發(fā)酵工程復(fù)習(xí)

1、緒論1 .微生物工程的定義微生物工程是討論微生物生長、繁殖及代謝活動、代謝產(chǎn)物合成及其掌 握規(guī)律的科學(xué)。2發(fā)酵（fermentation）是任何通過擴大規(guī)模培育生物細(xì)胞（含動、植物細(xì)胞和微生物細(xì)胞）來生 產(chǎn)產(chǎn)品的過程。3,微生物工程的特征：a發(fā)酵過程既是簡單的生物化學(xué)反響，又與微生物活細(xì)胞息息相關(guān)b發(fā) 酵醪包括固相、液相、汽相，還含有活細(xì)胞及菌絲體c微生物工程可分為發(fā)酵和提純兩個部 分d微生物產(chǎn)物大局部為熱敏性物質(zhì),因此應(yīng)避開過熱及添加保護(hù)劑等。e微生物工程應(yīng)實行: 試驗室小型試驗一中間試驗規(guī)模一大型生產(chǎn)規(guī)模的工藝過程。4.微生物發(fā)酵的宏觀分類a以微生物菌體細(xì)胞為產(chǎn)物的發(fā)酵工業(yè)b以微生物酶（含

2、蛋白質(zhì)）為 產(chǎn)品的發(fā)酵工業(yè)c以微生物代謝產(chǎn)物（含初級代謝和次級代謝產(chǎn)物）為產(chǎn)品的發(fā)酵工業(yè)d采用 微生物酶修飾作用的微生物轉(zhuǎn)化發(fā)酵工業(yè)e微生物廢水處理和其它（清潔工程）.5,發(fā)酵工藝基本過程;發(fā)酵原料的預(yù)處理菌種斜面培育 種子擴大培育微生物發(fā) 酵和掌握發(fā)酵產(chǎn)物的分別提取或菌體采用6 ,發(fā)酵必需具備的條件（問答需進(jìn)行發(fā)酵原料的選擇（培育基組成）及預(yù)處理要有某種相宜的微生物，需進(jìn)行微生物 菌種的選育及擴大培育。（3）要有進(jìn)行微生物發(fā)酵的設(shè)施。（4）要有保證或掌握微生物進(jìn)行代 謝的各種條件（包括溫度、溶氧濃度及相宜酸堿度）。（5）要有將菌體或代謝產(chǎn)物提取出來，精 制成產(chǎn)品的方法和設(shè)施。（6）需進(jìn)行發(fā)酵

3、廢物的回收和采用。第一章.野生菌株指直接從自然界篩選得到的菌株.、養(yǎng)分缺陷型突變株養(yǎng)分缺陷型突變株（auxotrophic mutant）:指在微生物生長過程中，因產(chǎn) 品合成途徑中某種酸缺陷，而不能生成終產(chǎn)物，只能生成中間代謝物，必需添加終產(chǎn)物,微生物 才能生長的突變株。3、調(diào)整突變株調(diào)整突變株（adjustable mutant）:指菌株因受外界條件影響，而產(chǎn)生不受終產(chǎn)物 及其結(jié)構(gòu)類似物反響抑制或阻遏的突變株，此時終產(chǎn)物能夠大量積累。4靜置培育法:又稱厭氣培育，即將培育基盛于發(fā)酵罐中，在接種后,不通空氣進(jìn)行培育；.通氣培育法的定義又稱好氣性發(fā)酵，這種發(fā)酵在培育過程中必需通入空氣，以維持肯定的

4、溶 氧水平，菌體才能快速進(jìn)行生長發(fā)酵。.菌種保藏的目的及原理;（1）菌種保藏的目的:盡可能長時間保持原有菌株優(yōu)良的生產(chǎn)性能、 提高菌種的存活率，削減菌種的變異，以及不被雜菌污染以利于生產(chǎn)上長期使用。保藏原理:依據(jù)菌種的生理、生化特點，人為地制造條件，使菌種的代謝活動處于不活潑狀O.防止菌種衰退的措施： 供應(yīng)良好的環(huán)境條件;用優(yōu)良的保藏方法;定期純化菌種8,菌種復(fù)壯的方法:純種分別轉(zhuǎn)變培育條件，以到達(dá)復(fù)壯的目的 淘汰已衰退的個體.種子擴大培育的任務(wù)。種子的要求:個體與群體生理性狀穩(wěn)定;（2）活力強，移種至發(fā)酵后，能夠快速生長;（3）無雜菌 污染;（4）目的產(chǎn)物產(chǎn)量高。種子擴大培育的任務(wù):獲得純而

