发酵工程重点
考试题型：1、名词解释（5个3分）2、填空（20空20分）3、选择(10个2分）4、简答（4个5分）5、25分
第一章发酵工程的概述
1.、发酵工程的概念：
发酵工程是利用微生物特定性状和功能，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的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发酵技术。也可以说是渗透有工程学的微生物学，是发酵技术工程化的发展。由于主要利用的是微生物发酵过程来生产产品，因此也可称为微生物工程。
2、微生物工业发酵的基本过程P2
3、发酵工程技术的特点：
(1)发酵工程主体微生物的特点：
1.微生物种类多、繁殖速度快、代谢能力强，容易通过人工诱变获得有益的突变株；
2.微生物酶的种类很多，能催化各种生物化学反应；
3微生物能够利用有机物、无机物等各种营养源；
4.可以用简易的设备来生产多种多样的产品；
5..不受气候、季节等自然条件的限制
（2）发酵工程技术的特点P2
（3）发酵工程反应过程的特点：P3
4、近代发酵工程全面发展时期是指20世纪40年代初到20世纪70年代末
标志：青霉素工业的迅速发展
5、现代发酵工程时期：是指利用现代分子生物技术即DNA重组技术所获得的“工程菌”、细胞融合所得的’杂交”细胞以及动植物细胞或固定化活细胞等，使发酵工业范畴突破了利用天然微生物的传统发酵，逐步建立起新型的发酵体系，生产天然微生物或人体及其他动植物所不能生产或产量很少的特殊产物。
6、工业发酵方式：
1)根据微生物需氧或不需氧分：好氧发酵厌氧发酵
2)根据培养基是固态或液态分：液态发酵固态发酵
3)根据培养基是间歇或是连续进行：分批发酵连续发酵
7、微生物常见的液态发酵方式：四种
（1）试管液体培养（2）浅层液体培养（3）摇瓶培养（4）台式发酵罐
试管液态培养：次法的通气效果一般较差。仅适用于培养兼性好氧菌，以及进行微生物的各种生理生化实验。
浅层液态培养：在三角烧瓶中装入浅层培养液，其通气量与装液量、棉塞通气程度密切相关。通气量对微生物的生长速度和生长量有很大的关系，该方法一般也仅适用于兼性厌氧菌
摇瓶培养：将装有液体培养基的三角瓶（摇瓶)，上盖8~12层纱布或用疏松的棉塞塞住以阻止空气中的杂菌或杂质进入瓶内，而空气可以通过纱布或棉塞供微生物呼吸之用。为使菌体获得充足的氧，一般装液量为三角瓶的10%以下，如250mL三角瓶可装10~20mL培养液。有时，为了提高搅拌效果，增加通气量，也可在三角瓶内设置挡板或添加玻璃珠等。
将摇瓶放在摇瓶机上以一定的速度保温震荡培养，摇床有旋转式和往复式两类。摇瓶培养不仅操作简便，而且可以将多个摇瓶同时在相同的温度和震荡速度条件下进行培养实验，此外，还可以采用适当的传感器监测微生物生长过程中的各种变化。摇瓶培养在实验室中广泛的应用于微生物的生理生化实验、发酵和菌种筛选等，也常用于发酵工业中用于种子培养。
台式发酵罐：实验室用的发酵体积一般为几升到几十升。
常规发酵罐的种类很多，一般都有很多自动控制和记录装置，如配置有PH、溶解氧、温度和泡沫检测电极，有加热或者冷却装置，大多数由计算机控制。它是实验室模拟生产实践的主要实验工具。
8、工业生产中常见的液体发酵方式：P27
（1）浅盘培养
（2）发酵深层培养
液体培养生产效率高，适于机械化和自动化，所以它是当前微生物发酵工业的主要生产方式。液体培养有静置培养和通气培养两种类型：静置培养分批适于厌氧菌的发酵，如酒、丙醇-丁醇、乳酸等发酵；通气发酵适于好氧菌发酵，如氨基酸、抗生素、核苷酸等发酵。
9、发酵的定义：
分批发酵又称分批培养。所谓分批发酵是指将所有的物料（除空气、消沫剂、调节PH的酸碱物外）一次加入发酵罐，然后灭菌、接种、培养，最后将整个罐的内容物放出，进行产物回收。清罐结束后，重新开始新的装料发酵的发酵方式。
10、补料分批发酵的定义:
补料分批发酵是指在分批发酵过程中，由于到了中后期，养料代谢快要消耗完毕，菌体逐渐走向衰老自溶，代谢产物不能继续分泌。这时，为了延长中期的代谢活动，维持较高的发酵产物增长幅度，需要给连续发酵间歇或连续地补加新鲜培养基的发酵方式。又称半连续培养或半连续发酵，是介于分批发酵过程与连续发酵过程的一种过渡方式。
11、连续发酵的定义：连续发酵是指以一定的速度向培养系统内添加新鲜的培养液，同时以相同的速度流出培养液，从而使培养系统内培养液的量维持稳定，使微生物细胞能在近似恒定状态下生长的微生物发酵培养方式。（连续发酵又称连续培养。）
第二章微生物菌种的选育
1、工业微生物常见的微生物种类：细菌、酵母菌、酶菌、放线菌。（连线题）
细菌：枯草芽孢杆菌、醋酸杆菌、棒状杆菌、乳酸杆菌、梭状芽孢杆菌、大肠杆菌、假单胞菌、乳酸菌、棒杆菌、短杆菌等
酵母菌：酿酒酵母、异常汉逊氏酵母异常变种（属汉逊氏酵母属）、假丝酵母属、毕赤氏酵母属、裂殖酵母属等
酶菌：曲霉属、青霉属、根霉属、毛霉属。
工业上常用的霉菌，有子囊菌纲的红曲霉、藻类菌纲的毛霉、根霉和犁头霉，以及半只菌纲的曲霉及青霉等。
放线菌：抗生素、链霉菌属
担子菌：
藻类：
2、工业微生物的来源：工业微生物的来源总的来说可以从以下几个途径进行收集和筛选：（1）向菌种保藏机构索取有关的菌株，从中筛选所需菌株。有些大型的发酵工厂也有其菌种保藏室。
（2)从自然界中采集样品，如土壤、水、动植物体等，从中分离筛选。有时为了获取合适的微生物，必须去特定的生态环境中进行分离。
（3）从一些发酵制品中分离目的菌株，如从酱油中分离蛋白酶产生菌，从酒中分离淀粉酶或糖化酶的酶的产生菌等。
3、（微生物菌种的选择性分离：
工业微生物产生菌的筛选一般包括两大部分：一是从自然界中分离所需的菌株
二是把分离到的野生菌种进一步纯化并进行代谢产物
菌种的分离和筛选一般可分为采样、富集、分离、目的菌的筛选等几个步骤。）
（一）微生物样品的采集：土壤样品的含菌量最多。
原因：1）
2）
3）
4）
a.采样方法用取样铲，将表层5cm左右的浮土除去，取5`~25cm处的土样10~25g，装入事先准备好的塑料袋扎好。北方干燥，可在10~30cm处取样。
b.根据生物生理特点取样。每种微生物对碳、氮源的需求不一样，分布也有差异。
根据微生物营养类型研究表明，微生物的营养需求和代谢类型与其生长环境有着很大的相关性。
（二）微生物样品的富集培养（3种方法）
1）控制培养基的成分
2）控制培养条件
3）一直不需要的菌类
4、目的菌的筛选
1）涂布法
2）影印平板法
5、诱变育种的定义：是利用物理或化学诱变剂处理均匀分散的微生物细胞群，促使其突变率大幅度的提高，然后采用简便、快速和高效的筛选方法，从中挑取符合育种目标的突变株用于生产和研究。
6、原生质体融合的定义：原生质体是通过融合的方法，使遗传性状不同的两个细胞的原生质体发生融合，并产生重组子的过程，亦可称为“细胞融合”。
7、菌种退化的定义：通常是指在较长时期的船代保藏后，菌株的一个或多个生理性状和形态特征逐渐减退或消失的现象。常见的菌种衰退在形态上表现为分生孢子的减少或菌落颜色的改变。在生理上常指菌种发酵力的降低，或抗噬菌体能力降低。对通过诱变育种而获得的高产变异株则常表现出恢复野生型性状等。
8、引起菌种退化的原因：
1）基因突变
2）连续传代（直接原因）
3）其他因素（温度、湿度、培养基成分以及各培养基的条件）
