵液过浓：原因，有机N过多，生长旺盛，种子量大，表现菌体浓度上升，溶氧下降，措施：补水3糖耗慢原因，种子质量差，培养基消毒质量差，磷酸盐浓度低，措施补入N源，补入磷酸盐，提高温度_l-2度4 PH不正常原因培养基的配比，代谢失调，灭菌的质量，原捌判质量，水质，工艺不当，措施：加酸，碱，加生理酸性，碱性物质，加缓冲剂，改变搅拌速度，改变温度。15什么是发酵液的带放，它是在什么情况L进行的：在发酵中后期放出部分的发酵液再补加部分的培养基放出的发酵液中产物的浓度要足够高，有提取价值，一般在中后期进行第七章1杂菌污染的不良后果是什么：l增加了提取难度并降低了产率2使生物化学反应发生异常3分解产物4裂解细胞，使生产失败，5消耗基质。应对措施：l纯种发酵2设备保证严密3设备和培养基都灭菌4空气灭菌，5操作规范2高压蒸气灭菌法的原理和特点是什么：为什么说高清晰明确快速灭菌所得培养基的质量比较好：原理：湿热易使蛋白质变性凝固，穿透力强，释放六量潜热。特点：价格低，来源方便，抽取简便，快速无残留，适合工业生产原压高温快速灭菌所得的培养基的营养破坏较少3影响灭菌的因素和注意事项是什么：1时间和温度2培养基成分的相互影响3 PH对灭菌的影响4培养基过滤5设备问题6安全问题4试述空气除菌的工艺过程采风塔粗过滤器压缩机，贮罐冷却器旋风分离器，冷却器，丝网除沫器加热器，空气过滤器5简述纤维类介质的除菌机理：1惯性截留2扩散现象3布朗运动4沉降作用5静电引力6影响介质除菌效率的因素有那些：1纤维介质铺设的情况(均匀度，密度150180KG/ML立方，厚度100-150mm)2介质与过滤口在连接（紧密，保温，锈层）3防止松动、翻偏4油水分雨5过滤器消毒6防止发酵液倒流灭菌：指用物理或化学方法杀灭或除去_物料设备中一切有生命物质的过程消毒：指杀死病原微生物，但不定能杀死细菌芽胞的方法，通常用化学的方法来达到消毒的作用对数残留定律：对培养基进行热灭菌时，培养基中的微生物受热死亡的速率与残存的微生物数量成正比第八章1次级代谢与次级代谢产物及其特点时什么：次级代谢主要涉及合成过程，其终产物，次级代谢产物刑菌的生长不是必需的，对生命活动可能具有某种意义，通常是在生长后期开始形成的。特点：1某些菌株特有的。2酶的特异性较低。3代谢进径较多(中间产物组合)。4受总调节控制2试叙述抗生素的基本生物合成造径，并举例说明l葡萄糖碳架掺入选径氨基糖苷类2莽草酸途径氯霉素，新生霉