发酵工程复习资料
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发酵工程复习资料1.发酵工业的特点：1．一步生产：微生物发酵是由一系列极其复杂的生化反应组成，反应所需的各种酶均包含在微生物细胞内。
2.反应条件温和3.原料纯度要求低：常以农副产品作原料，如薯干、麸皮等。
原料来源丰富，价格低廉。
4.设备的通用性高:对微生物发酵来说，无论好氧发酵还是厌氧发酵，它们的发酵设备都大同小异，即好氧的一般都用搅拌式发酵罐加空气过滤系统。
厌氧发酵都用密封式发酵罐。
5.对环境的污染相对较小：发酵所用的原料是农副产品，废水中虽然生物需氧量（BOD）、化学需氧量（COD）较高，但有毒物质少。
6.生产受自然条件限制小2.发酵工业常用菌种类型：细菌: 枯草芽孢杆菌、醋酸杆菌、棒状杆菌、短杆菌等放线菌: 链霉菌属、小单胞菌属酵母菌: 啤酒酵母、假丝酵母、类酵母等霉菌: 根霉、毛霉、犁头霉、红曲霉、曲霉及青霉等未培养微生物3.发酵工业对菌种的要求：1，能够利用廉价的原料，简单的培养基，大量高效地合成产物2，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要强3，遗传性能要相对稳定4，不易感染它种微生物或噬菌体5，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）6，生长快，发酵周期短，生产特性要符合工艺要求7，培养条件易于控制4.微生物菌种的分离筛选的步骤：样品采集→样品的预处理→目的菌富集培养→菌种初筛→菌种复筛→菌种发酵性能鉴定→菌种保藏。
5.诱变育种的基本步骤：出发菌株的选择处理菌悬液的制备诱变处理中间培养分离和筛选6.菌种变异及退化机理及其防止措施：菌种退化主要指生产菌种或选育过程中筛选出来的较优良菌株，由于进行接种传代或保藏之后，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。
主要原因：基因突变、连续传代。
防止措施:采用减少传代、经常纯化、创造良好的培养条件、用单细胞移植传代以及科学保藏等措施,不但可以使菌种保持优良的生产能力，而且还能使已退化的菌种得到恢复提高。
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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。
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发酵⼯程章节复习资料第⼀章绪论1、发酵及发酵⼯程的概念1、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，或者是指酒的⽣产过程。
2、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。
如葡萄糖在⽆氧条件下被微⽣物利⽤产⽣酒精并放出CO2。
3、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。
产品有细胞代谢产物，也包括菌体细胞、酶等。
发酵⼯程（Fermentation Biotechnology）: 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。
2、发酵⼯程技术的发展⼤致可分为哪⼏个阶段，每段的技术特点是什么？1. ⾃然发酵时期:嫌⽓性发酵⽤于酒类酿造，好⽓性发酵⽤于酿醋、制曲。