9、种子扩大培养：是指将保存在沙土管、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，再经过扁平或摇瓶及种子罐逐级放大培养而获得一定数量和质量的纯种过程。发酵工业生产过程中的种子必须满足以下条件：
1）菌种细胞的生长活力强，移种至发酵罐中后能迅速生长，迟缓期短。
2）生理性状稳定
3）菌体总量及浓度能满足大容量发酵罐的要求
4）无杂菌污染
5）保持稳定的生产能力
影响种子质量的因素及控制
生产过程中影响种子质量通常有：孢子质量、培养基、培养基、培养条件、种龄、接种量。
培养基：
1）
2）
3）
4）
5）
培养条件：1）温度2）通气量
种龄：种龄是指种子罐中培养的菌丝体开始移入下一级种子罐或发酵罐时培养时间。
接种量：
第四章、发酵工业培养基及原料处理
1、碳源营养：根据碳源的来源不同，分为有机碳源、无机碳源。
1)葡糖糖
2）其他糖类
3）蜜糖
4）酯类
5）烃类
2、前体物质的定义：前体是指添加到培养基中的物质，他们并不促进微生物生长，但能直接通过微生物的生长合成过程结合到产物分子上去，自身结构基本不变，而产物的量却有较大的提高。前体可以看作是产物生物合成反应的一种底物，也可以外源人为添加。
3、工业发酵中营养基质的种类：
1）不同原料纯度的培养基：按照预料化学纯度的不同可以将发酵培养基成分分为天然培养基、合成培养基和半合成培养基三种。
2）物理状态不同的培养基：
固体培养基
液体培养基
半固体培养基
3）工业发酵中用途不同的培养基：
4）a实验室常用培养基：
(1)选择性培养基
(2)鉴别培养基
b发酵生产中常用的培养基：(1)孢子培养基（2）种子培养基（3）发酵培养基
第五章发酵工程的灭菌与空气除菌
1、灭菌：是指采用化学或物理的方法杀灭或去除物料及设备中一切有生命的有机体的过程，对微生物而言不分杂菌或非杂菌、病原微生物或非病原微生物。
2、工业中常用的灭菌方法有化学灭菌、射线灭菌、干热灭菌、湿热灭菌和过滤介质除菌，大量培养液的灭菌一般应用湿热灭菌，空气中的除菌大多采用介质过滤除菌
1）化学灭菌：化学灭菌是指用化学药品直接作用于微生物而将其杀死的方法。
应用于：生产车间环境、无菌室空间、接种操作前小型器具及双手的消毒
2）射线灭菌：是指利用紫外线、高能电磁波或放射性物质产生的r射线进行灭菌的方法
应用：接种室、超净工作台、无菌培养室及物质表面的灭菌
3）干热灭菌：最简单的干热灭菌方法是将金属或其他耐热材料在火焰上灼烧，称为灼烧灭菌法。灭菌迅速测底，但使用范围有限，多在接种操作时使用。
应用：空的玻璃器皿、金属器材、其他耐高温的物品
4）湿热灭菌：是利用饱和蒸汽进行灭菌。
条件：121 20~30min
应用：培养基、发酵设备、附属设备、管道、实验器材
3、分批灭菌的定义：
分批灭菌又称间歇灭菌，就是将配置好的培养基全部输入到发酵罐内或其他装置中，通入蒸汽将培养基和所用设备加热至灭菌温度后维持一定的时间，再冷却到接种温度，这一工艺过程也称实罐灭菌。
4、连续灭菌：是指将培养基通过专门设计的灭菌器，进行连续流动灭菌后，进入预先灭菌的发酵罐中的灭菌方式，也称之为连消。连续灭菌时，培养基可在短时间内加热到保温温度，并且能很好的冷却，保温时间很短，有利于减少培养基中营养物质的破坏。
5、无菌空气：“无菌空气”，是指通过除菌处理使空气中的含菌量降低到零或极低，从而使污染的可能性降至极小。一般按染菌率10—3来计算，即1000次发酵周期所用的无菌空气只允许一次染菌。
6、空气预处理：空气预处理主要围绕两个目的来进行
1)一是提高压缩空气的洁净程度，降低空气过滤器的负荷
2)二是除去压缩后空气中所带的油水，以合适的空气湿度和温度进入空气过滤器
7、介质过滤除菌的材料过滤介质是过滤除菌的关键
1）棉花
2）玻璃纤维
3）活性炭
4）超细玻璃纤维纸
5）烧结材料过滤介质
6）新型过滤介质
第六章发酵条件及过程控制
1、PH的影响和控制
1）使微生物细胞原生质膜的电荷发生改变
2）直接影响酶的活性
3）直接影响代谢过程
2、发酵过程中PH的控制
1）添加碳酸钙法
2）氨水流加法
3）尿素流加法
4）通过补料控制PH
3、临界氧溶度：微生物的好氧速率受发酵液中氧的浓度的影响，各种微生物对发酵液中溶氧浓度有一个最低要求，这一溶氧溶度叫做~
4、提高溶解氧的措施：
1）搅拌是提高溶氧的重要措施
2）在培养基方面
3）改善发酵液的黏度能有效地提高传质，尤其是指溶氧
搅拌转速（最好）
空气流量
罐压
5、化学消泡：化学消泡是一种使用化学消泡剂的消泡法，也是目前应用最广泛的一种消泡剂方法。其优点是化学消泡剂来源广泛，消泡效果好，作用迅速可靠，尤其是合成消泡剂效率高，用量少，安装测试装置后容易实现自动控制等。
6、机械消泡：机械消泡是一种物理作用，靠机械强烈振动、压力的变化，促使气泡破裂，或借机械力将排出气体中的液体加以分离和回收。
7、正交实验设计（重点）
第七章发酵染菌及防治
1、种子培养异常(种子培养异常表现为培养的种子质量不合格，这会给发酵带来很大的影响。然而种子培养的时间相对较短，可供分析的数据也较少，因此培养异常的原因较难确定，但是种子培养的异常可以通过培养液理化因子的变化加以确认。
1）菌体生长缓慢。
原因：（1）种子自身的原因，菌种使用时间过长、传代频繁、菌体老化及接种量少（2）培养基的原因，批次间原料成分的波动较大、种子培养基营养缺乏
（3）操作过程中的原因,培养基灭菌不彻底、供养不足、溶氧不足、温度波动大、酸碱度调节不当
2）菌丝结团。有些丝状菌在培养过程中容易形成菌丝团，菌丝团中央紧密，造成了传质、传气的阻力大，内部的菌体生长非常缓慢，菌体只在团块的表面生长。
影响菌丝结团的因素有很多，如通气不足、溶氧条件差、搅拌的剪切力过大、培养基质量下降、种子冷冻时间长、泡沫多、培养液黏度低等原因
3）代谢不正常。糖、氨基酸等的变化不正常，菌体浓度和代谢产物不正常。
造成代谢产物不正常的原因很复杂，包括培养物与培养基不相匹配、培养环境差、接种量小、杂菌污染等。
2、发酵异常
1）菌体生长差。
2）PH异常。
3）溶解氧水平异常。
4）泡沫过多。
5）菌体浓度过高或过低。
3、青霉素发酵生产工艺
青霉素是人类第一个实现工业化生产的抗生素，也是目前生产量最大、用途最广的抗生素。青霉素常用的菌种：产黄青霉点青霉
4、谷氨酸（味精）发酵生产工艺
利用淀粉水解糖为原料通过微生物发酵生产谷氨酸，是最成熟、最典型的工艺。
5柠檬酸工业发酵：黑曲霉工艺生产中使用的微生物主要是能利用淀粉的黑曲霉和利用正烷烃的假丝酵母属
6、产L-乳酸的主要乳酸菌1)嗜热链球菌2）保加利亚乳杆菌
7、豆豉的酿造豆豉的种类根据发酵菌种的不同而分为霉菌型和细菌型豆豉
第十章发酵工程在农业方面的应用
1、主要应用于生物（微生物）肥料、生物（微生物）农药、生物（微生物）饲料、植物生长激素和畜用抗生素
2、苏云金芽孢杆菌（Bt）制剂是目前国内外广泛使用的细菌杀虫剂。
3、白僵菌的概述：白僵菌制剂是目前在真菌治虫中研发较早，应用最广，普及面积较大的一种微生物杀虫剂
4、生物饲料的概述：生物饲料制剂主要是采用微生物发酵法生产的氨基酸或蛋白质等物质，它包括单细胞蛋白饲料、菌体蛋白饲料、真菌饲料添加剂、抗生素类制剂、氨基酸类、活体微生物类、发酵饲料等。这种生物饲料具有很高的安全性，它可以使工农业废物转化为饲料，从而提高转化率和利用率。改善饲料品质，减少疾病，促进畜禽生长，减少环境污染，造福人类。
第十一章发酵工程在新型能源及环境保护方面的应用
