1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上說(shuō)明：紅色標(biāo)記為部分名詞解釋。藍(lán)色為老師所畫重點(diǎn)。其余可參考性看一下。第一章 微生物工程概論1、什么是微生物工程？答: 微生物工程即是指,指采用現(xiàn)代工程技術(shù)手段，利用的某些特定功能，為人類生產(chǎn)有用的產(chǎn)品，或直接把微生物應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的一種技術(shù)。發(fā)酵工程的內(nèi)容包括菌種選育、的配置、滅菌、和接種、發(fā)酵過(guò)程和產(chǎn)品的分離提純（）等方面。2、微生物工程主要應(yīng)用在哪些領(lǐng)域？試舉例說(shuō)明。答：微生物工程在食品工業(yè)中的應(yīng)用:食品加工，含醇飲料，發(fā)酵乳制品等。微生物工程在醫(yī)藥衛(wèi)生中的應(yīng)用：抗生素，氨基酸，維生素等。微生物工程在輕工業(yè)中的應(yīng)用：糖酶，蛋白酶，果膠酶等。微生物工程在化工能

2、源產(chǎn)品中的應(yīng)用：醇及溶劑，有機(jī)酸，多糖等。微生物工程在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用：生物農(nóng)藥，生物除草劑，生物增產(chǎn)劑等。微生物工程在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用：有毒廢棄物的微生物處理技術(shù)如:厭氣發(fā)酵法，好氣發(fā)酵法。微生物工程在細(xì)菌冶金中的應(yīng)用：利用氧化亞鐵硫桿菌等自養(yǎng)細(xì)菌把亞鐵氧化為高鐵、把硫和低價(jià)硫化物氧化為硫酸的能力，將含硫金屬礦石中的金屬離子形成硫酸鹽。微生物工程在高技術(shù)研究中的應(yīng)用：為基因工程研究提供載體、酶；醫(yī)學(xué)診斷；工業(yè)過(guò)程檢驗(yàn)用的生物傳感器等。3、什么是半合成抗生素？試舉例說(shuō)明。答：某些天然抗生素在去側(cè)鏈后，可用化學(xué)合成法接上新的側(cè)鏈而改變?cè)锌咕V或其它特性，這樣的抗生素就被稱為半合成抗生素。例如:半合

3、成青霉素、半合成頭孢菌素.4、深層培養(yǎng)技術(shù)答：又稱沉沒(méi)培養(yǎng)法。有時(shí)也稱液體培養(yǎng)法。在深層的液體培養(yǎng)中進(jìn)行的一種發(fā)酵培養(yǎng)方法。操作時(shí)將無(wú)菌空氣通入容器中，不斷攪拌，使微生物充分與氧氣接觸而迅速繁殖。占地面積小，勞動(dòng)力省，產(chǎn)量高，適合于機(jī)械化和自動(dòng)化生產(chǎn)。適用于需氧性微生物。第二章 生產(chǎn)菌種的來(lái)源1、微生物工程的工業(yè)生產(chǎn)具有哪三要素？答：生產(chǎn)菌種的性能 發(fā)酵及提純工藝條件 生產(chǎn)設(shè)備其中優(yōu)良的菌種是最重要的。2、一般菌種分離純化和篩選的步驟是什么？答：一般菌種分離純化和篩選步驟如下：標(biāo)本采集 - 標(biāo)本材料的預(yù)處理 - 富集培養(yǎng) - 菌種初篩 -菌種復(fù)篩 - 性能鑒定 -菌種保藏。 3、常用的標(biāo)本預(yù)處

4、理的方法有哪些？舉例說(shuō)明。答：(1)采用熱處理方法減少材料中的細(xì)菌數(shù) (2)采用膜過(guò)濾和離心的方法濃縮水中的細(xì)胞 (3)采用化學(xué)方法 (4)誘餌法：將固體基質(zhì)（如蛇皮、花粉）等加到待檢的土壤或水中，待其菌落長(zhǎng)出后再鋪平板分離。 (5)空氣攪拌法 ：在空氣中攪拌，收集孢子沉淀，如稻草的處理。4、菌種分離的方法有哪些？答：（1）施加選擇性壓力分離法：(利用不同種類的微生物對(duì)環(huán)境和營(yíng)養(yǎng)要求的不同，人為控制這些條件，使之利于某類或某種微生物的生長(zhǎng)，而不利于其他種類微生物的生存，以達(dá)到使目的菌種占優(yōu)勢(shì)，而得以快速分離純化的目的。)分離培養(yǎng)基的效率取決于其養(yǎng)分，pH和加入的選擇性抑制劑等。（2）隨機(jī)分離方

5、法.5、施加選擇性壓力分離法：答：又稱為增值培養(yǎng)，利用不同種類的微生物對(duì)環(huán)境和營(yíng)養(yǎng)要求的不同，人為控制這些條件，使之利于某類或某種微生物的生長(zhǎng)，而不利于其他種類微生物的生存，以達(dá)到使目的菌種占優(yōu)勢(shì)，而得以快速分離純化的目的。 第三章 微生物的代謝調(diào)節(jié)和代謝工程1、微生物的代謝類型、調(diào)節(jié)方式、調(diào)節(jié)部位 答：代謝類型：分解代謝和合成代謝 代謝調(diào)節(jié)方式：細(xì)胞透性的調(diào)節(jié)；代謝途徑區(qū)域化；代謝流向的調(diào)控；代謝速度的調(diào)控。2、 酶活調(diào)節(jié)和酶量調(diào)節(jié)的區(qū)別 答：區(qū)別：酶活性調(diào)節(jié):是對(duì)現(xiàn)有的酶在活性變化上進(jìn)行調(diào)節(jié)，它不會(huì)涉及酶量的變化， 酶量的調(diào)節(jié):不涉及現(xiàn)有酶活性的變化，只是通過(guò)影響酶合成或酶合成速率以控制酶

6、量變化，達(dá)到控制代謝過(guò)程的目的。 從調(diào)節(jié)作用的特點(diǎn)上看:酶活性調(diào)節(jié)的效果既及時(shí)又迅速，但由于酶量調(diào)節(jié)涉及到酶蛋白合成，它調(diào)節(jié)的效果相應(yīng)地來(lái)得慢。 3、 酶合成調(diào)節(jié)的誘導(dǎo)和阻遏、誘導(dǎo)劑、阻遏物答：酶合成調(diào)節(jié)的誘導(dǎo)：是指在某種化合物作用下，導(dǎo)致某種酶合成或合成速率提高的現(xiàn)象。酶合成調(diào)節(jié)的阻遏：是在某種物質(zhì)作用下導(dǎo)致某種酶合成停止或合成速率降低的現(xiàn)象。誘導(dǎo)劑：能夠誘導(dǎo)某種酶合成的化合物稱為該酶的誘導(dǎo)劑。阻遏物：阻止酶合成的現(xiàn)象稱為酶合成的阻遏。阻遏酶合成的物質(zhì)稱為阻遏物。4、 在工業(yè)發(fā)酵上如何應(yīng)用代謝調(diào)節(jié)理論，試舉例答：代謝調(diào)節(jié)理論在工業(yè)發(fā)酵上的應(yīng)用主要表現(xiàn)在對(duì)發(fā)酵工藝條件的控制： 各種發(fā)酵條件對(duì)微

