微生物工程思考題

微生物工程指導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（與化學工程相比）(1)優(yōu)點：（與化學工程相比）=1\*GB3①生產(chǎn)過程通常在常溫常壓下進行，操作條件溫和=2\*GB3②原料以碳水化合物為主，不含有毒物質(zhì)。=3\*GB3③能高度選擇性地進行復雜化合物在特定部位反應(yīng)，如氧化、還原、官能團導入等。=4\*GB3④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)；=5\*GB3⑤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)酵過程中尚存在的問題：=1\*GB3①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=2\*GB3②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。=3\*GB3③原料是農(nóng)副產(chǎn)品，雖然價廉，但質(zhì)量波動較大。=4\*GB3④生產(chǎn)前準備工作量大，花費高，相對化學反應(yīng)而言，反應(yīng)器效率低。=5\*GB3⑤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(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9、菌種保藏方法中，常用于產(chǎn)孢子和芽孢的保藏的方法是哪一個？現(xiàn)逐漸被哪一種方法取代？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（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)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①提高通向目標產(chǎn)物的代謝流②擴展代謝途徑③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)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27、發(fā)酵級數(shù)是如何定義的？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：=1\*GB3①適宜的徑高比。[高：直徑約為2.5～4]=2\*GB3②能承受一定的壓力。[水壓試驗（1.5倍）]=3\*GB3③攪拌通風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。=4\*GB3④應(yīng)具有足夠的冷卻面積。[代謝產(chǎn)熱]=5\*GB3⑤發(fā)酵罐內(nèi)應(yīng)拋光，盡量減少死角。[避免積污、染菌]=6\*GB3⑥軸封應(yīng)嚴密，盡量減少泄漏。(2)發(fā)酵罐的結(jié)構(gòu)：=1\*GB3①罐體=2\*GB3②攪拌器=3\*GB3③擋板=4\*GB3④空氣分布裝置=5\*GB3⑤換熱裝置=6\*GB3⑥消泡裝置=7\*GB3⑦軸封、聯(lián)軸器和軸承=8\*GB3⑧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（heatresistance）（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)基成分(5)泡沫(6)顆粒34、簡述實罐滅菌的主要步驟？(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(0.1MPa)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：=1\*GB3①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；=2\*GB3②蒸汽負荷均衡，鍋爐利用率高，操作方便。=3\*GB3③適于自動控制，降低勞動強度。缺點：設(shè)備復雜，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16-20m，充填系數(shù)為8%時，所形成的網(wǎng)格空隙為20-50m。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：=1\*GB3①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=2\*GB3②介質(zhì)填充厚度=3\*GB3③介質(zhì)填充密度:增加填充密度，可提高過濾效率=4\*GB3④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）S＞＞Ks，趨向于max然而，由于代謝產(chǎn)物或基質(zhì)濃度過濃可能會導致抑制作用，出現(xiàn)比生長速率下降當濃度超過某值，還可能導致細胞脫水(2)對產(chǎn)物形成的影響=1\*GB3①基質(zhì)濃度對產(chǎn)物形成的影響類似于生長=2\*GB3②在一定范圍內(nèi)，基質(zhì)濃度大，通常產(chǎn)物產(chǎn)量高=3\*GB3③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)物的合成不利什么是臨界氧濃度和氧的滿足度？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：=1\*GB3①增加空氣中氧的含量，使氧分壓增加，進行富氧通氣=2\*GB3②提高罐壓=3\*GB3③改變通氣速=4\*GB3④增加攪拌速度(2)需氧方面：=1\*GB3①調(diào)整養(yǎng)料的濃度=2\*GB3②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)導致產(chǎn)物的損失49、發(fā)酵過程中如何控制泡沫的產(chǎn)生？常用的消泡劑有哪些？