生物工艺学
这里只是老师给的一部分重点，还有一部分是平时作业做过的。
绪论
1.生物工艺学：也称为生物技术，是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，以提供产品或社会服务的技术。第1章工业微生物菌种选育、制备与保藏
1. 如何获得诱变后的高产菌株？（诱变育种筛选）
（1）初筛：即粗筛。因筛选量大，采用的方法需简便、快速。最常用的有透明圈法、抑菌圈法和颜色变化等方法。
（2）复筛：即精细筛选。通常选用液体摇瓶培养方法，直接检测所需的产物量。
筛选是一项繁杂的工作，要选择出优良菌株，必须多次初筛和复筛，并设计出合理的筛选方案。
2. 微生物培养类型（发酵类型）
（1）据微生物种类不同来分：A，好氧发酵B，厌氧发酵
（2）据培养基状态来分： A，固体发酵；
B，液体发酵：a,表面培养法（浅盘发酵）b,深层发酵法3. 液体深层发酵的特点：①菌种、底物、产物易于扩散②液体输送方
便，易于机械化操作
③易于大规模机械化生产，生产效率高，易于自动化控制
4. 培养与发酵的区别
（1）培养是微生物在人工的环境中生长、增殖的过程。培养的目的，是得到一定量、一定活力要求的菌体。
（2）发酵是利用微生物的代谢作用并借助于对代谢过程的控制来获得所需产品的过程。发酵的目的，是获得发酵产品。
5. 菌种保藏的基本原理
根据菌种的生理生化特点，人工创造条件，使孢子或菌体细胞的生长代谢活动尽量降低，以减少其变异。一般可通过保持培养基营养成份在最低水平、缺氧状态、干燥或低温，使菌种处于“休眠状态”，抑制其生长繁殖能力。
常用菌种保藏方法：（1）冷冻干燥保藏法：最常用，加保护剂如甘油、脱脂牛奶等，一般只能使用一次（2）液氮保藏法，也加保护剂同上（3）斜面保藏法:4℃冰箱保藏（4）石蜡油封存（5）载体保藏法：沙土，主要用于能形成孢子或孢子囊的微生物（真菌、放线菌和部分细菌）（6）悬液保藏法减少传代
6. 菌种保藏的关键问题：（1）染菌（2）退化
环境恒定，温度恒定。
7. 种子扩大培养：指将保藏在砂土管、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、种子罐逐级扩大培养而获得一定数量和质量的纯种过程。
作用：A缩短发酵生产周期，提高设备利用率，节约生产成本。
B可分别获得较佳的种子培养条件与发酵条件
C 起到一定的菌种驯化、复壮的作用。
8. 种子的基本要求：A 菌种细胞生长活力强，移种至发酵罐后能迅速
生长，迟缓期短B 生理状态稳定，合适的菌体形态 C 生产能力高而且稳定 D 菌种总量及浓度能满足生产的要求E 无杂菌污染
第2章工业培养基及其设计
1. 培养基的基本要求：A. 都必须含有作为合成细胞组成的原料B. 满
足生化反应的基本条件C. 一定的pH值D. 来源丰富、价廉、质量稳定
2. 微生物培养基：是指可供微生物细胞生长、繁殖所需的一组营养物
质和原料、以及其它所必须的条件。发酵培养基作用：（1）满足菌体的生长、繁殖（2）促进产物的形成
3. 培养基的类型
（1）按纯度分类：合成培养基：原料的化学成分明确、稳定。天然培养基：原料来源丰富(大多为农副产品)、价格低廉
（2）按状态分类：固体、半固体、液体
（3）按用途分类：孢子培养基、种子培养基和发酵培养基
4.发酵培养基的成分：碳源、氮源、无机盐及微量元素、生长因子、前体、产物促进剂
1.碳源：(1)、作用：提供微生物菌种的生长繁殖所需的能源和合成菌体所必需的碳成分。提供合成目的产物所必须的碳成分(2)、来源：常用的碳源有糖类、油脂、有机酸和低碳醇
2.氮源：主要用于构成细胞物质（氨基酸、蛋白质、核酸等）和含氮代谢物。
(1) 有机氮源--- 花生饼粉、豆饼粉、棉子饼、玉米浆、蛋白胨、酵母提取粉、酵母粉、鱼粉、蚕蛹粉、尿素、废菌丝体和酒糟等。(2)无机氮源-- (NH4) 2SO4 , NH4 Cl , NH4 NO3 , KNO3, NaNO3, NH3
3.无机盐及微量元素：作为微生物细胞生理活性物质组成或生理活性作用的调节物。
4. 生长因子、前体、产物促进剂
(1) 生长因子：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。微生物自身不能合成。
(2) 前体：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有较大的提高。
(3) 产物促进剂：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。
第三章生物工艺过程中的无菌技术
1.染菌的危害：（1）杂菌消耗培养基成分，造成生产水平下降。2）杂菌菌体大量繁殖及其代谢产生某些化合物会造成目标产物提取的难度增大。（3）杂菌产生某些对生产菌有毒害或者能分解预期产物的物质。（4）噬菌体污染，则会造成发酵菌体细胞的溶解
如何避免染菌：1）使用纯种2）培养基灭菌3）发酵罐灭菌4）原料器皿灭菌5）无菌操作
2.培养基灭菌的基本要求：①灭菌工艺要必须达到生产上的无菌要求---是大前提
②尽量减少营养成分的破坏③尽量减少能耗
3.灭菌方法：过滤除菌、辐射灭菌、化学法、干热灭菌、湿热灭菌
湿热灭菌优点：①蒸汽具有很强的穿透力，灭菌彻底，②蒸汽来源容易，③蒸汽输送方便，控制方便。缺点：①杀菌过程会产生冷凝水，不适于怕受潮物料灭菌。②对设备有一定要求。
4.对数残留规律
N0---原始的菌数（个）Nt----灭菌t时间后残留菌数（个） k = 常数
阿累尼乌斯公式：E是活化能；R是气体常数；T是绝对温度。A是阿累尼乌斯（Arrhenius）常数。 lnK = lnA – E/RT
5. 灭菌的改进方法：(1) 分开灭菌, 对培养基中糖类等不耐高温的成分
与培养基其它成分分开灭菌，灭菌后再混合。(2) 降低温度灭菌 (3)连续灭菌,连续灭菌可以实现高温短时灭菌，减少营养成分的损
失。 (4)间歇灭菌, 采用丁达尔灭菌法
第4章发酵工艺控制
1. 发酵类型：分批发酵、补料发酵、分批补料发酵、连续发酵
（1）分批发酵：微生物在化学成分一定的培养基中进行发酵称为分批发酵或间歇发酵。接种后，在发酵过程中不补加新鲜培养基。
优点：1）系统简单、操作简单：A，一次灭菌后，不易染菌B，设备简单、费用低:2）保持生产过程的一致性
缺点（1）延滞期长（2）有害物质的积累（3）限制了生产能力
（4）底物抑制
（2）补料分批发酵：根据菌株生长和初始培养基的特点，在分批发酵的某些阶段适当补加培养基，使菌体或其代谢产物的生产时间延长,产量提高。
优点：A 可以消除底物、产物抑制B 可以实现高密度细胞发酵C延长次级代谢产物的生产时间D 稀释有毒代谢产物
（3）连续发酵：在发酵罐中不断添加新鲜的培养基，同时（以等流速）不断放出含有目的产物的发酵液，使微生物所需的营养及时得到补充，有害的代谢产物又能够及时排除。
优点：控制稀释速率可以使发酵过程最优化。发酵周期长，得到高的产量。
缺点：长期连续培养会引起菌种退化，降低产量。长时间补料染菌机会大大增加。
2. 连续培养的控制方式
恒化培养：保持培养液的流速不变，使培养罐内的营养物质浓度基本恒定，并使微生物始终在低于其最高生长速度的条件下进行繁殖，这种连续培养方式称为恒化培养。
恒化培养中，必须将某种必需的营养物质限制在较低的浓度，使其成为限制性底物，而其它的营养物质均需过量，使微生物的生长速度主要决定于生长限制因子。
恒浊培养：根据体系中微生物的生长密度，不断调整流加培养液的流速，以取得菌体密度和生长速度恒定的微生物细胞的培养方式称为恒浊培养。
3. 发酵控制：把发酵过程的某些状态变量控制在某一期望的恒定水平
上或时间轨道上。分为离线控制和在线控制
（1）基质浓度的变化与控制
①目的：在于控制微生物的代谢，使之向着有利于产物积累的方向发展。发酵过程的最优化。
②基质浓度对发酵的影响：A, 高基质浓度会抑制菌体生长B,培养基过于丰富，菌体生长过盛，发酵液变粘，传质差，溶氧不足。C,高浓度的基质会引起碳分解代谢物阻遏现象，并阻碍产物的形成。D，基质浓度过低，微生物生长受到影响，生产率下降。
③种类与方式：碳源浓度的控制，氮源浓度的控制，磷浓度的控制，前体的浓度与控制
④补料控制工艺（补糖为例）A，补糖时间：中间补糖，后期补糖。B，补糖方式：连续补糖，分批补糖。①连续流加(变速,恒速)②分批加入(等量,不等量)
C，补糖量：流速与糖浓度来控制。
（2）温度控制
①影响发酵温度的因素：发酵热：发酵过程中产生的净热量
Q生物 Q搅拌Q蒸发 Q辐射: Q发酵=Q生物+Q搅拌-Q蒸发-Q辐射
②温度对发酵的影响
最适生长温度是指某微生物群体生长繁殖速度最快的温度，但它不等于发酵的最适温度，也不等于积累代谢产物的最适温度，更不等于积累某一代谢产物的最适温度。
③最适温度的选择
选择的标准是产量的最大化和成本最小化为标准。温度控制经常采用分段控制.