1、乙醇代替石油作为燃料
用生产乙醇最大的国家是美国（玉米）、巴西（甘蔗)
2/沼气：沼气是人们首先在沼泽中发现的一种可燃气体，沼气是有机质在厌氧条件下经过多种细菌的发酵作用而最终生成的一种混合气体。其主要成分是甲烷
3活性污泥法：活性污泥法是利用含大量需氧微生物的活性污泥，在强通气条件下使污水进化的生物方法。
流程图：进水—曝气池—沉淀池—清水池
4、三废：废水、废渣、废气
发酵工程要点总结
第一章绪论 发酵：通过微生物、动物细胞和植物细胞的培养，大量生成和积累特定的代谢产物或菌体的过程。 发酵工程：是发酵原理和工程学的结合，是研究由生物细胞（包括微生物、动植物细胞）参与的工艺过程的原理的科学，是研究利用生物材料生产有用物质，服务于人类的一门综合性科学技术。这里所指的生物材料包括来自自然界微生物、基因重组微生物等以及各种来源的动物细胞和植物细胞。 发酵工程组成从广义上讲，由三部分组成：上游工程、发酵工程、下游工程 第二章发酵设备 固体发酵 液体发酵（厌氧发酵，好氧发酵） 厌氧发酵：酒精发酵罐 好氧发酵：通风搅拌发酵罐 通风搅拌发酵罐设备主要部件包括： 1罐身 酒精发酵罐2电机 3搅拌器 4轴封 5消泡器 6联轴器 7中间轴承 8空气吹泡管（或空气喷射器） 9挡板 10冷却装置 1.罐体：罐体由圆柱体或碟形封头焊接而成，材料为碳钢或不锈钢，大型发酵罐可用衬不锈钢或复合不锈钢制成，为了满足工艺要求，罐需要承受一定压力，罐壁厚度决定于罐径及罐压的大小。罐体上的管路越少越好 2.搅拌作用：打碎空气气泡，增加气液接触界面以提高气液间的传质效率使发酵液充分混和。3挡板的作用：防止液面中央产生漩涡，促使液体激烈翻动，提高溶解氧。竖立的蛇管、列管、排管也可以起挡板作用； 4消泡器：利用机械的方法打碎气泡 5仪表：测量相关参数 为什么压力表不用直管：会有培养基冲入，污染压力表；起不到缓冲作用；灭菌冷却后有冷凝水（含菌）掉入罐内，污染菌种，弯管液封，上面的杂菌不会掉入下面管道中。 6罐体各部分的尺寸有一定比例，高/径比约为2.5～4。 发酵罐的灭菌 （在夹套中）关好空气阀，蒸气上进下出，冲蒸气，压力大于2 kg/cm2（120℃），最好是4～5 kg/cm2（160℃）。当罐内温度>80℃，进蒸气口（蒸气阀）关掉，出蒸气口（排气阀）关小。打开空气阀，蒸气直接进罐，121℃，20～30min。从80℃～100℃上升很快，大于100℃后温度上升很慢，到118℃时就开始计时，计时25min时立即关掉蒸气阀。关掉蒸气阀后通入无菌空气，使罐内一直保持正压（高于大气压，空气不会倒灌入罐内）。（在夹套中）立即加自来水冷却，从下向上，使温度尽快降到55℃左右，到37～38℃时关掉水，也有缓冲性。升温降温时注意缓冲性灭菌时蒸气从夹套中进去，如从罐中进去，蒸气冷凝，产生冷凝水、无法接种、容易污染冬天温度低、散热快，低于30℃需加温。加温时蒸气由下进入、从上
发酵工程期末考试重点 终极版
●发酵工程：以微生物、动植物细胞为生物作用剂进行工业化生产的工程，包括发酵工艺和发酵设备。 ●主要研究内容：菌种选育与构建、大规模培养基和空气的灭菌、大规模细胞培养过程、细胞生长和产物形成动力学、生物反应器的优化设计和操作、发酵产品的分离纯化过程中的技术问题等。 ●发酵工程原理：指导发酵产品研究与开发，发酵工厂设计与建设以及发酵生产实践的理论。 ●初级代谢：是许多生物都具有的生物化学反应，蛋白质、核酸的合成等，均称为初级代谢。 ●初级代谢产物：指微生物通过代谢活动所产生的、自身生长和繁殖所必需的物质，如氨基酸、多糖等。 ●次级代谢：微生物以初级代谢产物为前提合成的对微生物本身的生命活动没有明确功能的物质的过程。 ●自然选育：不经过人工处理，利用菌种的自然突变而进行菌种筛选的过程。 ●杂交育种：将两个基因型不同的菌株经吻合使遗传物质重新组合，分离和筛选具有新性状的菌株。 ●诱变育种：利用物理、化学等诱变剂处理均匀而分散的微生物细胞群，在促进其突变率显着提高的基础上，采用简便、高效的筛选方法，从中挑选出少数符合目的
的突变株，以供科学实验或生产实践使用。 ●原生质体融合育种：两个亲本的原生质体在高渗条件下混合，由聚乙二醇作为助融剂，使它们互相凝集，发生细胞融合，接着两个亲本基因组由接触到交换，从而实现遗传重组。 ●前体：某些化合物加入发酵培养基中，能直接被微生物在生物合成过程中结合到产物中去，而自身结构并没有明显变化，产物的产量却因前体的加入而有较大的提高。 ●抑制剂：某些化合物可以抑制特定代谢途径的进行，使另一种代谢途径活跃，获得人们所需产物的积累。 如生产甘油加抑制剂亚硫酸钠，它与代谢过程中的乙醛生成加成物。这样使乙醇代谢途径中的乙醛不能成为NADH 2(还原型辅酶I)的受氢体，而使NADH 2在细胞中积累， 从而激活α－磷酸甘油脱氢酶的活性，使磷酸二羟基丙酮取代乙醛作为NADH 2的受氢体而还原为α－磷酸甘油，其水解后即形成甘油。 ●促进剂：指那些既不是营养物质又不是前体，但却能提高产量的添加剂，如加巴比妥盐能使利福霉素单位增加，并能使链霉菌推迟自溶，延长分泌期。 ●灭菌：用化学或物理的方法杀灭或除掉物料及其器皿中所有的生命体。消毒是指杀死病原微生物的过程。 ●分批灭菌：培养基置于发酵罐中加热，达到预定温度后维持一段时间，再冷却到发酵所需温度的灭菌。
生物制药考试重点
生物制药考试重点 第一章 药物是用于预防、诊断、治疗人的疾病。改善生活质量和影响人体生物学进程的物质。药物可分为化学药物、中药、生物药物三大类。P1 生物药物是指利用生物体、生物组织或其成分、综合应用多门学科的原理和方法进行加工、制造而成的一大类药物。P1 天然生化药物是指从生物体（动物、植物和微生物）中获得天然存在的生化活性物质。 抗生素是指由生物（包括微生物、植物和动物）在其生命过程中所产生的一类在微量浓度下就能选择性地抑制他种生物或细胞生长的生理活性物质及其衍生物。P2 生物制品，一般指的是用微生物及其代谢产物、原虫、动物毒素、人或动物的血液或组织等直接加工制成，或用现代生物技术方法制备的，用于预防、治疗、诊断特定传染病或其他有关疾病的药品。P3 自1982年重组人胰岛素投放市场以来，利用基因工程开发生物药物已经成为一个重要的发展方向。P4 1989年我国研发出第一个拥有自主知识产权的生物医药产品——重组人干扰素a-1b。（细胞因子）P5 生化制药主要是从动物、植物、微生物和海洋生物中提取、分离、和纯化生物活性物质，加工制造成为生化药物。天然的生化药物包括氨基酸、多肽、蛋白质、核酸、酶和辅酶、糖类、脂类药物等。P5 微生物制药是以发酵工程技术为基础、利用微生物代谢过程生产药物的制备技术。微生物制药生产的药物包括抗生素、酶抑制剂、免疫调节剂以及维生素、氨基酸、核苷酸等。P5 生物技术制药是利用现代生物技术（包括基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程和蛋白质工程等），生产多肽、蛋白质、酶和疫苗、单克隆抗体等。P5 迄今为止，已上市的基因工程药物多数以E.coli表达系统生产，其次是酿酒酵母和哺乳动物细胞（中国仓鼠卵细胞CHO和幼仓鼠肾细胞BHK）。P6 第二章 生物活性物质的制备技术很多，主要是利用它们之间特异性的差异，如分子大小、形状、酸碱度、极性、溶解度、电荷和对其他分子的亲和性等建立起来的。P9 传统的生化制药的基本工艺过程可分为：材料的选择和预处理，组织与细胞的破碎及细胞器的分离，活性物质的提取和纯化，活性物质的浓缩、干燥和保存。P9 细胞破碎后，一般采用差速离心方法分离细胞内质量不同的细胞组分，沉降于离心管内不同区域，分离后即所得所需组分。P14 某一物质在溶剂中的溶解度大小与该物质的分子结构及所使用的溶剂的理化性质有密切关系，一般遵循“相似相溶”的原则。P14 提取的原则是“少量多次”，即对于等量的提取溶液，分多次提取比一次提取的效果好得多。P14 生物活性物质的初步分离与纯化，一般采用沉淀分离法，即通过改变某些条件或加入某种物质，使溶液中某种溶质的溶解度降低，从而从溶液中沉淀析出。沉淀分离法包括盐析沉淀、等电点沉淀和有机溶剂沉淀等。P15 一般的透析时间是24h，每小时换水一次，整个过程在4.o C下进行。P16 电泳技术既可用于分离各种生物大分子，也可用于分析某种物质的纯度，还可用于相对分子质量的测定。P17 常用的干燥方法是真空干燥和冷冻干燥。P18