2. 纯培养技术的建⽴：⼈⼯控制环境条件使发酵效率迅速提⾼。
3.通⽓搅拌好⽓发酵过程技术的建⽴：从分解代谢转为⽣物合成代谢，可以利⽤微⽣物合成积累⼤量有⽤的代谢产物。
4.⼈⼯诱变育种与代谢控制发酵⼯程技术的建⽴：遗传⽔平上控制微⽣物代谢。
5. 发酵动⼒学、发酵⼯程连续化、⾃动化⼯程：以数学、动⼒学、化⼯原理等为基础，通过计算机实现发酵过程的⾃动化控制的研究，使发酵过程的⼯艺控制更为合理。
6. 微⽣物酶反应⽣物合成与化学合成反应结合⼯程技术：可⽣产许多过去不能⽣产的有⽤物质。
3、发酵⼯业的应⽤范围1. 酿酒⼯业（啤酒、葡萄酒、⽩酒）2. ⾷品⼯业（酱、酱油、⾷醋、腐乳、⾯包、乳酸）3. 抗⽣素⼯业（青霉素、链霉素、⼟霉素）4. 有机酸⼯业（柠檬酸、葡萄糖酸）5. 酶制剂⼯业（淀粉酶、蛋⽩酶）6. 氨基酸⼯业（⾕氨酸、赖氨酸）7. 核苷酸发酵⼯业(肌苷酸、肌苷)8. 有机溶剂⼯业（酒精、丙酮）9. 维⽣素⼯业(VB2、VB12)10.⽣物能源⼯业（沼⽓、⽣物柴油）11.环境保护产业（废⽔⽣物处理）12.⽣理活性物质发酵⼯业（激素）13. 冶⾦⼯业(微⽣物探矿、⽯油脱硫)14.微⽣物菌体蛋⽩发酵⼯业（酵母、单细胞蛋⽩）4、发酵⼯业的特点与化学⼯程相⽐，发酵⼯程具有以下特点：1、发酵过程是极其复杂的⽣物化学反应，与微⽣物细胞息息相关2、通常在常温常压下进⾏，反应安全，需求条件也⽐较简单3、发酵醪（包括固相、液相、⽓相，还含有活细胞体或菌丝体），属⾮⽜顿流体，其特性影响因素很多，对发酵⼯程都有关联4、具有严格的灭菌系统，以防⽌杂菌污染如空⽓除菌系统、培养基灭菌系统、设备的冲洗灭菌等5、反应以⽣命体的⾃动调节⽅式进⾏，因此数⼗个反应过程能够像单⼀反应⼀样，在同⼀发酵罐内进⾏6、后处理阶段，为了适应菌体与发酵产物的特点，需采取⼀些特殊的⼯艺措施并选⽤合适的设备。
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发酵工程复习资料发酵工程：利用微生物的生长和代谢活动来大量生产人们所需产品的过程理论与工程技术体系。
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集成。
发酵的本质1、显微镜观察：微生物2、著名的巴斯德实验：微生物作用3、著名的毕希纳实验: 酵素（酶）的作用本质：由微生物的生命活动所生产的酶的生物催化作用所致。
发酵动力学：是研究发酵过程中菌体生长、基质消耗、产物生产的动态平衡及其内在规律。
二.发酵工业菌种一、工业上常用的微生物1. 细菌醋杆菌属的醋化醋杆菌、弱氧化醋杆菌、乳酸杆菌、枯草杆菌、丙酮丁醇梭菌、大肠杆菌、谷氨酸棒状杆菌常用的细菌：大肠杆菌应用：对谷氨酸定量分析，生产天冬氨酸、苏氨酸、缬氨酸乳酸杆菌应用：乳酸、干酪、奶子酒、发面、泡菜、酸奶等的制作枯草芽抱杆菌应用：生产淀粉酶2. 酵母菌种类：酒精酵母、啤酒酵母、假丝酵母红酵母、面包酵母应用：生产酒精、啤酒、石油发酵脱蜡和制取蛋白质、生产脂肪3. 霉菌黑曲霉：应用：生产有机酸、生产淀粉酶、果胶酶、葡萄糖氧化酶黄曲霉：应用：酱油、酱类（淀粉酶）米曲霉：应用：产糖化酶和蛋白酶、主要用于酿酒制曲和酱油制曲土曲霉：应用：生产甲义丁二酸毛霉：应用：可以产生蛋白酶，我国多用于豆腐乳、豆豉等的制作根霉：种类：米根霉、华根霉、少根根霉、爪哇根霉应用：酿酒青霉：应用：生产青霉素、葡萄糖氧化酶红曲霉：应用：用于南方红曲酒（女儿红）的生产；用于红色色素的生产、豆腐乳的生产等4. 放线菌：种类：龟裂链霉菌、金霉素链霉菌、灰色链霉菌、红霉素链霉菌应用：各类抗生素。
