生物工艺学复习提纲终极版讲述

生物工艺学复习提纲

第一章绪论

1、什么叫生物工艺学？p1

生物工艺学，是研究生物技术产品生产的工艺技术问题的学科，是指以现代生命科学为基础，结合其他基础学科的科学原理，采用先进的过程技术手段，按照设计改造生物体或生物原料，为人类生产出所需要产品或达到某种目的的技术

2、生物反应的一般过程？p2-3,(读图1-2，理解生物反应过程，上游加工、下游加工、酶催化反应工程、细胞反应工程、废水的生物反应工程)

（1）原料的预处理

（2）生物催化剂的制备

（3）生化反应器及反应条件的选择与控制

（4）产物的分离纯化

酶催化反应过程：采用游离酶或固定化酶为催化剂时的反应过程，称为酶催化反应过程。细胞反应过程：采用活细胞为催化剂时的反应过程。包括微生物发酵反应过程，固定化细胞反应过程和动植物细胞培养过程。

废水的生物处理过程：它是利用微生物本身的分解能力和净化能力，除去废水中污浊物质的过程

3、生物技术的应用（了解，见PPT）

农业，食品工业，医药工业，化学冶金工业，能源工业，环境保护

第二章工业微生物菌种选育、制备、保藏

1、从自然界分离新菌种的步骤？p14

采样——增值培养——纯种分离——生产性能测定

采样；如何选取采样地点？例如酵母、霉菌。

对于酵母类或霉菌类微生物，由于它们对碳水化合物的需要量比较多，一般又喜欢偏酸性环境，所以酵母类，霉菌类在植物花朵，瓜果种子及腐殖质含量高的土壤等上面比较多。

增殖培养；什么是增殖培养？例如纤维素酶产生菌、脂肪酶产生菌、放线菌分离。

增值培养就是给混合菌群提供一些有利于所需菌株生长或不利于其他菌型生长的条件，以促使目标菌大量繁殖，从而有利于分离它们。

纯种培养；纯种分离的方法？划线、稀释

纯种分离一般采用单菌落分离法和稀释法

生产性能测定；一般采用两步法，即初筛和复筛

2、诱变育种？p15,诱变育种的基本程序？营养缺陷性？营养缺陷性的筛选过程？（理解抗生素法、过滤法淘汰野生型的原理；营养缺陷性检出的方法原理，点种法、夹层检出法、限量补充培养基检出法、影印法；营养缺陷性的鉴定，理解原理）诱变育种：通过人工处理微生物，使之发生突变，并运用合理的筛选程序和方法，把适合人类需要的优良菌株选育出来的过程

基本程序：出发菌株的挑选，敏感期和适合对象的选择，诱变剂的选择，诱变剂量的选择，初筛，复筛

营养缺陷型：指某一菌株在诱变后丧失了合成某种营养成分的能力，主要指合成维生素，氨基酸及嘌呤，嘧啶的能力，使其在基本培养基中不能生长，而必须在此培养基中加入相应物质才能生长的突变株

筛选过程：中间培养，淘汰野生型，营养缺陷型检出，营养缺陷型鉴定

抗生素法的基本原理是野生型细胞能在基本培养基上生长繁殖，可选用某种抗生素将生长状态的细胞杀死，而留下不能生长的缺陷型细胞。

过滤法是使能在基本培养基上生长形成菌丝体的野生型留在滤膜上，不能生长在营养缺陷型细胞则能透过滤膜。

营养缺陷性的鉴定常用生长谱法，即在基本培养基中加入某种物质时，能生长的菌便是某种物质的缺陷型。

3、杂交育种？p17什么叫原生质体融合？微生物原生质体融合的一般原理和过程。见PPT

杂交育种一般是指两个不同基因型的菌株通过接合或原生质体融合使遗传物质重新组合，再从中分离和筛选出具有新性状的菌株。

原生质体融合就是将双亲株的微生物细胞分别通过酶解去壁，使之形成原生质体，然后在高渗条件下混合，并加入物理的、化学的或生物的助融条件，使双亲株的原生质体间发生相互凝集和融合的过程。

