发酵工程复习纲要(必考)
发酵工程完整版考试复习资料
一、名词解释1传统发酵工程：通过微生物生长的繁殖和代谢活动，产的生物反应过程。
将DNA重组细胞融合技术、酶工程技综合对发酵过程控制、优化及放大指迄今所采用的微生物培养分离及培养微生物。
（特别是极端微生物）4富集培养主要方法：是利用不同种类的微生物其生长繁求不同，如温度、PH、培养基C/N等，是目的微生物在最适条件下迅速生长繁殖，数量增加，成为人工环境下的优势种。
方法：⑴控制培养基的营养成消毒仅仅是杀死生物体或非生物体表死营养细胞，而不能杀死细菌芽孢和真菌孢子等，特别适合与发酵车间的环境和发酵设备、器具的灭菌处理。
灭菌杀灭所有的生命体，因此灭菌特别适的灭菌处理。
法及其区别：湿热灭菌法：指将物品置高压饱和蒸汽、过热水喷淋等手段使微生物菌体中的蛋白质、核酸发生变性而杀灭微生物的方法。
该法灭菌能力强，为热力灭菌中最有效、应用最广泛的灭菌方法。
药品、容器、培养基、无菌衣、胶塞以及其他遇高温和潮湿不发生变化或损坏的物品，均可采用本法灭菌。
干热灭菌法：指将物品置于干热灭菌柜、隧道灭菌器等设备中，利用干热空气达到杀灭微生物或消除热原物质的方法。
适用于耐高温但不宜用湿热灭菌法灭菌的物品灭菌，如玻璃器具、金属制容器、纤维制品、固体试药、液用本法灭菌。
即在规定温度下杀死一定比例的微生物所用8致死温度：杀死微生物的极限温在致死微生物所需要对的致死时间。
制好的培养基放入发酵罐或其他装置中，基和所用设备一起（实罐灭菌）进行灭菌10连续灭菌：将配制好的培养基向发酵罐等培养装置输热、保温盒冷却等灭菌操作过程。
是指将冷冻干燥管，沙土管中处于休眠状入试管斜面活化后，再经过摇瓶及种子罐逐级扩大培养而和质量的纯种的过程纯培养物称为种是指种子的龄：是指种子始移入下一级的培养是指移入的种子液体积和影响呼吸所能允许的最低溶氧浓13稀释度D：单位时间内连续连续流入发酵罐中的新鲜的培养总体积的比值。
把导致菌体开始从系统中洗出时的稀发酵过程中，引起温度变化的原因是由于生的净物在生长繁殖过程中，本身产生的耗氧培养的发酵罐都有一定功率的做机械运动，造成液体之间、液体与设备之间的摩擦，由此产生。
发酵工程章节复习资料
发酵⼯程章节复习资料第⼀章绪论1、发酵及发酵⼯程的概念1、传统发酵最初发酵是⽤来描述酵母菌作⽤于果汁或麦芽汁产⽣⽓泡的现象，或者是指酒的⽣产过程。
2、⽣化和⽣理学意义的发酵指微⽣物在⽆氧条件下，分解各种有机物质产⽣能量的⼀种⽅式，或者更严格地说，发酵是以有机物作为电⼦受体的氧化还原产能反应。
如葡萄糖在⽆氧条件下被微⽣物利⽤产⽣酒精并放出CO2。
3、⼯业上的发酵泛指利⽤微⽣物制造或⽣产某些产品的过程包括：1. 厌氧培养的⽣产过程，如酒精，乳酸等。
2. 通⽓（有氧）培养的⽣产过程，如抗⽣素、氨基酸、酶制剂等。
产品有细胞代谢产物，也包括菌体细胞、酶等。
发酵⼯程（Fermentation Biotechnology）: 应⽤微⽣物学等相关的⾃然科学以及⼯程学原理，利⽤微⽣物等⽣物细胞进⾏酶促转化，将原料转化成产品或提供社会性服务的⼀门科学。
2、发酵⼯程技术的发展⼤致可分为哪⼏个阶段，每段的技术特点是什么？1. ⾃然发酵时期:嫌⽓性发酵⽤于酒类酿造，好⽓性发酵⽤于酿醋、制曲。
2. 纯培养技术的建⽴：⼈⼯控制环境条件使发酵效率迅速提⾼。
3.通⽓搅拌好⽓发酵过程技术的建⽴：从分解代谢转为⽣物合成代谢，可以利⽤微⽣物合成积累⼤量有⽤的代谢产物。
4.⼈⼯诱变育种与代谢控制发酵⼯程技术的建⽴：遗传⽔平上控制微⽣物代谢。
5. 发酵动⼒学、发酵⼯程连续化、⾃动化⼯程：以数学、动⼒学、化⼯原理等为基础，通过计算机实现发酵过程的⾃动化控制的研究，使发酵过程的⼯艺控制更为合理。
6. 微⽣物酶反应⽣物合成与化学合成反应结合⼯程技术：可⽣产许多过去不能⽣产的有⽤物质。
3、发酵⼯业的应⽤范围1. 酿酒⼯业（啤酒、葡萄酒、⽩酒）2. ⾷品⼯业（酱、酱油、⾷醋、腐乳、⾯包、乳酸）3. 抗⽣素⼯业（青霉素、链霉素、⼟霉素）4. 有机酸⼯业（柠檬酸、葡萄糖酸）5. 酶制剂⼯业（淀粉酶、蛋⽩酶）6. 氨基酸⼯业（⾕氨酸、赖氨酸）7. 核苷酸发酵⼯业(肌苷酸、肌苷)8. 有机溶剂⼯业（酒精、丙酮）9. 维⽣素⼯业(VB2、VB12)10.⽣物能源⼯业（沼⽓、⽣物柴油）11.环境保护产业（废⽔⽣物处理）12.⽣理活性物质发酵⼯业（激素）13. 冶⾦⼯业(微⽣物探矿、⽯油脱硫)14.微⽣物菌体蛋⽩发酵⼯业（酵母、单细胞蛋⽩）4、发酵⼯业的特点与化学⼯程相⽐，发酵⼯程具有以下特点：1、发酵过程是极其复杂的⽣物化学反应，与微⽣物细胞息息相关2、通常在常温常压下进⾏，反应安全，需求条件也⽐较简单3、发酵醪（包括固相、液相、⽓相，还含有活细胞体或菌丝体），属⾮⽜顿流体，其特性影响因素很多，对发酵⼯程都有关联4、具有严格的灭菌系统，以防⽌杂菌污染如空⽓除菌系统、培养基灭菌系统、设备的冲洗灭菌等5、反应以⽣命体的⾃动调节⽅式进⾏，因此数⼗个反应过程能够像单⼀反应⼀样，在同⼀发酵罐内进⾏6、后处理阶段，为了适应菌体与发酵产物的特点，需采取⼀些特殊的⼯艺措施并选⽤合适的设备。
发酵工程
乙醇
