生物技术原理.docx

生物技术原理一：生物工艺学概论1：生物技术定义及特点 定义：生物技术是应用自然科学和工程学的原理，依靠生物作用剂的作用将物料进行加工以提供产品或用以为社会服务的技术。 特点：(1) 生物技术是一门多学科、综合性的科学技术（边缘学科、交叉学科）， 包括生物学、化学、工程学。 （2）反应中需要有生物催化剂参与 （3）其最后目的是建立工业生产过程或进行社会服务。2：生物催化剂的优缺点 优点： （1）在常温、常压下反应 （2）反应速率大 （3）催化作用专一 （4）价格低廉（成本） 缺点：（1）易受热、受某些化学物质及杂菌的破坏而失活 （2）稳定性差，对温度、pH等参数反应敏感。3：生化反应过程包括哪些过程？（1） 发酵过程：采用游离的或固定的整体微生物活细胞为生物催化剂时，一般 称为发酵过程。（2） 酶反应过程：当生物催化剂为游离或固定化酶时，此过程称酶反应过程。（3） 动植物细胞组织培养过程 一般生物反应过程如下图：检测控制仪表酶细胞生物催化剂（游离或固定）底物除菌副产品产品提纯、纯化空气生物反应器产品废物热能机械能灭菌原料废物处理预处理营养物培养基4：生物反应过程的组成部分 A：原料预处理：包括原料选择、必要的物理化学加工、培养基和底物的配制和灭菌等。 B：生物催化剂的制备：包括菌种选育、扩大培养、酶制备等。 C：生物反应器及反应条件的选择 D：产物的分离纯化5：现代生物技术包括哪些工程及其定义（1） 基因工程：应用人工的方法把生物的遗传物质DNA在体外进行切割、拼接和重 组，然后将重组的DNA导入某种宿主细胞或个体，从而改变它的遗传特性；（2） 细胞工程：是以细胞为基本单位，在体外条件下进行培养、繁殖，从而达到改良生物品种和创造新品种，加速繁育动植物个体，以获得某种有用的物质的过程。（3） 酶工程：是利用酶、细胞器或细胞所具有的特异催化功能，或对酶进行修饰改造，并借助生物反应器和工艺过程来生产人类所需产品的一项技术。（4） 发酵过程：由微生物的某种特定功能生产出人类所需的产品的过程称为发酵工程。（5） 蛋白质工程：通过对基因的人工定向改造等手段，从而达到对蛋白质进行修饰、改造、拼接以生产能满足人类需要的蛋白质二：菌种选育1：与发酵有关的微生物：细菌、放线菌、酵母菌、霉菌、噬菌体2：获得微生物菌种的途径：（1）从菌种保藏中心购买(详细的描述) （2）从自然界中筛选（主要从土壤中筛选）3：菌种保藏方法及原理方法：（1） 斜面冰箱保藏法（2） 沙土管保藏法（3） 石蜡油封存法（4） 真空冷冻干燥保藏法（5） 液氮超低温保藏法原理：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尽量降低，以减少其变异。4：大规模工业化生产对微生物菌种的要求（考判断题） 1、能在廉价原料制成的培养基上迅速生长，并生成所需代谢产物，产量高。2、可以在易于控制的培养条件下（糖浓度、温度、pH值、溶解氧、渗透压等）迅速生长和发酵。3、生长速度和产物合成速度较快，发酵周期短。4、根据代谢控制的要求，选择单产高的营养缺陷型突变菌株或调节突变菌株或野生菌株。5、选育抗噬菌体能力强的菌株，使其不易感染噬菌体。6、菌种纯粹，不易变异退化，以保证发酵生产和产品质量的稳定性（即菌种具有稳定的遗传性。）7、菌种不是病原菌，不产生任何有害的生物活性物质和毒素（包括抗生素、激素、毒素等），以保证安全。