(1)泡沫的控制：機械消泡；化學消泡（消泡機理：=1\*GB3①降低泡沫的機械強度，使泡沫破裂=2\*GB3②降低液膜的表面黏度，使液膜的液體流失，導致泡沫破裂）(2)消泡劑：=1\*GB3①天然油脂---常用豆油、玉米油、米糠油（能兼作碳源）=2\*GB3②聚醚類---聚氧丙烯甘油（GP）、聚氧乙烯氧丙烯甘油（GPE）=3\*GB3③高級醇類---十八醇=4\*GB3④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（①空罐準備②實罐滅菌③連消④補料⑤種子⑥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）使用抑制噬菌體復制的化學藥物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55、生產(chǎn)率、得率、發(fā)酵系數(shù)有何不同？生產(chǎn)率（Kg/m?h）得率（kg產(chǎn)物/kg基質(zhì)）發(fā)酵系數(shù)（kg產(chǎn)物/罐容積m?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：=1\*GB3①細胞的高密度培養(yǎng)=2\*GB3②發(fā)生底物抑制的過程=3\*GB3③分解代謝物阻遏=4\*GB3④營養(yǎng)缺陷菌株的培養(yǎng)=5\*GB3⑤前體的補充(3)連續(xù)操作：=1\*GB3①細胞的生產(chǎn)=2\*GB3②代謝產(chǎn)物的生產(chǎn)=3\*GB3③細胞生理特性的研究=4\*GB3④發(fā)酵動力學研究=5\*GB3⑤培養(yǎng)基的改進59、發(fā)酵動力學主要是研究內(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)學模型定量地描述發(fā)酵過程中細胞生長速率、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)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)物合成的動力學類型可分為哪三種類型？類型Ⅰ：生長關(guān)聯(lián)型類型Ⅱ：部分生長關(guān)聯(lián)型類型Ⅲ：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)反復凍結(jié)-融化法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70、在抗生素工業(yè)中常用的萃取劑有哪些？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：=1\*GB3①發(fā)酵液提取廢液中夾帶有機溶劑微粒，導致產(chǎn)品損失；=2\*GB3②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??？料液移動的方向和萃取劑移動的方向相反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。(=1\*GB3①陽離子交換劑：平衡離子帶正電荷=2\*GB3②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1～100號；弱酸類101～200；強堿類201～300；弱堿類301~400；中強酸類401～500。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)常用樹脂命名：724；732；71774、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：=1\*GB3①形成過飽和溶液=2\*GB3②晶核形成=3\*GB3③晶體生長(2)結(jié)晶方法：=1\*GB3①蒸發(fā)法=2\*GB3②溫度誘導法=3\*GB3③鹽析結(jié)晶法=4\*GB3④透析結(jié)晶法=5\*GB3⑤等電點法=6\*GB3⑥化學反應(yīng)結(jié)晶法(3)影響結(jié)晶的因素：=1\*GB3①樣品純度=2\*GB3②溶液的飽和度=3\*GB3③溶劑的影響(4)提高晶體質(zhì)量的途徑：=1\*GB3①晶體大小(過飽和度，溫度，攪拌速度，晶種等)=2\*GB3②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)=3\*GB3③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：=1\*GB3①無相變、低能耗=2\*GB3②高效率、污染小=3\*GB3③工藝簡單、操作方便=4\*GB3④便于與其它技術(shù)集成微濾0.1～10m：細菌、發(fā)酵細胞、蛋白等超濾0.005～0.1m：蛋白、多糖、大分子納濾0.0005～0.005m：低聚糖、多價離子反滲透0.0001～0.001m：電解質(zhì)、大于100Da的有機溶質(zhì)77、何為終端過濾、錯流過濾？有何特點？終端過濾：污染嚴重的為終端過濾。錯流過濾：污染較輕的為錯流過濾錯流過濾的優(yōu)點：=1\*GB3①便于連續(xù)化操作過程中控制循環(huán)比；=2\*GB3②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；=3\*GB3③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)半化學合成法：用化學或生物化學的方法改變已知抗生素的化學結(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：=1\*GB3①增強抗菌力=2\*GB3②擴大抗菌譜；=3\*GB3③對耐藥菌有效；=4\*GB3④便于口服；=5\*GB3⑤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：=1\*GB3①過濾和預處理=2\*GB3②萃取和精制=3\*GB3③結(jié)晶82、目前國際上常用于抗生素效價測定的方法是什么？“管碟擴散法”為國際上常用的方法83、谷氨酸積累機理是什么？在發(fā)酵過程中如何控制發(fā)饋調(diào)節(jié)的發(fā)生？(1)谷氨酸積累機理：谷氨酸產(chǎn)生菌喪失或僅有微弱的-酮戊二酸脫氫酶活力，使-酮戊二酸不能繼續(xù)氧化；但谷氨酸脫氫酶活力很強，同時NADPH2再氧化能力弱，這樣就使-酮戊二酸到琥珀酸的過程受阻；在有過量銨離子存在時，-酮戊二酸經(jīng)氧化還原共軛的氨基化反應(yīng)而生成谷氨酸。