2020年(生物科技行业)微生物工程
微生物工程面临的挑战及发展前景
微生物工程面临的挑战及发展前景微生物工程面临的挑战及其发展前景微生物工程又称微生物发酵工程,是利用微生物的某些生物功能,为人类生产有用的生物产品,或者直接利用微生物参与和控制某些工业生产过程的一种新技术。
是现代生物技术的重要组成部分,也是基因工程的基础。
现今的微生物发酵工程已逐渐趋于成熟,并在工业生产中创造出了巨大的经济效益。
创立了划时代的发酵工业。
我国在微生物发酵方面是有一定的雄厚基础的。
从古老的酱、醋、酒,到50年代初的抗生素,都在世界微生物发酵史中占有重要地位。
现代微生物发酵工艺与我们民间延续了几千年的传统的发酵技术有着很大的不同,主要表现在;所使用的微生物是经过选育的优良菌种并经过纯化,具有更强的生产能力;发酵条件的选用更加合理,并加以自动控制等条件,生产效率更高;生产规律模大,产品种类繁多。
现代微生物发酵工程主要包括以下一些内容:⑴利用现代化的手段对微生物加以筛选和改造,以形成更符合工业生产需要的新菌种的工业微生物育种技术、其中渗透了基因工程、细胞工程的一些内容,经过改造的、满足人们需要的微生物菌种通常被称之为工程菌;⑵微生物菌体的生产,即利用先进的生产工艺高速地对某种微生物进行大量的纯培养,即工程菌的克隆;⑶从微生物中分离有用物质,如利用微生物以一些廉价的废弃物做底物生产单细胞蛋白质等;⑷微生物初级和次级代谢产物的发酵生产,如生产氨基酸,抗生素等生理活性物质;⑸发酵产物的分离纯化和加工后处理;⑹利用微生物控制或参与工业生产,如采矿、冶金等;以及微生物生物反应器的研究开发,新型发酵装置、生物传感器和使用电子计算机控制的自动化连续发酵的技术等等。
现今,微生物工程面临多种挑战,主要有以下几点:1,微生物工程与合成化学工业的竞争微生物工程,合成化学工业与农业生物工程在过去的几十年中各自经历了巨大的变化。
以前,农业一直为微生物工程和化学工业提供原料,包括淀粉,蛋白质,油脂等。
微生物工程完全依赖于农业原料,生产乙醇,酒精,丙酮丁酸,有机酸等小分子化学品,以及复杂的次级代谢产物如抗生素。
2020年(生物科技行业)微生物学习题
(生物科技行业)微生物学习题微生物学习题第壹章绪论壹名词解释微生物微生物学分子微生物学细胞微生物学二填空题1微生物包括:细胞结构不能独立生活的病毒、亚病毒;具有细胞结构的真细菌、古生菌;具有细胞结构的真菌、单细胞藻类、原生动物等。
2著名的微生物学家RogerStanier提出,确定微生物学领域不应只是根据微生物的大小,而且也应该根据有别于动、植物的319世纪中期,以法国的和德国的为代表的科学家,揭漏了微生物是造成腐败发酵和人畜疾病的原因,且建立了分离、培养、接种和灭菌等壹系列独特的微生物技术,从而奠定了微生物学的基础,同时开辟了医学和工业微生物学等分支学科。
和是微生物学的奠基人。
三选择题1当今,壹种新的瘟疫正在全球蔓延,它是由病毒引起的()(1)鼠疫(2)天花(3)艾滋病(4)霍乱2微生物在整个生物界的分类地位,无论是五界系统,仍是三域系统,微生物都占据了()的席位。
(1)少数(2)非常少数(3)不太多(4)绝大多数3公元9世纪到10世纪我国已发明()(1)曲蘖酿酒(2)用鼻苗法种痘(3)烘制面包(4)酿制果酒4柯赫提出了证明某种微生物是否为某种疾病病原体的基本原则()(1)巴斯德原则(2)柯赫原则(3)菌种原则(4)免疫原则四问答题1用具体事例说明人类和微生物的关系。
2为什么说巴斯德和柯赫是微生物学的奠基人?3简述微生物学在生命科学发展中的地位。
4试述微生物学的发展前景。
第壹章原核生物的形态、构造和功能壹名词解释原核生物肽聚糖磷壁酸外膜脂多糖周质空间原生质体球状体间体伴胞晶体糖被菌毛性毛细胞核染色质核仁细胞器微体变形细胞周质鞭毛类囊体紫膜乙酸盐呼吸硫磺热泉分子伴侣单细胞藻类假菌丝子实体原质团假原质团变形虫方式运动二天空题1 菌属是具附属物、芽殖的细菌,菌属是具附属物、非芽殖的细菌。
2放线菌是革兰氏染色性的原核微生物,其中属是产生抗生素最多的壹属。
3藻类是含有且能的光合类型生物,藻类细胞中可贮藏碳源物质。
(生物科技行业)微生物是指那些生物群体?
微生物微生物是指那些个体体积直径一般小于1mm的生物群体,它们结构简单,大多是单细胞,还有些甚至连细胞结构也没有。
人们通常会借助显微镜或者电子显微镜才能看清它们的形态和结构。
需要说明的是微生物是一个比较笼统的概念,界线有时会非常模糊。
如单细胞藻类和一些原生动物也应算是微生物,但通常它们并不放在微生物中进行研究。
微生物(Microorganism)是广泛存在于自然界中的一群肉眼看不见,必须借助光学显微镜或电子显微镜放大数百倍、数千倍甚至数万倍才能观察到的微小生物的总称。
它们具有体形微小、结构简单、繁殖迅速、容易变异及适应环境能力强等优点。
微生物种类繁多,至少有十万种以上。
按其结构、化学组成及生活习性等差异可分成三大类。
一、真核细胞型微生物细胞核的分化程度较高,有核膜、核仁和染色体;胞质内有完整的细胞器(如内质网、核糖体及线粒体等)。
真菌属于此类型微生物。
二、原核细胞型微生物细胞核分化程度低,仅有原始核质,没有核膜与核仁;细胞器不很完善。
这类微生物种类众多,有细菌、螺旋体、支原体、立克次体、衣原体和放线菌。
三、非细胞型微生物没有典型的细胞结构,亦无产生能量的酶系统,只能在活细胞内生长繁殖。
病毒属于此类型微生物。
微生物在自然界中的分布极为广泛,空气、土壤、江河、湖泊、海洋等都有数量不等、种类不一的微生物存在。
在人类、动物和植物的体表及其与外界相通的腔道中也有多种微生物存在。
绝大多数微生物对人类和动、植物的生存是有益而必需的。
自然界中氮、碳、硫等多种元素循环靠微生物的代谢活动来进行。
例如空气中的大量氮气只有依靠微生物的作用才能被植物吸收,土壤中的微生物能将动、植物蛋白质转化为无机含氮化合物,以供植物生长的需要,而植物又为人类和动物所利用。
因此,没有微生物,植物就不能新陈代谢,而人类和动物也将无法生存。