8、菌种应在短时间内（最好3天或更短时间）产生出目的产物。9、菌种应尽可能地自我保护，以预防污染，包括降低pH、高温下生产以及加入某些抑菌剂（如抗生素）。5：菌种分离与筛选步骤（要知道每步具体的内容）（1）采样（2）增殖养殖（3）分离（4）筛选6：营养缺陷型微生物：经过诱变处理，使某一菌株丧失合成某些必需的营养物质的能力，从而必须在培养基中加入相应的营养成分才能正常生长的变异菌株。三：微生物代谢调节1:初级代谢产物：在细胞对数生长期形成的，往往是细胞生长所必需的物质。 次级代谢产物：微生物细胞在生长稳定期合成的，在细胞代谢中没有任何显著功能的物质。2：微生物代谢调节机制的分类（1） 在基因水平下控制酶的合成a:酶的诱导合成：当有诱导物存在时，酶的生成量可以几倍乃至几百倍地增加。b:酶的阻遏合成：这是停止或抑制酶合成的效应，根据阻遏物的不同，而有三种类型：A、终产物反馈阻遏 阻遏物为合成途径的终产物。B、分解代谢物阻遏 阻遏物为另一分解产物。C、代谢互锁 阻遏物与被阻遏的酶是几乎不相关的合成途 经的产物。（2） 酶活性的控制：这是通过改变已存在的酶的催化活性来控制的，包括以下三种类型：a:终产物的抑制或激活b:酶原的激活c:通过辅酶水平的活性调节 (3) 通过细胞膜通透性的调节3:变构蛋白质：当蛋白质与某一种特殊的小分子结合后，蛋白质构象发生改变从 而使蛋白质的生物学性质改变，这种蛋白质称变构蛋白质。4：组成酶：微生物细胞所固有的，以恒定速度和数量生成的，不随微生物的代谢状态而变化，这一类称组成酶，也称结构酶。 诱导酶：在一般情况下细胞内不生成或数量很少，但当培养基中加入特定诱导物后产生的酶，它的含量在诱导物存在下显著提高，这种诱导物往往是酶底物的类似物或底物本身。5：酶诱导合成的意义：（1） 从营养角度看：微生物可以根据环境提供的生长基质，诱导合成相应的酶，以分 解生长基质，吸收营养，进行代谢活动，从而加强微生物对环境的适应能力。（2） 从细胞经济角度看：微生物仅在需要时（存在底物时）才合成某些酶，在不需要时便不合成，这就避免了生物合成的原料和能量的浪费。6：酶合成的诱导和阻遏机制 酶的诱导和阻遏以相反方向影响酶的生物合成，它们的作用机制是相似的，可以用Jacob-Monod模型来解释。 Jacob-Monod模型要点：在染色体的DNA链上有调节基因和操纵子，操纵子包括一串功能相关联的结构基因、操纵基因和启动子 结构基因（S）：携带遗传信息，酶的合成以结构基因为模块，在RNA聚合酶作用下转录出mRNA，mRNA在核糖体上通过tRNA翻译出相应的蛋白质 操纵基因：不编码蛋白质，是与调节蛋白质（阻遏物）结合的部位，控制结构基因的转录 启动子：不编码蛋白质，是与RNA聚合酶结合的部位，只有RNA聚合酶与启动子结合后，才能启动结构基因转录 调节基因：编码一种调节蛋白质（阻遏物）的生成，这是一种变构蛋白，有二个位点，一个位点与操纵基因结合，另一位点与调节物（效应物）结合，当调节物与调节蛋白质结合后，便引起调节蛋白质构象发生变化，变构的蛋白质增加（若调节物为阻遏物）或降低（若调节物为诱导物）与操纵基因结合的能力。7：分解代谢物阻遏机制 当培养基中存在葡萄糖时，发生分解代谢物阻遏效应，葡萄糖的作用并不是影响其它C源进入细胞，而是使细胞内缺少一种叫环状3,5-单磷酸腺苷（CAMP）的物质。CAMP这种物质调节酶合成的操纵子的启动。8：反馈调节 （1）反馈抑制：是一种生物合成途径的最终代谢物抑制那一途径的前面第一或第二 个酶的作用。