5、壯的、活力旺盛的、接種量足夠的 培育物，為每次發(fā)酵罐的投料,供應(yīng)相當(dāng)數(shù)量的代謝旺盛的種子。.影響種子質(zhì)量的主要因素1、培育基2、種齡與接種量3、溫度4、pH值5、通氣和攪拌 6、泡沫7、染菌的掌握8、種子級數(shù)確實定.發(fā)酵工業(yè)對微生物菌種的要求（問答）1、菌種能在廉價原料制成的培育基上快速生長和大量合成目的產(chǎn)物;2、菌種能在要求不高、 易掌握的培育條件下快速生長和發(fā)酵，以縮短發(fā)酵周期;3、依據(jù)代謝調(diào)控要求,選擇高產(chǎn)的野 生菌株、養(yǎng)分缺陷型突變株或調(diào)整突變株;4、菌株抗噬菌體力量強，以防止感染噬菌體而造成 “倒灌”現(xiàn)象的發(fā)生。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

6、病原菌，不產(chǎn)生任何有害的生物活性物質(zhì)和毒素，以保證產(chǎn)品的平安。其次章1.培育基：是指供微生物生長繁殖和生物合成各種代謝產(chǎn)物所需要的、按肯定比例配制的、 多種養(yǎng)分物質(zhì)的混合物。2,前體：在產(chǎn)物的生物合成過程中,被菌體直接用于產(chǎn)物合成而自身結(jié)構(gòu)無顯著變化的物質(zhì)。 3,消毒：用物理或化學(xué)的方法殺死物料、容器器皿內(nèi)外病原微生物的過程，一般只能殺死養(yǎng)分 細(xì)胞而不能殺死細(xì)菌芽泡。4 .滅菌(sterilization):用物理或化學(xué)的方法殺死物料或設(shè)施中全部有生命的有機體的技術(shù)或工 藝過程;它既能殺死養(yǎng)分細(xì)胞又能殺死細(xì)菌芽也。5.oBx,DE(術(shù)語解釋);工業(yè)上用DE值表示淀粉糖的糖組成。6,培育基的種類

7、和用途;a按養(yǎng)分物質(zhì)的來源分(組成培育基)有自然培育基、合成培育基、半 合成培育基。b按培育基制成的形式分:固體培育基、半固體培育基、液體培育基。c按培育 基的主要成分或使用目的分基礎(chǔ)培育基(MM)、選擇培育基、鑒定培育基、完全培育基(CM)d 按生產(chǎn)工藝要求分(生產(chǎn)培育基)抱子培育基、種子培育基、發(fā)酵培育基。培育基的用途:篩選 菌種、保藏菌種、檢驗雜菌、培育種子、發(fā)酵生產(chǎn)等。.影響葡萄糖酸解反響速度常數(shù)的因素有哪些；.影響葡萄糖復(fù)合反響和分解反響的因素有哪些；9,前體物質(zhì)的作用;1、避開合成途徑的反響抑制作用;2、掌握生產(chǎn)菌合成方向，獲得較高產(chǎn)率。.促進(jìn)劑和抑制劑提高產(chǎn)物產(chǎn)量的緣由:轉(zhuǎn)變了細(xì)

8、胞膜的滲透性，增加了氧的傳遞速度，轉(zhuǎn)變 了菌體對氧的有效采用。.滅菌的方法：干熱滅菌法、濕熱滅菌法、射線滅菌法、化學(xué)試劑滅菌法、介質(zhì)過濾滅菌 法。要求:既要到達(dá)滅菌目的，又要使培育基中培育基成分的破壞盡可能削減到最低限度。.對數(shù)殘留定律的內(nèi)容：微生物活菌數(shù)的削減速率(或稱死亡速率)與任一瞬間殘存的菌數(shù) 成正比。.加熱滅菌的原理：依據(jù)微生物在溫度超過最高溫度時，細(xì)胞中原生質(zhì)體和酶的基本成分一 蛋白質(zhì)發(fā)生不行逆的凝固變性，使微生物在很短時間內(nèi)死亡這一特性進(jìn)行的。.影響培育基滅菌的因素：培育基成分、培育基pH、培育基顆粒的大小、泡沫。.分批滅菌與連續(xù)滅菌的選用：當(dāng)培育基中含有較多固體顆?；蜉^多泡沫時