（3） PH控制
①pH 对微生物生长与生物合成的影响
（1）pH影响酶的活性。（2）pH值影响微生物细胞膜所带电荷的改变，从而改变细胞膜的透性（3）pH值影响培养基某些成分和中间代谢物的解离，从而影响微生物对这些物质的利用。（4）pH影响代谢方向
②引起pH变化的原因
A、代谢：（1）糖代谢（2）氮代谢（3）生理酸碱性物质利用后pH会上升或下降。
B、产物的形成
C、菌体自溶，pH上升，发酵后期，pH上升。噬菌体污染，造成菌体分解。
③发酵过程中pH变化规律
A生长阶段，pH有变化B 产物合成阶段：趋于稳定C自溶阶段：菌体产生蛋白酶，菌体自溶，发酵液中氨基氮增加，pH上升（反弹）
④pH控制方式
A通过加酸或碱进行中和反应。B加入碳酸钙、缓冲溶液等物质。C工艺
控制：过酸时，加适量的氮源，提高发酵的通气量；过碱时，适当增加碳源，降低通气量。D生理酸性盐与生理碱性盐的合理比例。
(4) 溶氧控制
①微生物对氧的需求
比耗氧速度或呼吸强度（QO2）：单位时间内单位重量的细胞所消耗的氧气，mmolO2·g菌-1·h-1一般为25-100 mmolO2·g菌-1·h-1
摄氧率(r)：单位时间内单位体积的发酵液所需要的氧量。mmolO2·L-1·h-1 。
r= QO2 .X X：发酵液中菌丝体浓度，g（干菌体）/L
②微生物需氧变化规律：对数生长期的菌体需氧大，后期相对较小；细菌的需氧量相对较大，霉菌的相对较小
③影响KLa的因素-氧气传递
Nv：体积传氧速率 kmol/m3.h
Kla: 以(C*-C)为推动力的体积溶氧系数 h-1
④供氧的调节
A调节Kla B调节氧的传递动力(C*-C)
提高C*在工艺上：（1）通纯氧（2）提高罐压（3) 在供氧比较低的情况下，可以提高通风。
（5）泡沫控制
①发酵过程泡沫的形成原因
主要因素（1）通气搅拌的强烈程度（2）培养基配比与原料组成（稳定泡沫的表面活性物质）
次要因素（3）微生物生长；菌种、种子质量和接种量（4）灭菌质量②泡沫对发酵的影响
A，降低了发酵罐的装液系数--降低生产率B，增加了菌群的非均一性—影响菌体呼吸
C，增加了污染杂菌的机会—染菌D，导致产物的损失（液）--物耗提高、浪费
E，消泡剂的加入会给提取工序带来困难
有利之处：气体分散、增加气液接触面积
③泡沫的控制
机械消沫: 利用机械强烈振动或压力变化而使泡沫破裂。
化学消泡：天然油脂、聚醚类消泡剂、高碳醇、硅酮类
4.发酵终点的判断
确定发酵终点需考虑的因素：（1）经济因素：A,提高发酵生产率，降低生产成本(核心）
B，是否会影响到提炼工艺—提炼的成本（2）产品质量因素C，放罐前
的发酵控制，注意pH和泡沫的变化；D，判断放罐的指标：产物的浓度、过滤速度、氨基氮、菌丝形态、pH、残糖、培养液的粘度与外观（3）特殊因素：染菌、代谢异常
5.染菌及其防治
（1）染菌的检查与判断—通过异常发酵判断
A溶解氧水平异常变化显示染菌B排气中CO2异常变化显示染菌
(2)染菌原因的分析:种子系统、空气带菌、设备渗漏、培养基灭菌不彻底、操作失误
不同染菌时期：①种子培养期染菌：培养基灭菌不彻底、种子带菌、接种管道灭菌不彻底或接种操作不当②发酵前期染菌：原因同上措施：可以用降低培养温度，调整补料量，用酸碱调pH值，缩短培养周期等措施予以补救。
③发酵中后期染菌：培养基灭菌不彻底，加消沫剂、补料系统灭菌不彻底或渗漏，发酵设备渗漏，泡沫顶罐。措施：提前放罐。
（3）染菌的防治措施：A :预防种子带菌B 预防培养基染菌C 严防空气带菌D 杜绝设备污染E 操作规范
（4）染菌罐的处理
①种子罐染菌：灭菌后放下水道并对种子罐、管道进行检查和灭菌，启用备用罐或倒种
②发酵灌染菌：:前期：灭菌后放下水道。对于染菌危害不大，可重新灭菌，重新接种
中后期：降低培养温度，降低通风；提前放罐；控制补料量
（5）噬菌体污染的防治
受噬菌体感染后，往往会反复连续感染，使生产无法进行，甚至使种子全部丧失。
A 噬菌体污染的鉴别
染噬菌体表现为：1、镜检可发现菌体数量明显减少，菌体不规则，严重时完全看不到菌体，且是在短时间内菌体自溶。2、发酵pH值逐渐上升，4~8小时之内可达8.0以上，不再下降。3、发酵液残糖高，有刺激臭味，粘度大，泡沫多。4、生产量甚少或增长缓慢或停止
有无染噬菌体，根本的要做噬菌斑检验
B 噬菌体预防
（1）选育抗噬菌体菌株；--太难太难（2）轮换菌种（3）环境卫生：发酵车间远离农田、排污明渠、污水处理池，环境、明沟、下水道定期消毒；（4）选用孔径为0.01 γm的微滤膜空气过滤器；（5）培养基中加入适量化学消毒剂
C 污染后的处理：将发酵液加热到70~80C杀死噬菌体，才可排放。发酵
罐周围的管道也必须彻底灭菌。车间也要大面积消毒。更换菌种或转产其他产品。
第五章发酵动力学
1.比生长速率：单位时间内单位菌体消耗基质或形成产物（菌体）的量称为比速
x-菌体浓度 t-时间p-产物浓度，s-底物浓度
得率系数：两种物质的得失之间的计量比
菌体生成量对基质消耗量的得率系数：Yx/s＝-dx/ds
产物生产量对基质消耗量的得率系数：Yp/s＝-dp/ds
2. 发酵动力学：菌体生长动力学(X) 产物合成动力学(P) 底物消耗动
力学 (S)
3. 分批发酵动力学
4.菌体生长速率动力学
monod方程:μ---比生长速率（h-1)μmax----最大比生长速率（h-1)S----基质浓度 (g/L)Ks----常数限制营养物质的浓度饱和常数(g/L)
假设条件：只有一种限制性基质、均衡生长、细胞得率系数为常数
优点: Monod 方程能适合于许多实验和生产过程中的微生物生长过程，适用面较广。
缺点： a. 仅适用于生长速率较慢的情况b. 仅适用于细胞浓度较低的条件 KS越大，表示微生物对营养物质的吸引亲和力越小，反之越大。
双倒数法：将Monod方程取倒数可得：或
5基质消耗动力学：S（底物） ─→ X（菌体）＋ P（产物）+维持
p-底物浓度，m-维持系数，Yp/s-相对于底物的产物得率系数；Yx/s-相对于底物的菌体得产率系数
6.产物合成动力学
根据产物生成速率与细胞生成速率的关系分类（Gaden分类）：
生长偶联型：产物通常是基质的分解代谢产物，或是正常代谢的中间产物
产物的积累与菌体增长相平行，与碳源消耗有准确的定量关系。
部分偶联型：产物的生长与细胞生长部分相关。在细胞生长阶段无产物形成，在中后期开始形成产物。
非偶联型：产物的形成与细胞生长不相关。细胞处于生长阶段时并无产物积累，但细胞生长停止后，却有大量产物积累。如抗生素
7. 连续发酵动力学
（1）细胞物料衡算
流入的细胞-流出的细胞+生长的细胞-死去的细胞=积累的细胞
x0和x分别为流入和流出发酵罐的细胞浓度（g/L）F-培养基的流速
（L/h）V-体积（L）
μ-比生长速率a-比死亡速率t-时间
当流入基质的流速恒定，流出的细胞不循环回流，X0=0, μ>>a
F/V定义为稀释率D =F/V（h）：补料速度与反应液总体积的比值(h-1) 在恒定状态时dx/dt=0即0=-(F/V)X+μX μ=F/V 即在恒定状态时，比生长速率等于稀释率。
（2）基质物料衡算
发酵罐中限制性基质浓度的变化量=流入的限制性基质的量—流出的限制性基质的量—用于细胞生长的限制性基质的量—维持细胞生命所需的限制性基质的量—形成产物消耗的限制性基质的量
专题基因工程菌高密度培养
1.常用的宿主系统
（1）大肠杆菌：是最普遍首选的宿主，尤其是产品翻译后不需要修饰。
优点：①生理学和遗传学背景了解深。有利于进行复杂的基因操作；②高生长速率，并能长到高细胞浓度（50g/l）；③能生长在简单的便宜的培养基上。
