(完整版)微生物工程重点
微生物工程 复习要点版
微生物工程第一章微生物工程概论1发酵的概念：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代谢产物的过程。
2微生物工程的组成部分主要为六个部分1培养基的制备2无菌空气的制备3菌种和种子的扩大培养4发酵的培养和控制5发酵产品的加工处理过程6微生物过程废弃物的处理3初级代谢产物——是微生物代谢产生的，并是微生物自身生长繁殖所必需的代谢产物，它们的生源和生物合成过程在各种微生物体内基本相同。
4次级代谢产物——是微生物在生长的稳定器合成的具有特定性生理功能的代谢产物，与菌体的生长繁殖无明确关系，它们的生物合成具有特异性，它基本上由微生物代谢产生的中间产物和初级代谢产物合成的。
5微生物微生物发酵产物的类型：菌体产品；微生物生物转化产品；微生物特殊机能的利用第二章工业微生物1工业生产对菌种的要求：工业菌种的基本特性1传性能稳定，有较高的生长速率2在发酵过程中不产生或少产生与目标产物性质相近的副产物3对原料要求不高4易于控制培养条件5非噬菌体溶源菌，具有抗噬菌体感染的能力6不是病原菌，不产生任何有害的物质2组成酶：酶的合成随菌体形成和合成，是细胞固有的酶，在菌体内含量相对稳定诱导酶：酶的合成与环境中某个物质有关，若环境中缺少这个物质，则酶合成停止。
诱导剂：有促使酶合成的物质，一般地，最有效的诱导剂是底物结构类似物3分解代谢阻遏现象：当同时存在两种可利用的C源或N源时，微生物优先利用的C源和N源会阻遏另外的利用慢的底物有关酶的合成。
（重点：葡萄糖效应）4反馈抑制——末端产物过量时会抑制该反应途径中初期步骤的酶的活性。
5工业上进行过量生产的方法：（一）遗传学方法：1,、营养缺陷型突变型的应用：使菌种发生基因突变，致使合成途径中某一步骤发生缺失，从而丧失合成某一些物质的能力，必须在培养过程中外源补加该营养物质才能生长的突变株。
1）直线代谢途径中过量几类某一中间产物，途径中某一酶缺失导致累积中间产物。
2）分支途径上，某一中间产物或另一末端产物的过量生产。
微生物工程重点内容
4、第三代微生物发酵技术 ——代谢调控技术
5、第四代发酵技术——基因工程技术
微生物工程
• 微生物工程既基于生物学知识、又依托工程概 念，解决的是生物技术产业化进程中的关键问 题，被誉为工业生物技术的核心。
4) 酵母：◇酵母膏、酵母浸出液、酵母粉
5）其他：◇牛肉膏、蛋白胨、动物心、肝等组织浸液等都含有丰富 的生长因子
五、水
生理功能：
1）是微生物机体的重要组成部分
2）进行代谢反应的介质
3）营养物、代谢物、氧气等必须溶解于水后 才能通过细胞表面进行正常的活动；
4）水的比热高，能有效吸收代谢过程中放出 的热，使细胞内温度不致骤然上升；同时水 又是热的良导体，有利于散热，可调节细胞 温度。
微生物工程的基本概念
利用微生物的特定性状和机能，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基因工程、 细胞工程、代谢工程、生物信息工程和计算机控 制等新技术结合并迅速发展起来的现代发酵技术。
微生物工程是渗透有工程学的微生物学， 是发酵技术工程化的发展。
微生物工程发展简史
生饼粉、蛋白胨等 来源广泛（大多为农副产品）、营养丰富、 价格低廉、适于工业化生产 一般不需要另加微量元素、维生素 等物质 由于成分复杂，不易重复，如对原料质量等方面不加控 制会影响生产稳定性
3.半合成（组合）培养基： 在合成培养基的基础上添加
些天然成份，以更有效地满足微生物对营养物的需要 如马铃薯 -蔗糖培养基
• 3.4 繁殖快 3.5 代谢强 3.6 易变异
二、工业化菌种的要求
微生物工程知识点整理
微生物工程知识点整理1.微生物基础知识：-微生物的分类和鉴定：包括原核生物和真核生物的分类，以及鉴定微生物的方法，如形态学观察、生理生化特性等。
-微生物培养方法：包括液体培养和固体培养的原理和操作方法，以及微生物的培养条件和培养基的配制。
-微生物生长动力学：包括微生物的生长曲线、最大生长速率、最佳生长温度和pH等影响微生物生长的因素。
2.微生物遗传学：-微生物基因组学：包括微生物基因组的测序技术、基因功能预测和生物信息学分析等。
-微生物基因工程：包括基因克隆、转化和表达等常用技术，以及临床应用中的基因检测和基因治疗等。
3.微生物酶工程：-微生物酶的筛选和改良：包括通过自然筛选和分子筛选等方法寻找有用的酶类，以及通过蛋白工程和亲和力改良等方法提高酶的性能。
-微生物酶的应用：包括酶催化的反应机制，如酶催化的底物选择性、催化剂活性和催化效率等，以及酶在工业生产和环境修复中的应用。
4.微生物代谢工程：-代谢途径与调控：包括微生物的代谢途径和相关酶的功能与调控机制，以及酶的合成和抑制等。
-微生物代谢工程的应用：包括微生物代谢途径的构建和功能的调控，以提高微生物对废弃物、有机化合物、药物和酿造食品等原料的利用效率。
5.微生物发酵工程：-发酵工艺的设计和优化：包括发酵产物、培养基和工艺参数等在发酵过程中的优化调整，以提高产量或降低成本。
-发酵过程的监测与控制：包括对发酵过程中微生物的生长和代谢情况进行监测，以及对发酵参数进行控制和调节，以提高产品质量和稳定性。
