生物工艺学考试复习重点

生物工艺学考试复习重点

工业生物技术：应用化学、生物学及工程学的原理，对生物催化剂进行改造和改良，并依靠生物催化剂的作用，将物料进行加工转化以提供产品或为社会服务的技术。

特点：①是一门多学科，综合性的科学技术。

②反应过程需有生物催化剂的参与。

③最后目的是建立工业生产过程或进行社会服务(能源、环境保护)。

生物催化剂：是游离的或固定化的酶、单细胞或多细胞生物体的总称，它们在生物反应过程中起催化剂的作用。

4、生物反应过程的定义、类型及其组成单元。

生物反应过程：将生物技术的实验室成果经工艺及工程开发，成为可供工业生产的工艺过程统称为生物反应过程，其实质是利用生物催化剂以从事生物技术产品的生产过程。

生物反应过程的类型：发酵工程，酶工程，细胞工程，环境生物工程，生化分离工程。

生物反应过程的组成单元：培养基或底物溶液的制备，生物催化剂的制备，生物反应器和反应条件的选择及控制，产物的分离纯化。

1、微生物选择性分离方法包括哪些步骤？如何利用选择性分离的方法从自然界分离筛选到蛋白酶产生菌？如何利用选择性分离的方法从自然界分离筛选到纤维素酶产生菌？

微生物选择性分离方法步骤：

①含微生物材料(样品分离源)的选择。

②分离源材料的预处理。

③所需菌种的选择性分离。

④所需菌种的选择性培养。

⑤菌落的选择和纯化。

利用选择性分离的方法从自然界分离筛选蛋白酶产生菌：

①从蛋白质加工厂（豆制品厂、肉制品厂）附近的土壤中采集样品分离源。

②用富含蛋白质的原料（豆饼）为培养基对样品分离源进行富集培养，使目的菌数量和生长势达到优势。

③样品分离源经富集培养后制成菌悬液，适当稀释后涂布于以酪蛋白为唯一氮源的平板培养基。经保温培养一定时间后，选择分解酪蛋白形成透明圈的菌落。将透明圈直径与菌落直径之比值大的菌落编号后移接于试管斜面培养基，经保温培养长出丰厚的菌落。

④将试管斜面培养基长出各菌株，按编号分别进行小型发酵试验，通过测定发酵结果的蛋白酶活力，筛选出产酶活力高菌株。

利用选择性分离的方法从自然界分离筛选纤维素酶产生菌：

①从富含纤维素原料的加工厂（棉花加工厂、秸秆加工厂）附近的土壤中采集样品分离源。

②用富含纤维素的原料（秸秆）为培养基对样品分离源进行富集培养，使目的菌数量和生长势达到优势。

③样品分离源经富集培养后制成菌悬液，适当稀释后涂布于以纤维素粉为唯一碳源的平板培养基。经保温培养一定时间后，选择分解纤维素形成透明圈的菌落。将透明圈直径与菌落直径之比值大的菌落编号后移接于试管斜面培养基，经保温培养长出丰厚的菌落。

④将试管斜面培养基长出各菌株，按编号分别进行小型发酵试验，通过测定发酵结果的纤维素酶活力，筛选出产酶活力高菌株。

3、何谓菌种的分离、筛选？

分离：是指获得纯的或共生的混合培养物，其目的是将目标菌种与分离源中混杂的其它菌种分开。

筛选：就是鉴别能产生所需产物或具有某种特定生化反应的目标菌。

富集培养：是指能增加混合菌群中所需菌种数量的一种技术。方法要领是给混合菌群提供一些有利于所需菌种生长或不利于其他菌种生长的条件。

5、何谓分批富集培养和连续富集培养？连续富集培养适合分离哪些特性的工业微生物菌种？

分批富集培养：采用分批培养的方法把富集培养物分次移接到新鲜的同一种培养基并保持相同的培养条件以维持选择压力的培养方法。关键是移种的时间，应在所需菌种占优势的情况下移种。

