生物工艺最终版.doc
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1、【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流生物工艺最终版.精品文档.生物工艺学复习题纲一、名词解释 1. 菌株分离P20 菌种分离就是将一个混杂着各种微生物的样品通过分离技术区分开,并按照实际要求和菌株的特性,采取迅速、准确、有效的方法对它们进行分离、筛选,进而得到所需微生物的过程。2 分解代谢物阻遏P84 指细胞内同时有两种分解底物(碳源或氮源)存在时,利用快的那种分解底物会阻遏利用慢的底物的有关酶合成的现象。分解代谢物阻遏对微生物的好处是很明显的,有了这种机制微生物可以利用它们细胞中已有的酶系降解最易利用的生长底物,必要时才去合成降解另一种生长底物的酶系,当第一种生长底物很丰富的
2、时候,去合成降解另一种生长底物的酶系显然是浪费。因此,分解代谢物阻遏也是细胞经济的一个方面。3 营养缺陷型P45 营养缺陷型是指通过诱变而产生的缺乏合成某些营养物质如氨基酸、维生素和碱基等的能力,必须在其基本培养基中加入相应的营养成分才能正常生长的变异株。 4 次级代谢P47:次级代谢:某些生物为了避免在初级代谢过程某种中间产物积累所造成的不利作用而产生的一类有利于生存的代谢类型。可以认为是某些生物在一定条件下通过突变获得的一种适应生存的方式。许多次级代谢产物的基本结构是由少数几种初级代谢产物构成的,所以次级代谢产物是以初级代谢产物为母体衍生出来的,次级代谢途径并不是独立的,而是与初级代谢途径
3、有密切关系的。因此次级代谢必然会受到初级代谢的调节。次级代谢物合成的特点:a、次级代谢物合成过程远较初级代谢产物复杂;b、次级代谢产物则需要复杂的营养条件;c、在分批培养条件下,次级代谢产物一般都是在菌体生长的峰值出现后才大量合成。5 组成型突变P83 借强力因素诱变引起的突变,如不是在结构基因上,而是在调节基因或操作基因上,从而导致调节基因编码合成的阻遏物无活性或操纵基因对活性阻遏物的亲和力衰退,这样,无需诱导物便能生产诱导酶。这种突变作用称为调节性或组成型突变。6 抑制剂和促进剂P113抑制剂是指在发酵过程中加入的,会抑制某些代谢途径的进行,同时会使另一代谢途径活跃,从而获得人们所需的某种
4、产物或使正常代谢的某一代谢中间物积累起来的一种物质。7 种子扩大培养P120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,最终获得一定数量和质量的纯种过程。这些纯种培养物称为种子。8 补料分批培养P133 分批补料培养就是指在分批培养开始,投入较低浓度的底物,然后在发酵过程中,当微生物开始消耗底物后,再以某种方式向培养系统中补加一定的物料,使培养基中的底物浓度在较长时间内保持在一定范围内,以维持微生物的生长和产物的形成,并避免不利因素的产生,从而达到提高容积产量、产物浓度和产物得率的目的。缺点:由于没有物料取出,产物
5、的积累最终导致比生产速率的下降。由于有物料的加入增加了染菌机会。9 高密度培养P140 细胞高密度培养一般是指微生物沉没培养时其细胞密度达到100g/L以上的水平。1) 提高底物浓度可以延长微生物的指数生长期,从而提高发酵的设备利用率、容积产量和产物的积累浓度;2) 但过高的底物浓度往往会引起一系列的不利影响,如底物抑制、粘度升高引起的传质效率降低等。3) 尤为严重的是,微生物的许多次级代谢产物的产生,都受高浓度的葡萄糖、碳水化合物以及含氮化合物的降解产物的抑制。可采用搅拌罐或内循环的气升式反应器等工业上一般采用搅拌罐与补料工艺来进行细胞高密度培养。10 呼吸熵P157 呼吸商RQ是反映发酵系
6、统中微生物细胞生理特性情况的参数,综合反映了菌体细胞对有关营养基质代谢情况的信息,它在数值上等于细胞生命活动产生的的CO2摩尔数与所消耗的氧的摩尔数之比。11 工程菌的稳定性 P181在发酵过程中,工程菌在传代过程中随外界条件改变而出现质粒不稳定的现象。通过诱变育种使工程菌具有高的代谢能力,且不易受发酵工艺的一些条件的影响,具有较高的稳定性。12 高压匀浆法P279 借助高压匀化作用的液体剪切作用使细胞破碎。细胞浆液通过止逆阀进入泵体内,在高压下迫使其在排出阀的小孔中高速冲出,并射向撞击环。由于突然减压和高速冲击,细胞受到高的液相剪切力而破碎。 常用于植物细胞与微生物细胞的大规模处理中 团状或