6.微生物资源和环境微生物工程：-微生物资源的保护和利用：包括对微生物多样性的研究和保存，以及对具有潜在应用价值的微生物资源的开发和利用。
-环境微生物工程：包括利用微生物降解有机废物和生物修复环境污染等技术，以保护环境和提高生态系统的稳定性。
以上只是微生物工程的一些重要知识点的简单整理，实际上微生物工程是一个非常广泛和深入的领域，涉及到生物技术、工程学和环境科学等多个学科的交叉融合。
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第一章微生物工程的组成部分：（1）上游工程（2）生物反应过程（3）下游工程微生物工业产品类型：（1）代谢产物初级代谢产物、次级代谢产物、基因工程外源蛋白（2）菌体活性微生物、富含有用物质的微生物（3）酶制剂α-淀粉酶、糖化酶、蛋白酶、果胶酶、纤维素酶等（4）转化产品甾体激素、抗生素、前列腺素（5）机能利用净化环境、生态平衡、探矿、采矿等发酵工业概念：发酵工业是传统发酵技术和现代DNA重组、细胞融合等新技术相结合并发展起来的现代生物技术，并通过现代化学工程技术，生产有用物质或直接用于工业化生产的一种大工业体系。
次级代谢：是指微生物在一定的生长时期，以初级代谢产物为前体，合成一些对微生物的生命活动无明确功能的物质的过程。
次级代谢产物：通过次级代谢合成的产物，是微生物在生长的稳定期合成具有特定功能的代谢产物，与菌体的生长繁殖无明确关系，它们的生物合成具有特异性。
如抗生素，植物碱等。
微生物工程的特点是什么？发展趋势如何？特点：（1）原料广，价格低（2）微生物种类多，分布广，具有可变异性（3）反应条件温和（4）发酵途径多样化，产品多样化（5）生长繁殖速度快，生产周期短（6）需要控制生产环境，避免杂菌污染发展趋势：微生物工程结合了基因工程、酶工程、细胞工程技术，现代生物技术的快速发展给微生物工程提供了巨大的发展空间。
如： 1、菌种技术：菌种的筛选（极端微生物、转基因菌种)2、发酵技术：发酵培养基制备技术、发酵路线的优化和控制3、微生物工程下游分离、纯化技术。
第二章简要分析工业微生物菌种的基本要求？（1）具备高产目的代谢产物的能力（2）生长繁殖力强，较高的生长速率，发酵周期短（3）能利用低价格、来源广的农副产品原料，发酵成本低（4）培养条件要求不高，培养条件易于控制（5）无副产品或少副产品（6）有稳定的遗产性状，不易变异和退化。
以保证产品的稳定性（7）非病源微生物。
第三章工业微生物的代谢调节和代谢工程微生物的代谢：代谢是细胞内所有的生物化学过程的总称，包括物质代谢和能量代谢两个方面。
微生物工程重点
一，1．微生物工程概念：微生物工程（Microbial engineering ）是微生物学与工程学有机结合的产物。
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．微生物工程发展简史：1 天然发酵阶段：酿酒、酱、醋以及烘制面包等2 纯培养技术建立3 深层培养技术的建立4。
微生物工程二，1．自然界分离微生物的一般操作过程：标本采集标本材料的预处理富集培养菌种初筛菌种复筛性能鉴定菌种保藏2．从环境中分离目的微生物时，为何一定要进行目的培养：增加待分离菌的数量，使目的菌种占优势，快速分离纯化，增加分离成功率。
三，1．微生物生长的主要代谢途径：分解代谢和合成代谢。
微生物通过分解代谢将从环境中吸收的各种碳源，氮源等物质降解，为细胞的生命活动提供能源和小分子中间体。
分解代谢包括各种中心途径如TCA，EMP和HMP，以及外周途径。
微生物的合成代谢是利用分解代谢的能量和中间体合成氨基酸，核酸等单体物质，及蛋白质，核酸，多糖等多聚物。
2．诱导酶和组成酶的概念：微生物不论生长在什么培养基中，其有些酶总是适量的存在，他们是不依赖于酶底物或底物的结构类似物的存在而合成的酶，如葡萄糖转化为丙酮酸过程中的各种酶，这些酶称为组成酶。
诱导酶又称为适应性酶，是依赖于某种底物或底物的结构类似物的存在而合成的酶。
3．色氨酸操作子的调节机理：衰减调控机制。
①. 当有色氨酸时，完整翻译短肽核糖体停留在终止密码子处，邻近区段2位置阻碍了2,3配对使3, 4区段配对形成发夹结构终止子RNA酶在弱化子处终止，不能向前移动。
②.如缺乏色氨酸，核糖体到达色氨酸密码子时由于没有色氨酰tRNA的供应停留在该密码子位置，位于区段1 使区段2与区段3配对区段4无对应序列配对呈单链状态RNA聚合酶通过弱化子，继续向前移动，转录出完整的多顺反子序列。
微生物工程复习重点
微生物工程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。
富集培养是在目的微生物含量较少时，根据微生物的生理特点，设计一种选择性培养基，创造有利的生长条件，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，以利分离到所需的菌株。
透明圈法、变色圈法、生长圈法、抑菌圈法（概念）组成酶：不依赖于酶底物或类似物的存在而合成诱导酶：依赖于某种底物或底物的结构类似物的存在而合成代谢工程：利用生物学原理，系统分析细胞代谢网络，并通过DNA重组技术合理设计细胞代谢途径及遗传修饰，进而完成细胞特性改造的应用性学科。
