《微生物工程》期末复习资料
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。
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放线菌、酵母菌、霉菌。 菌种要求：○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，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； 6. 微生物工程工业生产水平取决于哪些因素？生产菌种的技能、发酵及提纯工艺条件、生产设备。
影响孢子量和孢子颜色。3）注意 pH 和培养基的湿度。
种子培养基：1）营养要求比较丰富和完全，氮源和维生素的含量要高些，供大量菌体生长和繁殖。2）种子培养
基一般都用○2 天然有机氮源，因为有些氨基酸能刺激孢子发芽。但无机氮源容易利用，有利菌体的迅速生长，所
以在种子培养基中常包括有机氮源和无机氮源。3）最后一级的种子培养基的成分最好能较接近于发酵培养基，
15. 克服反馈阻遏和克服分解代谢阻遏的方法有哪些？对诱导调节的控制方法有哪些？
克服反馈阻遏方法： 1）营养缺陷型的利用 2）渗漏缺陷型的利用 3）提高细胞渗透性
克服分解代谢阻遏方法：1）避免使用有阻遏作用的碳源和氮源 2）流加碳源或氮源 3）利用抗分解代谢阻遏的突
变体
对诱导调节的控制方法：1）添加诱导物类似物 2）添加辅酶或辅助因子 3）利用组成型突变株 16. 代谢工程的定义、目的、研究对象。定义：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
7. 微生物菌种分离与筛选工作程序分哪几步？利用固体平板的生化反应进行分离方法有哪些？
微生物工程期末复习题目及答案
名词解释1.富集培养：分为分批式富集培养和恒化式富集培养。
分批式富集培养指将富集培养物转接到新的同一种培养基中，重新建立选择性压力，如此重复转种几次后，再取此富集培养物接种到固体培养基上，以获得单菌落。
恒化式富集培养是通过改变限制性基质的浓度，来控制两类不同菌株的比生长速率2.自然选育：不经人工处理，利用微生物的自然突变进行菌种选育的过程。
3.诱变选育：用各种物理、化学因素人工诱发的基因突变4.杂交育种：将不同菌株的遗传物质进行交换、重组，使不同菌株的优良性状集中在重组体中，得到具有新性状的菌株。
5.原生质体融合技术：将遗传性状不同的两种菌(包括种间、种内及属间)融合为一个新细胞的技术6.前体：某些化合物加入到发酵培养基后，能直接被微生物在生物合成过程结合到产物分子中去，而其自身的结构并没有多大变化，但是产物的产量却因加入而有较大的提高。
7.促进剂：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。
8.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，同时刺激另一代谢途径，以致可以改变微生物的代谢途径。
9.合成培养基：用化学成分和数量完全了解的物质配制而成，成分精确，重复性强，可减少不能控制因素。
10.天然培养基：采用化学成分不清楚或化学成分不恒定的各种动植物或微生物的浸出物、水解液等物质制成的。
11.孢子培养基：制备孢子用的培养基，营养不太丰富。
12.种子培养基：满足菌种生长用的。
营养丰富，氮源、维生素比例较高。
13.发酵培养基：满足大生产中大量菌体生长和繁殖以及代谢产物积累的营养物质。
14.发酵热：发酵过程中释放出来的净热量。
15.生物热：微生物在生长繁殖过程中，本身产生的大量热。
16.搅拌热：搅拌器的机械搅拌的动能以摩擦放热的方式使热量散发在发酵液中17.生理碱性物质：被微生物利用后，使PH上升的物质18.生理酸性物质：被微生物利用后，使PH下降的物质19.OTR：单位体积培养液中的氧传递速率[mol/(m3·s)]OTR=K L a（C*-C L）K L——以氧浓度为推动力的总传递系数（m/s）a——比表面积（m2/m3）K L a——容积传递系数（s-1）C*——与p平衡的液相氧浓度（mol/m3）C L——液相主体氧浓度（mol/m3）20.摄氧率：单位体积培养液，在单位时间内消耗的氧量21.临界氧浓度：在好氧发酵中，满足微生物呼吸的最低氧浓度。
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微⽣物⼯程复习资料微⽣物⼯程复习资料第⼀章绪论1、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2、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。
第⼆章⼯业微⽣物菌种的选育及扩⼤培养1、原⽣质体融合概念：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。
2、原⽣质体育种技术主要有哪些：融合、转化技术、诱变技术3、原⽣质体融合的⽅法和特点。
⽅法：1）硝酸钠法；2）⾼钙离⼦法；3）PEG法；4）多聚化合物法。
特点：1）⼤幅度提⾼亲本之间重组频率；2）扩⼤重组的亲本范围；3）原⽣质体融合时亲本整套染⾊体参与交换，遗传物质转移和重组性状较多，集中双亲优良性状机会更⼤；4）可以和其它育种⽅法相结合，把由其他⽅法得到的优良性状通过原⽣质体融合再组合到⼀个单株中；5）⽤微⽣物的原⽣质体进⾏诱变，可明显提⾼诱变频率。
4、原⽣质体融合的基本⼯程（步骤）：5、原⽣质体形成率和再审率（计算⽅法）：1）将⽤酶处理前的菌体经⽆菌⽔(或⾼渗溶液)系列稀释，涂布在完全培养基平板上培养，计出原菌数，该数值为A。
2）将⽤酶处理后得到的原⽣质体分别经如下两个过程处理：①⽤⽆菌⽔适当稀释，在完全培养基上培养计数。
由于原⽣质体在低渗透压下会破裂失活，所以长出的菌落数为未形成原⽣质体的原菌数，该数值为B。
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微生物工程习题库第一部分名词解释上面酵母：发酵时随CO2漂浮在液面上，发酵终了形成了酵母泡盖，长时放置也很少下沉。
下面酵母：发酵时酵母悬浮于发酵液内，终了很快凝结成块并沉淀。
结构性不稳定：由于重组质粒DNA发生缺失、插入或重排引起的质粒结构变化。
