生物反应工程习题

如有你有帮助，请购买下载，谢谢！第一章绪论.名词解释：生物工程；生化工程生物技术（Biotechnology）又称生物工程，是指人们以现代生命科学为基础，结合先进的工程技术手段，对生命有机体在分子水平、细胞水平、组织水平、个体水平进行不同层次的创造性设计和改造，使之能定向组建具有特定性状的新物种或新品系，从而造福人类的现代应用技术。（百度定义：应用生命科学及工程学的原理，借助生物体作为反应器或用生物的成分作工具以提供产品来为社会服务的生物技术。包括基因工程、细胞工程、发酵工程、酶工程等。）：（①生物技术是一门多学科、综合性的科学技术；②过程中需要生物催化剂的参与；③其最终目的是建立工业生产过程或进行社会服务。）生物化学工程（biochemicalengineering）简称生化工程，是为生物技术服务的化学工程。它是利用化学工程原理和方法对实验室所取得的生物技术成果加以开发，使之成为生物反应过程的一门学科，所以可以把生化工程看成是化学工程的一个分支，也可以是生物工程的一个重要组成部分。生化工程是生物技术和化学工程的交叉学科。一方面它将生物技术引入以化工为代表的传统产业，解决日益紧张的资源和环境问题，另一方面它将化工理论和经验应用于生物工程，解决生物产品从实验室走向产业化的过程工程科学瓶颈问题。由于其研究对象是生化过程，因此近年来又被称之为生物过程工程（BioprocessEngineering）2.简述生物反应过程及特点。典型的生物反应过程包括四个部分：（1）原材料的预处理；（2）生物催化剂的制备；（3）生化反应器及反应条件的选择与监控；（4）产物的分离纯化。采用高活性生物催化剂，反应条件温和，生产设备简单，能量消耗较少；多以光合产物一生物质（biomass）为原料，为可再生资源，减少了对矿物资源的依赖；③废弃物危害程度小，生物反应过程本身是环境污染治理的一种重要手段，而且在废物处理时还能获得有价值产品，如燃料、化工原料等。.论述生物技术与各产业部门的关系。现代生物技术与电子信息技术和新材料技术一样，为当今极重要的三大高新技术领域之一。其主要特点是人工定向改造生物遗传特性，创造新物种，通过工程化为人类提供有益产品和服务。.简述现代生物技术的主要内容包括哪些？生物技术是对有机体的操作技术，也就是应用生物体及其某些组成部分的生理特性，生产对人类有价值的产物或进行对人类有益的过程的技术。现代生物技术以现代生物学和生命科学为基础，将生物学的认识和现代工程技术相结合，并侧重于设计、操作和应用，故又称为生物工程。它涵盖的内容非常广泛，按照所研究的层次不同，又可以分为酶工程、发酵工程、细胞工程、基因工程、蛋白质工程等五大类，核心是基因工程。近些年来，生物工程发展迅速，正日益深入和改变人们的生活，并将对世界经济的变革和人类的前途产生深远的影响。一、发酵工程微生物是生物的一大组成部分，利用微生物及其内含酶系的生理特性，再应用现代工程技术手段生产或加工人类所需要的产品的技术体系，就叫发酵工程，又称为微生物工程。发酵过程以传统发酵为核心，目前在整个生物生产中仍然是最重要的组成部分。酒精、调味品、工业酒精、氨基酸类核酸和核昔酸、抗菌素及激素等都可以利用发酵得到生产，利用微生物的生理机能进行细菌冶金、生物净化等同样属于发酵工程。筛选和培育能够产生特定生物活性物质的优良菌种，弄清微生物的生理代谢机能，提供微生物生产的最佳条件，则成为发酵工程的关键环节。二、酶工程酶是一种具有特定生物催化功能的蛋白质。酶工程简单地说就是酶制剂在工业上大规模生产及应用。它包括酶制剂的开发和生产、多酶反应器的研究和设计以及酶的分离提纯和应用的扩大。酶工程一般分为两大类：化学酶工程和生物酶工程。化学酶工程也成为初级酶工程，通过对酶进行花心处理、甚至化学合成等手段来改善酶的性质以提高催化效率及降低成本。这种酶制剂已经广泛应用于食品、制药、制如有你有帮助，请购买下载，谢谢！革、酿造、纺织等工业领域。生物酶工程基于化学酶工程，是酶科学和以基因工程为主的现代分子生物技术相结合的产物，也称为高级酶工程，它通过对酶基因的修饰改造或设计，产生出自然界不曾有过的、性能稳定、催化效率更高的新酶。现代酶工程的关键技术是固定化酶技术。70年代以来，又迅速发展起固定细胞技术。采用这种技术，不必将酶从细胞中提炼出来，而是直接把整个细胞固定化，使之处于细胞内的自然状态，参与催化反应，省却了酶的提取和强化工艺，制备和使用也比较方便，并且还能够催化一系列的反应。三、细胞工程细胞是除了病毒外的所有生物体的基本结构和功能单位。现代细胞工程就是应用细胞生物学和分子生物学的理论、方法和技术，以细胞为基本单位进行离体培养、繁殖，或人为地使细胞的某些生物学特性按照人们的意愿发生改变，从而改良生物品种和创造新品种，或加速动植物个体的繁殖，或获得有用的物质。它主要包括细胞融合、细胞培养、细胞器移植、染色体工程等。细胞融合技术也就是体细胞杂交。它打破了有性杂交方法的局限，使远缘杂交成为可能。