节点：代谢网络分流处的代谢产物（其中对终产物合成起决定作用的少数节点称为主节点）依赖型网络：如果网络或亚网络中的每一节点都依照化学计量规则将代谢物转化为终端产物的组成部分，那么这样的网络或亚网络就是相依型网络。
独立型网络：若由主要节点流出的代谢物不能完全合成终端产物，即代谢网络的主节点不集中，就属于独立型网络。
原生质体融合：就是把两个亲本的细胞分别去掉细胞壁，获得原生质体，将两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，发生细胞质融合，接着两亲本基因组由接触到交换，从而实现遗传重组。
生长因子：微生物生长不可缺少的微量有机物质。
前体：指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，而其自身的结构并没有多大变化，但是产物的产量却因加入前体而又较大的提高。
促进剂：是指那些非细胞生长所必需的营养物，又非前体，但加入后却能提高产量的添加剂。
抑制剂：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。
溶解氧(DO)：是指溶解于水中的氧的含量,它以每升水中氧气的毫克数表示.摄氧率（OUR）：单位时间内单位体积培养液中微生物摄取氧的量。
《微生物工程》重点
名词解释（每小题3 分，共18 分）搅拌功率：是指搅拌器输入搅拌液体的功率，具体是指以既定的速度旋转时，用以克服介质阻力所需用的功率，简称为轴功率（P轴）。
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过程的理论和工程技术体系。
葡萄糖效应：是指有两种碳源（氮源）分解底物同时存在时，细胞利用快的那种分解底物会阻遏利用慢的底物的有关的合成和积累的现象，如E.coil培养在含乳糖和葡萄糖的培养基上，会先利用葡萄糖，并在葡萄糖耗尽后才开始用乳糖，因葡萄糖分解阻遏分解乳糖酶系的合成与积累。
接种龄：是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。
高密度发酵：代谢产物的合成是靠菌体作为生产者完成的，菌体量越多，自然产量越大，但其前提条件是此时菌体生产能力应保持在最佳状态，并具有最适当的生产条件，包括足够的产物合成所需的基质、前体、诱导物等原料以及无有害代谢产物的积累。
高密度发酵就是适应了这一要求而被广泛重视。
分批发酵：是指准封闭培养，指一次性投料、接种直到发酵结束，此过程中发酵液始终留在发酵罐内，属典型的非稳态过程。
连续发酵：是指发酵过程中一边补入新鲜料液一边放出等量的发酵液，使发酵罐内的体积维持恒定的发酵方式。
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合成到产物分子中去，而其自身的结构并没有多大变化，但是产物的产量却因其加入而有较大的提高的一类化合物。
代谢工程育种：是通过特定突变型的选育，达到改变代谢通路、降低支路代谢终产物的生产或切断支路代谢途径及提高细胞膜的透性，使代谢流向目的产物积累的方向进行。
生长因子：是一类调节微生物正常代谢活动的，不能由碳源、氮源自行合成的微量有机物。
（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、维生素等均成为生长因子）微生物的热阻：微生物对热的抵抗力称为热阻，即指微生物在某一特定条件（主要是温度）下的致死时间。
微生物工程知识点整理
微生物工程知识点整理1.微生物的分类和生理特性：微生物包括细菌、真菌、病毒等。
了解各类微生物的分类和生理特性，包括细胞结构、代谢途径、生长条件等，对于微生物工程的应用是至关重要的。
2.微生物培养技术：微生物培养是微生物工程的基础，掌握各种微生物培养技术对于大规模生产有用的微生物和化学品至关重要。
常见的培养技术包括批式培养、连续培养、固定化培养等。
3.微生物代谢工程：通过改造微生物的代谢途径和调控代谢网络，可以使微生物产生目标化合物。
微生物代谢工程涉及到基因调控、基因工程、酶工程等领域。
4.遗传工程技术：微生物工程中常用的遗传工程技术包括基因克隆、基因表达、基因敲除等。
这些技术可以用来改造微生物的基因组，使其具备合成目标化合物的能力，或者改变其代谢途径。
5.酶工程：酶工程是将酶用于工业生产的技术。
通过酶的改造和优化，可以提高酶的活性、稳定性和选择性，从而提高酶在工业上的应用效果。
6.发酵工艺：发酵是微生物工程中常用的生产技术，通过合理设计和控制发酵过程，可以获得高产量和高产品质量。
发酵工艺涉及到培养基的设计、发酵条件的控制、产物的分离和纯化等。
7.生物传感器：生物传感器是一种利用生物体或其中的生物系统对生物学、化学和物理信号进行检测和转换的装置。
生物传感器被广泛应用于环境监测、食品安全和医学诊断等领域。
8.生物催化：生物催化是利用酶或细胞来催化化学反应的技术。
生物催化具有高效、特异性和环境友好的特点，被广泛应用于合成药物、生物燃料和化工产品等领域。
9.污水处理和生物修复：微生物工程在污水处理和生物修复中发挥着重要作用。
通过利用微生物来降解有机物和处理废水，可以实现环境友好的废水处理和土壤修复。