缺点：分泌的蛋白通常在细胞内，当这些蛋白达到高浓度时，会被水解或形成不溶的包含体。
（2）G+细菌（枯草杆菌）
优点：能把蛋白分泌（excretion）到胞外。
缺点：①产生大量的蛋白酶，会很快降解产物。②基因构建比大肠杆菌困难，质粒稳定性也比较差
（3）低等真核细胞（酿酒酵母）
优点：有简单糖基化能力和分泌蛋白的能力。
缺点：达到高表达水平比大肠杆菌困难，外源蛋白分泌到胞外也有限（4）哺乳动物细胞
优点：有正确的氨基酸排列，可提供最接近于天然副本的产物，此外多数产物可以分泌到胞外。
缺点：生长缓慢，难以大规模培养，容易染菌，培养基价格昂贵，蛋白表达水平较低。
最常用的宿主是CHO（中国仓鼠卵巢细胞）。
2. 基因工程菌生产的特点
（1）基因工程菌带有外源基因，外源基因可能在质粒上也可能整合到染色体上，这些基因可能不稳定。丢失外源基因的菌往往比未丢失的菌生长快得多，这样就会大大降低产物的表达。为了抑制基因丢失的菌的生长，一般在培养中加入选择压力，如抗生素。
（2）基因工程菌的培养一般分两段。前期是菌体生长，生长到某一阶段，加入诱导因子，诱发产物表达。
3.基因不稳定性：分离丢失、结构不稳定性、宿主细胞调节突变
4.重组大肠杆菌的高密度培养策略
提高发酵过程的菌体密度有利于提高单位体积中的产物量，从
而提高反应器的生产能力
菌体密度的提高应尽可能减少影响单位菌体生产的产物量，以
实现基因产物的高表达
产物分泌在胞外时，过高细胞密度可能会因上清液量减少而影
响产物总量
高密度培养中细胞的需氧量和发热量大大增加，反应器要满足
细胞对氧的需求，维持培养温度
高密度培养中细胞的代谢废物增加，对有害代谢物的积累应加
以控制
操作方式：补料分批培养
5.高表达的障碍：（1）外源基因的不稳定，造成表达的下降。（2）高生长速率与高表达之间的矛盾（3）乙酸的产生（4）蛋白的降解
6.高密度培养的措施
分批补料培养可消除高浓度底物对细胞生长的抑制作用，还可弥补低浓度底物限制细胞生长的缺陷，从而有效地控制了菌体的生长过程。因此，要实现重组大肠杆菌的高密度培养，最常用和最有效的方法就是
分批补料流加培养法。
A，控制基质浓度流加B，恒pH流加C，恒溶氧流加D，控制比生长速率的葡萄糖流加
北化生物工艺学问答题与答案1
一．简述微生物的特点及其应用于发酵的优势。 1.种类多，分布广。目前微生物种类在10万种以上，具有多种代谢方式。在生化过程 中积累不同种类的代谢产物，用于多种发酵工业的生产，产品丰富，如（。。。。）。营养谱极广，生长要求不高，繁殖快，自然界分布极广，适宜生产研究就地区取材。 2.高面积-体积比，代谢能力强。其比表面积相当大，利于微生物与环境进行物质、能 量、信息交换，具有高代谢速率。其代谢强度高于高等动物千、万倍。 3.生长迅速，繁殖快。微生物具有最快的繁殖速度，在工业上有重要意义。适宜条件 下能达到几何级数增殖。 4.适应性强，容易培养。代谢灵活，酶系可受诱导，以适应环境变化。其诱导酶可占 蛋白的10%。故其可耐高温、低温、盐高盐，高酸碱、干燥、辐射、毒物等极端环境。 5.易变性。诱变剂容易使其遗传物质变异，改变代谢途径，产生新菌种。而次特性对 菌种保藏、发酵等过程产生不利影响。 用于发酵的优势：不需高温设备，利用原料比较粗放，主要采用低廉的农副产品，不需特殊催化剂、副产品少，无毒性。 二．常用工业微生物的种类有哪些？每种列举三个典型，并说明其主要产品。 1细菌，醋杆菌属有醋化醋杆菌（食醋），巴氏醋杆菌（食醋）。弱氧化醋杆菌（山梨糖、酒石酸等）。 乳杆菌属：德式乳杆菌（左旋乳酸） 芽孢杆菌属：枯草芽孢杆菌（α-淀粉酶，蛋白酶，诱变后生产肌苷，鸟苷） 梭菌属：丙酮丁酸梭菌（丙酮丁醇） 大肠杆菌：（天冬氨酸，缬氨酸，苏氨酸，） 产氨短杆菌：（辅酶A） 2放线菌，链霉菌属：灰色链霉菌（链霉素），金色链霉菌（金霉素），红霉素链霉菌（红霉素） 小单孢菌属：绛红小单胞菌（庆大霉素），棘孢小单孢菌（庆大霉素）。 3霉菌，曲霉属：黑曲霉（酸性蛋白酶，淀粉酶，果胶酶）米曲霉（糖化淀粉酶，蛋白酶）。黄曲霉（液化淀粉酶） 青霉属：产黄青酶（青霉素，葡萄糖氧化酶，柠檬酸，维c），桔青霉（桔霉素，脂 肪酶等），娄地青霉（干酪，天冬氨酸，谷氨酸，丝氨酸） 根酶属：黑根霉（果胶酶），米根霉（酒曲，乳酸），华根酶（液化淀粉酶） 红曲霉属：红曲霉（淀粉酶，麦芽糖酶） 4酵母菌：酵母属：啤酒酵母（啤酒，面包，饮料）。 裂殖酵母属，发酵糊精，菌粉。 假丝酵母属：产朊假丝酵母（饲料、蛋白质），解脂假丝酵母（发酵煤油。石油脱蜡） 毕赤酵母（固醇、苹果酸、） 汉逊氏酵母（乙酸乙酯） 球拟酵母属（多元醇，氧化烃类） 红酵母属（产脂肪） 三．简要说明微生物诱变育种的操作步骤： 1.出发菌株的选择：①自然界分离的野生菌株②通过生产选育，自发诱变的菌株③已 经诱变的菌株。高产菌可先进行杂交再作为出发菌株 2.菌悬液制备：使细菌同步生长，悬液经玻璃珠打散，并用脱脂棉过滤。处理细菌的
生物工艺学(名词解释、简答题)
1生物工艺学：应用自然科学和工程学原理，依靠生物作用剂的作用将原料加工以提供产品或用以为社会服务的技术 2 发酵工程：生物学和工程学的结合，生物方面的各种工程的总称，技术的开发产业化。3，自然选育：利用微生物在一定的条件下自发变异的原理，通过分离筛选等方法，排除衰变型菌株，从中选择维持原菌落生产水的菌落，并获得纯种 4 随机筛选：将人工诱变或自然突变的菌株凭经验进行筛选，以从中挑选出目的菌株的过程 5 理性化筛选根据遗传学原理，设计选择性筛子，从将目的菌种筛出来 6目的筛选在理性化筛选的基础上，每一次摇瓶筛选都采用不同的技术指导，使变株的选出频率进一步提高以达到筛选的目的 7 杂交育种将两个基因型不同的菌株以吻合后使遗传物质重新组合，从中分离和筛选具有新性状的菌株 8 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包裹的球状体，两亲本的原生质体在高渗条件下使之融合，由PEG作为助融剂，使期发生细胞融合，使两亲本基因由接触到交换，从而实现基因组合 9 简述传统生物技术与现在生物技术的区别： 传统生物技术：利用现有生物、宏观水平、传统技术、注重产量的提高；现代生物技术：利用改造的生物、微观水平、以基因工程为代表的新技术、注重产量和质量的提高 10 简述发酵工艺的历史和特征、 历史：天然发酵时期，对微生物本生与缺乏的认识；纯培养技术的建立，发酵技术的建立是第一个转折期，人为控制微生物的时代；通气搅拌技术的发展发酵工业第转折期，发酵工程的开端，青霉素发酵的开始；代谢控制发酵技术的建立，第三转折期，氨基酸，核苷酸的发酵；发酵原料的转换，糖质原料到非糖质原料；基因工程的运用；，广泛的生物产业，固定代细胞技术，单棵隆抗体。特征：常压常温下进行反应，反应条件温和，生产材料多价格低，以碳水化合物为主要的原料，不需要精制反应自动调节反应途径高度专一和选择性，对环境污染少，生产过程无害，可以不增加设备而增加产量，投资少见效快。11发酵工程的发展方向：1菌种的筛选及新的活性物质的筛选，2对微生物的生理代谢进行的研究，3使用新的发酵工艺和新的控制程序 12微生物来源的途径：传统生态途径：土壤筛选；现代遗传途径：对现有菌种进行改造；基因突变：诱发突变；基因重组：基因克隆，原生质体融合 14 获得菌种的方法步骤有哪些？1样品收集，2采集后处理，3菌种培养4纯化 15 纯种的常规分离方法有哪些？理平板划线法，倾倒平板法，涂布培养，毛细管法，小滴分离法，显微操作 16 富集培养的选择压力有哪些？温度，渗透压，氧气，光，PH与氧化还原电位，培养基抗生素 17 工业微生物分离的注意事项：培养基的来源，丰富，价格低；温度选择常温或偏高；不需要特殊的生产设备;菌种遗传稳定性好；发酵的浓度高，产物收率高；产物容易提取 18 菌种选育的含义基本原理及主要方法有哪些 含义：把菌种进行诱变处理，用随机或理性方法获得目的变体。基本原理：根据微生物遗传变异的特性，利用自然选育，诱变育种，代谢控制，杂交育种，分子育种等方法，将菌种进一步纯化改变，以获得优良的品种。主要方法：自然选育，诱变育种，代谢控制，杂交育种，分子育种 19 摇瓶复筛的目的是什么？考查菌种生产的自然波动范围；考察菌种的稳定性；更接近生产工艺; 获得更的种子量