复膜氧电极：电极的阴极、阳极和电解质被一层聚分子膜（如聚四氟乙烯）与被测溶液隔开；该膜能透过氧分子，但不能透过溶液中的其它离子或分子。
临界氧浓度：不影响菌的呼吸所允许的最低氧浓度称作临界氧浓度。
比耗氧速率：也称呼吸强度，相对于单位质量的干菌体在单位时间内消耗的氧的量。
全挡板条件：在一定转数下再增加附件而轴功率仍保持不变。
维持因数：供单位重量的细胞（干重）在单位时间内进行维持代谢所消耗的基质量称作维持因数（维持系数）。
Monod模型：温度和PH恒定时，μ随培养基组分浓度变化而变化；若着眼于某一特定培养基组分的浓度S，并假设其他培养基组分浓度不变，则μ是S的函数。
渗漏缺陷型：是一种特殊的营养缺陷型，是遗传性代谢障碍不完全的突变型。
其特点是酶活力下降而不完全丧失，并能在基本培养基上少量生长。
分离性不稳定：由于在细胞分裂过程中质粒缺失分配到子细胞中而导致整个质粒丢失。
氧的满足度：指血红蛋白被氧饱和的百分比，即血红蛋白的氧含量与氧结合量之比乘以100。
得率：生长得率（菌体得率）——干细胞的生长量与基质消耗量的比值。
比生长速率：基质比消耗速率和产物比生成速率。
呼吸商：对于需氧型微生物反应，CO2的生成量与O2的消耗量之比称为呼吸商，用RQ表示。
RQ:值随微生物菌种的不同，培养基成分的不同，生长阶段的不同而不同。
测定RQ值一方面可以了解微生物代谢的状况，另一方面也可以指导补料。
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。
记作r O2(mmol/L·h)抗反馈突变株：通过抗结构类似物突变的方法筛选出的菌株。
侧系呼吸链：在标准呼吸链之外的一条不产ATP的呼吸链F值：单位时间内输入或输出的培养液体积。
微生物工程期末复习提纲及具体解答
微生物工程期末复习提纲及具体解答微生物工程复习提纲及具体解答1、发酵定义：传统发酵、生化和生理学意义的发酵、工业上的发酵（名词解释）（重点）传统发酵：最初发酵是用来描述酵母菌作用于果汁、麦芽汁或发芽谷物产生气泡（CO2）的现象，或者是指酒的生产过程。
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。
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。
2、发酵工程定义:（名词解释）（重点）是指利用微生物生长速度快、生长条件简单以及代谢过程特殊等特点,在合适条件下通过现代化工程技术手段,由微生物的某种特定功能生产出人类需要的产品。
3、微生物的生物转化发酵（名词解释）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在经济价值的化合物的生化反应。
（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）4、生物反应过程四个组成部分？（填空）（重点）原材料预处理生物催化剂的制备生物反应器及反应条件的选择产物的分离纯化发酵技术的核心组成部分（填空、简答）（重点）第一部分生物细胞（获得特殊反应或过程所需的最良好的生物细胞(或酶)。
）第二部分发酵设备与工艺（选择最精良设备,开发最优技术操作,创造充分发挥生物细胞(或酶)作用的最佳环境）附：目前的研究表明：用于发酵技术过程最有效、最稳定、最方便的催化剂形式是整体生物；而目前最普遍采用的整体生物是微生物细胞。
5、发酵工程要实现发酵过程并获得发酵产品,必须具备那些条件？（填空、简答）要具有某种适宜的微生物――即必须要有好的菌种。
要保证或控制微生物进行代谢得各种条件(培养基组成,温度,O2,PH等)――---适宜的工艺条件。
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《微生物工程》复习题型资料一、名词解释：1.代谢工程：代谢工程是指利用基因工程技术，定向地对细胞代谢途径进行修饰、改造，以改变微生物代谢特性，并与微生物基因调控、代谢调控及生化工程相结合，构建新的代谢途径，生产新的代谢产物的工程技术领域。
2.末端产物阻遏：指由于某代谢途径末端产物的过量累积而引起的阻遏，如在嘌呤、嘧啶和氨基酸的生物合成。
3.分解代谢产物阻遏：当微生物在含有两种能够分解底物的培养基中生长时，利用快的那种分解底物会阻遏利用慢的底物的有关酶的合成的现象。
4.前体：被加入培养基后，能够直接在生物合成过程中结合到产物分子中去，而自身的结构并未发生太大变化，却能提高产物产量的一类小分子物质。
5.促进剂：是一类刺激因子，它们并不是前体或营养，这类物质的加入或可以影响微生物的正常代谢，或促进中间代谢产物的积累，或提高次级代谢产物的产量。
6.临界氧浓度：各种微生物的呼吸强度是不同的，并且呼吸强度是随着培养液中溶解氧浓度的增加而加强，直到达到一个临界值为止。
这个临界值称为“临界氧浓度”（不影响菌的呼吸所允许的最低氧浓度称作临界氧浓度）7．生理酸性物质: 无机氮源被菌体作为氮源利用后，培养液中就留下了酸性或碱性物质，这种经微生物生理作用（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.8.生理碱性物质: 无机氮源被菌体作为氮源利用后，培养液中就留下了酸性或碱性物质，这种经微生物生理作用（代谢）后能形成碱性物质的无机氮源叫生理碱性物质。
9.发酵热：发酵过程中释放出来的净热量,以J/(m 3·h )为单位,它是由产热因素和散热因素两方面所决定的. 10.分批培养：指的是一次投料，一次接种，一次收获的间歇培养方式。
11.对数残留定律：对微生物进行湿热灭菌时，培养基中的微生物受热死亡的速率与残存的微生物数量成正比，这就是对数残留定律。
-dN/d τ=κNN ——培养基中活的微生物个数；τ——时间（s ）;κ——比死亡速率（s-1）(死亡速率常数)dN/d τ——微生物的瞬间变化率，即死亡速率。
微生物工程 复习资料
发酵工程复习资料第一章1发酵：利用微生物再有氧或无氧条件下的生命活动来大量生产或积累微生物细胞、酶类和代谢产物的过程2发酵工程：利用微生物的特定性状，通过现代工程技术，在发酵罐中生产有用物质的一种技术系统。
3发酵工程发展史：1天然发酵阶段，2微生物纯培养技术的建立，3微生物液态深层发酵技术的建立，4微生物酶转化及代谢调控技术的应用，5微生物发酵原料的拓宽，6微生物基因工程育种第三章1灭菌：利用物理或化学的方法杀死或除去物料及设备中所有的微生物，包括营养细胞、细菌芽孢和孢子。