9、,以分批滅菌較 好，由于在這種狀況下，連續(xù)滅菌不徹底;對于容積小的發(fā)酵罐，連續(xù)滅菌的優(yōu)點不明顯,采納分 批滅菌比擬便利;對于大型液體發(fā)酵，培育基固體顆粒少，泡沫少時采納連續(xù)滅菌較好。.促進(jìn)劑和抑制劑的作用是什么？起生長因子的作用；(2)推遲菌體的自溶;(3)抑制了合 成某些其他產(chǎn)物的途徑而使向所需產(chǎn)物的途徑轉(zhuǎn)化;(4)降低了產(chǎn)生菌的呼吸，使之有利于合 成;(5)轉(zhuǎn)變發(fā)酵液的物理性質(zhì)，改善了通氣效果;(6)與產(chǎn)物形成復(fù)鹽,降低了發(fā)酵液中產(chǎn)物濃度, 避開了反響抑制，有利于促進(jìn)產(chǎn)物合成。.濕熱滅菌方法的計算；第三章.發(fā)酵ML制:是指微生物通過其代謝活動，采用基質(zhì)合成人們所需要的產(chǎn)物的內(nèi)在規(guī)律。.同功

10、酶是指能催化相同的生化反響,但酶蛋白分子結(jié)構(gòu)有差異的一類酶.調(diào)整組成酶是指酶的合成不依靠于環(huán)境中的物質(zhì)存在而存在的一類酶；,調(diào)整誘導(dǎo)酶是細(xì)胞為適應(yīng)外來底物或其結(jié)構(gòu)類似物而臨時合成的一類酶；.初級代謝是指微生物合成它們在生長和繁殖過程中所必需的物質(zhì)(如糖、氨基酸、脂肪、 核甘酸及其聚合物)的過程;所合成的物質(zhì)稱為初級代謝產(chǎn)物。.次級代謝產(chǎn)物是指微生物在生長和繁殖過程中合成對微生物的生長、繁殖無關(guān)或功能不明 確的化合物的過程;這些化合物稱為次級代謝產(chǎn)物。,糖酵解途徑的幾個關(guān)鍵調(diào)控前及其調(diào)控；培育基中的葡萄糖類物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)以后，經(jīng)糖酵解途徑生成丙酮酸，其中1,6二磷酸果糖 激酶是調(diào)控酶；丙酮酸進(jìn)入

11、線粒體脫竣生成乙酰CoA,局部竣化生成草酰乙酸,二者縮合生成 檸檬酸，進(jìn)入TCA循環(huán);線粒體內(nèi)順烏頭酸水合酶受檸檬酸誘導(dǎo)，一局部檸檬酸生成異檸檬酸, 另一局部檸檬酸經(jīng)細(xì)胞質(zhì)(細(xì)胞質(zhì)內(nèi)順烏頭酸水合酶阻遏，檸檬酸不能分解)到達(dá)細(xì)胞外;線粒 體內(nèi)對NADP+專一的異檸檬酸脫氫酶受檸檬酸阻遏后異檸檬酸不能分解而進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)內(nèi), 對NAD+專一的異檸檬酸脫氫酶受檸檬酸激活，催化異檸檬酸水解生成。-酮戊二酸,。-酮 戊二酸進(jìn)入線粒體，經(jīng)TCA循環(huán)生成草酰乙酸，供應(yīng)檸檬酸合成的原料來源；,糖酵解中間產(chǎn)物(丙酮酸)的不同去路a、在有氧條件下，丙酮酸進(jìn)入線粒體，脫氫和脫竣生成乙酰CoA,在TCA循環(huán)中脫氫,并氧化

