生物工艺原理
生物工艺学原理
生物工艺学原理一、名词解释：1.生物技术：应用自然科学及工程学原理，依靠生物作用剂（biological agents) 的作用将物料进行加工以提供产品或社会服务的技术。
涵盖生物工程、生化工程、生物系统工程、工业微生物等。
2.原生质体：除去细胞壁的植物、真菌或细菌细胞。
3.遗传育种：又称菌种改良，是指操纵和改良微生物菌种以提高它们的代谢能力的科学技术。
4.分批培养:是将种子接种在培养基以后除了空气流通以外，发酵液始终留在生物反应器内的一种封闭式发酵系统。
5.临界氧：不影响呼吸所容许的最低氧浓度。
6.半衰期:7.合成培养基:又称组合培养基或综合培养基。
是一种按照微生物的营养要求精确设计后用多种高纯度的化学试剂配制成的培养基。
8.补料—分批培养：在分批培养的过程中不如新鲜料液，以克服由于养分不足导致发酵过早结束的一种培养方式。
9.比生长速率:每小时单位质量的菌体所增加的菌体量称为菌体比生长速率。
10.载体：是指能够运载外源DNA片段进入宿主细胞，并能稳定遗传的DNA分子。
11.诱变剂：能使细胞或生物个体的突变频率显著高于自发突变水平的物理或化学因子。
12.恒浊器：根据培养器内微生物的生长密度，并借光电控制系统来控制培养液流速，以取得菌种密度高、生长速度恒定的微生物细胞的连续培养器。
13.恒化器:使培养液的流速保持不变，并使微生物始终在低于其最高生长速率的条件下进行生长繁殖的连续培养基。
14.耗氧速率：15.基因组文库：含有某种生物体（或组织、细胞）全部基因的随机片段的重组DNA克隆群体。
16.工业微生物：17.限制性核酸酶切酶：是一类由细菌产生的能专一识别双链DNA中的特定碱基序列、并水解该点磷酸二酯键的核酸内切酶，简称限制酶或切割酶。
18.天然培养基:利用动物、植物或微生物包括其提取物制成的培养基。
19.固定化细胞：固定在水不溶性载体上，在一定的空间范围进行生命活动（生长、繁殖和新陈代谢等）的细胞。
生物工艺原理习题集
⽣物⼯艺原理习题集《⽣物⼯艺原理》⼀、名词解释（共5题，每题3分，共15分）诱变选育⾃然选育⽣理碱性物质⽣理酸性物质前体⽣长因⼦产物促进剂代谢控制发酵巴斯德效应葡萄糖效应初级代谢产物次级代谢产物临界溶氧浓度发酵热⼆、填空题（，共20空，每空0.5分，共10分）1．⾃然界分离微⽣物的⼀般操作是_______________、_______________、________________、_________________________________。
2．从环境中分离⽬的微⽣物时，进⾏富集的⽬的是________________________________。
3．菌种选育分⼦改造的⽬的是_______________、______________、_________________、_____________、_________________。
4．培养基成分选择的原则是________________、________________、______________________、______________________________。
5．种⼦扩⼤培养的⽬的是_____________、_______________________、_______________________与要求__________________、_________________、_________________、____________________________。
6．种⼦扩⼤培养的⼀般步骤__________________、_________________、_______________________、_____________________________________。
7．在酿酒过程中影响杂醇油⽣成的原因是___________________、____________________、_______________________________________。
生物工艺原理重点
第一章绪论1、生物技术与生物工艺学：应用自然科学及工程学原理，依靠生物催化剂的作用将物料进行加工，以提供产品或为社会服务。
2、Biotechnology 归纳为三点：（1）生物技术是一门多学科、综合性的科学技术（2）过程中需生物催化剂(biological catalyst)参与（3）目的是建立工业生产过程或进行社会服务。
3、生物工艺组成从广义上讲由三部分组成：上游工程，中游工程，下游工程4、生物反应过程生物反应过程的实质是利用生物催化剂从事生物产品的生产过程。
5、一般生物反应过程可分为四个部分：（1）发酵原料的预处理：有些发酵原料工业微生物不能直接利用，通常需要将它们进行粉碎、蒸煮、水解成葡萄糖以供给微生物利用。
（2）发酵过程的准备：发酵前必须进行种子制备与无菌消毒。
无菌消毒是种子制备与发酵的必要条件（高压蒸汽灭菌）（3）生物反应器及反应条件的选择：由于使用的微生物不同，其代谢规律不一样，因而有厌氧发酵和好氧发酵两种方法。
（4）产品的分离与纯化（下游技术)：分离与纯化是从发酵液中制取符合质量指标的制品。
6、生物反应过程的特点：（1）生产过程通常在常温下进行，操作条件温和，不需要考虑防爆问题，一种设备具有多种用途。
原料以碳水化合物为主，并加入少量有机和无机氮源。
不含有毒物质。
（2）生产反应过程是以生命体的自动调节方式进行的，多个反应像一个反应一样，可在单一设备中进行；（3）易于进行复杂的高分子化合物的生产，如酶、光学活性体等（4）能高度选择性地进行复杂化合物在特定部位的反应，如氧化、还原、官能团导入等；（5）生产产品的生物体本身也是产物，富含维生素、蛋白质、酶等；除特殊情况外，培养液一般不会对人和动物造成危害；（6）生产过程中需要注意防止杂菌污染，尤其是噬菌体的侵入，以免造成很大的危害。
（7）通过改良生物体生产性能，可在不增加设备投资的条件下，利用原有的生产设备使生产能力飞跃上升。
7、生物生产过程的共性（1）作为培养基成分有碳源、氮源、微量元素及生长因子等，并确定培养基中各成分的含量及比例;（2）合理设计一级、二级乃之三级种子培养系统，各级培养时间以及种子培养系统要与生产过程合理配套；（3）合理控制不同阶段的环境条件，保证细胞正常生长和所需产物的形成，以最低的消耗获得最大的得率；（4）生产过程需要防止杂菌污染，保证生产正常进行；（5）选择合适的分离方法，使之高效率、低成本地从细胞或培养液中提取、分离、纯化和精制所需产品；8、现代生物技术：以DNA重组为主要手段，依靠清洁、经济的生物反应器，利用可再生性资源加工人类所需产品的具有可持续发展特性的技术。