无机盐及微量元素•镁、磷、钠、钾、硫、钙和氯•钴、铜、铁、锰、锌、钼•MgSO4、NaCl 、NaH2PO4、K2HPO41.工业发酵对生产菌种的一般要求★①菌种能在廉价原料制成的培养基上迅速生长和繁殖，并且生成所需的代谢产物要高。
②菌种可以在要求不高、易于控制的培养条件下迅速生长和发酵，且所需的酶活性高。
③菌株生长速度和产物生成速度应较快，发酵周期较短。
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、调节突变菌株或野生菌株。
⑤选择一些不易被噬菌体感染的菌株。
⑥生产菌株要纯粹，不易变异退化，以保证发酵生产和产品质量的稳定性。
2菌种选育的概念？菌种选育：按照生产的要求，根据微生物遗传和变异理论，用自然或人工的方法改造成菌种变异，再经过筛选而达到菌种改良的目的3.自然选育的概念？概念：在生产过程中，不经过人工诱变处理，利用菌种的自发突变，而进行菌种筛选的过程，称为自然选育或自然分离4、自然选育的主要步骤？主要步骤：标本采样、标本材料的预处理、富集培养、纯种分离、性能鉴定、菌种保藏。
如果产物与食品制造有关，还要对菌种进行毒性鉴定1.选择培养分离法适合分离什么菌？答:适用于分离某些生理类型较特殊的微生物2.细菌与大型真菌的分离分别适合用什么方法？答：平板划线法、组织培养法。
3、如何控制营养成分，分离自养型微生物、固氮菌、纤维素酶菌、几丁质酶菌？生理生化筛选微生物平板选择分离的方法•1、变色圈法•2、透明圈法•3、生长圈法•4、抑菌圈法液体石蜡覆盖保藏菌种中的液体石蜡的作用是提供碳源( f).实验室常用的培养细菌的培养基是（ a） A 牛肉膏蛋白胨培养基 B 马铃薯培养基 C 高氏一号培养基 D 麦芽汁培养基在实验中我们所用到的淀粉水解培养基是一种（ d ）培养基A 基础培养基B 加富培养基C 选择培养基D 鉴别培养基实验室常用的培养放线菌的培养基是（c ）A 牛肉膏蛋白胨培养基B 马铃薯培养基C 高氏一号培养基 D 麦芽汁培养基酵母菌适宜的生长pH值为（a ）A 5.0-6.0B 3.0-4.0C 8.0-9.0 D 7.0-7.5细菌适宜的生长pH值为（ d ）A 5.0-6.0B 3.0-4.0C 8.0-9.0D 7.0-7.5培养下列哪种微生物可以得到淀粉酶、蛋白酶、果胶酶、多肽类抗生素、氨基酸、维生素及丁二醇等产品。
微生物工程期末复习(整理版)
1.如何进行菌种筛选？答：一般菌种分离纯化和筛选步骤如下：a.标本采集b.标本材料预处理c.富集培养分离 d.菌种初筛e.菌种复筛f.性能鉴定g.菌种保藏2.菌种的来源主要有：a.直接向有科研单位、高等院校、工厂购买；b.向菌种保藏部门索取或购买；c.从大自然中分离筛选新的微生物菌种。
3.常用的生产抗生素的微生物有放线菌、霉菌等。
常用的氨基酸生产菌种有棒杆菌属、短杆菌属、节杆菌属、小杆菌属等，这些微生物共同的特点是代谢途径比较清楚、代谢途径比较简单。
符合食品安全用的α-淀粉酶可以由黑曲霉、米曲霉、米根霉等生产。
4. 优良菌种选育有哪些方法？答：（1）通过基因突变进行菌种选育方法有：a.自然选育；b.诱变选育；（2）通过基因重组进行菌种选育方法有：a.杂交育种；b.原生质体融合技术；c.基因工程技术5.优良菌种选育的目的是什么？（或者说优点有哪些）答：优良菌种选育目的如下：(1)提高生产能力；(e.g.青霉素由原来的十几个单位到几千个单位)(2)解决生产实际问题；( e.g.提高微生物的耐受温度)(3)提高产品质量；( e.g.产品纯度、原料利用率)(4)防止菌种退化；( 保持高产菌株稳定)(5)开发新产品。
6.自然选育：是指不经过人工处理，利用微生物的自然突变进行菌种选育的过程。
7.回复突变：是指高产菌株在传代的过程中，由于自然突变导致高产性状的丢失，生产性能下降。
8.诱变育种：是指利用各种物理、化学的因素人为诱发基因突变后进行的筛选。
9.微生物原生质体融合：是指将双亲株的微生物细胞分别通过酶脱壁，使之形成原生质体，然后在高渗溶液中混合，并加入物理的（如电融合）、化学的（如聚乙二醇）或生物的（如仙台病毒）助融条件，使双亲菌株的原生质体发生凝聚，这样通过细胞质的融合，细胞核的融合，尔后基因间的交换、重组，进而可在适宜的条件下再生出细胞壁，获得重组子的过程。
10.菌种自然选择一般操作步骤：单细胞（孢子）悬液的制备→平板分离→挑选单菌落（注意形态的观察）→发酵实验（分别测定单菌落的生产能力，从中选出高水平菌种）。
微生物工程期末复习材料
生物炼制：一种以可再生生物质资源为原料，生产能源与化工产品的新兴工业模式。
P222 清洁生产：将综合预防的环境保护策略持续应用于生产过程和产品中，以期减少对人类和环境的风险。
内涵清洁生产从本质上来说，就是对生产过程与产品采取整体预防的环境策略，减少或者消除它们对人类及环境的可能危害，同时充分满足人类需要，使社会经济效益最大化的一种生产模式。
P241工程菌高密度培养：指在人工条件下确认和模拟工程菌的最佳生长环境,使工程菌在生物反应器中高密度生长,从而获得大量的菌株及其代谢产物。
P169～微藻的异养培养：微藻在无光照条件下，利用外源有机物包括糖类、蛋白质水解物、有机酸等唯一碳源和能源进行生长。
P206光饱和效应：在一定光照强度范围内，微藻的光合作用效率会随着光照强度的增加而增加，但当光照强度达到一定数值时，光合作用效率几乎保持在一定水平，不再增加。
P198带放：流加操作完成后，不全部取出反应物料，而将剩余的部分作为种子，向反应器中重新加入一定量的基质，再按流加操作方式反复进行操作。
P103连续式操作：在培养过程中，不断向反应器中流加培养基，同时以相同流量从反应器中取出培养液，时反应条件不随时间变化而变化的操作方式。
P104补料分批操作：在分批培养过程中，间歇或连续地补加新鲜培养基。
P103分批操作：是指基质一次性加入反应器内，在适宜条件下将微生物菌种接入，反应完全后将全部反应物料取出的操作方式。
P102呼吸商（RQ）：指生物体在同一时间内，释放二氧化碳与吸收氧气的体积之比或摩尔数之比，即指呼吸作用所释放的CO2和吸收的O2的分子比。
P98RQ=(CO2产生速率)/（O2的消耗速率）倍增时间：细胞质量每增加一倍所需的时间。
得率系数：指被消耗的物质和所合成的产物之间的量的关系，可用于对细胞反应过程中碳源等物质生成细胞或其它产物的潜力进行定量评价。