(2)控制細胞膜的通透性：谷氨酸發(fā)酵的關(guān)鍵在于發(fā)酵培養(yǎng)期間谷氨酸生產(chǎn)菌細胞膜結(jié)構(gòu)與功能上的特異性變化，使細胞膜轉(zhuǎn)變成有利于谷氨酸向膜外滲透的樣式，即完成谷氨酸非積累型細胞向谷氨酸積累型細胞的轉(zhuǎn)變。這樣，由于終產(chǎn)物谷氨酸不斷地排出細胞外，使細胞內(nèi)的谷氨酸不能積累到引起反饋調(diào)節(jié)的濃度，谷氨酸就會在細胞內(nèi)繼續(xù)不斷地被優(yōu)先合成。84、常用于谷氨酸提取的方法？圖示谷氨酸制味精的工藝流程。85、黑曲霉生物合成檸檬酸的主要途徑是什么？圖示檸檬酸深層發(fā)酵法的生產(chǎn)工藝流程。生物合成途徑是：葡萄糖經(jīng)EMP或HMP降解，形成丙酮酸；丙酮酸一方向氧化脫羧生成乙酰COA、另一方面經(jīng)CO2固定羧化成草酰乙酸：然后草酰乙酸與乙酰COA縮合生成檸檬酸。86、什么是啤酒？按生產(chǎn)方式可分為哪三類？(1)啤酒以大麥芽﹑酒花﹑水為主要原料﹐經(jīng)酵母發(fā)酵作用釀制而成的飽含二氧化碳的低酒精度酒。(2)生產(chǎn)方式分類：鮮啤酒，熟啤酒，生啤酒87、發(fā)酵度與發(fā)酵速度的定義，簡述啤酒的生產(chǎn)工藝流程(1)發(fā)酵度：酵母對麥芽汁的發(fā)酵能力。(2)發(fā)酵速度：產(chǎn)生二氧化碳的量。我國啤酒生產(chǎn)常的酵母菌是哪一種？生產(chǎn)啤酒的主要原料是什么？各起什么作用？(1)我國全部采用下面酵母發(fā)酵啤酒(2)釀造啤酒的原料：=1\*GB3①大麥：大麥是啤酒生產(chǎn)的主要原料，生產(chǎn)中是先將大麥制成麥芽，再用來釀造啤酒=2\*GB3②酒花：賦予啤酒香味和爽口的苦味，增進啤酒的泡沫持久性和穩(wěn)定性，與麥汁共沸時能促進蛋白質(zhì)凝固，利于澄清，并能增高麥汁和啤酒的防腐能力。=3\*GB3③水：糖化，洗糟，啤酒稀釋=4\*GB3④輔助原料：以價廉而富含淀粉的谷物為麥芽輔助原料，可降低原料成本和噸酒糧耗；使用糖類或糖漿為輔料，可以節(jié)省糖化設(shè)備的容量，同時可以調(diào)節(jié)麥汁中糖的比例，提高啤酒發(fā)酵度；使用輔助原料，可以降低麥汁中蛋白質(zhì)和多酚類物質(zhì)的含量，降低啤酒色度，改善啤酒風味和非生物穩(wěn)定性；使用部分輔助原料(如小麥)可以增加啤酒中糖蛋白的含量，改進啤酒的泡沫性能。緒論1680年列文虎克制成顯微鏡───證明了微生物的存在。1857年，巴斯德（LouisPasteur）微生物之父證明了酒精是由活的酵母發(fā)酵引起的。并提出了著名的發(fā)酵理論：一切發(fā)酵過程都是微生物作用的結(jié)果。1897年德國化學家畢希納發(fā)現(xiàn)磨碎的酵母仍使糖發(fā)酵形成酒精───酶1905年，柯赫建立微生物純培養(yǎng)技術(shù)，為微生物學的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)?？坪盏墓腆w培養(yǎng)基也是微生物學研究史上的一大突破。第一章生產(chǎn)菌種的篩選1、工業(yè)化菌種的要求有哪些？①遺傳性能要相對穩(wěn)定，不易變異退化；②能夠利用廉價的原料，簡單的培養(yǎng)基，大量高效地合成產(chǎn)物；③抗病毒能力強，不易感染它種微生物或噬菌體；④產(chǎn)生菌及其產(chǎn)物的毒性必須考慮（在分類學上最好與致病菌無關(guān)，不產(chǎn)生任何有害的生物活性物質(zhì)和毒素，包括抗生素、激素和毒素等，保證安全）；⑤有關(guān)合成產(chǎn)物的途徑盡可能地簡單，或者說菌種改造的可操作性要強；⑥生產(chǎn)特性要符合工藝要求（如生長速度和反應(yīng)速度較快，發(fā)酵周期短等）。⑦培養(yǎng)和發(fā)酵條件溫和（糖濃度、溫度、pH、溶解氧、滲透壓等）2.在工業(yè)生產(chǎn)中常用的微生物主要有細菌、酵母菌、霉菌和放線菌3、自然界分離微生物的一般操作步驟？從環(huán)境中分離目的微生物時，為何一定要進行富集培養(yǎng)？樣品的采集-預處理—培養(yǎng)—培養(yǎng)—菌落的選擇—出篩—復篩—性能的鑒定—菌種保藏富集培養(yǎng)的原因：自然界中目的微生物含量很少，非目的微生物種類繁多，進行富集培養(yǎng)，使目的微生物在最適的環(huán)境下迅速地生長繁殖，數(shù)量增加，由原來自然條件下的劣勢種變成人工環(huán)境下的優(yōu)勢種，使篩選變得可能。4.每克土壤的含菌量大體上有一個十倍系列的遞減規(guī)律：

細菌（～108）＞放線菌（～107）＞霉菌（～106）＞酵母菌（～105）＞藻類（～104）＞原生動物（～103）第二章微生物的代謝調(diào)節(jié)和控制1、酶活性調(diào)節(jié)的反饋抑制類型和抑制機制。反饋抑制——主要表現(xiàn)在某代謝途徑的末端產(chǎn)物過量時可反過來直接抑制該途徑中第一個酶的活性，促使整個反應(yīng)過程減慢或停止，從而避免了末端產(chǎn)物的過多累積。主要表現(xiàn)在氨基酸、核苷酸合成途徑中。特點：作用直接、效果快速、末端產(chǎn)物濃度降低時又可解除同功酶的主要功能在于其代謝調(diào)節(jié)。在一個分支代謝途徑中，如果在分支點以前的一個較早的反應(yīng)是由幾個同功酶所催化時，則分支代謝的幾個最終產(chǎn)物往往分別對這幾個同功酶發(fā)生抑制作用協(xié)同反饋抑制：指分支代謝途徑中的幾個末端產(chǎn)物同時過量時才能抑制共同途徑中的第一個酶的一種反饋調(diào)節(jié)方式。③增效反饋抑制：系指兩種末端產(chǎn)物同時存在時，可以起著比一種末端產(chǎn)物大得多的反饋抑制作用。累積反饋抑制：每一分支途徑的末端產(chǎn)物按一定百分率單獨抑制共同途徑中前面的酶，所以當幾種末端產(chǎn)物共同存在時，它們的抑制作用是累積的。⑤順序反饋抑制：當E過多時，可抑制C→D，這時由于C的濃度過大而促使反應(yīng)向F、G方向進行，結(jié)果又造成了另一末端產(chǎn)物G濃度的增高。由于G過多就抑制了C→F，結(jié)果造成C的濃度進一步增高。C過多又對A→B間的酶發(fā)生抑制，從而達到了反饋抑制的效果。這種通過逐步有順序的方式達到的調(diào)節(jié)，稱為順序反饋抑制聯(lián)合激活或抑制調(diào)節(jié)一種中間產(chǎn)物參與2個獨立的代謝過程，其濃度影響2個代謝，存在激活抑制的聯(lián)合調(diào)節(jié)。