12、 形成C02和H20,糖酵解生成的NADH+H+經(jīng)呼吸鏈將氫傳遞給氧生成H20。b、在無氧條件下，丙酮酸有三種去向：在乳酸菌中受乳酸脫氫酶作用,丙酮酸作為受氫體被還原為乳酸;(2)在酵母菌中受丙酮酸 脫竣酶作用丙酮酸脫歿生成乙醛，再在乙醇脫氫酶作用下，乙醛為受氫體生成乙醇;(3)在梭狀 桿菌中，丙酮酸脫竣生成乙酰CoA,然后經(jīng)一系列變化生成丁酰CoA、乙酰乙酰CoA,再進(jìn)一 步被還原為丙酮、丁醇。.檸檬酸發(fā)酵必需具備哪些條件；合成條件：(1)菌體有活性很強的檸檬酸合成酶;(2)有足夠的底物來源(要有活性很強的丙酮酸脫酸酶和催化C02固定的酶)(3)順烏頭酸水合酶阻遏失活或很微弱。.檸檬酸積累的

13、生物調(diào)整；a、第一個調(diào)整位點一磷酸果糖激醵(PFK);反響抑制劑:檸檬酸、長鏈脂肪酸、ATP、Ala、NADH+H+;激活齊(J:無機磷化合物、ADP、AMP、 NH4+、Mg2+、NAD+;當(dāng)黑曲霉在缺Mn2+的培育基中培育時,可提高細(xì)胞內(nèi)NH4+濃度,PFK 不受檸檬酸的抑制,檸檬酸增產(chǎn)；b、其次個調(diào)整位點一檸檬酸合成酶;菌種為革蘭氏陰性菌:檸檬酸合成酶由四個亞單位組成, 受NADH+H+抑制;菌種為革蘭氏陽性菌:檸檬酸合成酶由兩個亞單位組成受ATP反響抑制; c、第三個調(diào)整位點一異檸檬酸脫氫酶:在線粒體內(nèi)，異檸檬酸脫氫酶的輔酶是NADP+,檸檬酸 濃度增加，脫氫酶受抑制,異檸檬酸不能分解

14、;在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)，異檸檬酸脫氫酶的輔酶是NAD+,脫 氫酶受檸檬酸、AMP、ADP激活,ATP抑制，檸檬酸濃度增加，脫氫酶激活，異檸檬酸能分解; d、第四個調(diào)整位點一順烏頭酸水合酶：細(xì)胞質(zhì)內(nèi)順烏頭酸水合酶受Glu和a -酮戊二酸阻遏；檸檬酸對線粒體內(nèi)順烏頭酸水合酶的合成有誘導(dǎo)作用。.酶活性的調(diào)整類型,酶活性調(diào)整的方式；酶活性的調(diào)整是指在酶分子水平上的一種代謝調(diào)整，它是通過轉(zhuǎn)變現(xiàn)成的酶分子活性來調(diào)整 新陳代謝的速率,包括酶活性的激活和抑制;A同功酶調(diào)整B協(xié)同反響抑制C累積反響 抑制D增效反響抑制E挨次反響抑制.酶誘導(dǎo)的類型，酶阻遏的類型；能促進(jìn)調(diào)整誘導(dǎo)酶產(chǎn)生的物質(zhì)稱為誘導(dǎo)物，它可以是該酶的底物,也可

15、以是難以代謝的底物類 似物或底物的前體物質(zhì)。阻遏的類型主要有末端代謝產(chǎn)物阻遏和分解代謝產(chǎn)物阻遏兩種。.谷氨酸族氨基酸生物合成途徑及其發(fā)酵機制；由三竣酸循環(huán)中產(chǎn)生的a -酮戊二酸，在谷氨酸脫氫酶和氫供體存在下進(jìn)行還原性氨化作用 而得到。1、EMP途徑和HMP途徑與谷氨酸發(fā)酵的關(guān)系:EMP途徑和HMP途徑為谷氨酸 合成供應(yīng)原料草酰乙酸和乙酰CoA o 2、TCA、DCA循環(huán)、CO2固定與谷氨酸發(fā)酵的關(guān)系 (l)TCA循環(huán):TCA循環(huán)中a 一酮戊二酸脫氫酶的欠缺，使TCA循環(huán)堵塞,Q 一酮戊二酸積累, 在NH4+作用下，受谷氨酸脫氫酶作用發(fā)生氨基還原化生成谷氨酸。異檸檬酸脫氫酶不僅催化 a 一酮戊二