7、丝状真菌以及较小的革兰氏阳性菌不适合 包涵体质地坚硬,易损伤匀浆阀,不适合用匀浆法处理二、选择题 1. 半固体培养基是在配好的液体培养基中加入少量琼脂,一般用量为(0.5%0.8%)。P113A 0.5% B 1% C 2%2. 制作霉菌孢子培养基时,大米培养基的水分控制在(21%25%)较为适宜。P114A 15% B 25% C 35%3. 青霉素发酵的临界氧浓度为(5%10%)空气饱和度。P153A 10% B 20% C 35%4. 电泳染色中灵敏度最高的是( C )。P204A 考马斯亮蓝染色 B 银染法 C 荧光染色5. 对基因工程菌的发酵,其分离和提纯所占费用甚至达到整个生产投资
8、的(80%90%)。P254A 60% B 70% C 80%6. 革兰氏阳性菌细壁较厚,具有20-80 nm的肽聚糖层,约占细胞壁干重的(B)P276A 30% B 50% C 65%7 放线菌分离中可采用(A)来抑制细菌和真菌的生长。P23A 放线菌酮 B 青霉素 C 卡那霉素 8 发酵中泡敌等消泡剂的用量一般为(C)左右。P168A 3% B 0.1% C 0.03%9 单级连续培养的条件是(B)P136A D B =D C D10 在液氮冷冻保藏中,最常用的冷冻保护剂是(B)。P34A 石蜡油 B 二甲亚砜和甘油。C 蔗糖溶液11 植物愈伤组织培养周围环境的最佳相对湿度为(70%80%
9、)。P239A 50% B 70% C 95%12 谷氨酸发酵中催化-酮戊二酸还原氨化生成谷氨酸的关键酶是(B)P92A -酮戊二酸脱氢酶 B 谷氨酸脱氢酶 C 丙酮酸脱氢酶三、填空题 1. 通常的生物反应过程包括 原材料的预处理 、 生物催化剂的制备 、生物反应器及反应条件的选择与监控 、 产品的分离纯化 四个组成部分。P42. 放线菌分离中可采用 重铬酸钾、放线菌酮 来抑制细菌和真菌的生长。P233. 用来筛选细菌的培养基应添加 50100 g/mL 的制霉菌素来抑制真菌的生长。P244. 广义上讲,凡是微生物生长不可缺少的微量有机物质,如 氨基酸、嘌呤、嘧啶、维生素 等均 可称为生长因子
10、。P1125. 在菌种液氮冷冻保藏中,最常用的冷冻保护剂使用浓度一般为 10 %的 甘油 或 5 %的 二甲亚砜 。P346. 冷冻干燥保藏中使用的冷冻保护剂常用 脱脂乳 和 蔗糖 。P347. 基因定向进化的过程包括采用 随机诱变 、 基因重组 和 高通量筛选 等革命性的设计方法。P518. 酶活性的调节可归纳为 共价修饰 、 变构效应 、 缔合与解离 、 竞争性抑制 以及酶的降解。P789. 一般采用紫外线对菌悬液诱变处理时,紫外灯的功率为 15 W,距离固定在 1530 cm 左右。P8410. 紫外线诱变的作用机制主要是形成 胸腺嘧啶二聚体 以改变DNA生物活性。P8411. 菌种保藏
11、的方法包括 斜面保藏法 、 石蜡油保藏法 、 载体保藏法 、 真空干燥法 和液氮超低温保藏法等。P9512. 发酵培养基中常用的碳源有 糖类、油脂、有机酸和低碳醇 ,其中 糖类(葡萄糖)是最容易被利用的碳源。13. 氮源的作用是 构成菌体细胞物质(氨基酸、蛋白质、核酸等)和含氮代谢物 ,常用的氮源可分为 有机氮源 和 无机氮源 两大类。P10714. 按培养基组成物质的纯度可分为 合成培养基 和 天然培养基 。P10615. 按培养基的状态可分为 固体培养基 、 半固体培养基 和 液体培养基 。P10616. 半固体培养基即在配好的液体培养基中加入少量的琼脂,一般用量为 0.5%-0.8% 。
12、P10617 培养基按用途可分为 孢子培养基 、 种子培养基 和 发酵培养基 。P10618. 孢子培养基的基本配制要求为 营养不要太丰富(特别是有机氮源) 、 所用无机盐的浓度要适宜 和 要注意孢子培养基的PH和温度 。P10619 泡敌的亲水性好,消泡能力强,一般用量为 0.03%-0.05% 。P10620. 作为种子的准则是: 菌种细胞生长活力强,移植至发酵罐后能迅速生长,迟滞期短 、 生理性状稳定 、 菌体质量及浓度能满足大容量发酵罐的要求、 无杂菌污染 和保持稳定的生产能力。P12021. 种子制备的工艺流程包括 实验室种子制备阶段 和 生产车间种子制备阶段 阶段。P12022.
