微生物工程思考題

1、微生物工程指導(dǎo) 1、什么是微生物工程？它是由哪四大技術(shù)結(jié)合發(fā)展起來？ (1)微生物工程：利用微生物的特定性狀和功能，通過現(xiàn)代化工程技術(shù)生產(chǎn)有用物質(zhì)或直接應(yīng)用于工業(yè)化生產(chǎn)的技術(shù)體系。 (2)傳統(tǒng)發(fā)酵，DNA重組，細胞融合，分子修飾與改造2、微生物反應(yīng)過程的特點（與化學(xué)工程相比） (1)優(yōu)點：（與化學(xué)工程相比） 生產(chǎn)過程通常在常溫常壓下進行，操作條件溫和 原料以碳水化合物為主，不含有毒物質(zhì)。 能高度選擇性地進行復(fù)雜化合物在特定部位反應(yīng)，如氧化、還原、官能團導(dǎo)入等。 生產(chǎn)產(chǎn)品的生物體本身也是發(fā)酵產(chǎn)物，富含維生素、蛋白質(zhì)、酶等有用物質(zhì)； 通過微生物菌種改良，能夠利用原有設(shè)備使生產(chǎn)飛躍上升。 (2)發(fā)酵

2、過程中尚存在的問題： 底物不能完全轉(zhuǎn)化成目的產(chǎn)物，副產(chǎn)物的產(chǎn)生不可避免，因而造成提取和精制困難 微生物反應(yīng)是活細胞的反應(yīng)，產(chǎn)物的獲得除受環(huán)境因素影響外，也受細胞內(nèi)因素的影響，且菌體易發(fā)生變異。 原料是農(nóng)副產(chǎn)品，雖然價廉，但質(zhì)量波動較大。 生產(chǎn)前準備工作量大，花費高，相對化學(xué)反應(yīng)而言，反應(yīng)器效率低。 發(fā)酵廢水常具有較高的BOD 和COD，需處理后排放。3、微生物工程的發(fā)展經(jīng)歷哪幾個階段？ (1)傳統(tǒng)的微生物發(fā)酵技術(shù)天然發(fā)酵 (2)第一代微生物發(fā)酵技術(shù)純培養(yǎng)技術(shù) (3)第二代（近代）微生物發(fā)酵技術(shù)深層培養(yǎng)技術(shù) (4)第三代發(fā)酵技術(shù)微生物工程4、微生物工程產(chǎn)品類型有哪些？ (1)微生物菌體的發(fā)酵 (

3、2)微生物酶發(fā)酵 (3)微生物代謝產(chǎn)物發(fā)酵 (4)微生物的生物轉(zhuǎn)化 (5)微生物特殊機能的利用5、作為發(fā)酵工業(yè)用的微生物菌種應(yīng)符合哪些要求？ (1)能在廉價原料制成的培養(yǎng)基上迅速生長，并形成所需的代謝產(chǎn)物，產(chǎn)量高。 (2)可以在易于控制的培養(yǎng)條件下迅速生長和發(fā)酵，且所需酶活力高。 (3)根據(jù)代謝控制的要求，選擇單產(chǎn)高的營養(yǎng)缺陷型突變株或調(diào)節(jié)突變株或野生菌株。 (4)選育抗噬菌體能力強的菌株，使其不易感染噬菌體 (5)菌種純，不易變異退化，以保證發(fā)酵生產(chǎn)和產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性(6)菌種不是病原菌，不產(chǎn)生有害的生物活性物質(zhì)和毒素，以保證安全6、微生物工程工業(yè)生產(chǎn)水平取決于哪些因素？ (1)生產(chǎn)菌種的性

4、能 (2)發(fā)酵和提取工藝條件 (3)生產(chǎn)設(shè)備7、微生物菌種分離與篩選工作程序分哪幾步？ 樣品采集增殖培養(yǎng)純種分離生產(chǎn)性能測定8、微生物菌種選育的方法有哪些？ (1)自然選育 (2)誘變育種 (3)雜交育種(有性、準性) (4)原生質(zhì)體融合育種 (5)基因工程育種 沙土管保藏法，現(xiàn)被真空冷凍干燥法取代10、微生物酶活性調(diào)節(jié)的方式有哪些？ (1)共價修飾 (2)變(別)構(gòu)效應(yīng) (3)締合與解離 (4)競爭性抑制11、酶合成調(diào)節(jié)的類型有哪些？ (1)誘導(dǎo) （2）阻遏<末端產(chǎn)物阻遏，分解代謝產(chǎn)物阻遏>12、了解酶合成調(diào)節(jié)的分子機制（乳糖操縱子和色氨酸操縱子）13、了解分支生物合成途徑的調(diào)節(jié)

