生物技术概论第二版答案

第一章

1、现代生物技术是一项高技术，它具有高技术的“六高”特征是指哪“六高’’?

高成长率；高利润；高风险率；高变化率；高知识水平

2、什么是牛物技术、它包括哪些基本的内容’它对人类社会将产生怎么样的影响?

生物技术是指人们以现代生命科学为基础，结合其他基础学科的科学原理，采用先进的工程技术手段，按照预先的设计改造生物体或加工生物原料，为人类生产出所需产品或达到某种目的。

生物技术主要包括基因工程、细胞工程、两工程、发酵工程和蛋白质工程等新技术。

生物技术被世界各国观为一项高新技术，它广泛应用于医药卫生、农林牧渔、轻工、食品、化工和能源等领域，促进传统产业的技术改造和新兴产业的形成，对人类社会牛活特产生深远的革命性的影响：生物技术对于提高国力，迎接人类所面临的诸如食品短缺、健康问题、环境问题及经济问题的挑战是至关重要的；生物技术是现实生产力，也是具有巨大经济效益的潜在生产力，它将是21世纪高技术革命的核心内容。

3、为什么说生物技术是一门综合性的学科，它与其他学科商什么关系?

生物技术是由多学科综合而成的一门新学科。就生物科学而言，它包括了微小物华、生物化学、细胞生物学、免疫学、育种技术等几乎所有增生命科学有关的学科，特别是现代分子生物学的最新理论成就更是生物技术发展的基础。

4、简要说明生物技术的发展史以及现代生物技术与传统生物技术的关系。

传统生物技术

在石器时代后朗．我国人民就会利用谷物造酒，这是最早的发酵技术。在公元前221年，周代后期，我国人民就能制作豆腐、酱和酷，并一直沿用至今。公元lo世纪，我国就有了预防灭花的活疫苗；到了明代，就已经广泛地种植痘苗以预防天花。16世纪，我国的医生已经知道被疯狗咬伤可传播狂犬病。

在西方，苏美尔人和巴比伦人在公元前6000年就已开始啤酒发酵。埃及人则在公元前4000年就开始制作面包：

现代生物技术

现代生物技术是以20世纪70年代DNA重组技术的建立为标志的。1944年Avery 等阐明DNA是遗传信息的携带者。1953年历Watson和Crick提出了DNA的双螺旋结构模型，阐明了DNA的半保留复制模式，从而开辟了分子生物学研究的新纪元。

现代牛物技术足从传统牛物技术发展而来的。

5、生物技术的应用包括哪些领域。

生物技术被世界各国观为一项高新技术，它广泛应用于医药卫生、农林牧渔、轻工、食品、化工和能源等领域，促进传统产业的技术改造和新兴产业的形成。

第二章

1、微生物发酵产物有哪几种类型?

答：目前巳知具有生产价值的发酵类型有以下五种：微生物菌体发酵、微生物代谢产物发酵、微生物酶发酵、微生物的转化发酵、生物工程细胞的发酵。

2、发酵培养基由哪些成分组成?

答：碳源，氮源，无机盐和微量元素，生长因子，水，产物形成诱导物、前体和促进剂。

3、比较分批发酵、连续发酪和补料分批发酵的优缺点。

答：分批培养系统属于封闭系统，只能在—段有限的时间内维持微生物的增殖，微生物处在限制性的条件下生长，表现出典型的生长周期。培养基在接种后，在—段时间内细胞浓度的增加常不明显，达—“阶段为延滞期，是细胞在新的培养环境中表现出来的一个适应阶段。接着是一个短暂的加速期，细胞开始大量繁殖，很快到达指数生长期r在指数生长期，由于培养基中的营养物质比较充足，有害代谢物很少，所以细胞的生长不受限制，细胞浓度随培养时间呈指数增长，也称对数生长期。随着细胞的大量繁殖，培养基中的营养物质迅速消耗，加上有害代谢物的积累，细胞的土长速率逐渐下降，进入减速朗。因营养物质耗尽或有害物质的大量积累，使细胞浓度不内增大，这一阶段为静止期或稳定期。在静止期，细胞的浓度达到最大值。最后出于环境恶化，细胞开始死亡，活细胞浓度不断F降，这一阶段为哀广朗，大多数分批发酵4j到达衰亡期前就结束了*迄今为止，分批发酵仍足常用的发醉方法，广泛用于多种发酵过程。