发酵工程总结
绪论： 一、概念：发酵工程（Fermentation Engineering）指在最适发酵条件下，在发酵罐中大量培养细胞和生产代谢产物的技术。 二、发酵工程研究的主要内容 发酵工程主要包括代谢工程和发酵工艺两个主要内容 具体来说它一般包括微生物细胞或动植物细胞的悬浮培养，或利用固定化酶，固定化细胞所做的反应器加工底物，以及培养加工后产物大规模的分离提取等工艺。发酵工艺主要是在生物反应过程中提供各种所需的最适环境条件。如酸碱度、湿度、底物浓度、通气量以及保证无菌状态等研究内容。 四、发酵工程的特点 一个完整的发酵过程包括：1材料的预处理2生物催化剂的制备3生化反应器及发应条件的选择与监控 第二章：菌种的来源 一、工业化生产菌种的要求 ?能够利用廉价的原料，简单的培养基，大量高效地合成 产物 ?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 ?遗传性能要相对稳定 ?不易感染它种微生物或噬菌体 ?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） ?生产特性要符合工艺要求 二、自然界中菌种分离的一般过程(步骤): 土样的采取→预处理→培养→菌落的选择→产品的鉴定. 目的：高效地获取一株高产目的产物的微生物. 三、采样时要注意的问题: 气候、水分、空气;来源要广;结合产品的特点;标签：地点、时间、气候等四、目的微生物富集的一些基本方法 富集的目的：让目的微生物在种群中占优势，使筛选变得可能。 富集的三种方案： ?定向培养:采用特定的有利于目的微生物富集的条件，进行培养。 ?当不可能采用定向培养时，则可设计在一个分类学中考虑， ?不能提供任何有助于筛选产生菌的信息，这时只能通过随机分离的办法. 定向培养的方法 物理方法：加热、膜过滤等但主要是通过培养的方法 定向培养的富集方法 1、底物 2、pH条件 3、培养时间 4、培养温度等一切能提高目的微生物相对生长速度的手段，培养（固体、液体；分批连续）后使目的微生物在种群中占优势。 五、菌落的选出 1.从产物角度出发：在培养时以产物的形成有目的的设计培养基 利用简单、快速的鉴定方法，如抗生素
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一、名词解释 1传统发酵工程：通过微生物生长的繁殖和代谢活动，产 的生物反应过程。 将DNA重组细胞融合技术、酶工程技 综合对 发酵过程控制、优化及放大 指迄今所采用的微生物培养分离及培养 微生物。（特别是极端微生物） 4富集培养主要方法：是利用不同种类的微生物其生长繁 求不同，如温度、PH、培养基C/N 等，是目的微生物在最适条件下迅速生长繁殖，数量增加， 成为人工环境下 的优势种。方法：⑴控制培养基的营养成 消毒仅仅是杀死生物体或非生物体表 死营养细胞，而不能杀死细菌芽孢和 真菌孢子等，特别适合与发酵车间的环境和发酵设备、器 具的灭菌处理。灭菌杀灭所 有的生命体，因此灭菌特别适 的灭菌处理。 法及其区别：湿热灭菌法：指将物品置 高压饱和蒸汽、过热水喷淋等手段使微生 物菌体中的蛋白质、核酸发生变性而杀灭微生物的方法。 该法灭菌能力强，为热力灭菌中最有效、应用最广泛的灭 菌方法。药品、容器、培养基、无菌衣、胶塞以及其他遇 高温和潮湿不发生变化或损坏的物品，均可采用本法灭 菌。干热灭菌法：指将物品置于干热灭菌柜、隧道灭菌器 等设备中，利用干热空气达到杀灭微生物或消除热原物质 的方法。适用于耐高温但不宜用湿热灭菌法灭菌的物品灭 菌，如玻璃器具、金 属制容器、纤维制品、固体试药、液 用本法灭菌。 即在规定温度下杀死一定比例的微生物所用 8致死温度：杀死微生物的极限温 在致死 微生物所需要对 的致死时间。 制好的培养基放入发酵罐或其他装置中， 基和所用设备一起（实罐灭菌）进 行灭菌 10连续灭菌：将配制好的培养基向发酵罐等培养装置输 热、保温盒冷却等灭菌操作过程。 是指将 冷冻干燥管，沙土管中处于休眠 状 入试管斜面活化后，再经过摇瓶及种子罐 逐级扩大培养而和质量的纯种的过程 纯培养物称为种是指种子的 龄：是指种子始移入下一级 的培养是指移入的种子液体积和 影响呼吸所能允许的最低溶氧浓 13稀释度D：单位时间内连续连续流入发酵罐中的新鲜 的培养总体积的比值。 把导致菌体开始从系统中洗出时的稀 发酵过程中，引起温度变化的原因是由 于 生的净物在生长 繁殖过程中，本身产生的耗氧培养 的 发酵罐都有一定功率的做机械 运动，造成液体之间、液体与设备之间的摩擦，由此产生 。 依靠无菌压缩空气作为液体的提升力， 翻动实现混合和传质传热过程。其 特点是结构简单，无轴封，不易污染，氧传质效率高，能 耗低，安装维修方便。缺点：不适合高粘度或含大量固体 感菌体的生产。 培养基中某些成分的加入有助于 生长因子、前体。产物抑制和促进剂。 微生物生长不可缺少的微量的有机物质，不是 必需。 18前体：指加入到发酵培养基中能直接被微生物在生 物 到产物分子中去，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提高的一类 那些细胞生长非必需的，但加入 量的一些物质，常以添加剂的形式 20 分批发酵（序批式发酵）：指一次性投料、接种直到发 留在发酵罐内。 在发酵过程中，连续向发酵罐流加培养基， 培养液。 搅拌器输入搅拌液体的功率，具 用以客服介质阻力所需用的功 率。 23供氧：指空气中的氧气从空气泡里通过气膜、气液 界 液体主指氧气从液体主流通 内。 生产菌种或选育过程中筛选出来的优良 传代和保藏之后，群体中某些生理特 征和形态特征逐渐减退或完全丧失的 现象。 25氨基酸发酵：指合成菌体蛋白质的氨基酸脱离其正 常 是对产品 使污染物 产生量、流失量和治理量达到最小，使资源充分利用。② 末端治理：把环境责任放在保护研究、管理等人员身上， 产生的污染物的 处理上，总是处于一种被动的、消极的地位。③因为工业 生产无法完全避免污染的产生，推行清洁生产的同时还需 要末端治理。 二、选择填空 1染菌概率：在实际生产过程中，要实现每批次发酵都 完 染几乎是不可能的，一般采用“染菌概率” 一般 为10-3 ①细菌②放线菌③酵母菌④霉菌⑤未培养 采集样品→样品预处理→目的菌富 酵性能鉴定→菌 种保藏 层的微生物数量最多，秋季采土样 物理方法、化学方法、诱饵法。 