发酵工程第三章
发酵工程与设备习题答案
第一章 1．简述发酵工程的概念及其主要内容。 发酵工程是生物技术的重要组成部分，是生物技术产业化的重要环节。它是应用生物学、化学和工程技术学的原理，大规模（工厂化）培养动植物和微生物细胞，生产生物量或产物的科学。发酵工程可分为上游工程、中游工程和下游工程。 生产微生物细胞（或生物量）； 生产微生物的酶；●生产微生物的代谢产物；?生产基因重组产物；?将一个化合物经过发酵改造其化学结构——生物转化。 2.什么叫次级代谢产物？次级代谢产物是微生物在哪些生长时期形成的？其与初级代谢产物有什么关系？ 以初级代谢产物为原料通过次级代谢合成的，对自身无明确生理作用的代谢产物叫次级代谢产物。关系：先产生初级代谢产物，后产生次级代谢产物；初级代谢是次级代谢的基础；次级代谢是初级代谢在特定前提下的继续与发展。 3.发酵过程有哪些组成部分？ 用于菌种扩大培养和发酵生产用的培养基配方； 培养基、发酵罐和辅助设备的灭菌；●足量的高活性、纯培养的接种物；?在适宜条件的发酵罐中培养菌体生产产物；?产物的提取和纯化；?生产过程的废物的处理。 第二章 1.发酵工程菌株的选育方法有哪些？各有何特点？ 自然选育：自发突变率低，变异程度较轻微，变异过程十分缓慢；自发突变不定向，负向变异可能性大，正向变异可能性小 诱变育种：方法简单，快速，收效显著。 原生质体融合：打破种属间的界限，提高重组频率，扩大重组幅度。 杂交育种：使不同菌株的优良性状集中在重组体中，扩大变异范围，具有更强的方向性和目的性。 基因工程育种：按人们的愿望使生物体的遗传性状发生定向变异。 2.发酵工程对菌种有何要求？菌种的分离和筛选基本流程是怎样的？ 要求：能大量高效合成产物；发酵培养基原料廉价；培养条件容易控制；易于液中提取产物；不易污染其它杂菌和噬菌体；无毒无害；性能稳定，不易退化
第六章 发酵过程作业参考答案
第六章 发酵过程作业参考答案 1、简述补料分批发酵的定义及优缺点、分类。（20分） 答：补料分批发酵又称半连续发酵或培养，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。（4分）补料分批发酵与传统分批发酵相比，其优点在于使发酵系统中维持很低的基质浓度。低基质浓度的优点：1）可以除去快速利用碳源的阻遏效应，并维持适当的菌体浓度，使不致于加剧供氧的矛盾。2)避免培养基积累有毒代谢物。3）与连续发酵相比，补料分批发酵不需要严格的无菌条件，也不会产生菌种老化和变异等问题，其应用范围十分广泛，包括抗生素、氨基酸、酶蛋白、核苷酸、有机酸、及高聚物等、4）在发酵的不同时间不断补加一定的养料，可以延长微生物对数期的持续时间，增加生物量的积累和静止期代谢产物的积累。（8分）补料分批发酵可以分为两种类型：a: 单一补料分批发酵：在开始时投入一定量的基础培养基，到发酵过程的适当时期，开始连续补加碳源和(或)氮源和(或)其他必须基质，直到发酵液体积达到发酵罐最大工作容积后停止补料，将发酵液一次全部放出。这种操作方式称为单一补料分批发酵，由于受发酵罐工作容积的限制，发酵周期只能控制在较短的范围内。（4分）b 重复补料分批发酵：重复补料分批发酵是在单一补料分批发酵的基础上，每隔一定时间按一定比例放出一部分发酵液，使发酵液体积始终不超过发酵罐的最大工作容积，从而可以延长发酵周期，直至发酵产率明现下降，才最终将发酵液全部放出．这种操作方式既保留了单一补料分批发酵的优点，又避免了它的缺点。（4分） 2、通过哪些手段可提高发酵过程的溶氧量并分析比较各种措施的效果。（３０分） 答：(1) 提高KL a KL a 与其中的主要影响因素的函数关系可以使用下式表示： 对于牛顿型流体发酵液， KL a 的关联式可简单表示为： （２分） ①搅拌效率对KL a 的影响：一般情况下，高转速可有效地提高 KL a ，但太大或搅拌器的类型不当也会损伤菌丝，或产生漩涡，反而降低混合效果。对于高粘度的流体，转速、器型的影响会更明显。 ②气体流速对KL a 的影响：由上式得知：提高WS ，即提高通气量Q ，也可以有效的提高KL a 。研究表明，当通气量Q 较低时，随着通气量Q 的增加，WS 空气表观线速度也会增加。但Q 过大时，搅拌器不能有效地将空气气泡充分分散，而在大量气体中空转，形成所谓的“过载”现象 。会导致Pw/V 会随着Q 的增加而下降，即单位体积发酵液所拥有的搅拌功率会下降。 ③设备参数的影响：式中的α、β与发酵罐的大小、形状、搅拌器的类型等因素有关。Bartholomew 研究指出，9L 的发酵罐的α为0.95；0.5m3的发酵罐，α变为0.67；而27~57m3的发酵罐的α变为0.5。搅拌器的类型不同，α、β值的大小也不相同，对于α值，弯叶>平叶>箭叶；对),,,,,,,(g D W N d f K L s L a σρη=βαs w L W V P K K a )(=
