名词解释1.原生质体融合:将遗传性状不同的两种菌(包括种间、种内及属间)融合为一个新细胞的技术。
即实现遗传重组。
2.维持系数:微生物菌株的一种特性值,对于特定的菌株、特定的基质和特定的环境因素是一个常数。
3.种子培养基:满足菌种生长用的。
营养丰富,氮源、维生素比例较高。
4.补料分批发酵:指在分批培养过程中,间歇或连续地补加新鲜培养基的培养方法。
5.促进剂:那些非细胞生长所必须的营养物,又非前体,但加入后能提高产量的添加剂。
6.发酵热:发酵过程中释放出来的净能量(J/m3·h),由产热因素和散热因素两方面决定。
7.全挡板条件:在一定转速下再增加罐内附件而轴功率保持不变。
8.生理酸性盐:p99无机氮盐被菌体作为氮源利用后,培养液中就留下了酸性物质,经微生物代谢后形成酸性物质的无机氮源叫做生理酸性物质。
9.生长部分关联型:微生物生长与产物合成是分开的。
特点为:第一时期:菌体迅速增长,产物形成很少或无;第二时期:产物高速形成,生长可能有第二峰;碳源利用出现两高峰。
10.临界溶氧浓度:指在好氧发酵中,满足微生物呼吸的最低氧浓度。
11.诱变育种:利用各种被称为诱变剂的物理因素和化学试剂处理微生物细胞,提高基因突变频率,在通过适当的筛选方法获得所需要的高产优质菌种的育种方法。
12.OTR:单位体积培养液中的氧传递速率[mol/(m3·s)]OTR=K L a(C*-C L)K L——以氧浓度为推动力的总传递系数(m/s)a——比表面积(m2/m3)K L a——容积传递系数(s-1)C*——与p平衡的液相氧浓度(mol/m3)C L——液相主体氧浓度(mol/m3)13.发酵培养基:满足大生产中大量菌体生长和繁殖以及代谢产物积累的营养物质。
14.连续发酵:在培养过程中,一方面连续地向发酵罐中加入培养基,另一方面同时以相同的流速从发酵罐中排出含有产品的发酵液。
使发酵罐内料液量维持恒定,微生物在近似恒定状态下生长的发酵方式。
15.摄氧率:单位时间内单位体积的发酵液所需要的氧量。
16.搅拌热:搅拌器的机械搅拌的动能以摩擦放热的方式使热量散发在发酵液中。
17.前体:些化合物加入到发酵培养基中,能直接被微生物在生物合成过程结合到产物分子中去,而其自身的结构并没有多大变化,但是产物的产量却因加入而有较大的提高。
这类小分子物质称为前体。
18.生长关联型:菌体生长、碳源利用和产物形成几乎都在相同的时间出现高峰19.过滤除菌:采用定期灭菌的介质来阻截流过的空气所含的微生物而取得无菌空气。
D1.配料较粗,营养丰富,完全,C/N合适,原料来源充足,质优价廉,成本低,有利于大量积累产物。
这些是()的一般特点。
A.选择培养基B.保藏培养基C.种子培养基D.发酵培养基A2.( ) 是一类微生物维持正常生长不可缺少的,但自身不能合成的微量有机化合物。
A.生长因子B.碳源C.氮源D.微量元素A3.要求发酵设备现代化程度高、体系内营养物浓度和产物浓度始终一致、菌种容易发生变异的问题无法解决这种发酵方式是()。
A.连续发酵B.分批发酵C.补料分批发酵D.半连续发酵ABDE4.微生物工程的工业生产水平由以下()要素所决定。
A.生产菌种性能B.发酵工艺C.菌种筛选技术D.产物分离提取工艺E.生产设备ABCD5.微生物发酵工程生产产品的类型主要包括:()A.微生物菌体本身B.微生物初级代谢产物C.微生物次级代谢产物D.微生物代谢的转化产物E.微生物产生的色素ABC6.空气分过滤器常用过滤介质是()A.棉花B.活性炭C.(玻璃)纤维纸D.硅藻土7.发酵过程中需要经常测定的参数有:()A.温度B.罐压C.空气流量D.pH E.菌体浓度D8.微生物在单罐连续培养时达到稳定的平衡条件是()。