10.合成生物学：合成生物学是一门集合了生物学、工程学和计算机科学的学科，旨在设计和构建新的生物系统和合成生物部件。
合成生物学在微生物工程中有广泛的应用，可以用来构建新的代谢途径和合成新的化学品。
以上是微生物工程的一些主要知识点，了解和掌握这些知识对于进行微生物工程研究和应用具有重要意义。
微生物工程复习
名词解释1.巴斯德效应: 有氧条件下, 发酵作用受克制的现象（或氧对发酵的克制现象）。
2.酵母Ⅰ型发酵: 酵母菌将葡萄糖经EMP途径降解生成2分子终端产物丙酮酸, 后丙酮酸脱羧生成乙醛, 乙醛作为氢受体使NADH氧化生成NAD+, 同时乙醛被还原生成乙醇(乙醇脱氢酶活性强, 乙醛为氢受体, 生成乙醇)。
3.酵母Ⅱ型发酵：当环境中存在亚硫酸氢钠时, 亚硫酸氢钠可与乙醛反映, 生成难溶的磺化羟基乙醛, 该化合物失去了作为受氢体使NADH脱氢氧化的性能, 而不能形成乙醇, 转而使磷酸二羟丙酮替代乙醛作为受氢体, 生成a -磷酸甘油, a -磷酸甘油进一步水解脱磷酸生成甘油。
（磷酸二羟丙酮为氢受体, 生成甘油）。
4.酵母Ⅲ型发酵: 葡萄糖经EMP途径生成丙酮酸, 后脱羧生成乙醛, 如处在弱碱性环境条件下（pH 7.6）, 乙醛因得不到足够的氢而积累, 2个乙醛分子间发生歧化反映, 1分子乙醛作为氧化剂被还原成乙醇, 另1个则作为还原剂被氧化为乙酸。
而磷酸二羟丙酮作为NADH的氢受体, 使NAD+再生, 产物为乙醇、乙酸和甘油（碱性条件, 歧化反映, 生成甘油、乙醇、乙酸和CO2）。
5.分批培养: 在一个密闭系统内一次性加入有限数量的营养物质进行培养的方法。
6.补料分批培养: 补料分批培养又称半连续培养或半连续发酵, 是指在分批培养过程中,间歇或连续地补加新鲜培养基的培养方法。
7.连续培养: 又称连续发酵, 是在开放系统中进行的, 指以一定的速率向发酵罐内添加新鲜培养基, 同时以相同的速度流出培养液, 从而使发酵罐内的液量维持恒定, 使培养物再近似恒定的状态下生长的培养方法。
8.标准呼吸链: 一种氧化时能产生ATP积累, 会克制PFK的呼气链。
9.侧呼吸链：对水杨酰异羟肟酸（SHAM）敏感, 不产生ATP, 不克制PFK；缺氧导致侧呼吸链不可逆失活, 柠檬酸产率急剧下降。
10.协同反馈克制: 在分支代谢途径中, 几种末端产物同时都过量, 才对途径中的第一个酶具有克制作用。
微生物工程考试重点
诱变育种：是利用物理或化学诱变剂处理微生物，提高基因突变频率，再通过筛选，获得所需优良菌种的方法。
（基因突变）杂交育种：指两个基因型不同的菌株通过接合使遗传物质重新组合的育种过程。
原生质体融合育种：通过酶解作用将两亲本的细胞壁去除，在高渗条件下放出原生质体，再将它们在高渗条件下混合，加入融合促进剂助融，通过细胞质融合，促进两套基因接触交换，遗传重组，在适宜条件下使细胞壁再生，从而获得重组体的过程。
(常用方法化学因子助融法，电场诱导法）基因工程育种基本程序1目的基因的获取2目的基因与载体连接3重组DNA导入受体细胞4外源基因在重组菌种的克隆与表达5重组体的筛选与表达产物鉴定菌种退化:指生产菌种或选育过程中筛选出来的优良菌株,由于移接传代或保藏之后，某些生理特征或形态特征逐渐减退或完全丧失的现象。
原因：1.菌种保藏不当2.菌种生长要求没有得到满足培养基的配制原则:要满足微生物生长代谢所必需的营养;各种营养组分比例适当,能产生最大量的目的产物;培养基pH,渗透压,水活度条件适宜。
生产实践中,培养基原料应来源广,价格低,性质稳定,且副产品少。
常见灭菌方法：1.干热灭菌160摄氏度，1h 2.湿热灭菌121摄氏度20-30min 3.化学药剂灭菌4.射线灭菌5过滤除菌培养基的分批灭菌：实消：将培养基放入发酵设备一起灭菌的方法。
空消：发酵罐单独灭菌为空罐灭菌即空消。
分批灭菌优缺点：优点：设备投资少，灭菌后再次感染杂菌机会小，发酵罐内有搅拌,加热均匀，适合发泡性强，粘度大，固形物含量高的物质缺点：对培养基成分破坏大，升温时间长三阶段：加热升温阶段，保温阶段，冷却阶段培养基的连续灭菌：指将培养基在发酵罐外连续加热，保温，冷却，然后进入发酵罐内的过程，即连消。
优点：避免营养成分大量破坏，提高发酵设备利用率，蒸汽用量平稳，适宜自动控制，劳动强度低缺点：设备投资大，设备复杂连消塔喷淋冷却流程：培养基预热，加热灭菌，维持灭菌温度，冷却过滤除菌机理：1.惯性碰撞截留作用机理（适合气流大）2.拦截滞留作用机理3重力沉降作用机理4.布朗扩散作用机理5.静电吸附作用机理（2-5适合气流小）微生物代谢调节（酶合成调节）方式有诱导和阻遏。
微生物工程名词解释重点整理
一、名词解释：•微生物工程又叫发酵工程主要指在最适发酵条件下，发酵罐中大量培养细胞和生产代谢产物的工艺技术。
就是利用微生物发酵作用，通过现代工程技术手段来生产有用物质，或者把微生物直接应用于生物反应器的技术。
它是在发酵工艺基础上吸收基因工程、细胞工程和酶工程以及其他技术的成果而形成的。
•微生物的生物转化是利用生物细胞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潜在经济价值的化合物。
最终产物是由微生物细胞的酶或酶系对底物某一特定部位进行化学反应而形成的。