P98Monod方程：用来描述当化合物作为唯一碳源时，化合物的降解速率的方程。
微生物工程期末复习习题及全部答案
绪论●1680年列文虎克制成显微镜───证明了微生物的存在。
●1857年，巴斯德（Louis Pasteur）微生物之父证明了酒精是由活的酵母发酵引起的。
并提出了著名的发酵理论：一切发酵过程都是微生物作用的结果。
1897年德国化学家毕希纳发现磨碎的酵母仍使糖发酵形成酒精───酶●1905年，柯赫建立微生物纯培养技术，为微生物学的发展奠定了基础。
科赫的固体培养基也是微生物学研究史上的一大突破。
第一章生产菌种的筛选1、工业化菌种的要求有哪些？①遗传性能要相对稳定，不易变异退化；②能够利用廉价的原料，简单的培养基，大量高效地合成产物；③抗病毒能力强，不易感染它种微生物或噬菌体；④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，不产生任何有害的生物活性物质和毒素，包括抗生素、激素和毒素等，保证安全）；⑤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；⑥生产特性要符合工艺要求（如生长速度和反应速度较快，发酵周期短等）。
⑦培养和发酵条件温和（糖浓度、温度、pH、溶解氧、渗透压等）2.在工业生产中常用的微生物主要有细菌、酵母菌、霉菌和放线菌3、自然界分离微生物的一般操作步骤？从环境中分离目的微生物时，为何一定要进行富集培养？样品的采集-预处理—培养—培养—菌落的选择—出筛—复筛—性能的鉴定—菌种保藏富集培养的原因：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，使筛选变得可能。
4.每克土壤的含菌量大体上有一个十倍系列的递减规律：细菌（～108）＞放线菌（～107）＞霉菌（～106）＞酵母菌（～105）＞藻类（～104）＞原生动物（～103）第二章微生物的代谢调节和控制1、酶活性调节的反馈抑制类型和抑制机制。
反馈抑制——主要表现在某代谢途径的末端产物过量时可反过来直接抑制该途径中第一个酶的活性，促使整个反应过程减慢或停止，从而避免了末端产物的过多累积。
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》期末个人总结资料
发酵工程第一章绪论1、发酵定义：狭义发酵：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。
（工业上）广义发酵：利用微生物在有氧或无氧条件下的生命活动，来制备微生物菌体本身或代谢产物的过程。
2、微生物工程定义：是指利用生物细胞的特定性状，通过现代化工程技术手段，在反应器中生产各种特定有用物质，或者把生物细胞直接用于工业化生产的一种工程技术系统。
分：上游工程和下游工程上游工程：细胞的遗传特性、培养基配方、灭菌等下游工程：产物提取、纯化、分离；废物利用等。
3、微生物工程的基本流程（图示）4、微生物工程的发展转折点：第一个转折点：非食品工业第二个转折点：深层通气搅拌培养第三个转折点：代谢控制发酵近代转折点：基因、动物、海洋5、微生物工程的发展阶段：自然发酵时期纯培养时期通气搅拌和代谢控制时期（出现于20世纪40年代，以抗生素的生产为标志基因工程时期不自觉地利用空气中的微生物进行混合发酵，所以称为自然发酵期Robert Koch 发明了固体培养基；建立了纯培养技术。
第二章工业微生物菌种的选育与扩大培养一、发酵工业对微生物菌种的要求（1）高产目的代谢产物（2）生长繁殖能力强,发酵周期短。
（3）能利用价格便宜,来源广泛的农副产品原材料,具备较低的工业发酵原料成本。
（4）培养要求不高,培养条件易于控制。
（5）发酵过程不产生或少产生非目标副产物.（6）具备稳定的遗传特性,不易变异和退化。
（7）菌种不是病原菌，不产生有害的生物活性物质和毒素。
三、工业微生物菌种的分离和选育1）发酵工业水平发展的三个决定要素：生产菌种的性能、发酵和提取工艺条件、生产设备2）微生物菌种工作：菌种分离筛选、菌种培育、菌种保藏、菌种复壮3）分离与筛选菌种的基本步骤：样品采集——富集——培养——筛选——产物分析5）含微生物样品的富集培养概念：富集(enrichment)培养：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。
微生物工程复习题+参考答案
微生物工程复习题+参考答案一、单选题（共30题，每题1分，共30分）1、关于连续灭菌正确的是A、染菌机会多B、适于小批量规模的生产C、操作条件恒定,灭菌质量稳定D、设备要求低,不需要冷却装置正确答案：C2、目前工业发酵使用最多的发酵罐是A、机械搅拌通风发酵罐B、自吸式发酵罐C、嫌气发酵罐D、气升式发酵罐正确答案：A3、发酵辅助设备管路灭菌所用蒸汽压力一般为A、(2 -2.5)×10 5PaB、(1-1.5)×10 5PaC、(3-3.5)×10 5PaD、(4-4.5)×10 5Pa正确答案：C4、移入的种子液体积和接种后培养液体积的比例称为A、种龄B、种子级数C、接种罐D、接种量正确答案：D5、在培养基连续灭菌操作中,灭菌作用是靠灭菌操作的哪个阶段完成的。
A、保温阶段B、预热阶段C、冷却降温阶段D、升温阶段正确答案：A6、下列哪个不是发酵液预处理的目的A、除去与产物性质差异较大的杂质B、提取胞外产物时除去发酵液中的菌体细胞C、改变发酵液的物理性质，加快悬浮液中固形物沉降的速度；D、尽可能使产物转入便于以后处理的相中（多数是液相）；正确答案：A7、在发酵中有关氧的利用正确的是A、温度升高,发酵液中溶解氧增多B、微生物可直接利用空气中的氧C、需向发酵液中连续补充空气并不断地搅拌D、微生物只能利用发酵液中溶解氧正确答案：D8、下列属于工业生产制备大量无菌空气的方法是A、静电除菌B、化学灭菌C、介质过滤除菌D、热灭法正确答案：C9、几乎所有的微生物都能利用的糖是A、乳糖B、蔗糖C、葡萄糖D、果糖正确答案：C10、实消的时候应该A、都可以B、先开蒸汽,然后关蒸汽,再开无菌空气C、先开无菌空气,再开蒸汽,然后关蒸汽D、先开蒸汽,再开无菌空气,然后关蒸汽正确答案：B11、以下不是空气中三大类杂质的是A、颗粒B、废气C、油D、水正确答案：B12、下列哪种化合物可以增加青霉素G发酵过程中的浓度A、苯丙酸B、苯乙酸C、苯氧乙酸D、苯甲酸正确答案：B13、以( )为唯一碳源的培养基中,产黄青霉菌体生长良好,但青霉素合成量很少A、蔗糖B、葡萄糖C、乳糖D、麦芽糖正确答案：B14、在淀粉的糊化过程中应该注意避免淀粉的A、液化B、老化C、糖化D、分解正确答案：B15、下列属于发酵期间取样分析的相关参数是A、残糖量B、溶解氧C、压力D、泡沫位正确答案：A16、关于液体石蜡保藏法说法不正确的是()A、石蜡要无菌B、不能常温保藏C、可置于4℃冰箱中保藏D、石蜡要高出培养物1cmE、不适应以石蜡为碳源的微生物的保藏正确答案：B17、“ 