（反馈抑制是调节酶的活性，这种调节作用通常是由变构酶来完成的。 ） 变构酶的作用程序如下：专一性代谢物（变构效应物）与酶的变构部位结合 酶分子构象变化 活性中心修饰 抑制或促进酶活性。（2）反馈阻遏：是一种生物合成途径的终点产物抑制那一途径的前面的酶的形成。（反馈阻遏是调节酶的合成。）9：提高酶产量的措施（1） 添加诱导物（酶的作用底物、酶的反应产物、酶的底物类似物、部分辅酶）（2） 控制阻遏物的浓度（3） 添加表面活性剂（4） 添加产酶促进剂（ 是指可以促进产酶，但作用机理并未阐明清楚的物质。）10：次级代谢产物的特征（1） 次级代谢产物的合成比初级代谢产物的合成更为复杂，并与初级代谢产物的合成密切相关。（2） 次级代谢产物的形成除了受到核内DNA的调节控制外，还受到核外质粒的控（3） 次级代谢产物发酵一般分二个阶段，即微生物的生长期（营养期）和分化期（生产期），次级代谢产物不在生长期内产生，而在分化期内产生。（4） 次级代谢产物生产过程中，一般都同时产生结构相类似的多种副组分。（5） 次级代谢产物受到微量金属离子（Fe2+、Fe3+、Mn2+、Co2+、Zn2+、Ni2+等）和磷酸盐等无机离子的影响。（6） 在很多情况下，添加前体有利于次级代谢产物的形成。（7） 次级代谢产物合成所涉及的酶的特异性（专一性）比较低。（8） 培养温度过高或菌种移植次数过多均会使次级代谢产物的生产能力下降。11：磷酸盐调节（1） 在抗生素生产时，磷酸盐是重要的控制因子，它不仅是菌体生长的主要限制性营养，还能强烈阻遏许多种抗生素的生物合成。（2） 磷酸盐浓度在： 0.3 300 mmol/L时，促进菌体生长。 10 mmol/L时，对抗生素合成阻遏。（3） 磷酸盐对抗生素合成的控制机制，主要分两种作用： A: 直接作用 : 即磷酸盐自身影响抗生素的合成 B：间接作用 ： 即外源的磷酸盐被细胞吸收后，引起细胞内效应物ATP的含量提高，进而改变了糖代谢途径。四：微生物培养基1：培养基的定义：培养基是人工配制的供微生物或动植物细胞生长、繁殖、代谢和合成 人们所需产物的营养物和原料。2：化能自养型微生物：利用氧化无机物所产生的能量来同化CO2，合成自身所需的细胞质。3：生理酸性物质：经微生物代谢后能形成酸性物质的无机氮源称生理酸性物质，(NH4)2SO4生理碱性物质：经微生物代谢后能形成碱性物质的无机氮源称生性物质，如NaNO3。4重要的氮源（1） 蛋白胨：蛋白胨是蛋白质经酸、碱或蛋白酶作用的不完全水解产物，是含朊、 胨、肽和氨基酸的有机混合体。 （2）玉米浆：是一种很容易被微生物利用的N源，含有丰富的氨基酸、还原糖、磷、微量元素和生长因子，它是玉米淀粉生产中的副产品。5：C、N比计算6：前体：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，而自身结构并没有多大变化，但产物的产量 却因加入前体而有较大的提高。 抑制剂：在发酵过程中加入某些物质后，可抑制某些代谢途径的进行，同时 使另一种代谢途径活跃，从而获得人们所需的某种产物或使正常代 谢的某一代谢中间产物积累起来。7：生长因子的分类：（1） 维生素：主要起辅酶作用（2） 氨基酸：是蛋白质和酶的组分（3） 碱基（嘌呤或嘧啶）：是核酸和某些辅酶的成分五：灭菌 1：灭菌：指利用物理和化学的方法杀灭或除去物料及设备中一切生命物质的过程。