2、大腸桿菌的乳糖操縱子模型中包含幾部分？結(jié)構(gòu)基因、啟動基因、操縱基因、調(diào)節(jié)基因3、微生物細胞初級代謝的調(diào)節(jié)有哪兩種類型？4、次級代謝產(chǎn)物、初級代謝產(chǎn)物初級代謝產(chǎn)物是指微生物通過代謝活動產(chǎn)生的，生長和繁殖所必需的物質(zhì)，如蛋白質(zhì)、核酸等。次級代謝產(chǎn)物是指微生物生長到一定階段才產(chǎn)生的化學結(jié)構(gòu)十分復雜、對該微生物無明顯生理功能，或并非是微生物生長和繁殖所必需的物質(zhì)。5、酶的誘導和阻遏誘導(induction)：是酶促分解底物或產(chǎn)物誘使微生物細胞合成分解代謝途徑中有關(guān)酶的過程。根據(jù)酶的生成與環(huán)境中是否存在酶的底物或其有關(guān)物，可把酶劃分成組成酶和誘導酶兩類。組成酶：不依賴酶底物而合成的酶，如：EMP途徑的一些酶。微生物細胞內(nèi)一直存在，合成是受遺傳物質(zhì)控制。誘導酶：是細胞為適應(yīng)外來底物或其結(jié)構(gòu)類似物通過誘導作用而臨時合成的一類酶。如E.coli在含乳糖的培養(yǎng)基中合成β-半乳糖苷酶和半乳糖苷滲透酶能促進誘導酶產(chǎn)生的物質(zhì)稱為誘導物，它可以是該酶的底物，也可以是難以代謝的底物類似物或是底物的前體物質(zhì)。酶的誘導合成類型同時誘導：即當誘導物加入后，微生物能同時或幾乎同時誘導幾種酶的合成，它主要存在于短的代謝途徑中。例如，將乳糖加入到E．coli培養(yǎng)基中后，即可同時誘導出β-半乳糖苷透性酶、β-半乳糖苷酶和半乳糖苷轉(zhuǎn)乙酰酶的合成；順序誘導：即先合成能分解底物的酶，再依次合成分解各中間代謝物的酶，以達到對較復雜代謝途徑的分段調(diào)節(jié)。（二）酶合成的阻遏阻遏（repression）：在微生物的代謝過程中，當代謝途徑中某末端產(chǎn)物過量時，除可用前述的反饋抑制的方式來抑制該途徑中關(guān)鍵酶的活性以減少末端產(chǎn)物的生成外，還可通過阻遏作用來阻礙代謝途徑中包括關(guān)鍵酶在內(nèi)的一系列酶的生物合成，從而更徹底地控制代謝和減少末端產(chǎn)物的合成。阻遏作用有利于生物體節(jié)省有限的養(yǎng)料和能量。阻遏的兩種類型：1、末端產(chǎn)物阻遏末端產(chǎn)物阻遏（end-productrepression）指由某代謝途徑末端產(chǎn)物的過量累積而引起的阻遏。對直線式反應(yīng)途徑來說，末端產(chǎn)物阻遏的情況較為簡單，即產(chǎn)物作用于代謝途徑中的各種酶，使之合成受阻遏，例如過量的精氨酸阻遏了參與合成精氨酸的許多酶的合成。2、分解代謝物阻遏分解代謝物阻遏（cataboliterepression）：指細胞內(nèi)同時有兩種分解底物（碳源或氮源）存在時，利用快的那種分解底物會阻遏利用慢的底物的有關(guān)酶合成的現(xiàn)象。最早發(fā)現(xiàn)于大腸桿菌生長在含葡萄糖和乳糖的培養(yǎng)基時,葡萄糖分解代謝物阻遏乳糖分解酶而出現(xiàn)“二次生長（diauxicgrowth）”。分解代謝物的阻遏作用，并非由于快速利用的甲碳源本身直接作用的結(jié)果，而是通過甲碳源（或氮源等）在其分解過程中所產(chǎn)生的中間代謝物所引起的阻遏作用。因此，分解代謝物的阻遏作用，就是指代謝反應(yīng)鏈中，某些中間代謝物或末端代謝物的過量累積而阻遏代謝途徑中一些酶合成的現(xiàn)象。第三章優(yōu)良菌種的選育1、經(jīng)常用于菌種的初篩的方法有哪些？各有什么特點？菌種選育中常用的三種培養(yǎng)基①初篩常用的方法：平皿快速檢測法a.是利用菌體在特定固體培養(yǎng)基平板上的生理生化反應(yīng)，將肉眼觀察不到的產(chǎn)量性狀轉(zhuǎn)化成可見的“形態(tài)”變化。具體的有紙片培養(yǎng)顯色法、變色圈法、透明圈法、生長圈法和抑制圈法等。b.這些方法簡單，快速，可大大提高篩選的效率。但缺點是較粗放，一般只能定性或半定量用；而且由于培養(yǎng)平皿上的條件與搖瓶培養(yǎng)，尤其是發(fā)酵罐深層液體培養(yǎng)的條件差別很大，有時會造成兩者結(jié)果不一致。c.平皿快速檢測法操作時應(yīng)注意將培養(yǎng)的菌體充分分散，以形成單菌落，避免多菌株混雜一起，引起“形態(tài)”大小測定的偏差。1）紙片培養(yǎng)顯色法：將飽浸含某種指示劑的固體培養(yǎng)基的濾紙片擱于培養(yǎng)皿中，將待篩選的菌懸液稀釋后接種到濾紙上，保溫培養(yǎng)形成分散的單菌落，菌落周圍將會產(chǎn)生對應(yīng)的顏色變化。從指示劑變色圈與菌落直徑之比可以了解菌株的相對產(chǎn)量性狀。指示劑可以是酸堿指示劑也可以是能與特定產(chǎn)物反應(yīng)產(chǎn)生顏色的化合物。2）變色圈法：將指示劑直接摻入固體培養(yǎng)基中，進行待篩選菌懸液的單菌落培養(yǎng)，或?qū)⒅甘緞﹪姙⒃谝雅囵B(yǎng)成分散單菌落的固體培養(yǎng)基表面，在菌落周圍形成變色圈。如在含淀粉的平皿中涂布一定濃度的產(chǎn)淀粉酶菌株的菌懸液，使其呈單菌落，然后噴上稀碘液，發(fā)生顯色反應(yīng)。變色圈越大，說明菌落產(chǎn)酶的能力越強。3）透明圈法:在固體培養(yǎng)基中滲入溶解性差、可被特定菌利用的營養(yǎng)成分，造成渾濁、不透明的培養(yǎng)基背景。接種后待篩選的菌落周圍會形成透明圈，透明圈的大小反映了菌落利用此物質(zhì)的能力。在培養(yǎng)基中摻入可溶性淀粉、酪素或CaCO3可以分別用于檢測菌株產(chǎn)淀粉酶、產(chǎn)蛋白酶或產(chǎn)酸能力的大小。4）生長圈法:利用一些有特別營養(yǎng)要求的微生物作為工具菌，若待分離的菌在缺乏上述營養(yǎng)物的條件下，能合成該營養(yǎng)物，或能分泌酶將該營養(yǎng)物的前體轉(zhuǎn)化成營養(yǎng)物，那么，在這些菌的周圍就會有工具菌生長，形成環(huán)繞菌落生長的生長圈。該法常用來選育氨基酸、核苷酸和維生素的生產(chǎn)菌。工具菌往往都是對應(yīng)的營養(yǎng)缺陷型菌株。5）抑制圈法：待篩選的菌株能分泌產(chǎn)生某些能抑制工具菌生長的物質(zhì)，或能分泌某種酶并將無毒的物質(zhì)水解成對工具菌有毒的物質(zhì)，從而在該菌落周圍形成工具菌不能生長的抑菌圈。