通过 EMP 途径产生乙醇，总反应式为： C6H12O6+2ADP+2Pi 2C2H5OH+2CO2+2ATP 细菌（在 pH5 时）的乙醇发酵 通过 ED 途径产生乙醇，总反应如下： 葡萄糖+ADP+Pi 2 乙醇+2CO2+ATP ②乳酸发酵机制 （1）同型乳酸发酵(EMP 途径) 总反应式：C6H12O6+2ADP+2H3PO4 2CH3CHOCOOH+2ATP （2）异型乳酸发酵 6-磷酸葡糖酸途径（磷酸酮解途径 ） 总反应式：C6H12O6+ADP+2Pi 2CH3CHOHCOOH+CH3COOH+CO2+ATP 双歧途径总反应式：2C6H12O6 2CH3CHOHCOOH+3CH3COOH 5、好氧发酵产物合成机制 柠檬酸发酵机制 实现柠檬酸积累：设法阻断代谢途径，实现柠檬酸的积累；代谢途径被阻断部位之后的产物，必须有适当的补 充机制 总反应式：2C6H12O6+3O2 2C6H8OH+4H2O 柠檬酸合成的代谢调节：第一个调节酶：磷酸果糖激酶；第二个调节点：CO2 固定的酶活力高，保证草酰乙酸 的供应 ；第三个调节点：TCA 环上调节
第三章 1、前体：指某些化合物加入到发酵培养基中，直接通过微生物的生物合成过程结合到产物分子中去，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：那些既不是营养物又不是前体，但却能提高产量的添加剂。 抑制剂：抑制其它代谢途径向所需产物途径转化的物质
2、淀粉水解糖的制备方法 酸水解法：以酸(无机酸或有机酸)为催化剂，在高温高压下将淀粉水解转化为葡萄糖的方法。 酶水解法（双酶法） ：利用专一性很强的淀粉酶和糖化酶将淀粉水解为葡萄糖的工艺 酸酶结合水解法 酸酶法：是酸先将淀粉水解成糊精或低聚糖，然后再用糖化酶将其水解为葡萄糖的工艺 酶酸法：是将淀粉乳先用淀粉酶液化到一定的程度，然后用酸水解成葡萄糖 3、灭菌的原理和方法 灭菌方法：干热灭菌法、湿热灭菌法、物理灭菌法（射线、微波等)、化学灭菌法（各种化学药品） 、过滤除菌 法 湿热灭菌法原理：借助蒸汽释放的热使微生物细胞中的蛋白质、酶和核酸分子内部的化学键，特别是氢键受到 破坏，引起不可逆的变性，使微生物死亡。 4、对数残留定律：
发酵复习提纲.doc
发酵复习提纲一、名词解释：11生工（2）1、临界氧：各种微生物对发酵液中溶氧浓度有一个最低要求，这一溶氧浓度叫做临界氧2、前体：一些添加到培养基中，不促进微生物生长，但在微生物的生物合成过程中能直接被微生物利用构成产物分子结构的一部分，本身的结构基本不变，而产物产量因此有较大的提高的物质。
3、葡萄糖效应：葡萄糖作为碳源，在葡萄糖没有被利用完之前，乳糖操纵子就一直被阻遏, 乳糖不能被利用，直到葡萄糖被利用完后，乳糖操纵子才进行转录，形成利用乳糖的酶，这种现象称葡萄糖效应。
4、发酵：利用微生物在有氧或无氧条件下的生命活动来制备微生物菌体或其代谢产物的过程统称为发酵5、发酵工程：利用微生物特定性状和功能，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化的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发酵技术。
6、发酵热：在发酵过程中产生的净热量，由生物热Q生物、搅拌热Q（w、蒸发热Q表发、辐射热Q砌组成Q发酵=Q生物+ Q搅拌一Q蒸发土Q辐射7、根据灭菌程度可分为：灭菌，消毒，防腐，清洁8、代谢控制发酵：用人工诱变的方法，有意识地改变微生物的代谢途径，最大限度地积累产物，这种发酵形象地称为代谢控制发酵。
灭菌：是指利用物理或化学方法杀灭或除去物料及设备中一切有生命的物质的过程。
化学试剂灭菌法：使用某些化学试剂与微生物发生反应从而杀死细菌的方法。
干热灭菌法：对一些要求保持干燥的实验器具和材料，采用在高温干燥空气中保温使微生物因氧化作用而死亡的灭菌方法。
湿热灭菌法：利用饱和蒸汽进行灭菌的方法称为湿热灭菌法。
过滤除菌法：利用过滤方法阻留微生物，从而达到除菌的目的，就是过滤除菌法。
电磁波射线灭菌法：利用高能电磁波、紫外线或放射性物质产生的高能粒子杀灭细菌的方法称为电磁波涉嫌灭菌法。
火焰灭菌法：利用火焰直接杀死微生物的灭菌法称为火焰灭菌法。
生物热：微生物细胞在生长繁殖过程中本身产生的大量热称为生物热。
发酵工程复习提纲
发酵工程复习提纲发酵工程复习提纲一．名词解释：1.发酵：指通过微生物的生长繁殖和代谢活动，产生和积累人们所需产品的生物反应过程。
是任何利用好氧或厌氧微生物来生产有用代谢产物的一类生产方式。
2.前体：指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，其自身的结构并没有多大变化，但是产物的产量却因其加入而有较大提高的一类化合物。
3.连续灭菌：指将配置好的培养基向发酵罐等培养装置输送的同时进行加热、保温和冷却等灭菌操作的过程。
4.临界氧浓度：指不影响呼吸所允许的最低溶氧浓度。
对产物而言，就是不影响产物合成所允许的最低溶氧浓度。
5.接种量：指移入的种子液体积和接种后培养液体积的比例。
6.分批灭菌：指将配制好的培养基放入发酵罐或其他装置中，通入蒸汽将培养基和所用设备一起进行灭菌的操作过程，也称实罐灭菌。
7.生长因子：从广义上讲，凡是微生物生长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。