因突变；直接原因：连续 传 菌种保藏方法：①斜面低温保藏法②砂土管保藏法 ③冷 液保藏法⑥液体 石蜡保藏据微生物生理、生化特点，人为地 于不活泼、生长繁殖受抑制的 持菌种存活率②减少变异③保 持 优良性状 7液氮超低温保藏法：原理：在超低温（-130℃）状态下 延续，且不发生 加保护剂（甘油等）制成菌悬液封于安瓿管内 温速度的冻结后，贮藏在-150～-190℃液氮冰箱内；特 点：适合各类微生物①适合各类微生物②保存时间长③需 特殊设备④操作较复杂 8培养基成分： ①碳源（糖类，导致PH下降；油和脂肪， ，导致PH上升）②氮源（有机、无 量元素④水⑤生长调节物质。 ⑴一般首先是通过单因子实验确定培养基成 因子实验确定培养基个组分及其适宜的浓 度；⑵响应面分析法对培养基进行优化①最陡爬坡实验 10检测染菌方法：镜检查法 ②平板划线培养检 法④发酵过程异常现象观察法(溶 CO 2、粘度）。 种子带菌②过滤空气带菌③设备的 培养基霉菌不彻底⑤操作不当⑥噬 干热灭菌法，湿热灭菌法，射线灭菌法， 除菌法，火焰灭菌法 13空气除菌方法：辐射杀菌，加热杀菌，静电除菌，过 乙醇发酵；部分相关型，中间 复杂发酵类型：抗生 15DO值只是发酵与 配合起OUR： CER：CO2 的 产品的质量和经济效 式、固定化、 指在一定的搅拌转速下，在搅拌罐中增 加而漩涡基本消 18发酵罐构件：搅拌器，挡板，空气分布器，换热装置。 罐的基本体积上升，单位发酵液 清洁生产过程，清洁产品和 理，改进生产工艺，废 20工艺技术改革方式：改变原料，改进生产设备，改革 经济效益，环境效益，社会效 ，反应过程，后 23总成本费用=成本+销售费用+管理费用+财务费用 ①气泡与包围着气泡的液体之 间 体分子处于层流状态，氧气以 浓度差方式透过双膜，任何一点的氧浓度 氧分压相等；② 在双膜之间的界面上，氧分压与溶于液体中的氧浓度处于 平衡状态；③氧传递过程处于稳定状态时，传递途径上各 间而变化。 为了提高分离效率，通常富集培养课增加 数量。 是为了获得大量的活力强的种子，以便 中尽可能的缩短延迟期，种子最好 是在对数生长期接种。 27. S0 为底物初始St为发酵时间为t时底物的 残留 小。 、传热及混合效 30发酵罐放大极限为100级 成本的20% ~30% 32酒精发酵原料：淀粉质原料、糖质原料、纤维质原料。 三、简答 1影响微生物耗氧因素：①微生物本身遗传特征的影响 菌龄④发酵条件⑤代谢类 影响③碳氮比对菌体代谢调节的重要性④ PH对不同 3发酵工艺过程：①用作种子扩大培养及发酵生产的各 种 基、发酵罐及其附属设备的灭菌； ③扩大培养有活性的适量纯种，以一定比例形成大量的代 谢产物；④控制最适的发酵条件使微生物生长并形成大量 的代谢产物；⑤将产物提取并精制，以得到合格的产品； 酵过程中所产生的三废物质。（P8图） ①能在廉价原料制成的培养基上生长，且 生 量高、易于回收；②生长较快，发酵周期 短；③培养条件易于控制；④抗噬菌体及杂菌污染的能力 强；⑤菌种不易变异退化，以保证发酵生产和产品质量的 稳定；⑥对放大设备的适应性强；⑦菌种不是病原菌，不 性物质和毒素。 必须提供合成微生物细胞和发酵产 少培养基原料的单耗，即提高 单位营养物质的转化率。③有利于提高产物的浓度， 以提 高单位容积发酵罐的生产能力。④有利于提高产物的合成 速度，缩短发酵周期。⑤尽量减少副产物的形成，便于产 物的分离纯化，并尽可能减少“三废”物质。⑥原料价格 低廉，质量稳定，取材容易。⑦所用原料尽可能减少对发 酵过程中通气搅拌的影响，利于提高氧的利用率，降低能 ①原材料质量：生产过程中经常 其主要原因在于原材料质量 波动；②培养温度：温度对多数微生物的斜面孢子质量有 显著影响；③湿度：斜面孢子培养基的湿度对孢子的数量 和质量都有较大影响。湿度低，孢子生长快；湿度高，孢 子生长慢；④通气与搅拌：在种子罐中培养的种子除保证 供给易于利用的营养物质外，应有足够的通气量，以保证 菌种代谢的正常，提高种子的质量；⑤斜面冷藏时间：斜 面冷藏时间对孢子的生产能力有较大影响，通常冷藏时间 越长，生产能 力降低越多；⑥培养基：一般来说，种子罐 是培养菌体的，培养基的糖分要少而对微生物生长起主导 作用的氮源要多，而且其中无机氮源所占比例要大些；⑦ pH：各种微生物都有自己生长和合成酶的最适pH，为了 达到微生物的打了繁殖和酶合成的目的，培养基必须要保 ①能在廉价原料制成的培养基上生长，且 生 量高、易于回收；②生长较快，发酵周期 短；③培养条件易于控制；④抗噬菌体及杂菌污染的能力 强；⑤菌种不易变异退化，以保证发酵生产和产品质量的 稳定；⑥对放大设备的适应性强；⑦菌种不是病原菌，不 性物质和毒素。 ①分批作业操作简单，周期短，染菌 程产品质量易控制；②不利于测定其 过程动力学，存在底物限制或抑制问题，出现底物分解阻 遏效应以及二次生长现象；③对底物类型及初始浓度敏感 的次级代谢产物如一些抗生素等就不适合采用分批发酵； ④营养层分很快耗竭，无法维持微生物继续生长和生产； ①添加新鲜培养基，克服养分不足所 延长对数期生长期，增加生物量 等；②长时间发酵，菌种易变异，易染菌；③操作不当， 新加入的培养基与原有培养基不易完 全混合。 10补料分批发酵优缺点：①可以解除底物的抑制，产 物 应；③避免在分批发酵中因 一次性投糖过多造成细胞大量生长，耗氧量过多，以致通 风搅拌设备不能匹配的状况；③菌体可被控制在一 续的过度态阶段，可用来作为控制细胞质量的手段 ①无菌要求低；②菌体变异 11分批补料发酵的应用：①消除分解阻遏作用，保障通 浓度培养基的抑制作用并延 配置合适的培养基，调节培养基初始 使其具有很好的缓冲能力；②培养过程 中加入非营养物质的酸碱调节剂；③培养过程中加入基质 性酸碱调节剂；④加入生理酸性或碱性盐基质；⑤将pH 控制与代谢结合起来，通过补料来控制pH。 13搅拌式、气升式结构特征及其应用：①搅拌式： 带有 机 械搅拌的作用是使发酵液充分混合，保持液体中的固性物 料呈悬浮状态，并能打破空气气泡以提高气液间的传氧速 率。较适合对剪切力生长，不适于高粘度或 含大量固体的培依靠无菌压缩空气作为 液体的提升力，下翻动实现混合和传 质传热过程，特点是结构简单、无轴封、不易污染、氧传 质效率高、能耗低、安装维修方便。 14清洁生产与末端治理 的比较：①清洁生产：是对产品 使污染物 量和治理量达到最小，使资源充分利用。② 把环境责任放在保护研究、管理等人员身上， 产生的污染物的 处理上，总是处于一种被动的、消极的地位。③因为工业 生产无法完全避免污染的产生，推行清洁生产的同时还需 15味精清洁生产工艺优点：①取消离子交换工艺，减少 温结晶，节约大量冷冻 耗电；③因为采用闭路循环工艺，除了副产品中夹带少量 目标产物外，没有其他损失，故产品得率高；④实现物料 主体闭路循环，达到经济、环境和社会效应的三统一；⑤ 冷凝水可循环作为工艺用水，实现废水零排放。
发酵工程总结