16、酸的合成，而且供應(yīng)a 一酮戊二酸還原氨基化生成谷氨酸所必需的NADPH+H+; (2)DCA循環(huán):異檸檬酸受異檸檬酸分解酶作用生成琥珀酸和乙醛酸，后者與乙酰CoA作用生 成蘋果酸，作為TCA循環(huán)堵塞后蘋果酸的回補反響;異檸檬酸分解酶的生成受生物素掌握:一 方面，生物素欠缺，異檸檬酸分解酶喪失，使DCA循環(huán)關(guān)閉，不能供應(yīng)原料,因此生物素不行缺; 另一方面，生物素濃度過高，琥珀酸脫氫生成延胡索酸，琥珀酸濃度減小,異檸檬酸分解酶活性 增加，使DCA循環(huán)增加，不利于谷氨酸的積累,因此生物素濃度不宜過高;再次掌握生物素適量, 可使菌體細(xì)胞拉長，提高了細(xì)胞膜的通透性，削減了反響抑制,有利于谷氨酸積累。(3

17、)CO2固定:為谷氨酸的合成供應(yīng)原料。草酰乙酸的補充是通過C02固定反響完成的。當(dāng)PEP的濃度低時,PEP段化酶不被乙酰CoA和1,6-二磷酸果糖激活,PEP簡單進(jìn)入分解途徑 當(dāng)乙酰CoA的濃度增加,與二磷酸果糖共同對PEP竣化酶激活，代謝轉(zhuǎn)向82固定。3、NH3的導(dǎo)入：a 一酮戊二酸還原氨基化生成谷氨酸：氧由于能和NADPH+H+反響生成水，從而抑制a 一酮戊二酸生成谷氨酸，而NH4+能夠與a -酮戊二酸反響，故可激活生成谷氨酸。4、細(xì)胞膜通透性掌握細(xì)胞膜磷脂質(zhì)含量高，細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)完整,細(xì)胞膜對谷氨酸通透性削減，不利于谷氨酸排出細(xì)胞 外；掌握生物素的添加量:生物素是不飽和脂肪酸生物合成中乙酰C

18、oA竣化酶的輔酶，當(dāng)生物 素缺乏時，就抑制了不飽和脂肪酸的生成，導(dǎo)致磷脂含量缺乏，提高了細(xì)胞膜對谷氨酸的通透 性;生物素充分,可以促進(jìn)不飽和脂肪酸合成，進(jìn)一步形成磷脂，磷脂的積累，導(dǎo)致細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)完 整，谷氨酸滲透性削減，胞外谷氨酸積累削減。添加飽和脂肪酸:飽和脂肪酸可以阻擋生物素在不飽和脂肪酸合成中的作用，不飽和脂肪 酸削減，因此磷脂的形成削減，細(xì)胞滲透性增大；添加外表活性劑:外表活性劑對不飽和脂肪酸的合成有拮抗作用，加入外表活性劑聚氧乙 烯山梨糖醇酎棕桐酸酯(POEFF),使菌體內(nèi)飽和脂肪酸增加，不飽和脂肪酸削減，抑制了磷脂的 合成，當(dāng)飽和脂肪酸與不飽和脂肪酸比值超過1時，細(xì)胞膜形成不完整，

19、有利于胞外谷氨酸積 累；添加青霉素:青霉素結(jié)構(gòu)與細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)粘多肽主鏈N一乙酰牧草酸一五肽結(jié)構(gòu)相像，抑制了 N乙酰牧草酸一五肽與甘氨酸五肽的結(jié)合,從而抑制交聯(lián)的合成，使細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)不完整從而 失去對細(xì)胞膜的保護(hù)作用，細(xì)胞膜受機械損傷，也能使細(xì)胞膜滲透性增大，導(dǎo)致細(xì)胞外谷氨酸 的大量積累。5、菌種選育模型：(1)選育生物素缺陷型:生物素缺陷型菌株由于阻斷了生物素合成，假設(shè)限制外源生物素供應(yīng)量, 抑制不飽和脂肪酸合成，使磷脂含量削減，導(dǎo)致細(xì)胞膜不完整，提高了細(xì)胞膜的谷氨酸滲透性。 選育油酸缺陷型:選育油酸缺陷型菌株，阻斷不飽和脂肪酸的合成，并限制外源油酸供應(yīng)量, 就可限制磷脂的合成;當(dāng)培育基中油酸過度