课后习题答案--《环境工程微生物学》-第三版-周群英
课后习题答案--《环境工程微生物学》-第三版-周 群英 1、何谓原核微生物？它包括哪些微生物？ 答：原核微生物的核很原始，发育不全，只有DNA链高度折叠形成的一个核区，没有核膜，核质裸露，与细胞质没有明显界限，叫拟核或似核。原核微生物没有细胞器，只有由细胞质膜内陷形成的不规则的泡沫体系，如间体核光合作用层片及其他内折。也不进行有丝分裂。原核微生物包括古菌（即古细菌）、真细菌、放线菌、蓝细菌、粘细菌、立克次氏体、支原体、衣原体和螺旋体。2、何谓真核微生物？它包括哪些微生物？ 答：真核微生物由发育完好的细胞核，核内由核仁核染色质。由核膜将细胞核和细胞质分开，使两者由明显的界限。有高度分化的细胞器，如线粒体、中心体、高尔基体、内质网、溶酶体和叶绿体等。进行有丝分裂。真核微生物包括除蓝藻以外的藻类、酵母菌、霉菌、原生动物、微型后生动物等。3、微生物是如何分类的？ 答：各种微生物按其客观存在的生物属性（如个体形态及大小、染色反应、菌落特征、细胞结构、生理生化反应、与氧的关系、血清学反应等）及它们的亲缘关系，由次序地分门别类排列成一个系统，从大到小，按界、门、纲、目、科、属、种等分类。种是分类的最小单位，“株”不是分类单位。 4、生物的分界共有几种分法，他们是如何划分的？ 答：1969年魏泰克提出生物五界分类系统，后被Margulis修改成为普遍接受的五界分类系统：原核生物界(包括细菌、放线菌、蓝绿细菌)、原生生物界（包括蓝藻以外的藻类及原生动物）、真菌界（包括酵母菌和霉菌）、动物界和植物界。我国王大教授提出六界：病毒界、原核生物界、真核生物界、真菌界、动物界和植物界。5、微
生物是如何命名的？举例说明。 答：微生物的命名是采用生物学中的二名法，即用两个拉丁字命名一个微生物的种。这个种的名称是由一个属名和一个种名组成，属名和种名都用斜体字表示，属名在前，用拉丁文名词表示，第一个字母大写。种名在后，用拉丁文的形容词表示，第一个字母小写。如大肠埃希氏杆菌的名称是Escherichia coli。6、写出大肠埃希氏杆菌和桔草芽孢杆菌的拉丁文全称。 答：大肠埃希氏杆菌的名称是Escherichia coli，桔草芽孢杆菌的名称是Bacillus subtilis。7、微生物有哪些特点？答：（一）个体极小 微生物的个体极小，有几纳米到几微米，要通过光学显微镜才能看见，病毒小于0.2微米，在光学显微镜可视范围外，还需要通过电子显微镜才可看见。（二）分布广，种类繁多 环境的多样性如极端高温、高盐度和极端pH造就了微生物的种类繁多和数量庞大。（三）繁殖快 大多数微生物以裂殖的方式繁殖后代，在适宜的环境条件下，十几分钟至二十分钟就可繁殖一代。在物种竞争上取得优势，这是生存竞争的保证。（四）易变异 多数微生物为单细胞，结构简单，整个细胞直接与环境接触，易受外界环境因素影响，引起遗传物质DNA的改变而发生变异。或者变异为优良菌种，或使菌种退化。 1 章 1.病毒是一类什么样的微生物？它有什么特点？ 答：病毒是没有细胞结构，专性寄生在活的敏感宿主体内，可通过细菌过滤器，大小在0.2微米一下的超微小微生物。 特点：大小在0.2微米以下，故在光学显微镜下看不见，你必须在电子显微镜下方可合成蛋白质的机构――核糖体，也没有合成细胞物质和繁殖所必备的酶系统，不具独立的代谢能力，必须专性寄生在活的敏感宿主细胞内，依靠宿主细胞合成病毒的化学组成和繁殖新个
南昌大学 生物工艺学题库
名次解释： 1、下游过程：生物工程中的一个重要部分生物物质的分离，其目的是把生物反应液内的有用物质分离出来，获得所需的目的产品 2、离心分离因数 3、高压匀浆法：属于液体剪切破碎方法之一，是借助于高压匀化作用的液体剪切作用使细胞破碎。高压匀化是通过碰撞、剪切、空化和高速作用的综合效应来起作用的。 4、喷雾干燥：喷雾干燥是用雾化器将原料液分散成细小雾滴，并用热空气与雾滴直接接触的方式进行干燥而获得粉粒状产品的一种干燥过程。 5、细胞破碎率：定义为被破碎细胞的数量占原始细胞数量的百分比数，即：S=[(N0-N)/N0]*100 6、热沉淀：在较高温度下，热稳定性差的蛋白质很容易变性，变性后的蛋白质溶解度很小，容易沉淀，利用这一现象，可根据蛋白质间的热稳定性差别，进行蛋白质的选择性热沉淀，分离纯化热稳定性高的目标产物 7、透析：穿过膜的选择性扩散过程。可用于分离分子量大小不同的溶质，低于膜所截留阈值分子量的物质可扩散穿过膜，高于膜截留阈值分子量的物质则被保留在半透膜的另一侧。 8、反渗透：当渗透过程进行达到平衡时，若在溶液的液面再施加一个大于溶液渗透压的压力时，溶剂将与原来的渗透方向相反，开始从溶液向溶剂一侧移动，这就是反渗透 9、分配系数:在一定温度、压力下，溶质分布在两个互不相容的溶剂里，达到平衡后，它在两相的浓度之比成为分配系数。可用下式表示：K=C1/C2。K为分配系数；C1为分配平衡时在萃取相中的溶质浓度；C2为分配平衡时在萃余相中的溶质浓度。 10、双水相萃取：又称水溶液两相分配技术，双水相萃取的特点是能够保留产物的活性，整个操作可以连续化。是近年来出现的极有前途的新型分离技术。11、离子交换树脂：有机高分子离子交换剂，包括合成离子交换剂和天然有机大分子离子交换剂，通常是一种典型的凝胶，一般统称为离子交换树脂。 12、大孔树脂：孔道直径应比扩散离子大三倍以上，基本特点是在整个树脂内部，无论干、湿或收缩、溶胀都存在着比一般凝胶剂更多更大的孔道，布满树脂内部。 13、亲和层析：是将有亲和吸附作用的物质分子偶联在固体介质上作为固定相，用以分离纯化目标产物的液相层析法。 14、离子交换层析：是指带电荷物质因电荷力作用而在固定相与流动相之间分配得以相互分离的技术 二、问答 1、生物分离的三个基本特征 答：1.通常处理的发酵液或酶反应液中产品的浓度一般很低 2.生物产品很多是生化活性物质，易受环境因素如温度、PH、金属离子和微生物等的影响，甚至失活，因而也增加了分离的难度 3.对最终产品的质量往往要求极高 2、生物物质分离的四个基本步骤 答：1.细胞及不溶性物质的去除因为发酵终止时，发酵液中总是混杂有固体物，所以细胞及不溶性物质的分离是提取发酵产品的重要步骤
水处理生物学课后题参考答案