生物工艺原理3(2013版)
稳态时dX/dt=0，即μX=DX，故
μ =D
即稳态条件下，可通过补料速率来控 制比生长速率，因V不变。
残留基质浓度的净变化dS/dt 可表示为：
dS/dt = 基质的输入－基质的输出－细胞的消耗
上式可解释D如何控制μ 。细胞生长导致基质浓度下降，直到残留基质浓度等 于能维持μ ＝D的基质浓度。如果基质浓度消耗到低于能支持相关生长速率的 水平，细胞的丢失速率将大于生成速率，这样S将会提高，导致生长速率增加， 平衡又恢复。
烟草细胞
葡萄糖 甘露醇 乳 糖 磷酸根离子 葡萄糖 甘 油 氧 葡萄糖 甲 醇 甲 烷 二氧化碳 镁离子 钾离子 硫酸根离子 葡萄糖 果 糖
0.068 2.0 20 1.6 5.0 4.5 0.45 25 0.7 0.4 0.4 0.56 0.39 2.7 250 940
温度： • 动物细胞 31～39℃
μm : 最大比生长速率（1/s）; S: 限制性基质浓度 （kg/m3）; Ks: 饱和常数，为比生长速率等于最 大比生长速率一半时的限制性基质浓度（kg/m3）
表
微生物种类
部分微生物细胞的饱和常数Ks
限制性营养基质 Ks (10-3kg/m3)
大肠杆菌
曲
霉
假丝酵母 酵 母 假单胞菌 克雷伯氏菌
dx 静止期： 0 dt 衰亡期:
X X max
时间
dx 0 dt
对数生长期动力学分析（无阻抑生长）
Malthus 生长方程
X： 菌体浓度，g/L; t： 培养时间，h;
μ ：比生长速率，h-1;
e是自然对数的底，数值为2.71
对一定的微生物菌株，μ为常数。如果
μ＞0，群体的数量将随时间t的增加而呈现 指数的增长，X0愈大群体数目便增加的愈 快。所以又称其为指数生长方程。 μ＞0，t→∞时，X→∞，实际上，无
生物工艺原理
1共同研制成功的，1888菌。
2、提高杂核二倍体形成频率常用的方法有：3、将初级中间体转化为次级终产物有三个过程：生物氧化和还原、生物甲基化和生物卤化。
4、青霉素发酵中，铁离子的浓度要小于30 μg/m L，发酵罐必须进行表面解决。
5、酶解法是用专一性很强的淀粉酶及糖化酶将淀粉水解为葡萄糖的工艺。
6、工业发酵中往往要接入处在对数生长期(特别是中期)的菌体，以尽量缩短适应期。
为了获得代谢产物，菌体尚未达成衰退期即进行放罐解决解决。
P1767、种子罐的级数重要决定于菌株性质、菌丝生长速度、发酵设备的合理应用。
8、饵诱技术常用于水中真菌的富集。
9、亚硝基胍（NTG）和甲基磺酸乙酯（EMS）常被称为“超诱变剂”，后者是毒性最小的诱变剂之一。
10、在放线菌和细菌中，制备原生质体重要采用溶菌酶；酵母和霉菌一般可用蜗牛酶或纤维素酶等。
11、代谢控制机制分为两种重要类型：酶活的调节(活化或钝化)和酶合成的调节(诱导或阻遏)。
12、经微生物生理作用（代谢）后能形成酸性物质的无机氮源叫生理酸性物质，如硫酸胺，若菌体代谢后能产生碱性物质的则此种无机氮源称为生理碱性物质，如硝酸钠。
13、一般工业发酵培养基的碳氮比为100:(0.2～2.0)。
14、从广义上讲，凡是微生物生长所不可缺少的微量的有机物质，如氨基酸、嘌呤、嘧啶、维生素等均称生长因子。
15、发酵过程中溶氧异常下降也许是由于污染好气性杂菌大量溶氧被消耗、菌体代谢发生异常需氧规定增长、某些设备或工艺控制发生故障或变化。
16、发酵过程中产生大量泡沫带来的副作用涉及减少了发酵罐的装料系数，增长的机会，也许引起代谢异常和菌体自溶，招致产物的流失。
17、抗生素生产的工艺过程：菌种→孢子制备→种子制备→发酵→发酵液预解决→提取及精制→成品包装。
二、名词解释：原生质体融合：指通过人为的方法，使遗传性状不同的两个细胞的原生质体进行融合，借以获得兼有双亲遗传性状的稳定重组子的过程。
生物工艺原理
1.生物催化剂是游离的或者固定化的细胞或者酶的总称。
它们在生物反应过程中起着催化的作用。
生物催化剂：细胞（微生物，动物或植物细胞）游离固定化：活细胞（增值细胞）灭活细胞（休止细胞 酶 游离 固定化2. 凡能提供微生物营养所需的碳元素（碳架）的营养源称为碳源。
分有机碳源和无机碳源.异养微生物的碳源同时又是能源，所以碳源是一种双功能的营养物质。
糖类是最广泛使用的碳源，其次是醇类、有机酸类和脂类。
在糖类中，单糖胜于双糖和多糖；己糖胜于戊糖；葡萄糖、果糖胜于甘露糖、半乳糖；在多糖中，淀粉明显地优于纤维素、几丁质等多糖，纯多糖优于琼脂等杂多糖和其他聚合物（如木素）。
常用糖类碳源有甘蔗糖蜜、甜菜糖蜜、淀粉、葡萄糖、蔗糖和乳糖。
常用淀粉有玉米淀粉、小麦淀粉、甘薯淀粉。
有些微生物可直接利用玉米粉、甘薯粉、土豆粉作为碳源。
许多微生物也可以利用油脂和有机酸作为碳源和能源 .不同的碳源和浓度，不仅对微生物碳代谢有影响，而且对整个发酵过程中的调节和控制也有影响。
不同的微生物由于酶系统不一样，所以对碳源的利用速率和效率也不一样。
3. 生长因子是指对微生物正常代谢必不可少且不能用简单的碳源或氮源自行合成的有机物。
广义的生长因子包括维生素、碱基、卟啉及其衍生物、甾醇、胺类、 C4~C6的分枝或直链脂肪酸，以及需要量较大的氨基酸；狭义的生长因子一般仅指维生素。
4. 前体(precursor)某些化合物加入到发酵培养基中能直接被微生物在生物合成过程中结合到产物分子中去，而其自身的结构没有多大的变化，但是产物的产量却因加入前体而有较大的提高 促进剂既不是营养物又不是前体，但却能提高产量的添加剂。
在发酵过程中添加这些物质后，能够使阻断突变株恢复其生产能力，或是添加这些物质后，生产菌株能大幅度提高其生产能力。
抑制剂在发酵过程中加入抑制剂会抑制某些代谢途径的进行，同时会使另外一些代谢途径活跃，从而获得人们所需的某种产物或使正常代谢的某一代谢中间物积累起来5. 正交实验具体可以分为下面四步①根据问题的要求和客观的条件确定因子和水平，列出因子水平表； ②根据因子和水平数选用合适的正交表，设计正交表头，并安排实验； ③根据正交表给出的试验方案，进行实验；④对实验结果进行分析，选出较优的试验条件以及对结果有显著的因子。
生物工艺原理 重点1
1.生物工程一般是医学工程、农业工程、环境工程,卫生工程、人体功能工程等的总称，特点是不涉及化学催化反应过程，仅是生物过程与物理过程的结合。
生物技术（又称生物工艺学）则涉及的是生物催化反应过程。