在农业方面,人类广泛利用一些微生物的特性,开辟了以菌造肥、以菌催长、以菌防病、以菌治病等农业增产新途径。
(完整版)微生物工程名词解释
微生物工程”:是指利用微生物的特定性状,经过现代工程技术,在生物的反响器中生产实用物质的一种技术系统。
微生物工程特色① 一般操作条件比较平和;② 原料根源丰富,价钱便宜,一般都是可重生资源。
③ 过程反响以生命体的自动调理方式进行;④ 能够简单地生产复杂的高分子化合物,能够导入复杂基团;能合成复杂的化合物如酶、光学活性体等;⑤ 生产产品的生物体自己也是产物,一般污染较小;⑥ 生产设施较简单。
⑦ 生产过程中,需要防备杂菌污染;⑧ 菌种性能被改变,进而获取新的反响性能或提升生产率;工业育种:是运用遗传学原理和技术对某个用于特定生物技术目的的菌株进行的多方向的改经过改造。
诱变育种:就是利用诱变剂的物理要素和化学试剂办理微生物细胞,提升基因突变频次,再经过合适的挑选方法获取所需要的高产优良菌种的育种方法。
表型延缓:分别性延缓、生理性延缓是指微生物经过自觉突变或人工诱变而产生新的基因型个体所表现出来的遗传特征不可以在今世出现,其表型的出现一定经过 2 代以上的复制。
杂交育种:是指将两个基因型不一样的菌株经符合(或接合)使遗传物质从头组合,从中分别和挑选拥有新性状的菌株的一种育种方法。
原生质体交融:第一用酶分别酶解两个出发菌株的细胞壁,或许使用抗生素克制胞壁的合成,在高渗环境中开释出原生质,将它们混淆,在助融剂或电场作用下,使它们相互凝集,发生细胞交融,实现遗传重组的方法。
营养缺点型是指经过诱变而产生的缺少合成某些营养物质如氨基酸、维生素和碱基等的能力,一定在其基本培育基中加入相应的营养成分才能正常生长的变异株。
基因重组育种:是运用体外 DNA各样操作或改正手法获取目的基因,再借助于病毒、细菌质粒或其余载体,将目的基因转移至新的宿主细胞并使其在新的宿主细胞系统内进行复制和表达,或许经过细胞间的相互作用,使一个细胞的优异性状经此间遗传物质的互换而转移给另—个细胞的方法。
浸透突变株:一种遗传阻碍不完整的营养突变型,其特色是酶的活力降落但不完整丧失,使其能少许合成末一代谢产物,但产物的量又不造成反应控制。
微生物工程技术
微生物工程技术微生物工程技术是应用微生物学原理和方法,以工程手段对微生物进行改造和利用的技术。
它在农业、医药、食品、环保等各个领域都起着重要的作用。
本文将介绍微生物工程技术的基本原理、应用领域及其未来发展趋势。
一、微生物工程技术的基本原理微生物工程技术是通过对微生物的基因进行改造来实现人们对微生物特性的调控。
它利用重组DNA技术将目标基因导入到微生物细胞中,使其具备特定的功能。
同时,通过进化工程方法,可以培育出拥有特殊性状的微生物菌株。
基于这些基本原理,微生物工程技术可以实现对微生物代谢途径、产物的调控和优化。
二、微生物工程技术的应用领域1. 农业领域微生物工程技术在农业领域的应用十分广泛。
通过改良微生物,可以提高植物养分的利用率,增强植物的抗逆性和抗病能力,从而改善农产品的产量和质量。
此外,微生物工程技术还可以应用于农田的杂草和害虫控制,减少农药的使用量,对农业生态环境起到积极的保护作用。
2. 医药领域微生物工程技术在医药领域的应用主要包括药物的发现和生产。
通过对微生物进行改造,可以产生具有特殊药用价值的微生物代谢产物或酶制剂。
这些产物可以用于治疗疾病、预防疾病或者辅助诊断。
微生物工程技术还可以用于药物的大规模生产,降低药品的成本,提高供应效率。
3. 食品领域微生物工程技术在食品领域的应用主要涉及到食品的发酵和改良。
通过改造微生物菌株,可以实现对食品发酵过程的控制和优化。
例如,利用特定菌株进行酒类、醋类、酱油等食品的发酵生产,可以提高产品的品质和口感。
此外,微生物工程技术还可以用于食品添加剂的生产,为食品提供更多的营养价值和功能性。
4. 环保领域微生物工程技术在环保领域的应用主要体现在废水处理和资源回收方面。
通过利用微生物的代谢特性和降解能力,可以实现废水中有机物的去除和资源的回收利用。
微生物工程技术还可以应用于土壤修复、废弃物处理和污染物的降解等环境治理措施。
三、微生物工程技术的未来发展趋势微生物工程技术在众多领域具有广阔的应用前景。
2020年(生物科技行业)微生物工程期末复习习题及全部答案
(生物科技行业)微生物工程期末复习习题及全部答案绪论●1680年列文虎克制成显微镜───证明了微生物的存在。
●1857年,巴斯德(LouisPasteur)微生物之父证明了酒精是由活的酵母发酵引起的。
且提出了著名的发酵理论:壹切发酵过程都是微生物作用的结果。
1897年德国化学家毕希纳发现磨碎的酵母仍使糖发酵形成酒精───酶●1905年,柯赫建立微生物纯培养技术,为微生物学的发展奠定了基础。
科赫的固体培养基也是微生物学研究史上的壹大突破。
第壹章生产菌种的筛选1、工业化菌种的要求有哪些?①遗传性能要相对稳定,不易变异退化;②能够利用廉价的原料,简单的培养基,大量高效地合成产物;③抗病毒能力强,不易感染它种微生物或噬菌体;④产生菌及其产物的毒性必须考虑(在分类学上最好和致病菌无关,不产生任何有害的生物活性物质和毒素,包括抗生素、激素和毒素等,保证安全);⑤有关合成产物的途径尽可能地简单,或者说菌种改造的可操作性要强;⑥生产特性要符合工艺要求(如生长速度和反应速度较快,发酵周期短等)。
⑦培养和发酵条件温和(糖浓度、温度、pH、溶解氧、渗透压等)2.在工业生产中常用的微生物主要有细菌、酵母菌、霉菌和放线菌3、自然界分离微生物的壹般操作步骤?从环境中分离目的微生物时,为何壹定要进行富集培养?样品的采集-预处理—培养—培养—菌落的选择—出筛—复筛—性能的鉴定—菌种保藏富集培养的原因:自然界中目的微生物含量很少,非目的微生物种类繁多,进行富集培养,使目的微生物在最适的环境下迅速地生长繁殖,数量增加,由原来自然条件下的劣势种变成人工环境下的优势种,使筛选变得可能。