目前，经细胞融合而成的杂交植物（如番茄薯、苹果梨等）已经普遍，在动物方面也已经实现了鼠一猴、鼠一兔、骡一鼠、兔一鸡、牛一水貂等多种类型的细胞融合。细胞培养技术是将离体的细胞在特定条件下加以快速繁殖。用于细胞植物培养，一次可以获得大量植株，且不受季节、气候等自然条件的限制，遗传稳定性好，因而特别适用于商业规模生产名贵植物、药物和引种的珍稀植物。1997年轰动全球的体细胞克隆羊“多利”，则是细胞器官移植的成功一例。四、基因工程基因是具有遗传效应的DNA片段，是遗传物质的功能单位和结构单位。基因工程就是在基因水平上对生物体进行操作，改变细胞遗传结构从而使细胞具有更强的某种性能或获得全新功能的技术。它实质上是生物体间遗传信息的转移技术。DNA重组技术是基因工程的核心，也是现代生物技术的核心。该技术采用分子生物学方法分离具有遗传信息的DNA片段，经过剪切、组合使之与适宜的载体连接，建成重组DNA，并将它转入到特定的宿主细胞或有机体内进行复制和传代，实现生物遗传特性的转移和改变。五、蛋白质工程蛋白质是组成生命体系的一类具有复杂结构和功能的生物大分子，定向地对蛋白质的结构进行人工设计和改造，获得一些具有优良特性的、甚至自然界本来不存在的蛋白质分子，就叫蛋白质工程。蛋白质工程其实是基因工程深化发展的产物。它综合分子生物学、计算机辅助设计等多种技术和方法，突破了基因工程只能生产天然存在的蛋白质的局限，可以设计和生产天然生物体内不存在的新型蛋白质；或通过蛋白质的分子设计来提出修改的方案，应用基因工程技术方法，使蛋白质功能得到优化。第2章工业微生物学基础.什么是微生物？试分析微生物的四大特点对人类的利弊。（红色是课件中答案）微生物（microorganism）是一切微小生物的总称，是一些个体微小、需要显微镜才能看清其外形的构造结构简单的低等生物。与人们生活密切相关。.体积小，比表面积大。微米或纳米级.种类多，分布广。＞10万;固氮、解毒、营养等。.生长旺，繁殖快。大肠杆菌20min/代；发酵。.适应强，易变异。极端环境生长；筛选菌种。微生物摄取原料中养分，通过体内特定酶系，经过复杂生化反应一代谢作用，把原料转化为人们所需要的产品。从生化观点看，微生物是一种催化剂，能促使生物物质转化；从化学工程角度看，微生物细胞是一种微小“反应器”。.工业生产中常见微生物有哪些？它们的主要特征是什么？工业常用微生物和常见杂菌主要有：细菌、放线菌、酵母、霉菌和病毒。细菌单细胞原核生物，分裂繁殖，直径0.5um,长0.5-5um,有杆状、球状、螺旋状等。放线菌如有你有帮助，请购买下载，谢谢！放线菌生长发育到一定阶段，一部分气生菌丝便分化成抱子丝。抱子丝有杆形的、波浪形的、螺旋形的等，上面生有成串的抱子。在适宜的条件下，抱子萌发长出菌丝。放线菌为，原核微生物，广泛存在于泥土中。大多数为腐生菌，利于自然界物质循环；少数为寄生菌，引起人和动植物病害；有的与植物共生，固氮。放线菌最大的经济价值是能产生抑制其它微生物生长的抗生素。微生物中发现5500种抗生素中2/3由放线菌产生。链霉素、土霉素、四环素、氯霉素、红霉素等。有些还用于生产维生素和酶制剂、处理污水等。菌落特征：干燥、不透明，表面呈紧密的丝绒状，上有一层色彩鲜艳的干粉；菌落和培养基连接紧密，难以挑取；菌落正反面常不一致，菌落边缘培养基的平面有变形现象等。.酵母菌（yeast）单细胞真核微生物，形态多样，菌体细胞以卵形为主。繁殖方式以无性繁殖为主。有芽殖和裂殖。也有有性繁殖。分布很广，主要在偏酸性和含糖环境中，水果、蔬菜、蜜饯表面或果园土壤中最常见。菌落特征与细菌相仿，但较不透明，大多呈乳白色，一般会散发酒香味。酵母在发酵生产中有着特别重要的地位。酿酒、烤面包、发馒头，酒精和甘油生产；石油发酵月兑蜡，并生产各种有机酸。酵母本身含有丰富的蛋白质、维生素和各种酶。发酵工业常用酵母菌主要有酿酒酵母菌属和假丝酵母菌属.霉菌也称丝状真菌。凡生长在营养基质上形成绒毛状、蛛丝网状或絮状菌丝体的，如根霉、毛霉、曲霉、青霉等统称为霉菌。霉菌可用来酿酒、制酱，生产酒精、抗生素、有机酸、激素、维生素等。.病毒比细菌还小、没有细胞结构、不能独立生活但具有遗传、变异等生命特征的一类微生物。.微生物的营养基质主要由哪几部分组成？各有什么作用？微生物的细胞组成：80%为水份，20%是干物质。在20%干物质中，其中C、H、N、O四只种大量元素占90-97%，其余10-3%为矿质元素，在矿质元素中，其中P含量占50%，其次还有K、Mg、S、Na和微量元素Fe、Cu、B、Mo、Si等。（1）H2O＞各类微生物都含有大量水分，占90%左右。其中细菌含水量为鲜重75—85%，酵母菌70—85%，霉菌85—90%，芽抱45%，霉菌抱子38%。一般说低等微生物含水量大于高等微生物，幼令菌含水量大于老令菌。＞水的作用：①微生物机体重要组成；②直接参加各种代谢反应；③是微生物代谢反应的中间介质；④调节微生物细胞温度