2.生物工艺：生物技术是一门多学科、综合性的科学技术；过程中需生物催化剂参与；目的是建立工业生产过程或进行社会服务。
3.胞内酶：在细胞内起催化作用的酶，这些酶在细胞内常与颗粒体结合并有着一定的分布。
胞外酶：细胞内合成而在细胞外起作用的酶。
4.初级代谢产物：对数生长期形成的产物，如氨基酸、核苷酸、蛋白质、核酸等，是菌体自身生长繁殖所必须的，称初级代谢产物或中间代谢产物。
它们受许多调节机制的控制。
次级代谢产物：在生长的稳定期，某些菌体能合成一些具有特定功能的产物，如抗生素、生物碱、细菌毒素、植物生长因子等。
它们与菌体生长繁殖无明显关系，称为次级代谢产物，它也受许多调节机制的控制，如诱导调节、分解代谢物的阻遏和反馈调节等。
5.微生物的生物转化：利用微生物细胞的一种或多种酶对一些化合物某一特定部位（基团）的作用，使它转变成结构相类似但具有更在经济价值的化合物。
6.现代生物技术：以DNA重组为主要手段，依靠清洁、经济的生物反应器，利用可再生性资源加工人类所需产品的具有可持续发展特性的技术。
包括：基因工程、细胞工程、酶工程，发酵工程。
基因工程在其中处于主导地位。
7.生物过程工程：尽管生物过程所生产的产品性质、加工方法、工艺流程以及设备型式等完全不同，甚至差异很大。
但却有共同点，即从原料转变为产品，均包括一系列生物反应过程、化学反应过程和物理操作过程，按照不同方式串联或并联而成。
生物反应过程是具有决定意义的一步。
是生物生产过程的核心，其他过程是为生物反应过程服务的。
8.工程理念：研究工业生产过程系统规律性的科学，实际上是探索如何有效地在合理的生产设备将原料转变为工业产品的科学。
对待任何工程问题，均需有以下四种工程理念：理论上的正确性技术上的可行性操作上的安全性经济上的合理性（核心）9.生产选种：是在长年累月的生产实践中，在培养工艺条件没有任何可见变更情况下，突然发现某些批次生产水平提高较大，这就有可能是个别自然变异朝更好的方向变的细胞，在这种条件下很适应于培养条件，并逐渐显示出它的生长优势，这种优势的发展，促使它优良的生产性能表露。
生物工艺原理
生物工艺学考题一、名词解释1、下游加工过程：产品的回收或分离过程，目地是把生物反应液，如发酵液酶反应液内有用的物质分离出来，获取所需的目标产品。
2、密度梯度离心分离：用一定的介质在离心管内形成一连续或不连续的密度梯度，将细胞混悬液或匀浆置于介质的顶部，通过重力或离心力场的作用使细胞分层、分离。
3、细胞破碎率：被破碎的细胞的数量占原始细胞数量的百分比数。
4、反渗透：反渗透又称逆渗透，一种以压力差为推动力，从溶液中分离出溶剂的膜分离操作。
因为它和自然渗透的方向相反，故称反渗透。
5、过饱和溶液：一定温度、压力下，当溶液中溶质的浓度已超过该温度、压力下溶质的溶解度，而溶质仍不析出的现象叫过饱和现象，此时的溶液称为过饱和溶液。
6、离子交换树脂：有机高分子离子交换剂，包括合成离子交换剂和天然有机大分子离子交换剂，通常是一种典型的凝胶。
7、流化床干燥：要把湿的颗粒物料进行干燥，可以把热空气鼓入放置有湿颗粒的床层中使颗粒流态化，则热量从空气传递到颗粒提供水分蒸发所需热量，使颗粒干燥。
8、冷冻干燥：又称升华干燥，将含水物料冷冻到冰点以下，使水转变为冰，然后在较高真空下将冰转变为蒸气而除去的干燥方法。
9、电渗析：利用半透膜的选择透过性来分离不同的溶质粒子（如离子）的方法称为渗析。
在电场作用下进行渗析时，溶液中的带电的溶质粒子（如离子）通过膜而迁移的现象称为电渗析。
10、制备电泳：11、分配系数：在一定温度和压力下，溶质分布在两个互不相溶的溶剂里，达到平衡后，它在两相的浓度之比。
12、双水相萃取：又称水溶液两相分配技术，它利用不同的高分子溶液相互混合可产生两相或多相系统，静置平衡后，分成互不相溶的两个水相，利用物质在互不相溶的两水相间分配系数的差异来进行萃取，称为双水相萃取。
13、大孔树脂：它是一种比一般凝胶型有更多更大的孔道，布满树脂内部，因而是一种表面积大，在离子交换过程中，粒子容易扩散，交换速度快，稳定性好的一种树脂。
生物工艺原理
天然稀有的医用活性多肽或蛋白质
用于抗病毒、抗肿瘤的药物干扰素和白细胞介 素等； 用于治疗心血管系统疾病的药物有尿激酶原及 组织型溶纤蛋白酶原激活因子等； 用于防治传染病的有各种疫苗，如乙型肝炎疫 苗、腹泻苗等； 用于体内起调节作用的激素有胰岛素和其它生 长激素等。 自从1982年美国首次批准基因工程胰岛素上市 以来，各国已有十多种基因工程医药产品先后获准 上市，有更多的基因工程产品正在进行不同阶段的 临床试验。基因工程制药产业已经初步形成。
2.1.4 近代生物技术
DNA重组，固定化酶，固定化细胞，细胞融合技术；
2.2 生物技术的基础
2.21 微生物系统
（1）微生物用于生物技术的优势：
①具有很大的表面积体积比；②能进行各式各样的反应；③环境适应性 强；④易于进行体内外遗传改造；⑤筛选方法简单易行；⑥菌种多样性。
（2）微生物的产物通常是蛋白、核酸、多糖、细胞等大分子物质 及小分子的代谢产物。
2.3.1生物技术在食品工业中的应用
含醇饮料：各种酒 传统调味品和发酵食品：酱、酱油、醋、腐乳、 酸奶等 食品原料：葡萄糖、果-葡糖浆等 食品添加剂：面包酵母、味精、红曲、阿斯巴 甜等 活性乳酸饮料：双歧杆菌 大豆多肽、乳链菌肽
2.3.2
生物技术在医药方面的应用
基因工程药物 基因工程药物就是利用生物工程技术制造 的药物，是生物工程服务于社会的一类新产品。 它和传统的化学药物以及从动、植物中提取药 物的最大区别在于生产过程。 通过基因工程或细胞工程培养出高产菌种 或动、植物细胞株，称为“工程菌”或“工程 细胞株”，再利用现代发酵技术大规模培养， 从中提取出所需药物。
——国际纯粹及应用化学联合会，1981
生物技术是对生物作用和生物物料加以评价和 应用，并进行工业产品生产的技术。
生物工艺原理
1.名词解释生物技术：应用自然科学和工程学的原理，依靠生物催化剂的作用将物料进行加工以提供产品或用以为社会服务的技术。
生物转化：微生物的生物转化是利用微生物细胞的一种或多种酶，作用于一些化合物的特定部位（基团），使它转变成结构相类似但具有更大经济价值的化合物的生化反应。
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，在经过扁瓶或摇瓶及种子罐逐级放大培养而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。