7、生物代謝的影響：各種發(fā)酵條件對(duì)微生物代謝的影響：既能影響微生物的生長(zhǎng)，又能影響代謝產(chǎn)物的形成，例如在谷氨酸發(fā)酵中，發(fā)酵條件不同，則發(fā)酵生成的主要產(chǎn)物也不同。 使用誘導(dǎo)物：可以有效的增加相應(yīng)酶的產(chǎn)量。如加入木糖誘導(dǎo)半 纖維素酶和葡萄糖異構(gòu)酶的生成等。 添加生物合成的前體：自身的結(jié)構(gòu)無(wú)多大變化，但卻能促進(jìn)產(chǎn)物合成。如青霉素G的生產(chǎn)中，苯乙酰-CoA是限速性因子，補(bǔ)加苯乙酸或其衍生物都能增加青霉素G的產(chǎn)量。對(duì)培養(yǎng)基成分和濃度的控制：在考慮培養(yǎng)基組成與各組成成分的比例時(shí)，要保證能夠滿足機(jī)體生長(zhǎng)的需要，要有利于代謝產(chǎn)物的形成，同時(shí)還要盡量避免使用高用量的這種物質(zhì)。例如用甘油代替果糖作碳源培養(yǎng)嗜熱脂肪酵母

8、，可以使淀粉酶產(chǎn)量提高25倍以上。 5、 前體與誘導(dǎo)物的區(qū)別 答：前體與誘導(dǎo)物的區(qū)別： 概念區(qū)別: 一般，可把那些能在生長(zhǎng)期內(nèi)、生產(chǎn)期前促進(jìn)產(chǎn)物合成的化合物看做誘導(dǎo)物，而前體往往只在生產(chǎn)期內(nèi)起作用。 另外，誘導(dǎo)物可以被非前體的結(jié)構(gòu)類似物取代。6、 次級(jí)代謝的調(diào)節(jié)主要有哪些方式答：初級(jí)代謝對(duì)次級(jí)代謝的調(diào)節(jié) ；碳代謝物的調(diào)節(jié)作用；氮代謝物的調(diào)節(jié)作用；磷酸鹽的調(diào)節(jié)作用；次級(jí)代謝中的誘導(dǎo)作用及產(chǎn)物的反饋?zhàn)饔?；次?jí)代謝中細(xì)胞膜透性調(diào)節(jié) 。（不確定）7、 代謝工程及三種方式 答：代謝工程是指利用基因工程技術(shù)，定向地對(duì)細(xì)胞代謝途徑進(jìn)行修飾、改造，以改變微生物的代謝特性，并與微生物基因調(diào)控、代謝調(diào)控及生化工程

9、相結(jié)合，構(gòu)建新的代謝途徑，生產(chǎn)新的代謝產(chǎn)物的工程技術(shù)領(lǐng)域。 三種方式：改變代謝途徑；擴(kuò)展代謝途徑；構(gòu)建新的代謝途徑。（不確定）8、 前體答：前體是指加入到發(fā)酵培養(yǎng)基中的某些化合物，能被微生物直接結(jié)合到產(chǎn)物分子中去，而自身的結(jié)構(gòu)無(wú)多大變化，且具有促進(jìn)產(chǎn)物合成的作用。 第四章 優(yōu)良菌種選育1、菌種選育的方法及原理。答：（1）自然選育：不經(jīng)人工處理，利用微生物的自然突變進(jìn)行菌種選育的過(guò)程，一般由兩種原因引起：多因素低劑量的誘變效應(yīng)和互變異構(gòu)效應(yīng)。（2）人工選育：誘變育種:就是利用各種被稱為誘變劑的物理因素和化學(xué)試劑處理微生物細(xì)胞，提高基因突變頻率，再通過(guò)適當(dāng)?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

10、法。誘變育種的理論基礎(chǔ)是基因突變，突變主要包括染色體畸變和點(diǎn)突變二大類。 雜交育種：雜交育種是指將兩個(gè)基因型不同的菌株經(jīng)吻合或接合，使遺傳物質(zhì)重新組合，從中分離和篩選具有新性狀的菌株。原生質(zhì)體融合：首先用酶分別酶解兩個(gè)出發(fā)菌株的細(xì)胞壁，在高滲環(huán)境中釋放出原生質(zhì)，將它們混合，在助溶劑或電場(chǎng)作用下，使它們互相凝集，發(fā)生細(xì)胞融合，實(shí)現(xiàn)遺傳重組?；蚬こ蹋簩⑼庠碊NA通過(guò)體外重組后，導(dǎo)入受體細(xì)胞，使其在受體細(xì)胞中復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯表達(dá)的技術(shù)稱為基因工程或DNA體外重組技術(shù)。第五章 菌種保藏的原理和方法 1、菌種衰退的主要原因答：菌種衰退的主要原因是有關(guān)基因的負(fù)突變。2、防止菌種衰退的方法答： 控制傳代次

11、數(shù) 選擇合適的培養(yǎng)條件 利用不同類型的細(xì)胞進(jìn)行傳代 選擇合適的保藏方法3、菌種保藏的原理及方法答：原理:菌種保藏主要是根據(jù)微生物的生理、生化特性，在人工創(chuàng)造的條件下使其代謝處于不活潑的休眠狀態(tài)，生長(zhǎng)繁殖受到抑制。這樣就能盡可能地減低菌種的變異率。方法： 菌 連續(xù)在培養(yǎng)基上（內(nèi)）移種 種 生活態(tài) 傳代培養(yǎng)保藏法 連續(xù)在活宿主上（內(nèi)）移種 保 固體斜面 藏 濕法 半固體瓊脂柱 方 休眠態(tài) 液體介質(zhì)（蒸餾水、糖液、其它溶液） 法 藏在玻璃管內(nèi) 干法 吸附在合適的載體上4、菌種復(fù)壯的措施答：菌種的復(fù)壯措施：純種分離：（平板劃線法、涂布法、傾注法、單細(xì)胞挑取法等）。 通過(guò)寄主體內(nèi)生長(zhǎng)進(jìn)行復(fù)壯 ； 淘汰已

12、衰退的個(gè)體（采用比較激烈的理化條件進(jìn)行處理，以殺死生命力較差的已衰退個(gè)體）。第六章 培養(yǎng)基（重點(diǎn)是培養(yǎng)基的類型與功能以及一般培養(yǎng)基的設(shè)計(jì)思路與優(yōu)化）1、 孢子培養(yǎng)基、種子培養(yǎng)基和發(fā)酵培養(yǎng)基及基本配制要求 答：孢子培養(yǎng)基：是供菌種繁殖孢子的一種常用固體培養(yǎng)基，它能使菌體迅速生長(zhǎng)，產(chǎn)生較多優(yōu)質(zhì)的孢子，且不易引起菌種發(fā)生變異。 所以對(duì)孢子培養(yǎng)基的基本配制要求是：（1）營(yíng)養(yǎng)不要太豐富(特別是有機(jī)氮源)，否則不易產(chǎn)孢子。（2）所用無(wú)機(jī)鹽的濃度要適量，不然也會(huì)影響孢子量和孢子顏色。 （3）要注意孢子培養(yǎng)基的pH和濕度。 種子培養(yǎng)基：是供孢子發(fā)芽、生長(zhǎng)和大量繁殖菌絲體，并使菌體長(zhǎng)得粗壯，成為活力強(qiáng)的“種子”