连续富集培养：采用连续培养法，通过改变限制性基质浓度可以控制不同菌种的比生长速率来富集所需菌种的技

术。

连续富集培养可分离出适用于连续发酵生产的菌种，并可筛选出能共生的稳定混合培养物。

6、筛选鉴别抗生素产生菌的原理和方法？

（1）筛选鉴别抗生素产生菌

原理：产生抗生素的菌株会抑制病原菌的生长。

方法：①用含有试验菌的平板培养基培养待筛菌株可以鉴定产生菌抗病原菌的作用。

②用液体培养基培养待筛菌株，检测其无细胞滤液的抗病原菌活性。

③采用联合试验菌，可分离出对某种试验菌抗菌活性低，对其他试验菌抗菌活性高的新的抗生素产生菌。

自然选育：不经过人工处理，利用菌种的自然突变而进行菌种筛选的过程叫自然选育。

3、何谓自然突变？自然突变的原因有哪些？

自然突变：指某些生物在没有人工参与的自然条件下所发生的那些突变。

自然突变的原因：多因素低剂量的诱变效应和互变异构效应。

（1）多因素低剂量效应：指自然突变实质上是由一些原因不详的低剂量诱变因素引起的长期综合效应。（2）互变异构效应：指四种碱基的第六位或第四位上酮基与烯醇基或氨基与亚氨基间的互变从而导致碱基配对的变化。

5、何谓突变？突变的类型和原因有哪些？

突变：所谓突变是指由于染色体和基因本身的变化而产生的遗传性状的变异。

类型包括：

①染色体畸变：指染色体或DNA片断的缺失、易位、逆位、重复等。

②基因突变：是指DNA分子结构中的某一部位发生碱基配对或碱基排列顺序的变化（又称点突变）。

突变的原因：

①自然突变：指在没有人工参与的自然条件下所发生的突变。

②诱发突变：指采用各种物理、化学和生物因素人工诱发的突变。

6、诱变育种的一般步骤和应注意的问题。

一般步骤：

出发菌种→斜面活化培养→单细胞或单孢子悬浮液→诱变处理→稀释涂布平板→培养出单菌落→挑取单菌落纯化→摇瓶初筛发酵试验→挑出高产菌斜面→菌种保藏→斜面活化→摇瓶复筛发酵试验→稳定性考查→中试考查→生产应用

应注意的问题；

①选择好出发菌株；②复合诱变因素的使用；③适宜剂量的选择；④变异菌株的筛选；⑤高产菌株的获得需要选择性筛选条件的配合。

7、抗噬菌体育种常采用的方法有哪些？

（1）利用自然突变来筛选抗性菌株以噬菌体为筛子，利用微生物的自然突变来筛选抗性菌株，敏感菌株不经任何人工诱变处理由其自然突变为抗性菌株，这种方法获得的抗性菌株频率很低。

（2）利用诱发突变来筛选抗性菌株

①敏感菌株先经人工诱变处理，然后将处理过的细胞或孢子液分离在含有高浓度噬菌体的平板培养基上，经诱变后存活的细胞或孢子中，若存在抗性变异菌株就能在此平板上生长，人工诱变可以提高抗性菌株出现的频率。

②还可将敏感菌株的细胞或孢子经人工诱变处理后接入种子培养基，待菌丝长浓后加入高浓度的噬菌体继续培养几天，再加入噬菌体反复感染，使敏感菌被噬菌体所裂解，最后取再生菌丝进行平板分离，从中筛选出抗性菌株。杂交育种：是指将两个基因型不同的菌株经吻哈（或接合）使遗传物质重新组合，从中分离和筛选出具有新性状的菌株。

9、何谓原始亲本、直接亲本？何谓营养缺陷型菌株？

原始亲本：经考察选定的准备用来配对杂交的菌株称为原始亲本，常是具有应用潜力的野生菌株或需要进一步改良的现用生产菌株。

直接亲本：微生物杂交育种直接用来配对杂交的菌株称为直接亲本。直接亲本由原始亲本经诱变获得，经诱变后带有适当的遗传标记，常用的遗传标记有颜色、营养要求和抗药性等。