•微生物的纯培养•纯培养：微生物学中把从一个细胞或一群相同的细胞经过培养繁殖而得到的后代,称纯培养。
在进行菌种鉴定时，所用的微生物一般均要求为纯的培养物。
得到纯培养的过程称为分离纯化。
•是指在适宜条件下培养纯种获得培养物（群体）。
单个微生物在适宜的固体培养基表面或内部生长、繁殖到一定程度可以形成肉眼可见的、有一定形态结构的子细胞群体，称为菌落。
一个菌落是一个纯种，也是一个纯培养。
纯培养只允许生产菌，不允许其它微生物（即“杂菌”）存在。
•微生物的深层培养•深层培养法：是以微生物细胞生长于液体培养基深层（厌氧或好氧）中进行培养的方法。
•液体深层培养：用液体深层发酵罐从罐底部通气，送入的空气由搅拌桨叶分散成微小气泡以促进氧的溶解。
这种由罐底部通气搅拌的培养方法，相对于由气液界面靠自然扩散使氧溶解的表面培养法来讲，称为深层培养法。
特点是容易按照生产菌种对于代谢的营养要求以及不同生理时期的通气、搅拌、温度、与培养基中氢离子浓度等条件，选择最佳培养条件。
•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，从而选育出优良菌种的过程，叫做自然选育。
•诱变育种诱变育种是指用人工的方法处理微生物，使它们发生突变，再从中筛选出符合要求的突变菌株，供生产和科学实验用。
诱变育种与其他育种方法相比，具有操作简便、速度快和收效大的优点。
诱变育种包括出发菌种选择、诱变处理和筛选突变株三个部分。
微生物工程重点总结
简明微生物工程复习重点1-微生物工程概论一．什么是微生物工程？微生物工程是以微生物为主体，应用生物科学，特别是微生物学的理论和方法，结合现代工程技术手段，利用微生物的某种特定性状和功能，按照人们设计的蓝图，改良、加工、繁殖微生物，以获取微生物体本身或其代谢产物等有用物质，为人类生产、生活为目的的一门新兴学科。
二．微生物工程主要应用在哪些领域？试举例说明。
微生物工程在食品工业中的应用：含醇饮料：葡萄酒、果酒、黄酒传统调味品及发酵食品：酱、酱油、醋发酵乳制品：奶酒、干酪、酸奶等；医药卫生：抗生素，氨基酸，维生素，生物制品等轻工业：糖酶，蛋白酶，果胶酶，过氧化氢酶化工能源产品：烷烃：甲烷。
醇及溶剂：乙醇、甘油(丙三解)等。
清洁能源：氢气等。
农业：生物农药：微生物杀虫剂、防治病害如杀稻瘟菌素等。
食用菌和药用真菌环境保护：厌气发酵法：如沼气发酵；好气发酵法：如活性污泥对工业和生活污水处理；三．什么是半合成抗生素？试举例说明。
某些天然抗生素在去侧链后，可用化学合成法接上新的侧链而改变原有抗菌谱或其它特性，这样的抗生素就被称为半合成抗生素。
例：常用的半合成青霉素：甲氧苯青霉素(新青Ⅰ)、氨苄青霉素。
常用的半合成头孢菌素：头孢利定四．深层培养技术又称沉没培养法。
有时也称液体培养法。
在深层的液体培养中进行的一种发酵培养方法。
操作时将无菌空气通入容器中，不断搅拌，使微生物充分与氧气接触而迅速繁殖。
占地面积小，劳动力省，产量高，适合于机械化和自动化生产。
适用于需氧性微生物。
2-生产菌种的来源一．微生物工程的工业生产三要素：生产菌种的性能、发酵及提纯工艺条件、生产设备二．一般菌种分离纯化和筛选的步骤是什么？标本采集→标本材料的预处理→富集培养→菌种初筛→菌种复筛→性能鉴定→菌种保藏。
三．常用的标本预处理的目的是什么？方法有哪些？举例说明。
预处理可大大提高菌种分离效率。
(1)采用热处理方法减少材料中的细菌数：小单孢菌属(2)采用膜过滤和离心的方法浓缩水中的细胞：小单孢菌属、链霉菌属(3)采用化学方法：链霉菌属(4)诱饵法：将固体基质（如蛇皮、花粉）等加到待检的土壤或水中，待其菌落长出后再铺平板分离：小瓶菌属、游动菌属(5)空气搅拌法：在空气中搅拌，收集孢子沉淀，如稻草的处理。
微生物工程名词解释重点整理
微生物工程名词解释重点整理微生物工程名词解释重点整理半合成抗生素：某些天然抗生素在去侧链后，可用化学合成法接上新的侧链而改变原有抗菌谱或其它特性，这样的抗生素就被称为半合成抗生素。
深层培养技术：在深层的液体培养中进行的一种发酵培养方法。
杂交育种：是指将两个基因型不同的菌株经吻合或接合，使遗传物质重新组合，从中分离和筛选具有新性状的菌株。
质粒的分-裂不稳定：是指基因工程菌分-裂时，出现一定比例不含质粒的子代菌。
质粒的结构不稳定：是指外源基因从质粒上丢失、碱基重排或缺失，引起基因工程菌性能的改变。
菌种衰退：菌种经过长期人工培养或保藏，由于自发突变的作用而引起某些优良特性变弱或消失的现象。
代谢调节：是指微生物的代谢速度和方向按照微生物的需要而改变的一种作用，即自我调节。
微生物代谢的控制：是指运用人为的方法对微生物的代谢调节进行遗传改造和条件的控制，以期按照人们的愿望，生产有用的微生物制品。
反馈抑制：是指代谢的末端产物对酶（往往是代谢途径中的第一个酶）活性的抑制。
诱导剂：能够诱导某种酶合成的化合物称为该酶的诱导剂,诱导剂可以是被诱导的酶的底物或底物的结构类似物。
组成酶：是机体内一类不依赖于酶的底物或底物结构类似物的存在而合成的酶。
诱导酶（又称适应酶）：是一类依赖于底物或底物结构类似物的存在而合成的酶。
初级代谢：是为生物提供能量、合成中间体及其关键大分子的各种相互关联的代谢网络，对菌的生长是必需的。
产物有单糖、核苷酸、脂肪酸、蛋白质、核酸、多糖、脂类等等。