13、。所以種子培養(yǎng)基的營(yíng)養(yǎng)成分要求比較豐富和完全，氮源和維生素的含量也要高些，成分要考慮在微生物代謝過(guò)程中能維持穩(wěn)定的pH，其組成還要根據(jù)不同菌種的生理特征而定。發(fā)酵培養(yǎng)基：是供菌種生長(zhǎng)、繁殖和合成產(chǎn)物之用。它既要使種子接種后能迅速生長(zhǎng)，達(dá)到一定的菌絲濃度，又要使長(zhǎng)好的菌體能迅速合成所需產(chǎn)物。因此，發(fā)酵培養(yǎng)基的組成除了有菌體生長(zhǎng)所必需的元素和化合物外，還要有產(chǎn)物所需的特定元素、前體和促進(jìn)劑等。 發(fā)酵培養(yǎng)基的要求： 培養(yǎng)基能夠滿足產(chǎn)物最經(jīng)濟(jì)的合成。 發(fā)酵后所形成的副產(chǎn)物盡可能的少。 培養(yǎng)基的原料應(yīng)因地制宜，價(jià)格低廉；且性能穩(wěn)定，資源 豐富，便于采購(gòu)運(yùn)輸，適合大規(guī)模儲(chǔ)藏，能保證生產(chǎn)上的 供應(yīng)。 所選用

14、的培養(yǎng)基應(yīng)能滿足總體工藝的要求，如不應(yīng)該影響 通氣、提取、純化及廢物處理等。 附加：培養(yǎng)基的種類： （1）按培養(yǎng)基的組成成分：合成培養(yǎng)基，多用于研究與育種，但營(yíng)養(yǎng)價(jià)值單一，價(jià)格較高，不適宜大規(guī)模生產(chǎn)；天然培養(yǎng)基，原料來(lái)源廣泛、簡(jiǎn)單，如黃豆餅粉、蛋白胨等，營(yíng)養(yǎng)豐富，價(jià)格低廉，適宜工業(yè)生產(chǎn)。 （2）按培養(yǎng)基的狀態(tài)：固體培養(yǎng)基，主要用于菌種的培養(yǎng)和保存，也廣泛用于產(chǎn)生子實(shí)體真菌的生產(chǎn)，如香菇；半固體培養(yǎng)基：主要用于菌種鑒定、細(xì)菌運(yùn)動(dòng)型觀察和噬菌體的效價(jià)滴定；液體培養(yǎng)基，因?yàn)橛欣谘鹾臀镔|(zhì)的傳遞，所以適宜大規(guī)模生產(chǎn)。 （3）按用途:包子培養(yǎng)基，種子培養(yǎng)基，發(fā)酵培養(yǎng)基。2、 了解發(fā)酵培養(yǎng)基的組成，發(fā)酵培

15、養(yǎng)基常用的原料以及其中的基本概念。答：碳源：葡萄糖，糖蜜，淀粉、糊精，氮源：無(wú)機(jī)氮源：氨鹽、硝酸鹽和氨水； 有機(jī)氮源：花生餅粉、黃豆餅粉、棉子餅粉、玉米漿、玉米蛋白粉、蛋白胨、酵母粉、魚粉、蠶蛹粉、尿素、廢菌絲體和酒糟。無(wú)機(jī)鹽的微量元素；生長(zhǎng)因子、前體和產(chǎn)物促進(jìn)劑；水。3、 掌握發(fā)酵培養(yǎng)基優(yōu)化與設(shè)計(jì)的思路答：4、 C、N比 答：5、 補(bǔ)料的作用 答：補(bǔ)料的作用：豐富培養(yǎng)基，避免了菌體過(guò)早衰老，使產(chǎn)物合成的旺盛期延長(zhǎng)；控制了pH值和代謝方向；改善了通氣效果，避免了菌體生長(zhǎng)可能受到的抑制；補(bǔ)料還能補(bǔ)足發(fā)酵液的體積。6、 促進(jìn)劑答：促進(jìn)劑是指那些非細(xì)胞生長(zhǎng)所必須的營(yíng)養(yǎng)物，又非前體，但加入后卻能提高產(chǎn)

16、量的添加劑。老師補(bǔ)充 種子擴(kuò)大培養(yǎng)1、 什么是種子擴(kuò)大培養(yǎng)？答：種子擴(kuò)大培養(yǎng)是指將保存的處于休眠狀態(tài)的生產(chǎn)菌種接入試管斜面活化后，再經(jīng)過(guò)搖瓶及種子罐逐級(jí)擴(kuò)大培養(yǎng)而獲得一定數(shù)量和質(zhì)量的純種過(guò)程。這些純種培養(yǎng)物稱為種子。2、種子擴(kuò)大培養(yǎng)的目的是什么？答：目的：使發(fā)酵周期縮短，設(shè)備利用率提高。3、何謂種子接種齡、接種量？答：接種齡是指種子罐中培養(yǎng)的菌絲體開始移入下一級(jí)種子罐或發(fā)酵罐時(shí)的培養(yǎng)時(shí)間。 接種量是指移入的種子液體積和接種后培養(yǎng)液體積的比例。4、為什么種子要逐級(jí)擴(kuò)大培養(yǎng)？答：5、影響種子質(zhì)量的因素有哪些？答：孢子的質(zhì)量；培養(yǎng)基；培養(yǎng)條件；種齡；接種量。6、保證種子質(zhì)量有哪些措施？答：因此首先必

17、須保證生產(chǎn)菌種的穩(wěn)定性；其次是提供種子培養(yǎng)的適宜環(huán)境保證無(wú)雜菌侵入。7、種子好壞的判斷答：答案應(yīng)該是：作為種子的準(zhǔn)則是:1)菌種細(xì)胞的生長(zhǎng)活力強(qiáng)，移種至發(fā)酵罐后能迅速生長(zhǎng)，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(wú)雜菌污染5)保持穩(wěn)定的生產(chǎn)能力。 8、種子的制備工藝答：圖示文字說(shuō)明：實(shí)驗(yàn)室種子制備： （1）對(duì)于產(chǎn)孢子能力強(qiáng)的及孢子發(fā)芽、生長(zhǎng)繁殖快的菌種可以采用固體培養(yǎng)基培養(yǎng)孢子，孢子可直接作為種子罐的種子。（2）對(duì)于產(chǎn)孢子能力不強(qiáng)或孢子發(fā)芽慢的菌種，可以用搖瓶液體培養(yǎng)法。（3）對(duì)于不產(chǎn)孢子的細(xì)菌，生產(chǎn)上一般采用斜面營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞保藏法。然后再用茄子瓶固體斜面或搖瓶液體擴(kuò)

18、大培養(yǎng)。生產(chǎn)車間種子制備：實(shí)驗(yàn)室制備的孢子或液體種子移種至種子罐擴(kuò)大培養(yǎng)，種子罐的培養(yǎng)基雖因不同菌種而異，但其原則為采用易被菌利用的成分如葡萄糖、玉米漿、磷酸鹽等，如果是需氧菌，同時(shí)還需供給足夠的無(wú)菌空氣，并不斷攪拌，使菌（絲）體在培養(yǎng)液中均勻分布，獲得相同的培養(yǎng)條件。 第七章 發(fā)酵工藝控制 （重點(diǎn)是5個(gè)工藝條件對(duì)發(fā)酵的影響及如何控制，自己看書，92頁(yè)）1.溫度對(duì)發(fā)酵的影響主要表現(xiàn)在哪些方面？答：溫度對(duì)發(fā)酵的影響是多方面的，主要表現(xiàn)在對(duì)細(xì)胞生長(zhǎng)、產(chǎn)物形成、發(fā)酵液的物理性質(zhì)和生物合成方向等方面。2.PH對(duì)發(fā)酵的影響以及如何控制 ？答：PH對(duì)發(fā)酵的影響：發(fā)酵液的PH變化，對(duì)菌體的生長(zhǎng)繁殖和產(chǎn)物積累

