微生物工程 复习提.doc

1、富集培养又称增殖培养，指样品中目的微生物含量较少时，根据该生物的生理特点，人为创建一种培养条件，使样品中的目的微生物在最适的环境下生长繁殖，相对数量快速增加，以利于菌株分离的手段。2、诱变育种是利用物理或化学诱变剂处理微生物，提高基因突变频率，然后再通过适当的筛选方法，获得所需要的优良菌种的育种方法。3、原生质体融合，就是通过酶解作用将两个亲本细胞株的细胞壁去除，在高渗条件下混合，加入融合促进剂（如聚乙二醇、仙台病毒、电融合等）助融；通过细胞质融合，促进两套基因组接触、交换、遗传重组，在适宜条件下使细胞壁再生，从而获得重组体的过程。4、所谓菌种退化，主要是指生产菌种或选育过程中筛选出来的优良菌株，由于移接传代或保藏之后，群体中某些生理特征或形态特征逐渐减退或完全丧失的现象。5、菌种复壮就是从衰退的群体中找出少数尚未衰退的个体，已达到恢复该菌原有典型性状的一种措施。6、某些化合物被加入培养基后，能够直接在生物合成过程中结合到产物分子中去，而自身的结构并未发生太大变化，却能提高产物的产量，这类小分子物质被称为前体。7、在灭菌过程中，活菌数量逐渐减少，其减少量随残存活菌数的减少而递减，即微生物热死亡速率与任一瞬间残存活菌数成正比（线性关系），这就是对数残留定律。8、将配制好的培养基置于发酵罐中，通入蒸汽达到预定灭菌温度后维持相应时间，再冷却至发酵温度，然后接种发酵，这种灭菌方式称为分批灭菌或实罐灭菌。9、连续灭菌，就是将培养基在发酵罐连续加热、维持和冷却，然后进入发酵罐内的过程，实践中称为连消。10、外周途径是由其他碳源物质或氮源物质通过分解后进入中心途径的整个反应过程组成的，它是环境中不存在葡萄糖但存在其他碳源和氮源物质时产生的一种辅助和补充途径11、代谢流向调节，是指微生物在不同条件下，通过控制各种代谢途径中某个酶促反应的速率来控制代谢物的流向，从而保持机体代谢的平衡。同一个酶可以通过不同辅基（或辅酶）控制代谢物的流向。12、酶的激活作用：指在某个酶促反应系统中，某种低分子质量的物质加入后，导致原来无活性或活性很低的酶转变为有活性或活性提高，从而使酶促反应速率提高的过程。13、前体激活 指代谢途径中后面的酶促反应可被该途径中较前面的一个中间产物所促进。14、变构调节是通过酶分子空间构型上的变化来引起酶活性的改变；15、酶合成的诱导是指在某种化合物（包括外加的和内源性的积累）作用下，导致某种酶合成和合成速率提高的现象。16、弱化调节就是当细胞内有色氨酸存在时，可使转录过程在未到终点之前，使有8090%的转录停止。由于这种调节方式不是使正在转录的过程全部在中途停止，因此称为弱化调节。17、反馈调节是酶活性调节的一种重要方式，是指代谢途径中的中间产物或末端产物对该途径中前面反应的影响。18、同工酶是指结构不同，而作用于同一底物，催化同一反应，并能分别受不同末端产物反馈调节的酶。19、酶的共价修饰是指在修饰酶的催化下，酶蛋白与某些物质（或基团）发生共价键的结合或解离，从而导致调节酶钝化和活化，以控制代谢的速度和方向。20、分批培养是指在培养过程中将基质一次性加入反应器内，一次接入菌种，在适宜的条件下经一段时间反应后，最终一次性获取全部培养液的操作方式，是目前微生物工程中被广泛采用的培养方式。21、连续培养或连续发酵是指在培养过程中，连续地向发酵罐中加入培养基，同时以相同流速从发酵罐中排出含有产品的培养基，这种操作方式称为连续培养。22、菌体再循环是指菌体随发酵液一起流出，细胞流出的速度与新细胞生产速度相等。