4.每克土壤的含菌量大体上有壹个十倍系列的递减规律:细菌(~108)>放线菌(~107)>霉菌(~106)>酵母菌(~105)>藻类(~104)>原生动物(~103)第二章微生物的代谢调节和控制1、酶活性调节的反馈抑制类型和抑制机制。
反馈抑制——主要表当下某代谢途径的末端产物过量时可反过来直接抑制该途径中第壹个酶的活性,促使整个反应过程减慢或停止,从而避免了末端产物的过多累积。
2020年(生物科技行业)生物发酵过程解决方案
(生物科技行业)生物发酵过程解决方案生物发酵过程解决方案引言:发酵过程是壹种既古老又年轻的生化过程。
早在几千年前人们就已经在食品生产方面利用酵母对淀粉进行发酵以获得含有乙醇的饮料,这壹生产过程壹直延续至今,它就是人们所熟知的制酒工业的核心——酿造工业。
利用微生物生长过程中的二次代谢作用以制取医药工业中的抗生素则是人类运用生化技术的壹大创造。
工业生产时这壹新陈代谢过程在发酵罐内完成。
深入研究发酵过程将为生化反应——发酵罐的设计、操作和控制奠定基础。
因此,它是提高生化工程水平的重要内容之壹;生化反应是生化技术中的难点所在,在研究和实际应用时既需要微生物技术也需要借用化工技术以及融汇近代测量技术、计算机技术和控制技术于壹体。
微生物发酵过程是个极其复杂的生化反应过程,对于发酵罐的操作,以前人们是凭借实践经验来进行的,由于缺乏发酵过程参数的测量监视和控制系统,使得发酵产品成本高、操作费用大、产品在国际市场上缺乏竞争力。
为此,需要对发酵罐实行优化操作和控制。
壹、发酵过程中的工艺及其特点壹般的耗氧型发酵罐系统如下图所示,其中要测量的参数能够分为物理参数、化学参数以及生物参数。
发酵过程物理参数:通常有发酵罐温度(T)、发酵罐压力(P)、发酵液体积(V)、空气流量(F A)、冷却水进出口温度(T1和T2)、搅拌马达转速(RMP)、搅拌马达电流(I)、泡沫高度(H)等,这些物理参数根据不同种类的发酵要求,都能够选择性的选取有关测量仪表来实现自动测量。
发酵过程化学参数:发酵过程典型的化学参数有PH值(PH)和溶解氧浓度(DO),这俩个参数对于微生物的生长,代谢产物的形成极为重要。
过于由于缺乏耐消毒的能进行无菌操作的PH电极和溶解氧电极,使得无法做到实时的在线测量。
而当下已有成熟的PH和溶解氧测量电极,典型的产品如瑞士的Ingold电极等。
发酵过程生物参数:生物参数通常包括生物质呼吸代谢参数、生物质浓度、代谢产物浓度、底物浓度以及生物比生长速率、底物消耗速率和产物形成速率等。
2020年(生物科技行业)基础生物化学新—名词解释
(生物科技行业)基础生物化学新—名词解释第二章核酸单核苷酸:核苷和磷酸缩合生成的磷酸酯称为单核苷酸。
磷酸二酯键:单核苷酸中,核苷的戊糖和磷酸的羟基之间形成的磷酸酯键。
不对称比率:不同生物的碱基组成由很大的差异,这可用不对称比率(A+T)/(G+C)表示。
碱基互补规律:在形成双螺旋结构的过程中,由于各种碱基的大小和结构的不同,使得碱基之间的互补配对只能在G…C(或C…G)和A…T(或T…A)之间进行,这种碱基配对的规律就称为碱基配对规律(互补规律)。
反密码子:在tRNA链上有三个特定的碱基,组成壹个密码子,由这些反密码子按碱基配对原则识别mRNA链上的密码子。
反密码子和密码子的方向相反。
6顺反子(cistron):基因功能的单位;壹段染色体,它是壹种多肽链的密码;壹种结构基因。
核酸的变性、复性:当呈双螺旋结构的DNA溶液缓慢加热时,其中的氢键便断开,双链DNA 便脱解为单链,这叫做核酸的“溶解”或变性。
在适宜的温度下,分散开的俩条DNA链能够完全重新结合成和原来壹样的双股螺旋。
这个DNA螺旋的重组过程称为“复性”。
增色效应:当DNA从双螺旋结构变为单链的无规则卷曲状态时,它在260nm处的吸收便增加,这叫“增色效应”。
减色效应:DNA在260nm处的光密度比在DNA分子中的各个碱基在260nm处吸收的光密度的总和小得多(约少35%~40%),这现象称为“减色效应”。
噬菌体(phage):壹种病毒,它可破坏细菌,且在其中繁殖。
也叫细菌的病毒。
发夹结构:RNA是单链线形分子,只有局部区域为双链结构。
这些结构是由于RNA单链分子通过自身回折使得互补的碱基对相遇,形成氢键结合而成的,称为发夹结构。
DNA的熔解温度(T m值):引起DNA发生“熔解”的温度变化范围只不过几度,这个温度变化范围的中点称为熔解温度(T m)。
分子杂交:不同的DNA片段之间,DNA片段和RNA片段之间,如果彼此间的核苷酸排列顺序互补也能够复性,形成新的双螺旋结构。
(生物科技行业)武汉大学微生物教学提纲
第一节代谢概论
第二节微生物产能代谢
一、生物氧化
二、异养微生物的生物氧化
1.发酵
2.呼吸作用
(1)有氧呼吸
(2)无氧呼吸
三.自养微生物的生物氧化
1.氨的氧化
2.硫的氧化
3.铁的氧化
4.氢的氧化
四.能量转换
1.底物水平磷酸化
2.氧化磷酸化
3.光合磷酸化
1)环式光合磷酸化
2)非环式光合磷酸化
思考题
试结合一步生长曲线分析病毒的特点,并与细菌进行比较。
第八章微生物遗传
第一节遗传的物质基础
一、DNA作为遗传物质
二、RNA作为遗传物质
三、朊病毒的发现与思考
第二节微生物的基因组结构
一、概念:
二、微生物与人类基因组计划:
三、微生物基因组结构的特点:
1、原核生物(细菌、古生菌)的基因组
2、真核微生物(啤酒酵母)的基因组
第七章病毒
第一节概述
一、病毒的发现和研究历史
二、病毒的特点和定义
1、特点
2、定义
三、病毒的宿主范围
四、病毒的培养和纯化
1、病毒的培养
2.病毒纯化
第二节毒粒的性质
一、毒粒的形态结构
1.病毒的大小和形状
2.毒粒的壳体结构
3.病毒的包膜结构
4.毒粒的结构类型
二、毒粒的化学组成
1.病毒的核酸
2、病毒的蛋白质
四、拮抗
五、竞争
六、捕食
第三节微生物在生态系统中的作用
一、微生物在生态系统中的地位
思考题:
1、试从微生物的特点分析其分布比动植物更广泛的原因,为什么无菌操作技术是一切微生物学工作的基础?