5、類型 (1)同工酶調(diào)節(jié)：某一分支途徑中的第一步反應(yīng)可由多種酶催化，但這些酶受不同 的終產(chǎn)物的反饋調(diào)節(jié). (2)協(xié)同反饋調(diào)節(jié): 需有一種以上終產(chǎn)物的過量存在方有明顯的效果。單個終產(chǎn)物過量，不產(chǎn)生或只產(chǎn)生很小的影響 (3)累加反饋調(diào)節(jié):每一種末端產(chǎn)物過量只能部分抑制或阻遏，總的效果是累加的 (4)增效反饋調(diào)節(jié):代謝途徑中任一末端產(chǎn)物過量時，僅部分抑制共同反應(yīng)中第一個酶的活性，但兩個末端產(chǎn)物同時過量時，其抑制作用可超過各末端產(chǎn)物產(chǎn)生的抑制作用的總和 (5)順序反饋調(diào)節(jié):分支途徑中幾個末端產(chǎn)物抑制分支點后面第一個酶，使分支點產(chǎn)物積累，結(jié)果分支點產(chǎn)物又反饋抑制共同途徑中的第一個酶，最后使整個代謝途徑停止

6、14、克服反饋調(diào)節(jié)的方法有哪些？ (1)降低末端產(chǎn)物濃度 (2)應(yīng)用抗反饋突變株15、克服分解代謝阻遏的方法有哪些？ (1)避免使用有阻遏作用的碳源和氮源 (2)流加碳源或氮源 (3)利用抗分解代謝阻遏的突變體16、代謝工程的定義、目的、研究對象。 (1)代謝工程：利用生物學(xué)原理，系統(tǒng)分析細胞代謝網(wǎng)絡(luò)，并通過DNA重組技術(shù)合理設(shè)計細胞代謝途徑及遺傳修飾，進而完成細胞特性改造的應(yīng)用性學(xué)科。 (2)代謝工程的研究目的：通過重組DNA技術(shù)構(gòu)建具有能合成目標產(chǎn)物的代謝網(wǎng)絡(luò)或具有高產(chǎn)能力的工程菌并用于生產(chǎn)。 (3)代謝工程的研究對象：簡單地說，代謝工程的研究對象就是：代謝網(wǎng)絡(luò)（細胞分解代謝途徑、合成代謝

7、途徑和膜傳輸系統(tǒng)的有序組合構(gòu)成代謝網(wǎng)絡(luò)。廣義的代謝網(wǎng)絡(luò)包括物質(zhì)代謝網(wǎng)絡(luò)和能量代謝網(wǎng)絡(luò)。）17、代謝工程研究的設(shè)計思路 提高通向目標產(chǎn)物的代謝流 擴展代謝途徑 構(gòu)建新的代謝途徑18、代謝工程的基本過程 (1)靶點設(shè)計 (2) 基因操作 (3)效果分析19、按培養(yǎng)基物理狀態(tài)來分，大規(guī)模發(fā)酵工業(yè)中，常用哪一種？ 液體：發(fā)酵工業(yè)大規(guī)模使用的培養(yǎng)基20、在發(fā)酵工程中，培養(yǎng)基按用途分為哪三種？ (1)孢子培養(yǎng)基 (2)種子培養(yǎng)基 (3)發(fā)酵培養(yǎng)基21、什么是前體？在發(fā)酵中常采用什么方式加入？為什么？ (1)前體-某些化合物加入到發(fā)酵培養(yǎng)基中，能直接被微生物在生物合成過程中結(jié)合到產(chǎn)物分子中去，而其自身的結(jié)構(gòu)