19、的影響很大。另外PH還會(huì)影響菌體的形態(tài)，影響細(xì)胞膜的電荷狀態(tài)，引起膜的滲透性發(fā)生變化，進(jìn)而影響菌體對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收和代謝產(chǎn)物的形成。PH對(duì)產(chǎn)物的穩(wěn)定性亦有影響，對(duì)某些生物合成途徑也有影響。在發(fā)酵過(guò)程中可通過(guò)以下方式來(lái)控制pH：（1）調(diào)節(jié)基礎(chǔ)培養(yǎng)基的配方調(diào)節(jié)碳氮比（C/N）添加緩沖劑（2）補(bǔ)料控制直接加酸加堿補(bǔ)加碳源或氮源3.為何說(shuō)溶氧可作為發(fā)酵異常情況的指示 ？答：(1)發(fā)酵中污染好氣性雜菌。 溶氧會(huì)一反往常在較短的時(shí)間內(nèi)，如25小時(shí)跌到零附近。跌零后長(zhǎng)時(shí)間不回升。這比無(wú)菌試驗(yàn)預(yù)報(bào)幾乎提前45個(gè)小時(shí)。（2）中間補(bǔ)料是否得當(dāng)可以從溶氧變化看出。(3)操作故障或事故引起的發(fā)酵異?，F(xiàn)象，也能從溶氧變

20、化中得到反映。4.氧對(duì)發(fā)酵的影響以及如何控制發(fā)酵液中的溶氧？答：氧對(duì)發(fā)酵的影響：溶解氧濃度過(guò)低，代謝異常，產(chǎn)量降低。 溶解氧濃度過(guò)高，代謝異常，菌體提前自溶。溶氧控制的措施：（1）調(diào)節(jié)通風(fēng)與攪拌；（2）限制基礎(chǔ)培養(yǎng)基的濃度，使發(fā)酵器內(nèi)的生物體濃度維持于適當(dāng)水平；（3）以補(bǔ)料方式供給某些營(yíng)養(yǎng)成分來(lái)控制菌體生長(zhǎng)率和呼吸率。 5.二氧化碳對(duì)發(fā)酵有何影響？如何控制？答：對(duì)發(fā)酵促進(jìn)。如牛鏈球菌發(fā)酵生產(chǎn)多糖，最重要的發(fā)酵條件是提供的空氣中要含5%的CO2。對(duì)發(fā)酵抑制。如對(duì)肌苷、異亮氨酸、組氨酸、抗生素等發(fā)酵的抑制影響發(fā)酵液的酸堿平衡 控制方法：提高通氣量和攪拌速率，有利于CO2的排出。降低通氣量和攪拌速率

21、，有利于提高CO2在發(fā)酵液中的濃度。CO2的產(chǎn)生與補(bǔ)料控制有密切關(guān)系。如補(bǔ)糖可降低發(fā)酵液中CO2的濃度，并降低培養(yǎng)液的pH值。 6.泡沫給發(fā)酵帶來(lái)的副作用主要表現(xiàn)在那些方面，如何控制？答：1) 降低了發(fā)酵罐的裝料系數(shù)。2)增加了菌群的非均一性 3)增加了污染雜菌的機(jī)會(huì) 4)導(dǎo)致產(chǎn)物的損失 5)消沫劑的加入將給提取工序帶來(lái)困難。 泡沫控制的方法可歸結(jié)為機(jī)械消沫和消沫劑消沫兩大類。也有從微生物本身的特性著手，防止泡沫的形成，如選育或混養(yǎng)。 老師的補(bǔ)充 染菌的控制1、 工業(yè)發(fā)酵中可能的染菌途徑及如何防止染菌（沒(méi)寫，自己看）答：種子帶菌：種子帶菌可使發(fā)酵染菌具有延續(xù)性種子帶菌的防治:嚴(yán)格控制無(wú)菌室的污

22、染;對(duì)每一級(jí)種子進(jìn)行嚴(yán)格的無(wú)菌檢驗(yàn);種子培養(yǎng)基和器具嚴(yán)格滅菌.空氣帶菌:空氣帶菌也使發(fā)酵染菌具有延續(xù)性，導(dǎo)致染菌范圍擴(kuò)大至所有發(fā)酵罐；空氣帶菌的防治：主要是完善空氣凈化系統(tǒng)；加強(qiáng)衛(wèi)生管理；設(shè)計(jì)合理的空氣預(yù)處理工藝；設(shè)計(jì)和安裝合理的空氣過(guò)濾器，防止過(guò)濾器失效。培養(yǎng)基或設(shè)備滅菌不徹底:一般為孤立事件，不具有延續(xù)性；培養(yǎng)基或設(shè)備滅菌不徹底導(dǎo)致染菌的防治：淀粉質(zhì)原料：防止“夾心”；固形物含量高的原料：防止發(fā)酵罐壁或罐內(nèi)支架上堆積；滅菌時(shí)罐內(nèi)空氣未排除；蒸汽壓力波動(dòng)過(guò)大（連續(xù)滅菌）；泡沫冒頂導(dǎo)致滅菌不徹底。設(shè)備滲漏:這種途徑造成染菌的危害性較大；設(shè)備滲漏導(dǎo)致染菌的防治方法：放罐后要認(rèn)真清洗發(fā)酵罐；控制冷

23、卻水質(zhì)量，降低其中氯離子含量；對(duì)發(fā)酵罐定期檢查、試漏，及時(shí)發(fā)現(xiàn)漏隙。發(fā)酵操作的疏漏。防治方法：規(guī)范操作。第八章 發(fā)酵過(guò)程的參數(shù)檢測(cè)和自動(dòng)控制1.發(fā)酵過(guò)程的參數(shù)分為哪幾類？各舉幾個(gè)例子。答 物理參數(shù)：溫度、生物熱、攪拌轉(zhuǎn)速、攪拌功率、通氣量、罐壓、發(fā)酵液粘度、消沫劑、發(fā)酵液計(jì)量等化學(xué)參數(shù)： pH、溶氧、CO2濃度、細(xì)胞濃度、基質(zhì)濃度、產(chǎn)物濃度和尾氣組成生物參數(shù)：菌體干細(xì)胞濃度，菌體干細(xì)胞中DNA、RNA含量；細(xì)胞形態(tài)間接參數(shù)：攝氧率，二氧化碳生成率，呼吸商2.什么是傳感器？傳感器的作用是什么？答：傳感器通常是指能夠?qū)⒎请娦盘?hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的器件。傳感器的作用是感受被測(cè)量的變化，并直接從被測(cè)對(duì)象中提

24、取檢測(cè)信息，也即將來(lái)自外界的各種信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。3.測(cè)定DO的氧電極需滿足那些條件？其讀數(shù)有那些表示方法？答：一個(gè)基本的DO電極測(cè)量系統(tǒng)不僅具備指示電極和參比電極形成的電位差，使此時(shí)只有氧中電極上發(fā)生反應(yīng)，而且要使電極表面與液流主體間有一個(gè)穩(wěn)定的氧擴(kuò)散梯度。其讀數(shù)的表示方法有：百分飽和濃度表示法，氧分壓表示法，氧濃度表示法。4.菌濃度的測(cè)定有那些方法？在使用濁度法測(cè)量菌的濃度時(shí)要注意那些問(wèn)題？答：離線取樣分析的方法：稱重法，離心疊集法，光學(xué)(濁度)法，細(xì)胞蛋白質(zhì)測(cè)定法，核酸測(cè)定法，ATP測(cè)定法，染色計(jì)數(shù)法，平板培養(yǎng)法等 在線測(cè)量的方法：(1) 濁度法 （2）熒光測(cè)量 5、 為何要測(cè)量和控制發(fā)