发酵工程知识点
第一章发酵工程概述 一、发酵工程：是利用微生物特定的形状和功能，通过现代化工程技术生产有用物质或直接应用与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。 二、发酵工程简史： 1590 荷兰人詹生制作了显微镜 1665 英国人胡克制作的显微镜观察到了霉菌 近代发酵工程建立初期1864 巴斯德灭菌法 1856 psateur 酵母导致酒精发酵 19世纪末Koch 纯种分离和培养技术 三、发酵工程技术的特点 （1）主体微生物的特点 ①微生物种类繁多，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，能催化各种生化反应 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等优点 （2）发酵工程技术的特点 ①发酵工程以生命体的自动调节方式进行，数十个反应能够在发酵设备中一次完成 ②反应通常在常温下进行，条件温和，耗能少，设备简单 ③原料通常以糖蜜，淀粉等碳水化合物为主 ④容易生产复杂的高分子化合物 ⑤发酵过程中需要防止杂菌污染 (3)发酵工程反应过程的特点 ①在温和条件下进行的 ②原料来源广泛，通常以糖、淀粉等碳水化合物为主 ③反映以生命体的自动调节形式进行（同（2）①） ④发酵分子通常为小分子产品，但也很容易生产出复杂的高分子化合物 四、发酵工程的一般特征 ①与化学工程相比，发酵工程中微生物反应具有以下特点： 作为生物化学反应，通常在常温常压下进行，没有爆炸之类的危险，不必考虑防爆问题，还有可能使一种设备具有多种用途 ②原料通常以糖蜜、淀粉等碳水化合物为主，加入少量的各种有机或无机氮源，只要不含毒，一般无精
发酵工程与设备习题答案
第一章 1.简述发酵工程的概念及其主要内容。 发酵工程就是生物技术的重要组成部分,就是生物技术产业化的重要环节。它就是应用生物学、化学与工程技术学的原理,大规模(工厂化)培养动植物与微生物细胞,生产生物量或产物的科学。发酵工程可分为上游工程、中游工程与下游工程。 生产微生物细胞(或生物量); 生产微生物的酶;●生产微生物的代谢产物;?生产基因重组产物;?将一个化合物经过发酵改造其化学结构——生物转化。 2、什么叫次级代谢产物？次级代谢产物就是微生物在哪些生长时期形成的？其与初级代谢产物有什么关系？ 以初级代谢产物为原料通过次级代谢合成的,对自身无明确生理作用的代谢产物叫次级代谢产物。关系:先产生初级代谢产物,后产生次级代谢产物;初级代谢就是次级代谢的基础;次级代谢就是初级代谢在特定前提下的继续与发展。 3、发酵过程有哪些组成部分？ 用于菌种扩大培养与发酵生产用的培养基配方; 培养基、发酵罐与辅助设备的灭菌;●足量的高活性、纯培养的接种物;?在适宜条件的发酵罐中培养菌体生产产物;?产物的提取与纯化;?生产过程的废物的处理。 第二章 1、发酵工程菌株的选育方法有哪些？各有何特点？ 自然选育:自发突变率低,变异程度较轻微,变异过程十分缓慢;自发突变不定向,负向变异可能性大,正向变异可能性小 诱变育种:方法简单,快速,收效显著。 原生质体融合:打破种属间的界限,提高重组频率,扩大重组幅度。 杂交育种:使不同菌株的优良性状集中在重组体中,扩大变异范围,具有更强的方向性与目的性。 基因工程育种:按人们的愿望使生物体的遗传性状发生定向变异。 2、发酵工程对菌种有何要求？菌种的分离与筛选基本流程就是怎样的？ 要求:能大量高效合成产物;发酵培养基原料廉价;培养条件容易控制;易于液中提取产物;不易污染其它杂菌与噬菌体;无毒无害;性能稳定,不易退化
第七章 发酵染菌及防治