发酵中各参数趋于恒值，便于自动控制”是哪种发酵方式的优点A、分批发酵B、补料分批发酵C、连续发酵D、A+B+C正确答案：C18、以下不属于太空中环境特点的是()A、高辐射B、电磁波种类多C、高真空D、高温度E、微重力正确答案：D19、发酵罐的正常装料系数应为A、0.6-0.7B、0.8-0.9C、0.5-0.6D、0.7-0.8正确答案：A20、将培养基在发酵罐外,通过专用灭菌装置,连续不断地加热,维持升温和冷却后,送入已灭菌的发酵罐内的工艺过程是下列哪种灭菌方法。
微生物工程期末复习
发酵的内容：上游工程：1菌种选育，2培养基的制备，3灭菌，4菌种的扩大培养中游工程：5发酵过程控制下游工程：6产物分离提纯工业用菌种的特点及要求：1具有稳定的遗传性。
2能利用低价的原材料。
3生长条件易于满足。
4对于细菌具有抗Phage（噬菌体）的能力。
6发酵周期短，降低生产成本。
6代谢产物无毒无害。
发酵工业常用的微生物的分类：从菌种的遗传学特征来分：原生型和改良型从微生物分类学的角度分：细菌类酵母类霉菌放线菌菌种选育的目的：1防止菌种退化。
2提高生产能力。
3简化生产工艺。
4开发新产品。
菌种选育的方法：1自然选育2诱变育种3杂交育种4基因工程自然选育的方法，目的，意义，步骤：目的：纯化菌种，复壮菌种，稳定生产，提高产量意义：自然选育是工厂保证稳产高产的重要措施。
步骤:1通过表观形态来淘汰不良菌株（初筛）2通过目的代谢产物产量考察（复筛）3菌种纯度实验（纯度验证）4传代稳定性试验（传代试验）菌种退化的表现形式及原因：定义：生产菌株遗传标记的丢失，导致生产能力下降，即负突变，称为菌种的退化表现形式：形态上，生理上原因：内因：基因突变分离现象质粒脱离外因：保藏的方法不当营养条件不适传代次数过多防止菌种退化的措施：1从菌种选育方面考虑：单核菌，高剂量，加强分纯2创造良好的培养条件：培养基，温度等3控制传代次数，合理传代4采用不易衰退的细胞传代5采用有效地保藏方法菌种复壮的措施：1分离纯化2通过寄主题进行复壮3淘汰衰退的个体种子扩大培养的概念，目的，作用：定义：指将保存的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，最终获得一定数量和质量纯种的过程。
目的：1为发酵提供大量适量新鲜的均有较高活力的菌种2驯化菌种作用：1缩短发酵周期，提高设备利用率2抑制杂菌的生长，增加生产的可靠性车间种子的接种方法：1微孔接种法（孢子悬浮液接种）2火焰保护接种法（药瓶菌丝接种）3压差接种法（灌与罐的移种）车间种子制备应考虑的问题（基本概念）：种子罐级数：指制备种子需要逐级扩大培养的次数确定种子罐级数的依据：菌体生长的特性，发酵罐的容积，接种量接种龄：菌体从开始至移入下一级罐的培养时间菌龄：菌体应处于生长旺盛期，即对数生长期过幼：前期生长缓慢，发酵周期长，产物形成期拖延过老：生产能力下降，菌体过早自溶接种量：种子液体积与接种后培养液体积之比接种量的大小取决于：生产菌体的生长繁殖速度接种量大：缩短起发时间，减少杂菌的污染生长机会接种过量：会造成菌体生长过速，溶氧供不上，影响产物的合成，种子制备成本高影响种子质量的因素：1培养基2培养条件3斜面菌种保藏时间4种龄5接种量分支生物合成途径（直线式代谢途径）的反馈控制特点：1直线式代谢途径的反馈一般是阻遏该途径中所有酶的合成2末端产物的抑制一般是抑制该途径第一个酶的活性分支代谢途径的反馈抑制的几种模式：同功酶调节，协同反馈调节，合作反馈调节，累加反馈调节，顺序反馈调节等巴斯德效应：在有氧条件下，酵母菌进行呼吸作用，抑制发酵的现象称为巴斯德效应本质：是能核调节的结果发酵动力学：史研究发酵过程中变量再活细胞作用下，变化的规律以及各种发酵条件下对这些变量变化的影响比生长速率：就是细胞浓度的变化率与培养基中菌体浓度之比物理意义：单位菌体的生长速率，反映对数生长期细胞生长的快慢生长得率系数：Y x/s ——表示消耗1g营养物生成细胞的克数Y x/o2——表示消耗1molO2生成细胞的克数Y x/kJ ——表示消耗1kJ能量生成的细胞克数产物得率系数：Y p/s——每消耗1g底物生成产物的克数常用的有Yco2/s ，Yco2/o2 ，Y ATP/S 等连续发酵：连续不断地流加新鲜培养基，同时又连续不断的排出发酵液，是微生物生长代谢活动处于旺盛恒定状态的一种发酵方式冲溃现象：即当快速加料，快速放料时，由于培养基在罐内停留时间较短，微生物来不及利用其生长能够繁殖，培养基已流出灌外，这种现象称为冲溃现象工业水解淀粉转化为葡萄糖的三种方法及特点：1酸解法：优点：简单易行，生产周期短缺点：1易发生复合反应和分解反应，副产物多2需耐腐蚀耐高温高压的设备3淀粉颗粒均匀，不宜过大4淀粉浓度也不宜过高2酶解法：优点：1反应条件温和2副反应少，糖液纯度高，淀粉的转化率高3可在较高淀粉浓度下水解4糖液的营养物质较丰富5糖液颜色浅，较纯净，无苦味，质量高，易精致缺点：反应时间按较长，需要设备较多3酸梅结合法：优点：简单易行，生产周期短控制液化程度的原因：1因为糖化酶水解时，需先与底物分子生成络合结构，然后才发生水解催化作用，DE值过大，不利于糖化酶生成络合结构，影响催化效率2DE过小，粘度大，易老化，难操作，糖化酶水解机会小，影响糖化速度，所以要控制液化程度DE值：指葡萄糖占干物质的百分率，用于表示淀粉水解程度及糖化程度，也称为葡萄糖值DE=还原物/干物质×100%糊化：加热淀粉乳，使淀粉颗粒吸水膨胀，当温度升高到60~80℃时，淀粉颗粒的体积可膨胀到原来体积的50~100倍，原来排列整齐的淀粉结晶结构受到破坏，变成糊状液体，停止搅拌，淀粉不再沉淀，这种现象称为糊化液化：糊化后温度继续上升，当达到130℃左右时，支链淀粉酶几乎完全溶解，网状组织被彻底破坏，淀粉溶液变成粘度较低的流动性酪液，这种现象称为液化老化：液化了的淀粉酪在温度降低时，粘度会逐步增加，降到60℃时，变得非常黏，到了55℃以下会变成凝胶，时间一长，就会重新产生部分结晶，这种现象称为老化温度对发酵的影响：1影响微生物的生长2影响产物的合成3影响发酵液的物理性质影响发酵液的因素：发酵热：发酵过程中释放出来的净热量生物热增加+ 搅拌热降低—蒸发热和辐射热降低—Q发酵=Q生成+Q搅拌—Q蒸发—Q辐射。