8、并沒有多大變化，但是產(chǎn)物的產(chǎn)量卻因加入前體而又較大的提高。 (2)采用少量多次的流加工藝（大多數(shù)前體，如苯乙酸對微生物的生長有毒性；菌體具有將前體氧化分解的能力）22、什么是促進劑？什么是抑制劑？ 促進劑：指那些非細胞生長所必需的營養(yǎng)物，又非前體，但加入后卻能提高產(chǎn)量的添加劑。 抑制劑：抑制某些代謝途徑的進行，同時刺激另一代謝途徑，以致可以改變微生物的代謝途徑。23、淀粉水解糖的制備方式有哪些？ (1)酸解法 (2)酶解法（雙酶水解法） (3)酸酶結(jié)合法24、掌握正交實驗設(shè)計的分析方法（L934）25、什么是種子擴大培養(yǎng)？ 種子擴大培養(yǎng)：是指將保存在砂土管、冷凍干燥管中處于休眠狀態(tài)的生產(chǎn)菌種接

9、入試管斜面活化后，在經(jīng)過扁瓶或搖瓶及種子罐逐級擴大培養(yǎng)而獲得一定數(shù)量和質(zhì)量的純種過程。26、工業(yè)發(fā)酵中，常用的種子應(yīng)符合哪些準則？ (1)菌種細胞的生長活力強，移種至發(fā)酵罐后能迅速生長，延滯期短。 (2)生理性狀穩(wěn)定 (3)菌體總量及濃度能滿足大容量發(fā)酵罐的要求 (4)無雜菌污染 (5)保持穩(wěn)定的生產(chǎn)能力 指制備種子需逐級擴大培養(yǎng)的次數(shù)。決定因素：根據(jù)菌種生長特性，菌體繁殖速度，所采用發(fā)酵罐的容積28、常用于種子質(zhì)量判斷的參數(shù)有哪些？ 通常測定的參數(shù)有： (1)pH (2)培養(yǎng)后磷、糖、氨基氮的含量 (3)菌體形態(tài)、菌體濃度和培養(yǎng)液外觀（色素、顆粒等） (4)其它參數(shù)，如某種酶的活力；如土霉素

10、發(fā)酵中，種子液的淀粉酶活力與發(fā)酵單位有一定關(guān)系，可通過測定種子液中淀粉酶的活力判斷種子質(zhì)量 29、通風(fēng)發(fā)酵罐分為哪幾種類型？ (1)機械攪拌式 (2)自吸式 (3)氣升式 (4)高位篩板式30、機械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐應(yīng)符合中哪些基本條件？通常由哪些要件組成的？ (1)基本條件： 適宜的徑高比。 高：直徑約為2.54 能承受一定的壓力。水壓試驗（1.5倍） 攪拌通風(fēng)裝置要能使氣泡分散細碎、氣液充分混合，保證發(fā)酵液必須的溶解氧，提高O2的利用率 。 應(yīng)具有足夠的冷卻面積。代謝產(chǎn)熱 發(fā)酵罐內(nèi)應(yīng)拋光，盡量減少死角。避免積污、染菌 軸封應(yīng)嚴密，盡量減少泄漏。 (2)發(fā)酵罐的結(jié)構(gòu)：罐體 攪拌器 擋板 空氣分布

11、裝置 換熱裝置 消泡裝置 軸封、聯(lián)軸器和軸承 其它配置（罐頂： 人孔、視鏡（沖洗管）及鏡燈、進料管、補料管、排氣管、接種管、壓力表接管、 溫度計管）31、發(fā)酵過程中的參數(shù)檢測中，物理參數(shù)主要檢測哪些指標？ 物理參數(shù)：溫度、壓力、攪拌速度、通氣流量、泡沫水平、加料速率、生物熱、黏度等32、什么是微生物的熱阻？對數(shù)殘留定律？ （1）微生物對熱的抵抗力稱為熱阻（heat resistance） （2）對數(shù)殘留定律的概念：對微生物進行濕熱滅菌時，培養(yǎng)基中的微生物受熱死亡的速率與殘存的微生物數(shù)量成正比。 33、影響培養(yǎng)基滅菌的主要因素有哪些？ (1)微生物熱阻 (2)pH (3)菌的濃度 (4)培養(yǎng)基成