微生物工程的新技术
微生物工程的新技术随着人民生活水平不断提高以及环境问题的日益加重,微生物工程越来越受到重视。
微生物工程是指利用微生物实现生物活性产物的生产、开发、制备与改性,是一门涉及生物学、生物化学、化学等多个领域交叉的学科。
近年来,微生物工程的新技术不断涌现,为生物医药、食品、环保等领域带来了新机遇。
一、代谢工程代谢工程是一种通过代谢通路的调控和优化改良,提高生物反应的效率和产量的技术。
该技术可以通过快速筛选出有价值菌株来进行二次代谢产物的发掘和利用,同时可以开发出新型的生物药物等。
例如在生物染料的生产中,通过代谢工程使得产出工艺更加简单,同时生产效率得到了很大的提高。
二、靶向基因组编辑传统的微生物工程常常需要经过多次突变和筛选,才能得到满意的产物,这种方式比较耗费时间和资源,同时也存在较大的风险。
靶向基因组编辑就是利用CRISPR/Cas9系统进行靶向修改微生物的基因组,从而使其产生我们需要的化合物。
例如在生物耐药性方面,科学家们研发出一种可以针对致病微生物的靶向基因组编辑技术,以使它们无法抵御针对它们的抗生素,从而有效地抑制其生长。
三、元谱分析技术元谱分析技术是通过对微生物代谢产物进行高通量分析,从而进行代谢通路的研究,并对微生物代谢的调控进行精准掌握的技术。
该技术可以得到充足的代谢图谱,有很大的帮助优化反应过程,提高产物的产量和质量。
例如在环保领域中,该技术可以监测和分析微生物发酵流程中产生的废弃物,从而制定出有效的废弃物处理方案。
四、基于系统生物学的代谢网络优化通过系统生物学的代谢网络优化,可以全方位掌握微生物反应的各项细节,从而优化产物的选择,保证代谢网络的稳定性。
该技术可以分析微生物的代谢网络,找出可能的瓶颈,进行系统生物学层面的优化,从而提高产物产量和纯度。
例如在生物材料领域中,该技术可以快速筛选出合适的代谢通路,并实现高产、纯度高的生物材料产出。
微生物工程的新技术不仅丰富了我们的技术手段,也对微生物工程的前景和未来发展态势产生了积极的影响。
2020年(生物科技行业)生物工程下游技术
(生物科技行业)生物工程下游技术湖北省高等教育自学考试大纲课程名称:生物工程下游技术课程代码:6705第壹部分课程性质和目标壹、课程性质和特点生物工程下游技术这门课程适合于理工科专业生物工程专业进行学习。
本课程的内容更多的涉及到工业应用。
下游技术是对于由生物界自然产生的生物体或由微生物菌体发酵的、动植物细胞组织培养的、酶反应、微生物转化等各种生物工业生产过程获得的生物原料,经提取分离、加工且精制目的成分,最终使其成为产品的技术,也称为下游工程或下游加工过程,是生物技术产品产业化的必经之路。
目前所指的下游技术大多数属于“物质分离”范畴。
主要研究的是物质分离的方法原理及相关的仪器设备。
生物工程下游技术这门课程涉及到物理,化学,生物化学,发酵工程,生物工程和设备等多门学科。
二、课程目标和基本要求通过学习生物工程下游技术这门课程应掌握以下基本知识点:1.生物工程下游技术的研究对象和发展历程2.下游技术的理论基础3.发酵液预处理,微生物细胞破碎方法和设备4.溶剂萃取和浸取,超临界流体萃取,双水相萃取,反胶团萃取,膜分离过程,液膜分离,离子交换法,色谱法等主要分离单元操作技术及分离过程的特点,工艺设计和设备选型通过学习了解各种分离方法的原理,适用范围,熟悉常用分离设备的操作,在实际应用中能够选择合适的分离方法对仪器进行操作达到分离的目的。
通过学习,具备对生物产品的分离、纯化技术的应用能力,及对生物物质提纯最佳方案的设计能力。
三、和本专业其他课程的关系本课程的内容更多的涉及到工业应用。
下游技术对各种生物工业生产过程获得的生物原料,经提取分离、加工且精制目的成分,最终使其成为产品的技术。
在生物工程专业课程的学习中,是壹门将生物工程上游技术应用到实际生产中所需要借助的手段。
《物理学》,《无机化学》,《有机化学》,《物理化学》等基础课是这门课程的基础,《微生物学》,《生物化学》,《酶工程》,《发酵工程》,《生物工程和设备》等专业课的知识也会运用到这门课程中,其后继课程有《发酵工厂设计》等。
微生物工程
微生物发酵工程1.微生物工程(Microbial engineering):是利用微生物的特定性状和功能,通过现代化工程技术生产有用物质或直接应用于工业化生产的技术体系;是将传统发酵与现代DNA 重组、细胞融合、分子修饰和改造等新技术结合并发展起来的现代发酵技术。
2.微生物的随机分离法:针对有些微生物的产物对产生菌的筛选没有直接的选择性指示作用而采用的分离方法。
常用的方法有:稀释混合倒平板法、稀释涂布平板法、平板划线分离法、稀释摇管法、液体培养基分离法、单细胞分离法,选择培养分离法等。
3.微生物的施加选择性压力分离法:利用不同种类的微生物其生长繁殖对环境和营养的要求不同,如温度、PH、渗透压、氧气、碳源、氮源等,人为控制这些条件,使之利于某类或某种微生物生长,而不利于其他种类微生物的生存,以达到使目的菌种占优势,而得以快速分离纯化的目的。
4.代谢的负反馈抑制:在生物当中尤其是在酶的作用机制当中是指:一种代谢反应被其反应产物所抑制的现象,是调节细胞代谢最主要的机制。
5.前体: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。
6.促进剂:促进剂是一类刺激分子,它们并不是前体或营养,这类物质的加入或可以影响微生物的正常代谢,或促进中间代谢产物的积累,或提高次级代谢产物的产量。
7.抑制剂:抑制剂是一类刺激因子,在发酵过程中加入抑制剂会抑制某些代谢途径的进行,同时刺激另一代谢途径,以致可以改变微生物的代谢途径。
8.孢子培养基:孢子培养基孢子培养基是供菌种繁殖孢子的一种常用固体培养基,对这种培养基的要求是能使菌 体迅速生长,产生较多优质的孢子,并要求这种培养基不易引起菌种发生变异。
9.种子培养基:种子培养基是供孢子发芽,生长和菌体繁殖的,对这类培养基碳源应该提供速效碳源。
10.发酵培养基:发酵培养基是供菌种生长、繁殖和合成产物之用。
浅谈微生物工程的应用
浅谈微生物工程的应用微生物工程是一门利用微生物进行多种工业和生物学上应用的技术,已成为当今生物技术领域中最具活力和前景的重要组成部分之一。
微生物工程利用微生物的代谢代谢功能,使其产生有用的物质,或通过改变和引入微生物基因,达到改良和设计优化生物分子和代谢产物的目的。
本文将从生物制药、生物饲料和生物质化工三个方面介绍微生物工程的应用。
生物制药生物制药是微生物工程中的重要应用领域。
许多生物制药产品都是通过微生物的生物反应来制造的。
比如,人胰岛素是由大肠杆菌或酵母菌表达人基因产生的。
该技术还用于生产其他治疗药物,如白介素、干扰素和生长因子等。
此外,微生物工程在疫苗制造、生物芯片和基因药物的研究和开发中也起着至关重要的作用。
生物饲料微生物工程还可以用于生产和改良动物饲料,辅助家庭和大规模农业生产。
例如,通过改变微生物的代谢功能,能够合成优质食品和饲料添加剂,如牛奶蛋白、乳酸菌发酵物等。