第七章发酵染菌及防治 工业发酵生产过程大多为纯种培养过程，需要在无杂菌、无污染的条件下进行生产。生产的环节比较多，既要连续搅拌和供给无菌空气，又要排放多余的空气、多次添加消沫剂、补充培养基、定时取样分析及不断改变空气量等。所有这些操作都会给防止发酵染菌带来了极大的困难。 所谓发酵染菌是指在发酵过程中，生产菌以外的其他微生物侵入了发酵液，从而使发酵过程失去了真正意义上的纯种培养。 从国内外的发酵工业的报道看，在生产中要做到完全不染菌是不可能的。目前能够做到的是提高生产技术水平，尽可能防止发酵染菌的发生，而且一旦发生染菌，要能尽快找出其中污染的原因，并采取相应的有效措施，把发酵染菌造成的损失降低到最低的限度。 第一节发酵染菌的分析 第二节染菌对发酵的影响 第三节杂菌染菌的挽救与处理 第四节杂菌染菌的途径和防治 第一节发酵染菌的分析 一、种子培养和发酵的异常现象 发酵过程中的种子培养和发酵的异常现象是指某些物理参数、化学参数或生物参数发生与原有规律不同的改变，这些改变必然会影响发酵水平，使生产蒙受损失。 异常现象为： 1、种子培养异常 2、发酵异常 1、种子培养异常 ①、培养的种子不合格 ②、菌体生长缓慢 ③、菌丝结团 ④、菌体老化 ⑤、代谢不正常 2、发酵异常 ①、菌体生长差 ②、pH值过高或过低 ③、泡沫过多
④、菌体浓度过高或过低 二、染菌的检查、判断 发酵过程是否染菌应以无菌试验的结果为依据进行判断。在发酵过程中，如何及早发现杂菌并及时采取措施加以处理，是避免染菌造成严重经济损失的重要手段。 生产上要求能用确切、迅速的方法检查出杂菌的污染。常用的检查方法有： 1、显微镜检查法(镜检法) 2、肉汤培养法 3、平板划线培养或斜面培养检查法 4、发酵过程的异常现象观察法 5、其他一些异常现象如：菌体生长不良、耗糖慢、pH值的异常变化、发酵过程中泡沫的异常增多、发酵液的颜色异常变化、代谢产物含量的异常下降、发酵周期的异常的拖长、发酵液的粘度异常增加等来判断。 三、发酵染菌原因 1、发酵染菌的规模分析 2、不同污染时间分析 3、染菌的杂菌种类分析 四、发酵染菌的分析 第二节染菌对发酵的影响 一、染菌对发酵过程的影响 由于各种发酵过程所用的微生物菌种、培养基以及发酵的条件、产物的性质不同，染菌造成的危害程度也不同。 一旦发生染菌，都会由于培养基中的营养成分被消耗或代谢产物被分解，严重影响到发酵产物的生成，使发酵产品的产量大为降低 例如： ①、青霉素的发酵过程中，由于染菌许多杂菌都能产生青霉素酶，因此不管染菌是发生在发酵的前期、中期或后期，都会使青霉素迅速分解破坏，使发酵过程得不到目的产物，其危害十分严重。 ②、核苷或核苷酸的发酵过程，由于所用的生产菌种是多种营养缺陷型微生物，其生长能力差，所需要的培养基营养丰富，因此极易受到杂菌的污染，且污染后，培养基中的营养成分迅速被消耗，严重抑制了生产菌的生长和代谢产物的生成。 ③、柠檬酸等有机酸发酵过程中，一般在产酸后，发酵液的pH值比较低，杂菌生长十分困难，在发酵的中、后期不太会发生染菌，因此主要是要防止发酵的前期染菌。
发酵工程复习
发酵工程复习资料 第一章绪论 1、发酵及发酵产品各包括哪些类型？ 答案要点： 一）发酵的类型：按发酵原料分类：糖类物质发酵、石油发酵、废水发酵； 按发酵形式分类：固体发酵、液体发酵； 按发酵工艺流程分类：分批发酵、连续发酵、流加发酵； 按发酵过程对氧的需求分类：厌氧发酵、通风发酵； 按发酵产物分类：氨基酸发酵、有机酸发酵、抗生素发酵、酒精发酵、维生素发酵、 酶制剂发酵 二）发酵产品的类型：以菌体为产品、以微生物的酶为产品、以微生物的代谢产物为产品、生物转化过程 2、了解发酵工程的组成、基本要求及主要特点。 答案要点： 一）组成：上游工程：菌种选育、种子培养、培养基设计与制作、接种等。 发酵工程：发酵培养。 下游工程：产物的提取纯化、副产品的回收、废物处理等。 二）基本要求：发酵设备、合适的菌种、合适的培养基、有严格的无菌生长环境三）主要特点：1）发酵过程一般来说都是在常温常压下进行的生物化学反应，反应安全，要求条件简单；2）发酵所用的原料主要以再生资源为主；3）发酵过程通过生物体的自动调节方式来完成的，反应的专一性强，因而可以得到较为单一的代谢产物；4）获得按常规方法难以生产的产品；5）投资少，见效快，经济效率高；