23、当气流速度下降到临界速度以下时，微粒不再因惯性碰撞而滞留，但微粒质量极小，直径很细，它随低速气流运动，当气流绕过纤维时，在纤维的周边形成一层边界滞留区，区内的气流速度更慢而使微粒渐渐靠近和接触纤维，由于摩擦和黏着作用而被滞留，称为拦截滞留作用。 1、从生产工艺上看，还可以将微生物工程分为两大部分：发酵和提取。2、常用于生产乳酸和乳制品的有嗜热链球菌、德氏乳杆菌、保加利亚乳杆菌、嗜热乳杆菌、双歧杆菌等。3、常用灰色链霉菌产生链霉素、龟裂链霉菌产生四环素（土霉素）、金霉素链霉菌产生金霉素（此菌也可产生四环素）、红霉素链霉菌产生红霉素。4、含微生物材料的处理方法：物理方法、化学方法和诱饵法。5、常用的菌种选育方法：自然选育、诱变选育、杂交育种、代谢调控育种及基因工程育种。6、诱变育种的理论基础是：基因突变7、放线菌杂交过程会出现4种遗传体系：异核现象、接合现象、异核系的形成和重组体的形成。8、连续灭菌设备通常由配料罐、预热桶、加热器、保温设备和降温设备组成。9、微生物细胞内外环境的统一是通过代谢调节的方式实现的。代谢调节的方式多种多样，主要包括反馈抑制，反馈阻遏，酶的诱导调节、酶的共价修饰等。10、微生物自我调节的部位实际上就是代谢调节的方式，包括细胞透性的调节、代谢途径的区域化、代谢流向调节和代谢速度的调节4种方式。11、微生物演化出多种反馈调节方式，包括同工酶调节、协同反馈调节、累加反馈调节、增效反馈调节、顺序反馈调节、联合激活或抑制调节和酶的共价修饰等方式。12、流加培养可分为5类：间歇补料培养、连续补料培养、循环补料培养、循环间歇补料培养及循环连续补料培养。13、通风式发酵罐包括鼓泡式发酵罐、气升式发酵罐、喷射环流式发酵罐、伍式发酵罐、卧式发酵罐、自吸式发酵罐。1、固体培养基的理想凝固剂应具备的条件：（1）不被微生物液化、分解和利用（2）凝固点温度对微生物无害，在微生物生长的温度范围内能保持固体状态；（3）不会因消毒、灭菌灯过程而被破坏（4）配制方便、价格低、透明性好2、在微生物工业中，主要是通过特定微生物的纯培养技术来大量生产代谢产物或菌体，这就需要保证没有其他杂菌的生长或繁殖，否则，将可能产生下列不良后果： (1) 由于杂菌的污染，使生物反应的基质和产物，因杂菌的消耗而损失，造成生产能力的下降；（2）由于杂菌所产生的一些代谢产物，或在杂菌生长后改变了发酵液的某些理化性质，使产物的提取变得困难，造成收得率降低，或使产品质量下降。（3）杂菌可能产生某些对生产菌有毒害或者能够分解目标产物的物质，例如在抗生素发酵中，某些杂菌会产生-内酰胺酶，该酶可分解含生-内酰胺结构的抗生素。（4）杂菌菌体大量繁殖及代谢产物会改变发酵液的某些理化性质，如改变反应体系的pH使生化反应异常，从而影响发酵液的过滤特性，也可能使溶液提取时发生乳化现象，加大提取目标产物的浓度，造成产品的产率或质量下降；（5）若是噬菌体污染，则会造成发酵菌体细胞的裂解。3、预热的作用是：防止直接导入蒸汽时培养基与蒸汽的温差过大而产生大量冷凝水使培养基稀释；防止直接导入蒸汽所造成的泡沫急剧上升而引起的物料外溢；防止形成空穴效应，对发酵设备构成损害。4、酶的共价修饰对酶活性调节的特点：酶的共价修饰的酶都具有无活性和有活性两种形式；酶的共价修饰的作用本质与变构调节理论不同，酶的共价修饰对酶活性的调节是酶分子共价键发生了改变，即酶的一级结构发生了改变，而在变构调节理论中酶分子只发生了非共价键的改变；酶的共价修饰及其反应所需要的酶分子生物合成要少，在酶分子发生磷酸化等修饰反应中，一般要每个亚基只消耗一分子ATP，比起同一亚基生物合成所需要的ATP少得多，这是体内耗能较经济的酶活性调节方式；酶的共价修饰对调节信号具有放大效应，其催化效率比变构酶调节要高。