菌種選育中常用的三種培養(yǎng)基：1）基本培養(yǎng)基（MM)：僅能滿足某微生物的野生型或原養(yǎng)型菌株生長需要的最低成分組合培養(yǎng)基。不同微生物的基本培養(yǎng)基成分差別比較大。［-］2）完全培養(yǎng)基(CM)：可滿足某種微生物一切營養(yǎng)缺陷型菌株營養(yǎng)需要的培養(yǎng)基。通過將富含各種氨基酸、維生素、堿基的天然物質(zhì)（如牛肉膏、蛋白胨、麥芽汁）加入基本培養(yǎng)基中制成。［+］3）補充培養(yǎng)基(SM)：只能滿足某種微生物的一種或幾種營養(yǎng)缺陷型及野生型菌株生長需要的培養(yǎng)基。一般由基本培養(yǎng)基加入相應(yīng)營養(yǎng)成分構(gòu)成。2、最為常用的物理誘變劑是什么？紫外誘變的有效波長范圍及注意事項？物理誘變劑：射線如紫外線、X—射線、γ—射線，快中子；紫外線誘變一般采用15W紫外線殺菌燈，波長為253.7nm．燈與處理物的距離為15～30cm，照射時間依菌種而異，一般為幾秒至幾十分鐘。一般我們常以細胞的死亡率表示，希望照射的劑量死亡率控制在70～80%為宜。被照射的菌懸液細胞數(shù)，細菌為106個／ml左右，霉菌孢子和酵母細胞為106～107個／ml。由于紫外線穿透力不強，要求照射液不要太深，約0.5～1.0cm厚，同時要用電磁攪拌器或手工進行攪拌，使照射均勻。由于紫外線照射后有光復活效應(yīng)，所以照射時和照射后的處理應(yīng)在紅燈下進行。3、誘變育種？回復突變？誘變育種：利用各種誘變劑（能夠提高生物體突變頻率的物質(zhì)，如物理因素和化學試劑）處理微生物細胞，提高基因突變效率，再通過適當?shù)暮Y選方法獲得所需要的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)菌種的育種方法?；貜屯蛔儯焊弋a(chǎn)菌株在傳代的過程中，由于自然突變導致高產(chǎn)性狀的丟失，生產(chǎn)性能下降的現(xiàn)象。4、自然選育的特點？優(yōu)點：簡單易行，自然選育雖然突變率很低，但卻是工廠保證穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)的重要措施。缺點：效率低，進展慢，不能滿足育種工作要求；發(fā)生負向突變，表現(xiàn)為菌株的衰退和生產(chǎn)質(zhì)量的下降的幾率更高。5、選育發(fā)酵高產(chǎn)菌種的方法包括基因突變育種和基因重組育種,其中后者包括基因工程育種、雜交育種、和原生質(zhì)體融合育種。第四章菌種的保藏及種子的擴大培養(yǎng)1、各種菌種保藏方法的保藏原理、適用范圍和時間長短。①定期移植法：將斜面培養(yǎng)、液體培養(yǎng)或穿刺培養(yǎng)好的菌種，置于4-6℃冰箱保存，定期移植到新的培養(yǎng)基上生長后繼續(xù)保藏。一般保存期3-6個月。保存的溫度和時間各菌種不一②隔絕空氣法該法是定期移植法的輔助方法。用170℃下滅菌1-2h的液體石蠟封住半固體穿刺培養(yǎng)物，在4-5℃冰箱中保藏，保存期6-12個月。適用于各種好氣性、且不能以石蠟為碳源的菌種，如固氮菌、分枝桿菌、沙門氏菌、毛霉、根霉等。特別對難于冷凍干燥的絲狀真菌和難以在固體培養(yǎng)基上形成孢子的擔子菌等的保藏更為有效。原理：利用低溫、缺氧抑制微生物代謝，推遲細胞老化，防止培養(yǎng)基水分蒸發(fā)，從而延長微生物的壽命。③沙管保藏法、土壤保藏法原理：利用干燥、低溫、隔氧、無營養(yǎng)物的條件保藏菌種。土壤是自然界微生物的共同活動場所，土壤顆粒對微生物具有一定的保護作用。保藏期：4-5℃冰箱保藏，也可常溫下保存，時間可達數(shù)年，甚至數(shù)十年。特點：保藏的效果較好，制作也簡單，比液體石蠟法保藏時間長。適用菌種：產(chǎn)孢子的絲狀真菌和放線菌以及產(chǎn)芽孢的細菌。方法：取河沙過24目篩，用10~20%的鹽酸浸泡除去有機質(zhì)，洗滌，烘干，分裝入安瓿管，加塞滅菌。需要保藏的菌株先用斜面培養(yǎng)基培養(yǎng)，再用無菌水制成細胞或孢子懸液，將10滴懸液注入裝有洗凈、滅菌河沙的沙管內(nèi)，使細胞或孢子吸附在沙上，放到干燥器中吸干沙中的水分，將干燥后的沙管用火焰熔封管口?？梢允覝鼗虻蜏乇２亍Ｍ寥婪ㄒ酝寥来婧由?，不需酸洗，經(jīng)風干、粉碎、過24目篩，分裝滅菌后，同上制備。以上兩種方法統(tǒng)稱為沙土管法。④蒸餾水懸浮法這是最簡單的保藏方法。每個試管中裝5毫升滅菌的無菌水，用接種針從斜面或平板上挑取一環(huán)菌種細胞，接入蒸餾水中并使之懸浮，試管用無菌的橡皮塞塞緊，放置10℃低溫保藏。需用時，可從管內(nèi)移出一環(huán)接到培養(yǎng)基上，而原來的管加塞后仍可繼續(xù)保藏。該法為菌種創(chuàng)造了一個無營養(yǎng)的環(huán)境，也是一種保藏菌種的好方法，保藏期為1年以上。適用菌種：該法適宜保藏詭譎棒狀桿菌（Cornebacteriuminsidiosum)、根瘤病土壤桿菌（Agrobacteriumtumefaciens)、假單孢菌（Pseudomonassp.)等。也有人將其用于酵母、絲狀真菌、及腸道細菌的保藏。⑤麩皮保藏法麩皮保藏法（或稱曲法保藏）常用于放線菌和霉菌的保藏。我國制曲已有悠久歷史，曲既是釀造的酶制劑，又是保藏釀造用微生物的一種方式。將麩皮（也可用各種谷物代替）與水或其它培養(yǎng)基成分以一定的比例拌勻，加水或培養(yǎng)液與麩皮的比例為1:0.8或1:1或1:1.5，原則是按照不同菌種對水分要求不同而定。將拌勻的麩皮分裝在試管或安瓿管等容器中，裝入的麩皮應(yīng)保持疏松，不要緊壓。高溫滅菌后，將菌種接入在適宜溫度下培養(yǎng)，直至形成孢子。再放在干燥器中干燥后，20℃以下溫度保藏。也可將小管用火焰熔封，保存期可達1-3年。該法操作簡單，菌種保藏時間長，不易退化。工廠中經(jīng)常采用。6.真空冷凍干燥法利用低溫、干燥和隔絕空氣等幾個保藏菌種的重要方法的綜合作用。該法是將菌液在凍結(jié)狀態(tài)下升華其中水分，最后獲得干燥的菌體樣品。它同時具備干燥、低溫和缺氧的菌種保藏條件，所以，可使微生物菌種得到較長時間的保存。凍干的菌種密封在較小的安瓿管中，避免了保藏期間的污染，也便于大量保藏。它是目前被廣泛推崇的菌種保藏方法。但是，該法操作相對繁瑣，技術(shù)要求較高。根據(jù)文獻記載，除不生孢子只產(chǎn)菌絲體的絲狀真菌不宜用此法外，其它多數(shù)微生物，如病毒、細菌、放線菌、酵母菌、絲狀真菌等都能凍干保藏。