微生物工程还可以帮助减少饲料的成本,药物残留和环境影响,提高饲料的营养价值、代谢能力、生长速度等方面的特性,对于提高养殖水平、保持动物健康和生产力都发挥了积极作用。
生物质化工生物质化工是利用微生物对废弃物和生物质资源的生物转化作用,生产生物燃料、材料和化学品,以及更具环保和可持续性的生物质材料的国际前沿。
利用微生物发酵和转化生产生物质化工产品,如生物燃料乙醇、生物柴油、生物塑料、生物降解卫生产品等。
该技术不仅大大降低了化学污染和温室气体排放,而且还使废弃物进行了可持续利用,促进了资源的再利用和回收,对于推动碳中和和可持续发展具有重要意义。
2020年(生物科技行业)江苏大学考研微生物资料
(生物科技行业)江苏大学考研微生物资料第六章微生物的生长及其控制1、名词解释:生长产量常数(Y),最适生长温度,巴氏消毒法,抗生素,抗代谢药物,选择毒力,生长限制因子。
生长产量常数(Y):指菌体产量和限制性营养物消耗的比例关系。
最适生长温度:某菌分裂代时最短或生长速率最高时的培养温度。
巴氏消毒法:用较低的温度处理牛乳或其他液态食品,杀死其中可能存在的无芽孢病原菌而又不损害营养和风味的消毒方法。
抗生素:抗生素是生物在其生命活动中产生的壹种次生代谢产物或其人工衍生物,能对他种生物的生命活动产生抑制作用或致死作用。
抗代谢药物:又称代谢拮抗物、代谢类似物,是指在结构上和生物体所必需的代谢物相似,能够和正常代谢途径中特定的酶发生竞争性反应,从而阻碍酶的功能、干扰代谢的正常进行的物质。
选择毒力:抗生素对人体及动、植物组织的毒力,壹般远小于它对致病毒的毒力,这称为抗生素的选择毒力。
生长限制因子:凡是处于较低浓度范围内,可影响生长速率和菌体产量的营养物,就称生长限制因子。
MIC:最小抑菌浓度,表示某药物对某菌的最小抑菌浓度,常以μg/ml或μ/ml 来表示。
2、什么是典型生长曲线?它可分几期?划分的依据是什么?各期特点如何?典型生长曲线:将少量纯种单细胞微生物接种到恒容积的液体培养基中培养。
在适宜条件下,其群体就会有规律地生长,定时取样测定细胞含量,以细胞数目的对数值作纵坐标,以培养时间作横坐标,就能够画出壹条有规律的曲线,这就是微生物的典型生长曲线。
划分的依据:单细胞微生物。
特点:(1)延滞期(停滞期、调整期):a.生长速率常数为零;b.细胞形态变大或增大;c.细胞内RNA尤其是rRNA含量增高,原生质呈嗜碱性。
d.合成代谢活跃;e.对外界不良条件的反应敏感。
(2)对数期:菌体细胞生长的速率常数R最大,分裂快,代时短,细胞进行平衡生长,菌体内酶系活跃,代谢旺盛,菌体数目以几何级数增加,群体的形态和生理特征最壹致,抗不良环境的能力强。
2020年(生物科技行业)生物科技与生活
(生物科技行业)生物科技与生活生物科技與生活大仁科技大學生物科技系何婉清教授壹、前言生物科技的發展已經繼資訊產業,成為全球工業國家產業發展的主流。
在這個時代,人類食、衣、住、行以及醫藥保健的任何產品可能都和生物科技脫不了關係,它將和各種產業結合,在各種生活層面上影響著我們。
此外和生物技術有關的議題,也會一直成為人們注意的焦點,例如,無論我們在哪裡,一定不會不注意有關桃莉羊出生及死亡的頭條新聞;不會不注意到人類器官移植需求的願望。
此外,我們是否思考過下列的議題:人類的複製是否該被禁止?具有醫療價值的幹細胞是否可被複製?我們是否有權力複製動物來取用牠們的器官?我們對基因改造食品是否有足夠的風險評估?我們是否有權力改變人類的基因,使人類變得更健康、更聰明?是否一個人具有所謂的〝好〞基因,就會成為一個比較〝好〞的人?本課程的教學目標就是要幫助學生了解有關生物技術、生物科技、複製的基礎知識、技能,它對人類的貢獻以及可應用的範圍,更重要的是要以人文、社會及道德的觀點來討論圍繞在這新技術的一些具爭論性的問題。
貳、生物技術的定義及範疇生物技術(biotechnology)是應用微生物、植物或動物的細胞及其成分,經工業化的生物生產程序,用以改進人類生活素質的科學技術,是一門新近崛起的尖端科技,被列為我國現階段八大重點科技之一。
回溯世界科技史,生物技術可說是一項古老的科技,我們日常生活中常吃的釀造和醱酵食品如:酒類、醬油、醋,以及味精等,都是早年應用生物技術製造的產品。
晚近興起的遺傳工程(基因重組技術)、細胞融合技術、生體反應利用技術、細胞培養技術、組織培養技術、胚移植技術及細胞核移植技術等生物技術,為傳統的生物技術開拓了更為精緻、深奧廣闊的領域,因而促成了革命性的發展,形成了一門嶄新的科技-“新生物技術”。
二十世紀是科技的世紀,尤其在中葉以後,生物科學以及其後的分子生物學的發展及其應用,可謂一日千里。
自從一九二八年英國的醫生佛來明爵士(Sir Alexander Fleming)發現盤尼西林(青黴素,penicillin)以來,生物技術的發展逐漸進入工業化。
2020年(生物科技行业)注册环保工程师微生物考点整理
(生物科技行业)注册环保工程师微生物考点整理11.环境工程微生物学1、菌株:是指任何壹个独立分离的单细胞(或单个病毒粒子)繁殖而成的纯种群体及其后代。
种的特征常用壹个指定的典型菌株来代表。
2、三个分类系统:1)苏联·克拉西尼科夫《细菌和放线菌鉴定》;2)法国·普雷沃《细菌分类学》;3)美国·细菌学家协会所属伯杰氏鉴定手册董事会《伯杰氏鉴定细菌学手册》。
3、1969年魏泰克生物五界分类系统:原核生物界(细菌、放线菌、蓝绿细菌)、原生生物界、真菌界、动物界和植物界;我国王大耜六界分类系统:病毒界、原核生物界、原生生物界、真菌界、动物界和植物界。
4、微生物的学名采用拉丁词或拉丁化的词构成。
在出版物中,学名应排成斜体(在书写或打印时,在学名之下划壹横线,以表示它是斜体)。
学名通常由壹个属名(第壹个字母大写)加壹个种名(第壹个字母小写)构成。
5、微生物的特点:1)个体微小、结构简单;2)分布广泛、种类繁多;3)繁殖迅速、容易变异;4)代谢活跃、类型多样。
6、在微生物界,个体最小的是类病毒和阮病毒,他们比病毒仍小将近100倍。
7、病毒没有合成蛋白质的结构——核糖体,也没有合成细胞物质和繁殖所必备的酶系统,不具有独立代谢的能力,必须专性寄生在活的敏感宿主细胞内,依靠宿主细胞合成病毒所需要的化学成分以及繁殖新个体。
病毒在活的敏感宿主细胞内是具有生命的超微生物,在宿主体外却呈现不具生命特征的大分子物质,但仍保留感染宿主的潜在内力,壹旦重新进入活的宿主细胞内又具有生命特征,重新感染新的宿主。
8、病毒繁殖的过程:吸附、侵入、复制和合成、释放。
9、细菌裂解可导致液体培养物由浑浊变清,也可导致固体培养物出现噬菌斑。
10、三级处理可对病毒灭活,经三级处理后可使病毒的滴度常用对数值下降4~6.11、菌体的形态和大小均受菌龄、培养条件等因素的影响。
12、几乎所有细菌都有细胞壁、细胞膜、细胞质、细胞核等结构,称为基本结构。
2020年(生物科技行业)年微生物问答题题目及参考答案