消毒：是指用物理或化学的方法杀死物料、设备、器具内外的病源微生物, 一般只能杀死营养细胞而不能杀死芽孢。消毒不一定能达到灭菌要求，而灭菌则可达到消毒的目的。2：灭菌的方法 干热灭菌法湿热灭菌法火焰灭菌法电磁波、射线灭菌法化学药品灭菌法过滤除菌法耐热性：芽孢孢子营养细胞A 喷淋冷切式B真空冷却式C 薄板冷却式3：培养基灭菌A 塔式加热器B 喷射式加热器（1） 连续灭菌：预热加热（126-132）维持冷却A 罐式保温设备B 管式保温设备培养基升温到70 （2）间歇灭菌：是在每批培养基全部流入发酵罐后, 就在罐内通人蒸汽加热至灭菌温度, 维持一定时间, 再冷却到接种温度。4：影响培养基灭菌的因素（1） 培养基成分 ：油脂、糖类及一定浓度的蛋白质增加微生物的耐热性, 高浓度有机物会包于细胞的周围形成一层薄膜, 影响热的传递, 因此在固形物含量高的情况下, 灭菌温度可高些。（2） pH值：对微生物的耐热性影响很大。pH 值 6.08.0, 微生物最耐热； pH6.0，氢离子易渗入微生物细胞内, 从而改变细胞的生理反应促使其死亡。所以培养基 pH 值愈低, 灭菌所需的时间愈短。（3） 培养基中的颗粒：培养基中的颗粒小, 灭菌容易, 颗粒大, 灭菌难。（4） 泡沫：培养基的泡沫对灭菌极为不利, 因为泡沫中的空气形成隔热层,使传热困难, 热难穿透过去杀灭微生物。5：分批灭菌与连续灭菌的比较（连续灭菌相较分批灭菌的优点） （1）可采用高温短时灭菌, 培养基受热时间短, 营养成分破坏少, 有利于提高发酵率；（2）发酵罐利用率高；（3）蒸汽负荷均衡；（4）采用板式换热器时, 可节约大量水和蒸汽；（5）适宜采用自动控制, 劳动强度小。6：介质过滤除菌：是让含菌空气通过过滤介质, 以阻截空气中所含微生物, 而取得无菌空气的方法。 原理：（1）过滤介质的分类：a: 孔径小于微生物，当空气通过时，微生物被阻留在介质的一侧，这种介质称为绝对过滤介质。(是利用微孔滤膜，其空隙小于0.5m，甚至小于0.1m) b: 孔径大于微生物，为了达到所需的除菌效果，介质必须有一定的厚度，因此称为深层过滤介质。（2）当气流通过滤层时, 基于滤层纤维的层层阻碍, 迫使空气在流动过程中出现无数次改变气速大小和方向的绕流运动, 从而导致微生物微粒与滤层纤维间产生惯性撞击、拦截、布朗扩散、重力及静电引力等作用, 从而把微生物微粒截留、捕集在纤维表面上, 实现了过滤的目的。六：种子扩大培养1：微生物培养方法 （1）表面培养：是将纯种微生物接种在固体或液体培养基的表面，在恒温条件下进 行静止培养的方法。 A：特点：优点：微生物既能与空气接触吸收O2，又能与培养基接触吸收营养。缺点：表面培养接近与自然培养，生长缓慢，因此占用面积大，容易染菌。 B：应用：在大规模工业生产中很少采用，仅在实验室和小试中用得较多。（2）固体培养：固体培养是将纯种微生物接种在固体培养基上的培养方法。 特点：疏松，在培养基内部充满了空气，因此既可静止培养，又可通风培养。优点：设备简单，投资少，适合于小规模生产；缺点：占地面积大，劳动强度高，产品质量不稳定，容易染菌。 （3）液体深层培养：又称液体通风培养。在专门的发酵罐中，菌体在液体培养基中以悬浮状态进行培养的方式。 优点：可以根据微生物在生长过程中对C源、N源、生长因子等营养物质及温度、pH值、需氧量等条件的不同需要合理配置，补加各种营养物质和随时调节pH值和通风量，这样就有可能把微生物培养过程的生长、代谢都控制在最佳状态，而收到最好的培养效果。