1 绪论 1-1何谓发酵？生物化学和工业上的发酵有何不同？ 生物化学意义上的发酵是指细胞在无氧条件下，分解葡萄糖或有机物产生能量的过程。 工业意义上的发酵是泛指利用培养细胞（包括动物、植物和微生物）获得产物的任何有氧或无氧的过程。 1-2何谓发酵工程？其主要内容是什么？请简述其与生物技术的关系。 发酵工程是利用生物体为工业化生产服务的一门工程技术，即利用生物体的生命活动产生的酶，对无机或有机原料进行酶加工（生物反应过程），获得产品的工程化技术。 它是研究生物技术产业化的一门学科，其主体包括生物反应工程和产品提取、精制的下游工程。主要研究内容： 1）优良菌种的选育； 2）合适的生物反应工程包括生物反应过程的优化、反应器的选择和下游工程生物技术是应用自然科学和工程学的原理，依靠生物催化剂（酶或细胞）的作用将物料进行加工以提供产品或为社会服务的技术。它包括基因工程、细胞工程、发酵工程、酶工程、生化工程等五大工程。生物技术的核心是基因工程，但又离不开发酵工程。发酵工程是基因工程和酶工程的表达，即大部分生物工程的产品均要通过发酵工程来完成。所以说，发酵工程在生物工程中是最关键的过程。现代发酵工程处于生物技术的中心地位，绝大多数生物技术的目标都是通过发酵工程来实现的。因此生物技术的主要应用领域往往就是发酵工程的研究对象。 1-3请简述发酵工程的发展史。 1）基因工程出现之前的时代（1982年前）； 1859年发现发酵原理、设计了便于灭菌的密闭式发酵罐； 1929,1940年发现和分离出青霉素，青霉素发酵、将通气搅拌引入发酵工业； 1956年谷氨酸等氨基酸、核苷酸等发酵成功、代谢控制育种理论的建立； 60年代采用烷烃、乙酸、天然气等为原料的石油发酵； 2）基因工程出现后的时代（1982年后）。 80 年代随着基因工程技术的发展，人们可定向选育高产菌株； 1991年综述代谢工程，在对细胞内代谢网络系统分析的基础上开始运用基因工程技术改造细胞代谢途径，以改进细胞性能或提高产物生产能力。 组学的发展…… 系统工程和合成生物学…… 1-4 何谓初级代谢和次生代谢？举例说明初级代谢产物和次生代谢产物。 初级代谢：微生物从外界吸收各种营养物质，通过分解代谢和合成代谢，生成维持生命活动的物质和能量的过程称为初级代谢。常见的初级代谢产物有：乙醇、氨基酸、呈味核苷酸、有机酸、多羟基化合物、多糖（黄原胶、结冷胶）、糖类和维生素。
最新发酵工程重点总结
发酵工程重点总结
第一章 发酵：通过微生物的生长繁殖和代谢活动，产生和积累人们所需产品的生物反应过程发酵工程：利用微生物（或动植物细胞）的特定性状，通过现代工程技术，在生物反应器中生产有用物质的技术体系。该技术体系主要包括菌种选育与保藏、菌种扩大生产、代谢产物的生物合成与分离纯化制备等技术。 发酵工业的特点？（7点） 1.发酵过程一般是在常温常压下进行的生化反应，反应安全，要求条件较简单。 2.可用较廉价原料生产较高价值产品。 3.反应专一性强。 4.能够专一性地和高度选择性地对某些较为复杂的化合物进行特定部位的生物转化修饰。 5.发酵过程中对杂菌污染的防治至关重要。 6.菌种是关键。 7.发酵生产不受地理、气候、季节等自然条件限制。 工业发酵的类型？ 厌氧发酵 1. 按微生物对氧的不同需求需氧发酵 兼性厌氧发酵 液体发酵（包括液体深层发酵） 2.按培养基的物理性状浅盘固体发酵 深层固体发酵（机械通风制曲） 分批发酵 按发酵工艺流程补料分批发酵 单级恒化器连续发酵 连续发酵多级恒化器连续发酵 带有细胞再循环的单级恒化器连续发酵 发酵生产的基本工业流程？ 1. 用作种子扩大培养及发酵生产的各种培养基的配制； 2. 培养基、发酵罐及其附属设备的消毒灭菌； 3. 扩大培养出有活性的适量纯种，以一定比例接种入发酵罐中； 4. 控制最适发酵条件使微生物生长并形成大量的代谢产物； 5. 将产物提取并精制，以得到合格的产品； 6. 回收或处理发酵过程中所产生的三废物质。
工业发酵的过程的工艺流程图？ 第二章 1、发酵工业菌种分离筛选的一般流程? 调查研究（包括资料查阅） 试验方案设计 含微生物样品的采集（如何使样品中所含微生物的可能性大？） 样品预处理（如何在后续的操作中使这种可能性实现） 菌种分离 根据目的菌株及其产物特点分 选择性分离方法随机分离方法 (定向筛选←选择压力) (用筛选方案- 检测系统进行间接分离） 富集液体培养固体培养基条件培养 (初筛) 菌种纯化 复筛 菌种纯化 初步工艺条件摸索再复筛生产性能测试 较优菌株1-3株 保藏及进一步做生产试验某些必要试验和 或作为育种的出发菌株毒性试验等 2、菌种选育改良的具体目标。(4点)？ 1.提高目标产物的产量
发酵工程考试整理
1发酵:把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其代谢产物的过程统称为发酵。 2发酵工程：应用微生物学等相关的自然科学以及工程学原理，利用微生物等生物细胞进行酶促转化，将原料转化成产品或提供社会性服务的一门科学 酶活性调节：是指一定数量的酶，通过其分子构象或分子结构的改变来调节其催化反应的速率。3为什么要采用高浓度微生物的培养？微生物液体发酵大都采用分批培养，这 种培养方式的缺点 是：发酵液中最终细 胞浓度不高。如果通 过改进工艺技术，使 发酵液中微生物细 胞增殖到很高的浓 度，那么，高浓度的 细胞将会产生高浓 度的发酵产物，这样 就可以大大提高发 酵设备的利用率，降 低生产成本。基于这 种目的，人们开始研 究微生物高细胞浓 度的培养技术。采用 高细胞浓度培养技 术，发酵液中菌体浓 度比分批式培养可 高10倍以上 高浓度细胞培养的 方法:1流加培养2 高细胞浓度连续培 养3菌体循环利用等 4四大工程:发酵工 程 ( Fermentation )2 酶工程 (蛋白质工 程) 3基因工程 4细 胞工程 5菌种：用于发酵过 程作为活细胞催化 剂的微生物，包括细 菌、放线菌、酵母菌 和霉菌四大类。 6具有生产价值的发 酵类型有五种：①微 生物菌体发酵；②微 生物酶发酵；③微生 物代谢产物发酵；④ 微生物的转化发酵； ⑤生物工程细胞的 发酵 7初级代谢产物：在
菌体对数生长期所产生的产物，是菌体生长繁殖所必需的。8液体深层发酵优点：①液体悬浮状态是很多微生物的最适生长环境。②在液体中，菌体及营养物、产物（包括热量）易于扩散，使发酵可在均质或拟均质条件下进行，便于控制，易于扩大生产规模。③液体输送方便，易于机械化操作。④厂房面积小、生产效率高，易进行自动化控制，产品质量稳定。⑤产品易于提取、精制等。因而液体深层发酵在发酵工业中被广泛应用。 9自然选育在生产过 程中，不经过人工处 理，利用菌种的自发 突变而进行菌种筛 选的过程 10诱变育种：就是人 为地利用物理或化 学等因素，使诱变对 象细胞内的遗传物 质发生变化，引起突 变，并通过筛选获得 符合要求的变异菌 株的一种育种方法。 11表型迟延现象：突 变基因的出现并不 等于突变表型的出 现，表性的改变落后 于基因型改变的现 象成为表型延迟现 象。 12原料：从工艺角度 来看，凡是能被生物 细胞利用并转化成 所需的代谢产物或 菌体的物料，都可作 为发酵工业生产的 原料。 13培养基灭菌的定 义：是指从培养基中 杀灭有生活能力的 细菌营养体及其孢 子，或从中将其除 去。工业规模的液体 培养基灭菌，杀灭杂 菌比除去杂菌更为 常用。 14灭菌与消毒的区 别：灭菌：用物理或 化学方法杀死或除 去环境中所有微生 物，包括营养细胞、 细菌芽孢和孢子。 消毒：用物理或化学
生物技术制药试题及重点