8.种子培养：指将冷冻干燥管、沙土管中处于休眠状态的工业菌种接入试管斜面活化后，再经过摇瓶及种子罐逐级扩大培养而获得一定数量和质量的纯种的过程。
9.絮凝：指在某些高分子絮凝剂存在的情况下，基于架桥作用，使胶粒形成絮凝团的过程。
二．填空、单选、多选、简答或问答1.絮凝剂：P173是一种水溶性的高分子聚合物，具有长链结构，其链节上含有相当多的活性官能团，包含带电荷的阴离子，以及不带电荷的非离子型基团。
2.提高溶氧的方法：p128（1）.在通气中掺入纯氧或富氧，使氧分压提高；（2）.提高罐压（3）.改变通气速率3.发酵工业培养基的分类：（1）按组成分：合成培养基、天然培养基、半合成培养基（2）按物理状态分：固体培养基、液体培养基、半固体培养基（3）按用途分：孢子培养基/ 斜面培养基、种子培养基、发酵培养基4.发酵过程中参数的分类：P1181>按性质可分为三类：（1）物理参数：温度、搅拌转速、罐压、空气流量、溶解氧、表观粘度、氧浓度、二氧化碳浓度等（2）化学参数：基质浓度（包括糖、氮、磷）、pH、产物浓度、核酸量等（3）生物参数：菌丝形态、菌体浓度、菌体比生长速率、呼吸强度、摄氧率（耗氧量）、关键酶活力等2>按获取方式可分为两类：（1）直接参数：如T、pH、罐压、空气流量、搅拌转速、溶氧浓度等（2）间接参数：将直接参数通过公式计算获得的参数，如摄氧率(γ)、呼吸强度(Q O2)、比生长速率（μ) 、体积溶氧系数(K L a)、呼吸商(RQ)等3>按参数的测量形式分：（1）离线测量：基质（糖、脂类、无机盐等）、前体和代谢产物（抗生素、酶、有机酸、氨基酸等）黏度、搅拌转速等（2）在线测量：如T、pH、DO、溶解CO2、尾气CO2、5.产物的提取与精制过程的一般工艺流程：P171工艺过程的四个阶段：（1）预处理和固液分离：目的是除去发酵液中的菌体细胞和不溶性固体杂质。
大学专科--发酵工程复习提纲
发酵工程第一章绪论掌握概念，理解内容***发酵工程是指，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一种新技术。
发酵工程的内容包括：菌种的选育、培养基的配制、灭菌、扩大培养和接种、发酵过程和产品的分离提纯等方面。
理解发酵工程的特点，发酵工程的发展史第二节发酵工程的特点①发酵工程使用的原料来源广泛，多为农副产品，其中以碳源为主，只加入少量有机和无机氮源，不含有毒物质。
②发酵工程的反应过程比较温和，通常在常温、常压下进行。
而且，反应过程是以生物体的自身调节方式进行，多个反应就像是一个反应一样，可在单一设备中进行，因此一种设备可有多种用途。
③容易进行复杂的高分子化合物的生产，如酶、化学活性体等。
④能够高度选择性地进行复杂化合物在特定部位的反应，如团体化合物的氧化、还原等。
⑤生产产品的微生物菌体本身也可作为发酵产物。
例如，富含蛋白质、酶、维生素的单细胞蛋白等。
⑥发酵过程是纯种培养过程。
生产中使用的设备、管道、截门和培养基都必须严格灭菌，通入的空气也应该是无菌空气。
在操作中应特别注意严格防止染菌，尤其要防止噬菌体的侵入，否则，会引起重大的损失。
⑦在不增加任何设备投资的情况下，通过菌种选育，改良菌种的生产性能来提高生产能力，可以达到事半功倍的效果。
⑧在发酵生产中，还可以通过改进工艺技术和设备来提高产品的产量和质量。
(了解）第三节发酵工程的应用范围微生物菌体酶制剂代谢产物生物转化微生物特殊机能的利用利用微生物消除环境污染利用微生物发酵保持生态平衡微生物湿法冶金利用基因工程菌株开拓发酵工程新领域通气搅拌发酵技术的建立标志：纯种培养深层发酵生产青霉素（理解）第四节发酵工程发展简史1. 1900以前天然发酵阶段2. 1900—1940 Pure culture：人为控制微生物发酵过程（第一个转折点）3. 1940—1950 通气搅拌技术：第二个转折点4. 1950—1960 代谢控制发酵技术：第三个转折点5. 1960—1970 开拓发酵原料时期6. 1970年以后利用基因工程菌进行发酵：第四个转折点第二章工业发酵菌种的选育第一节工业发酵生产菌种一、工业发酵微生物及其代谢产物(一)微生物代谢产物的类型：微生物通过初级代谢途径，产生微生物自身生长繁殖所必需的代谢产物，这些产物称为初级代谢产物。
发酵工程(906)考试大纲
发酵工程（906）考试大纲一、考题题型及分值单项选择题（50分）、多项选择题（15分）、简答题（30分）、分析简述题（30分）、实验技能综合题（25分）二、考试重点：发酵工业菌种选育方法与过程技术；发酵工程温度、pH、溶解氧等因素的控制及控制原理；发酵过程培养基、需氧量、产物得率、底物消耗等计算；谷氨酸、柠檬酸、活性干酵母产品工艺控制及原理；三、主要参考教材肖冬光，《微生物工程原理》，中国轻工业出版社, 