微生物工程期末试题
微生物工程试卷一、填空题：1.影响发酵的因素主要有：温度、PH 、溶氧量、泡沫高度。
2.发酵过程中补料通常补充：碳源、氮源、微量元素和无机盐。
3.常见的过滤设备有：板框过滤机、真空过滤机等。
4.小型发酵罐的采用夹套加热和冷却，大型发酵罐的采用蛇形管加热和冷却。
5.微生物生长曲线包括延滞期、对数生长期、稳定期、衰亡期。
6.下游加工过程常用分离设备有：过滤设备、离心分离设备、膜分离设备。
7.发酵模型有：第Ⅰ型、第Ⅱ型、第Ⅲ型。
二、名词解释：1.发酵工程：给微生物提供最适宜的生长条件，利用微生物的某种特定功能，通过现代化技术手段生产出人类需要的产品的工程。
2.化学消泡：向发酵液中添加一定量的消泡剂，利用消泡剂的特殊性质消除泡沫的方法。
3.双水相体系：当两种聚合物、一种聚合物与一种亲液盐或是两种盐(一种是离散盐且另一种是亲液盐)在适当的浓度或是在一个特定的温度下相混合在一起时就形成了双水相系统。
4.发酵周期：在发酵过程中，上一次投料发酵开始时到下一次投料之前的时间段。
5.Ⅰ型发酵模型（发酵类型）：又称生长产物合成偶联型，即产物的合成与碳源的利用完全相关的曲线。
6.机械消泡：利用物理作用，靠机械的强烈振动或压力的变化促使泡沫破碎的方法。
7.双节线：在双水相体系的相图中，可以把均匀区域和两相区域分隔开来的曲线称作双节线。
8.絮凝：在高分子絮凝剂存在下，基于架桥作用，使细胞、胶粒等聚集成粗大的絮凝团的过程。
9.萃取：利用物质在两种互不相容的溶剂中的溶解度不同，将物质从一种溶剂里提取到另一种溶剂里使溶质和溶剂分离的方法。
10.补料：在发酵过程中，当发酵罐中基质不足时，需要添加一定量的基质于发酵罐中，而添加基质的过程被称为补料。
三、简答题1、解释温度对发酵的影响，并从理论上分析在中试（发酵罐体积小于2m3）及工业化生产（发酵罐体积大于10m3）中，如何控温P97影响：微生物生长速率、呼吸强度、产物的生成率，从而影响发酵产物的形成（①.随着温度的上升，细胞中依靠酶的生物化学反应速率加快，导致微生物生长速度加快。
微生物工程期末考试试题
一、选择题（多项或单项）1．发酵工程的前提条件是指具有( A )和( E C)条件A.具有合适的生产菌种B.具备控制微生物生长代谢的工艺C．菌种筛选技术D.产物分离工艺E．发酵设备2．在好氧发酵过程中，影响供氧传递的主要阻力是（ C ） A．氧膜阻力 B．气液界面阻力 C．液膜阻力 D．液流阻力3．微生物发酵工程发酵产物的类型主要包括: ( ABC )A.产物是微生物菌体本身B.产品是微生物初级代谢产物C.产品是微生物次级代谢产物D.产品是微生物代谢的转化产物E.产品是微生物产生的色素4．引起发酵液中pH下降的因素有：( BCDE )A.碳源不足B.碳、氮比例不当C.消泡剂加得过多D.生理酸性物质的存在 E.碳源较多5．发酵培养基中营养基质无机盐和微量元素的主要作用包括: (ABCD )A.构成菌体原生质的成分B.作为酶的组分或维持酶活性C.调节细胞渗透压D.缓冲pH值E.参与产物的生物合成6．在冷冻真空干燥保藏技术中，加入5%二甲亚砜和10%甘油的作用是（B ）A 营养物B 保护剂C 隔绝空气D 干燥7．发酵是利用微生物生产有用代谢产物的一种生产方式，通常说的乳酸发酵属于（ A ） A.厌氧发酵 B．氨基酸发酵 C．液体发酵 D．需氧发酵8．通过影响微生物膜的稳定性，从而影响营养物质吸收的因素是（ B ）A.温度B. pHC.氧含量 D．前三者的共同作用9．在发酵工艺控制中，主要是控制反映发酵过程中代谢变化的工艺控制参数，其中物理参数包括：( ABCD )A.温度B.罐压C.搅拌转速和搅拌功率D.空气流量E.菌体接种量10．发酵过程中较常测定的参数有：( AD )A.温度B.罐压C.空气流量D. pHE.溶氧二、填空题1、获得纯培养的方法有：固体培养基分离、液体培养基分离、显微操作等方法。
2、液体培养基中加入CaCO３的目的通常是为了_中和微生物生长过程中不断产生的酸_。
3、发酵过程满足最低通气条件是供氧与好氧至少必须平衡。
微生物工程期末复习提纲及具体解答
微生物工程复习提纲及具体解答1、发酵定义：传统发酵、生化和生理学意义的发酵、工业上的发酵（名词解释）（重点）传统发酵：最初发酵是用来描述酵母菌作用于果汁、麦芽汁或发芽谷物产生气泡（CO2）的现象，或者是指酒的生产过程。
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。
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。
2、发酵工程定义:（名词解释）（重点）是指利用微生物生长速度快、生长条件简单以及代谢过程特殊等特点,在合适条件下通过现代化工程技术手段,由微生物的某种特定功能生产出人类需要的产品。
3、微生物的生物转化发酵（名词解释）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在经济价值的化合物的生化反应。
（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）4、生物反应过程四个组成部分？（填空）（重点）原材料预处理生物催化剂的制备生物反应器及反应条件的选择产物的分离纯化发酵技术的核心组成部分（填空、简答）（重点）第一部分生物细胞（获得特殊反应或过程所需的最良好的生物细胞(或酶)。
）第二部分发酵设备与工艺（选择最精良设备,开发最优技术操作,创造充分发挥生物细胞(或酶)作用的最佳环境）附：目前的研究表明：用于发酵技术过程最有效、最稳定、最方便的催化剂形式是整体生物；而目前最普遍采用的整体生物是微生物细胞。
5、发酵工程要实现发酵过程并获得发酵产品,必须具备那些条件？（填空、简答）•要具有某种适宜的微生物――即必须要有好的菌种。
•要保证或控制微生物进行代谢得各种条件(培养基组成,温度,O2,PH等)――---适宜的工艺条件。
•具有进行微生物发酵的设备――必要的发酵设备•具有将菌体或代谢产物提取出来,精制成产品得方法和设备――具有完善的产品提取技术。
微生物工程复习复习资料