与分批发醉相比，连续发醉具有以下优点：1、可以维持稳定的操作条件，合利于微生物的生长代谢，从而使产率和产品质量也相应保持稳定；2、能够更有效地实现机械化利自动化，降低劳动强度，减少操作人员与病原微生物和毒性产物接触的机会；3、减少设备清洗、准备和灭菌等非生产占用时间，提高设备利用率，节省劳动力和工时；4、由于火菌次数减少，使测量仪器探头的寿命得以延长；5、容易对过程进行优化，有效地提尚发酵产率。当然．它也存在一些缺点：1、由于是开放系统．加上发酵周期长，雍已、容易造成杂菌污染；②在长周期连续发酵中，微生物容易发生变异；⑦对设备、仪器及控制元器件的技术要求较高；①粘性丝状茵菌体容易附着在器壁上生长和在发酵液内结团，给连续发酵操作带来困难。

补料分批发酵作为分批发酵向连续发酵的过渡，兼有两者之优点，而且克服了两者之缺点。同传统的分批发酵相比，补料分批发酵的优越性是明显的。首先，它可以解除营养物基质的抑制、产物反馈抑制和葡萄糖分解阻遏效应(葡萄糖效应——葡萄糖被快速分解代谢所积累的产物在抑制所需产物合成的同时，也抑制其他一些碳源、氮源的分解利用)。其次，对于好氧发酵，它可以避免在分批发酵中因一次性投入糖过多造成细胞大量生长，耗氧过多，以至通风搅拌设备不能匹配的状况。第三，它还可以在某些情况下减少茵体生成量，提高有用产物的转化率：在真菌培养中，菌丝的减少可以降低发酵液的黏度，便于物料输送及后处理。与连续发酵相比，它不会产生菌种老化和变异问题，其适用范围也比连续发酵广。

4、下游处理过程分为哪几个步骤?相应的分离方法有哪些?

答：下游加工过程由许多化工单元操作组成，通常可分为发酵液预处理和固液分离、提取、精制以及成品加上四个阶段。固液分离（过滤、离心、两水相萃取），提取（吸附法、萃取法、沉淀法、超滤法），精制（沉淀法、超滤法）。

5、简述青酶素的生产工艺。

答：(1)种子制备。在培养基中加人比较丰富的容易代谢的碳源(如葡萄糖或蔗糖)、氮源(如玉米浆)、缓冲PH的碳酸钙以及生长所必需的无机盐，并保持最适生长温度(25—2612)和充分通气、搅拌。在最适生长条件下，到达对数生长期时茵体量的倍增时间约为6—7h。在工业生产中，种子制备的培养条件及原材料质量均应严格控制以保持种子质量的稳定性。

(2)发酵培养。发酵过程中PH一般控制在6．4~6．6，发酵温度前期为25~26℃，后期为23℃，以减少后期发酵液中青霉素的降解破坏。此外，还要求发酵液中溶氧量不低于饱和溶解氧的30％。

(3)发酵屑处匙。1、过滤：采用鼓式真空过滤器，过滤前加去乳化剂并降温。2、提炼；用溶媒萃取法。3、脱色；在二次BA萃取液中加活性炭脱色，过滤。4、结晶：用丁醇共沸结晶法。

第三章

1、基因工程研究的理论依据是什么?

基因工程研究的理论依据是：

(1)不问基因具有相向的物质基础地球上的一切生物，从细菌到高等动物和植物，直至人类，