5、pH对发酵的影响影响酶活性，对微生物的新陈代谢有促进或抑制作用；影响微生物细胞膜所带电荷的状态，改变膜的渗透性，进而影响微生物对营养物质的吸收或代谢产物的排泄；影响培养基中某些组分的解离，改变营养物质吸收或利用的状态；影响微生物产物代谢的过程，使产物的质量或比例发生改变。6、 泡沫产生的原因:在微生物发酵过程中，产生泡沫是正常的。泡沫主要是由外力、微生物代谢、培养基成分等多方面因素造成的。这里的外力是指通气和搅拌，这种操作会使发酵液产生大量的气泡。由微生物细胞生长代谢和呼吸排出的气体，如氨气、二氧化碳等使发酵液产生的气泡称为发酵性泡沫。许多表面活性物质，因能够降低发酵液的表面张力，也会使发酵液产生泡沫。泡沫的稳定性主要与液体的表面性质（如表面张力、表观黏度以及泡沫的机械强度）有密切的关系。发酵培养基中的花生饼粉、玉米浆、黄豆饼粉、糖蜜等所含的蛋白质，以及微生物菌体等具有稳定泡沫的作用。此外，培养基的浓度、温度、酸碱度以及泡沫的表面积对泡沫的稳定性也有一定的影响。7、过多的泡沫会给发酵带来负面的影响，主要表现为：降低发酵罐的装料系数。装料系数仅为0.6-0.7，余下的空间用于容纳泡沫；增加菌群密度的非均一性；部分菌在气相环境中生长，造成代谢异常，引起菌的分化，甚至自溶，从而影响菌群的整体效果。增加污染杂菌的机会，发酵液溅到轴封处，容易染菌。导致产物的损失。大量起泡引起“逃液”，如降低通气量或加入消泡剂将干扰工艺过程。消泡剂加入有时会影响发酵的下游操作，给提纯、精制带来麻烦。8、根据消泡原理和发酵液的性质，消泡剂必须具有以下特点：（）消泡剂必须是表面活性剂，具有较低的表面张力，消泡作用迅速，效率高；（）消泡剂在气液界面的扩散系数必须足够大，才能迅速发挥它的消泡活性，这就要求消泡剂具有一定的亲水性；（）消泡剂在水中的溶解度较小，以保持其持久的消泡或抑泡性能；（）对发酵过程无毒，对人、畜无害，不被微生物同化，对菌体生长和代谢无影响；（）不干扰分析系统，溶解氧、值等测定仪表、探针的使用，最好不影响氧的传递；（6）能耐高压蒸汽灭菌而不变性，在灭菌温度下对设备无腐蚀性或不形成腐蚀性产物；（7）不影响产物的提取和产品质量；（8）来源方便，价格便宜，添加装置简单。9、野生型的菌株通常不能成为细胞工厂的原因：（1）野生型菌株代谢速率和产物浓度积累浓度低（2）野生型菌株的代谢产物往往是多种产品的混合物，直接用于工业生产时产品分离难度较大（3）野生型菌株主要依赖自然进化，速度慢，随机性强，不适合于工业生产（4）多数微生物底物谱较窄，而生物质成分复杂，难以被一种微生物全部利用。10 、（1）分批培养优点:设备制造费用较低；同一设备可进行多种产品生产；若能对培养过程深入了解，可获得产物高得率；发生杂菌污染或菌种变异的概率低。缺点：反应器的非生产周期较长；由于频繁杀菌，易使检测装置损伤；每次培养均要接种，增加了生产成本；需要非稳定过程控制费用；人员操作加大了污染的危险。应用场合：进行少量产品生产；使用同一种反应器，进行多种产物生产；以发生杂菌污染或菌种变异；从培养液中提取产物采取分批式操作。（2）连续培养优点：易机械化、自动化；节省劳动力；反应器体积小；可确保产品品质稳定；由于机械化操作，减少了手动操作带来的污染；几乎没有因杀菌使检测装置损伤的可能。缺点：同一套设备不能生产多种产品；需要原料的品质均一；设备投资高；培养时间常，增加了杂菌污染或菌种变异的概率；由于产生气泡、丝状真菌堵塞管路等原因，使反应器内保持蹘液的恒定较难。应用场合：对于同一品质，需要生产速率、大批量生产的产品；基质时气体、液体和可溶