生理酸性物质：无机氮源被菌体作为氮源利用后，能形成酸性物质的无机氮源叫生理酸性物质生理碱性物质：如硫酸铵，代谢后能产生碱性物质的无机氮源称为生理碱性物质前体物质：前体指某些化合物加入到发酵培养基中，能直接彼微生物在生物合成过程中合成到产物物分子中去，而其自身的结构并没有多大变化，但是产物的产量却因加入前体而有较大的提高。
促进剂：所谓产物促进剂是指那些非细胞生长所必须的营养物，又非前体，但加入后却能提高产量的添加剂。
淀粉的糊化与老化：糊化：指淀粉受热后，淀粉颗粒膨胀，晶体结构消失，互相接触变成糊状液体，即使停止搅拌，淀粉也不会再沉淀的现象,称为淀粉的糊化。
此时的温度称为糊化温度。
淀粉的老化实际上是分子间氢键已断裂的糊化淀粉又重新排列形成新的氢键的过程，也就是复结晶的过程。
DE值：糖化液中还原糖含量（以葡萄糖计）占干物质的百分率，用以表示淀粉糖的糖组成。
分叉中间体：糖代谢的中间体，即可以来合成初级代谢产物，又可以来合成次级代谢产物，这种中间体叫分叉中间体，如丙二酰CoＡ。
发酵热：发酵热指的是发酵过程中释放出来的净热量，以J/(m3·h)为单位表示。
2.生物反应过程可分为哪四个部分.（1）原材料预处理选择物理、化学方法加工培养基（发酵过程、动植物细胞或组织培养）的配制和灭菌、底物（酶反应过程）的准备。
（2）生物催化剂的制备发酵过程：筛选高产、稳定、易培养的菌种；制备种子。
生物工艺学原理及其应用研究
生物工艺学原理及其应用研究生物工艺学是一门主要研究生物体的生物化学性质、生理功能以及基因组学等方面，通过运用生物工艺学的原理和方法，将生物体的特定活性物质进行分离、提纯、修改和生产，以满足人类对于药品、食品、能源和其他化学品的需求。
生物工艺学的应用领域非常广泛，包括医药、食品、饲料、肥料、能源、化学品等，对于提高生活质量和经济发展有着重要的作用。
生物工艺学的核心原理是对于生物体的深入研究，以了解其生理机制和生物化学特性。
通过对于基因组学、代谢组学、蛋白质组学等的研究，可以揭示生物体产生特定活性物质的机制，并且对其进行调控和改良。
此外，对于生物体的培养、分离和提纯技术也是生物工艺学的重要内容。
生物工艺学在医药领域的应用主要涉及到药物的研发和生产。
生物工艺学可以通过对合适的生物体进行基因工程或基因改良，使其产生特定的药物分子，并利用发酵技术和其他生物工艺手段进行大规模生产。
这种方法可以提高药物的产量和纯度，并且减少生产成本，使药物更加负担得起和可及。
在食品领域，生物工艺学可以用于提高食品的质量和增加其营养价值。
通过对食品微生物的研究，可以发展出新的发酵技术和食品工艺，使食品更加美味和有益健康。
此外，利用生物技术可以改良农作物的性状和产量，以实现粮食安全和农业可持续发展。
能源是当前全球面临的重要问题之一，而生物能源正是解决能源问题的重要途径之一、通过利用生物体的生物合成能力，生物工艺学可以研究和开发生物燃料和生物质能源。
生物工艺学可以通过对微生物的基因改良和生物反应器技术的优化，使生物燃料的生产更加高效，并且降低对化石燃料的依赖。
在化学品领域，生物工艺学可以替代传统的化学合成方法，生产出更加环境友好和可持续的化学品。
通过利用微生物的代谢途径和酶的催化作用，生物工艺学可以合成各种有机物、无机盐和生物材料。
这种方法可以减少对有害化学物质的使用，降低工业污染，保护环境。
总之，生物工艺学的原理和应用研究在各个领域都有着重要的作用。
《生物工艺原理》考试总结
《生物工艺原理》考试总结重庆理工大学药学与生物工程学院制药工程 11级202班周伟发酵工程的特点：1、常温常压，2、原料简单粗放，3、反应专一性强，4、反应必须在无菌条件下进行，5、由于生物体本身所具有的反应机制，能够专一性地和高度选择性地对某些较为复杂的化合物进行特定部位地氧化、还原等化学转化反应，也可以产生比较复杂的高分子化合物，6、微生物菌种是进行发酵的根本因素，7、经济效益显著微生物工业对菌种的要求：1、原料廉价、生长迅速、目标产物产量高 2、易于控制培养条件，酶活性高，发酵周期较短 3、抗杂菌和噬菌体的能力强 4、菌种遗传性能稳定，不易变异和退化 5、满足代谢控制的要求 6、安全性（不是病原菌，不产毒素） 7、对需添加的前体物质有耐受能力，并不把之作为碳源分解菌种退化的原因：1、基因自发突变：变异菌株性状分离；连续传代（回复突变） 2、菌种保藏不当 3、菌种生长的条件没有得到满足防止菌种退化的措施：1、菌种的分离 2、菌种的复壮 3、提供良好的环境条件 4、用优良的保藏方法 5、定期纯化菌种菌种的保藏原理：根据菌种的生理、生化特性，人工创造条件噬菌体的代谢活动处于休眠状态方法：1、斜面低温保藏法 2、石蜡油封保藏法 3、沙土管保藏法 4、冷冻干燥法 5、液氮超低温保藏法菌种的选育步骤：采样，增殖培养，分离纯化，初筛，复筛，性能鉴定分离性延迟：经诱变处理后，细胞中的基因处于不纯的状态，突变型基因由于属于隐性基因而暂时得不到表达，需要经复制、分离，在细胞中处于纯的状态时，其性状才能得以表达生理性延迟：突变基因由杂合状态变为纯合状态时，还不一定表现突变表型，新的表型必须等到原有基因的产物稀释到某一程度后才能表达出来后培养：将诱变处理过的细胞在营养丰富的培养基中进行培养，使突变基因的稳定、纯合并表达后培养目的：解除突变的表型延迟出发菌株的选择：1、有一定的目标产物的生产能力 2、生长繁殖快、营养要求低、产孢子多且早 3、对诱变剂敏感，变异幅度大 4、要尽量选择单倍体细胞、单核或核少的多细胞体来作出发诱变细胞营养缺陷型：丧失了合成一种或多种必需生长因子能力的菌株，他们只能在补充了相应生长因子的培养基上才能正常生长渗漏缺陷型：遗传性障碍不完全的营养缺陷型，突变使某一种酶的活性下降而不是完全丧失基因工程的基本步骤：1、分离或合成基因 2、通过体外重组将基因插入载体 3、将重组DNA 导入细胞 4、扩增克隆基因 5、筛选目的基因种子罐计数：指制备种子需逐级扩大培养的次数种龄：种子的培养时间接种量：移入的种子液体积和接种后培养液体积的比例培养基的配置原则：1、营养物质满足微生物需要 2、营养物质浓度适宜 3、物理化学条件适宜 4、考虑培养目的培养基成分选择原则：1、碳氮源相互配合，发挥各自优势，避其所短 2、注意生理酸、生理碱和PH缓冲剂的加入和搭配 