土霉素、四环素、链霉素、红霉素5. 未培养微生物定义：指迄今所采用的微生物纯培养分离及培养方法还未获得纯培养的微生物，其在自然环境微生物群落中占有非常高的比例，约为99%。
研究方法1 •模拟自然培养法：原位培养、培养条件优化、单细胞操作2. 宏基因组分析法二、发酵工业菌种分离筛选菌种选择的总趋势野生菌-变异菌自然选育一代谢控制育种诱发基因突变—基因重组的定向育种1. 分离的思路新菌种的分离是要从混杂的各类微生物中依照生产的要求、菌种的特性，采用各种筛选方法，快速、准确地把所需要的菌种挑选出来。
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1、名词解析2、填空题、选择频次所在页码次级代谢消毒防腐分批灭菌种子培养呼吸强度生长因子工业培养基种子扩大培养比耗氧速率初级代谢产物培养基菌种退化培养物产率杂交育种发酵工程发酵接种量灭菌除菌空气的绝对湿度、相对湿度实罐灭菌灭菌接种量种龄摄氧率菌株分离发酵热比生长速率稀释率呼吸商氧传质效率酶合成调节菌种保藏原理前体251127241126142633372792232617112115769784739962811575770121931、喷淋冷却连续灭菌流程62、加热过滤除菌流程33、氧从气泡细胞传递过程示意图64、通用式通气搅拌发酵罐图9-1 P1455、菌种保藏的基本原理6、常用的无菌技术和方法主要有哪几种7、常用的灭菌方法有38、检查发酵过程中是否染菌的方法9、发酵过程中微生物要经历的五个时期310、在发酵过程中底物消耗在三个方面11、发酵过程中参数溶解氧浓度的测试方法12、菌种培养流程13、青霉素、酒精发酵工艺流程414、酵母菌菌种选育15、无菌空气的流程16、发酵工艺流程817、种子扩大培养流程5 P7918、KLa的测定方法19、空气除菌的流程220、基因工程操作过程321、大肠杆菌在不同温度下残留曲线P6622、两级法冷却水523、底物消耗与产物生成的关系224、常规育种选育方法225、第五主要消耗的三个方面326、微生物发酵培养过程的方法27、常用的菌种分离方法28、分批灭菌的三个阶段29、发酵罐放大过程中要遵守的原则30、发酵工业发展史31、微生物的分类鉴定指标32、单级连续发酵的稳态方程33、判断放罐的指标34、影响发酵成本的主要因素35、可在线检测的发酵控制参数36、工业化生产中，常采用?来进行高细胞密度发酵注：后面数字表示频数，P开头为页码3、简答题1、简述发酵工业对生产菌种的要求及菌种来源102、举列说明工业菌种的筛选方法43、谷氨酸发酵工业培养基、举例说明工业发酵培养基的设计和优化过程104、简介培养基的灭菌方法75、举例说明种子扩大培养过程（7）、目的要求及一般步骤36、简介酵母乙醇发酵的底物消耗动力学模型及其本征参数的确定97、简介发酵过程中氧的传递方程及其参数的测定方法88、影响氧传递的因素有哪些109、常见的菌种选育有哪些，简介自然选育或紫外线诱变育种的操作步骤710、简述优良种子应具备的条件及种子制备的大致步骤411、谷氨酸、酒精、青霉素的工艺流程712、空气预处理流程设计313、提高除菌效率的主要措施有哪几种214、发酵培养基的特点、要求15、微生物发酵的种子具备哪几方面的条件16、通用发酵罐的结构及几何数据17、写出单机连续培养两个稳态方程，如何解决连续培养中的污染和菌种突变的问题218、不同时期杂菌对发酵有什么影响，杂菌如何控制。