12、分 (5)泡沫 (6)顆粒 (1)在進行培養(yǎng)基滅菌之前，通常應(yīng)先把發(fā)酵罐的分空氣過濾器滅菌并用無菌空氣吹干。 (2)預(yù)熱 向夾套或蛇管中通入蒸汽，間接將培養(yǎng)基加熱至70左右。 (3)開啟蒸汽管，向培養(yǎng)基中通入蒸汽，升溫。 (4)罐壓達1kg/cm2 ( 0.1 MPa)時，按裝在發(fā)酵罐封頭的接種管、補料管、消泡劑管等應(yīng)排汽。 (5)保溫 調(diào)節(jié)好各進汽和排汽閥門，使罐壓和溫度保持在一穩(wěn)定水平，維持一定時間。35、連續(xù)滅菌有何優(yōu)缺點？大型發(fā)酵罐常采用哪種方式滅菌？ 優(yōu)點：可采用高溫短時滅菌，培養(yǎng)基受熱時間短，營養(yǎng)成分破壞少，有利于提高發(fā)酵產(chǎn)率； 蒸汽負荷均衡，鍋爐利用率高，操作方便。 適于自動控制

13、，降低勞動強度。 缺點：設(shè)備復(fù)雜，投資大36、空氣凈化的目的是什么？ 除塵；除水；除菌37、目前發(fā)酵工業(yè)中最廣泛使用的無菌空氣獲得方法是什么？ 介質(zhì)過濾38、以兩級冷卻、加熱除菌流程為例，說明需要哪些設(shè)備？各設(shè)備有何作用？ 1-粗過濾器（主要是捕集較大的灰塵顆粒） 2-壓縮機 3-貯罐（消除空壓機排出空氣量的脈動，維持穩(wěn)定的壓力，分離部分油水） 4，6-冷卻器（絕熱壓縮） 5-旋風(fēng)分離器（分離空氣中被冷凝成霧狀的水霧和油霧） 7-絲網(wǎng)分離器 8-加熱器 9-總過濾器39、介質(zhì)除菌的原理是什么？影響介質(zhì)過濾效率的因素有哪些？ 原理：介質(zhì)間空隙大于微生物，如棉花纖維直徑16-20mm，充填系數(shù)為8

14、%時，所形成的網(wǎng)格空隙為20-50 mm。介質(zhì)過濾是以大空隙的介質(zhì)過濾層除去較小顆粒，這顯然不是面積過濾（即不是絕對過濾），而是一種滯留現(xiàn)象。這種滯留現(xiàn)象是由多種作用機制構(gòu)成的，主要有慣性碰撞、阻截、布朗運動、重力沉降和靜電吸引等。 影響介質(zhì)過濾效率的因素：纖維直徑:介質(zhì)過濾效率與介質(zhì)纖維直徑關(guān)系很大，在其他條件相同時，介質(zhì)纖維直徑越小，過濾效率越高 介質(zhì)填充厚度 介質(zhì)填充密度:增加填充密度，可提高過濾效率 空氣流速:在空氣流速很低時，過濾效率隨氣流速度增加而降低；當氣流速度增加到臨界值后，過濾效率隨氣流速度增加而提高。40、什么是發(fā)酵熱？影響發(fā)酵溫度的因素有哪些？ 發(fā)酵熱：發(fā)酵過程中釋放出的

15、凈熱量。 J / m3 · h （或單位體積的發(fā)酵液在單位時間內(nèi)釋放出來的凈熱量。） 影響發(fā)酵溫度的因素：(1)菌種特性 (2)培養(yǎng)基（成分及配比） (3)發(fā)酵階段 (4)攪拌類型及攪拌速度 (5)通氣速度（影響Q蒸發(fā)和Q顯） (6)罐內(nèi)外的溫差 41、溫度對發(fā)酵的影響體現(xiàn)在哪幾個方面？ (1)溫度影響產(chǎn)物合成的速率及產(chǎn)量 (2)溫度可能會影響終產(chǎn)物的質(zhì)量 (3)溫度還可能影響生物合成的方向42、發(fā)酵罐溫度的控制方法有哪些？ (1)罐壁調(diào)溫- (2)夾層調(diào)溫- (3)罐內(nèi)調(diào)溫43、發(fā)酵過程中pH的控制方法？ (1)在基礎(chǔ)培養(yǎng)基配方中考慮到維持pH的需要：例如加入CaCO3，使用緩沖液