《水处理生物学》课后思考题 第一章绪论 1 "水处理生物学"的研究对象是什么？ "水处理生物学"研究的对象主要集中在与水中的污染物迁移、分解及转化过程密切相关的微生物、微型水生动物和水生/湿生植物，特别是应用于水处理工程实践的生物种类。细菌等原核微生物在水处理工程中通常起着关键的作用，是水处理生物学研究的重点。 2 水中常见的微生物种类有哪些？ 水中的主要微生物分为非细胞生物（病毒）和细胞生物两种类型。在细胞生物中又分为古菌、原核生物（如细菌、放线菌、蓝细菌、支原体、立克次氏体、衣原体等）、真核生物。真核生物又可细分为藻类、真菌（如酵母菌、霉菌等）、原生动物（分为肉足类、鞭毛类、纤毛类）、微型后生动物。 3 微生物有哪些基本特征？为什么？ 微生物除了具有个体微小、结构简单、进化地位低等特点外，还具有以下特点： （1）种类多。 （2）分布广。微生物个体小而轻，可随着灰尘四处飞扬,因此广泛分布于土壤、水和空气等自然环境中。土壤中含有丰富的微生物所需要的营养物质，所以土壤中微生物的种类和数量很多。 （3）繁殖快。大多数微生物在几十分钟内可繁殖一代，即由一个分裂为两个。如果条件适宜，经过10h就可繁殖为数亿个。 （4）易变异。这一特点使微生物较能适应外界环境条件的变化。 第二章原核微生物 1 细菌的大小一般是用什么单位测量的？ 细菌的大小一般只有几个μm，故一般用μm测量。 2 以形状来分，细菌可分为哪几类？ 细菌的形态大致上可分为球状、杆状和螺旋状（弧菌及螺菌）3种，仅少数为其他形状，如丝状、三角形、方形和圆盘形等。球状、杆状和螺旋状是细菌的基本形态。自然界中，以杆菌最为常见，球菌次之，螺旋菌最少。 4 什么是革兰氏染色？其原理和关键是什么？它有何意义？ 1884年丹麦病理学家Hans Christian Gram提出了一个经验染色法，用于细菌的形态观察和分类。其操作过程是：结晶紫初染，碘液媒染，然后酒精脱色，最后用蕃红或沙黄复染。这就是最常采用的革兰氏染色法。 革兰氏染色的机理一般解释为：通过初染和媒染后，在细菌细胞的细胞壁及膜上结合了不溶于水的结晶紫与碘的大分子复合物。革兰氏阳性菌细胞壁较厚、肽聚糖含量较高和分子交联度较紧密，故在酒精脱色时，肽聚糖网孔会因脱水而发生明显收缩。再加上它不含脂类，酒精处理也不能在胞壁上溶出大的空洞或缝隙，因此，结晶紫与碘的复合物仍阻留在细胞壁内，使其呈现出蓝紫色。与此相反，革兰氏阴性菌的细胞壁较薄、肽聚糖位于内层且含量低和交联松散，与酒精反应后其肽聚糖不易收缩，加上它的脂类含量高且位于外层，所以酒精作用时细胞壁上就会出现较大的空洞或缝隙，这样，结晶紫和碘的复合物就很易被溶出细胞壁，脱去了原来初染的颜色。当蕃红或沙黄复染时，细胞就会带上复染染料的红色。 酒精脱色是革兰氏染色的关键环节。脱色不足,阴性菌被误染成阳性菌；脱色过度,阳性菌可误染为阴性菌。 革兰氏染色法的意义在于鉴别细菌，把众多的细菌分为两大类，革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌。 5 简述细胞膜的结构与功能。 细胞膜又称细胞质膜、质膜或内膜，是一层紧贴着细胞壁而包围着细胞质的薄膜，其化学组成主要是蛋白质、脂类和少量糖类。 整体细胞膜的结构，目前大家比较公认的是"镶嵌模型"，其要点是：①磷脂双分子层组成膜的基本骨架。②磷脂分子在细胞膜中以多种方式不断运动，因而膜具有流动性。③膜蛋白以不同方式分布于膜的两侧或磷脂层中。 细胞膜的主要功能为：①选择性地控制细胞内外物质（营养物质和代谢产物）的运送和交换。②维持细胞内正常渗透压。③合成细胞壁组分和荚膜的场所。④进行氧化磷酸化或光合磷酸化的产能基地。⑤许多代谢酶和运输酶以及电子呼吸链组成的所在地。⑥鞭毛的着生和生长点。 7 什么是菌落？ 将单个或少量同种细菌（或其他微生物）细胞接种于固体培养基表面（或内层）时，在适当的培养条件下（如温度、光照等），该细胞会迅速生长繁殖，形成许多细胞聚集在一起且肉眼可见的细胞集合体，称之为菌落。准确地讲，菌落就是在固体培养基上（内）以母细胞为中心的、肉眼可见的、有一定形态、构造特征的子细胞团。 8 什么叫菌胶团？菌胶团在污水生物处理中有何特殊意义？ 当荚膜物质融合成一团块，内含许多细菌时，称为菌胶团。菌胶团是活性污泥中细菌的主要存在形式，有较强的吸附和氧化有机物的能力，在污水生物处理中具有重要的作用。一般说，处理生活污水的活性污泥，其性能的好坏，主要根据所含菌胶团多少、大小及结构的紧密程度来定。 9 简述放线菌的特点与菌落特征。 放线菌是一类主要呈菌丝状生长和以孢子繁殖的陆生性较强的原核生物。它的细胞结构 1 / 7
新编生物工艺学复习题11
新编生物工艺学复习题2 1、绪论 一、生物技术归纳起来可有三个特点 ?A生物技术是一门多学科、综合性的科学技术； ?B反应中需有生物催化剂的参与； ?C其最后目的是建立工业生产过程或进行社会服务，这一过程可称为生物反应过程二、生物催化剂特点 1）优点 A常温、常压下反应,B反应速率大,C催化作用专一,D大幅度提高效率，成本低廉 2)缺点 A稳定性差.B控制条件严格.C易变异 三、近代生物技术的全盛时期（20世纪40年代初至70年代末）的核心技术和产业： ?青霉素工业化生产； ?微生物次级代谢产物和抗生素产业的兴盛以及新的初级代谢产物开发； ?以酶为催化剂的生物转化及酶和细胞固定化技术及应用。 四、现代生物技术建立和发展时期（20世纪70年代开始） 这一时期，主要是以分子生物学为基础的基因工程技术的发展和应用为特征。 2、生产菌种的来源与菌种选育 1）微生物选择性分离方法大致分为五个步骤： 1、含微生物材料的选择—采样 2、材料的预处理 3、所需菌种的分离 4、菌种的培养 5菌种的选择和纯化 理想的工业发酵菌种-优良菌种应符合以下要求： (1)遗传性状稳定； (2)生长速度快，不易被噬菌体等污染； (3)目标产物的产量尽可能接近理论转化率； (4)目标产物最好能分泌到胞外，以降低产物抑制并利于产物分离； (5)尽可能减少产物类似物的产量，以提高目标产物的产量及利于产物分离； (6)培养基成分简单、来源广、价格低廉； (7)对温度、pH、离子强度、剪切力等环境因素不敏感； (8)对溶氧的要求低，便于培养及降低能耗。 2）液体富集培养，即通过给混合菌群提供一些有利于所需菌株生长，或/和不利于其他菌株生长的条件（供给特殊的基质或加入抑制剂），从而增加混合菌群中所需菌株数量的培养方法。 3）菌种选育是微生物工程的关键技术，主要方法有传统的自然选育、诱变育种、杂交育种以及现代的原生质体融合与基因工程等。 4）自然选育是指在生产过程中，不经过人工处理，利用菌种的自发突变，选择合适的自发突变（spontaneous mutation）体的古老的育种方法。 5）诱变育种是利用物理、化学或生物诱变剂处理均匀分散的微生物细胞群，促进其突变率大幅度提高，然后采用简便、快速和高效的筛选方法，从中挑选符合育种目的的突变株的育种技术。
生物工艺学
一、名词解释 1、菌种衰退 2、菌种保藏 3、菌种复壮 4、自然选育 5、诱变育种 6、表型延迟 7、出发菌株 8、渗透缺陷型 9、种龄10、接种量11、灭菌12、消毒13、热阻14、相对热阻15、致死温度 16、菌体浓度 17、基质抑制作用 18、临界菌体浓度19、发酵机制 20、临界溶氧量 答案： 1、衰退：指由于自发突变的结果，而使某一系列原有生物学性状发生量变或质 变的现象。 2、菌种保藏：通过控制低温、干燥、缺氧等条件，使微生物营养体或休眠体处 于不活泼的状态，维持最低代谢水平，尽可能保证活力和不发生变异。 3、菌种复壮：即在菌种的生产性能尚未衰退前就经常有意识地进行纯种分离和 生产性能的测定工作，使菌种的生产性能逐步提高。 4、自然选育：在生产过程中，不经过人工诱变处理，根据菌种的自发突变而进 行菌种筛选的过程，叫做自然选育或自然分离。 5、诱变育种：利用各种诱发剂处理微生物细胞，提高基因突变频率，再通过适 当筛选方法获得高产菌株的方法。 6、表型延迟：突变基因的出现并不等于突变表型的出现，表型的改变落后于基 因型改变的现象称为表型延迟。 7、出发菌株：工业上用来进行诱变处理的菌株，称为出发菌株。 8、渗漏缺陷型：遗传性障碍不完全的营养缺陷型，突变使某一种酶的活性下降 而不是完全丧失，所以这种缺陷型能够少量地合成某一代谢产物，能在基本培养基上少量地生长。 9、种龄：种子培养时间称为种龄。 