25、酵過(guò)程中的pH值？答：6、 發(fā)酵用的復(fù)合pH電極必須滿足那些特殊要求？答：電極必須能耐高溫滅菌；具有長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定性；要求結(jié)構(gòu)緊湊、便于安裝和耐受壓力。7、 發(fā)酵過(guò)程的自動(dòng)控制包括哪三方面內(nèi)容？答：與發(fā)酵過(guò)程的未來(lái)狀態(tài)相聯(lián)系的控制目標(biāo)。如T、pH等。  一組可供選擇的控制動(dòng)作。如閥門的開關(guān)等。能夠預(yù)測(cè)控制動(dòng)作對(duì)過(guò)程狀態(tài)影響的模型。 8、 溶氧電極應(yīng)滿足的特殊要求：答：根據(jù)發(fā)酵過(guò)程實(shí)際使用要求，對(duì)氧電極具有如下要求：1)在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)能穩(wěn)定工作；2)電極輸出電流足夠大并與DO成正比；3)電極功能受液流影響??；4)電極響應(yīng)快速靈敏；5)測(cè)量時(shí)不易受培養(yǎng)基中溫度的影響；6)電極必須能耐高溫(不超過(guò)

26、120)滅菌消毒；7)電極應(yīng)具有合理的結(jié)構(gòu)和合適的外形。 第九章 微生物反應(yīng)動(dòng)力學(xué)1、據(jù)動(dòng)力學(xué)分型方法，可將分批發(fā)酵過(guò)程分為哪三個(gè)類型？各有何特點(diǎn)？答：生長(zhǎng)關(guān)聯(lián)型：菌體生長(zhǎng)、碳源利用和產(chǎn)物形成幾乎都在相同的時(shí)間出現(xiàn)高峰，即表現(xiàn)出產(chǎn)物形成直接與碳源利用有關(guān)。 部分生長(zhǎng)關(guān)聯(lián)型：在發(fā)酵的第一時(shí)期菌體迅速增長(zhǎng)，而產(chǎn)物的形成很少或全無(wú)；在第二時(shí)期，產(chǎn)物以高速度形成，生長(zhǎng)也可能出現(xiàn)第二高峰，碳源利用中這兩個(gè)時(shí)期都很高。 非生長(zhǎng)關(guān)聯(lián)性：產(chǎn)物形成一般在菌體生長(zhǎng)接近或達(dá)到最高生長(zhǎng)時(shí)期，即穩(wěn)定期。產(chǎn)物形成與碳源利用無(wú)準(zhǔn)量關(guān)系，產(chǎn)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于碳源的消耗量。2、何謂分批培養(yǎng)？可分為哪幾個(gè)時(shí)期？各有何特點(diǎn)？答：分批培養(yǎng)指

27、的是一次投料，一次接種，一次收獲的間歇培養(yǎng)方式。（是指在一個(gè)密閉系統(tǒng)內(nèi)投入有限數(shù)量的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)后，接入少量微生物菌種進(jìn)行培養(yǎng)，使微生物生長(zhǎng)繁殖，在特定條件下完成一個(gè)生長(zhǎng)周期的微生物培養(yǎng)方法。）優(yōu)點(diǎn)：操作簡(jiǎn)單；操作引起染菌的概率降低；不會(huì)產(chǎn)生菌種老化和變異等問(wèn)題。缺點(diǎn)：非生產(chǎn)時(shí)間長(zhǎng)，設(shè)備利用率低。可分為的幾個(gè)時(shí)期及其特點(diǎn)如下：1）延滯期：剛接種后的一段時(shí)間內(nèi)，幾乎未見(jiàn)菌體濃度的增加。 2）對(duì)數(shù)期：細(xì)胞的生長(zhǎng)不受到限制，細(xì)胞濃度隨培養(yǎng)時(shí)間指數(shù)增長(zhǎng)。3）減速期：從指數(shù)生長(zhǎng)到生長(zhǎng)穩(wěn)定期有一過(guò)渡，稱為減速期。4）穩(wěn)定期(靜止期)：菌體代謝十分活躍，許多次級(jí)代謝產(chǎn)物在此期合成，也被稱為生產(chǎn)期或分化期。 5）

28、衰亡期：細(xì)胞開始死亡，活細(xì)胞的濃度不斷下降。 3、什么是補(bǔ)料分批發(fā)酵、連續(xù)發(fā)酵？各有何優(yōu)缺點(diǎn)？答:補(bǔ)料分批發(fā)酵又稱半連續(xù)發(fā)酵或流加分批發(fā)酵，是指在分批發(fā)酵過(guò)程中，間歇或連續(xù)地補(bǔ)加新鮮培養(yǎng)基的發(fā)酵方式。 優(yōu)點(diǎn)：1）使發(fā)酵系統(tǒng)中維持很低的基質(zhì)濃度；2）不會(huì)產(chǎn)生菌種老化和變異等問(wèn)題。缺點(diǎn)：1）存在一定的非生產(chǎn)時(shí)間；2)和分批發(fā)酵比，中途要流加新鮮培養(yǎng)基，增加了染菌的危險(xiǎn)。連續(xù)發(fā)酵：培養(yǎng)基料液連續(xù)輸入發(fā)酵罐，并同時(shí)放出含有產(chǎn)品的相同體積發(fā)酵液，使發(fā)酵罐內(nèi)料液量維持恒定，微生物在近似恒定狀態(tài)（恒定的基質(zhì)濃度、恒定的產(chǎn)物濃度、恒定的pH、恒定菌體濃度、恒定的比生長(zhǎng)速率）下生長(zhǎng)的發(fā)酵方式。 優(yōu)點(diǎn)：1)可以提

29、高設(shè)利用率和單位時(shí)間的產(chǎn)量，節(jié)省發(fā)酵罐的非生產(chǎn)時(shí)間。2)發(fā)酵中各參數(shù)趨于衡值，便于自動(dòng)控制。3) 易于分期控制?？梢栽诓煌墓拗锌刂撇煌臈l件。 缺點(diǎn)：1）容易染菌：發(fā)酵周期長(zhǎng)，雜菌污染機(jī)會(huì)多。2）容易引起菌種的變異，使生產(chǎn)能力下降：長(zhǎng)時(shí)間的培養(yǎng)，也就是多次數(shù)的傳代，培養(yǎng)條件的變化等。 4. 連續(xù)培養(yǎng)中µ與D之間有何關(guān)系？ （不全面，具體參看課本176頁(yè)）答：?jiǎn)渭?jí)連續(xù)培養(yǎng)中進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)后，細(xì)胞的µ與D相等。5. 連續(xù)培養(yǎng)又可分為哪些類型？答：按設(shè)備：可分為罐式、管式；按控制方法：恒成分培養(yǎng)、恒濃度培養(yǎng)；按菌種：循環(huán)式、非循環(huán)式；按發(fā)酵罐的級(jí)數(shù)：?jiǎn)渭?jí)或多級(jí)連續(xù)培養(yǎng)。第十章 微

30、生物下游加工工程概論1. 微生物工程下游加工工程有何特點(diǎn)？答：1).培養(yǎng)液中所含欲提取的生物物質(zhì)濃度很低，雜質(zhì)含量卻很高。2）下游加工過(guò)程的代價(jià)昂貴，回收率不高；3）欲提取的生物物質(zhì)通常很不穩(wěn)定。遇熱、極端pH、有機(jī)溶劑會(huì)引起失活或分解。4.) 發(fā)酵或培養(yǎng)都是分批操作、生物變異性大，各批發(fā)酵液不盡相同，這就要求下游加工有一定的彈性，特別是對(duì)染菌的批號(hào)，也要能處理。2. 微生物工程下游加工過(guò)程應(yīng)遵循哪幾條原則？答：是胞內(nèi)產(chǎn)物還是胞外產(chǎn)物; 原料中產(chǎn)物和主要雜質(zhì)濃度; 產(chǎn)物和主要雜質(zhì)的物理化學(xué)特性及差異; 產(chǎn)品用途和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn); 產(chǎn)品的市場(chǎng)價(jià)格; 廢液的處理方法等. 3. 微生物工程下游加工工程的一