次级代谢：次级代谢主要涉及合成过程，其终产物、次级代谢物对菌的生长不是必需的，对其生命活动可能具有某种意义，通常是在生长后期开始形成的。
次级代谢产物主要有抗生素、维生素、生物碱、色素、毒素等等。
前体：是指加入到发酵培养基中的某些化合物，能被微生物直接结合到产物分子中去，而自身的结构无多大变化，却能提高产物的产量。
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。
微生物工程重点整理二
二、问答题：• 1.微生物发酵工业的基本流程是什么？•一般流程可分为三个步骤：第一，准备阶段；第二，发酵阶段；第三，产品的分离提取阶段。
准备阶段的任务包括四个方面，即各种器具的准备，培养基的准备，优良菌种的选择或培育，器具和培养基的消毒。
（1）优良菌种是保证发酵产品质量好、产量高的基础。
优良菌种的取得，最初是通过对自然菌体进行筛选得到的。
20世纪40年代开始使用物理的或化学的诱变剂，如紫外线、芥子气等处理菌种，进行人工诱发突变，从而迅速先育出比自然菌种更优良的菌种。
后来，又运用细胞工程和遗传工程的成果来获取菌种。
例如，使用大肠杆菌生产人类的胰岛素、生长素、干扰毒等等。
菌种经诱变处理后，会产生各种各样的突变类型。
一般要经过初筛和复筛两个阶段，挑选出所需要的突变类型。
然后才进行扩大培养和接种，扩大培养可以缩短微生物生长的调整期。
下面以青霉素产生菌高产突变菌种的筛选为例说明。
将经诱变处理的菌液按一定浓度稀释后，涂布在平板培养基上。
培养后，将单个菌落挑到斜面培养基上，经培养后，再将斜面上的菌落逐个接种到摇瓶中，振荡培养后测它们的抗生素效价。
这就是初筛。
初筛中所得到的超过对照效价10%以上的菌种，再进行复筛。
复筛的过程与初筛基本相同，不同的是一般将斜面上的单个菌落接种到三个摇瓶中，得出平均效价。
复筛可进行1～3次。
由此筛选出的高产稳定菌种还要经过小型甚至中型试验，才能用到发酵生产中。
（2）培养基的配置要遵守目的要明确，营养要协调，PH要适宜的原则。
（3）发酵过程中不能有杂菌污染，不仅要对培养基进行灭菌，还要对发酵装置进行灭菌，通入的空气也要进行灭菌。
灭菌不仅要杀死杂菌细胞，还要杀死芽孢和孢子。
发酵过程是发酵的中心阶段。
在此过程中关键是要控制发酵的条件，如温度，pH，溶氧，通气量与转速等。
原因是环境条件的变化，不仅会影响菌种的生长繁殖，还会影响菌种代谢产物的形成。
分离提纯阶段是提取发酵工程产品的最后阶段，包括代谢产物和菌体自身的提取，代谢产物可采用蒸馏，萃取，离子交换等方法提取；菌体自身可采用过滤，沉淀等方法从培养液中分离出来。
微生物工程重点整理
微生物工程复习资料第一章绪论1、微生物工程：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把微生物直接作为生物反应器的技术体系；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、微生物工程的特点：优点（与化学工程相比）：1、生产过程通常在常温常压下进行，操作条件温和，不需考虑防爆问题。
2、原料以碳水化合物为主，不含有毒物质，没有精制的必要。
3、生产过程是以生命体的自动调节方式进行的，因此多个反应就象一个反应一样，可在单一设备（发酵罐）中进行。
4、能容易地生产复杂的高分子化合物，如酶、光学活性体等。
5、能高度选择性地进行复杂化合物在特定部位反应，如氧化、还原、官能团导入等。
6、生产产品的生物体本身也是发酵产物，富含维生素、蛋白质、酶等有用物质；除特殊情况外，培养液一般不会对人和动物造成危害。
7、通过微生物菌种改良，能够利用原有设备使生产飞跃上升。
例如青霉素的生产。
面临的挑战：1、化学合成工业的竞争；2、农业生物工程的冲击。
3、发酵工业对微生物菌种的要求：1、能在廉价原料制成的培养基上迅速生长，并形成所需的代谢产物，产量高。
2、可以在易于控制的培养条件下迅速生长和发酵，且所需酶活力高。
3、根据代谢控制的要求，选择单产高的营养缺陷型突变株或调节突变株或野生菌株。
4、选育抗噬菌体能力强的菌株，使其不易感染噬菌体。
5、菌种纯粹，不易变异退化，以保证发酵生产和产品质量的稳定性。
6、菌种不是病原菌，不产生有害的生物活性物质和毒素，以保证安全。
4、发酵工程发展过程中几个标志性人物和事件：1）1680列文胡克显微镜2）1857 巴斯德证明了酒精是由活的酵母发酵引起3）1897 毕希纳发现磨碎的酵母仍使糖发酵形成酒精──酶4）1905 科赫固体培养基的发明，奠定了纯培养技术。
5）1928 弗莱明发现青霉素6）1953 Watson 和Crick 双螺旋结构5、发酵工程研究内容（5点）：1）微生物菌株选育——微生物菌株选育、改造与功能优化技术；2）发酵工艺——发酵过程优化、控制与反应器技术；3）单元操作——发酵工程过程工程技术；4）发酵产品分离提取工艺——发酵产品高效提取技术与装备；5）废物处理——绿色制造工艺的开发。