第一章绪论 填空题 1. 生物技术制药的特征 _高技术、高投入、高风险、高收益、长周期。 2. 生物药物广泛应用于医学各领域，按功能用途可分为三类，分别是_治疗药物、预防药物、诊断药物。 3. 现代生物药物已形成四大类型：一是应用DNA重组技术制造的基因重组多肽、蛋白 质类治疗剂；二是基因药物_______________ ；三是来自动物植物和微生物的天然生物药 物；四是合成与部分合成的生物药物； 4. 生物技术的发展按其技术特征来看，可分为 三个不同的发展阶段，传统生物技术阶段；近代生物技术阶段；现代生物技术阶段。 5. 生物技术所含的主要技术范畴有基因工程; 细胞工程；酶工程；发酵工程；蛋白质核酸工程和生化工程； 选择题 1?生物技术的核心和关键是（A ） A细胞工程B蛋白质工程C酶工程D 基因工程 2. 第三代生物技术（A ）的出现，大大扩大了现在生物技术的研究范围 A基因工程技术B蛋白质工程技术C海 洋生物技术D细胞工程技术 3. 下列哪个产品不是用生物技术生产的（D）A青霉素B淀粉酶C乙醇D氯化钠 4. 下列哪组描述（A ）符合是生物技术制 药的特征 A高技术、高投入、高风险、高收益、长周期B 高技术、高投入、低风险、高收益、长周期 C高技术、低投入、高风险、高收益、长周期 D高技术、高投入、高风险、低收益、短周期 5. 我国科学家承担了人类基因组计划（C ）的测序工作 A10% B5% C 1% D 7% 名词解释 （2）近代生物技术阶段的技术特征是微生物 发酵技术，所得产品的类型多，不但有菌体的初 级代谢产物、次级代谢产物，还有生物转化和酶 反应等的产品，生产技术要求高、规模巨大，技 术发展速度快。代表产品有青霉素，链霉素，红 霉素等抗生素，氨基酸，工业酶制剂等。 （3）现代生物技术阶段的技术特征是DNA 重 组技术。所得的产品结构复杂，治疗针对性强， 疗效高，不足之处是稳定性差，分离 纯化工艺更复杂。代表产品有胰岛素，干扰素和 疫苗等。 3. 生物技术在制药中有那些应用？ 生物技术应用于制药工业可大量生产廉价的防治 人类重大疾病及疑难症的新型药物，具体体现在 以下几个方面： （1）基因工程制药，利用基因工程技术可生 产岀具有生理活性的肽类和蛋白质类药物，基因 工程疫苗和抗体，还可建立更有效的药物筛选模 型，改良现有发酵菌种，改进生产工艺，提供更 准确的诊断技术和更有效的治疗技术等。随着基 因技术的发展，应用前景会更广阔。 （2）细胞工程和酶工程制药 该技术的发展为现代制药技术提供了更强大的技 术手段，使人类可控制或干预生物体初次生代谢 产物和生物转化等过程，使动植物能更有效的满 足人类健康方面的需求。 （3）发酵工程制药 发酵工程制药的发展主要体现在对传统工艺的改 进，新药的研制和高效菌株的筛选和改造等。 第二章基因工程制药 填空题 1. 基因工 程药物制造的主要步骤是：目的 基因的获得；构建DNA重组体;构建工程菌；目 的基因的表达；产物的分离纯化; 产品的检 验。 1. 生物技术制药 采用现代生物技术可以人为的创 造一些条件，借助某些微生物、 植物或动物来生产所需的医学药 品，称为生物技术制药。 2. 生物技术药物 一般说来，采用DNA重组技术 或其它生物新技术研制的蛋白 质或核酸来药物称为生物技术药 物。 3. 生物药物 生物技术药物是重组产品概念在 医药领域的扩大应用，并与天然 药物、微生物药物、海洋药物和 生物制品一起归类为生物生物药 物。 简答题 1.生物技术药物的特性是什 么？ 生物技术药物的特征是： （1）分子结构复杂 （2）具有种属差异特异性 （3）治疗针对性强、疗效高 （4）稳定性差 （5）免疫原性 （6）基因稳定性 （7）体内半衰期短 （8）受体效应 （9）多效应和网络效应 （10）检验特殊性 2.简述生物技术发展的不同阶段 的技术特征和代表产品？ （1）传统生物技术的技术特征 是酿造技术，所得产品的结构较 为简单，属于微生物的初级代谢 产物。代表产品如酒、醋、乙 醇，乳酸，柠檬酸等。
发酵工程总结50327复习课程
发酵工程总结50327
1 绪论 1-1何谓发酵？生物化学和工业上的发酵有何不同？ 生物化学意义上的发酵是指细胞在无氧条件下，分解葡萄糖或有机物产生能量的过程。 工业意义上的发酵是泛指利用培养细胞（包括动物、植物和微生物）获得产物的任何有氧或无氧的过程。 1-2何谓发酵工程？其主要内容是什么？请简述其与生物技术的关系。 发酵工程是利用生物体为工业化生产服务的一门工程技术，即利用生物体的生命活动产生的酶，对无机或有机原料进行酶加工（生物反应过程），获得产品的工程化技术。 它是研究生物技术产业化的一门学科，其主体包括生物反应工程和产品提取、精制的下游工程。主要研究内容： 1）优良菌种的选育； 2）合适的生物反应工程包括生物反应过程的优化、反应器的选择和下游工程生物技术是应用自然科学和工程学的原理，依靠生物催化剂（酶或细胞）的作用将物料进行加工以提供产品或为社会服务的技术。它包括基因工程、细胞工程、发酵工程、酶工程、生化工程等五大工程。生物技术的核心是基因工程，但又离不开发酵工程。发酵工程是基因工程和酶工程的表达，即大部分生物工程的产品均要通过发酵工程来完成。所以说，发酵工程在生物工程中是最关键的过程。现代发酵工程处于生物技术的中心地位，绝大多数生物技术的目
标都是通过发酵工程来实现的。因此生物技术的主要应用领域往往就是发酵工程的研究对象。 1-3请简述发酵工程的发展史。 1）基因工程出现之前的时代（1982年前）； 1859年发现发酵原理、设计了便于灭菌的密闭式发酵罐； 1929,1940年发现和分离出青霉素，青霉素发酵、将通气搅拌引入发酵工业；1956年谷氨酸等氨基酸、核苷酸等发酵成功、代谢控制育种理论的建立； 60年代采用烷烃、乙酸、天然气等为原料的石油发酵； 2）基因工程出现后的时代（1982年后）。 80 年代随着基因工程技术的发展，人们可定向选育高产菌株； 1991年综述代谢工程，在对细胞内代谢网络系统分析的基础上开始运用基因工程技术改造细胞代谢途径，以改进细胞性能或提高产物生产能力。 组学的发展…… 系统工程和合成生物学…… 1-4 何谓初级代谢和次生代谢？举例说明初级代谢产物和次生代谢产物。 初级代谢：微生物从外界吸收各种营养物质，通过分解代谢和合成代谢，生成维持生命活动的物质和能量的过程称为初级代谢。常见的初级代谢产物有：乙醇、氨基酸、呈味核苷酸、有机酸、多羟基化合物、多糖（黄原胶、结冷胶）、糖类和维生素。
发酵工程复习资料
第一章，绪论 一、填空： 微生物工程可分为发酵和提纯两部分，其中以发酵为主。 化学工程与发酵工程的本质区别在于化学工程利用非生物催化剂，发酵工程利用生物催化剂---酶。 二、判断： 发酵产品是经微生物厌氧生物氧化过程获得的。错 三、课后思考题： 1、发酵的定义：利用微生物的新陈代谢作用，把底物（有机物）转化成中间产物，从而获得某种工业产品。（工业上定义、广义、有氧无氧均可） 2、发酵流程： 3、比拟放大的基本过程：斜面菌种－摇瓶试验(培养基、温度、起始pH值、需氧量、发酵时间)－小型发酵罐－中试－大规模工业生产 4、发酵工程的发展经历了哪几个阶段？ 1.）自然发酵时期 2）纯培养技术建立(第一个转折期) 3）通气搅拌的好气性发酵工程技术建立(第二个转折期) 4）人工诱变育种与代谢控制发酵工程技术建立(第三个转折期) 5）发酵动力学、连续化、自动化工程技术的建立(第四个转折期) 6）生物合成和化学合成相结合工程技术建立(第五个转折期) 5、微生物工业发展趋势 1）、几个转变 分解代谢→合成代谢 自然发酵→人工控制的突变型发酵→代谢控制发酵→通过遗传因子的人工支配建立的发酵（如工程菌） 2）、化学合成与生物合成相结合 3）、大型、连续化、自动化发酵 发酵罐的容量可达500t，常用的也达20-30t。 4）、人工诱变育种和代谢控制发酵