16、等； (2)通過補加酸、堿來調(diào)節(jié)控制 (3)通過中間補料來控制：例如可以根據(jù)生產(chǎn)菌的代謝需要用改變加糖速率來控制pH, 也可通過中間補加尿素或硫酸銨等調(diào)節(jié)44、基質(zhì)濃度對發(fā)酵有何影響？ (1)對生長的影響（可用Monod 方程來描述基質(zhì)濃度與生長速率的關(guān)系） SKs，m趨向于mmax 然而，由于代謝產(chǎn)物或基質(zhì)濃度過濃可能會導(dǎo)致抑制作用，出現(xiàn)比生長速率下降 當濃度超過某值，還可能導(dǎo)致細胞脫水 (2)對產(chǎn)物形成的影響 基質(zhì)濃度對產(chǎn)物形成的影響類似于生長 在一定范圍內(nèi)，基質(zhì)濃度大，通常產(chǎn)物產(chǎn)量高過濃，使菌體生長過于旺盛，發(fā)酵液非常粘稠，傳質(zhì)狀況差，對產(chǎn)物的合成不利45、 什么是臨界氧濃度和氧的滿足度

17、？ 臨界氧濃度：是不影響菌的呼吸所允許的最低氧濃度。 氧的滿足度： 實際溶解氧濃度與臨界氧濃度之比。46、合適溶解氧選擇的原則？ 如果要使菌體快速生長繁殖（如發(fā)酵前期），則應(yīng)達到臨界氧濃度；如果要促進產(chǎn)物的合成，則應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)的目的不同，使溶解氧控制在最適濃度（不同的滿足度）47、發(fā)酵液中的溶解氧如何控制？ (1)供氧方面：增加空氣中氧的含量，使氧分壓增加，進行富氧通氣 提高罐壓 改變通氣速增加攪拌速度 (2)需氧方面：調(diào)整養(yǎng)料的濃度 調(diào)節(jié)控制溫度48、泡沫對發(fā)酵有何影響？ (1)降低了發(fā)酵罐的裝液系數(shù) (2)增加了菌群的非均一性 (3)增加了污染雜菌的機會 (4)導(dǎo)致產(chǎn)物的損失49、發(fā)酵過程中

18、如何控制泡沫的產(chǎn)生？常用的消泡劑有哪些？ (1)泡沫的控制：機械消泡 ；化學(xué)消泡（消泡機理：降低泡沫的機械強度，使泡沫破裂 降低液膜的表面黏度，使液膜的液體流失，導(dǎo)致泡沫破裂 ） (2)消泡劑：天然油脂-常用豆油、玉米油、米糠油 （能兼作碳源） 聚醚類-聚氧丙烯甘油（GP）、聚氧乙烯氧丙烯甘油（GPE） 高級醇類-十八醇 硅酮類-主要是聚二甲基硅氧烷及其衍生物50、何為染菌？可造成什么后果？如何防止染菌？ 所謂染菌：是指在發(fā)酵培養(yǎng)基中侵入了有礙生產(chǎn)的其它微生物。 染菌的結(jié)果：輕者影響產(chǎn)量或質(zhì)量，重者可能導(dǎo)致倒罐，甚至停產(chǎn)，造成原料、人力和設(shè)備動力的浪費。 防止染菌要點：（1）空氣系統(tǒng)（提高空壓

19、機進口空氣的潔凈度、防止空氣帶油、水及過濾器失效。） （2）設(shè)備 （3）工藝操作（ 空罐準備 實罐滅菌 連消 補料 種子 無菌試驗 51、染菌通常通過哪3個途徑發(fā)現(xiàn)？無菌試驗的方法有哪些？（1）無菌試驗、發(fā)酵液直接鏡檢、發(fā)酵液的生化分析。其中無菌試驗是判斷染菌的主要依據(jù)。（2）無菌試驗方法有雙碟培養(yǎng)、斜面培養(yǎng)、肉湯培養(yǎng)等，其中以雙碟和肉湯培養(yǎng)為主。52、發(fā)酵過程中如出現(xiàn)噬菌體污染，發(fā)酵異?，F(xiàn)象體現(xiàn)在哪些方面？ 噬菌體污染后可以觀察到糖消耗減慢，pH異常變化，產(chǎn)氣減少，發(fā)酵稀薄，繼之活的生產(chǎn)菌減少53、如何防止噬菌體的污染？（1）防止噬菌體入侵和蔓延 （2）選用抗噬菌體突變株 （3）使用抑制噬菌