31、般程序答：微生物工程下游加工過(guò)程般說(shuō)來(lái)可分為4個(gè)階段： 1)培養(yǎng)液(發(fā)酵液)的預(yù)處理和固液分離； 2)初步純化(提取)；3)高度純化(精制)；4)成品加工。具體流程如下：發(fā)酵液 預(yù)處理 細(xì)胞分離 細(xì)胞破碎 細(xì)胞碎片分離 提?。ǔ醪郊兓?精制（高度純化） 成品加工 結(jié) 加熱 沉降 均化 離心分離 沉淀 層析、憎水 無(wú)菌過(guò)濾、 晶 調(diào)PH 離心分離 研磨 萃取 吸附 離子交換、吸附 濃縮、噴霧 絮凝 過(guò)濾 融胞 過(guò)濾 萃取 親和、電泳 超濾、干燥 錯(cuò)流過(guò)濾 錯(cuò)流過(guò)濾 超濾 冷凍干燥 第十一章 發(fā)酵液的預(yù)處理和過(guò)濾1. 發(fā)酵液預(yù)處理的目的是什么？答：1) 改變發(fā)酵液的物理性質(zhì)，加快懸浮液中固形物沉

32、降的速度；2)盡可能使產(chǎn)物轉(zhuǎn)入便于以后處理的相中（多數(shù)是液相）；3)能夠除去部分雜質(zhì)。 2. 在發(fā)酵液的預(yù)處理過(guò)程中，雜蛋白的去除方法主要有哪些？答：等電點(diǎn)；變性：加熱，大幅度改變pH，加酒精、丙酮等有機(jī)溶劑或表面活性劑等。 利用吸附作用除去蛋白質(zhì).3. 何謂凝聚和絮凝？絮凝方法有何優(yōu)缺點(diǎn)？答：凝聚：是在中性鹽作用下，由于雙電層排斥電位的降低，而使膠體體系不穩(wěn)定的現(xiàn)象。這種方法形成的顆粒較小，不能有效分離。絮凝：是指在某些高分子絮凝劑存在下，基于架橋作用，使膠粒形成粗大的絮凝團(tuán)的過(guò)程，是一種以物理的集合為主的過(guò)程。 優(yōu)點(diǎn)：用量少，絮凝體粗大，分離效果好，絮凝速度快以及種類多，適用范圍廣。缺點(diǎn)：

33、存在一定的毒性，特別是陽(yáng)離子型聚丙烯酰胺。4. 影響發(fā)酵液過(guò)濾的因素有哪些？如何提高過(guò)濾性能？答：過(guò)濾速度和以下因素有關(guān):1）菌種2)發(fā)酵條件：培養(yǎng)基的組成；未用完培養(yǎng)基的數(shù)量；消沫油；發(fā)酵周期。改善過(guò)濾性能的方法:等電點(diǎn)；蛋白質(zhì)變性；吸附；凝聚和絮凝；入助濾劑；直接在發(fā)酵液中形成填充-凝固劑；酶解作用。5. 微生物細(xì)胞破碎的常用方法主要有哪些？答：機(jī)械方法:球磨機(jī);高壓勻漿器;X-press法;超聲波破碎;非機(jī)械方法:酶解;滲透壓沖擊;凍結(jié)和融化;干燥法;化學(xué)法.6. 如何測(cè)定細(xì)胞對(duì)破碎率？答：直接測(cè)定法：利用顯微鏡或電子微粒計(jì)數(shù)器可直接計(jì)數(shù)完整細(xì)胞的量，所以可用于破碎前后的細(xì)胞計(jì)量。間接測(cè)

34、定法:1)測(cè)定釋放的蛋白質(zhì)量或酶的活力;2)測(cè)定導(dǎo)電率：一種利用破碎前后導(dǎo)電率的變化來(lái)測(cè)定破碎程度的快速方法。第三部分 第十八章 培養(yǎng)基滅菌及其滅菌設(shè)備1. 常用的滅菌方法有哪些？答：1)化學(xué)藥劑滅菌；2)射線滅菌；3)干熱滅菌；4)濕熱滅菌；5)過(guò)濾除菌 2. 如何選擇培養(yǎng)基滅菌的溫度？（詳見(jiàn)課本265）答：達(dá)到要求的無(wú)菌程度 (取N=10-3)；高溫短時(shí)，盡量減少營(yíng)養(yǎng)成分的破壞。3. 什么是分批滅菌和連續(xù)滅菌？試簡(jiǎn)述其過(guò)程，并比較其優(yōu)缺點(diǎn)。答：分批滅菌：就是將配制好的培養(yǎng)基放在發(fā)酵罐或其他裝置中，通入蒸汽將培養(yǎng)基和所用設(shè)備一起進(jìn)行滅菌的操作過(guò)程，也稱實(shí)罐滅菌（實(shí)消）。連續(xù)滅菌：就是將配制好

35、的培養(yǎng)基在向發(fā)酵罐輸送的同時(shí)加熱、保溫和冷卻，進(jìn)行滅菌。連續(xù)滅菌優(yōu)點(diǎn)：保留較多的營(yíng)養(yǎng)質(zhì)量；容易放大；較易自動(dòng)控制；糖受蒸汽的影響較少；縮短滅菌周期；在某些情況下，可使發(fā)酵罐的腐蝕減少；發(fā)酵罐利用率高；蒸汽負(fù)荷均勻。缺點(diǎn)：設(shè)備比較復(fù)雜，投資較大。分批滅菌的優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備投資較少；染菌的危險(xiǎn)性較??；人工操作較方便；對(duì)培養(yǎng)基中固體物質(zhì)含量較多時(shí)更為適宜。缺點(diǎn)：滅菌過(guò)程中蒸汽用量變化大，造成鍋爐負(fù)荷波動(dòng)大，一般只限于中小型發(fā)酵裝置。4.影響滅菌的因素有哪些？答：1）培養(yǎng)基成分對(duì)滅菌的影響：油脂，糖類及一定濃度的蛋白質(zhì)滅菌需要的溫度高，而高濃度的鹽類、色素則需要的溫度低。2)培養(yǎng)基的物理狀態(tài)對(duì)滅菌的影響；3

36、)培養(yǎng)基中微生物數(shù)量對(duì)滅菌的影響；4)培養(yǎng)基中氫離子濃度對(duì)滅菌的影響：酸堿度越大，所需殺滅微生物的溫度越低。5)微生物細(xì)胞中水分對(duì)滅菌的影響：細(xì)胞含水越多，蛋白質(zhì)變性的溫度越低。6)微生物細(xì)胞菌齡對(duì)滅菌的影響：老細(xì)胞水分含量低、低齡細(xì)胞水分含量高。7)空氣排除情況對(duì)滅菌的影響8)攪拌對(duì)滅菌的影響9)泡沫對(duì)滅菌的影響第十九章 通風(fēng)發(fā)酵設(shè)備1. 好氧發(fā)酸罐分為哪幾類？答：三類：內(nèi)部機(jī)械攪拌型、外部液體攪拌型、空氣噴射提升式發(fā)酵罐。2.發(fā)酵罐必須滿足哪些要求？答：發(fā)酵罐必須滿足幾個(gè)要求： 1）發(fā)酵罐應(yīng)具有適宜的徑高比。罐身越長(zhǎng)，氧的利用率越高，一般的高度與直徑之比為1.74倍左右。 2)要能承受一定

