微生物工程总复习整理

微生物工程总复习

名词解释：15题共45分

简答题： 7题共35分

论述题： 2题共20分

第一章概论

微生物工程：将微生物学、生物化学和化学工程学的基本原理有机地结合

起来，是一门利用微生物的生长和代谢活动来生产各种有用物质的工程技术。又称为发酵工程，是生物技术的重要组成部分，是生物技术产业化的重要环节。

简述微生物工程发展简史（四个阶段特征）

1、天然发酵

2、纯培养技术——第一代发酵技术

3、深层培养技术——第二代发酵技术

4、微生物工程——第三代发酵技术

简述微生物工程组成及研究内容

1、微生物工程组成

从广义上讲，由三部分组成：

上游工程

发酵工程

下游工程

2、微生物工程研究内容

（1）无菌生长技术；

（2）计算机控制技术；

（3）种子培养和生产培养工艺技术；

（4）小试中试动力学模型；

（5）发酵工程工艺放大。

第二章生产菌种的来源

试述生产菌种的来源及其分离思路

来源：根据资料直接向科研单位、高等院校、工厂或菌种保藏部门索取或购买；从大自然中分离筛选新的微生物菌种。

分离思路：依照生产要求、产物性质、菌种特性（分类地位及生态环境），设计各种筛选方法，快速、准确地把所需要的菌种挑选出来。

实验室或生产用菌种若不慎污染杂菌，也必须重新进行分离纯化。

筛选重点：抗生素及治疗作用的药物产生菌。

试述生物物质产生菌的分离纯化和筛选步骤（1）定方案

查阅资料，了解所需菌种的生长培养特性。

（2）标本采集

有针对性地采集样品。

（3）增殖：

人为地通过控制养分或培条件，使所需菌种增殖培养后，在数量上占优势。（4）分离：利用分离技术得到纯种。

（5）性能鉴定发酵性能测定

进行生产性能测定。这些特性包括形态、培养特征、营养要求、生理生化特性、发酵周期、

产品品种和产量、耐受最高温度、生长和发酵最适温度、最适 pH值、提取工艺等。

第三章微生物代谢调节及代谢工程

新陈代谢（分解代谢、合成代谢）:新陈代谢（metabolism）

是指发生在活细胞中的各种分解代谢（catabolism）和合成代谢（anabolism）的总和。即：新陈代谢=分解代谢+合成代谢

分解代谢：指复杂的有机物分子通过分解代谢酶系的催化，产生简单分子、腺苷三磷酸（ATP）形式的能量和还原力（或称还原当量，一般用[H]来表示）的作用。合成代谢：与分解代谢正好相反，是指在合成代谢酶系的催化下，由简单小分子、ATP形式的能量和[H]形式的还原力一起合成复杂大分子的过程。

分解代谢与合成代谢的含义及其间的关系可简单地表示为：

酶活性调节：酶分子水平上的一种代谢调节，通过改变酶分子活性来调

节新陈代谢的速率，包括：酶活性的激活和抑制两个方面。

能荷：细胞 ATP、ADP、AMP可作为代谢反应功能的高能磷酸键的量度，通

过 ATP、ADP、AMP三者的比例调节代谢。

协同反馈抑制：指分支代谢途径中的几个末端产物同时过量时才能抑制

共同途径中的第一个酶的一种反馈调节方式

合作反馈抑制：两种末端产物同时存在时，可以起着比一种末端产物大

得多的反馈抑制作用。

累积反馈抑制：每一分支途径的末端产物按一定百分率单独抑制共同途

径中前面的酶，所以当几种末端产物共同存在时，它们的抑制作用发生累积。

顺序反馈抑制：当 E过多时，抑制 C→D，由于 C浓度过大而促使反

应向 F、G方向进行，结果造成 G浓度的增高。由于 G过多抑制了 C→F，结果造成 C的浓度进一步增高。C过多又对 A→B间的酶发生抑制，从而达到反馈抑制的效果。通过逐步有顺序的方式达到的调节称为顺序反馈抑制。

试述酶活性调节、合成调节的异同点

酶分子水平上的一种代谢调节，通过改变酶分子活性来调节新陈代谢的速率，包括：酶活性的激活和抑制两个方面。

酶活性激活系指在分解代谢途径中，后面的反应可被较前面的中间产物所促进。

酶活性的抑制主要是反馈抑制，它主要表现在某代谢途径的末端产物（即终产物）过量时，这个产物可反过来直接抑制该途径中第一个酶的活性，促使整个反应过程减慢或停止，从而避免末端产物过多累积。

通过调节酶的合成量进而调节代谢速率的调节机制，是一种在基因水平上（在原核生物中主要在转录水平上）的代谢调节。

与上述调节酶活性的反馈抑制等相比，调节酶的合成（即产酶量）而实现代谢调节方式是一类较间接而缓慢的调节方式。

在正常代谢途径中，酶活性调节和酶合成调节两者同时存在密切配合、协调进行。

第四章优良菌种选育

原生质体融合技术：原生质体育种技术主要有原生质体融合、原生

质体转化技术，此外尚有原生质体诱变育种等。

原生质休融合育种是基因重组的一种重要方法。

原生质体融合作为一种新的基因重组手段，在动植物细胞融合的基础上发展起来，从而打破种属的间的界限，提高重组频率，扩大重组幅度。

诱变剂：

能提高生物体突变频率的物质称为诱变剂。

试述优良菌种应具备的条件

1、产生大量发酵产物，投资减少，生产能力提高；

2、副产物及其他产物不产生或少产生，转化率提高，分离纯化难度、成本降低，品质提高；

3、生长繁殖快，生长速率强，缩短发酵周期，设备投资运转费用减少，减少菌种退

化及污染几率；

4、高效转化产品，降低成本，竞争力提高

5、能利用廉价原料，对原料成分敏感性小；

6、对添加的前提物质有耐受力；

7、泡沫少，提高装料系数、提高单罐产量及降低成本

8、具有抗噬菌体感染的能力；

9、遗传特性稳定。

试述基因工程技术育种步骤

（1）获得待克隆的DNA片段（基因）；

（2）目的基因与载体在体外连接；

（3）重组DNA分子导入宿主细胞；

（4）筛选、鉴定阳性重组子；

（5）重组子的扩增与表达。

何为酵母载体？