2：种子扩大培养：是指将保存在砂土管、冷冻干燥管中处于休 眠状态的生产菌种接入试管斜面活化后，再经过扁瓶或摇瓶及种子罐 逐级扩大培养而获得一定数量和质量的纯种过程。3：作为种子所具备的条件 A 细胞生长活力强，移种至发酵罐后能迅速生长，退缓期短；B 种子数量适宜，以保证适当的接种量；C 生理状态稳定；D 无杂菌污染；E 保持稳定的生产能力。4：种子制备阶段（1） 实验室种子制备 （包括琼脂斜面培养、扁瓶固体培养或摇瓶液体培养二步）注意：A 实验室种子制备是整个发酵阶段的第一步，也是最重要的一步，在实验室种子制备过程中一定要严格按无菌操作方式进行。B 种子扩大培养过程中（包括生产车间扩大培养），各步种子培养基的成分大致相同，只有组分的比例略有不同。C 种子培养过程中：a: 对于产孢子能力强的及孢子生长、发芽快的菌种,可用固体培养基进行实验室种子制备。 b: 对于产孢子能力不强或孢子发芽慢的菌种,通常采用摇瓶液体培养制备实验室种子。 C: 对于不产孢子，但生长繁殖快的菌种,也可采用固体培养基培养制备实验室种子。 d: 对于不产孢子的细菌,生产上多采用摇瓶液体培养法生产细菌种子。 (2) 生产车间的种子制备: 一般都是在标准发酵罐中进行，根据培养菌种的特点，还需一定的培养条件（如：一定量的无菌空气，一定的搅拌速度，一定的PH值等）。5:种子在各级培养中的转移方法（1） 实验室种子制备过程中的种子转移：砂土管（冷冻干燥孢子）试管斜面、试管斜面茄子瓶（摇瓶）等）都在无菌室的超净工作台中进行。（2） 实验室种子向种子罐的转移a : 孢子悬浮液：一般采用微孔接种法接种。b : 摇瓶菌丝：在火焰保护下接入种子罐，也有采用压差法的（少）。c : 种子罐和发酵罐之间的移种方式，一般都采用压差法。种子罐级数是指制备种子需逐级扩大培养的次数，一般根据种子的生长特性，孢子发芽及菌体的繁殖速度，以及发酵罐的容积而定。6: 接种龄：是指种子罐中培养的菌体开始到移入下一级种子罐或发酵罐时的培养时间。接种量：是指移入的种子液体积和接种后培养液体积的比例。影响：（1）接种龄：a : 接种龄短，种子接入发酵罐后往往会出现生长缓慢、发酵周期延长、产物开始形成的时间推迟等现象； b : 接种龄长，过老的种子会引起菌体生产能力下降而过早出现自溶现象。 (2)接种量：接种量的大小是由菌种在发酵罐中的生长繁殖速度决定的。 a : 接种量少，菌体在发酵罐中生长缓慢，发酵周期延长，同时容易发生杂菌污染的现象 b : 接种量较多，可以缩短发酵罐中菌丝繁殖达到高峰的时间，缩短发酵周期；但接种量过大，菌体生长过快，培养液粘度迅速增加，溶解氧浓度降低而影响产物的合成。七：发酵工艺控制 1：生长得率（Yx/s）：是指每消耗量1g基质（一般指C源）所产生的菌体重（g）。单位：g/g2：不同发酵方式的代谢 （1）分批发酵：是指在一个封闭系统内投入有限数量的营养物质后，接入少量的微生物菌种进行培养，使微生物生长后，在特定的条件下完成一个周期的微生物培养方法。 优缺点：A 操作简单 B 生产能力低 （2）连续发酵：是指以一定的速度向发酵系统内添加新鲜的培养基，同时以相同的速度流出培养液，从而使发酵系统中培养液的液量维持稳定，使微生物细胞在近似恒定的状态下生长的微生物培养方式。 优点：A：可以维持稳定的操作条件，有利于微生物的生长代谢，从而使产物和产量质量保持相对稳定。