10、接种量：移入种子液体积和接种后培养液体积的比例，称为接种量。 11、灭菌：指用物理和化学的方法杀灭或除去物料及设备中一切生命物质队的过程。 12、消毒：指用物理或化学的方法杀死物料、容器、器具内外的病源微生物，一般只能杀死营养细胞而不能杀死芽孢。 13、热阻：指微生物在某一特定条件（主要是温度和加热方式）下的致死时间。 14、相对热阻：指某一微生物在某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的比值。 15、致死温度：杀死微生物的极限温度。 16、菌体浓度：是指单位体积培养液中菌体的含量。 17、基质抑制作用：营养物质均存在一个上限浓度，在此限度以，内菌体比生长速率则随浓度增加而增加，但超过此上限，浓度继续增加，反而引起生长素率下降。 18、临界菌体浓度：为了提高酵母的生产效率，需采用摄氧速率与传氧速率相平衡时的菌体的浓度，也就是传氧速率随菌浓变化的曲线和摄氧速率随菌浓变化的曲线的交点所对应的浓度。 19、发酵机制：微生物通过其代谢活动利用基质(底物)合成人们所需的代谢产物的内在规律。 20、临界溶氧量：再好氧发酵中，微生物对氧有一个最低要求，满足微生物呼吸的最低氧浓叫临界溶氧量。
生物制药工艺学试题2参考答案
湖南城市学院生物工程专业 《现代生物制药工艺学》考试试卷标准答案及评分细则考核方式: 闭卷考试时量：120 分钟试卷类型：A 一、名词解释（每题2分，共16分分） 01、用于预防、治疗人类疾病，有目的的调节人体生理功能，并规定有适应症和用法、用量的物质。 02、在体外和体内对效应细胞的生长、增殖和分化起调控作用的一类物质。 03、药物从片剂或胶囊等固体口服制剂，在规定的介质中在一定条件下，溶出的速度和程度 04、在压力差的驱动下用可以阻挡不同大小分子的滤板或滤膜将液体过滤的方法。 05、一种生物制药中的温和”多阶式”分离，即将药物中的杂质一级一级分离。 06、是指发酵到一定时间，放出一部分培养物，又称带放。 07、有些抗生素如四环素，在弱酸性条件下不对称碳原子可逆的发生异构化，形成差向四环素。 08、是由诱生剂诱导有关细胞所产生的一类高活性、多功能的诱生蛋白质。 二、选择题（每题2分，共20分） 题09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 答 案 C D C D B C C B C A 三、填空题（每空1分，共15分） 09、干热灭菌 10、羟基 11、固醇类成分 12、萘醌、苯醌 13、红霉内酯 14、甘油和葡萄糖、硝酸盐、 15、对数生长期 16、苄氧羰基、叔丁氧羰基 17、糖酵解途径、单磷酸已糖支路途经 18、脱水，脱脂 四、回答题：（每题6分，共24分） 29、简述生化药物有何特点。 答：①生物原材料复杂②生化物质种类多，有效成分含量低③生物材料有种属特性④药物活性与分子空间构象有关⑤对制备技术条件要求高。 30、怎样对青霉菌的发酵液进行预处理？ 答：青霉菌发酵液菌丝较大，一般在菌丝自溶前用鼓式过滤机过滤得第一次滤液，其ph值6.2~7.2之间，用硫酸调ph至4.5~5.0，再加入0.07%的溴代十五烷吡啶和硅藻土作为助滤剂，通过板框过滤机过滤得第二次滤液。第二次滤液澄清透明，可进行提取。 31. 简述氨基酸的生产方法有哪些？ 答：①蛋白水解法，以毛发、血粉等为原料，通过酸、碱或酶水解成多种氨基酸的混合物，在进行分离纯化。②化学合成法，利用有机物合成和化学工程相结合的技术生产氨基酸的方法③酶法，利用微生物特定的酶系作为催化剂，使底物经过酶催化生成所需的产品④直接发酵法，直接按照生产菌株的特性发酵⑤微生物生物合成法，以氨基酸的中间产物为原料，用微生物将其转化为相应的氨基酸。 32.如何减少四环素成品的差向四环素和ADT的含量？ 答：首先四环素发酵液通过加入草酸除去钙离子和促使蛋白质凝固等手段进行预处理，为了使差向四环素和ADT的含量降低，此过程应在低温、短时下进行。此外，还可此外还可在母液中加尿素，使其与四环素形成复合物而纯化；也可加入丁醇：乙醇（3:1）混合溶剂，加入乙醇可降低母液四环素损失；但降低成品中的ADT含量的最有效方法是筛选不产生ADT的菌株。 五、分析综合题：（共25分）
生物制药工艺学复习题
《生物制药工艺学》复习思考题 生物药物概论 生物药物有哪几类？DNA重组药物与基因药物有什么区别？ 生物药物有哪些作用特点？ DNA重组药物主要有哪几类？举例说明之。 术语：药物与药品，生物药物，DNA重组药物，基因药物，反义药物，核酸疫苗，RNAi 生物制药工艺技术基础 生物活性物质的浓缩与干燥有哪些主要方法？ 简述生物活性物质分离纯化的特点和分离纯化的主要原理。 怎样保存微生物菌种？何谓菌种退化？如何检查菌种退化？ 诱变育种的总体流程是怎样的？选择出发菌需注意哪些事项？ 生物制药工艺中试放大的目的是什么？ 酶固定化的方法有哪些类别？ 术语：冷冻干燥，喷雾干燥，薄膜浓缩，自然选育，诱变育种，蛋白质工程，转基因动物，蛋白质组学，酶工程，immobilized enzyme，抗体酶，模拟酶，组合生物合成，药物基因组学，DNA Shuffling，定向进化，甘油冷冻保藏法，液氮保藏法，斜面保藏法，沙土管保藏法 生物材料的预处理 去除发酵液中杂蛋白有哪几种方法？ 去除发酵液中钙、镁、铁离子的方法有哪些？ 影响絮凝效果的主要因素有哪些？ 细胞破碎有哪些方法？各有什么特点？ 超声波破碎细胞的原理？ 术语：凝聚作用，絮凝作用，渗透压冲击法，错流过滤，超声波破壁，酶法破壁，高压匀浆法，高速珠磨法，反复冻融法，渗透压冲击法，液氮研磨法，丙酮粉 萃取法 溶剂萃取法的基本原理，其特点是什么？ 溶剂萃取法按操作方式不同，可分为哪几类？各有什么特点？ 影响有机溶剂萃取的因素有哪些？萃取剂的选择需遵循哪些原则？ 使用有机溶剂萃取时，改变pH值将如何影响酸性或碱性抗生素的分配系数？ 乳化剂为何能使乳状液稳定？ 破坏乳状液的方法有哪些？ 影响乳状液类型的因素有哪些？ 双水相萃取的优缺点有哪些？影响双水相萃取的因素有哪些？ 超临界流体萃取有哪些特点？常用的流体为哪种？影响超临界流体萃取的因素有哪些？超临界萃取的流程主要有哪几种类型？ 术语：有机溶剂萃取，反萃取，双节线，多级错流萃取，多级逆流萃取，反胶束萃取，超临界流体萃取，双水相萃取，能斯特分配定律，表观分配系数，萃取因素，萃取剂，萃余液，HLB值 沉淀和结晶 什么是“盐析沉淀”？盐析的基本原理？ 影响盐析效果的因素有哪些？
生物工艺学全解
生物工艺学全解
第一章绪论 1、生物工艺学包含的四大块内容：原料预处理和培养基的制备、菌种的选育及 代谢调节、生物反应过程的工艺控制、下游加工。 2、生物催化剂是游离的或固定化的细胞或酶的总称。 生物催化剂特点： 优点：①常温、常压下反应②反应速率大③催化作用专一④价格低廉缺点：稳定性差控制条件严格易变异（细胞） 生物反应过程实质是利用生物催化剂以从事生物技术产品的生产过程(process engineering)。 3、生物技术研究的主要内容： 基因工程(DNA重组技术，gene engineering) 、细胞工程(cell engineering)、酶工程(enzyme engineering)、发酵工程(fermentation engineering)、蛋白质工程(protein engineering)、 第二章菌种的来源 1、分离微生物新种的过程大体可分为采样、增殖、纯化和性能测定。 2、代谢控制发酵（Metabolic Control fermentation）：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，最早在氨基酸发酵中得到成功应用。 3、菌种的保藏方法： A 斜面冰箱保藏法 B 沙土管保藏法 C 石蜡油封存法 D 真空冷冻干燥保藏法 E 液氮超低温保藏法 4. 生物工程专业相关的主要数据库有哪些？ 维普中文科技期刊数据库、中国期刊全文数据库、万方系列数据库、science online、springer link等。 第三章菌种选育