13、凡是微生物生长所不可缺少的微量有机物质都称为 生长因子 ,包括 氨基酸、嘌呤、嘧啶、维生素 等。P11223. 接种龄是指 种子罐仲培养的菌丝体开始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 。在抗生素工业生产中,大多数抗生素发酵的最适接种量为 7%-15% 。P122-12324. 酒精生产中制曲时,曲料水分含量控制在 48%-50% ,而曲房空气湿度需控制在 90%100% 。P11425. 培养基中的碳氮比例在发酵工业中尤其重要,如碳源过多会引起 微生物生长过于旺盛,而不利于产物的积累;当培养基中碳源不足时容易引起 微生物菌体衰老和自溶
14、;氮源不足则 微生物菌体生长过于缓慢。P11426. 影响种子质量的因素包括 原材料影响 、 培养基成分影响 和 培养条件 等。【书上还有写到种子保藏的影响和接种方法的影响】P124 27. 用于培养基设计的统计学方法包括 正交设计法 、 均匀设计法 、中心合成设计、分级因子设计、 响应面方法 等。P11628. 种子质量的控制措施包括 种子稳定性的检查 和 无(杂)菌检查 。【书上还有写到培养基成分质量的控制和种子液黏度的控制】P11629. 在分批培养中细胞的生长阶段包括延迟期、指数生长期 、 减速期 、静止期 衰亡期等。P12030. 补料分批培养的特点为 它能维持很低的基质浓度,从而避
15、免快速利用碳源的阻遏效应和能够按设备的通气能力去维持适当的发酵条件,并且能减缓代谢有害物的不利影响。31. 连续培养的优点为 高效、自控、产品质量较稳定、节约能源及动力。32. 连续培养存在的最主要问题是菌种易于退化,易遭杂菌污染,营养物的利用率一般亦低于单批培养33. 生产上可加大种子量以获得高产,其中双种法是指 两个种子罐接一个发酵罐 , 倒种法是指 把合适的放酵液倒出适量给另一个发酵罐作种子 。P12334. 谷氨酸发酵中棒杆菌的接种量为 1% 。P12335. 发酵的最适温度是指 既适合菌体的生长,又适合代谢产物合成的温度,它随菌种、培养基成分、培养条件和菌体生长阶段不同而改变 。P1
16、5136. 大多数细菌生长的最适pH为 6.37.5 ;霉菌和酵母菌生长的最适pH为 3.06.5;放线菌生长最适pH为78 。P15137. 细胞高密度培养是指微生物沉没培养时其细胞密度达到 100 g/L以上的水平。P14038. 发酵中对形成泡沫的表面现象起决定性作用的是 发酵液的性质随菌的代谢活动不断变化 ,泡沫的产生有利于 氧的传递 ,但大量泡沫的产生会带来许多副作用。P16739. 表示DO浓度的单位有 氧分压或张力,以大气压或mmHg表示 、 绝对浓度,以mgO2/L纯水或ppm表示 、 空气饱和度(%)表示 三种表示方法。P15240. 泡沫控制的方法包括 机械消沫 和 消泡剂
17、消沫 。P16841. 发酵工业常用的消泡剂分 天然油脂类 、 聚醚类 、 高级醇类 和硅树脂类。P16842. 大规模的蛋白质分析过程包括 样品制备 、 蛋白质分离 和 蛋白质分析与鉴定 。p20243. 电喷雾离子化和 基质辅助激光解吸电离等软电离技术的成熟才使质谱技术真正应用到生物大分子分析领域。P20545. 植物细胞培养基中大量元素配制浓度通常为毫摩尔数量级,微量元素的配制浓度通常为微摩尔数量级 。46. 生物物质的分离包括 细胞及不溶性物质是去除、 产品的提取和浓缩 、 产品的提纯以及 产品的最后加工 四个基本的分离阶段。P25447. 凝聚作用是指 在某些电解质作用下,使扩散双电
18、层的排斥电位降低,破坏胶体系统的分散状态而使胶体粒子聚集的过程 。P26148. 絮凝是指 某些高分子絮凝剂存在下,悬浮粒子之间产生架桥作用而使胶粒形成粗大的絮凝团的过程。49. 细菌细胞壁的主要成分是 肽聚糖 ;酵母菌细胞壁的主要成分是 葡聚糖 和 甘露聚糖 ;大多数霉菌细胞壁由 几丁质 和葡聚糖 构成;藻类的细胞壁主要结构成分是纤维状的 纤维状的多糖类 物质。P27750. 细胞破碎率定义为 被破碎的细胞的数量占原始细胞数量的百分数 ;不管是高压匀浆还是珠磨破碎,都不是以破碎率为基准,而是考虑 产物的收率 和 兼顾上下游过程 。P28251. 可通过减弱或破坏蛋白质周围的 水花层 和 双电
19、层厚度 来减弱蛋白质溶液的稳定性,实现蛋白质的沉淀。P28852. 影响蛋白质盐析的因素包括 溶质种类的影 、蛋白质溶质等浓度的影响 、 pH 、盐析温度的影响 。P29053. 选择沉淀用的有机溶剂应考虑其介电常数小 、 对生物分子的变性作用小 、 毒性小 、 沉淀用溶剂一般需能与水无限混溶 等因素 。P29454 右图是黄色短杆菌合成赖氨酸途径示意图,请据图回答:(1)图中黄色短杆菌利用天冬氨酸合成赖氨酸、苏氨酸和甲硫氨酸。 (2)当 赖氨酸 和 苏氨酸 都积累过量时,就会抑制天冬氨酸激酶的活性,该过程属于 反馈 调节。 (3)赖氨酸是人和动物的 必需 氨基酸,利用黄色短杆菌大量生产赖氨酸
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