2004邱立友，《发酵工程与设备》中“发酵工程”部分内容，农业出版社，2007四、主要复习内容：（一）概论（1）发酵的概念（2）发酵工业的发展（3）发酵工业范围（4）发酵工程的发展趋势（二）发酵工程技术（1）发酵工业菌种选育流程及相关技术（2）发酵培养基制备及淀粉、糖蜜原料处理技术（3）培养基灭菌方式、特点及相关计算（4）空气过滤除菌原理、流程及相关计算（5）发酵培养方式及特点、（6）发酵过程温度、pH、溶解氧控制技术与原理（7）发酵过程污染原因分析与预防控制（8）发酵产物的提取和精制技术流程及单元操作相关技术原理（三）现代固态发酵技术（1）固态发酵的定义、特点、分类及固态发酵反应器（2）现代固态发酵技术①混合固态发酵技术②静态密闭式固态发酵技术③动态密闭式固态发酵技术④气相双动态固态纯种发酵技术⑤吸附载体固态发酵技术（四）发酵工业产品工艺技术1、酒精和丙酮丁醇发酵工艺（1）酒精发酵工艺①酒精发酵微生物与酶制剂②酒精发酵工艺技术③高强度酒精发酵新技术④酒精发酵废液处理（2）丙酮丁醇发酵工艺（1学时）①丙酮丁醇发酵菌种②丙酮丁醇发酵机制③丙酮丁醇发酵工艺要点2、活性干酵母发酵工艺（1）活性干酵母生产工艺控制原理：巴斯德效应与克雷布特效应（2）酵母生长需要的营养及计算、产品得率计算（2）活性干酵母扩大培养流程（3）培养基及营养物质的供应（4）培养工艺条件及控制：温度、pH（5）活性干酵母干燥工艺3、柠檬酸发酵工艺（1）柠檬酸的生物合成与调节（2）柠檬酸产生菌株筛选技术（3）柠檬酸发酵生产工艺技术（4）柠檬酸提取工艺要点4、氨基酸发酵工艺（1）谷氨酸发酵工艺技术①谷氨酸发酵菌种②谷氨酸发酵菌株的选育③谷氨酸发酵控制机制④谷氨酸发酵工艺控制（2）赖氨酸发酵工艺技术①赖氨酸发酵控制②赖氨酸产生菌及选育。
发酵工程知识提纲--高二下学期生物人教版选择性必修3
发酵工程一、发酵与传统发酵技术1.发酵工程的概念（了解）2.发酵的概念、发酵的原理、发酵的类型？3.传统发酵的概念；传统发酵的特点、常见产品（6个）？4.使用酵母制作馒头属于传统发酵技术吗？5.传统发酵常见的菌种1）乳酸菌代谢特点、发酵原理、生产应用、主要分布、常见类型。
2）酵母菌代谢特点、重要影响因素、发酵原理（反应简式）、生产应用、主要分布3）醋酸菌代谢特点、发酵原理（反应简式）、最适生长温度、生产应用二、尝试制作传统发酵食品1.制作腐乳：参与发酵的微生物有哪些、发酵原理、制作流程？2.制作泡菜：1）参与发酵的主要微生物及来源、发酵原理、发酵条件、制作流程、实验分析与思考？2）为什么含有抗生素的牛奶不能发酵为酸奶？3）腌制中乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐的变化？4）制作泡菜时，为什么乳酸菌会逐渐成为优势菌种？5）泡菜制作过程中影响亚硝酸盐含量的因素哪些？6）第一次制作出的泡菜“咸而不酸”，造成这个结果最可能的原因是什么?7）加入“陈泡菜水”的目的是什么？3.制作果酒：参与发酵的主要微生物及来源、发酵原理（方程式重点）、发酵条件、制作流程、实验分析与思考？4.制作果醋:参与发酵的主要微生物及来源、发酵原理（方程式重点）、发酵条件、制作流程、实验分析与思考？5.果酒发酵与果醋发酵的比较？6.关于果酒发酵与果醋发酵的装置的比较？三、发酵工程的概念，发酵工程如何形成四、发酵工程的基本环节1.具体包含哪几个环节、每个环节具体内容要熟悉2.发酵工程的中心环节是哪个？3.发酵工程基本环节分析（4个问题要熟悉，P23 ）五、发酵工程的应用1.发酵工程的特点（4条）2.在食品工业上的应用（3条），具体案例要熟悉3.在医药工业上的应用（4 条），具体案例要熟悉4.在农牧业上的应用（3条），具体案例要熟悉5.在其他方面的应用（了解）。
高三一轮复习生物发酵工程背诵内容(1)
1.基因工程的基本操作程序分为哪四个步骤？ 2.什么叫目的基因？获得目的基因的方法有哪些？ 13.构建基因表达载体的目的是什么？ 14.构建好的基因表达载体主要由哪些部分组成？每个部分作用是什么？构建基因表达载 体的过程是怎样的？15.启动子和起始密码子、终止子和终止密码子有什么区别？ 17.把目的基因导入植物细胞、动物细胞和大肠杆菌的方法分别是什么？ 18.农杆菌转化法适合把目的基因导入什么样的植物细胞？19.为什么要把目的基因插入农 杆菌的T-DNA？20.把目的基因导入大肠杆菌为什么要先用Ca2+ 处理大肠杆菌？ 21.怎样检测目的基因是否导入受体细胞？是否转录出mRNA和翻译出蛋白质？ 22.如何从个体水平检测植物是否出现了抗病（虫）特性？
第1节 重组DNA技术的基本工具
1.什么叫基因工程？P65基因工程的原理是什么？基因工程有什么优点？ 2.重组DNA技术的用到的基本工具是哪三个？3.限制酶的主要从哪类生物中分离纯化出来的？切割的化学键 是？4.EcoRⅠ限制酶和SmaⅠ限制酶切割DNA后，分别产生什么样的末端？5.DNA连接酶的作用？作用的 化学键？6.E·coli DNA连接酶和T4 DNA连接酶分别来自什么生物？它们连接的末端有什么差异？ 7.基因工程中用的载体起什么作用？作为载体要具备哪些条件？种类有哪些？ 8.质粒的化学本质是什么？只有原核生物才有质粒吗 9.限制酶、DNA连接酶、DNA聚合酶、解旋酶、DNA酶的作用分别是什么？10.DNA粗提取的原理？ 11.DNA和蛋白质在酒精中溶解性有什么差异？12.DNA在NaCl溶液中溶解度与NaCl溶液的浓度有何关系？ 13.鉴定DNA的原理？（条件？试剂？现象？）
发酵工程期末复习(必考)
发酵工程期末复习（必考）1.发酵工程：是一门以微生物、动植物细胞为生物作用剂进行产品工业化生产的系统工程。
涉及范围包括发酵工艺和发酵设备两大部分。
主要研究内容有菌种选育与构建、大规模培养基和空气的灭菌、大规模细胞培养过程、细胞生长和产物形成动力学、生物反应器的优化设计和操作、生物反应过程的参数检测和计算机应用、发酵产品的分离纯化过程中的技术问题。
