微生物应用技术

100学年度第一学期微生物应用技术

Final Examination 学生__________ 学号:_____________

★请勿选择你报告的题目来回答

I. 解释名词 (30分选六题):

1. 何谓Molecular farming, 为何用植物?

2. 生分解性

3. 芽孢杆菌在工业上的应用优势

（1）Bacillus及其代谢产物已广泛应用于食品、医药、饲料中，目前尚未发现有任何毒副作用，是一种安全的菌种。

（2）Bacillus可以耐受不良的环境，如80℃的高温环境，pH2-3的酸性环境。

并且对营养要求简单，代谢快，易于分离和保存。

（3）Bacillus不仅对革兰氏阳性菌有抑菌作用，对革兰氏阴性菌和真菌也有抑制效果。

4. 生物相容性

用来描述生物医用材料与生物体相互作用情况的概念。

若生物材料相容性好，表示：

a.该材料能够与身体相互适应

b.不会对身体有显着或严重的不良反应

c.身体也不会引起材料性能的改变

可分为：血液反应、免疫反应、组织反应、生物化学反应

5. 解说液化淀粉的功用

6. Plant Transformation

7. 白色生技的应用

8. NDM-1超级细菌

9. 抗药性结核分枝杆菌产生

10. 专利三特性

（1）排他性：为了保护一发明或创作其正当权益，而向政府提出申请，经过审查认为符合专利法的规定，因而给予申请人在一定期间享有专有排除

他人未经其同意而制造、贩卖、使用或为上述目的而进口该物品之权，

或专有排除他人未经其同意而使用该方法及使用、贩卖或为上述目的而

进口该方法直接制成物品之权，这种排他性就是专利权特性。

（2）时间性：发明、新型、新式样专利均自公告之日起给予专利权。

专利权只在专利权期限内有效，期限届满，权力消灭，技术内容即成公

共财产。

（3）地域性：专利系采属地主义，因此，虽已向外国申请专利，但如欲在我国

亦受到专利保护，则仍须向我国申请专利。每一国家其主权独立，其所授与之专利权仅在该国范围内有效，发明人若希望在不同国家享有专利权，必须依各国法律分别申请。

II. 专题报告 (同学们皆可报告任下列三题,无需限制你的组别40分)

a. Spirulina螺旋藻

b. Chlorella小球藻

c. Nostoc - 发菜

III. 问答题 (70分选七题) ★请勿选择你报告的题目来回答

1. 细菌纤维素的特性, 如何合成及应用性。

（1）a.细菌纤维素无木质素、果胶和半纤维素等伴生产物。

b.高结晶度(可达95%，植物纤维素的为65%)。

c.细菌纤维素有很强的持水能力(water retention values,WRV)。

WRV值高达600％以上。

d.细菌纤维素有良好的生物可降解性

e.细菌纤维线宽仅有0.1μm,而针叶木浆纤维的宽度至少有30μm。

（2）醋酸菌属（Acetobacter）、土壤杆菌属（Agrobacterium）、根瘤菌属（Rhizobium）和八叠球菌属（Sarcina）。其中比较典型的是醋酸菌属中的木醋杆菌（Acetobacter xylinum），它具有最高的纤维素生产能力。Acetobacter xylinum(木醋杆菌)为 gram-negative细菌, 好氧细菌，是一种研究细菌生产纤维素的方式生物。

（3）a.食品工业的应用

由于细菌纤维素具有很强的亲水性、黏稠性和稳定性，可作为食品成型剂、增稠剂、分散剂、抗溶化剂、改善口感作为肠衣和某些食品的骨架，已成为一种新型重要的食品基料和膳食纤维。如传统发酵工艺中，由醋酸菌纯种培养或醋酸菌和其他微生物混合培养，可产生含有丰富纤维素的发酵食品。「Nata de coco」就是用醋酸菌和米粉糖发酵后制成的甜点食品，是日本目前30种颇受欢迎的食品之一。

b.生医的应用

在医用材料中的应用由于良好的生物相容性、湿态时高的机械强度、良好的液体和气体通过性以及抑制皮肤感染，细菌纤维素可作为人造皮肤用于伤口的临时包扎。

c.造纸工业的应用

日本在造纸工业中，将醋酸菌纤维素加入纸浆，可提高纸张强度和耐用性，

同时解决了废纸回收再利用后，纸纤维强度大为下降的问题。加细菌纤维于普通纸浆可造出高质量特殊用纸。用细菌纤维改性的高级书写纸吸墨均匀性、附着性好。

d.高级音响设备振动膜

利用最先进的生物技术将这种细菌纤维培养至2mm的厚度。然后，使其脱水，再利用制作振膜的金属磨具将其压缩至20μm的厚度。于是，生物振膜就这样诞生了。这种振膜具有与铝膜和钛膜相匹敌的音速（刚性/密度的平方根），又具有纸特有的纤细，因此能够再现极为自然的声音。

2. 简单说明未来白色生物技术的技术发展趋势。

（1）开发更多改良的酵素以因应持续成长之化学应用需求。

（2）改良的微生物可使多步骤反应精简成单一步骤处理，或一微生物可制造多种化学产物。其中，有些用于改良微生物的基因来自生物探勘。

（3）即时监测之生物感测已应用于环境污染控制与生物量测。

（4）已利用甘蔗与纤维素原料制造高密度的生质能源。

（5）生物塑料等生物材料市场占有率扩大，尤其是于利基市场方面。

3. 说明病原性炭疽芽孢杆菌Bacillus anthrax致病力及炭疽毒素致命机制。

（1）荚膜与两种毒素→炭疽杆菌致病。任一种质体缺乏→毒性减低。炭

疽毒素可抑制并抵抗宿主的免疫反应。

a.荚膜：抑制宿主的吞噬作用

b.水肿毒素:由保护性抗原和水肿因子组合而成。

c.致死毒素:为保护性抗原与致死因子结合而成→刺激宿主巨噬细胞

释放大量α-肿瘤坏死因子→病人休克死亡。

（2）在致病过程中最为致命的因子-致命毒素(lethal toxin)所扮演的角色最为重要，致命毒素为一种金属蛋白酶，在其催化区(catalytic site)有锌离子(Zn+2)存在，可与MAPKK家族的磷酸激酶(kinase)结合作用，切断破坏MAPKK，导致讯

号传递(signal transduction)无法进行，因而造成细胞死亡。致命毒素(lethal

toxin)从炭疽杆菌释放后，会经由保护抗原(PA)所产生的通道进入细胞内部造成反应

4. 说明聚乳酸及其共聚物纤维特性，在工业上之应用。

（1）a.以乳酸为基本原料制造

b.所有碳水化合物富集的物质，例如：粮食、有机废弃物

（如玉米或其他农作物的根、茎、叶、皮，城市有机废物）

c.发酵乳酸工业采用：玉米、大米、薯乾

d.聚乳酸也称为聚丙交酯

e.线型聚酯类高分子