3、合适的碳氮比生理酸：经微生物代谢后形成酸性物质的无机氮源生理碱：经微生物代谢后形成碱性物质的无机氮源前体物质：某些化合物加入到发酵培养基中，能直接被微生物在生物合成过程结合到产物分子中去，而其自身结构并没有多大变化，但产物的量却因加入而有较大的提高抑制剂：抑制某些代谢途径的进行，使另一代谢途径活跃促进剂：在氨基酸、抗生素和酶制剂发酵生产过程中，对发酵起一定促进作用的物质复合反应：在酸和热的作用下，部分葡萄糖经1.6键结合成龙胆二糖、异麦芽糖和其他低聚糖分解反应：葡萄糖分解为羟甲基糠醛、有机酸和有色物质等非糖物质液化：利用a-淀粉酶淀粉液化转化为糊精及低聚糖，使淀粉的可溶性增加糊化：指淀粉受热后，淀粉颗粒膨胀，晶体结构消失，互相接触变成糊状液体糖化：利用糖化酶将淀粉液化产物胡静及低聚糖进一步水解成葡萄糖的过程老化：分子间氢键已断裂的糊化淀粉又重新排列形成新的氢键的过程灭菌：只利用物理和化学方法杀灭或除去原料及设备中一切生命物质的过程消毒：用物理或化学的方法杀死物料、容器、器具内外的病源微生物灭菌与消毒区别：消毒不一定达到灭菌的要求，而灭菌则可达到消毒的目的致死温度：杀死微生物的极限温度称为致死温度致死时间：杀死全部微生物所需的时间成为致死时间高温瞬时灭菌原理：在热灭菌过程中，同时发生微生物死亡和培养基成分破坏两个过程。
生物工艺原理
生物工艺原理
生物工艺是一种利用生物体或其代谢产物进行工业生产的技术。
它是将生物体
的代谢活动、生长和繁殖等特性应用于工业生产的一种新技术。
生物工艺技术在医药、食品、环保、能源等领域都有着广泛的应用，其原理主要包括微生物发酵、酶工程、细胞培养等方面。
首先，微生物发酵是生物工艺中最常见的一种技术。
微生物发酵是指利用微生
物在适宜条件下产生的代谢产物来进行工业生产。
在微生物发酵过程中，微生物体内的酶和其他代谢产物可以被利用来生产抗生素、酒精、酸奶等产品。
通过控制发酵条件，如温度、pH值、氧气供应等，可以实现对产物的高效生产。
其次，酶工程也是生物工艺中的重要技术之一。
酶是生物体内的一种生物催化剂，可以在较温和的条件下催化特定的化学反应。
通过酶工程技术，可以利用重组DNA技术将特定酶的基因导入到宿主微生物中，使其表达并产生所需的酶。
这种
技术可以大大提高酶的产量和纯度，从而在食品加工、医药制剂、生物能源等领域得到广泛应用。
另外，细胞培养也是生物工艺中的重要技术之一。
细胞培养是指将动植物细胞
在体外培养并进行代谢活动的一种技术。
通过细胞培养技术，可以生产细胞因子、单克隆抗体、疫苗等生物制品。
同时，细胞培养技术也广泛应用于医学研究、组织工程、药物筛选等领域。
总的来说，生物工艺技术的原理是利用生物体的生物学特性进行工业生产。
通
过微生物发酵、酶工程、细胞培养等技术，可以实现对生物体代谢活动的调控和利用，从而生产出各种生物制品。
生物工艺技术的发展将为人类的医药、食品、环保、能源等领域带来更多的创新和发展。
生物工艺原理试题及答案
生物工艺原理试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 生物工艺学是研究什么的科学？A. 生物分子的结构和功能B. 生物分子的合成和应用C. 生物分子的提取和纯化D. 生物分子的代谢和调控答案：B2. 下列哪项不是生物工艺学的研究内容？A. 基因工程B. 发酵工程C. 细胞培养技术D. 植物栽培技术答案：D3. 以下哪个是生物工艺中常用的细胞培养方法？A. 悬浮培养B. 固定化培养C. 组织培养D. 所有以上答案：D4. 发酵工程中，下列哪个是影响发酵过程的重要因素？A. 温度B. pH值C. 氧气供应D. 所有以上答案：D5. 下列哪个不是生物工艺中常用的生物反应器类型？A. 搅拌式生物反应器B. 气升式生物反应器C. 固定床生物反应器D. 静态培养器答案：D6. 在生物工艺中，下列哪个是用于提高产物浓度和纯度的步骤？A. 发酵B. 细胞培养C. 提取D. 纯化答案：D7. 下列哪个是生物工艺中常用的分离技术？A. 离心B. 过滤C. 色谱D. 所有以上答案：D8. 在生物工艺中，下列哪个是用于控制细胞生长和产物合成的环境因素？A. 温度B. 营养物质C. 生长因子D. 所有以上答案：D9. 下列哪个不是生物工艺中常用的基因工程技术？A. 基因克隆B. 基因编辑C. 基因沉默D. 基因治疗答案：D10. 在生物工艺中，下列哪个是用于提高细胞生产效率的策略？A. 基因工程B. 细胞工程C. 代谢工程D. 所有以上答案：D二、填空题（每题2分，共20分）1. 生物工艺学是一门涉及______、______、______和______等多个学科的综合性科学。
答案：生物化学、分子生物学、化学工程、微生物学2. 发酵工程中，______是控制微生物生长和代谢的关键因素之一。
答案：pH值3. 在生物工艺中，______是将细胞或组织从其原始环境中分离出来，在人工控制的条件下进行培养的过程。
答案：细胞培养4. 生物反应器的设计需要考虑______、______和______等因素。
最新生物工艺学原理教案讲解学习
南昌大学教学档案课程名称：生物工艺原理学院：生命科学与食品工程学院教师姓名：熊涛职称：教授教学课时安排内容体系教学内容课时生物过程原理第一章生物技术概论 2 第二章菌种来源，生物活性物质的筛选和菌和保藏2 第三章新技术育种原理及其进展3 第四章基因工程原理 3 第五章代谢调控4 第六章培养基 2 第七章种子扩大培养 2 第八章培养技术过与过程建模 2 第九章发酵工艺监控 2 第十章酶与细胞的固定化技术及其应用 2 第十一章蛋白质组学及其在微生物研究中的应用4 第十二章动物细胞培养 2 第十三章植物细胞培养 2生物物质分离和纯化原理第十四章下游加工过程概论2 第十五章发酵液的预处理和固液分离方法 4 第十六章细胞破碎与非选择性蛋白分离3 第十七章沉淀法 2 第十八章膜分离过程4 第十九章溶剂萃取，两水相萃取法 4第二十章离子交换法 3第二十一章吸附法与色层分离 4第二十二章电泳分离法 4第二十三章结晶与干燥 2合计64课程教材：储炬、李友荣主编，现代生物工艺学（上册），华东理东大学出版社，2007主要参考书：1陈代杰, 朱宝泉. 工业微生物菌种选育与发酵控制技术. 上海: 科学技术文献出版社, 1995.2 [美]C.贾德森.金. 分离过程. 北京：化学工业出版社，19903 刘茉娥等. 新型分离技术基础. 杭州：浙江大学出版社，19934 王学松. 膜分离技术及其应用. 北京：科学出版社，19945 陆九芳等. 分离过程化学. 北京：清华大学出版社，19946 刘国诠. 生物工程下游技术.北京：化学工业出版社, 2003.7 Weather L R. Engineerin Processes for Bioseparation. London: Butterworth-Heineman, 1994第一部分生物过程原理（共32学时）第一章绪论教学基本要求：使学生掌握生物工艺学的定义，特点，生物技术概念的范畴，了解生物技术的发展及应用概况，了解生物技术在各个领域的应用及发展趋势，激发学生学习生物工艺原理的兴趣。