发酵工程原理是指导发酵产品研究与开发，发酵工厂设计与建设以及发酵生产实践的理论。
2.生物技术：应用自然科学及工程学的原理，依靠生物作用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。
所谓生物作用剂可以是酶、细胞或多细胞生物体。
生物技术又叫生物工程，包括基因工程、酶工程（蛋白质工程）、细胞工程（包括组织工程）、发酵工程。
3.自然选育：在生产过程中，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。
引起自然突变的原因有两个：多因素低剂量的诱变效应和互变异构效应。
4.诱变育种：指利用物理、化学等诱变剂处理均匀而分散的微生物细胞群，在促进其突变率显著提高的基础上，采用简便、快速和高效的筛选方法，从中挑选出少数符合目的的突变株，以供科学实验或生产实践使用。
5.原生质体融合：把两个亲本的细胞壁分别通过酶解作用加以瓦解，使菌体细胞在高渗环境中释放出只有原生质膜包裹着的球状体（称为原生质体）。
两个亲本的原生质体在高渗条件下混合，由聚乙二醇（PEG）作为助融剂，使它们互相凝集，发生细胞融合，接着两个亲本基因组由接触到交换，从而实现遗传重组。
在再生成细胞的菌落中就有可能获得具有理想性状的重组子。
6.培养基：培养基是人工配置的供微生物或动植物细胞生长、繁殖、代谢、和合成人们所需产物的营养物质和原料，同时，培养基为微生物等提供除营养外的其他生长所必须的环境条件。
7.前体：指某些化合物加入发酵培养基中，能直接被微生物在生物合成过程中结合到产物中去，而自身结构并没有明显变化，产物的产量却因前体的加入而有较大的提高。
发酵工程复习提纲
发酵工程复习提纲《发酵工程》复习提纲一、名词代谢控制发酵、富集液体培养、自然选育、回复突变、分离纯化、诱变育种、结构类似物、结构类似物抗性突变株、营养缺陷型、培养基、发酵培养基、生理酸性物质、生理碱性物质、产物促进剂、种龄、倒种、双种、初级代谢产物、次级代谢产物、细胞得率系数、产物得率系数、基质的消耗比速、菌体生长比速、产物形成比速、维持消耗、稀释率、倍增时间td、Monod方程、基质的消耗速率、细胞生长速率、产物生成速率、摄氧率（oxygen uptake rate，OUR）、二氧化碳释放率（carbon dioxide excretion rate，CER）、呼吸熵（respiratory quotient，RQ）、呼吸强度、临界溶氧浓度、总糖、还原糖、氨基氮、微载体培养、灌注培养(perfusion culture)、超临界流体萃取、膜分离过程、色谱分离、凝胶色谱分离二、论述1.何谓发酵？生物化学和工业上的发酵有何不同？2.何谓发酵工程？现代发酵工程的研究内容?3.何谓初级代谢和次级代谢？举例说明初级代谢产物和次级代谢产物。
4.工业化菌种的要求？什么是代谢控制发酵？5.讨论：生产抗生素的微生物能不能生产氨基酸？6.自然界分离微生物的一般操作步骤？7.从环境中分离目的微生物时，为何一定要进行富集培养？8.菌种选育分子改造的目的？9.什么叫自然选育？自然选育在工业生产中的意义？10.什么是正突变？什么是负突变？什么是回复突变？11.高产菌株是正突变高，还是负突变高？12.什么是诱变育种？常用的诱变剂有哪些？13.什么是营养缺陷型？筛选营养缺陷型的步骤？14.请列举国内外主要的菌种保藏机构。
工业微生物菌种常用的保藏方法？15.微生物活力和稳定性测定16.什么是培养基及其分类?发酵培养基的要求？17.举例说明使用糖蜜作为发酵碳源需要注意什么？18.糖蜜主要包括甘蔗糖蜜和甜菜糖蜜。
19.糖分中影响谷氨酸发酵和柠檬酸发酵的主要有害物质有哪些？20.什么是生理酸性物质？什么是生理碱性物质？21.培养基成分中的玉米浆具有哪些作用？22.什么是前体？前体添加的方式？23.什么是生长因子？生长因子的来源？24.什么是产物促进剂？举例说明。
发酵工程复习资料
发酵工程复习资料第一章绪论1、发酵及发酵产品各包括哪些类型？答案要点：一）发酵的类型：按发酵原料分类：糖类物质发酵、石油发酵、废水发酵；按发酵形式分类：固体发酵、液体发酵；按发酵工艺流程分类：分批发酵、连续发酵、流加发酵；按发酵过程对氧的需求分类：厌氧发酵、通风发酵；按发酵产物分类：氨基酸发酵、有机酸发酵、抗生素发酵、酒精发酵、维生素发酵、酶制剂发酵二）发酵产品的类型：以菌体为产品、以微生物的酶为产品、以微生物的代谢产物为产品、生物转化过程2、了解发酵工程的组成、基本要求及主要特点。
答案要点：一）组成：上游工程：菌种选育、种子培养、培养基设计与制作、接种等。
发酵工程：发酵培养。
下游工程：产物的提取纯化、副产品的回收、废物处理等。
二）基本要求：发酵设备、合适的菌种、合适的培养基、有严格的无菌生长环境三）主要特点：1）发酵过程一般来说都是在常温常压下进行的生物化学反应，反应安全，要求条件简单；2）发酵所用的原料主要以再生资源为主；3）发酵过程通过生物体的自动调节方式来完成的，反应的专一性强，因而可以得到较为单一的代谢产物；4）获得按常规方法难以生产的产品；5）投资少，见效快，经济效率高；6）维持无菌条件是发酵成败的关键；7）环境污染小。