37、壓力。3)發(fā)酵罐的攪拌通風(fēng)裝置能使氣液充分混合，保證發(fā)酵必須的溶解氧。 4)應(yīng)具有足夠的冷卻面積。 5)罐內(nèi)應(yīng)盡量減少死角，避免藏污積垢，滅菌能徹底，避免染菌。6)攪拌器的軸封應(yīng)嚴(yán)密，盡量減少泄漏。 3、 了解機(jī)械攪拌發(fā)酵罐的結(jié)構(gòu)及其主要部件 。答：主要部件包括罐身、軸封、消泡器、攪拌器、聯(lián)軸器、中間軸承、擋板、空氣分布管、換熱裝置和人孔以及管路等.4、發(fā)酵罐中攪拌器、擋板、軸封各有何功能？答：攪拌器的作用：在通用式發(fā)酵罐內(nèi)設(shè)置機(jī)械攪拌的首要作用是打碎空氣氣泡，增加氣-液接觸界面，以提高氣-液間的傳質(zhì)速率。其次是為了使發(fā)酵液充分混和，液體中的固形物料保持懸浮狀態(tài)。擋板的作用：是加強(qiáng)攪拌強(qiáng)度，促

38、使液體上下翻動(dòng)和控制流型、消除渦流，提高溶解氧。軸封的作用:是防止泄漏和染菌。5、發(fā)酵罐換熱裝置主要有幾種，各有何特點(diǎn)？答: 1)夾套式換熱裝置 這種換熱裝置應(yīng)用于小罐，夾套高度比靜止液面稍高。2)豎式蛇管換熱裝置 這種裝置的蛇管分組安裝于發(fā)酵罐內(nèi)，有四組、六組或八組不等。3)豎式列管(排管)換熱裝置 這種裝置是以列管形式分組對(duì)稱裝于發(fā)酵罐內(nèi)的。6、簡(jiǎn)述氣升式發(fā)酵罐 的特點(diǎn)和機(jī)理。答：氣升式發(fā)酵罐的特點(diǎn):（1）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，冷卻面積?。唬?）無(wú)攪拌傳動(dòng)設(shè)備，節(jié)省動(dòng)力約50%，節(jié)省鋼材；（3）操作時(shí)無(wú)噪音；（4）料液裝料系數(shù)達(dá)8090；（5） 維修、操作及清洗簡(jiǎn)便，減少雜菌感染。機(jī)理：7、機(jī)械攪拌自

39、吸式發(fā)酵罐有何優(yōu)缺點(diǎn)？答：優(yōu)點(diǎn)：（1）節(jié)約空氣凈化系統(tǒng)中的空氣壓縮機(jī)、冷卻器、油水分離器、空氣貯聰、總過(guò)濾器等設(shè)備，減少?gòu)S房占地面積。（2）減少工廠發(fā)酵設(shè)備投資約30左右，例如應(yīng)用自吸式發(fā)酵罐生產(chǎn)酵母，容積酵母的產(chǎn)量可高達(dá)3050克。（3）設(shè)備便于自動(dòng)化、連續(xù)化，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，減少勞動(dòng)力。（4）酵母發(fā)酵周期短，發(fā)酵液中酵母濃度高，分離酵母后的廢液量少。（5） 設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，溶氧效果高，操作方便。 缺點(diǎn)：8、高位塔式發(fā)酵罐的特點(diǎn)是什么？答：高位塔式發(fā)酵罐的特點(diǎn)是：罐身高，高徑比為6。由于液位高，空氣利用率高，節(jié)省空氣約50，節(jié)省動(dòng)力約30；設(shè)備簡(jiǎn)單，不用電機(jī)攪拌,但底部有沉淀物；溫度高時(shí)降溫較難

40、.塔式罐適用于多級(jí)連續(xù)發(fā)酵。 9、設(shè)計(jì)發(fā)酵罐時(shí)，應(yīng)遵循哪些原則？答：發(fā)酵罐設(shè)計(jì)的基本原則：1)在發(fā)酵系統(tǒng)的已滅菌部分與未滅菌部分之間不應(yīng)直接連通。因?yàn)樵l(fā)現(xiàn)細(xì)菌能穿過(guò)關(guān)閉的閥門而繁殖。2)盡量減少法蘭連接，因?yàn)樵O(shè)備震動(dòng)和熱膨脹，會(huì)引起法蘭連接處移位，而導(dǎo)致污染。3)盡可能采用全部焊接結(jié)構(gòu)。所有焊接點(diǎn)必須切實(shí)磨光，消除蓄積耐滅菌體的固體物質(zhì)的場(chǎng)所。4)防止死角、裂縫，因?yàn)楣腆w物質(zhì)可在這些地方蓄積，為污染菌提供避開滅菌的絕熱環(huán)境。 5)發(fā)酵系統(tǒng)的某些部分能單獨(dú)滅菌。6)與發(fā)酵罐相通的任何連接都應(yīng)蒸汽密封，7)所用閥門應(yīng)易于清洗、維修和滅菌。8)發(fā)酵罐應(yīng)始終保持正壓以排除滲漏。9)幾乎所有的發(fā)酵罐都

41、由玻璃或不繡鋼制成。玻璃只限用在小于2030L的發(fā)酵罐。 10)多數(shù)發(fā)酵罐的底部和頂部都是碟形或橢圓形，小于500L的發(fā)酵罐也可用平頂，但必須符合壓力標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。11)由罐頂部進(jìn)入的軸由于軸較長(zhǎng)容易顫抖，因而往往采用底式攪拌軸，近年來(lái)采用鎢碳等密封裝置解決浸漏及污染等問(wèn)題。12)發(fā)酵罐的功率輸入為：實(shí)驗(yàn)室小型罐為810WL，中間工廠中型罐為35W/L，工廠大型罐為13W/L。 10、全擋板條件答：“全擋板條件”是指在一定轉(zhuǎn)速下再增加罐內(nèi)附件而軸功率仍保持不變。第二十章 空氣除菌的工藝及設(shè)備1. 簡(jiǎn)述空氣過(guò)濾除菌的原理。答：空氣過(guò)濾除菌原理:當(dāng)氣流通過(guò)濾層時(shí)，基于濾層纖維的層層阻礙，迫使空氣在流

42、動(dòng)過(guò)程中出現(xiàn)無(wú)數(shù)次改變氣速大小和方向的繞流運(yùn)動(dòng)，從而導(dǎo)致微生物微粒與濾層纖維間產(chǎn)生撞擊、攔截、布朗擴(kuò)散、重力及靜電引力等作用，從而把微生物微粒截留、捕集在纖維表面上，實(shí)現(xiàn)了過(guò)濾的目的.2. 常用的過(guò)濾介質(zhì)有哪些？答：表面過(guò)濾介質(zhì):所有濾孔在一個(gè)平面上；依靠直接攔截捕獲顆粒。深度過(guò)濾介質(zhì): 污染物被介質(zhì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)捕獲的一種過(guò)濾介質(zhì)，濾孔貫穿于整個(gè)介質(zhì)厚度；調(diào)整流道可以獲得高溶污能力。包括：纖維材料結(jié)構(gòu)；棉花；活性炭或玻璃纖維；有機(jī)合成纖維；澆鑄膜結(jié)構(gòu)。3. 空氣在進(jìn)入空氣過(guò)濾器前為什么要經(jīng)過(guò)預(yù)處理？答：經(jīng)過(guò)壓縮，空氣的溫度有很大升高，須進(jìn)行冷卻，但隨著空氣的冷卻，相對(duì)濕度上升，空氣中的水蒸氣可冷凝