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一、填空（20分）1.酶的调节控制是代谢调控最重要和最有效的调节方式，涉及酶合成的调节和酶分子催化活性的调节。
2.酶合成的调节是一种通过调节酶的合成量进而调节代谢速率的调节机制，这是一种在基因水平上（原核生物重要在转录水平上）的代谢调节。
一般将能促进酶生物合成的调节称为诱导，而能阻碍酶生物合成的调节称为阻遏。
3.酶分子催化活性调节是一种较灵敏的调节方式，而酶合成的调节是一种相对较慢的调节方式。
4.根据酶的合成是否收到环境中所存在的诱导物的诱导作用，可把酶划提成组成型酶和诱导型酶。
5.组成型酶是微生物细胞生长繁殖过程中一直存在的酶类，其合成不受诱导物诱导作用的影响。
诱导型酶是微生物细胞在诱导物存在的情况下诱导合成的一类酶。
6.阻遏作用有助于生物体节省有限的养料和能量，其类型重要有末端代谢产物阻遏和分解代谢产物阻遏两种。
7.代谢工程育种又称为第三代基因工程，是根据代谢途径进行定向选育，获得某种特定的突变株。
其重要优点是减少育种工作的盲目性，提高育种效率。
8.组成型突变株是指操纵子或调节基因突变引起酶合成诱导机制失灵，菌株不经诱导也能合成酶，或不受终产物阻遏的调节突变型。
9.抗分解调节突变株重要解决分解阻遏和分解克制问题。
在实际生产中，最常见的是解除碳源分解调节突变株和解除氮源分解调节突变株。
10.营养缺陷型是一类代谢障碍突变株，会使发生障碍的前一步中间产物积累。
在分支代谢途径中具有切除不需要的分支而使代谢流集中流向目的产物的特点。
11.渗漏缺陷型是一种特殊的营养缺陷型，是遗传障碍不完全的突变株。
其特点是酶活力下降而不完全消失。
在分支代谢途径中强调优先合成的转换。
12.抗反馈调节突变株是一种解除合成代谢反馈克制的突变株，其特点是目的产物不断积累，不会因其浓度超量而终止生产。
13.细胞膜透性突变株是指通过控制磷脂的生物合成直接改变细胞膜结构，或控制细胞壁的生物合成间接影响细胞膜的结构而达成增长细胞膜通透性，促使细胞内代谢物质往外分泌的突变型。
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1.生物学基础：微生物学，微生物的代谢调节（代谢调节(regulation of metablism）是指微生物的代谢速度和方向按照微生物的需要而改变的一种作用。
酶量的调节酶活性的调节），酶合成的调节，酶活性的调节方式，初级代谢的调节，次级代谢的调节2.生物化学基础：糖的微生物代谢（糖酵解），脂类和脂肪酸的微生物代谢，氨基酸和核酸的微生物代谢，微生物的次级代谢，芳香族化合物的微生物代谢，H2和CO2等的微生物代谢，微生物的光合作用，常见发酵产品的发酵机制3.淀粉的糖化和糊化P714.培养基怎么配置，原则P67,69，原材料P57常用原料的化学组成•碳水化学物：主要是单糖和双糖，发酵微生物的碳源和能源。
一些多糖则需转化为单糖或双糖后才被利用。
•蛋白质：蛋白质经蛋白酶分解后产生的多肽或氨基酸，是糖化菌和酵母菌生长繁殖的氮源。
•脂肪：针对不同的发酵产品其作用有较大差别•灰分：主要是P、Mg、K、S、Ca等元素，是微生物生长和代谢所必需的培养基设计的基本原则•培养基的组成必需满足细胞的生长和代谢产物所需的元素，并能提供生物合成和细胞维持活力所需要的能量。
如何进行培养基的设计（1）作出细胞生长和产物形成的化学计算的平衡碳源和能源+氮源+其他需要→细胞+产物+CO2+H2O+热量•通过计算可以获得生产一定数量的细胞时所需的营养物的低数量。