3、为什么说发酵工程在国民经济中有着重要的地位？答案要点：因为发酵工程在医药、食品、能源、化工、冶金、农业、环境保护等方面均有着十分重要的作用，例如：抗生素的生产；饮料食品等的制造；沼气、微生物采油、生物肥料、生物农药以及三废处理等方面都有很重要的应用。
所以说发酵工程在国民经济中有着重要的地位。
4、了解发酵工业的类型及必备条件。
答案要点：一）发酵工业类型：食品发酵工业：食品、酒类1）传统分类非食品发酵工业：抗生素、有机酸、氨基酸、酶制剂、核苷酸、单细胞蛋白酿造业：利用微生物生产具有较高风味要求的发酵食品。
2）现代分类发酵工业：经过微生物纯种培养后，提炼、精制而获得成分单纯、无风味要求的产品。
发酵工程考试复习资料(1)
一、名词解释发酵工程：是指利用微生物的生长繁殖和代谢活动来大量生产人们所需产品的过程理论和工程技术体系，是生物工程与生物技术学科的重要组成部分。
初级代谢产物：通常把微生物产生的对自身生长和繁殖必须的物质称为初级代谢产物。
次级代谢产物：是指微生物通过代谢活动所产生的、自身生长和繁殖所必需的物质，氨基酸、核苷酸、多糖、脂类、维生素等。
菌种退化：指生产菌种或选育过程中筛选出来的较优良菌株，由于进行接种传代或保藏之后，群体中某些生理特性和形态特征逐渐减退或完全丧失的现象。
p39培养基：是指用于维持微生物生长繁殖和产物形成的营养物质。
灭菌：用物理或化学方法杀死物料或设备中所有生命物质的过程消毒：用物理或化学方法杀死空气、地表以及容器和器具表面的微生物除菌：用过滤方法除去空气或液体中的微生物及其孢子防腐：用物理或化学方法杀死或抑制微生物的生长和繁殖种子：经过摇瓶及种子罐逐渐扩大培养而获得一定数量和质量的纯种的过程，这种纯培养物称为种子。
种龄：指种子的培养时间接种龄：指种子罐中培养的菌丝体转入下一级种子罐或发酵罐时的培养时间接种量：是指移入的种子液体积和接种后培养液体积的比例。
（对数生长期）发酵动力学：研究微生物生长、产物合成底物消耗之间动态定量关系，定量描述微生物生长和产物形成过程。
分批发酵：一次性投料、接种直到发酵结束，此过程中发酵液始终留在发酵罐内。
连续发酵：在发酵过程中连续向发酵罐添加培养基恒化器：连续培养系统，指培养物的生长速率受到化学环境的控制，及培养基中某一限制性组分的控制作用。
（培养基的流加速度）恒浊器：通过控制补充的培养基的流速，使得发酵罐内发酵液中细胞浓度保持恒定，即将发酵液的浓度保持在某一窄小的范围内。
呼吸强度：是指单位质量干菌体在单位时间内所吸取的氧量，以Q02表示。
摄氧率：耗氧速率是指单位体积培养液在单位时间内的耗氧量，以r表示，也称摄氧率。
溶解氧：空气中的分子态氧溶解在水中称为溶解氧。
发酵工程复习
（3）掌握发酵培养基及设备灭菌的主要方法； 微生物的热阻；对数残留定律。分批灭菌 时间的计算。连续灭菌的优点及灭菌时间 的计算。生产中空气除菌的主要方法；空 气过滤效率及其影响因素。通风发酵对无 菌空气的要求；过滤除菌的机理；对数穿 透定律；介质层厚度的计算。空气过滤的 一般流程；过滤器类型及结构；过滤介质。
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通气和搅拌；
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泡沫的影响和控制；
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二氧化碳和呼吸商；
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发酵异常现象及染菌分析；染菌对发酵的影响；染菌污染后的挽
救和处理；染菌的预防措施；食用菌及生物农药生产中应注意的
染菌问题；发酵终点的判断；发酵的优化控制；发酵过程的计算
机控制；发酵过程的精确检测。
工业发酵的主要类型
• 发酵过程按进行过程分三种方式（分批发 酵、补料分批发酵、连续发酵），定义，特点；
（4）应用试设计某种厌氧发酵（例如乳酸发酵） 反应器的基本构型。通风量的控制与计算；公称 容积和装液量的计算。计算通风状态下的搅拌功 率。论证以KLa值相同的原则放大是最佳放大方 法。
第七章 发酵工艺控制
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工业发酵的主要类型；
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营养基质和菌体浓度的影响及其控制；
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温度的影响及工程复习
第一章 绪论
• （1）了解：发酵工程、发酵、发酵方式、 发酵产品类型。
• （2）理解发酵工程的特点，发酵工程的内 容，发酵工程的发展史。
第二章 工业发酵菌种的选育
（1）了解：自然选育的含义、优缺点及一般程序； 诱变育种的含义及其优缺点；诱变、复合诱变 及诱变剂的种类；基因重组、杂交育种的含义 及二者关系；杂交育种的优缺点；原生质体融 合及其优点；基因工程技术的核心内容。菌种 衰退及其主要原因；防止菌种衰退的方法。
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1）发酵的传统定义：酵母作用于果汁或发芽谷物，产生CO2的现象。