微生物潜力进一步挖掘，新菌株、新产品层出不穷。 5）、原料范围不断扩大 石油、植物淀粉、天然气、空气、纤维素、木质素等 6、举例说明微生物工业的范围 酿酒工业（啤酒、葡萄酒、白酒） 食品工业（酱、酱油、食醋、腐乳、面包、酸乳） 有机溶剂发酵工业（酒精、丙酮、丁醇） 抗生素发酵工业（青霉素、链霉素、土霉素等） 有机酸发酵工业（柠檬酸、葡萄糖酸等） 酶制剂发酵工业（淀粉酶、蛋白酶等） 氨基酸发酵工业（谷氨酸、赖氨酸等） 核苷酸类物质发酵工业（肌苷酸、肌苷等） 维生素发酵工业（维生素B12、维生素B2等） 生理活性物质发酵工业（激素、赤霉素等） 名贵医药产品发酵工业（干扰素、白介素等） 微生物菌体蛋白发酵工业（酵母、单细胞蛋白） 微生物环境净化工业（利用微生物处理废水等） 生物能工业（沼气、纤维素等天然原料发酵生产酒精、乙烯等能源物质） 微生物治金工业（微生物探矿、治金、石油脱硫等） 第二章发酵基础知识 1、写出生产以下产品的主要菌种： 啤酒（啤酒酵母）、黄酒（霉菌（根霉、曲霉）、酵母菌、细菌）、味精（谷氨酸棒杆菌、黄色短杆菌）、柠檬酸（黑曲霉）、食醋（霉菌、酵母菌、醋酸菌）、酸奶（乳酸菌（保加利亚乳杆菌、嗜热链球菌、乳酸链球菌）） 2、发酵工艺控制中，主要应监控温度、pH值、溶解氧、 泡沫、氧化还原电位等。 3、概念：单菌发酵: 现代发酵工业中最常见，传统发酵工业中很难实现。 混合菌发酵: 自然发酵和人工接种发酵 液态发酵: 发酵基质呈流动状态，如啤酒发酵、柠檬酸发酵等。 固态发酵: 发酵基质呈不流动状态。如固态酱油发酵、米醋发酵、大曲酒（白酒）发酵等。半固态发酵: 发酵基质呈半流动状态，如黄酒发酵、传统稀醪酱油发酵等。 4、发酵产品主要类型 微生物菌体、代谢产物、酶 5、如何理解：传统工艺，原料决定菌种；现代工艺，菌种决定原料？ 传统工艺，原料决定菌种：传统工艺中，发酵原料是一种选择培养基。 传统工艺就是利用这种选择作用，把自然界带入的各种野生菌，在发酵基质上进行选择富集培养，这些微生物生长和代谢的结果可生产出有特殊风味的食品。 现代工艺，菌种决定原料：在使用纯种发酵剂前，我们必须对原料进行灭菌，以防止其他杂菌对发酵的干扰。 6、发酵产品主要有哪些附加值 1）发酵有利于食品保藏食品发酵后，改变了食品的渗透压、酸度、水的活性等，从而抑制了腐败微生物的生长，有利于食品保藏。 2）发酵产品有保健作用有些食品经过微生物发酵后，不仅能产生酸类和醇类等，还能产生某些抗菌素可抑制致病菌和肠内腐败菌。
发酵工程总结
发酵工程总结 一名词解释 1.发酵：传统概念，是指微生物在无氧条件下分解代谢有机物质释放能量的过程。现代概念，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其代谢产物的过程。 2.发酵工程：采用现代化工程技术手段，利用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新技术。 3.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的作用，是它转化成结构相类似但是更具有经济价值的化合物。 4.生产微生物细胞物质：是以获得具有多种用途的微生物菌体细胞为目的产品的发酵工业。 5.筛选：采用与生产相近的培养基和培养条件，通过三角瓶的容量进行小型发酵实验，以求得适合于工业生产用菌种。方法有a平皿快速检测法（变色圈法、透明圈法、生长圈法、抑菌圈法、梯度平板法）b摇瓶培养法。 6.诱变育种：就是利用物理或化学诱变剂处理均匀分散的微生物细胞群，提高基因突变频率，再通过适当的筛选方法获得所需要的高产优质菌种的育种方法。 7.基因突变：指的是DNA碱基发生变化即点突变。 8.自然选育：在生产过程中，不经过人工诱变处理，利用菌种的自发突变选育出优良菌种的过程。
9.回复突变：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，生产性能下降的情况。 10.菌种退化：是指在较长时期传代保藏后，菌种的一个或多个生理性状和形态特征逐渐减退或消失的现象。 11.狭义的菌种复壮：指在菌种已发生衰退的情况下，通过纯种分离和测定生产性能等方法，从衰退群体中找出少数尚未衰退的个体，从而达到恢复浓菌原有典型性状的目的。广义的复壮是一项积极的措施，指在菌种的典型特征或生产性状尚未衰退前，就经常有意识地采取纯种分离和生产性状的测定工作，以期从中选择到自发的正变个体12.种子扩大培养：是指将保存在砂土管、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，再经过扁瓶或摇瓶及种子罐逐级放大培养而获得一定数量和质量的纯种过程。 13.基本培养基MM：凡是能满足野生型菌株营养要求的最低成分的合成培养基。 14.完全培养基CM：满足一切营养缺陷性菌株生长的天然或半合成培养基。 15.补充培养基SM：在基本培养基中有针对性的加入一种或几种营养成分以满足相应营养缺陷型菌株生长的合成培养基。 16.天然培养基：是采用化学成分还不清楚或化学成分还不恒定的各种植物和动物组织或微生物的浸出物、水解液等物质制成的。 17.合成培养基：也称组合培养基（多用于定量研究）；是用化学成分和数量完全了解的物质配制而成的。
发酵工程考试复习重点
个人收集整理仅供参考学习 一,名词解释： 连续发酵FBC 泡沫发酵动力学维持因素生长得率产物得率生产率 容积产率初级代谢次级代谢基质比消耗速率产物比生产速率前体生物耗氧量 呼吸强度接种量产物促进剂酶活性调节酶合成调节分解代谢物阻遏葡萄糖效应二,填空选择： 湿热灭菌灭菌实质辐射原理干热灭菌 发酵发酵工程史发酵类型发酵工艺流程发酵水平发酵工程是----or分支 化学诱变剂包括物理诱变剂包括 生物处理污水的原理传递系数初筛复筛生物参数影响发酵成本因素纤维介质过滤器生长偶联性维持因素培养基组成发酵生成丁酸，丙酸？影响质量因素是-————菌种退化原因影响ka的因素常规放大方法工业发酵过程研究工程菌培养 液相体积氧传——饱和氧浓度mond方程生长速率与——-有关种子菌活性碳和发酵-——初级代谢合成调节机制包括 Monod方程表达式几种形式化发酵动力学的内容 发酵热发酵过程阶段，产品类型维持代谢发酵过程主要参数 三.判断： 正确的开头：抗生素组成酶培养基设计臭氧灭菌 四.问答： 1．泡沫影响（5点）以及不同时期的特点 2．反馈抑制的几种形式（5种） 3．杂菌对发酵过程的影响（5点） 4．论述次级代谢的特征（10点） 5．什么是初代，次代以及两者关系v 6．分批灭菌如何操作 7．在发酵过程如何控制成本（13章） 8．C02对发酵的影响及控制 9．微生物发酵经过了几个阶段 10．突变株筛选的步骤 11．影响pH变化的因素 12．生产发酵如何控制（发酵罐6点） 13．PH对菌体生长和合成的影响，如何控制？ 何为营养缺陷型？举例说明营养缺陷型的筛选方法。 造成菌种退化的原因是什么 灭菌的方法主要有哪几种？其灭菌原理何在？发酵工业中为何应用最广的是湿热灭菌？ 何为补料分批发酵？该法主要适用在哪些场合？ 什么叫连续培养？提出连续培养的根据是什么？连续培养有何缺点？ 什么叫比生长速率？什么叫得率系数？什么叫转化率？ 什么是发酵热、生物热？生物热的产生受哪些因素的影响？ 何谓呼吸强度、摄氧率和临界氧浓度？发酵过程中如何根据发酵需要控制溶解氧？ 影响氧传递速率的因素有哪些？为什么？进行摇瓶培养时，如何增加氧传递速率？ .改变发酵液过滤特性的主要方法有哪些？简述其机理 1 / 1