6）维持无菌条件是发酵成败的关键； 7）环境污染小。 3、为什么说发酵工程在国民经济中有着重要的地位？ 答案要点： 因为发酵工程在医药、食品、能源、化工、冶金、农业、环境保护等方面均有着十分重要的作用，例如：抗生素的生产；饮料食品等的制造；沼气、微生物采油、生物肥料、生物农药以及三废处理等方面都有很重要的应用。所以说发酵工程在国民经济中有着重要的地位。 4、了解发酵工业的类型及必备条件。 答案要点： 一）发酵工业类型： 食品发酵工业：食品、酒类 1）传统分类 非食品发酵工业：抗生素、有机酸、氨基酸、酶制剂、核苷酸、单细胞蛋白 酿造业：利用微生物生产具有较高风味要求的发酵食品。 2）现代分类 发酵工业：经过微生物纯种培养后，提炼、精 制而获得成分单纯、无风味要求的 产品。 如：抗生素、柠檬酸、酶制剂、酒精等。 二）发酵工业必备条件： 1）适宜的微生物菌种；
第13讲 第三章 药发酵工程制药 第一节 发酵工程制药概
第13讲第三章药发酵工程制药第一节发酵工程制药概第三章发酵工程制药发酵工程制药概述抗生素类药物概述β-内酰胺抗生素的 生产大环内酯类抗生素的生产四环素类抗生素的生产氨基糖苷类抗生素的生产 思考题 发酵工程制药概述发酵工程制药的研究范畴发酵工程制药的工艺特点与要求发 酵工程药物研究开发的一般程序 发酵工程制药的研究范畴发酵工程药物包括抗生素在内，发酵工程药物包括抗生素在内，一系列通过微生物发酵生产的抗细菌、抗真菌、抗微生物发酵生产的抗细菌、抗真菌、病毒、抗肿瘤、抗高血脂、病毒、抗肿瘤、抗高血脂、抗高血压作用的药物，以及抗氧化剂、酶抑制剂、的药物，以及抗氧化剂、酶抑制剂、免疫调节剂、强心剂、镇定剂、调节剂、强心剂、镇定剂、止痛剂等的总称。包括:抗生素、维生素、氨基酸、包括:抗生素、维生素、氨基酸、核苷或核苷酸、药用酶和辅酶、核苷酸、药用酶和辅酶、其他药理活性物质。 发酵工程制药的工艺特点与要求发酵工程药物生产的工艺过程: 无菌空气菌种孢子种子发酵发酵液预处理提取精制产品检验产品包装 菌种工艺的特点与要求 (1)菌种要求品系纯正，生产能力高，遗传性状稳定。菌种要求品系纯正，生产能力高，遗传性状稳定。 ( 2 ) 制备的各阶段种子均要求无其它微生物的污染、生命制备的各阶段种子均要求无其它微生物的污染、力强、保存期短。力强、保存期短。 ( 3 ) 为了确保种子质量和安全，种子制
备对人员、用具、为了确保种子质量和安全，种子制备对人员、用具、设备和操作场所都要有严格操作和管理规程。设备和操作场所都要有严格操作和管理规程。 ( 4 ) 要定期对菌种进行分离复壮，以防菌种退化，确保菌要定期对菌种进行分离复壮，以防菌种退化，种的纯粹和生产能力稳定。种的纯粹和生产能力稳定。 ( 5 ) 要有生产能力相同而遗传性状不同的几个备用菌种，要有生产能力相同而遗传性状不同的几个备用菌种，以备现有生产菌种污染噬菌体或出现其他异常情况时替换?替换。 ( 6 ) 菌种保存应采用冷冻干燥管或液氮管，可长期保持菌菌种保存应采用冷冻干燥管或液氮管，种存活和生产能力稳定。种存活和生产能力稳定。 发酵工艺的特点与要求 (1)原材料要求质量稳定;(包括产地、规格、仓原材料要求质量稳定;(包括产地、规格、储条件及储藏时间) 储条件及储藏时间) (2)发酵起始和过程中使用的原材料、设备、空气发酵起始和过程中使用的原材料、设备、等都要经过严格的灭菌; (3)设备密封性能好，无渗漏; 设备密封性能好，(4)发酵全过程要求用无菌压缩空气、保持罐内压发酵全过程要求用无菌压缩空气、力大于大气压; (5)发酵过程要求不间断地进行通气和搅拌，以保发酵过程要求不间断地进行通气和搅拌，持氧的充分供应和良好的混合状态; (6)微生物生长与抗生素合成呈现明显的分阶段现象，故也应进行分阶段的控制。故也应进行分阶段的控制。 提炼工艺的特点与要求 ( 1 ) 微生物药物一般对热、酸、碱、酶不稳定，故应尽量微生物药物一般对热、酶不稳定，在低温、在低温、清洁和严格控制的化学环境下快速操作; ( 2 ) 根据选择性、分离因素和经济性，选择适当的几步提根据选择性、分离因素和经济性，炼工艺组合，炼工艺组合，以达到所需要成品纯度; ( 3 ) 树立高度的质量意识，对原材料、辅料、半成品、成树立高度的质量意识，对原材料、辅料、半成品、品和
生物技术制药习题答案