B：提高设备利用率和单位时间产量，节省发酵罐的非生产时间。包括每次清洗、装料、消毒、接种、放料等。C：便于自动化控制。D：由于消毒次数少，可以延长测量仪器的探头寿命。E：容易对过程优化。 缺点：A：由于是开放系统，加上发酵周期长，容易造成染菌污染。B：在长周期连续发酵中，微生物容易发生变异。 （3）补料分批发酵：是指在分批培养过程中，间歇或连续地补加新鲜培养基的方法。 单一补料分批发酵：特点是补料一直到培养液达到额定值为止，培养过程中不取出培养液。 反复补料分批发酵：是在发酵过程中，每间隔一定的时间，取出一定体积的培养液，同时又在同一时间间隔内加入相等体积的培养基，如此反复进行的培养方式。 优点：A : 与分批发酵比较： a : 可以解除培养过程中的底物抑制，产物的反馈抑制和快速利用C源、N源的代谢物阻遏效应。 b : 对于耗氧过程，可以避免在分批培养过程中因一次性投料太多而造成细胞大量生长，耗氧过多以致通风设备不能匹配的状况。c :可维持一定的微生物细胞的浓度，不要长的太多，以提高目的产物的转化率。 B : 与连续发酵比较 a :无需严格的无菌条件。b :不会产生微生物菌种的老化和变异。c : 最终产物浓度高，有利于产物的分离。3:发酵热：习惯上将发酵过程中释放出来的引起温度变化净热量称为发酵热，它包括生物热、搅拌热、蒸发热以及辐射热等。 生物热：微生物细胞在生长繁殖过程中产生的大量的热。 搅拌热：对于机械通气式发酵罐，在发酵过程中搅拌带动发酵液作机械运动，造成液体之间，液体与设备之间的摩擦，产生大量的热。 蒸发热、显热：在通气发酵中，空气进入发酵罐后就与发酵液广泛地接触，除部分氧被利用外，大部分气体仍从发酵液中出来，排放至大气中，部分热量将被空气或蒸发的水分带走，从而引起热量的损失。 辐射热：是指因发酵罐内温度与罐外温度环境温度不同，而使发酵液通过罐体向外辐射的热量。Q发酵=Q生物+Q搅拌-Q蒸发-Q显-Q辐射4：发酵热测定方法 （1）通过测定一段时间内冷却水的流量和冷却水的进出口温度可计算出发酵热。计算公式如下： Q发酵=GCw（t2-t1）/V G 冷却水流量（kg/h） Cw 水的比热kJ/（kg） t1、t2 冷却水进出口温度（） V 发酵液体积（m3） Q 发酵热（KJ/m3h） （2）通过自动控制发酵的温度，先使罐内的温度达到恒定，再关闭自控装置，测定温度随时间上升的速度，可按下式计算发酵热。 Q发酵=（M1C1+M2C2）S/V M1 发酵液重量（kg） M2 发酵罐重量（kg） C1 发酵液比热kJ/（kg） C2 发酵罐材料比热kJ/（kg） S 单位时间内发酵液上升的温度（/h）5：溶解氧 （1）临界氧浓度：指在发酵过程中不影响微生物呼吸所允许的最低氧浓度。（亦称呼吸临界氧浓度）。 （2）溶氧低谷现象：在一批发酵过程中，需氧和供氧这对矛盾时刻在变化，当菌体处于对数生长期时，菌摄氧速率大于供氧能力，从而引起培养液中溶解氧浓度下降的现象，这一现象称溶氧低谷现象。 在溶氧低谷阶段，加强供氧对发酵是否有好处？ 答：不一定，不过，若在溶氧低谷阶段时的溶氧水平低于临界氧浓度时，加强供氧有利于发酵。 事实上，在对数生长期阶段空气流量已经很大，在空气流量很大的情况下继续增大流量，对提高供氧效率不大。