微生物工程复习题(1)

一、概念：

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技术。发酵工程的内容包括菌种选育、培养基的配置、灭菌、种子扩大培养和接种、发酵过程和产品的分离提纯（生物分离工程）等方面。

2.富集培养：指从微生物混合群开始,对特定种的数量比例不断增高而引向纯培养的一种培养方法。在适于目标微生物而不适于其他微生物生长的条件下继续培养，则目标微生物将成为优势种而得到纯培养。

3.诱变育种：诱变育种是指用物理、化学因素诱导动植物的遗传特性发生变异，再从变异群体中选择符合人们某种要求的单株/个体，进而培育成新的品种或种质的育种方法。诱变育种除能提高产量外，还可达到改善产品质量、扩大品种和简化生产工艺等目的。

4.微生物工程下游加工工程：

↑→（胞外产物）→↓

↑↓

发酵→预处理→细胞分离→细胞破壁→碎片分离→提取→精制→成品制作

（胞内产物）

加热过滤匀浆法离心沉淀（重）结晶浓缩

调PH 离心研磨法双水相吸附离子交换干燥

絮凝膜分离酶解法膜分离萃取色谱分离无菌过滤

超滤膜分离成型

结晶

5.准性生殖：准性生殖是指异核体（单个生物个体中含有两种或两种以上基因型）细胞中两个遗传物质不同地细胞核可以结合成杂合二倍体的细胞核。这种杂合二倍体的细胞核在有丝分裂过程中可以发生染色体和单倍体化,最后形成遗传物质重组的单倍体的过程。也就是不经过减数分裂就能导致基因重组的生殖过程。准性生殖是丝状真菌,特别是不产生有性孢子的丝状真菌如半知菌类特有的遗传现象。

6.转化：同源或异源的游离DNA分子(质粒和染色体DNA)被自然或人工感受态细胞摄取，并得到表达的水平方向的基因转移过程。

7.基因工程育种：（还没有最后定下来，大家可以先不看）

如果将一种生物的DNA中的某个遗传密码片断连接到另外一种生物的DNA链上去，将DNA重新组织一下，就可以按照人类的愿望，设计出新的遗传物质并创造出新的生物类型，这与过去培育生物繁殖后代的传统做法完全不同。

所谓基因工程是在分子水平上对基因进行操作的复杂技术，是将外源基因通过体外重组后导入受体细胞内，使这个基因能在受体细胞内复制、转录、翻译表达的操作。它是用人为的方法将所需要的某一供体生物的遗传物质——DNA大分子提取出来，在离体条件下用适当的工具酶进行切割后，把它与作为载体的DNA分子连接起来，然后与载体一起导入某一更易生长、繁殖的受体细胞中，以让外源物质在其中“安家落户”，进行正常的复制和表达，从而获得新物种的一种崭新技术。

8.转导：一个细胞的DNA通过病毒载体的感染转移到另一个细胞中。

9.接合：通过细胞与细胞的直接接触而产生的遗传信息的转移和重组过程。

10.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。打破了微生物的种界界限，可实现远缘菌株的基因重组。可使遗传物质传递更为完整、获得更多基因重组的机会。

11.种子培养基：种子培养基是供孢子发芽、生长和大量繁殖菌丝体，并使菌体长得粗壮，成为活力强的“种子”。所以种子培养基的营养成分要求比较丰富和完全，氮源和维生素的含量也要高些，但总浓度以略稀薄为好，这样可达到较高的溶解氧，供大量菌体生长繁殖。

12.发酵培养基：发酵培养基是供菌种生长、繁殖和合成产物之用。它既要使种子接种后能迅速生长，达到一定的菌丝浓度，又要使长好的菌体能迅速合成需产物。因此，发酵培养基的组成除有菌体生长所必需的元素和化合物外，还要有产物所需的特定元素、前体和促进剂等。但若因生长和生物合成产物需要的总的碳源、氮源、磷源等的浓度太高，或生长和合成两阶段各需的最佳条件要求不同时，则可考虑培养基用分批补料来加以满足。

13.出发菌株：出发菌株就是由组织分离的第一代菌株

（后面的由阳仔发）

二、微生物工程下游加工工程的一般程序（图示）。

三、优良生产菌种应具备的基本特性是什么？

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。

四、如何从自然界中获得微生物工程用菌株？请设计一个具体方案。

五、简述微生物工程发展的历史

传统的微生物发酵技术—天然发酵

公元前4000-3000年古埃及人已熟悉了酒、醋的酿造方法。

公元前2000年，古希腊人和古罗马人已学会利用葡萄糖造葡萄酒。

公元前3世纪古巴比伦人利用谷物酿造某些品种的啤酒，约20种。

古埃及人发明用烘焙的“啤酒面包”酿造的黑啤酒等，且酒精含量高达12%-15%.

我国的酿酒已经有4000多年的历史。

我国的酱油距今已有3000年的历史

传统的微生物发酵技术产品还有酱油、醋、腐乳、泡菜、奶酒、干酪等。

面团的发酵，粪便和秸秆的沤制，用发霉的豆腐制疡等。

那时人们并不知道微生物与发酵的关系，因而很难控制发酵过程，生产也只能凭经验，口传心授；所以称天然发酵时期。

第一代微生物发酵技术—纯培养技术的建立1676年，荷兰人安东尼·列文虎克（Antony van leeuwenhoek）自制了40-150倍显微镜，首次观察到了细菌、酵母等。他没有上过大学，是一个只会荷兰语的小商人，但却在1680年被选为英国皇家学会的会员。1857年法国著名生物学家巴斯德（Louis Pasteur,1822-1895年)用巴氏瓶实验，证明了酒精发酵是由活酵母引起的，各种不同的发酵产物是由不同的微生物产生的。1897年德国的布希纳（Eduard Buchner,1860-1917)将酵母细胞磨碎，得到的酵母汁