A知道B理解C看看传统发酵：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，或是指酒的生产过程。
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。
在无氧等外源氢受体的条件下，底物脱氢后所产生的还原力[H]未经呼吸链传递而直接交某一内源性中间代谢物接受，以实现底物水平磷酸化产能的一类生物氧化反应。
如葡萄糖在无氧条件下被微生物利用产生酒精并放出CO2。
工业上发酵发酵：利用微生物在有或无氧条件下的生命活动来生产微生物菌体或代谢产物的过程。
微生物工程涵义微生物工程是渗透有工程学的微生物学。
利用微生物的特定性状、功能，通过现代化工程技术，生产各种生理活性物质的技术体系是在酵母发酵生产饮料酒的基础上发展起来的，又称为发酵工程是将传统发酵技术与基因工程、细胞工程、代谢工程和计算机自动控制等新技术结合并发展起来的现代发酵技术微生物工程的发展阶段1天然发酵阶段2纯培养技术的建立：巴斯德，科赫等。
人为地控制微生物的发酵进程。
3通气搅拌发酵技术的建立4代谢控制发酵技术5开拓发酵原料时期6基因工程阶段定向地改变生物性状发酵的流程见笔记第二章国外菌种保藏中心美国典型微生物菌种保藏中心(ATCC) 英国国家典型菌种保藏所(NCTC)日本大阪发酵研究所（IFO）法国巴斯德研究所（IPL）国内菌种保藏中心1普通微生物菌种保藏管理中心(CCGMC)中科院微生物所，北京：真菌、细菌中科院武汉病毒所，武汉：病毒2农业微生物菌种保藏管理中心(ACCC) 农科院土壤肥料所，北京3工业微生物菌种保藏管理中心(CICC) 中国食品发酵工业科学研究所，北京菌种筛选主要步骤和掌握一种菌的分离方法见笔记诱变育种：利用诱变剂处理微生物细胞，提高基因突变频率，再通过合适的筛选办法获得所需的高产优质菌种的方法物理诱变剂：射线如紫外线、X—射线、γ—射线，快中子等化学诱变剂：化学因子如碱基类似物、5—氟尿嘧啶、烷化剂等。
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《微生物工程》复习题型资料一、名词解释：1.代谢工程：代谢工程是指利用基因工程技术，定向地对细胞代谢途径进行修饰、改造，以改变微生物代谢特性，并与微生物基因调控、代谢调控及生化工程相结合，构建新的代谢途径，生产新的代谢产物的工程技术领域。
2.末端产物阻遏：指由于某代谢途径末端产物的过量累积而引起的阻遏，如在嘌呤、嘧啶和氨基酸的生物合成。
3.分解代谢产物阻遏：当微生物在含有两种能够分解底物的培养基中生长时，利用快的那种分解底物会阻遏利用慢的底物的有关酶的合成的现象。
4.前体：被加入培养基后，能够直接在生物合成过程中结合到产物分子中去，而自身的结构并未发生太大变化，却能提高产物产量的一类小分子物质。
5.促进剂：是一类刺激因子，它们并不是前体或营养，这类物质的加入或可以影响微生物的正常代谢，或促进中间代谢产物的积累，或提高次级代谢产物的产量。
6.临界氧浓度：各种微生物的呼吸强度是不同的，并且呼吸强度是随着培养液中溶解氧浓度的增加而加强，直到达到一个临界值为止。
这个临界值称为“临界氧浓度”（不影响菌的呼吸所允许的最低氧浓度称作临界氧浓度）7．生理酸性物质: 无机氮源被菌体作为氮源利用后，培养液中就留下了酸性或碱性物质，这种经微生物生理作用（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.8.生理碱性物质: 无机氮源被菌体作为氮源利用后，培养液中就留下了酸性或碱性物质，这种经微生物生理作用（代谢）后能形成碱性物质的无机氮源叫生理碱性物质。
9.发酵热：发酵过程中释放出来的净热量,以J/(m 3·h )为单位,它是由产热因素和散热因素两方面所决定的. 10.分批培养：指的是一次投料，一次接种，一次收获的间歇培养方式。
11.对数残留定律：对微生物进行湿热灭菌时，培养基中的微生物受热死亡的速率与残存的微生物数量成正比，这就是对数残留定律。
-dN/d τ=κNN ——培养基中活的微生物个数；τ——时间（s ）;κ——比死亡速率（s-1）(死亡速率常数)dN/d τ——微生物的瞬间变化率，即死亡速率。
12.弱化调节：当细胞内有色氨酸存在时，可使翻译过程在未到达终点之前，便有80%~90%的翻译终止的调节方式。
13.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。
辐射显蒸发搅拌生物发酵Q Q Q Q Q Q ---+=14.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，使培养物在近似恒定的状态下生长的培养方法。
15.灭菌:就是使用物理或化学方法杀灭或去除物料或设备中一切有生命物质的过程。
16.热阻：微生物在某一特定条件下(主要是温度)的致死时间。
17.相对热阻：指某一微生物在某一条件下的致死时间与另一微生物在相同条件下的致死时间之比。
18.连续灭菌：是将配制好的培养基在高温快速的情况下，向发酵罐输送的同时经过加温、保温、冷却的过程，进行灭菌的.19.惯性碰撞的临界速度: 气流速度下降到微粒的惯性力不足以使微粒脱离主导气流对纤维产生的碰撞，这时的气流速速称为惯性碰撞的临界速度。
20.拦截滞留作用：气流速度降到临界速度以下，微粒不能因惯性碰撞而滞留于纤维上，捕获效率显著下降。
但随着气流速度的继续下降，纤维对微粒的捕获效率又有回升，对此现象起作用的机制称为拦截滞留作用。
21.葡萄糖效应: 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。
二、选择/填空：1.微生物工程的发展简史：1.传统的微生物发酵技术－天然发酵2.第一代微生物发酵技术－纯培养技术的建立3.第二代微生物发酵技术－深层培养技术4.第三代微生物发酵技术－微生物工程4.开拓发酵原料阶段5.基因工程阶段2.酶活性包括两个方面，即酶的激活作用和酶的抑制作用。
3.微生物菌种分离纯化和筛选的步骤：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。
4.1928年英国细菌学家弗莱明发现能够抑制葡萄球菌的点青霉，其产物被称为青霉素.5.原生质体融合的一般步骤：制备原生质体、原生质体融合、原生质体的再生、筛选优良性状的融合重组子。