生物工艺原理名词解释
生物工艺原理期末考试名词解释一、名词解释1.下游过程：把生物反应液，如发酵液或酶反应液内有用物质分离出来，获得所需目标产品的生物物质的分离过程。
2.离心分离因素：离心加速度与重力加速度之比，可反映离心分离的效果，是代表离心设备分离能力的一项重要指标。
g r f /2ω=。
3.高压匀浆法：属于液体剪切破碎方法之一，是借助于高压匀化作用的液体剪切作用使细胞破碎的方法。
4.喷雾干燥：是用雾化器将原料液分散成细小雾滴，并用热空气（或其他气体）与雾滴直接接触式进行干燥而获得粉粒状产品的一种干燥过程。
5.细胞破碎率：被破碎细胞的数量占原始细胞数量的百分比数S=[(No-N)/No]×100（No 表示原始细胞数量，N 表示经t 时间操作后保留下来的未损伤完整细胞的数量）6.热沉淀：在较高温度下，热稳定性差的蛋白质很容易发生性变，性变后的蛋白质溶解度很小，容易沉淀，利用这一现象，可根据蛋白质间的热稳定性的差别，进行蛋白质的选择性热沉淀，分离纯化热稳定性高的目标产品。
7.透析：301页是通过小分子经过半透膜扩散到水（或缓冲液）的原理，将小分子与生物大分子分开的一种分离纯化技术 （百度）8.反渗透：300反渗透又称逆渗透，一种以压力差为推动力，从溶液中分离出溶剂的膜分离操作。
因为它和自然渗透的方向相反，故称反渗透。
根据各种物料的不同渗透压，就可以使大于渗透压的反渗透法达到分离、提取、纯化和浓缩的目的。
（百度）9.分配系数：在一定的温度、压力下，溶质分布在两个互不相溶的溶剂里，达到平衡后，它在两相中的浓度之比称为分配系数。
10.双水相萃取：又称水溶液两相分配技术。
32611.离子交换树脂:有机高分子离子交换剂，包括合成离子交换剂和天然有机大分子离子交换剂，通常是一种典型的凝胶，统称为离子交换树脂。
是一类带有功能基网状结构的有机高分子化合物。
其结构由三部分组成：不溶性的三维空间网状骨架，固定在骨架上不能自由移动的功能基团和功能基团所带的相反电荷的可交换离子。
生物工艺原理实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 理解生物工艺的基本原理和过程。
2. 掌握生物工艺实验的基本操作和技能。
3. 分析实验结果，加深对生物工艺原理的理解。
二、实验原理生物工艺是指利用生物体（如微生物、动植物细胞等）进行物质转化和能量转化的过程。
生物工艺在食品、医药、环保等领域具有广泛的应用。
本实验以微生物发酵为例，探讨生物工艺的原理和操作。
三、实验材料1. 材料：葡萄糖、酵母粉、琼脂、牛肉膏、蛋白胨等。
2. 仪器：高压蒸汽灭菌器、恒温培养箱、电子天平、移液器、试管、烧杯、酒精灯等。
四、实验器材1. 高压蒸汽灭菌器2. 恒温培养箱3. 电子天平4. 移液器5. 试管6. 烧杯7. 酒精灯五、实验过程1. 葡萄糖发酵实验（1）称取10g葡萄糖，加入100mL蒸馏水，溶解后倒入锥形瓶中。
（2）加入1g酵母粉，搅拌均匀。
（3）将锥形瓶放入恒温培养箱中，在30℃下培养24小时。
（4）观察锥形瓶中的气泡产生情况，记录发酵现象。
2. 酵母菌菌种扩大培养实验（1）将葡萄糖发酵实验中剩余的发酵液倒入100mL锥形瓶中。
（2）加入100mL蒸馏水，搅拌均匀。
（3）将锥形瓶放入高压蒸汽灭菌器中，121℃灭菌15分钟。
（4）待锥形瓶冷却至室温，加入1g酵母粉，搅拌均匀。
（5）将锥形瓶放入恒温培养箱中，在30℃下培养24小时。
（6）观察菌种生长情况，记录菌液颜色、浑浊度等。
3. 酵母菌发酵实验（1）取10mL菌种扩大培养实验中得到的菌液，加入100mL锥形瓶中。
（2）加入10g葡萄糖，搅拌均匀。
（3）将锥形瓶放入恒温培养箱中，在30℃下培养24小时。
（4）观察锥形瓶中的气泡产生情况，记录发酵现象。
六、实验结果与分析1. 葡萄糖发酵实验实验结果表明，在酵母菌的作用下，葡萄糖发酵产生气泡，说明酵母菌可以将葡萄糖转化为二氧化碳和酒精。
2. 酵母菌菌种扩大培养实验实验结果表明，菌种扩大培养实验中得到的菌液颜色逐渐变深，浑浊度增加，说明酵母菌在培养过程中繁殖良好。
生物工艺原理考试总结
It is not the high mountains in the distance that makes people tired, but a grain of sand in the shoe.同学互助一起进步（页眉可删）生物工艺原理考试总结生物技术：应用自然科学及工程学的原理，依靠生物催化剂的作用，将物料进行加工以提供产品或为社会服务的技术。
涵盖的学科：基因工程，细胞工程，发酵工程，酶工程，蛋白质工程生物药物：抗生素（天然抗生素，半合成抗生素）、生化制品（胰岛素，酶抑制剂）、生物制品（疫苗，免疫球蛋白，血液制品）发酵：一切依靠微生物的生命活动来获取产品的过程。
生物技术特点：反应条件温和，原料无毒无害，所用生物体无毒无害，反应过程从生命体自调方式进行调节，容易进行高分子化合物的合成生物工艺原理：一门以生物代谢过程和对代谢过程的控制，获得生物产品共性原理为研究对象的学科。
内容：包括工业微生物菌种的选育与种子培养、发酵、培养基的配制、培养基和空气的灭菌，发酵的机理，生物反应动力学，生产过程的检测与控制，发酵生产染菌及防治，固定化酶和固定化细胞及应用，动植物细胞大规模培养等。