在了解一定数量的生物体所能产生的产物数量后；就有可能计算出形成产物时所需的底物数量。
（2）组成微生物的元素包括C、H、O、 N、S、P、Mg和K（见下表），这些元素都要在方程式中予以平衡（3）有些微生物无力的合成特定营养物，如氨基酸、维生素或核苷酸。
一旦测出其中一种是生长因子，就要在培养基中加入适量的纯净的化合物或含有该物质的混合物。
(4)碳源具有生物合成的底物和能源的双重作用，在需氧条件下，对碳源的需要量可以从菌体对底物的产率系数(Yx/s) 推算而得。
–该系数的定义是：细胞干物质的产量／碳源底物的被利用量5.培养基的灭菌，灭菌方式 P79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。
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绪论1. 如何理解发酵技术处于生物工程产业化的基础地位？答：○1发酵工程是生物技术产业化的基础和关键技术，是生物技术四大支柱的核心。
○2是生物技术产品走向工业化的必由之路。
2.为什么微生物发酵能成为一种工业，微生物发酵工程的特点是什么？答：○1.微生物发酵产物种类多样，需求量大，广泛应用于医药、食品、农业等。
○2.微生物发酵产量高、培养周期短、成本低、可控制、可大规模化、完全性好等使发酵能实现工业化。
○1催化作用由细胞完成。
○2巨大的比表面积。
○3原料广、价格低廉天然。
○4反应过程温和、生产安全。
○5设备多能性、代谢途径多样化。
○6易变异性,通过菌种改良，提高产量和生活特性。
3.现代微生物发酵工程研究的内容○1菌种的选育和扩大○2最经济地利用营养物，按需确定培养基○3灭菌○4微生物在最优条件下产物的大规模生产○5发酵产物的提取纯化○6废物的处理、再生和生产环境的净化初级代谢产物：初级代谢产物是与菌体生长相伴随的产物。
主要是构成细胞高分子物质（蛋白质、核酸、多糖、脂类）的单体物质。
次级代谢产物：次级代谢产物是以初级代谢产物、中心代谢产物等为原料而进行合成的，与生长不相伴随，生物功能不明确，其合成易受环境影响，结构远比初级代谢复杂。
发酵工程:（微生物工程，发酵技术），是指利用微生物的特定代谢，通过现代工程技术，在生物的反应器中生产有用物质的一种技术系统。
发酵工程是“研究利用微生物的工业，即微生物参与的工艺过程”。
微生物菌种及其复壮与保藏1.菌种退化有哪些原因?如何避免?答：原因：基因突变、连续移代、质粒的脱落、培养和保藏条件的影响避免：（1）尽量减少传代（2）菌种经常纯化（2）创造良好的培养条件（3）用单核细胞移植传代（4）采用有效的菌种保藏方法2.列举出3种微生物保藏法并说出其适用范围答：斜面保藏法—特点：简便有效，易变异，退化甚至死亡。
适合：不要求长期保藏的及不适合冷冻干燥的。
保存期: 3个月液体石蜡油保藏—特别适合:在固体培养基上不能形成孢子的丝状担子菌，如大型食用真菌和药用真菌以及镰刀菌、红曲霉等.注意：保藏温度，液体石蜡需灭菌和除水保存期: 2-3年，甚至5年传代一次.冷冻干燥保藏—特点：不易发生变异，5-10年。
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发酵工程复习资料绪论1.发酵的传统概念发酵来自拉丁语“发泡（ferrere）一词，当时是指酒精发酵时产生二氧化碳的现象。
发酵——从生理生化的角度上定义，发酵是仅指微生物在无氧条件下，底物脱氢后所产生的还原力［H］不经过呼吸链传递而直接交给某一内源氧化性中间代谢产物的一类低效能反应。