第一章绪论 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 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。 （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出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
发酵工程制药实验-链霉菌发酵方案
实验2灰色链霉菌的活化 一、实验目的 学习制备高氏一号斜面培养基的方法以及斜面接种技术。 二、实验原理 高氏一号斜面培养基是一种合成培养基，用于培养放线菌。 三、实验试剂与仪器 1. 菌种：灰色链霉菌； 2. 培养基：可溶性淀粉20g，硝酸钾1 g，氯化钠0.5 g，磷酸氢二钾0.5 g，硫酸镁0.5 g，硫酸亚铁0.01 g，琼脂20 g，水1000毫升，PH7.2—7.4（配制时注意，可溶性淀粉要先用冷水调匀后再加入到以上培养基中）； 3. 器材：天平、500mL刻度量杯、小刀、牛角匙、玻棒、纱布、18mL×180mL试管、棉花、电炉、烧杯、记号笔、酒精灯、接种环等。 四、实验步骤 1. 高氏一号培养基的制备 （1）按配方称量药品，加热搅拌至琼脂完全熔化，补水至1000mL。趁热分装于 18mL×180mL试管，斜面以8mL为宜。 （3）分装完毕后，塞好棉塞并将试管捆扎好。高压蒸汽灭菌：121℃灭菌20min，灭菌后趁热摆斜面。 2. 斜面接种 接种是将纯种微生物，在无菌操作条件下，移植到已灭菌并适宜该菌生长繁殖所需要的培养基中。为了获得微生物的纯种培养，要求接种过程中必须严格进行无菌操作。一般是在无菌室内，超净工作台或实验台酒精灯火焰旁进行。 （1）左手拿试管菌种，右手拿接种环，先将金属环烧灼灭菌，再将接种环在空白培养基处冷却，挑取菌落，在火焰旁稍等片刻。 （2）左手将试管菌种放下，拿起斜面培养基。在火焰旁用右手小指和手掌边缘拔下棉塞并夹紧，迅速将接种环伸入空白斜面，在斜面培养基上轻轻划线，将菌体接种于其上。划线时由底部向上划一直线，一直划到斜面的顶部。注意勿将培养基划破，不要使菌体沾污管壁。 （3）灼烧试管口，在火焰旁将棉塞塞上。接种完毕，接种环上的余菌必须灼烧灭菌后才能放下。 （4）斜面置于28℃恒温箱中，培养5～6d观察结果。
微生物发酵工程的应用与展望(生物技术制药)
微生物发酵工程的应用与展望 The application of microbial fermentation engineering and prospect 罗施镇 （12制药工程班学号：201200605015） 摘要：文章简述了发酵工程概念、技术原理以及发酵工程在当代生活中的应用和未来发展方向。 关键词：微生物；发酵工程；应用 Abstract: The article has summarized the fermentation engineering concept, technology principle and the application of fermentation engineering in contemporary life and its development direction in future. Key words：microorganisms；fermentation engineering；application 1前言 生物工程和技术被认为是21世纪的主导技术，作为新技术革命的标志之一，已受到世界各国的普遍重视。生物工程将为解决人类所面临的环境、资源、人口、粮食等危机和压力提供最有希望的解决途径，发酵工程和化学工业，医药、食品、能源、环境保护等领域关系密切，它的开发具有很大的经济效益。 1发酵工程概述 1.1发酵工程的概念 发酵工程又称微生物工程，是利用微生物制造原料与工业产品并提供服务的技术，是生物技术的基础工程。用于产品制造的基因工程、细胞工程和酶工程等的实施，几乎与发酵工程紧密相连。 现代发酵工业已经形成完整的工业体系，包括抗生素、氨基酸、维生素、有机算、有机溶剂、多糖、酶制剂、单细胞蛋白、基因工程药物、核酸类及其他生物活性物质等。 1.2发酵工程发展的简介 20世纪20年代的酒精、甘油和丙酮等发酵工程，属于厌氧发酵。从那时起，发酵工程又经历了几次重大的转折，在不断地发展和完善。