(生物科技行业)年微生物问答题题目及参考答案99-07年微生物问答题题目及参考答案1,以Schizosaccharomycesoctosporus,S.ludwigii和S.cerevisiae为例描述酵母菌的三种生活周期及其特点。
(02,04,05,07)答:(1)营养体以单倍体形式存在,Schizosaccharomyces octosporus(八孢裂殖酵母)是这壹类型生活史的代表,特点为:○1营养细胞为单倍体;○2无性繁殖为裂殖;○3二倍体细胞不能独立生活,故此期极短.生活史可分为5个阶段:○1单倍体营养细胞借裂殖方式进行无性繁殖;○2俩个营养细胞接触后形成接合管,发生质配后即进行核配,于是俩个细胞连成壹体;○3二陪体的核分裂3次,第壹次为减数分裂;○4形成8个单倍体的子囊孢子;○5子囊破裂释放子囊孢子.(2)营养体只能以二倍体形式存在,S.ludwigii(路氏类酵母)是这壹类型生活史的代表,特点为:○1营养体为二倍体,不断进行芽殖,此阶段较长;○2单倍体为子囊孢子,在子囊内发生接合;○3单倍体阶段仅以子囊孢子的形式存在,不能进行独立生活.生活史具体过程为:○1单倍体子囊孢子在孢子囊内成对接合,且发生质配和核配;○2接合后的二倍体细胞萌发,穿过子囊壁;○3二倍体的营养细胞少独立生活,通过芽殖方式进行无性繁殖;○4在二倍体营养细胞内的核发生减数分裂,故营养细胞成为子囊,其中形成4个单倍体子囊孢子.(3)营养体既能以单倍体也能以二倍体形式存在,S.cerevisiae(酿酒酵母)是这类生活史的代表,特点为:○1壹般情况下都以营养状态进行出芽繁殖;○2营养体即能以单倍体形式存在,也能以二倍体形式存在;○3在特定条件下才进行有性繁殖.生活史为:○1子囊孢子在合适的条件下出芽产生单倍体营养细胞;○2单倍体营养细胞不断进行出芽生殖;○3俩个性别不同的营养细胞接合,在质配后发生核配形成二倍体营养细胞;○4二倍体营养细胞不进行核分裂而是不断进行出芽生殖;○5在以碳酸盐为唯壹或主要碳源,同时又缺乏氮源支持的条件下,二倍体营养细胞营养细胞最易转变为子囊,此时细胞核才进行减数分裂,且随即形成4个子囊孢子;○6子囊经自然或人为破裂后释放出子囊孢子.2,举例概述微生物在自然界物质循环中的重要作用,展望利用有益微生物开发新生物质能源的应用前景.(99,02,,06,07)答:自然界的物质循环可归结为:A化学元素的有机质花或生物合成作用,B有机物质的无机质或或分解作用俩个对立过程。
2020年(生物科技行业)第二章细胞生物学研究方法
(生物科技行业)第二章细胞生物学研究方法第二章细胞生物学研究方法(theresearchmethodinthecellbiology)教学目的1、了解主要工具和常用方法,侧重掌握基本原理和基本应用;2、认识工具和方法和学科发展的相关性。
教学内容本章从以下5个方面介绍了细胞生物学的研究方法:1.显微成像技术2.细胞化学技术3.细胞分选技术4.细胞工程技术5.分离技术6.分子生物学方法计划学时及安排本章计划3学时。
教学重点和难点生命科学是实验科学,它的很多成果都是通过实验才得以发现和发展的。
许多细胞生物学的重要进展以及新概念的形成,往往来自新技术的应用。
因此,方法上的突破,对于理论和应用上的发展具有巨大的推动作用,这是学习本章应确立的基本思想。
1.显微成像包括直接成像和间接成像。
显微技术是细胞生物学最基本的研究技术,包括光学显微技术和电子显微技术。
在光学显微技术中要掌握几种常用显微镜成像的基本原理,包括普通双筒显微镜、荧光显微镜、相差显微镜、暗视野显微镜、倒置显微镜。
电子显微镜是研究亚显微结构的主要工具,透射和扫描电镜的是俩类主要的电子显微镜,对其基本结构、工作原理和样品制备方法则是学习的重点。
2.细胞化学技术介绍了酶细胞化学技术、免疫细胞化学技术、细胞分选技术,其中流式细胞分选技术是细胞生物学和现代生物技术中的重要技术,应重点掌握。
3.细胞工程技术是细胞生物学和遗传学的交叉领域,主要利用细胞生物学的原理和方法,结合工程学的技术手段,按照人们预先的设计,有计划地改变或创造细胞遗传性的技术。
包括体外大量培养和繁殖细胞,或获得细胞产品、或利用细胞体本身。
主要内容包括:细胞融合、细胞生物反应器、染色体转移、细胞器移植、基因转移、细胞及组织培养。
4.分离技术是壹大类技术的总称,包括细胞组分的分离和生物大分子的分离,应掌握各种分离技术的原理和用途。
本章对分子生物学方法作了简要介绍,为今后的学习奠定基础。
简言之,本章教学重点是仪器方法的基本原理和基本应用;教学难点是电镜制样及分子杂交技术。
2020年(生物科技行业)济南版生物学教科书总体介绍
(生物科技行业)济南版生物学教科书总体介绍济南版《生物学》教科书总体介绍时间:2010-02-2708:25来源:未知作者:hcjuan点击:次王振芳(菏泽市教学研究室274016)(壹)教科书的册次及单元划分全套教科书共分四册。
1.七年级上册第壹单元认识生物第壹章奇妙的生命现象第二章严整的生命结构第三章王振芳(菏泽市教学研究室274016)(壹)教科书的册次及单元划分全套教科书共分四册。
1.七年级上册第壹单元认识生物第壹章奇妙的生命现象第二章严整的生命结构第三章生物的生活环境第二单元丰富多彩的生物世界第壹章生物圈中的绿色植物第二章生物圈中的动物第三章生物圈中的微生物第四章生物的分类第壹节生物的基本特征第二节生物学的研究方法第壹节显微镜的构造和使用第二节细胞的结构和功能第三节细胞的分裂和分化第四节多细胞生物体的结构层次第壹节生物圈和栖息地第二节环境对生物的作用第三节生物对环境的适应和作用第壹节绿色植物的主要类群第二节绿色植物的蒸腾作用第三节绿色植物的光合作用第四节绿色植物的呼吸作用第五节绿色植物在生物圈中的作用第壹节动物的主要类群第二节动物的运动第三节动物的行为第四节动物在生物圈中的作用第壹节病毒第二节细菌第三节真菌第四节细菌、真菌在生物圈中的作用2.七年级下册第三单元生物圈中的人第壹章人的生活需要营养第二章人的生活需要空气第三章人体内的物质运输第四章人体内废物的排出第五章人体生命活动的调节第六章免疫和健康第七章人在生物圈中的作用第壹节食物的营养成分第二节消化和吸收第三节合理膳食和食品安全第壹节人体和外界的气体交换第二节人体怎样获得能量第三节空气质量和健康第壹节物质运输的载体第二节物质运输的器官第三节物质运输的途径第四节关注心血管健康第壹节尿的形成和排出第二节汗液的形成和排出第壹节人体的激素调节第二节神经调节的结构基础第三节神经调节的基本方式第四节人体对周围世界的感知第五节神经系统的卫生保健第壹节人体的免疫功能第二节传染病及其预防第三节安全用药第壹节人类对生物圈的依赖第二节人类对生物圈的影响第三节保护我们的家园3.八年级上册第四单元物种的延续第壹章绿色开花植物的壹生第二章动物的生殖和发育第三章人的生殖和发育第四章生物的遗传和变异第壹节花的结构和类型第二节传粉和受精第三节果实和种子的形成第四节种子的萌发第五节根的结构和功能第六节芽的类型和结构第七节植物的无性生殖第壹节昆虫的生殖和发育第二节俩栖动物的生殖和发育第三节鸟的生殖和发育第壹节婴儿的诞生第二节青春期发育第三节计划生育第壹节遗传的物质基础第二节人类染色体和性别决定第三节性状的遗传第四节生物的变异第四节人类优生和基因组计划4.