生物工艺过程：保藏菌种→菌种活化→发酵种子制备→发酵→提取→产品培养基：提供微生物生长繁殖和生物合成各种代谢产物所需要的，按一定比例配制的多种营养物质的混合物1.天然培养基→自来水合成培养基→纯化水2.按形态分为：①固体培养基（进行孢子制备、保藏，有子实体的真菌培养，固体曲）②液体培养基3.按生产工艺分类：(1)孢子培养基（使孢子快速繁殖）：①培养基营养成分不能太丰富②水分适中（20％—25％）③无机盐—一般不需要额外添加(2)种子培养基（使孢子萌发菌丝体，让菌丝体成长为种子）：①营养丰富完全②粘度不宜过大③最后一级种子培养基成分与发酵培养基尽量接近（减短适应期，即延滞期，增长生产期）(3)发酵培养基（使种子大量繁殖，合成产物）：①营养满足菌体细胞的生长，还需有合成产物所需的特定物质②原料的利用率高，发酵副产物少，三废少③原料因地制宜，价格低廉，性能稳定培养基选择依据（原则）：不同微生物（酶系不同），不同目的（工艺不同），不同理化性质（PH，渗透压，水活度不同），经济节约培养基的设计及确定：调查研究（菌种，代谢途径，产物的结构和性质，提取方法）→实验摸索碳源（一）糖类：葡萄糖、乳糖、蔗糖、淀粉、糖蜜葡萄糖（淀粉水解糖）特点：快速利用碳源，促进菌体细胞生长注意：快速利用会抑制产物合成，代谢方向变化，生理环境的不良反应（二）油脂类（微生物能分泌脂肪酶才能利用）（三）有机酸（有机酸的氧化伴随着碱性物质的生成，是PH升高）（四）烃醇类氮源：构成菌体成分，作为酶的组分或维持酶的活性，合成含氮的产物）（一）有机氮源：为微生物提供营养物质，提供产物的含氮骨架，为产物提供前体物质、金属离子和维生素，作为辅酶，提高酶的催化活性种类：牛肉膏，蛋白胨，玉米浆，尿素，麸皮，米糠特点：利用速率慢，营养成分全面丰富（二）无机氮源种类：氨水，铵盐或硝酸盐等特点：细胞利用速率快，易引起PH变化（三）生理酸/碱性盐生理酸性盐：经微生物细胞生理代谢后生成酸性物质的无机氮源（NH4）2SO2生理碱性盐：经微生物细胞生理代谢后生成碱性物质的无机氮源NaNO3无机盐及微量元素：构成菌体成分，作为酶的组成部分，酶的激活剂，调节培养基渗透压，调节ph值（1）磷酸盐：提供细胞、产物的磷；能量传递；磷酸盐缓冲液调节PH（2）硫酸盐：构成含S产物，细胞内容物；构成辅酶活性基（3）镁盐、钾盐、钠盐：酶的激活剂；调节细胞渗透压；改变细胞通透性（4）微量元素：细胞产物的构成生长因子：构成细胞的组分，促进生命活动的进行水：微生物吸收营养物质或排泄代谢废物的介质；调节细胞生理环境的温度；作为培养基的溶剂前体、促进剂、抑制剂前体：加入培养基中，能直接被微生物在生物合成过程结合到产物分子中去，而自身的结构并没有多大的变化，但产物的'量却因加入而有较大的提高作用：提高产物的产量（提高合成速率，调节代谢方向，减少结构相似的其他产物的合成）有利于提取分离。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
1.名词解释生物技术：应用自然科学和工程学的原理，依靠生物催化剂的作用将物料进行加工以提供产品或用以为社会服务的技术。
生物转化：微生物的生物转化是利用微生物细胞的一种或多种酶，作用于一些化合物的特定部位（基团），使它转变成结构相类似但具有更大经济价值的化合物的生化反应。
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，在经过扁瓶或摇瓶及种子罐逐级放大培养而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。
生理酸性物质：无机氮源被菌体作为氮源利用后，能形成酸性物质的无机氮源叫生理酸性物质生理碱性物质：如硫酸铵，代谢后能产生碱性物质的无机氮源称为生理碱性物质前体物质：前体指某些化合物加入到发酵培养基中，能直接彼微生物在生物合成过程中合成到产物物分子中去，而其自身的结构并没有多大变化，但是产物的产量却因加入前体而有较大的提高。
促进剂：所谓产物促进剂是指那些非细胞生长所必须的营养物，又非前体，但加入后却能提高产量的添加剂。
淀粉的糊化与老化：糊化：指淀粉受热后，淀粉颗粒膨胀，晶体结构消失，互相接触变成糊状液体，即使停止搅拌，淀粉也不会再沉淀的现象,称为淀粉的糊化。
此时的温度称为糊化温度。
淀粉的老化实际上是分子间氢键已断裂的糊化淀粉又重新排列形成新的氢键的过程，也就是复结晶的过程。
DE值：DE值：糖化液中还原糖含量（以葡萄糖计）占干物质的百分率，用以表示淀粉糖的糖组成。
分叉中间体：糖代谢的中间体，即可以来合成初级代谢产物，又可以来合成次级代谢产物，这种中间体叫分叉中间体，如丙二酰CoＡ。
发酵热：发酵热指的是发酵过程中释放出来的净热量，以J/(m3·h)为单位表示。
2.生物反应过程可分为哪四个部分.（1）原材料预处理选择物理、化学方法加工培养基（发酵过程、动植物细胞或组织培养）的配制和灭菌、底物（酶反应过程）的准备。
（2）生物催化剂的制备发酵过程：筛选高产、稳定、易培养的菌种；制备种子。
酶反应过程：选择相应的酶，考虑纯度、添加量等；固定化应提前进行，然后装入酶反应器。
动植物细胞：建立稳定的细胞系。
污水处理：选择适当的降解污染的微生物。
（3）生物反应器及反应条件的选择主要为活细胞生长或酶反应提供适宜的条件。
如温度、pH、DO等。
建立稳定的条件控制系统。
具有方便的参数检测系统。
（4）产物的分离纯化又称下游过程：用适当的方法将含量比较少的产物从反应液（胞外产物）、细胞中（胞内产物）初步提取出来，然后加以精制，达到最后产品的要求。
方法：吸附法、溶媒萃取法、离子交换法、沉淀法或蒸馏法等。
3.生物反应过程的特点有哪些.（1）采用生物催化剂，因此要在常温常压下进行反应。
生物催化剂易失活，稳定性差。
（2）可以通过DNA重组、细胞融合、诱变育种等手段创造新产品。
（3）采用一些可再生资源如：碳水化合物、蛋白质等为主要原料，成本低，废物危害性小。
但是原料成分难以控制，质量不稳定。
（4）与一般化工生产相比，设备简单，能耗较低。
往往反应罐体积很大，需要无菌操作。
（5）酶反应过程专一性强，转化率高，但成本高。
（6）发酵过程成本低，应用广，但反应机理复杂，较难控制；反应液杂质多，提纯麻烦。
（7）生产过程中需要防止杂菌以及噬菌体的污染。
2.工业化菌种有哪些要求?1、能够利用廉价的原料，简单的培养基，大量高效地合成产物2、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3、遗传性能要相对稳定4、不易感染它种微生物或噬菌体5、产生菌及其产物的毒性必须考虑（在分类学上最好与致病菌无关）6、生产特性要符合工艺要求3.菌种保藏的环境要素。
常用的菌种保藏的方法有哪些？环境因素：干燥、低温、缺氧、缺营养、添加保护剂等1)斜面保藏法和穿刺保藏法2) 沙土管干燥保藏法3) 液体石蜡保藏法4) 真空冷冻干燥保藏法P59 5）液氮超低温保藏法6）悬液保藏法7）菌丝速冻法4.决定种子扩大培养的级数的依据是什么?种子罐级数：是指制备种子需逐级扩大培养的次数，取决于：菌种生长特性、孢子发芽及菌体繁殖速度；所采用发酵罐的容积5. 选择种子培养基时应考虑那些因素？种龄和接种量一般如何选择？培养基营养成分适合种子培养的需要选择有利于孢子发芽和菌体生长的培养基；营养上要易于被菌体直接吸收和利用；营养成分要适当丰富和完全，氮源和维生素含量要高营养成分要尽可能与发酵培养基相近。