許多菌種用此法可保藏10年以上。具體步驟：①預先將安瓿管用2%鹽酸浸泡，洗凈、烘干后，加入菌種編號標簽紙條，加棉塞，濕熱滅菌后烘干。微生物斜面培養(yǎng)至穩(wěn)定期（最好形成孢子），加入保護劑制成細胞懸液。液體培養(yǎng)的菌體最好用離心法除去培養(yǎng)基后加保護劑制成細胞懸液。在冷凍干燥脫水的過程中，保護劑起到穩(wěn)定細胞膜的作用，即能推遲或逆轉(zhuǎn)膜成分的變性，同時，又可以使細胞免于冰晶損傷而死亡。保護劑還在菌種保藏和復蘇過程中起穩(wěn)定細胞的作用。保護劑一般為脫脂牛奶或馬血清等。②懸液的細胞濃度以108~1010個/ml為宜。將2~3ml保護劑加入斜面內(nèi)，用接種針輕刮菌苔，注意不使懸液中帶入培養(yǎng)基，也不能有過多的氣泡。隨即將懸液分裝安瓿管。為避免保護劑或帶入的培養(yǎng)基中某些成分或產(chǎn)物的影響，在1小時內(nèi)必須將分裝好的安瓿管放到-25~-40℃的低溫冰箱或凍干裝置中預凍。預凍的目的是使水分在真空干燥時直接由冰晶升華為水蒸汽。預凍一定要徹底，否則，干燥過程中一部分冰會融化而產(chǎn)生泡沫或氧化等副作用，或使干燥后不能形成易溶的多孔狀菌塊，而變成不易溶解的干膜狀菌體。預凍的溫度和時間很重要。預凍溫度一般應(yīng)在-30℃以下。在0~-10℃范圍內(nèi)凍結(jié)，所形成的冰晶顆粒較大，易造成細胞損傷。-30℃下凍結(jié)，冰晶顆粒細小，對細胞損傷小。③待結(jié)冰堅硬后（約需0.5~1小時），可開始真空干燥。要求真空度在15分鐘內(nèi)達到0.5mmHg，并逐漸達到0.2~0.1mmHg。在0.2mmHg真空度后水分大量升華，此時也可以略加溫，以加快樣品中水分升華，但需注意不能超過30℃。抽真空過程中樣品應(yīng)始終保持冷凍狀態(tài)。當樣品基本干燥后，樣品溫度上升，加速了樣品殘留水分的蒸發(fā)。少量樣品經(jīng)4小時左右便可以干燥。當真空度達到0.01mmHg時繼續(xù)抽幾分鐘后，一邊抽氣，一邊即可用噴燈熔封安碚管口。然后以高頻電火花檢查各安瓿的真空情況，管內(nèi)呈灰藍色光表示已達真空。檢查時電火花應(yīng)射向安瓿的上半部，切勿直射樣品。制成的安瓿管可在4℃冰箱或室溫下保藏。⑦液氮超低溫保藏法這是鑒于有些微生物不宜采用冷凍干燥法，而其它方法又不能長期保藏，根據(jù)液氮保存精子和血液等的啟發(fā)而發(fā)展起來的菌種保藏法。幾乎所有微生物及動物細胞等均可采用液氮超低溫保藏。只有少量對低溫損傷敏感的微生物例外。液氮保藏的另一大優(yōu)點是可利用各種培養(yǎng)形式的微生物進行保藏，不論孢子或菌體、液體培養(yǎng)物或固體培養(yǎng)物均可使用該法。液氮超低溫保藏技術(shù)已被公認為當前最有效的菌種長期保藏技術(shù)之一，也是適用范圍最廣的微生物保藏法。但缺點是保藏費用高，僅用于保存經(jīng)濟價值高、容易變異，或其他方法不能長期保存的菌種。液氮超低溫保藏過程是將菌種懸浮液封存于圓底安瓿管或塑料的液氮保藏管（材料應(yīng)能耐受較大溫差驟然變化）內(nèi)，放到-150~-196℃的液氮罐或液氮冰箱內(nèi)保藏。操作過程中一大原則是“慢凍快融”。為了減輕冷凍損傷程度，可采用保護劑。液氮保藏一般選用滲透性強的保護劑，如甘油和二甲亞砜。它們能迅速透過細胞膜，吸住水分子，保護細胞不致大量失水，延遲或逆轉(zhuǎn)細胞膜成分的變性并使冰點下降。通常將菌種懸浮在10%（V/V）甘油蒸餾水或10%（V/V）二甲亞砜蒸餾水保護劑中。孢子或菌體懸液的濃度大于108個/ml為好。事先，保護劑甘油應(yīng)在121℃，蒸汽滅菌15分鐘。二甲亞砜應(yīng)過濾除菌。⑧其他冷凍保藏技術(shù)(-20℃)（1）普通冷凍保藏技術(shù)(-20℃)將液體培養(yǎng)物或從瓊脂斜面培養(yǎng)物收獲的細胞分接到試管或指管內(nèi)，然后貯藏于-20℃的普通冰箱中。也可將菌種培養(yǎng)在小的試管或培養(yǎng)瓶斜面上，待生長適度后，將試管或瓶口用橡膠塞嚴格封好，同上置于冰箱中保存。用此方法可以維持若干微生物的活力1—2年。應(yīng)注意的是經(jīng)過一次解凍的菌株培養(yǎng)物不宜再用來保藏。保藏過程中應(yīng)注意控制保藏溫度，培養(yǎng)瓶或試管應(yīng)嚴格密封。這一方法雖簡便易行，但不適宜多數(shù)微生物的長期保藏。超低溫冷凍保藏技術(shù)(-60一-80℃)要求長期保藏的微生物菌種，一般都要求在-60℃以下進行保藏。在超低溫冷藏柜中保藏菌種的一般方法是：1．離心收獲對數(shù)生長中期至后期的微生物細胞；2．用新鮮培養(yǎng)基重新懸浮所收獲的細胞；3．加入等體積的20％甘油或10％二甲亞砜；4．混勻后分裝入冷凍指管或安瓿中，于-70℃超低溫冰箱中保藏。如果待保藏菌種生長在斜面上，則可用含10％甘油的新配制液體培養(yǎng)基洗滌收獲。超低溫冰箱的冷凍速度一般控制在1-2℃／min。若干細菌和真菌菌種可通過此保藏方法保藏5年而活力不受影響。⑨基因工程菌的保藏由載體質(zhì)粒等攜帶的外源DNA片段通常是遺傳不穩(wěn)定的、且很易丟失其外源質(zhì)粒復制子。質(zhì)粒基因通常為宿主細胞生長非必需，且一般情況下當細胞丟失這些質(zhì)粒時，生長速度會加快。當培養(yǎng)基中加入抗生素時，抗生素提供了一個有利于攜帶質(zhì)粒的細胞群體的極為有用的生長選擇壓力。而且抗生素的加入可幫助維持質(zhì)粒復制與染色體復制的協(xié)調(diào)。所以建議基因工程菌應(yīng)保藏在含低濃度選擇劑的培養(yǎng)基中。2、接種量的概念？移入種子的體積接種量＝—————————接種后培養(yǎng)液的體積3、發(fā)酵級數(shù)及特點？種子罐級數(shù)一般由菌絲體培養(yǎng)開始計算發(fā)酵級數(shù)，但有時，工廠從第一級種子罐開始計算發(fā)酵級數(shù)；種子罐級數(shù)越少，越有利于簡化工藝，便于控制，減少染菌；減少消毒及值班工作量，減少因種子罐生長異常而造成的發(fā)酵波動。級數(shù)大，難控制、易染菌、易變異，管理困難，一般2-4級。