A.D >μB.D <μC.D =μD.D ≠μBC9.在发酵过程中引起pH下降的因素有()A.碳氮比例不当,氮源过多B.碳氮比例不当,碳源过多C.生理酸性物质存在D.中间补料中氨水或尿素加入过多ABCD10.介质过滤除菌的主要原理有:()A.惯性冲击滞留作用B.拦截滞留作用C.布朗扩散作用D.重力沉降作用E.静电吸引作用D2.生物反应器间歇操作, 在发酵过程中,不断进行通气(好氧发酵)和为调节发酵液的pH而加入酸碱溶液外, 与外界没有其它物料交换。
这种培养方式操作简单, 是一种最为广泛使用的方式, 称之为()。
A.连续发酵B.半连续发酵C.补料分批发酵D.分批发酵CDE3.引起发酵液中pH下降的因素有()。
A.碳源不足B.碳、氮比例不当C.消泡剂加得过多D.生理酸性物质的存在E.碳源较多ABCD4.微生物发酵工程发酵产物的类型主要包括()。
A.产物是微生物菌体本身B.产品是微生物初级代谢产物C.产品是微生物次级代谢产物D.产品是微生物代谢的转化产物E.产品是微生物产生的色素B5.在通用式发酵罐的结构中为了()在发酵罐内壁需安装挡板。
A.防止搅拌器运转时液体溢出B.防止搅拌器运转时液体产生漩涡,C.防止搅拌器运转时液体飞出轴封D.防止搅拌器运转时浆叶不工作ACE6.生物产品的后处理过程一般包括()。
A.培养液的预处理B.浓缩C.产物的提取D.产物初步纯化E.精制B7.菌体的倍增时间是()增加一倍所需要的时间。
A.细胞质量B.菌体浓度C.菌体种类D.呼吸强度C8.下列选项中,不属于空气贮罐的功能的是()A、消除空压机排出空气量的脉动B、分离部分油水C、捕集较大的灰尘颗粒D、维持稳定的压力B9.下表为某培养基的配方,有关叙述正确的是()成分蛋白胨葡萄糖K2HPO4 伊红美蓝蒸馏水含量10g 10g 2g 0.4g 0.065g 1000mLA、从化学成分看该培养基属于合成培养基,从用途看该培养基属于鉴别培养基B 、培养基中属于碳源的物质主要是葡萄糖,属于氮源的物质是蛋白胨C 、该培养基缺少能提供生长因子的物质D 、该培养基pH调好后就可以接种菌ABC10.按照工作原理不同,空气干燥又可分为()。
A.沸腾干燥B.气流干燥C.喷雾干燥D.微波干燥1、请标明下列小型机械搅拌通风发酵罐的主要部件名称。
1、轴封2、窥镜3、取样口4、夹套5、温度计接口6、轴7、搅拌器8、底轴承9、通风管10、挡板1.请画出喷射加热-真空冷却连续灭菌系统工艺流程图,标明主要设备名称。
1、简述发酵培养基的主要成份有哪些?举例说明各主要成份中的一些常用物质。
碳源:玉米淀粉、马铃薯、麦芽氮源:无机氮源(铵盐、硝酸盐和氨水)和有机氮源(玉米浆、蛋白胨、酵母粉)。
无机盐和微量元素:磷酸盐、硫酸镁、钾盐、微量元素等生长因子:氨基酸、嘌呤、嘧啶等。
前体:苯乙酸、肌醇、溴化物等。
促进剂和抑制剂水2、如何预防和控制发酵过程染菌?杂菌污染的预防:一、种子带菌及其防治严格控制无菌室的污染;在制备种子时对砂土管、斜面、三角瓶及摇瓶均严格进行管理,防止杂菌的进入而受到污染。
二、空气带菌及其防治①加强生产环境的卫生管理,减少生产环境中空气的含菌量,正确选择采气口。
②设计合理的空气预处理工艺。
③设计和安装合理的空气过滤器,防止过滤器失效。
三、操作失误导致染菌及其防治①在灭菌升温时,要打开排气阀门,使蒸汽能通过并驱除罐内冷空气,一般可避免“假压”造成染菌。
②要严防泡沫升顶,尽可能添加消泡剂防止泡沫的大量产生。
③避免蒸汽压力的波动过大,应严格控制灭菌温度,过程最好采用自动控温。
④发酵过程多的采用自动控制。
四、设备渗漏或“死角”造成的染菌及其防治设备渗漏主要是指发酵罐、补糖罐、冷却盘管、管道阀门等,由于化学腐蚀(发酵代谢所产生的有机酸等发生腐蚀作用)、电化学腐蚀、磨蚀、加工制作不良等原因形成微小漏孔后发生渗漏染菌。
使用前检查设备。