发酵的现代定义：利用微生物在有氧或无氧条件下的生命活动来制备微生物菌体或其代谢产物的过程。
2）发酵工程定义：利用微生物特定性状和功能，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的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发酵技术。
（又称微生物工程，以微生物的生命活动为基础）3）微生物工业发酵的基本过程：4）发酵工程与传统酿造、化学工程相比特点是：发酵是生物体自身进行的反应与传统酿造相比：1、发酵过程以生命体的自动调节方式进行，数十个反应过程能够在发酵设备中一次完成；2、反应通常在常温常压下进行，条件温和，耗能少，设备较简单；3、原料通常以糖蜜、淀粉等碳水化合物为主，可以是农副产品、工业废水或可再生资源，微生物本身能有选择地摄取所需的物质；4、容易生产复杂的高分子化合物，能高度选择地在复杂化合物的特定部位进行氧化、还原、官能团引入或去除等反应；5、发酵过程中需要防止杂菌污染，大多情况下设备需要进行严格的冲洗、灭菌，空气需要过滤等。
与化学工程相比（发酵工程的一般特征）：1、作为生化反应，通常在常温常压下进行，因此没有爆炸之类的危险，各种设备都不必考虑防爆问题，还有可能使一种设备具有多种用途；2、原料通常以糖蜜、淀粉等碳水化合物为主，加入少量的各种有机或无机氮源，只要不含毒物，一般无精制的必要，微生物本身就有选择地摄取所需物质；3、反应以生命体的自动调节方式进行，因此数十个反应过程能够像单一反应一样，在称为发酵罐的单一设备内很容易地进行；4、能够容易地生产复杂的高分子化合物，是发酵工业最有特色的领域；5、由于生命体特有的反应机制，能高度选择性地进行复杂化合物在特定部位的氧化、还原、官能团导入等反应；6、生产发酵产物的生物物质菌体本身也是发酵产物，富含维生素、蛋白质、酶等有用物质。
因此，除特殊情况外，发酵液等一般对生物体无害；7、发酵生产在操作上最需要注意的是防止杂菌污染8、通过微生物的菌种改良，能够利用原有生产设备使生产飞跃上升。
5）微生物发酵技术反应过程中的特点：1、条件通常温和（常温、常压、弱酸、弱碱）。
2、原料来源广泛，以糖、淀粉等碳水化合物为主。
3、反应以生命体的自动调节方式进行，单一反应器内进行。
4、发酵产品（多为小分子产品，也容易生产出复杂的高分子化合物）5、高度选择性地进行复杂化合物在特定部位的反应。
6、生产发酵产物的微生物菌体本身也是发酵产物（发酵液一般对生物体无害）。
7、防止污染（灭菌是发酵成败的关键）。
8、改良微生物菌种（提高生产水平；菌种是发酵的根本因素）。
6）微生物发酵技术发展历史过程及特点：1、自然发酵（天然发酵）：厌氧发酵、非纯培养、产物稳定性差（酒、醋、酱油）。
2、纯培养技术建立：纯培养无菌操作技术建立、密闭发酵罐、表层培养、显微镜诞生及微生物发现（甘油、丙酮、丁醇等初级代谢产物）。
3、通气搅拌大规模发酵技术建立：好氧发酵、发现青霉素（次级代谢产物）。
4、代谢控制发酵技术：生产谷氨酸，菌种经遗传育种、人工诱变等控制其代谢途径得到所需的代谢终产物（氨基酸、某些抗生素）。
5、开拓发酵原料时期（石油发酵时期）：石化工副产品作为发酵原料、大型发酵罐、自动化、连续化（单细胞蛋白）。
6、DNA体外重组技术的建立（基因工程阶段）：分子生物学、DNA重组、细胞融合（干扰素、激素）。
7）分批发酵：1、定义：(分批培养)是指将所有的物料（除空气、消沫剂、调节pH的酸碱物外）一次性加入发酵罐，然后灭菌、接种、培养，最后将整个罐的内容物放出，进行产物回收。
清罐结束后，重新开始新的装料发酵的发酵方式。
2、特点：非稳态培养过程、一次性投料一次性收获产品、封闭系统、表现典型的生长周期（延滞期、对数生长期、稳定期、衰亡期）、稳定期细胞浓度最大。
3、优缺点：设备要求低、操作简单、易于掌握、适用于固体颗粒或较多泡沫的培养基灭菌、适用于小发酵罐中培养基的灭菌；不能使细胞始终处于最优条件、对培养基营养成分破坏较大，反复加热冷却使能耗增加、发酵周期延长、降低了发酵罐利用率。
补料发酵：1、定义：（半连续培养、半连续发酵）是指发酵中后期养料逐渐消耗，菌体逐渐走向衰老自溶，代谢产物不能再继续分泌，为延长中期代谢活动，维持较高的发酵产物的增长幅度，给发酵罐间歇或连续地补加新鲜培养基的发酵方式。
2、特点：介于分批发酵和连续发酵之间的一种微生物细胞的培养方式。
3、优缺点：维持菌体浓度、减缓供氧矛盾、避免发酵过早结束。
与分批培养方式比较：①可以解除培养过程中的底物抑制、产物的反馈抑制和葡萄糖的分解阻遏效应。
②对于好氧过程，可以避免在分批培养过程中因一次性投糖过多造成的细胞大量生长、好氧过多以至通风搅拌设备不能匹配的状况。
③微生物细胞可以被控制在一系列的过滤态阶段，可用来控制细胞的质量；并可重复某个时期细胞培养的过渡态，可用于理论研究。
与连续培养方式比较：①不需要严格的无菌条件。
②不会产生微生物菌种的老化和变异。
③最终产物浓度较高，有利于产物的分离。
④适用范围广。
连续发酵：1、定义：（连续培养、开放式培养）是指以一定的速度向培养系统内添加新鲜的培养液，同时以相同的速度流出培养液，从而使培养系统内培养液的量维持恒定，使微生物细胞能在近似恒定状态下生长的微生物发酵培养方式。