接種方式：一級種子罐：火圈保護接種法和壓差法；二級種子罐：壓差法；發(fā)酵級數(shù)的確定①種子的性質(zhì)（如菌種傳代后的穩(wěn)定性）；②孢子瓶中孢子的密度（密度大則級數(shù)少）；③孢子發(fā)芽及菌絲繁殖速度（生長特性）；④發(fā)酵罐中種子的最低接種量；⑤種子罐與發(fā)酵罐的容積比（發(fā)酵規(guī)模）；其中菌種的發(fā)生長特性影響最大放線菌（生產(chǎn)抗生素）三級放大，（其中鏈霉素須四級擴大）；細菌生長較快，用二級放大培養(yǎng)（斜面菌種→一級種子搖床培養(yǎng)→二級種子罐培養(yǎng)→發(fā)酵罐）。還要隨著工藝條件的改變作適當?shù)恼{(diào)整。4、擴大培養(yǎng)時接種的時機選擇？5、什么是種子的擴大培養(yǎng)？種子擴大培養(yǎng)的目的、要求及一般步驟？種子擴大培養(yǎng):種子擴大培養(yǎng)是指將保存在砂土管、冷凍干燥管中處休眠狀態(tài)的生產(chǎn)菌種接入試管斜面活化后，再經(jīng)過扁瓶或搖瓶及種子罐逐級擴大培養(yǎng),最終獲得一定數(shù)量和質(zhì)量的純種的過程。這些純種培養(yǎng)物稱為種子。步驟：休眠孢子→母斜面活化→搖瓶種子或茄子瓶斜面或固體培養(yǎng)基孢子→一級種子罐→二級種子罐→發(fā)酵罐種子擴培的目的：接種量的需要，菌種的馴化，縮短發(fā)酵時間、保證生產(chǎn)水平

種子的要求：總量及濃度能滿足要求，生理狀況穩(wěn)定，個體與群體，活力強，移種至發(fā)酵后，能夠迅速生長，無雜菌污染6、微生物發(fā)酵的種子應(yīng)具備哪些條件？①菌種細胞的生長活力強，轉(zhuǎn)種至發(fā)酵罐后能迅速生長，延遲期較短。②菌種生理狀態(tài)穩(wěn)定，如菌體形態(tài)、菌絲生長速率和種子培養(yǎng)液的特性等符合要求；③菌體濃度及總量能滿足大容量發(fā)酵罐接種量的要求，一般接種量大，發(fā)酵時間較短；④無雜菌污染，保證純種發(fā)酵；⑤菌種經(jīng)馴化后適應(yīng)性更強，能保持穩(wěn)定的生產(chǎn)能力。7、導致菌種衰退的原因有哪些？變異衰退；分離現(xiàn)象；自然衰老第五章培養(yǎng)基的制備1、培養(yǎng)基及其分類和組成？微生物的培養(yǎng)基根據(jù)生產(chǎn)用途主要分為哪幾類？①天然培養(yǎng)基：是采用化學成分還不清楚或還不恒定的各種植物和動物組織或微生物的浸出物、水解液等物質(zhì)(例如牛肉膏、酵母膏、麥芽汁、蛋白胨等)制成的。適合于除自養(yǎng)菌外各類微生物生長。②合成培養(yǎng)基：用化學成分和數(shù)量完全了解的物質(zhì)配制而成的。成分精確，重復性強，可以減少不能控制的因素；但由于培養(yǎng)基營養(yǎng)單一，一般微生物在合成培養(yǎng)基上生長較慢，有些微生物營養(yǎng)要求復雜，在合成培養(yǎng)基上不能生長，且價格較高。適于在實驗室范圍作有關(guān)營養(yǎng)、代謝、分類鑒定、生物測定及選育菌種、遺傳分析等定量研究工作。③半合成培養(yǎng)基：多數(shù)培養(yǎng)基配制是采用一部分天然有機物作碳源、氮源和生長因子的來源，再適當加入一些化學藥品以補充無機鹽成分，使其更能充分滿足微生物對營養(yǎng)的需要。大多數(shù)微生物都能在此培養(yǎng)基上生長繁殖。因此，在微生物工業(yè)生產(chǎn)上和試驗研究中被廣泛使用。工業(yè)發(fā)酵中培養(yǎng)基往往依據(jù)生產(chǎn)流程和作用分為：斜面培養(yǎng)基；種子培養(yǎng)基；發(fā)酵培養(yǎng)基2、發(fā)酵培養(yǎng)基的特點和要求是什么？（培養(yǎng)基設(shè)計）①提供必要的營養(yǎng)成分：培養(yǎng)基成分必須滿足細胞生長，代謝活動和合成產(chǎn)物所需的基本要求；還要注意原料價格低廉，質(zhì)量穩(wěn)定，取材容易。而且還要根據(jù)產(chǎn)物合成的特點來設(shè)計培養(yǎng)基；對菌體生長與產(chǎn)物相偶聯(lián)的發(fā)酵類型，充分滿足細胞生長繁殖的培養(yǎng)基就能獲得最大的產(chǎn)物。對于生產(chǎn)氨基酸等含氮的化合物時，它的發(fā)酵培養(yǎng)基除供給充足的碳源物質(zhì)外，還應(yīng)該添加足夠的銨鹽或尿素等氮素化合物。②配制合適的濃度：可以從發(fā)酵動力學有關(guān)生長、產(chǎn)物合成和基質(zhì)利用物料平衡的關(guān)系中大致推算所需原料或大致計算出所需主要原料的需要量。還要注意主成分與其他成分的配比，并且保持適當?shù)恼扯群蜐B透壓，以保證滅菌質(zhì)量。③控制合適的pH：微生物的生長繁殖或產(chǎn)物的合成往往需要—定的pH環(huán)境，在最適pH值下有利于加快各種酶的反應(yīng)。因此在整個發(fā)酵過程中應(yīng)使培養(yǎng)基的pH適合于微生物生長或產(chǎn)物合成所需。④避免產(chǎn)生微生物不能利用的物質(zhì)或形成沉淀葡萄糖與銨鹽或氨基酸的氨基在滅菌高溫下作用形成深褐色物質(zhì)。這種物質(zhì)不被微生物利用。因此這兩類營養(yǎng)物不宜直接配在一起進行滅菌，而應(yīng)采用分開滅菌后再加入發(fā)酵罐內(nèi)。硫酸銨中的SO42-與鈣鹽易形成難溶的硫酸鈣，因此二者也不宜直接配成培養(yǎng)基。⑤注意代謝調(diào)節(jié)物的影響：有些物質(zhì)存在于培養(yǎng)基中往往能明顯地促進或抑制發(fā)酵產(chǎn)物的形成。前體物質(zhì);誘導劑;阻遏物;抑制劑;金屬離子3、培養(yǎng)基中各種成分的作用？(1)碳源功能①構(gòu)成菌體成分的重要元素，②產(chǎn)生各種代謝產(chǎn)物和細胞內(nèi)貯藏物質(zhì)的主要原料，③同時又是化能異養(yǎng)型微生物的能量來源。(2)氮源功能①為細胞生長和產(chǎn)物合成提供氮元素。氮是構(gòu)成微生物細胞蛋白質(zhì)和核酸的主要元素，而蛋白質(zhì)和核酸是微生物原生質(zhì)的主要組成部分。②氮素一般不提供能量，但硝化細菌卻能利用氨作為氮源和能源。③就某一類微生物而言，由于其合成能力的差異，對氮營養(yǎng)的需要也有很大區(qū)別。(3)無機鹽類功能和微量元素①構(gòu)成菌體成分；②作為酶活性基的組成部分或維持酶的活性；③調(diào)節(jié)滲透壓、pH值、氧化還原電位等；④作為自養(yǎng)菌的能源。但不同菌種需求不同；同一微生物在不同生長階段對這些物質(zhì)的最適需求量也不同。（4）前體功能：指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)沒有多大的變化，但產(chǎn)物的產(chǎn)量卻因加入前體而有較大的提高。