20、體復(fù)制的化學(xué)藥物54、發(fā)酵終點放罐時間的確定取決于哪些因素？ (1)經(jīng)濟因素- (2)產(chǎn)品質(zhì)量因素- (3)特殊因素h發(fā)酵周期56、發(fā)酵按不同的分式可分為哪些類型 (1)根據(jù)微生物對氧的需求：好氧性發(fā)酵，厭氣性發(fā)酵 (2)按發(fā)酵培養(yǎng)基物理狀態(tài)分：固體發(fā)酵(薄層發(fā)酵、厚層發(fā)酵)，液體發(fā)酵(表面培養(yǎng)法、深層培養(yǎng)法)57、液體深層發(fā)酵有哪些優(yōu)點？ (1)液體懸浮狀態(tài)是多數(shù)微生物的最適生長環(huán)境。 (2)在液體中，菌體及其底物、產(chǎn)物（包括熱）易于擴散，使發(fā)酵可在均質(zhì)或擬均質(zhì)條件下進行。 (3)液體輸送方便，易于機械化操作。 (4)廠房面積小，生產(chǎn)效率高，易進行自動化控制，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。 (5)產(chǎn)品易于提

21、取、精制58、發(fā)酵按操作方式的不同可分為哪幾類？有何應(yīng)用？ (1)分批操作：由于操作相對較易，目前仍是發(fā)酵工業(yè)的主要方式 (2)補料分批操作：細胞的高密度培養(yǎng) 發(fā)生底物抑制的過程 分解代謝物阻遏 營養(yǎng)缺陷菌株的培養(yǎng) 前體的補充 (3)連續(xù)操作：細胞的生產(chǎn) 代謝產(chǎn)物的生產(chǎn) 細胞生理特性的研究 發(fā)酵動力學(xué)研究 培養(yǎng)基的改進 59、發(fā)酵動力學(xué)主要是研究內(nèi)容是什么？研究的重要方法是什么？研究的最終目的是什么？ (1)研究內(nèi)容包括-了解發(fā)酵過程中菌體生長速率、基質(zhì)消耗速率和產(chǎn)物生產(chǎn)速率的相互關(guān)系，環(huán)境因素對三者的影響，以及影響其反應(yīng)速率的條件。 (2)研究的重要方法是-建立數(shù)學(xué)模型定量地描述發(fā)酵過程中細

22、胞生長速率、基質(zhì)利用速率和產(chǎn)物生成速率等因素的變化。 (3)研究的最終目的是-對發(fā)酵過程進行有效控制，從而提高產(chǎn)品的產(chǎn)率及降低生產(chǎn)成本。60、建立數(shù)學(xué)模型的一般原則是什么？ (1)明確建立模型的目的：除為了深入研究微生物生長這一復(fù)雜現(xiàn)象外，多數(shù)是為了設(shè)計微生物反應(yīng)器、探索最優(yōu)操作條件，或者對反應(yīng)過程進行最優(yōu)控制 (2)明確建立模型的假設(shè)，從而明確模型的適用范圍； (3)模型中所含的參數(shù)，最好能分別通過實驗測定； (4)模型應(yīng)盡量簡單。61、什么是代謝產(chǎn)物生成速率及比代謝產(chǎn)物生成速率？ (1)代謝產(chǎn)物生成速率-單位體積培養(yǎng)液中單位時間內(nèi)的產(chǎn)物生成量。rp (g/L·h) (2)比代謝產(chǎn)

23、物生成速率-相對于單位質(zhì)量干菌體在單位時間內(nèi)的代謝產(chǎn)物生成量。 Qp (g/g·h)62、代謝產(chǎn)物合成的動力學(xué)類型可分為哪三種類型？ 類型：生長關(guān)聯(lián)型 類型：部分生長關(guān)聯(lián)型 類型：非生長關(guān)聯(lián)型63、微生物工程下游工程的特點是什么？ (1)發(fā)酵液是復(fù)雜的多相系統(tǒng) (2)所需產(chǎn)物在培養(yǎng)液中濃度較低 (3)普遍存在下游工程代價高，回收率較低等問題64、微生物工程下游工程的一般程序是什么？ 65、發(fā)酵液預(yù)處理和過濾的目的是什么？高價無機離子和可溶性雜蛋白的去除方法是什么？（2）發(fā)酵液的預(yù)處理目的：改變發(fā)酵液的物理性質(zhì)，加快懸浮液中固形物沉降的速度； 盡可能使產(chǎn)物轉(zhuǎn)入便于以后處理的相中；能夠除