八年级下册第五单元生命的演化第六单元生物和环境第七单元生物技术第壹章生命的起源和进化第二章人类的起源和进化第壹章生态系统第二章生物多样性及保护第壹章生活中的生物技术第二章现代生物技术第壹节生命的起源第二节生物进化的证据第三节生物进化的历程第四节生物进化的原因第壹节人类的起源第二节人类的进化第壹节生态系统的组成第二节食物链和食物网第三节能量流动和物质循环第四节生态系统的类型第五节生态系统的自我调节第壹节生物多样性第二节生物多样性的保护第壹节发酵技术第二节食品贮存第壹节基因工程第二节克隆技术教科书如此划分教学单元和安排教学内容,旨在先让学生对生命现象、生物的基本特征和生物的生活环境等方面有壹个初步的认识,再过渡到对生物各个类群直至人自身的认识;在此基础上,引导学生探究生物(包括人自身)的生殖和发育、遗传和变异,以及生命的诞生、生物的进化和发展等规律;然后,将学生的视野拉回宏观的生态系统及其保护;最后,介绍生物技术及其和人类生活、社会和未来的关系。
微生物工程利用微生物生产药物与化学品
微生物工程利用微生物生产药物与化学品微生物工程是一门利用微生物进行工业生产的领域,它通过利用微生物的生物合成能力,使得生产药物与化学品变得更加高效和可持续。
在过去的几十年中,微生物工程已经取得了显著的进展,为医药和化工行业带来了很多新的可能性和机遇。
1. 微生物工程在药物生产中的应用药物生产一直是微生物工程领域的重要应用之一。
传统上,很多药物都是通过化学合成的方式进行生产,这种方式通常耗时费力且产出较低。
而微生物工程则能够利用微生物的代谢能力和生物反应器的优势来生产药物。
首先,微生物可以作为生产药物活性物质的“工厂”。
通过对微生物基因组的编辑和改造,人们可以使其表达特定的酶或蛋白质,从而生产出需要的活性成分。
例如,利用大肠杆菌表达技术,可以大规模生产重组胰岛素等药物。
其次,微生物工程也可用于发酵生产抗生素等药物。
微生物在适当的营养条件下,能够产生和分泌大量的次级代谢产物,其中包括许多具有抗菌活性的物质。
通过筛选和改良微生物菌株,使其能够高效产生药物,可以大大提高药物的产量和质量。
2. 微生物工程在化学品生产中的应用除了药物生产,微生物工程也在化学品生产中发挥着重要作用。
传统的化学合成方法往往依赖于昂贵的原料和高能耗的反应条件,而微生物工程则能够通过利用微生物的代谢能力来实现更加可持续的化学品生产。
例如,微生物工程可用于生产生物塑料。
传统的塑料通常基于石油,而生物塑料可以由微生物通过发酵过程合成。
通过改良微生物菌株,使其能够高效产生具有合适性质的生物塑料,可以降低对有限资源的依赖,并且更环保可持续。
此外,微生物工程还可以用于生产生物柴油和生物乙醇等可再生能源。
通过利用微生物的代谢能力和产氢酶的活性,可以将生物废料等可再生物质转化为有用的燃料。
这种方法不仅减少了对化石燃料的需求,还减少了温室气体的排放,具有重要的环境保护意义。
3. 微生物工程的挑战和前景尽管微生物工程在药物和化学品生产中有很大的潜力,但也面临一些挑战。
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(生物科技行业)微生物工程微生物工程壹.名词解释微生物工程:指采用现代工程技术手段,利用微生物的某些特定功能,为人类生产有用的产品,或直接把微生物应用于工业生产过程的壹种技术。
拮抗作用:当多种物质联合作用时,其中的壹种物质会通过壹定渠道降低另壹种物质的作用(通常是有害作用),使机体维持平衡状态。
例如当人体血糖含量较高时,胰岛素分泌增加,胰高血糖素分泌减少,俩种激素桔抗作用使血糖的含量降低。
当血糖含量较低时,胰岛素分泌减少,胰高血糖素分泌增加,结果是使血糖的含量升高。
生物测定:利用某些生物对某些物质(如维生素、氨基酸)的特殊需要,或对某些物质(如激素、抗生素、药物等)的特殊反应来定性、定量测定这些物质的方法。
载体:能够插入核酸片段、能携带外源核酸进入宿主细胞,且在其中进行独立和稳定的自我复制的核酸分子。
质粒:细胞中独立于染色体之外,能够独立复制的共价闭合环状DNA.菌落原位杂交:是将细菌从培养平板转移到硝酸纤维素滤膜上,然后将滤膜上的菌落裂菌以释出DNA。
将DNA烘干固定于膜上和放射性同位素标记过的探针杂交,放射自显影检测菌落杂交信号,且和平板上的菌落对位。
效价:抗生素的计量单位,是抗生素等生物制品有效成分含量高低的指标,能够通过仪器的方法测得。
复制起始位点:指在DNA转录时RNA聚合酶和之结合,起始转录的特定核苷酸序列,决定转录起始位点和转录频率。
BOD(生物需氧量):通常表示水中有机物等需氧污染物质含量的壹个综合指示。
水中有机物由于微生物的生化作用进行氧化分解,使之无机化或气体化时所消耗水中溶解氧的总数量。
半连续发酵:指在发酵过程的后期周期性地放出部分含有产物的发酵液,然后再补加相同体积的新鲜培养基的发酵方法。
这种发酵能够重复多次。
半连续发酵semi-continuousfermentation:是指在补料-分批发酵的基础上,间歇地放掉部分发酵液的培养方法。
补充发酵:指在发酵过程中以壹定的速率排出成熟的发酵液,同时以相同的速率加入新鲜培养基,使整个发酵过程基本维持在稳定期的发酵方法。
抗生素:是由微生物(包括细菌、真菌、放线菌属)或高等动植物在生活过程中所产生的具有抗病原体或其它活性的壹类次级代谢产物,能干扰其他生活细胞发育功能的化学物质。
下游处理:特指生物工程产品生产程序中的后期加工。
指的是生物产品特别是发酵液的分离、纯化、加工、剂型制备等,直至达到产品质量要求的整个处理过程。
二.简答题1.基因工程在微生物工程的应用表当下哪些方面?每壹方面举例1-2个说明。
答:①生产药物疫苗中的引用:这类基因工程药物的生产是当前基因工程最重要的应用领域,发展迅速。
例如:有抗肿瘤.抗病毒功能干扰素.白细胞等;用于生理调节的胰岛素和其他生长激素等。
②改造传统工业发酵菌种:例如生产抗生素.氨基酸.有机酸.酶制剂等,这类菌种基本上都要经过长期的诱变或重组育种,生产性能很难再大幅度的提高。
要打破这壹局面,必须使用基因工程的手段才能解决。
目前在氨基酸.酶制剂等领域已有大量成功的例子。
③环境保护:在环境保护方面,利用基因工程可培育同时能分解多种有毒物质的遗传工程菌。
如:1975年,有人把降解芳烃,萜烃和多环芳烃的质粒转移到能降解Pesudomonas.sp(壹种假单胞菌)中,获得了能同时降解4种烃类的‘超级菌’,它能把原油2/3的烃分解掉。
2.作为基因工程载体系统,其载体需要具备哪些条件?答:载体:外源DNA不易进入受体细胞,他需要和某种工具重组后才能导入宿主细胞,以进行克隆和保存或者表达外源DNA中的遗传信息。
这种将外源DNA 携带进受体细胞的工具称为载体。