20、時,添加外表活性劑和高級脂肪酸無效，而添加青 霉素有效；選育甘油缺陷型:甘油缺陷型菌株不能合成a 一磷酸甘油，因此掌握甘油添加量就能抑制 磷脂的合成。選育溫度敏感突變株油于磷脂結(jié)構(gòu)簡單，又是細(xì)胞膜的必要組成局部，因此當(dāng)磷脂本身的 合成發(fā)生障礙時，磷脂的含量就會降低。磷脂必需在肯定溫度下合成，假如從大量溫度敏感型 突變株中去進(jìn)行篩選，在較低溫度下培育假設(shè)干小時，再轉(zhuǎn)至較高溫度下培育幾十小時，就可得 到能在生物素豐富的培育基中也能大量分泌谷氨酸、細(xì)胞膜合成有缺陷的突變株。其他突變株:抗藥性突變株、乙酸缺陷型、二氨基庚二酸缺陷型、溶菌酶敏感型等突變株。.喋吟核甘酸及喀咤核甘酸全合成途徑中的關(guān)鍵酶及其

21、調(diào)控；喋吟核甘酸的全合成途徑及調(diào)整機制（1）全合成途徑調(diào)整機制:A、第一個關(guān)鍵酶:磷酸核 糖焦磷酸（PRPP）轉(zhuǎn)酰胺酶，催化磷酸核糖焦磷酸生成5-磷酸核糖胺;抑制劑:a.GMP、GDP、 GTP、IMP等6羥基喋吟核甘酸類物質(zhì);b.AMP、ADP、ATP等6氨基喋吟核甘酸類物質(zhì); B、其次個關(guān)鍵酶:IMP脫氫酶受GMP反響抑制和阻遏，受A、G抑制;GMP還原酶受ATP反 饋抑制，但ATP可作為XMP- GMP反響的供能體；SAMP合成酶受AMP反響抑制和阻遏, 受A、G抑制；AMP脫氨酶受GTP抑制，但GTP可作為SAMP -AMP反響的供能體;故此 AMP濃度提高，那么抑制SAMP合成酶，使

22、IMP轉(zhuǎn)向合成GMP;此時由ATP作為供能體；相反 假設(shè)GMP濃度提高,那么抑制和阻遏IMP脫氫酶，使IMP轉(zhuǎn)向合成AMP,由GTP作供能體；C、組氨酸抑制ATP-PRATP 1-（5匚磷酸核糖基）-三磷酸腺甘，從而阻礙AICAR（ 5-氨基-4-氨 甲酰咪嗖核甘酸）的生成；D、細(xì)胞膜透性調(diào)整細(xì)胞中Mn2+限量,細(xì)胞形態(tài)變化，細(xì)胞伸長和膨脹,這有利于磷酸核糖焦 磷酸合成酶、次黃喋吟焦磷酸轉(zhuǎn)移酶及5-磷酸核糖等透至細(xì)胞外，催化R-5-P、PRPP與Hx 合成IMP;當(dāng)Mn2+過度時，菌體呈小球狀和卵圓形，酶向細(xì)胞外分泌受抑制，留在菌體內(nèi),IMP 產(chǎn)量急劇削減。此外在Mn2+過度下培育的細(xì)胞，如果

23、在發(fā)酵液中添加對IMP積累有效的表 面活性劑或適量生物素，也會使酶不斷滲出細(xì)胞外，進(jìn)行IMP合成。.喀咤核昔酸的生物合成及其調(diào)整機制;（1）全合成途徑調(diào)整機制:第一個關(guān)鍵酶:氨基甲酰 磷酸合成酶，受UMP、UDP、UTP反響抑制，受精氨酸和尿喀咤的反響阻遏，鳥氨酸的激 活,IMP、XMP、GMP等對該酶有促進(jìn)作用；其次個關(guān)鍵酶:天冬氨酸轉(zhuǎn)氨甲酰酶，受CTP、 UMP、UDP、UTP抑制,ATP、dATP激活;第三個關(guān)鍵酶:胞甘酸合成酶，受CTP反響抑制； 尿甘酸發(fā)酵機制:選育尿甘二磷酸養(yǎng)分缺陷型突變株，切斷UMP向下生成CTP的途徑，選育 UMP結(jié)構(gòu)類似物抗性突變株，遺傳性解除UMP類物質(zhì)對氨