生物制药复习题
第一章绪论 1、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（）、（）、（) 2、生物技术制药发展历程经历了飞速发展的四个十年，分别是（）、（）、（）、（）。 3、生物技术所含的主要技术范畴有（）、（）、（）、（）、（）、（）、（）、（）和（）。 4、下列哪个产品不是用生物技术生产的（） A 青霉素 B 淀粉酶 C 乙醇 D 氯化钠 5、我国科学家承担了人类基因组计划（）的测序工作 A 10% B 5% C 1% D 7% 6、生物技术 7、生物技术药物 8、生物技术制药 第二章基因工程制药 1、基因工程药物制造的主要步骤是：（）、（）、（）、（）、（）、（）。 2、目的基因获得的主要方法是（）、（）、（）、（）。 3、基因表达的微生物宿主细胞分为2大类。第一类为（），目前常用的主要有（）；第二类 为（），常用的主要有（）。 4、基因工程药物的分离纯化一般不应超过5个步骤，包括（）、（）、（）、（）和（）。 5、在基因工程药物分离纯化过程中，基因重组蛋白的分离比较困难，可用（）、（）、（）、 （）的方法，达到初步分离的目的。 6、人工化学合成DNA新形成的核苷酸链的合成方向是（），合成的DNA 5’末端是（），3’ 末端是（）。 7、凝胶过滤法是依赖（）来分离蛋白组分 A、分子大小 B、带电状态 C、分子质量 D、解离状态 8、可用于医药目的的蛋白质和多肽药物都是由相应的（）合成的 A RNA B 基因 C 氨基酸 D 激素 9、用反转录法获得目的基因，首先必须获得（） P13cDNA文库法 A tRNA B cDNA C rRNA D mRNA 10、那一类细菌不属于原核细胞（） A 大肠杆菌 B 枯草芽孢杆菌 C 酵母 D 链霉菌 11、基因工程菌的生长代谢与（）无关 A 碳源 B RNA聚合酶 C 核糖体 D产物的分子量 12、基因工程菌的高密度发酵过程中，目前普遍采用（）作为发酵培养基的碳源 A 葡萄糖 B 蔗糖 C 甘油 D甘露醇 13、下列那种色谱方法是依据分子筛作用来纯化基因工程药物（） A 离子交换色谱 B 亲和色谱 C 凝胶色谱 D气相色谱 简答: 1、基因工程制药的概念？ 2、什么是载体？载体主要有哪几种？ 3、质粒载体的三种构型是什么？质粒载体的性质？用于克隆表达质粒载体的三个要素是 什么？ 4、目的基因常用的制备方法有哪四种？这四种方法的基本步骤是什么？
大学医学毕业论文 发酵技术在生物制药中的应用 - 副本
发酵技术在生物制药中的应用 学生姓名 班级 专业名称 系部名称 指导教师 提交日期 答辩日期 河北化工医药职业技术学院 2016年 12 月 目录
摘要 (3) 绪论 (4) §1发酵的定义及发展简史 ...................... 错误！未定义书签。§2微生物发酵在生物制药的基本过程............. 错误！未定义书签。§3发酵在中药中的应用 ........................ 错误！未定义书签。§4抗生素与酶制剂的生产 ..................... 错误！未定义书签。§5结束语 .................................... 错误！未定义书签。参考文献..................................... 错误！未定义书签。4致谢. (25)
发酵技术在生物制药中的应用 摘要 发酵工程制药是利用微生物的代谢过程，所生产药物的生物技术。例如人们普遍认知的抗生素、氨基酸以及维生素等。而发酵工程的制药在研究也主要在微生物菌种的筛选和改良上，还有极为重要的产品后处理也就是分离纯化。 关键词 发酵工程制药菌种筛选
绪论 微生物在生长发育和繁殖过程中，需要不断地从外界环境中摄取营养物质，在体内经过一系列的生化反应，转变成能量和构成细胞的物质，并排出不需要的产物。这一系列的生化过程称为新陈代谢。代谢作用是生物体维持生命活动过程中的一切生化反应的总称。它是生命活动的最基本特征。代谢作用包括分解代谢(异化作用)和合成代谢(同化作用)。分解代谢是指生物体将各种营养物质和细胞物质降解成简单的产物，即由大分子物质降解成小分子物质并产生能量的过程。合成代谢是指将分解代谢所提供的或从环境中所吸收的小分子物质合成大分子物质的过程。分解代谢为合成代谢提供原料和能量，而合成代谢又为分解代谢提供物质基础，两者相互对立而又统一，在生物体内偶联着进行，使生命繁衍不息。