理想的载体应具备以下几个条件:①能稳定复制,目的基因的插入基本不影响载体的复制能力;②应具有壹个之上的单壹限制酶位点,以便目的基因的插入;③具有某些容易检测的遗传标记,以便利用这些标记筛选克隆;④插入目的基因的幅度较宽;⑤分力量小,拷贝数高;⑥从生物防护角度考虑是安全的。
3.质粒构建的策略要考虑哪些方面。
答:(1)构建的质粒克隆载体应该是能在转化的受体细胞中进行有效的复制,且且作为质粒克隆载体,希望在受体细胞中有较多的拷贝数。
为此,构建的质粒克隆载体必须含有能在受体细胞内有效复制的质粒复制起始位点(ori),最好是松弛型质粒的复制起始位点。
(2构建的质粒克隆载体必须含有允许外源DNA片段克隆的位点,且且这样的克隆位点应尽可能多。
(3)构建的质粒克隆载体必须含有供选择克隆子的标记基因。
壹个质粒克隆载体最好有俩种选择标记基因,且且在选择标记基因区内有合适的克隆位点。
当外源DNA片段插入克隆位点后,标记基因失活,成为选择克隆子的依据。
(4)构建的质粒克隆载体DNA分子应尽可能的小。
由于质粒转化受体细胞的效率同质粒DNA分子大小相关,小分子质粒的转化效率高,大于15kb的质粒转化效率明显下降。
质粒克隆载体DNA分子小,意味着可承载较大的外源DNA 片段。
(5)根据特殊需要,使构建的质粒克隆载体中组装各种“元件”(小DNA片段),构建成不同用途的质粒克隆载体。
4.目的基因的检测和鉴定要开展哪些方面着手?简述之。
答:①耐药性标志筛选择(插入失活法):如果克隆载体携带耐药性标志基因,转化后只有含有耐药基因的转化子细菌才能在含有该抗生素的培养基上面形成菌落,这样能够将转化菌和非转化菌区别开来。
如果重组DNA的外源基因插入基因内,标志基因失活。
②标志补救:如果克隆基因能够在宿主菌表达,且表达产物和宿主菌的营养缺陷互补,那么久能够利用营养突变菌株进行筛选,这就是标志补救。
③分子杂交法:这是利用32P标记的探针和转移至硝酸纤维膜上的转化子DNA或克隆的DNA片段进行分子杂交,直接选择且鉴定目的基因。
④PCR筛选法:根据目的基因俩端已知核苷酸序列设计合成壹对引物,依据实验目的的和要求的不同,快速抽提宿主细胞质粒DNA或染色体DNA作为模板进行PCR扩增反应,将扩增反应产物进行凝胶电泳分析,若出现特异片段的扩增条带,即说明该克隆为阳性克隆。
⑤免疫学方法:如果克隆基因的蛋白产物已知的,可利用特异抗体和目的基因表达产物相互作用进行筛选,因此属非直接选择法。
⑥DNA序列分析法:对DNA分子序列鉴定是验证外源基因是否正确的最确凿证据。
5.限制性核酸内切酶的类型有哪些?各有何主要特征。
答:限制性核酸内切酶是能够识别DNA的特异序列,且在识别位点或其周围切割双链DNA的壹类内切酶。
根据限制酶的结构,辅因子的需求切位和作用方式,可将限制酶分为三种类型,分别是第壹型、第二型及第三型。
第壹型限制酶:兼具限制切割和修饰俩种功能,可是识别位点且非严格专壹,需要Mg2+.ATP和S-腺苷酰蛋氨酸做为催化反应的辅因子,在讲解DNA时,伴有ATP的水解。
第二型限制酶:其限制-修复系统由壹对酶(同壹序列的限制酶和甲基化酶)组成,分子量较小,仅需要Mg2+做为辅因子,不需要ATP,识别位点专壹,且在识别位点内讲单链切断。
因此二型限制酶在基因工程应用广泛,通常说的限制酶就是Ⅱ型酶。
第三型限制酶:兼具限制切割和修饰俩种功能,识别位点专壹,可是切点不专壹,往往不在识别位点内部,需要Mg2+.ATP和S-腺苷酰蛋氨酸做为催化反应的辅因子,在讲解DNA伴随ATP水解。
6.在基因工程中,以细菌转化为例,说明其转化的原理和技术?答:在基因工程中经历了获取目的基因及其和载体连接后,接下来是重组DNA 分子导入受体细胞。
重组DNA导入细菌细胞的方法包括:转到作用和转染和转导作用。
以转化作用为例:转化是微生物细胞直接吸收外源DNA的过程。
①化学转化法:在分子克隆中,宿主细胞需经人工处理成能吸收重组DNA分子的敏感细胞才能用于转化,这是细胞称为感受态细胞。
0℃的CaCl2低渗溶液中,细胞呈球形(感受态);经42℃短时间热冲击后,细胞可吸收外源DNA;在丰富培养基上生长数小时,球状细胞复原,且分裂增殖;在选择型平板上可选出转化子。
②电击转化法:除化学法转化细菌外,仍可采用高压脉冲电击转化法。
电击法不需要预先诱导细菌的感受态,只是依靠短暂的电击来促使DNA进入细菌。
7.在载体遗传标记检测中,简述显色筛选法的基本原理答:显色筛选法的基本原理:显色筛选法能够区分转化子和非转化子,也可区分重组子和非重组子。
其原理是:载体分子上携带某种显色酶基因,其表达产物能使细胞产生颜色反应,从而易于辨认和挑选,如大肠杆菌质粒pUC18携带的lacZ’基因(蓝色反应)、链霉菌质粒pIJ702携带的melC基因(黑色反应)等8.简述发酵工程的种子质量控制有哪些主要因素。
答:影响种子质量因素:原材料质量原材料质量波动引起种子质量不稳定波动的主要原因无机离子含量不同(微量元素Mg2+、Cu2+、Ba2+能刺激孢子的形成,磷含量太多或太少也会影响孢子的质量)培养温度温度过低,菌种生长发育缓慢温度过高会使菌丝过早自溶湿度湿度低,孢子生长快湿度大孢子生长慢通气和搅拌足够的通气量,以报纸那个菌种代谢的正常,提高种子的质量搅拌可提高通气效果,促进生长繁殖,过度搅拌导致培养液大量涌泡,液膜表面的酶容易氧化变性,泡沫过多增加染菌机会,增加能耗。
丝状微生物不宜剧烈搅拌。
斜面冷藏时间对孢子的生产能力有较大影响,冷藏时间越长,生产能力下降越多。
培养基有较完全和丰富的营养物质,糖分少,需充足的氮源和生长因子,无机氮源比例大;各种营养物质的浓度不必太高;供孢子用的种子培养基,可添加易被吸收用的碳源和氮源;应考虑和发酵培养基的主要成分相近。
pH原则是获得最大比生长速率和适当的菌量;培养最后壹级种子的培养基的pH 应接近于发酵培养基的pH,以便种子能尽快适应新的环境。
影响种子质量的因素有哪些:1.培养基2.培养条件3.接种量4.孢子的质量保证种子质量措施:1.菌种稳定性检查2.无杂菌检查9、种子扩大培养的目的和要求、壹般步骤。
答:目的:首先是出于接种量的需要和菌种的驯化,同时对于缩短发酵时间、保证生产水平也有帮助。
要求:对于种子应当具备以下要求:总量及浓度能满足要求。
生理状况稳定,个体和群体区隔明显。
活力强,移种发酵后,能够迅速生长。
无杂菌污染。
种子扩培的壹般过程是:斜面菌种→壹级种子培养(摇瓶)→二级种子培养(种子罐)→发酵14简述总大肠杆菌检测主要操作步骤答:3.1检样稀释3.1.1以无菌操作将检样25mL(或g)放于有225mL灭菌生理盐水或其他稀释液的灭菌玻璃瓶内(瓶内予置适当数量的玻璃珠)或灭菌乳钵内,经充分振摇或研磨做成1:10的均匀稀释液。
固体检样最好用均质器,以8000-10000r/min的速度处理1min,做成1:10的均匀稀释液。
3.1.2用1mL灭菌吸管吸取1:10稀释液1mL,注入含有9mL灭菌生理盐水或其他稀释液的试管内,振摇试管混匀,做成1:100的稀释液。