24、基甲酰磷酸合成酶的反響調(diào)整，發(fā) 酵時限量添加UDP或UTP或CTP,即可大量積累生成UMPo16、嚏咤核甘酸的補救途徑及其調(diào)整機制:當(dāng)培育基中存在尿喀咤或胞喀咤時，由于尿喀咤或 胞喀咤對天冬氨酸轉(zhuǎn)氨甲酰酶的抑制作用，全合成途徑受阻，此時在喀咤核甘酸焦磷酸化酶作 用下,PRPP將磷酸核糖基轉(zhuǎn)給堿基而生成尿甘酸或胞甘酸、其中堿基是一個調(diào)整物,其量多 少打算生成尿甘酸或胞甘酸的多少。17闡述檸檬酸的代謝調(diào)控;（問答）18 .分析如何通過發(fā)酵過程代謝調(diào)控，實現(xiàn)賴氨酸的積累（問答）第四章L發(fā)酵動力學(xué)：是討論發(fā)酵過程中菌體生長、基質(zhì)消耗、產(chǎn)物生成的動態(tài)平衡及其內(nèi)在規(guī)律 的科學(xué)。2,連續(xù)發(fā)酵：又稱連續(xù)培育，

25、是指以肯定速度向發(fā)酵罐內(nèi)添加新奇培育基，同時以相同速度流 出培育液，從而使發(fā)酵罐內(nèi)的液量維持恒定，使培育物在近似恒定狀態(tài)下生長的培育方法 3口、v、QP、YG表示用于菌體生長的碳源對菌體的得率常數(shù)；m微生物的碳源維持常數(shù);Ym表示碳源對代謝產(chǎn)物的得率常數(shù)；YX/S、YP/S、mO YGO、QO2（術(shù)語解釋）;YATP 稱作ATP消耗對菌體的得率。4 ,發(fā)酵動力學(xué)的討論內(nèi)容:包括了解微生物生長過程中的質(zhì)量平衡和能量平衡,發(fā)酵過程中菌 體生長速率、基質(zhì)消耗速率和產(chǎn)物生成速率的相互關(guān)系，環(huán)境因素對三者的影響，以及影響其 反響速度的條件。5,微生物生長的四個階段：a延滯期：把微生物從一種培育基中轉(zhuǎn)接到

26、另一培育基的最初一 段時間里，盡管微生物細(xì)胞的重量有所增加，但細(xì)胞的數(shù)量沒有增加，細(xì)胞個體長大并合成新 的酶系和細(xì)胞物質(zhì)。B對數(shù)生長期：對細(xì)菌、酵母等單細(xì)胞微生物來講，細(xì)胞的生長速度大 大加快，單位時間內(nèi)細(xì)胞的數(shù)目或質(zhì)量的增加維持穩(wěn)定，并到達(dá)最大值。C穩(wěn)定期：在細(xì)胞生 長代謝過程中，培育基中的底物不斷被消耗,一些對微生物生長代謝有害的物質(zhì)在不斷積累。 受此影響，微生物的生長速率和比生長速率就會漸漸下降，直至完全停止,這時就進(jìn)入穩(wěn)定期。 D衰亡期：在衰亡期，細(xì)胞的養(yǎng)分物質(zhì)和能源儲藏已消耗殆盡，不能再維持細(xì)胞的生長和代謝,因而細(xì)胞開頭死亡。.發(fā)酵過程特點（問答）;1）發(fā)酵過程是微生物簡單群體的生命

27、活動。（2）發(fā)酵反響體系中有細(xì)胞 的生長，基質(zhì)的消耗和產(chǎn)物的生成，它們有各自的最正確反響條件;（3）發(fā)酵反響有多種代謝途 徑;（4）微生物反響過程中，細(xì)胞形態(tài)、組成要經(jīng)受生長、繁殖、維持、死亡等假設(shè)干階段,不同菌 齡的細(xì)胞有不同的活性；（5）發(fā)酵體系是多相體系，包括氣相、液相和固相;（6）發(fā)酵體系是多組 分的:培育基中有多種養(yǎng)分成分，多種代謝產(chǎn)物,細(xì)胞內(nèi)也具有不同生理功能的大、中、小分子 化合物;（7）發(fā)酵過程中細(xì)胞代謝是非線性的,其過程用非線性方程描述；.從發(fā)酵動力學(xué)角度解釋微生物發(fā)酵的碳源平衡（問答）；.厭氧發(fā)酵制作酸奶時,德氏乳桿菌的比生長速率為0.5 hl,種子液中德氏乳桿菌含量80億