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第一章微生物工程的组成部分：（1）上游工程（2）生物反应过程（3）下游工程微生物工业产品类型：（1）代谢产物初级代谢产物、次级代谢产物、基因工程外源蛋白（2）菌体活性微生物、富含有用物质的微生物（3）酶制剂α-淀粉酶、糖化酶、蛋白酶、果胶酶、纤维素酶等（4）转化产品甾体激素、抗生素、前列腺素（5）机能利用净化环境、生态平衡、探矿、采矿等发酵工业概念：发酵工业是传统发酵技术和现代DNA重组、细胞融合等新技术相结合并发展起来的现代生物技术，并通过现代化学工程技术，生产有用物质或直接用于工业化生产的一种大工业体系。
次级代谢：是指微生物在一定的生长时期，以初级代谢产物为前体，合成一些对微生物的生命活动无明确功能的物质的过程。
次级代谢产物：通过次级代谢合成的产物，是微生物在生长的稳定期合成具有特定功能的代谢产物，与菌体的生长繁殖无明确关系，它们的生物合成具有特异性。
如抗生素，植物碱等。
微生物工程的特点是什么？发展趋势如何？特点：（1）原料广，价格低（2）微生物种类多，分布广，具有可变异性（3）反应条件温和（4）发酵途径多样化，产品多样化（5）生长繁殖速度快，生产周期短（6）需要控制生产环境，避免杂菌污染发展趋势：微生物工程结合了基因工程、酶工程、细胞工程技术，现代生物技术的快速发展给微生物工程提供了巨大的发展空间。
如： 1、菌种技术：菌种的筛选（极端微生物、转基因菌种)2、发酵技术：发酵培养基制备技术、发酵路线的优化和控制3、微生物工程下游分离、纯化技术。
第二章简要分析工业微生物菌种的基本要求？（1）具备高产目的代谢产物的能力（2）生长繁殖力强，较高的生长速率，发酵周期短（3）能利用低价格、来源广的农副产品原料，发酵成本低（4）培养条件要求不高，培养条件易于控制（5）无副产品或少副产品（6）有稳定的遗产性状，不易变异和退化。
以保证产品的稳定性（7）非病源微生物。
第三章工业微生物的代谢调节和代谢工程微生物的代谢：代谢是细胞内所有的生物化学过程的总称，包括物质代谢和能量代谢两个方面。
微生物代谢调节的方式：1、细胞透性的调节：细胞质膜的透性直接影响物质的吸收和代谢产物的分泌，从而影响到细胞内代谢的变化。
2、限制基质与酶的接近：细胞具有复杂的膜结构使其代谢活动只能在特定的部位上进行，代谢活动是区域化的，其实质是控制酶与底物接触，使各个反应有序地进行。
（1）原核微生物：细胞结构虽然简单，但也划分出不同的区域，与某一代谢途径有关的酶系则集中某一区域，以保证这一代谢途径的酶促反应顺利进行，避免了其他途径的干扰。
（2）真核微生物：细胞里，各种酶系被细胞器隔离分布。
3.控制代谢流;处于一定环境条件下的微生物培养物中，参与代谢的物质在代谢网络的有关代谢途径中按一定规律流动，形成微生物代谢的物质流。
微生物控制代谢流的方法：（1）调节现有酶的量（2）改变已有酶分子的酶活性调节：酶活性调节是指通过改变已有酶分子的活性来调节代谢速度的调节方式。
特点：是在蛋白质水平上的调节，直接，见效快。
1、酶的激活：在激活剂的作用下，使原来无活性的酶变成有活性，或使原来活性低的酶提高了活性的现象。
激活剂：凡是能提高酶活性的物质称为激活剂；激活剂大多数是金属离子：Na+、K+、Mg2+、Zn2+、Ca2+、Fe2+、Co2+、Ni2+代谢调节的激活作用：代谢物对酶的激活。
（1）前（体）馈激活：指代谢途径中后面的酶促反应可被该途径中较前面的一个中间产物所促进。
（2）代谢中间产物的反馈激活：指代谢中间产物对该代谢途径的前面的酶起激活作用。
2、酶的抑制抑制: 由于某些物质的存在，降低酶活性的现象；抑制可以是可逆或不可逆的。
在代谢调节过程中所发生的抑制现象主要是可逆的，而且大多属于反馈抑制（即末端产物对酶活性的抑制）3、酶活性调节的机制（1）变构调节：有些酶除了活性中心（结合部位和催化部位）外，还存在一个特殊的调控部位，即变构中心，当特异性分子非共价地结合到这个部位时，可以改变酶分子构象，对酶起到激活或抑制的作用。
具有变构作用的酶称为变构酶。
由于变构剂与变构中心的结合而引起酶活性改变的现象称为变构调节。
（2）共价修饰某些酶蛋白肽链上的侧链基团在另一酶（修饰酶）的催化下可与某种化学基团发生共价结合或解离，从而改变酶的活性，这一调节酶活性的方式称为酶的共价修饰。
共价修饰作用可分为可逆和不可逆两种化学基团：磷酸基、甲基、乙基、腺苷酰基。
蛋白质的共价部位：氨基酸残基上的羟基。
1）可逆共价修饰大多数共价调节是通过特定部位的丝氨酸、苏氨酸、酪氨酸的侧链（-OH）的磷酸化和去磷酸化来调节的。
（意义：可在短时间经信号启动，触发生成大量的活性酶。
更容易控制酶的活性以响应环境代谢的。
）2）不可逆共价修饰酶原的激活：无活性的酶原必须在一定条件下，去掉一个或者几个特殊的肽键，从而使酶的构象发生一定的变化才有活性。
（3）缔合与解离能进行这种转变的蛋白质由多个亚基组成，蛋白质活化与钝化是通过组成它的亚基单位的缔合与解离实现的。
（4）竞争性抑制一些蛋白质的生物活性受代谢物的竞争性抑制。
酶的诱导：（1）组成酶和诱导酶：根据酶的生成是否与环境中所存在的该酶底物或其有关物的关系，可把酶划分成组成酶和诱导酶两类。
组成酶：是细胞固有的酶，它们的合成与环境无关，随菌体形成而合成，在菌体内的含量相对稳定。
（如：糖酵解途径有关的酶）诱导酶：只有在环境中存在诱导剂时，它们才开始合成，一旦环境中没有诱导剂，酶的合成就终止。