6：发酵液中的溶氧控制 （1 ） 先从供氧方面来考虑 供氧方程式如下：dc/dt=KLa（C*-C） 式中 dc/dt 单位时间内培养液中氧浓度变化 （mmol/Lh） C* 培养液中饱和溶氧浓度（mmol/Lh） C 测定的溶解氧浓度 KL 传质系数（m/h） a 比表面积（m2/m3）从上式可知，凡是可以提高KLa和C*的因素均能改善供氧效果，在实际操作中有以下几种控制手段：a : 在通入的空气中掺入纯氧，使氧分压增高b : 提高罐压c : 改变通气速率（增大通风量）d : 改变搅拌速度e : 改变发酵液的理化性质 (2) 从需氧方面考虑微生物的需氧量可用下式表示：V=Qo2Ccell式中：V 细胞摄氧速率（mmol O2/Lh） Qo2 呼吸强度（mmol O2/g细胞h） Cc 菌体浓度（g/L）若氧浓度处于稳定状态时，氧溶解速度 = 摄氧速率即 dc/dt = VKLa（C*C）= Qo2Ccell由上式可知，可从二方面改变培养液中的溶解氧浓度。 a : 改变养料的丰富程度，从而改变培养液中溶解氧浓度。(通过增加或减少细胞的生长速率，从而提高或限制菌对氧的消耗而改变培养液中的溶解氧水平。而增加或减少细胞的生长速率可通过改变培养基的丰富程度来达到。) b : 温度的影响,降低温度，可提高溶解氧的浓度。7: pH值对发酵过程的影响及控制 （1） 每种微生物都有自己生长最适的PH值。例如： 细菌生长的最适pH：6.37.5 霉菌生长的最适pH：4.05.8 酵母生长的最适pH：3.86.0放线菌生长的最适pH：6.58.0 （2）影响原因：a : pH值影响微生物细胞膜上的电荷，使细胞原生质发生变化，引起原生质膜对个别离子的渗透性改变，从而影响细胞对培养基中的一些营养物质的吸收利用及代谢产物的渗透，进而影响微生物细胞的正常生长和新陈代谢。b :pH值直接影响微生物细胞内酶的活性只有在合适的pH值下，微生物细胞内的酶才能发挥最大的活性。c :pH值影响培养基中某些重要营养物质和中间代谢产物的解离，从而影响微生物细胞对这些物质的吸收和利用。(3) pH的控制：a :在培养基中加入缓冲液（如磷酸盐），制成缓冲能力强、pH值变化不大的培养基 b :用添加酸或碱进行调节，也可用调节通风量来控制pH值。 c :采用补料的方法调节培养液的pH值。 d ：在采用生理酸性盐作氮源时，被利用后，剩下的酸根使pH下降，在培养液中可通过加入CaCO3来调节。 e：在发酵过程中可通过流加氨水的方法来调节，同时氨水又可作为氮源。 ：以尿素作氮源进行流加调节pH值。 ：通过加(NH4)2SO4来调节培养液的pH值。：影响值上升或下降的因素 （）引起发酵液pH值下降的主要原因： ：培养基中C/N比例不当，C源过多，特别是葡萄糖过量，或者中间补糖过多加之溶氧不足，导致大量有机酸积累而使pH下降。：消沫油加得过多。：生理酸性物质的存在如(NH4)2SO4，氨被利用，pH下降。 （）引起发酵液pH上升的因素： ：培养基中C/N比例不当，N源过多，氨基N释放，使pH上升。：生理碱性物质的存在。：中间补料中氨水或尿素等碱性物质加入过多使pH上升。：Monod方程 （）方程式：=maxS/（Ks+S）v = VmaxS/（Km+S）式中： 比生长速率（h1）max 最大比生长速率（h1）S 基质浓度（g/L）Ks 饱和常数 从上式可以看出，当基质浓度很大时，（即SKs），则=max，（即微生物达到最大比生长速率）；当基质浓度很小时，（即KsS），则=maxS/Ks，微生物比生长速率与基质浓度成正比。（）Ks的物理意义 当=0.5max时代入Monod方程式，则