（5）促進劑和抑制劑促進劑：是一類刺激因子，指那些既不是營養(yǎng)物又不是前體，但卻能提高產(chǎn)量的添加劑，這類物質(zhì)加入或者可以影響微生物的正常代謝，或者促進中間代謝產(chǎn)物的積累，或者提高次級代謝產(chǎn)物的量。抑制劑：抑制劑會抑制某些合成其它產(chǎn)物的途徑，同時會使另外一些代謝途徑活躍，從而獲得人們所需要的某種產(chǎn)物或使正常代謝的某一代謝中間物積累起來。（6）水①水是良好的溶劑，菌體所需要的營養(yǎng)物質(zhì)都是溶解于水中被吸收的。所有的生化反應(yīng)也都是在水溶液中進行的。②滲透、分泌、排泄等作用都是以水為媒介的；③水直接參與代謝作用中的許多反應(yīng)。所以，水在生物化學反應(yīng)中占有極為重要的地位。④水是熱的良導體，比熱高，能有效地吸收代謝過程中所放出的熱，可調(diào)節(jié)細胞的溫度，使細胞內(nèi)溫度不致驟然上升。（7）生長因子廣義說，凡是微生物生長不可缺少的微量有機物質(zhì)都稱為生長因子(又稱生長素)，包括氨基酸、嘌呤、嘧啶、維生素等；狹義說，生長素僅指維生素。與微生物有關(guān)的維生素主要是B族維生素，這些維生素是各種酶的活性基的組成部分，沒有它們，酶就不能活動。有機氮源是這些生長因子的重要來源，多數(shù)有機氮源含有較多的B族維生素和微量元素及一些微生物生長不可缺少的生長因子。（8）酶制劑功能：①使培養(yǎng)基中大分子成分降解，便于微生物的利用；②降低培養(yǎng)基黏度和起泡能力（淀粉酶）③提高培養(yǎng)基成分利用率（9）酸和堿功能：調(diào)節(jié)培養(yǎng)基的pH。4、生長因子主要包括哪幾類？生長因子的特點？(見上)包括氨基酸、嘌呤、嘧啶、維生素等；狹義說，生長素僅指維生素。5、前體及使用方法？前體概念：是指當添加到發(fā)酵培養(yǎng)基中的某些化學物質(zhì)基本上不改變其分子結(jié)構(gòu)而直接進入產(chǎn)物中的小分子物質(zhì)，從而在一定條件下控制產(chǎn)物的合成方向和提高產(chǎn)量。一般采用流加的方式6、產(chǎn)物抑制劑、功能及舉例（酵母甘油生產(chǎn)）？產(chǎn)物促進劑？促進劑：是一類刺激因子，指那些既不是營養(yǎng)物又不是前體，但卻能提高產(chǎn)量的添加劑，這類物質(zhì)加入或者可以影響微生物的正常代謝，或者促進中間代謝產(chǎn)物的積累，或者提高次級代謝產(chǎn)物的量。抑制劑：抑制劑會抑制某些合成其它產(chǎn)物的途徑，同時會使另外一些代謝途徑活躍，從而獲得人們所需要的某種產(chǎn)物或使正常代謝的某一代謝中間物積累起來。舉例：酵母微生物發(fā)酵生產(chǎn)甘油中，亞硫酸氫鈉與代謝過程中的乙醛生成加成物。反應(yīng)式如下：這就使乙醇代謝途徑中的乙醛不能成受氫體，而使NADH在細胞中積累，從而激活a-磷酸甘油脫氫酶的活性，使磷酸二羥基丙酮取代乙醛作為NADH的受氫體，而還原為a-磷酸甘油，其水解后即形成甘油7、常用的有機和無機氮源有哪些？功能？①無機氮源：銨鹽、硝酸鹽、氨水無機氮源的特點：Ａ.微生物對其吸收利用比有機氮快，所以也稱速效氮。Ｂ.氨堿性強，易揮發(fā)，不能加熱滅菌需過濾滅菌。Ｃ.利用無機氮時應(yīng)注意引起的pH變化。②有機氮源：花生餅粉（peanuemeal）；黃豆餅粉(soybeanmeal)；棉子餅粉(cottonseedmeal)玉米麩質(zhì)粉(cornglutenmeal)；魚粉(fishmeal)；蛋白胨、酵母膏、蠶蛹粉、尿素、廢菌絲體和酒糟等它們在微生物分泌的蛋白酶作用下，水解成氨基酸，被菌體進一步分解代謝。玉米漿(cornsteepliquor)：是玉米淀粉生產(chǎn)中的副產(chǎn)物，其中固體物含量在50％。還含有有機酸、還原糖、磷、微量元素、生長素。由于玉米漿的來源不同，加工條件也不同，因此玉米漿成分有較大波動。有機氮源特點：一般無毒，可在培養(yǎng)基中使用較高濃度，但高濃度尿素使培養(yǎng)基中pH上升；含有豐富的蛋白質(zhì)、多肽和游離的氨基酸；還含有少量的糖類、脂肪、無機鹽、維生素及生長因子。有機氮源成分復雜，且來源具有不穩(wěn)定性。所以在有機氮源選取和使用過程中，必須考慮原料的波動對發(fā)酵的影響選擇氮源時：有機氮源和無機氮源應(yīng)當混合使用。早期：容易利用易同化的氮源—無機氮源；中期：菌體的代謝酶系已形成、則利用蛋白質(zhì)工業(yè)生產(chǎn)上常用硫酸銨、尿素、氨水、豆餅粉、花生餅粉、麩皮等原料作氮源。8、常用的碳源有哪些？常用的糖類有哪些，各自有何特點？糖單糖：己糖寡糖：蔗糖、麥芽糖、棉子糖多糖：淀粉、纖維素、半纖維素、甲殼質(zhì)和果膠質(zhì)等，其中淀粉是大多數(shù)微生物都能利用的碳源。脂類有機酸：醋酸、乳酸、檸檬酸、丙酮酸、酒石酸等。低碳醇：碳酸氣、石油、天然氣、甲醇、乙醇等葡萄糖：是最易利用的糖，并且作為加速微生物生長的一種有效的糖。但過多的葡萄糖會過分加速菌體的呼吸，以致培養(yǎng)基中的溶解氧不能滿足需要。糖蜜：是制糖廠生產(chǎn)糖時的結(jié)晶母液，是蔗糖廠的副產(chǎn)物。含有較豐富的糖、氨素、無機鹽和維生素等，是微生物工業(yè)的價廉物美的原料。淀粉：一般要經(jīng)菌體產(chǎn)生的胞外酶水解成單糖后再被吸收利用?？煽朔咸汛x過快的弊病。來源豐富，價格比較低廉。常用的為玉米淀粉、小麥淀粉和甘薯淀粉。油和脂肪：在微生物分泌的脂肪酶作用下水解為甘油和脂肪酸，在溶解氧的參與下，氧化成水和CO2。因此用脂肪作碳源時需比糖代謝供給更多的氧。9、培養(yǎng)基設(shè)計的一般步驟？培養(yǎng)基成分選擇考慮的問題？1、首先必須做好調(diào)查研究2.其次，對生產(chǎn)菌種的培養(yǎng)條件3、最好先選擇一種較好的化學合成培養(yǎng)基做基礎(chǔ)，開始時先做一些搖瓶試驗;然后進一步做小型發(fā)酵罐培養(yǎng)，摸索菌種對各種主要有機碳源和氮源的利用情況和產(chǎn)生代謝產(chǎn)物的能力。4、有些發(fā)酵產(chǎn)物，如抗生素等，除了配制培養(yǎng)基以外，還要通過中間補料法，一面對碳及氮的代謝予以適當?shù)目刂?，一面間歇添加各種養(yǎng)料和前體類物質(zhì)，引導發(fā)酵走向合成產(chǎn)物的途徑。此外，還需注意培養(yǎng)過程中的pH變化，觀察適合于菌種生長繁殖和適合于