24、去部分雜質(zhì)。 （2）高價無機離子的去除：鈣離子的去除：常用草酸；鎂離子的去除：常用三聚磷酸鈉； 鐵離子的去除：常用黃血鹽與鐵離子形成普魯氏藍沉淀 （3）可溶性雜蛋白的去除：沉淀法，變性法，吸附法66、提高發(fā)酵液過濾性能的方法有哪些？ (1)加助濾劑- (2)添加填充凝固劑- (3)酶解法67、細胞破碎的方法有哪些？ (1)高壓勻漿法 (2)高速球磨法 (3)超聲波法 (4)酶解法 (5)滲透壓沖擊法 (6)反復(fù)凍結(jié)-融化法68、 常用的沉淀方法有哪些？各自的原理是什么？ (1)鹽析 原理Cohn方程 S - 離子強度為I時的蛋白溶解度 (g/L); S0 - 純?nèi)軇碔 = 0）時蛋白的溶解

25、度； Ks -鹽析常數(shù)，與溫度和pH無關(guān)； I -離子強度 (2)等電點沉淀法 原理：利用兩性電解質(zhì)在電中性時溶解度最低 (3)有機溶劑沉淀法 原理：許多有機溶劑如丙酮、乙醇、甲醇等能使溶于水的小分子生物物質(zhì)以及核酸、多糖、蛋白質(zhì)等生物大分子發(fā)生沉淀作用。這種沉淀作用是多種效應(yīng)的結(jié)果，但主要作用是降低水溶液的介電常數(shù)。 (4)非離子型多聚物沉淀法 機制：可能降低生物大分子水化度，與大分子發(fā)生共沉作用；與生物大分子形成復(fù)合物；或通過空間位置排斥，使液體中的微粒被迫聚集而沉淀。 (5)聚電解質(zhì)沉淀法 原理：可沉淀蛋白，作用方式類似于絮凝劑，兼有一定的鹽析和水化作用69、溶劑萃取原理是什么？萃取劑和

26、萃取液有何不同 溶劑萃取原理分配定律：溶劑萃取法是以分配定律為基礎(chǔ)的，即利用各種物質(zhì)在不同溶劑中具有不同的溶解度的原理，達到將不同物質(zhì)分離純化的目的。 用于進行萃取的溶劑稱為萃取劑，經(jīng)萃取后含有溶質(zhì)的萃取劑稱為萃取液 乙酸乙酯-乙酸丁酯-丁醇71、什么是乳化？乳化現(xiàn)象會造成什么后果？如何去乳化？ 乳化：在萃取過程中，經(jīng)常會出現(xiàn)一種液體分散到另一種本不相溶的液體中，即乳化現(xiàn)象。 后果：乳化現(xiàn)象會造成有機溶劑相和水相分層困難，出現(xiàn)兩種夾帶現(xiàn)象：發(fā)酵液提取廢液中夾帶有機溶劑微粒，導(dǎo)致產(chǎn)品損失；有機溶劑相中夾帶發(fā)酵液微粒，會將雜質(zhì)帶入產(chǎn)品中。72、什么是逆流萃取？ 料液移動的方向和萃取劑移動的方向相反

27、73、什么是離子交換法？離子交換劑由哪幾部分組成？離子交換劑可分為哪兩類？了解離子交換樹脂的命名。離子交換的一般過程。 (1)離子交換法：利用溶液中帶電粒子與離子交換劑之間結(jié)合力的差異進行物質(zhì)分離的操作方法。 (2)離子交換劑：由惰性的不溶性載體、功能基團和平衡離子組成。(陽離子交換劑：平衡離子帶正電荷 陰離子交換劑：平衡離子帶負電荷) (3)離子交換樹脂的命名：強酸類 1100號；弱酸類 101200；強堿類201300；弱堿類301400；中強酸類401500。交聯(lián)度：是合成載體骨架時交聯(lián)劑重量的百分數(shù)，用“×”將樹脂編號與交聯(lián)度分開。弱酸101 ×4其交聯(lián)度為4。國內(nèi)