发酵工程与设备习题答案
第一章 1．简述发酵工程的概念及其主要容。 发酵工程是生物技术的重要组成部分，是生物技术产业化的重要环节。它是应用生物学、化学和工程技术学的原理，大规模（工厂化）培养动植物和微生物细胞，生产生物量或产物的科学。发酵工程可分为上游工程、中游工程和下游工程。 生产微生物细胞（或生物量）；生产微生物的酶；生产微生物的代产物；生产基因重组产物；将一个化合物经过发酵改造其化学结构——生物转化。 2.什么叫次级代产物？次级代产物是微生物在哪些生长时期形成的？其与初级代产物有什么关系？ 以初级代产物为原料通过次级代合成的，对自身无明确生理作用的代产物叫次级代产物。关系：先产生初级代产物，后产生次级代产物；初级代是次级代的基础；次级代是初级代在特定前提下的继续与发展。 3.发酵过程有哪些组成部分？ 用于菌种扩大培养和发酵生产用的培养基配方；培养基、发酵罐和辅助设备的灭菌； 足量的高活性、纯培养的接种物；在适宜条件的发酵罐中培养菌体生产产物；产物的提取和纯化；生产过程的废物的处理。 第二章 1.发酵工程菌株的选育方法有哪些？各有何特点？ 自然选育：自发突变率低，变异程度较轻微，变异过程十分缓慢；自发突变不定向，负向变异可能性大，正向变异可能性小 诱变育种：方法简单，快速，收效显著。 原生质体融合：打破种属间的界限，提高重组频率，扩大重组幅度。 杂交育种：使不同菌株的优良性状集中在重组体中，扩大变异围，具有更强的方向性和目的性。 基因工程育种：按人们的愿望使生物体的遗传性状发生定向变异。 2.发酵工程对菌种有何要求？菌种的分离和筛选基本流程是怎样的？ 要求：能大量高效合成产物；发酵培养基原料廉价；培养条件容易控制；易于液中提取产物；不易污染其它杂菌和噬菌体；无毒无害；性能稳定，不易退化
发酵工程
第一章 1、微生物工程包括？ 发酵：也称为发酵工程，是微生物反应的过程 提纯：也称为后处理或下游加工过程 2、微生物工程的特点 1、可在常温常压下进行，各种设备不必考虑防爆问题，并有可能使一种设备具有多种用途。 2、主要以糖蜜、淀粉等碳水化合物作为原料，加人少量的各种有机或无机氮源，只要不含毒物，一般无精制的必要，微生物本身能有选择地摄取所需物质。 菌种的特性 菌种的选育 培养基的特性 培养基的选择 培养基的灭菌 发酵醪的特性 发酵机理 发酵过程动力学 培养基 菌种 发酵 空气过滤系统 氧气的传递、溶解、吸收 通气搅拌 连续培养和连续发酵的控制 自动化控制 提纯 离子交换、电渗析、逆渗透、超滤，凝胶过滤、沉淀 分离 细胞破碎、分离 醪液输送、过滤、除杂 溶媒萃取、蒸发、蒸馏、结晶、干燥、包装 发酵产物的分离提纯过程的控制和自动化
3、反应以生命体的自动调节方式进行，数十个反应过程如同单一反应一样，可在称为发酵罐的单一设备内很容易地进行。 4、能够容易地生产复杂的高分子化合物。酶类的生产和光学活性体的有选择性生产是发酵工业最有特色的领域。 5.由于生命体特有的反应机制，能高度选择地在复杂化合物的特定部位进行氧化、还原、官能团导入等反应,从而获得某些具有重大经济价值的物质。 6.生产发酵产物的微生物菌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，发酵液等一般对生物体无害。 7.发酵生产在操作上最需要注意的是防止杂菌污染，尤其是噬菌体对发酵的危害更大。进行设备的冲洗、灭菌、空气过滤等，使全过程在无菌状态下运转是非常重要的。 8.通过微生物菌种改良，能够利用原有生产设备使生产飞跃上升。 3、发酵产物的类型 微生物菌体本身； 微生物酶； 由菌体或酶系实现生物转化产物； 菌体产生的代谢产物（包括初级代谢产物和次级代谢产物）； 4、近代微生物工业的特点 （1）由糖分解生产的简单化合物转入复杂物质的生物合成，从自然发酵转为人工控制的突变型发酵，转为代谢控制发酵，转为通过遗传因子的人工支配建立的发酵。（2）越来越多过去靠化学合成的产品，现已全部或部分借助发酵方法来完成，发酵产物通过化学修饰及化学结构改造生产更多精细的有用物质。 （3）向大型发酵罐和连续化、自动化方向发展。 （4）由于人工诱变菌种和代谢控制的广泛应用，新产品、新用途层出不穷 （5）面临自然资源缺乏，迫切需要开辟新原料途径。 （6）出现了许多“工程菌”。 第二章 1、微生物工业对菌种的要求 能在价格低廉的培养基上快速生长，大量合成目的产物 可以在要求不高，易于控制的培养条件下（糖浓度、温度、PH、溶解氧、渗透 压等）迅速生长和发酵，以缩短发酵周期。天气炎热地区选择耐高温的菌种更 为适宜 根据代谢调控的要求，选择高产菌株，如营养缺陷型突变菌株或调节突变菌株 或野生菌株 选择抗噬菌体能力强的菌株，使其不易感染噬菌体 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 不能是病原菌，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），以保证安全 2、工业用菌种的来源:(1)购买（CGMCC(中国普通微生物菌种保藏管理中心)、CMCC 中国医学微生物菌种保藏管理中心）(2)赠送(3)筛选(4)复壮 3、菌种退化的原因：一、菌种保藏不妥；二、菌种生长的要求没有得到满足；经诱变得来的突变株由于发生回复突变，也会丧失新的特性。 4、防止菌种退化的措施 ?做好菌种保藏以保持菌种的优良特性 ?满足菌种生长要求，减少传代次数
发酵工程制药工试题
一、判断题 （T）1、有经济价值的抗生素主要是由放线菌属及部分丝状真菌产生的。 （F）2、实罐灭菌时未充分排尽罐内空气，对灭菌结果不造成影响。 （F）3、液体石蜡保藏法操作时，经冷却后加到斜面上的石蜡量为浸没斜面顶端2厘米。（F）4、摇瓶种子培养培养成熟后可经保存后用做生产种子。 （T）5、临界氧浓度是指微生物对发酵液中溶解氧浓度的最低要求。 （F）6、一般超滤的操作压力比反渗透的操作压力要高。 （T）7、液膜萃取最显著的特点是萃取和反萃取同时进行，一步完成。 （F）8、蒸发操作中，多效蒸发的能量利用率比单效高了很多，因此效数越多越经济。 （F）9、对干燥器而言，其干空气消耗量随着温度t和相对湿度φ的增加而增加，因此在选择干燥器配套风机时，须按照夏季空气消耗量而定。 （T）10、双水相萃取中，除高聚物－高聚物能形成双水相外，聚合物－无机盐也能形成双水相。 二、选择题 （）1. 在生产阶段适当( ), 利于青霉素合成 A.升高温度 B.降低温度 C.温度不变 （）2. 青霉素发酵时,适宜pH是 A. 4.4-4.6 B.5.4-5.6 C.6.4-6.6 D. 7.4-7.6 （）3. 青霉素发酵时，用于消泡的天然物质是 A.花生油 B.色拉油 C.玉米油 D.大豆油 （）4.关于青霉素生产的叙述，正确的是 A．青霉素是青霉菌生长代谢中重要的初级代谢产物 B．用紫外线、激光、化学诱变剂处理青霉菌再经筛选的方法可以选育高产菌种 C．发酵罐接种后必须进行灭菌处理 D．在青霉菌生长的稳定期，活菌数不再增加，青霉菌产量也不再增加 （）5. 青霉素发酵选用下列哪种菌 A.变灰青霉 B.蓝青霉 C.产黄青霉 D.顶青霉 （）6.我国设计的摇床，一般偏心距为25mm,转速为： A 100－200r/min B 200－300r/min C 300－400r/min D 400－500r/min （）7.发酵罐的径高比为： A (2.5－5):1 B (3－6):1 C (4－7):1 D (3.5－8):1 （）8.产生芽孢或分生孢子的菌种多用法保藏 A 沙土管保藏 B 液体石蜡保藏 C 定期移植保藏 D 低温保藏 （）9.能使DNA产生胸腺二聚化作用的诱变剂是 A 紫外线 B 碱基类似物 C 烷化剂 D 亚硝酸 （）10.供物理或化学诱变剂处理的单孢子悬液的孢子数一般控制在 A 70万个/ml B 80万个/ml C 90万个/ml D 100万个/ml （）11. 结晶时，若要获得颗粒少但是粒度大的晶体，应该控制溶液在结晶 A.不稳定区 B.稳定区 C.介稳区 D.饱和曲线上 （）12. 下面关于离子交换说法不正确的是： A.离子交换处理的溶液一般为水溶液； B.离子交换可看作被分离组分与离子交换剂之间的离子臵换反应，其选择性相当高； C.离子交换剂在使用后，其性能改变不大，一般不需要再生； D.离子交换技术最早应用于制备软水和无盐水。