2、特点：微生物细胞的生长速度、产物的代谢均处于恒定状态，可以达到稳定、高速培养微生物细胞或产生大量代谢产物的目的。
3、优缺点：①温度较高、灭菌时间短、培养基营养成分得到最大限度的保护②简化操作步骤、缩短发酵周期、提高设备利用率、降低了人力物力的消耗、降低劳动强度、增加生产效率；①连续发酵运转时间长，菌种多退化、易污染，培养基利用率一般低于分批发酵②工艺中的变量较分批发酵复杂，较难控制和扩大，且对蒸汽和设备要求较高③不适合含有大量固体物料培养基的灭菌，生产次生代谢产物时一般不用连续发酵，因为生产次生代谢产物所需的最佳条件，往往与其产生菌种生长所需的最佳条件不一致，有的还与微生物细胞分化有关。
8）工业化菌种的要求、发酵菌种必须满足的条件、发酵工业用菌种应具备的特点：1、能在廉价原料制成的培养基上迅速生长，并生成所需要的代谢产物，产量高；2、可以在易于控制的培养条件下（糖浓度、温度、pH、溶解氧、渗透压等）迅速生长和发酵，且所需的酶活力高；3、生长速度和反应速度较快，发酵周期短；4、根据代谢控制的要求，选择单产高的营养缺陷型突变菌株或调节突变菌株或野生菌株；5、选育抗噬菌体能力强的菌株，使其不易感染噬菌体；6、菌株纯粹，不易变异退化，以保证发酵生产和产品质量的稳定性；7、菌种不是病原菌，不产生任何有害的生物活性物质和毒素（包括抗生素、激素、毒素等），以保证安全。
9）自然界分离微生物的一般操作步骤：1、微生物样品的采集。
①通常土壤中含细菌数量最多，细菌（108）、放线菌（107孢子数）、霉菌（106孢子数）、酵母菌（105）、藻类（104）、原生动物（103）。
②5~25cm深处微生物较多，1~5cm阳光杀菌、水分蒸发，25cm以下氧份递减。
③菜园、近郊：细菌、放线菌；森林（枯枝落叶、腐殖质）：霉菌、酵母菌、纤维素酶产生菌；肉类加工厂、饭店：蛋白酶和脂肪酶产生菌；南方、温泉、火山、北方堆肥：高温酶产生菌；南北极、冰窖、深海：低温酶产生菌。
2、微生物样品的富集培养①定义：（施加选择性压力分离法）利用不同种类的微生物生长繁殖对环境和营养的要求不同，人为控制条件（碳源、氮源、pH、温度、需氧等），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。
②细菌、放线菌生长繁殖偏碱；霉菌、酵母菌偏酸。
3、目的菌种的分离。
4、目的菌的筛选。
筛选菌株的重要指标：①菌的营养特征②菌的生长温度③菌对所采用的设备和生产过程的适应性④菌的稳定性⑤菌的产物得率和产物在培养液中的浓度⑥容易从培养液中回收产物（③~⑥衡量菌种的生产性能）。
5、未来的发展。
10）土壤的基本特点：1、土壤的有机质含量、通风状况。
2、土壤酸碱度、植被情况。
3、季节（秋季为佳）。
4、地域、地理条件（南方）。
11）从环境中分离目的微生物时，为何一定要进行富集培养？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。
12）菌种选育分子改造的目的？1、提高目标产物的产量。
2、提高目标产物的纯度（减少杂质、副产物的生成，降低后期纯化成本）。
3、防止菌种退化、改良菌种性状，改善发酵过程。
4、改变生物合成途径，以获得高产的新产品。
13）什么叫自然选育？自然选育在工艺生产中的意义、应用价值？自然选育：在生产过程中，不经过人工处理，利用菌种的自发突变，选育出优良菌种的过程。
利用自发突变引起的菌种性状变化的特点，可以较快地选育出优良菌种。
自然选育可以有效地用于高性能突变株的分离。
自然选育虽然突变率很低，但却是工厂保证稳产高产的重要措施。
14）自然筛选和菌种改良是两种获取优良的发酵菌种的途径。
菌种改良：是指采用物理、化学、生物学方法处理目的微生物，使其遗传基因发生变化，将生物合成的代谢途径朝人们所希望的方向加以引导，使某些代谢产物过量积累，过的所需要的高产、优质、低耗的菌种。
15）种子的扩大培养：就是将保存在砂土管、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，再经过扁瓶或摇瓶及种子罐逐级扩大培养而获得一定数量和质量的纯种过程。
16）种子应满足的条件：1、菌种细胞的生长活力强，移种至发酵罐后能迅速生长，迟缓期短。
2、生理性状稳定、遗传性状稳定。
3、菌体总量及浓度能满足大量发酵罐的要求。
4、无杂菌污染。
5、保持稳定的生产能力。
17）菌种退化：是指在较长时期传代保藏后，菌株的一个或多个生理性状和形态特征逐渐减退或消失的现象。
18）如何防止菌种衰退？1、合理育种。
2、选用合适的培养基。
3、创造良好的培养条件。
4、控制传代次数。
5、利用不同类型的细胞进行移种传代。
6、采用有效的菌种保藏方法。
19）菌种：用于发酵过程作为活细胞催化剂的微生物，包括细菌、放线菌、酵母菌和霉菌四大类。
（来源于自然界大量的微生物，从中经分离并筛选出有用菌种。
）种子：种子扩大培养是指将保存在砂土管、冷冻干燥管中处休眠状态的生产菌种接入试管斜面活化后，再经过扁瓶或摇瓶及种子罐逐级扩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。
20）革兰氏染色法：一般包括初染、媒染、脱色、复染等四个步骤，革兰氏阳性菌都呈蓝紫色（芽孢杆菌、多数球菌、放线菌、真菌），革兰氏阴性菌都呈红色（无芽孢杆菌、少数球菌、弧菌）。