1、 常用菌种选育方法 （1）自然选育:是指在生产过程中，不经过人工处理，利用菌种的自发突 变(spontaneous mutation)而进行菌种筛选的过程。 特点：自发突变的频率较低，变异程度不大。所以该法培育新菌种的过 程十分缓慢。 应用：自然选育在工业生产中可以达到纯化菌种，防止菌种衰退，稳 定生产，提高产量的目的。 （2）诱变育种:是利用物理或化学诱变剂处理均匀分散的微生物细胞群， 促进其突变率大幅度提高，然后采用简便、快速和高效的筛选方法，从中挑选少数符合育种目的的突变株，以供生产实践或科学研究使 用。诱变育种的理论基础是基因突变。 2、诱变育种的典型流程 8 出发菌株（砂土管或冷冻管） 原种特性考察斜面单孢子悬液 诱变处理摇瓶培养24h 菌悬液稀释涂平板处理前后计数并统计存活率观察单菌落形态挑选单菌落传种斜面摇瓶初筛与对照组比较挑出高产斜面保藏菌株 传种斜面 摇瓶复筛 挑出高产菌株 （稳定性和特性）培养基优化 小试中试 与对照组比较诱变育种的典型流程 3、抗噬菌体菌株的检出方法： 平板点滴法、单层琼脂法、双层琼脂法。 第三章 微生物的代谢调节 1、微生物初级代谢调节包括酶活调节、酶合成调节、遗传控制 2、改变细胞膜通透性的方法
吉大2020学年第二学期期末考试 生物药剂与药物动力学大作业答案
2019-2020学年第二学期期末考试《生物药剂与药物动力学》大作业 作业要求：大作业要求学生手写完成，提供手写文档的清晰扫描图片，并将图片添加到word文档内，最终wod文档上传平台，不允许学生提交其他格式文件（如JPG，RAR等非word文档格式），如有雷同、抄袭成绩按不及格处理。 一名词解释题 (共10题，总分值30分 ) 1. 生物利用度（3 分） 生物利用度是指制剂中药物被吸收进入人体循环的速度与程度。生物利用度是反映所给药物进入人体循环的药量比例，它描述口服药物由胃肠道吸收，及经过肝脏而到达体循环血液中的药量占口服剂量的百分比。 2. 统计学模型（3 分） 指以概率论为基础，采用数学统计方法建立的模型。 3. 肾清除率（3 分） 单位时间内肾血浆中某物质的浓度与尿中该物质浓度的比值 4. 膜脂（3 分） 是指包围在细胞表面的一层极薄的膜,主要由膜脂和膜蛋白所组成。质膜的基本作用是维护细胞内微环境的相对稳定,并参与同外界环境进行物质交换、能量和信息传递。 5. 药物治疗指数（3 分） 等于半数致死量与半数有效量之比，用来估计药物的安全性，此数值越大越好。 6. 吸收（3 分） 食物经过消化后，通过消化道粘膜，进入血液和淋巴循环的过程，称为吸收 7. 消除（3 分） 消除是指药物的生物转化和排泄的总称。 8. 二阶矩（3 分） 二阶矩是随机变量平方的期望,以此可以类推高阶的矩 9. 蓄积（3 分）
有机体长期接触某污染物质，若吸收超过排泄及其代谢转化，则会出现污染物质在体内逐增的现象，称为生物蓄积。 10. 剂型因素（3 分） 药物剂型因素和药效之间的关系，这里所指的剂型不仅是指片剂、注射剂、软膏剂等剂型概念，还包括跟剂型有关的各种因素，如药物的理化性质（粒径、晶型、溶解度、溶解速度、化学稳定性等）、制剂处方（原料、辅料、附加剂的性质及用量）、制备工艺（操作条件）以及处方中药物配伍及体内相互作用等。 二计算题 (共2题，总分值30分 ) 11. 某患者以每小时150mg的速度静脉滴注利多卡因，已知：t1/2＝1.9h，V＝100 L，问C ss是多少?滴注经历10 h血药浓度是多少?若要使稳态血药浓度达到3μg／ml，静脉滴注速度应为多少? （15 分） 12. 某药口服吸收后在体内呈一室分布，其血药浓度如下表和下图所示，试求该药的有关动力学参数。
生物工艺学习题
生物工艺学习题 Modified by JACK on the afternoon of December 26, 2020
选择题 （1）绪论 1、通风搅拌技术的建立是发酵技术的（）。a．第一转折期b．第二转折期c．第三转折期 2、近代生物技术全盛时期起始标志是（）工业的开发获得成功。 a．丙酮丁醇b．青霉素 c．人工胰岛素 （2）菌种、菌种选育及保藏 1、产生抗生素的主要微生物类群是（）。 a．细菌b．放线菌 c．真菌 2、在微生物常规分离纯化中，涂布法主要适于（）。a．细菌 b．霉菌 c．放线菌 3、下面不属于诱变因子的是（）。 a．紫外线 b．噬菌体c．氯化锂 4、在诱变育种中，金属化合物的作用是（）。a．无作用 b．诱变c．增变 5、在抗噬菌体菌株的选育中，菌株抗性的来源是（）。 a．噬菌体的存在b．环境的影响c．基因突变 6、有效诱变因子的判别主要指标是（）。a．营养缺陷型的诱发率 b．死亡率c．菌型变异
7、放线菌的育种方法与（）相似。a．霉菌 b．细菌 c．酵母菌 8、一般来说，斜面孢子的冷藏时间为（）。a．10天以内 b．1个月以内c．1年以内 9、在原生质体融合中，原生质体钝化是指经钝化后其存活率（）。a．接近于零b．为零c．不受影响 （3）代谢及调控 1、下列产物中，属于次级代谢产物的是（）。a．蛋白质 b．丙酮酸c．麦角生物碱 （4）培养基 1、下列培养基成分中，只能提供碳源的是（）。a．葡萄糖 b．酵母抽提物c．甘蔗糖蜜 2、维生素、氨基酸等热敏性物质通常采用（）方法实现无菌化。a．微孔滤膜过滤 b．巴氏消毒 c．蒸汽灭菌 3、效应剂在什么时候加入才能起作用（）。 a．基础培养基中b．菌体生长期c．产物生产期p63 4、CaCO3在培养基中主要作用是（）。 a．营养成分b．缓冲剂 c．加固培养基
中国药科大学《生物制药工艺学》ppt上复习题整理-1
复习整理——根据课件后的小结和复习思考题整理 第一章生物药物概述 生物药物 Biopharmaceutics：是以生物体、生物组织或其成份为原料（包括组织、细胞、细胞器、细胞成分、代谢、排泄物）综合应用生物学、物理化学与现代药学的 原理与方法加工制成的药物。 生物药物的特性 一、药理学(pharmacology)特性： 1、活性强: 体内存在的天然活性物质。 2、治疗针对性强,基于生理生化机制。 3、毒 副作用一般较少，营养价值高。4、可能具免疫原性或产生过敏反应。 二、理化特性： 1. 含量低、杂质多、工艺复杂、收率低、技术要求高； 2. 组成结构复杂，具严格空间结构，才有生物活性。对多种物理、化学、生物学因素不稳定。 3. 活性高，有效剂 量小，对制品的有效性，安全性要严格要求（包括标准品的制订）。 微生物药物：微生物药物是一类特异的天然有机化合物，包括微生物的次级代谢产物，初级代谢产物和微生物结构物质，还包括借助微生物转化（microbial transformation）产生的用化学方法难以全合成的药物或中间体。 生化药物：指从生物体（动物、植物、微生物）中获得的天然存在的生化活性物质， 其有效成分和化学本质多数比较清楚。 生物制品：一般把采用DNA重组技术或单克隆抗体技术或其他生物技术制造的蛋白质、抗体或核酸类药物统称为生物技术药物(biotech drug)，在我国又统称为生物制品。 蛋白质工程(protein engineering)：利用基因工程手段，包括基因的定点突变和基 因表达对蛋白质进行改造，以期获得性质和功能更加完善的蛋白质分子。 RNA干涉（ RNA interference,RNAi）：是指在生物体细胞内，dsRNA(双链RNA) 引起同源mRNA的特异性降解，因而抑制相应基因表达的过程。 1.生物药物有哪几类？重组DNA药物、基因药物、天然生物药物、合成半合成生物 药物 2.DNA重组药物与基因药物有什么区别？ 3.生物药物有哪些作用特点？