28、常用樹脂命名：724；732；717 74、什么是凝膠層析？原理是什么？了解葡聚糖凝膠性能與編號的關(guān)系。 （1）凝膠層析：將樣品混合物通過一定孔徑的凝膠固定相，由于各組分流經(jīng)體積的差異，使不同分子量的組分得以分離的層析方法。 （2）原理：當具有一定分子量分布的高聚物溶液從柱中通過時，較小的分子在柱中停留時間比大分子停留的時間要長，樣品各組分即按分子大小順序而分開，最先淋出的是最大的分子。 葡聚糖凝膠性能與編號的關(guān)系：75、結(jié)晶的過程分哪幾步？結(jié)晶的方法有哪些？影響結(jié)晶的因素有哪些？工業(yè)上獲得更純更大晶體的方法是什么？(1)結(jié)晶過程：形成過飽和溶液 晶核形成 晶體生長(2)結(jié)晶方法：蒸發(fā)法 溫度

29、誘導(dǎo)法 鹽析結(jié)晶法 透析結(jié)晶法 等電點法 化學(xué)反應(yīng)結(jié)晶法(3)影響結(jié)晶的因素：樣品純度 溶液的飽和度 溶劑的影響(4)提高晶體質(zhì)量的途徑 ：晶體大小(過飽和度，溫度，攪拌速度，晶種等) 晶體形狀(選擇不同的溶劑，控制過飽和度，結(jié)晶溫度，調(diào)節(jié)溶液的pH，有目的地加入某種能改變晶形的雜質(zhì)等) 晶體純度(重結(jié)晶：即將晶體用合適的溶劑溶解再次結(jié)晶)76、膜過濾有何特點？膜過濾可分為哪幾種方式，適用范圍如何？ 特點：無相變、低能耗 高效率、污染小 工藝簡單、操作方便 便于與其它技術(shù)集成 微濾 0.110mm：細菌、發(fā)酵細胞、蛋白等 超濾 0.005 0.1mm：蛋白、多糖、大分子 納濾 0.00050.

30、005mm：低聚糖、多價離子 反滲透0.00010.001mm：電解質(zhì)、大于100Da的有機溶質(zhì) 錯流過濾的優(yōu)點： 便于連續(xù)化操作過程中控制循環(huán)比； 流體流動平行于過濾表面，產(chǎn)生的表面剪切力帶走膜表面的沉積物，防止污染層積累，使之處于動態(tài)平衡，從而有效地改善液體分離過程，使過濾操作可以在較長的時間內(nèi)連續(xù)進行； 錯流過濾所產(chǎn)生的流體剪切力和慣性舉力能促進膜表面的溶質(zhì)向流體主體的反向運動，提高了過濾速度。78、抗生素的定義、效價單位的定義 (1)抗生素是生物（微生物、動物、植物）在其生命活動過程中所產(chǎn)生的或由其它方法獲得的，能在低微濃度下有選擇性地抑制或影響其它生物機能的有機物質(zhì)。 (2)效價單位：每毫升或每毫克中所含有某種抗生素的有效成分的多少。79、圖示生物合成抗生素的生產(chǎn)工藝流程 80、什么是抗生素的半合成法？目的是什么？ (1)半化學(xué)合成法：用化學(xué)或生物化學(xué)的方法改變已知抗生素的化學(xué)結(jié)構(gòu)，或引入特定的功能基團而獲得的新抗生素品種或其衍生物的總稱。 (2)半合成抗生素的目的：增強抗菌力 擴大抗菌譜；對耐藥菌有效；便于口服； 降低毒副作用反應(yīng)或彌補其它缺陷目的。81、目前生產(chǎn)青霉素的菌種是什么？為了獲得青霉素G，一般在發(fā)酵液中加什么？如何從發(fā)酵液中把抗生素分離出來？ (1)產(chǎn)黃青霉素- (2)苯乙酸前體 (3)青霉素的提取和精制：過濾和預(yù)處理 萃取和精制 結(jié)晶82