28、 個/毫升，接種量為10%,試求該酸奶發(fā)酵完成時（菌含量80億個/毫升）所需的時間。最適稀釋率D的計算。第五章1 ,呼吸強度：指單位質(zhì)量干菌體在單位時間內(nèi)所吸取的氧量，以QO2表示,單位為（mmolO2/g 干菌體 h）o2,耗氧速率定義：指單位體積培育液在單位時間內(nèi)的吸氧量，以y表示,單位為（mmolO2/Lh） 3.y：耗氧速率；QO2：呼吸強度；KLa： kd（術(shù)語解釋）；.好氣性發(fā)酵對無菌空氣的要求：發(fā)酵過程不致于染菌，過濾后空氣無菌度到達(dá)N=10-3;,空氣過濾除菌的類型（一）肯定過濾:是介質(zhì)之間的空隙小于被濾除的微生物,當(dāng)空氣流過介 質(zhì)后，空氣中的微生物被濾除；（二）深層過濾：空氣

29、流過介質(zhì)過濾層時，借助慣性碰撞、阻截、 靜電吸附、布朗集中、重力沉降等作用,將其塵埃和微生物截留在介質(zhì)層內(nèi)，到達(dá)過濾除菌的 目的。介質(zhì)過濾除菌的機制：（1）慣性碰撞滯留作用（臨界速度以上）（2）阻截滯留作用（臨界速 度以下）（3）布朗集中作用重力沉降作用靜電吸附作用。在五種除菌機制中，當(dāng)氣流速度 大于臨界速度時,以慣性碰撞滯留作用為主;當(dāng)氣流速度小于臨界速度時，以阻截滯留作用、布 朗集中作用、重力沉降作用、靜電吸附作用為主。,氧的傳遞途徑與傳質(zhì)阻力；.影響氧傳遞速率的主要因素；.攪拌轉(zhuǎn)速、葉徑對溶氧和混合程度的影響；.空氣凈化流程選擇的依據(jù)及要求（問答）。依據(jù):必需提高過濾除菌效率；凈化要求:

30、1、削減進(jìn)口空氣的含菌數(shù);2、設(shè)計和安裝合理的空氣過濾器,選用除菌效率高的過 濾介質(zhì);3、降低進(jìn)入空氣過濾器的空氣相對濕度，保證介質(zhì)在干燥狀態(tài)下工作,提高過濾除菌 效率;主要是設(shè)計合理的空氣預(yù)處理設(shè)施，以到達(dá)除油、水和雜質(zhì)的目的。.空氣過濾器的設(shè)計；H.發(fā)酵罐通氣速率的計算。各種微生物對培育液中溶氧濃度的最低要求，稱為臨界氧濃度，以C臨界表示。Ay 、上第八早.溫度對微生物生長的影響:溫度影響微生物體內(nèi)各種酶催化反響的速度和蛋白質(zhì)的性質(zhì), 因此溫度不但打算其是否生長發(fā)育，而且打算微生物生長發(fā)育旺盛與否;各種微生物各有其生 長發(fā)育所需的溫度;溫度低，微生物生長緩慢，溫度愈高，微生物死亡愈快。溫度影響菌體生長 速度:一方面，在其最適溫度范圍內(nèi)，生長代謝隨溫度上升加快，產(chǎn)物生成量增加;另一方面，溫 度過高，菌體易于年輕，產(chǎn)物生成量削減;故溫度不宜太高，需要有一個最適溫度。.影響發(fā)酵溫度的因素：發(fā)酵液的溫度變化受生物熱、攪拌熱、蒸發(fā)熱、輻射熱的影響, 用公式表示為發(fā)酵熱:Q發(fā)酵二Q生物+Q攪拌一Q蒸發(fā)一Q輻射。.泡沫