生物工艺学教案及讲稿1.2.3.4
第1讲绪论 教学内容：1. 绪论 §1-1 生物技术的定义和性质 §1-2 生物技术的发展及应用概况 §1-3 生物技术的发展趋势 目的要求：1. 掌握生物工艺学的定义，特点，生物技术概念的范畴 2. 了解生物技术的发展及应用概况 3. 了解生物技术在各个领域的应用及发展趋势 教学重点和难点：1、生物技术的定义，内涵 2、生物技术的发展及应用概况 教学方法：课堂讲授为主，自学结合 内容提要及课时分配：1、生物技术的定义和性质（20′） 2、生物技术的发展及应用概况（60′） 3、生物技术的发展趋势（20′） 作业： 1. 由国际经济与发展组织（IECDO）提出的有关生物技术的定义有何特点？ 2. 教材中把生物技术的发展分为四个时期，它们各有哪些主要代表性技术和产品？ 主讲教师：授课班级：授课日期：2010.9.7 导入新课： 介绍生物工艺学的内涵，教材包括得主要内容，重点要学习的章节和内容，强调学习生物工艺学的重要意义。 1 绪论 1.1 生物技术的定义 ⑴1919年匈牙利艾里基提出：“凡是以生物机体为原料，无论其用何种生产方法进行产品生产的生物技术”都属于生物技术； ⑵20世纪70年代末，80年代初提出的定义倾向于：必须采用基因工程等一类具有现代生物技术内涵或以分子生物学为基础的技术； ⑶国际经济合作与发展组织（IECDO）在1982年提出定义：应用自然科学和工程学的原理，依靠生物作用剂的作用，将物料进行加工以提供产品或用以为社会服务的技术； 在国际经济合作与发展组织（IECDO）提出生物技术定义的特点： 生物作用剂：指从活的或死的微生物、动物或植物的机体、组织、细胞、体液以致分泌物以及上组分中提取出来的生物催化剂——酶或其他生物活性物质； 提供的产品：可以是工业、农业、医药、食品等产品； 被作用的物料：可以是有关的生物机体或其中的有关器官，如细胞、体液以及极少量必须的无机物质； 应用的自然科学：可以是生物学、化学、物理学等以及相关的分支学科，交叉学科； 应用的工程学：可以是化学工程、机械工程、电气工程、电子工程； 1.2 生物技术的发展及应用概况 生物技术的发展分为四个时期：经验生物技术时期；近代生物技术的形成和发展时期；近代生物技术的全盛时期，现代生物技术的建立和发展时期； 1.2.1 经验生物技术时期（人类出现到19世纪中期） 生物技术的发展和利用可以追溯到1000多年（甚至4000多年）以前如酒类的酿造，豆粮
吉林大学大作业答案：生物制药学
《生物制药学》 一、名词解释。 1.生物技术制药：利用基因工程技术、细胞工程技术、微生物工程技术、酶工程技术、蛋白质工程技术、分子生物学技术等来研究和开发药物，用来诊断、治疗和预防疾病的发生。 2.基因工程：又称基因拼接技术和DNA重组技术，是以分子遗传学为理论基础，以分子生物学和微生物学的现代方法为手段，将不同来源的基因按预先设计的蓝图，在体外构建杂种DNA分子，然后导入活细胞，以改变生物原有的遗传特性、获得新品种、生产新产品。 3.生物反应器：利用生物体所具有的生物功能，在体外或体内通过生化反应或生物自身的代谢获得目标产物的装置系统、细胞、组织器官等等。 4.接触抑制：将多细胞生物的细胞进行体外培养时，分散贴壁生长的细胞一旦相互汇合接触，即停止移动和生长的现象。 5.单克隆抗体：因单一克隆B细胞杂交瘤产生的，只识别抗原分子某一特定决定簇的特异性抗体。 二、问答题。 1.特点：细胞生长时胞体呈棱形或不规则的三角形，中央有圆形核，胞质向外伸出2～3个突起。细胞群常借该突起连接成网，生长时呈放射状、漩涡状或火焰状走行。 来源：中胚层组织来源的细胞，如成纤维细胞、心肌细胞、平滑肌细胞和成骨细胞等。
2.特点：①原代培养细胞呈活跃的移动，细胞分裂不旺盛，并多呈二倍体核型； ②原代培养细胞与体内细胞在形态结构和功能活动上相似性大； ③细胞群是异质的，即各细胞的遗传性状互不相同，细胞相互依存性强。 例如：鸡胚细胞、原代免或鼠肾细胞、以及血液的淋巴细胞。 3.免疫毒素可用于治疗肿瘤、自身免疫病，并能克服组织移植排斥反应，可单独给药也可以包裹在脂质体及其他微粒中给药。由于重组免疫毒素是在胞浆物质代谢中发挥作用，相对分子质量又小，渗透力强，故效果好。 4.在发酵过程中，在已有设备和正常发酵条件下，每种产物发酵的溶氧浓度变化有自己的规律。发酵时生产菌大量繁殖，需氧量不断增加，此时的需氧量超过供氧量，使溶氧浓度明显下降。从发酵液中的溶解氧浓度的变化，就可以了解微生物生长代谢是否正常，工艺控制是否合理，设备供氧能力是否充足等问题，帮助查找发酵不正常的原因和控制好发酵生产。 5.（1）酶的稳定性提高。 （2）反应后，酶与底物和产物易于分开，产物中无残留酶，易于纯化，产品质量高。 （3）反应条件易于控制，可实现转化反应的连续和自动控制。（4）酶的利用效率高，单位酶催化的底物量增加，用酶量减少。（5）比水溶性酶更适合于多酶反应。
化工工艺学考试卷
《化工工艺学》试题一 一、填空题（本题共20分，共10小题，每题各2分） 1、在合成氨烃类蒸汽转化的过程中，从热力学角度分析有三个副反应存在析炭 的可能性，这三个副反应的化学反应方程式分别为_____________________-_、______________________和______________________，而从动力学角度分析只有___________________才可能析炭。 2、按照用途的不同可将工业煤气分为四类，分别为：__________、__________、- _________和__________。 3、煤中的水分主要分为三类，其中包括：游离水、__________和__________。 4、在合成氨CO变换工序阶段低温变换催化剂主要有__________和__________ 两种类型。 5、在合成氨原料气的净化过程中脱硫的方法主要分为：__________和_________- _两种类型。 6、氨合成塔的内件主要由__________、__________和电加热器三个部分组成。 7、尿素的合成主要分两步进行分别为：___________________________________- __________（反应方程式）和________________________________________-____（反应方程式）。 8、在以硫铁矿为原料生产硫酸过程中，硫铁矿在进入沸腾焙烧炉前需要达到的 组成指标为：S>20%、__________、__________、__________、__________和H O<8%。 2 9、在沸腾炉焙烧硫铁矿时要稳定沸腾炉的炉温需要做到的三个稳定分别为：① 稳定的空气量、②__________和③_________________。 10、电解法生产烧碱的电解反应为_____________________________________（反 应方程式）。 二、简答题（本题共50分，共5小题，每题各10分） 1、简述烃类蒸汽转化过程中析炭的危害及防止析炭应采取的措施。 2、简述铁－铬系高温变换催化剂的组成（含量）及各组分的作用。 3、简述硫酸生产两转两吸工艺的优、缺点。