2.发酵工艺上的概念微生物发酵工业就是利用微生物的生长和代谢活动生产各种有用物质的现代工业。
3.发酵工程发酵工程是指通过研究改造发酵所利用微生物以及应用技术手段控制发酵过程来大规模工业化生产发酵产品。
它以培养微生物使其发酵为主，因此又叫微生物发酵工程。
4.发酵工程在可持续发展过程中如何发挥作用第一章发酵工程概述一、发酵工程的主要发展阶段1、天然发酵时期2、纯培养技术的建立3、通气搅拌技术(深层培养技术)4、酶法的转化5、代谢控制发酵技术的建立6、固定化酶7、细胞融合技术8、基因工程菌的利用二、发酵工程的主要发展阶段的特点从发酵微生物学的发展的历史角度来分析，微生物发酵培养技术的发展有以下几个特点：①、从少量培养发展到大规模培养发酵；②、从浅层培养发酵发展到厚层（固体）或深层（液体）发酵；③、从以固体培养发酵技术为主发展到以液体发酵技术为主；④、从静止式液体发酵发展到通气搅拌式液体发酵；⑤、从单批发酵发展到连续培养以至多级连续发酵；⑥、从利用分散的微生物细胞发酵发展到利用固定化细胞集团发酵；⑦、从单纯利用微生物细胞到大量培养、利用高等动植物细胞；⑧、从单菌发酵发展到混菌发酵；⑨、从利用野生菌种发展到利用变异株以及“工程菌”发酵。
三、现代微生物工业发酵的基本流程四、发酵产物的一般形成过程第一阶段特点：消化阶段1.大分子降解阶段2.原料中固有的酶和微生物产生的酶同时水解有机质3.参与的微生物有淀粉分解菌，蛋白质分解菌，果胶分解菌，纤维素分解菌和脂肪分解菌第二阶段特点：代谢产物组成平衡阶段1.在原料降解的同时，产生各种各样的代谢产物，成为第二阶段2.代谢产物形成阶段的方向，决定了发酵产物的最终方向3.持续时间较长第三阶段的特点：代谢产物组成平衡阶段1.是各种各样的代谢产物组成基本平衡。
2.形成特定的发酵产品。
五．工业发酵对菌种的要求①、能在较短的发酵过程中高产出有价值的发酵产品；②、菌种的发酵培养基应价格低廉、来源充足、被转化为产品的效率高；③、菌种对人、动物、植物和环境不应该造成危害，还应注意潜在的、慢性的、长期的危害，要对其充分评估，严格防护；④、菌种发酵后，所产的不需要的代谢产物少，而且发酵产品相对容易地与不需要的物质分离，下游技术能用于规模化生产；⑤、菌种的遗传特性稳定，而且易于进行基因操作。
六．气升式发酵罐特点是一种借气体上升的动力来搅拌的发酵罐称为气升式发酵罐。
发酵过程中，由于导流筒内外流体重量的差异，产生静压差，再加上气流喷出时的动能，促使流体自导流筒上升，周围环隙下降的循环流动七．发酵过程的优化及后处理是什么？①、发酵过程的优化最佳控制发酵过程的方案或发酵过程主要控制项目和方法称为发酵过程的优化。
②、后处理后处理是指大规模发酵后直到产品形成的整个工艺过程。
它决定着产品的质量和安全性，也决定着产品的收率和成本。
后处理的费用占到整个产品费用成本的60%以上。
八.发酵的逐级放大时什么？由实验室小型设备到试验工厂小规模的试验发酵，再转为大规模设备的工业发酵生产，此过程称为发酵的逐级放大。
一般称逐级放大为小试、中试和大试三个阶段九．工业发酵有哪些分类十．分批发酵是什么所谓分批发酵是指将所有的物料（除空气、消沫剂、调节PH值的酸碱物外）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。
十一.什么是补料分批发酵在分批发酵中，由于到了中后期，养料快要消耗完毕，菌体逐渐走向衰老自溶，代谢产物不能再继续分泌。
这时为了延长中期代谢活动，维持较高的发酵产物的增长幅度。