6.常用的菌种保藏方法：斜面保藏法、穿刺保藏法、液体石蜡法、沙土管干燥保藏法、真空冷冻干燥保藏法、液氮保藏法、悬液保藏法、低温保藏法。
7.代谢调节的方式:主要有反馈抑制、反馈阻遏、酶的诱导调节、酶的共价修饰等。
8.阻遏作用:有利于生物体节省有限的养料和能量，阻遏的类型主要有末端代谢产物阻遏和分解代谢产物阻遏两种。
9.酶合成调节的机制根据操纵子的调节方式不同可分为:单一效应物调节、两种效应物的共同调节和弱化调节三种类型。
10.分支生物合成途径的调节:有同功酶调节、顺序反馈调节、协同反馈调节、累加反馈调节、增效反馈调节、激活和抑制联合调节和酶的共价修饰等。
11.影响发酵温度的因素:有生物热、搅拌热、蒸发热、显热和辐射热等4种发酵热。
12.选择最适PH的原则：既有利于菌体的生长繁殖，又可以最大限度地获得高的产量。
13. 泡沬的消除和控制分为：机械消泡和消沬剂消沬。
14.下游加工过程可分为4个阶段：1.发酵液的预处理和固液分离；2.提取；3.精制；4.成品加工。
15.常用的消泡试剂有哪些:①天然油脂；②高碳醇、脂肪酸和酯类；③聚醚类；④硅酮类；⑤亚硫酸,磺酸盐. 使用最多的是天然油脂和聚醚类16.谷氨酸发酵时，C:N=4:1时，菌体大量繁殖，谷氨酸积累非常少;C:N=3:1时，，产生大量谷氨酸，菌体繁殖受抑制。
17.培养基按照其用途可分为①孢子培养基；②种子培养基；③发酵培养基18.灭菌的常用方法有①化学试剂灭菌②射线灭菌③干热灭菌④湿热灭菌⑤过滤除菌19.按照能量输入的方式，可将好氧发酵罐分成三类：内部机械搅拌型、外部液体搅拌型和空气喷射提升式发酵罐20.抗生素按化学结构可分为:①β－内酰胺类抗生素（青霉素、头孢霉素）②氨基糖苷类抗生素(链霉素、庆大霉素)③大环内酯类抗生素（红霉素）④四环类抗生素⑤多肽类抗生素三、简答题1.简述PH与u和Q p之间关系的四种模式图的所表达的含义及其在工业发酵中的指导意义第一种情况是菌体的比生长速率（u）和产物的比生产速率（Q p）都有一个相似的并且较宽的最适PH范围；第二种是Q p的最适PH范围很窄，而u的的范围较宽；第三种是u和Q p 有相同的最适PH范围，但范围很窄，即对PH值的变化敏感；第四种，u和Q p有各自的最适PH范围。
属于第一种情况的发酵过程比较易于控制，第二、三模式的发酵PH须要严格控制，最后一种情况应该分别严格控制各自的最适PH.2.产黄青霉的生长发育六个阶段(1)分生孢子的Ⅰ期(2)菌丝繁殖，原生质嗜碱性很强，有类脂肪小颗粒发生Ⅱ期(3) 原生质嗜碱性仍很强，形成脂肪粒，积累贮藏物为Ⅲ期(4) 原生质嗜碱性很弱，脂肪粒很少，形成中、小空泡为Ⅳ期（5）脂肪粒消失，形成大空泡为Ⅴ期（6）细胞内看不到颗粒，并有个别自溶细胞出现为Ⅵ期。
3.泡沬的消长规律：首先泡沫的产生与通气、搅拌的剧烈程度有关。
泡沫随着通气量和搅拌速度的增加而增加，并且搅拌所引起的泡沫比通气来得大；与培养基所用的原料性质有关。
蛋白质原料等是主要的发泡物质，期起泡能力随着品种、产地、贮藏加工条件和配比不同。
糖类物质本身起泡能力很差，但在丰富培养基中，较高的糖类物质增加培养基的黏度，而有利于泡沫的稳定；培养基的灭菌方法也会改变培养基的性质，从而影响培养基的的起泡能力4.原生质体融合的优越性：①受接合型和致育型的限制小，两亲株没有供体和受体之分，有利于不同种属微生物的杂交。
②重组频率高于其他杂交方法。
③遗传物质的传递更加充分、完善，既有核配又有质配。
④可以采用温度、药物、紫外线等处理纯化亲株的一方或双方，然后使其融合，筛选再生重组子菌落，提高筛选效率。
⑤用微生物的原生质体进行诱变，可明显提高诱变频率。
5.两种效应物的共同调节原核生物中，分解酶合成的调节方式有的更为复杂，对它们的调控除需要效应物外，还需要活化蛋白的参与调节。
如乳糖操纵子的调节与大肠杆菌胞内cAMP的浓度有关。
cAMP与cAMP的受体蛋白（CRP）结合成复合物，然后起调节作用。
CRP不能单独与启动基因结合，只有在与cAMP结合后发生自身构型变化，才能结合到启动基因上，促使RNA聚合酶结合到启动基因的另一位点。
如果此时有效应物存在，调节蛋白不能结合至操纵基因上，乳糖操纵子的结构基因才能转录。
当cAMP不存在或CRP不存在时，即使效应物存在，RNA 聚合酶也不能结合到启动基因上，不能使结构基因转录和表达。
6.获取氨基酸超产菌株的策略：①提高合成代谢酶的活性②提高反馈调节的控制③阻断产生不需要的负产物的途径④阻断目标产物降解的途径⑤限制L-谷氨酸的直接前体羰基戊二酸转化为三羧酸循环中下一个中间产物琥珀酸CoA的能力7.纯种培养需采取的措施：①使用的培养基和设备必须经灭菌②好气培养过程中使用的空气应经除菌处理③设备应严密，生物反应器中要维持高于环境的压力④培养的过程中加入的物料应经过灭菌⑤使用无污染的纯粹种子等8.杂菌污染带来的不良后果①由于杂菌的污染，使生物反应的基质和产物，因杂菌的消耗而损失，造成生产能力下降②由于杂菌所产生的一些代谢产物，或在杂菌生长后改变了发酵液的某些理化性质，使产物的提取变得困难，造成收得率降低，或使产品质量下降③污染的杂菌可能会分解产物，而使生产失败④污染的杂菌大量繁殖，会改变反应介质的PH，从而使生物反应发生异常变化⑤发生噬菌体污染，微生物细胞被裂解，而使生产失败等。
四．论述题1.简述色氨酸调节机制色氨酸操纵子(tryptophane operon)负责色氨酸的生物合成，当培养基中有足够的色氨酸时，这个操纵子自动关闭，缺乏色氨酸时操纵子被打开，trp基因表达，色氨酸或与其代谢有关的某种物质在阻遏过程（而不是诱导过程）中起作用。
由于trp体系参与生物合成而不是降解，它不受葡萄糖或cAMP-CAP的调控。
色氨酸的合成分5步完成。
每个环节需要一种酶，编码这5种酶的基因紧密连锁在一起，被转录在一条多顺反子mRNA上，分别以trpE、trpD、trpC、trpB、trpA代表，编码了邻氨基苯甲酸合成酶、邻氨基苯甲酸焦磷酸转移酶、邻氨基苯甲酸异构酶、色氨酸合成酶和吲哚甘油-3-磷酶合成酶。
色氨酸操纵元的结构与阻遏蛋白的负性调控：合成色氨酸所需要酶类的基因E、D、C、B、A 等头尾相接串连排列组成结构基因群，受其上游的启动子Ptrp和操纵子o的调控，调控基因trpR的位置远离P-o-结构基因群，在其自身的启动子作用下，以组成性方式低水平表达其编码分子量为47000的调控蛋白R，R并没有与o结合的活性，当环境能提供足够浓度的色氨酸时，R与色氨酸结合后构象变化而活化，就能够与o特异性亲和结合，阻遏结构基因的转录。