接种量的选择：决定于生产菌种在发酵罐中生长繁殖的速度。
采用较大的接种量可以缩短发酵罐中菌丝繁殖到达高峰的时间，使产物的形成提前到来。
但若接种量过多，往往使菌丝生长过快，培养液粘度增加，造成溶氧不足，而影响产物的合成。
接种量过小，延长发酵周期，往往还会引起其他不正常情况。
通常种龄是以处于生命力极旺盛的对数生长期，菌体量还未达到最大值时的培养时间较为合适。
时间太长，菌种趋于老化，生产能力下降，菌体自溶；种龄太短，造成发酵前期生长缓慢。
不同菌种或同一菌种工艺条件不同，种龄是不一样的，一般需经过多种实验来确定。
嗜碱性芽孢杆菌生产碱性蛋白酶，12小时最好。
6.种子质量主要从哪两方面控制?必须保证生产菌种的稳定性提供种子培养的适宜环境条件，保证无杂菌侵入1. 菌种稳定性的检查：少量菌种--无菌生理盐水--递增稀释--平板划线培养。
挑出形态整齐，孢子丰满的菌落进行摇瓶试验，测定其生产能力。
2. 无菌检查：显微镜观察、种子液进行无菌试验、生化分析。
种子液平板划线、斜面培养用肉眼观察是否有异常菌落、异常现象及镜检是否有杂菌。
2.选择培养基成分时应考虑哪些问题？（1）营养物质应满足微生物的需要（2）代谢的阻遏和诱导（3）合适的碳氮比（4）pH的要求3.在酒精生产中,葡萄糖转化为酒精的理论转化率如何计算?葡萄糖转化为酒精的代谢总反应衡算式为∶C6H12O6 ─→2C2H5OH + 2CO2则1mol葡萄糖生成2mol乙醇，理论转化率为2×46.05/180.1×100%=51.1%但是在生产中大约有5%的葡萄糖用于合成酵母细胞和副产物，实际上乙醇生成量约为理论值的95%，则乙醇对糖的实际转化率约为48.5%。
4.培养基设计的一般步骤。
①根据前人的经验和培养基成分确定时一些必须考虑的问题，初步确定可能的培养基成分；②通过单因子实验最终确定出最为适宜的培养基成分；③数理统计学方法：运用统计学方法设计实验和分析实验结果，得到最佳的实验条件。
如正交设计、均匀设计、响应面设计。
5.了解淀粉的性质。
•淀粉可分为直链和支链淀粉两类。
•直链淀粉通过α-1，4键连接。
•支链淀粉的直链部分通过α-1，4键连接，分支点则有α-1，6键连接，支链平均有25个葡萄糖基团，因而还原性末端数量较少。
6.淀粉的水解过程中,葡萄糖会发生哪些反应?葡萄糖在酸性介质中加热脱水环化,形成5-羟甲基糠醛。
部分的5-羟甲基糠醛缩合生成黄棕色色素。
7淀粉水解过程中液化和糖化检测方法.•检验液化：是否有淀粉，用碘液，是否呈兰色；•检验糖化：是否水解完全–测定还原糖；–用无水酒精(糊精能溶于水，不溶于酒精)。
8 淀粉的水解方法有哪些？在淀粉的酸水解过程中，发生哪三种反应？哪个是主导反应？酸解法、酶解法、酸酶结合法在淀粉的酸水解过程中，三种反应同时发生，淀粉的水解反应是主要的，葡萄糖的复合和分解反应是次要的，复合反应和分解反应对葡萄糖的生产来说是不利的，影响菌体的正常发酵及工厂的生产成本。
9 淀粉的双酶制糖工艺中,a－淀粉酶和糖化酶的作用方式.a a- 1．4 a -1．6-糖苷键，但能越过a -1．6-a-1．4-a-1.6糖苷键留在在水解产物中。
糖化酶属于外酶，它的底物专一性较低，糖化酶对底物作用从非还原末端开始,将a-1.4a-1.6糖苷键水解, 糖化酶在水解淀粉分子和较大分子的低聚糖时，优先水解a-1.4键，此酶也能水解支淀粉分子中的a-1.6键，但速度较慢，如果以裂解a-1.4键速度为100，即裂解a-1.6键速度为33。
10 淀粉的双酶制糖工艺中,液化程度控制如何控制?在液化过程中，淀粉液化水解成较小的分子。
液化程度不能太低，因为：Ａ液化程度低，液化液的黏度就大，难于操作； B 液化程度低，淀粉易老化，不利于糖化，特别会使糖化液的过滤性较差。
但是,液化程度也不能太高，因为：糖化酶(葡萄糖淀粉酶)属于外酶，水解是由底物分子的非还原末端开始，使葡萄糖单位逐个从糖苷键中裂解出来，先与底物分子生成络合结构，而后发生水解作用，要求底物分子有一定的大小, 液化超过一定程度，底物分子过小,不利于糖化酶生成络合结构，影响催化效率，使糖化液的最终ＤＥ值偏低。
正常液化条件下，控制ＤＥ值在10－20之间为好1、巴斯德效应及其实质.在好气条件下，酵母菌发酵能力下降。
实质是细胞内糖代谢降低，导致乙醇积累减少。
不仅存在于酵母中，也存在于具有呼吸和发酵能力的在好气条件下：糖代谢进入TCA环→柠檬酸↑、A TP↑→阻遏磷酸果糖激酶的合成→6-P-果糖↑（积累）→6-P-葡萄糖↑（积累）→反馈抑制己糖激酶→抑制葡萄糖进入细胞内→葡萄糖利用降低。
其他细胞中。
2、酵母的酒精发酵机制.3、同型乳酸的发酵机制。
进行乳酸发酵的主要是细菌。
它们利用糖经糖酵解途径生成丙酮酸，丙酮酸还原产生乳酸。
发酵产物中主要为乳酸的称为同型乳酸发酵，如乳链球菌、乳酪链球菌、干酪乳杆菌、保加利亚乳杆菌等。
EMP 2H（乳酸脱氢酶）C6H12O6 ------------- 2CH3COCOOH -----------------------2CH3CHOHCOOH 同型乳酸发酵的特点：1mol的G产生2mol乳酸，理论转化率是100%。
另外有很少量的乙醇、乙酸和二氧化碳等。
4、沼气菌包括哪些微生物？产酸阶段的细菌有：梭菌属；芽孢杆菌；葡萄球菌属；变形杆菌属；杆菌属。
产甲烷杆菌；甲烷短杆菌；甲烷球菌；甲烷微球菌等细菌5、甲烷发酵的过程分哪几个阶段？各起什么作用？第一阶段是有机聚合物水解生成单体化合物，进而分解成各种脂肪酸、CO2和H2；第二阶段是各类脂肪酸进行分解，生成乙酸、CO2和H2；第三阶段是由乙酸和CO2及H2反应生成甲烷；前两个阶段也可统称为产酸阶段，产酸阶段也叫液化阶段，参与这一阶段反应的微生物大部分是兼性厌氧细菌，只有少数的原生动物、霉菌和酵母参与这一反应。
发酵液中这一类非甲烷产生菌的数量大体上与甲烷产生菌相等。
1、试述柠檬酸的积累机制。
1、由于锰的缺乏，抑制了蛋白质的合成，而导致细胞内的NH4+ 浓度升高，促进了EMP 途径的畅通。
2、由组成型的丙酮酸羧化酶源源不断提供草酰乙酸。
3、在控制Fe++含量的情况下，顺乌头酸酶活性低，从而使柠檬酸积累。
顺乌头酸水合酶在催化时建立如下平衡柠檬酸：顺乌头酸：异柠檬酸＝90 ：3：74、丙酮酸氧化脱羧生成乙酰辅酶Ａ和丙酮酸固定CO２反应相平衡，以及柠檬酸合成酶不被抑制，增强了合成柠檬酸的能力。