需要给发酵罐补加培养料的发酵方式。
十二.什么是连续发酵连续发酵是指以一定的速度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状态下生长的培养方法十三.试述连续发酵的优缺点1）、优点：①、简化了菌种的扩大培养；简化了发酵罐的多次灭菌、清洗、出料等程序；②、缩短了发酵周期，提高了设备的利用率，降低了人力、物力的消耗，增加了生产效率。
③、对大部分微生物来说，用连续发酵培养研究生理、生化和遗传特性是很好的手段。
2）、缺点①、连续发酵过程比较长，菌种很容易出现退化，容易出现污染。
培养基的利用率一般都低于分批发酵。
工艺的复杂度也高于分批发酵②、对次生代谢的产物，一般不用连续发酵。
十四.什么是固态发酵又称固体发酵，是指微生物在没有或几乎没有游离水的固态的培养基上的发酵过程。
十五.固体发酵与液体发酵的比较十六.混合培养物发酵混合培养物发酵又简称为混合发酵，它是指多种微生物混合在一起共用一种培养基进行发酵，也称为混合培养。
十七.混合培养物有哪些优势①、表现为三少一多充分利用培养基、设备、人员和时间，可以在共同的发酵容器中经过同一工艺过程，提高所需要的产品的质量和数量，可以获得二种，多种产品，即可做到三少一多：•生产人员少，•原材料和能源消耗少，•设备和器材少，•而生产的产品的效益或种类多。
②、混合发酵能够获得一些独特的产品，而纯种发酵是很难做到的。
③、可以完成复杂的代谢功能十八.发酵产品的类型是如何划分的一、按照发酵产品出现的时间划分1、传统产品—是以酿造业的酒、醋、酱、乳酪等为代表；2、近代产品——是以20世纪40——50年代开始的发酵法生产的抗生素、氨基酸、有机酸为代表；3、现代产品——是以20世纪80年代出现的基因工程产品，如胰岛素、α—干扰素、乙肝疫苗为代表。
二、按照发酵产品使用的类型划分1、食品和饮料2、抗生素和其他微生物药物及生物制品3、氨基酸、有机酸、醇、维生素、核苷酸等4、酶制剂5、微生物肥料和饲料第二章发酵机制与发酵动力学1发酵产物一般形成过程有哪三个阶段及各个阶段的特点第一阶段的特点：1、大分子降解阶段，也称为液化阶段。
2、原料中固有的酶和微生物产生的酶同时水解有机质。
3、参与的微生物有淀粉分解菌、蛋白质分解菌、果胶分解菌、纤维素分解菌和脂肪分解菌等。
第二阶段的特点：1、在原料降解的同时，产生各种各样的代谢产物，称为第二阶段。
2、代谢产物形成阶段的方向，决定了发酵产物的最终方向。
3、持续时间较长。
第三阶段的特点：1、使各种各样的代谢产物组成基本平衡。
2、形成特定的发酵产品。
2.什么是初级代谢及其与生命的关系初级代谢是一类普遍存在于一切生物中的代谢类型。
它是与生物生存有关的、涉及到产能代谢和耗能代谢的代谢类型。
初级代谢的过程自始自终存在于一切活的机体之中，它同机体的生长过程呈平行关系.3.HMP途径的重要意义1为核苷酸和核酸的生物合成提供戊糖-磷酸。
2产生大量NADPH2，一方面为脂肪酸等物质的合成提供还原力，另方面可通过呼吸链3产生大量的能量。
4与EMP途径在果糖-1，6-二磷酸和甘油醛-3-磷酸处连接，可以调剂戊糖供需关系。
5途径中的赤藓糖、景天庚酮糖等可用于芳香族氨基酸合成、碱基合成、及多糖合成。
6途径中存在3~7碳的糖，使具有该途径微生物的所能利用利用的碳源谱更为更为广泛。
7通过该途径可产生许多种重要的发酵产物。
如核苷酸、若干氨基酸、辅酶和乳酸等。
HMP途径在总的能量代谢中占一定比例，且与细胞代谢活动对其中间产物的需要量相关。