3、简述发酵过程溶氧浓度控制的策略及主要方法有哪些?溶氧对于菌体生长和产物合成非常重要。
供氧不足。
会抑制好氧微生物的生长代谢。
而氧对厌氧微生物是一种毒害。
对溶氧的控制从供氧和需氧两方面入手。
从供氧方面:可通过氧传递的推动力(C* - C L)和体积氧传递系数K L a的控制。
可通过改变搅拌速率,通风量、罐压、氧分压达到。
从需氧方面:调节温度和调整养料的浓度。
从供氧方面考虑:(1)提高kLa•:提高搅拌转速:kLa ∝ (Pg/V)α ×VsвPg ∝ N2.46可见,提高N可以有效的提高kLa,从而增加发酵液中的溶氧浓度。
提高Vs-空气流速:由公式kLa ∝ (Pg/V) ×Vs可知,提高Vs即提高通风量Q也可以有效的提高kLa。
但不能够无限的增加通风量,研究表明,当通风量增加到一定的量后,(Pg/V)会随着Q 的增加而下降。
也就是说单位体积发酵液所拥有的搅拌功率会下降,不但不能提高kLa,甚至会造成kLa值的下降。
;(2)提高(c* - cL),即氧传递动力:提高罐压:Pi增加则与之平衡的Ci也会增加,对提高(c* - c)是有一定作用的。
利用纯氧(成本较高,易引起爆炸);消沫剂:加入消沫剂,分布在气液界面,增大了传递阻力,使KL下降。
使用的消沫剂是表面活性物质,尽管会引起溶解氧浓度的暂时下降,但最终会改善发酵液的通气效率。
离子强度:电解质溶液中的气泡比在水中的要小,所以有较大的比表面积。
因此同样条件下,电解质溶液的KLα值也比水中的大。
影响推动力的因素:如温度、电解质溶液等。
4、简述发酵过程控制的主要参数有哪些,并请举例说明?(1)物理参数:温度、搅拌转速、空气压力、空气流量、溶解氧、表观粘度、排气氧(二氧化碳)浓度等化学参数:基质浓度(包括糖、氮、磷)、pH、产物浓度、核酸量等生物参数:菌丝形态、菌浓度、菌体比生长速率、呼吸强度、基质消耗速率、关键酶活力等5、简述对微生物菌种进行诱变育种的主要步骤有哪些?选择合适的出发菌株—制备待处理的菌悬液——诱变处理——筛选——保藏和扩大试验1、合适的出发菌株:考虑出发菌株是否具有特定生产性状的能力或潜力;具备一些有利的性状。
2、制备待处理的菌悬液:待处理的菌悬液应考虑微生物的生理状态、悬液的均一性和环境条件。
3、诱变处理:诱变剂有物理诱变剂、化学诱变剂、生物诱变剂。
诱变处理有单一诱变和复合诱变处理。
4、筛选5、保藏和扩大试验2.简述微生物工程下游加工的工艺流程和技术?3、发酵过程的pH控制策略和主要方法有哪些?1、选择原则:既有利于微生物的生长,又可以做大限度的获得高产。
最适pH与微生物生长,产物形成之间的相互关系有四种类型:菌体比生长速率μ和产物比生产速率QP的最适pH在一个相似的较宽的范围内(比较容易控制);μ较宽、QP范围较窄,或μ较窄、QP较宽(难控制,应严格控制);μ和QP对pH都很敏感,其最适pH相同(μ和Q 应严格控制);更复杂,μ和QP对pH都很敏感,并有各自的最适pH(难度最大);2、调节调节基础培养基的配方调节碳氮比(C/N)添加缓冲剂补料控制直接加酸加碱补加碳源或氮源4、简述泡沫对发酵过程的影响及如何控制泡沫?影响:降低发酵设备的利用率;增加了菌群的非均一性;增加了染菌的机会;导致产物的损失;消泡剂会给后面的提取工序带来困难;泡沫中的代谢气体不易被带走,改变了生活环境,使菌体代谢异常,导致菌体提前自溶控制:物理消沫法:罐内消沫法和罐外消沫法化学消沫法:天然油脂,聚醚类等减少培养基中易起泡的成分减少培养基中粘度大的成分适当减少通气量及搅拌转速5、简述微生物原生质体融合育种的主要步骤?选择亲株、原生质体的制备、原生质体的融合、原生质体再生和融合子选择等步骤五、综合题某研究人员从土壤中分离得到一株能产生蛋白酶的优良菌株,请你设计一套完整的实验方案将其开发成产品并进行规化模生产。