（诱导酶是细胞为适应外来底物或其结构类似物而临时合成的一类酶。
）（2）酶的诱导合成：①协同诱导：即当诱导物加入后，微生物能同时或几乎同时诱导几种酶的合成，它主要存在于短的代谢途径中。
②顺序诱导：即先合成能分解底物的酶，再依次合成分解各中间代谢物的酶，以达到对较复杂代谢途径的分段调节。
酶合成的阻遏在某代谢途径中，当末端产物过量时，微生物的调节体系就会阻止代谢途径中包括关键酶在内的一系列酶的合成，从而彻底地控制代谢，减少末端产物的生成，这种现象称为酶合成的阻遏。
酶合成的阻遏包括：末端产物阻遏：由于某代谢途径末端产物的过量积累而引起酶合成的阻遏产物末端代谢产物阻遏。
特点：同时阻止合成途径中所有酶的合成。
对直线式反应途径来说，未端产物阻遏的情况较为简单，即产物作用于代谢途径中的各种酶，使之合成受阻遏止，例如精氨酸的生物合成途径。
对分支代谢途径来说，情况较为复杂。
每种未端产物仅专一地阻遏合成它的那条分支途径的酶。
而代谢途径分支点前的酶则受所有分支途径末端产物的共同阻遏。
分解代谢物阻遏：指细胞内同时存在两种以上可利用底物（碳源或氮源）时，利用快的那种底物会阻遏利用慢的底物的有关酶合成的现象。
这种阻遏并不是快速利用底物直接作用的结果，而是由这种底物分解过程中产生的中间代谢物引起，因此称为分解代谢物阻遏。
第四章培养基的设计与灭菌1、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。
2、前体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。
用法：前体使用时普遍采用流加的方法（前体一般都有毒性，浓度过大对菌体的生长不利。
）3、产物促进剂和抑制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。
如酶的诱导物3、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正常代谢的某一中间产物积累起来。
设计培养基的原则1、培养微生物的目标要明确2、培养基中的营养组分要协调3、培养基的理化条件要适宜4、培养基的成本要尽可能的经济节约对大多数微生物的培养与发酵而言，要考虑向培养基中添加的成分主要有哪几类？为什么？答：主要分类：碳源、氮源、无机盐、水、生长因子、能源原因：（1）碳源：微生物细胞干物质中含碳量约为50%，出去水分内外，碳源是需求最大的营养物。
异养微生物必须利用有机碳源，而自养微生物主要利用无机碳源。
（2）氮源：N是构成微生物细胞中的重要组成部分，蛋白质和核酸的主要构成元素，占细胞干重的12%-15%，对微生物的生命活动由重要作用。
（3）无机盐：为微生物生长繁殖提供碳源、氮源以为的各种重要元素。
（4）水分：作为溶剂，保证生化反应的正常进行，维持生物大分子的结构稳定，有效的稳定细胞的温度，将发酵过程中的多余能量排除。
（5）生长因子：某些异养型微生物在含有C、N和无机盐的培养基中生长缓慢，可以通过添加生长因子调节微生物的正常代谢。
（6）能源：为微生物的生命活动提供能量。
固体培养基与液体培养基各有何用途？分别选用固体、液体培养基发酵产生一种胞外酶，试述有何异同。
用途：固体培养基用于培养菌落或动植物组织、观察、分离提纯微生物、用于保存运输；液体培养基适宜各类微生物的营养生长，广泛运用于扩大培养及大规模生产。
异：（1）液体培养基中细胞生长速率高于固体培养基（2）液体培养分离难度高于固体培养。
（3）液体培养便于控制进料、出料，保持培养浓度，而固体培养需分批次培养发酵，培养浓度不受控制。
（4）液体培养及时出料，使产物及时分离，使培养环境不积累产物，导致抑制微生物生长。
同：（1）都需要产物分离纯化；（2）培养条件基本相同。
（3）培养基成分基本相同。
在实验室研究的实践中如何避免高温灭菌对培养基中的营养成分破坏？（1)某些情况下，可采用过滤除菌的替代方法（2)对培养基中含有的糖类等不耐高温的成分，课将其与培养基其他成分分开灭菌，冷却后再混合。
将培养基中的Ca+ 、Fe3+成分与磷酸盐分别灭菌，防止发生沉淀反应。
（3)葡萄糖经过112℃，灭菌15min，只破坏0.6%，所以对这些成分的灭菌可通过降低灭菌温度或缩短灭菌时间的方法进行，尽可能减少损失。
（4)采用连续灭菌的方法。
可以缩短灭菌时间，减少营养成分的流失。
灭菌的方法1）干热灭菌法：在烘箱内热空气灭菌，将物品放入烘箱内，然后升温至160℃-170℃，维持1-2小时。
2）火焰灭菌法：焚烧法: 是利用火焰直接杀死微生物的灭菌法。
简单、彻底，但对被灭菌物品的破坏极大。
电磁波、射线灭菌法：是利用电磁波、紫外线、X射线、γ射线或放射性物质产生的高能粒子杀死大多数物质上的微生物的一种有效方法。
3）湿热灭菌法：1、高压蒸汽灭菌法：121℃（1kg/cm2或15磅/英寸2）维持15-20min。
112℃（0.5kg/cm2或8磅/英寸2）20-30min。
115℃（0.75kg/cm2或11磅/英寸2）20-30min。
应根据灭菌物品的性质或成分选择灭菌温度煮沸灭菌法：将待消毒物品如注射器、金属用具、解剖用具等在水中煮沸15min或更长时间，以杀死细菌或其他微生物的营养体和少部分的芽孢或孢子。