4.酵母在不同的ph条件下产物的差异该乙醇发酵过程只在pH3.5~4.5以及厌氧的条件下发生。
当发酵液处在碱性条件下，酵母的乙醇发酵会改为甘油发酵5.TCA循环的重要意义是什么？1、循环一次的结果是乙酰CoA的乙酰基被氧化为2分子CO2,并重新生成1分子草酰乙酸；2、整个循环有四步氧化还原反应，其中三步反应中将NAD+还原为NADH+H+，另一步为FAD还原；3、为糖、脂、蛋白质三大物质转化中心枢纽。
4、循环中的某些中间产物是一些重要物质生物合成的前体；5、生物体提供能量的主要形式；6、为人类利用生物发酵生产所需产品提供主要的代谢途径。
如柠檬酸发酵；Glu发酵等。
6.黑曲霉柠檬酸发酵机制是什么7.谷氨酸的发酵机制是什么1、谷氨酸比天冬氨酸优先合成。
谷氨酸合成过量时，谷氨酸抑制谷氨酸脱氢酶的合成，使代谢转向合成天冬氨酸；2、天冬氨酸合成过量后，反馈抑制磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶的活力，停止草酰乙酸的合成。
谷氨酸不积累。
3、谷氨酸产生菌为生物素缺陷型，亚适量的生物素改变细胞膜的通透性，使谷氨酸分泌菌外积累。
4、α－酮戊二酸脱氢酶缺陷或微弱，使α－酮戊二酸不能继续氧化；5、谷氨酸脱氢酶活力很强，加快α－酮戊二酸的加氨作用成谷氨酸。
同时丧失谷氨酸对谷氨酸脱氢酶的反馈抑制和反馈阻遏。
6、谷氨酸分泌体外积累，不参与蛋白质的合成，菌体不直接利用体外的谷氨酸，使得谷氨酸积累。
8.苯丙氨酸发酵机制（没找到图）1、切断芳香族氨基酸生物合成向酪氨酸和色氨酸的代谢支路，选育色氨酸和酪氨酸双重缺陷性（phe-＋tyr-）突变株，2、遗传性的解除苯丙氨酸自身对预苯酸脱水酶和分支酸变位酶的反馈抑制和阻遏，3、解除苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸对DAHP合成酶的反馈调节，选育苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸多重结构类似物抗性突变株，4、发酵中限量添加酪氨酸和色氨酸，保证菌体基本生存。
5、最终苯丙氨酸大量积累。
9.次级代谢有哪些特点1、不参与微生物的生长和繁殖；2、具有种的特异性；3、分批发酵时，产生菌生长周期分为三个时期；①、菌体生长期；②、产物合成期；③、菌体自溶期。
4、次级代谢产物不少是结构相似的混合物；5、生产能力受微量金属离子（Fe+2、 Fe+3、 Mn+2、 Co +2、Zn +2、等）和磷酸盐等无机离子的影响6、在多数情况下，增加前体是有效的；7、次级代谢酶的特异性不一定比初级代谢酶高，次级代谢酶的底物特异性在某种程度上说是比较广。
如果供给与底物结构类似的物质，则可以得到与天然不同的次级代谢产物。
8、培养温度过高或菌种移植次数过多，会使抗生素的生产能力下降，其原因可能是参与抗生素合成的菌种的质粒脱落的原因。
9、次级代谢在其一个系列当中与一个酶相对应的底物也可以成为其他酶的底物。
一个产物可由多种中间体和途径来取得。
10.次级代谢有哪些构建单位1、聚酮体2、甲羟戊酸3、糖类和氨基糖4、不常见的氨基酸5、环多糖和氨基环多糖6、非核酸的嘌呤和嘧啶的生物合成11.次级代谢产物合成中的主要调控的类型一）、酶合成的诱导调节二）、反馈调节三）、磷酸盐调节四）、ATP的调节五）、碳分解产物的调节六）、氮分解产物的调节七）、产生菌生长速率的调节12.发酵动力学的概念，内容和方法概念：发酵动力学是研究发酵过程中菌体生长、基质消耗、产物生成的动态平衡及其内在规律的学科。