4、DNA重组技术的一般步骤？p20

目标DNA片段的获得，与载体DNA分子的连接，重组DNA分子引入宿主细胞，选

择含有所需重组DNA分子的宿主细胞

5、菌种的退化（原因）、复壮措施？p29及PPT

原因：自然突变，环境条件

复壮措施：纯种分离法，淘汰已衰退的个体，

6、菌种保藏的原理？常用方法？p30及PPT

原理：人为地创造合适的环境条件，使微生物的代谢处于不活泼、生长繁殖受抑制的休眠状态。这些人工环境主要从低温、干燥、缺氧三方面设计。

方法：低温冻结保藏法，液氮保藏法，斜面保藏法，液体石蜡覆盖保藏法，载体保藏法，悬液保藏法

7、工业生产常用微生物菌种有哪些？写出至少5种

细菌，霉菌，放线菌，酵母菌，担子菌，藻类

8、菌种进入种子罐有两种方法：孢子进罐法，摇瓶菌丝进罐法。种子罐的级数：一级，二级，三级，四级

第三章工业培养基及其设计

1、制备培养基的基本原则？p36

目标明确，营养协调，条件适宜，经济合理

2、培养基的分类？p38-39（根据微生物类群、对培养基成分的了解程度、物理状态、功能分类，了解伊红美蓝培养基鉴别大肠杆菌与致病的沙门氏菌、志贺氏菌）

根据微生物类群：细菌培养基，放线菌培养基，酵母菌培养基，霉菌培养基，自养生物培养基，异养生物培养基

对培养基成分的了解程度：天然培养基（化学成分不确定），合成培养基（化学成分确定），半合成培养基（化学成分部分确定）

物理状态：固体培养基，半固体培养基，液体培养基

功能分类：选择培养基，鉴别培养基，选择压力培养基

伊红是一种红色酸性染料，美蓝是一种蓝色碱性染料。大肠杆菌能强烈分解乳糖产生大量有机酸，结果与两种染料结合形成深紫色菌落。由于伊红还发出略呈绿色的荧光，因此在反射光下可以看到深紫色菌落表面有绿色金属闪光。而肠道内的沙门氏菌和志贺氏菌不发酵乳糖，所以形成无色菌落。这样就可以将无害的大肠杆菌与致病的沙门氏菌和志贺氏菌区别开来。

3、培养基的设计（重点理解速效碳源、迟效碳源，葡萄糖分解阻遏；碳氮比与pH的关系p41）

速效碳源：能够被生物直接利用的含碳化合物，例如葡萄糖

迟效碳源：不能被生物直接利用，需分解后才能利用，如蔗糖

葡萄糖效应，亦“葡萄糖分解阻遏作用”，是指当菌种利用葡萄糖时产生的分解代谢产物会阻遏或抑制某些产物合成所需的酶系的形成或酶的活性的作用。

一般来说，当培养基C/N比高，发酵液倾向于酸性，pH低；C/N比低，发酵液倾向于中性、碱性，pH上升。

4、理解有机氮和无机氮源与速效氮源、迟效氮源的关系。

早期：容易利用易同化的氮源—无机氮源

中期：菌体的代谢酶系已形成、则利用蛋白质

速效氮源，通常是有利于机体的生长，迟效氮源有利于代谢产物的形成

5、常用的孢子培养基有哪些？

麸皮培养基，小米培养基，大米培养基，玉米碎屑培养基，用葡萄糖、蛋白胨、牛肉膏和食盐等配制的琼脂斜面培养基

6、种子培养基和发酵培养基对氮源、碳源和碳氮比的要求？

种子培养基：碳氮比较低，供孢子发芽、生长和菌体繁殖的培养基。

发酵培养基：碳氮比较高，供菌体生长、繁殖和合成大量代谢产物用的培养基

第四章生物工艺过程中的无菌技术

1、工业常用的无菌技术有哪些？p44，PPT

干热灭菌，湿热灭菌，射线灭菌，化学药剂灭菌，过滤除菌

2、什么是致死温度？致死时间？微生物热阻？p45

致死温度：杀死微生物的极限温度

致死时间：在致死温度下，杀死全部微生物所需要的时间

微生物热阻：微生物对热的抵抗力，即指微生物在某一特定条件下(主要是温度)的致死时间。

3、湿热灭菌的对数残留定律？非对数残留定律？p46

对数残留定律：在一定温度下，微生物受热致死遵循分子反应速率理论。

若开始灭菌(t=0)时，培养基中活的微生物数为N0，将式上式积分后可得到