43、為水滴析出。同時(shí)往往還帶有油滴，這些夾雜在壓縮空氣中的水滴和油滴很容易使空氣過(guò)濾器的除菌性能下降以至失效。 因此，在對(duì)壓縮空氣進(jìn)行無(wú)菌過(guò)濾之前，須進(jìn)行預(yù)處理，除油除水，以提高過(guò)濾器的可靠性。 4. 簡(jiǎn)述兩級(jí)冷卻、分離、加熱的空氣除菌流程（可畫圖）及其特點(diǎn)。答：兩級(jí)冷卻，加熱除菌流程：1-粗過(guò)濾器 2-壓縮機(jī) 3-貯罐 4，6-冷卻器 5-旋風(fēng)分離器 7-絲網(wǎng)分離器 8-加熱器 9-過(guò)濾器流程的特點(diǎn)是：兩次冷卻、兩次分離、適當(dāng)加熱。兩次冷卻、兩次分離油水的好處是，能提高傳熱系數(shù)，節(jié)約冷卻用水，油水霧分離得比較完全。5. 過(guò)濾器 主要有哪幾種 ？答：9、 在工業(yè)發(fā)酵上如何應(yīng)用代謝調(diào)節(jié)理論，試舉例答

44、：工業(yè)發(fā)酵的目的：大量積累人們所需要的微生物代謝產(chǎn)物。代謝的人工控制：人為地打破微生物的代謝控制體系，使代謝朝著人們希望的方向進(jìn)行。人工控制代謝的手段：控制發(fā)酵條件（生物化學(xué)方法）； 改變微生物遺傳特性(遺傳學(xué)方法）； 改變細(xì)胞膜透性；#發(fā)酵工藝條件的控制%各種發(fā)酵條件對(duì)微生物代謝的影響:微生物發(fā)酵過(guò)程中，發(fā)酵條件適合與否是發(fā)酵過(guò)程成敗的重要條件，因?yàn)榘l(fā)酵條件既能影響微生物的生長(zhǎng)，又能影響代謝產(chǎn)物的形成。例如在谷氨酸發(fā)酵過(guò)程中，發(fā)酵條件不同，則發(fā)酵生成的主要產(chǎn)物也不同.%使用誘導(dǎo)物 :許多與蛋白質(zhì)、糖類或其他物質(zhì)降解有關(guān)的酶類都是誘導(dǎo)酶，在發(fā)酵過(guò)程中加入相應(yīng)的底物作為誘導(dǎo)物，可以有效的增加這些

45、酶的產(chǎn)量。如加入槐糖(1，2-D-葡二糖)誘導(dǎo)木霉菌的纖維素酶的生成，木糖誘導(dǎo)半纖維素酶和葡萄糖異構(gòu)酶的生成等。 誘導(dǎo)物的濃度過(guò)高及能被迅速利用時(shí)，會(huì)發(fā)生酶合成的阻遏，這在纖維二糖對(duì)纖維素酶的產(chǎn)生，木二糖對(duì)半纖維素酶產(chǎn)生中都己觀察到，這也是使用誘導(dǎo)物時(shí)應(yīng)予注意的%添加生物合成的前體 :前體是指加入到發(fā)酵培養(yǎng)基中的某些化合物，能被微生物直接結(jié)合到產(chǎn)物分子中去，而自身的結(jié)構(gòu)無(wú)多大變化，且具有促進(jìn)產(chǎn)物合成的作用。 如青霉素G的生產(chǎn)中，苯乙酰-CoA是限速性因子，補(bǔ)加苯乙酸或其衍生物都能增加青霉素G的產(chǎn)量。%培養(yǎng)基成分和濃度的控制 （1）在考慮培養(yǎng)基組成與各組成成分的比例時(shí)，要保證能夠滿足機(jī)體生長(zhǎng)的需

46、要，要有利于代謝產(chǎn)物的形成，同時(shí)還要盡量避免使用容易引起分解代謝產(chǎn)物阻遏的成分或避免使用高用量的這種物質(zhì)。因此在發(fā)酵培養(yǎng)基中通常是采用有適量速效碳源或氮源，以促進(jìn)機(jī)體的生長(zhǎng)；又要有充足的遲效碳源或氮源，以利于發(fā)酵產(chǎn)物的形成，從而也可以避免速效碳源或氮源在機(jī)體內(nèi)產(chǎn)生分解代謝產(chǎn)物阻遏。例如用甘油代替果糖作碳源培養(yǎng)嗜熱脂肪酵母，可以使淀粉酶產(chǎn)量提高25倍以上。 8、種子的制備工藝答：圖示文字說(shuō)明：實(shí)驗(yàn)室種子制備： （1）對(duì)于產(chǎn)孢子能力強(qiáng)的及孢子發(fā)芽、生長(zhǎng)繁殖快的菌種可以采用固體培養(yǎng)基培養(yǎng)孢子，孢子可直接作為種子罐的種子。（2）對(duì)于產(chǎn)孢子能力不強(qiáng)或孢子發(fā)芽慢的菌種，可以用搖瓶液體培養(yǎng)法。（3）對(duì)于不產(chǎn)

47、孢子的細(xì)菌，生產(chǎn)上一般采用斜面營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞保藏法。然后再用茄子瓶固體斜面或搖瓶液體擴(kuò)大培養(yǎng)。生產(chǎn)車間種子制備：實(shí)驗(yàn)室制備的孢子或液體種子移種至種子罐擴(kuò)大培養(yǎng)，種子罐的培養(yǎng)基雖因不同菌種而異，但其原則為采用易被菌利用的成分如葡萄糖、玉米漿、磷酸鹽等，如果是需氧菌，同時(shí)還需供給足夠的無(wú)菌空氣，并不斷攪拌，使菌（絲）體在培養(yǎng)液中均勻分布，獲得相同的培養(yǎng)條件。 #氧氣對(duì)發(fā)酵的影響及其控制溶氧（DO）是需氧微生物生長(zhǎng)所必需的。在發(fā)酵過(guò)程中有多方面的限制因素，而溶氧往往最易成為控制因素。這是由于氧在水中的溶解度很低造成的。 在28，氧在發(fā)酵液中的100的空氣飽和度下，只有7mg/L左右，比糖的溶解度小7000

48、倍。 只有使溶氧濃度高于其臨界值，才能維持菌體的最大比攝氧率，得到最大的菌體合成量。如果溶氧濃度低于臨界值，則菌體代謝受到干擾。但是，發(fā)酵工業(yè)的目標(biāo)是要得到菌體發(fā)酵的產(chǎn)物而不是菌體本身。因此，由氧饑餓而引起的細(xì)胞代謝干擾，可能對(duì)形成某些產(chǎn)物是有利的；同理，當(dāng)提供的氧濃度遠(yuǎn)大于臨界值時(shí)，雖對(duì)菌體形成無(wú)妨，但也許能刺激產(chǎn)物的形成；所以，某種產(chǎn)物形成的最佳條件可能不同于菌體生長(zhǎng)的最佳通氣條件。值得注意的是，在培養(yǎng)過(guò)程中并不是維持溶氧越高越好。即使是專性好氧菌，過(guò)高的溶氧對(duì)生長(zhǎng)可能不利。氧的有害作用是通過(guò)形成新生氧，超氧化物基O2-和過(guò)氧化物基O22-，或羥自由基OH-，破壞許多細(xì)胞組分體現(xiàn)的。 根據(jù)

49、需氧不同，可將初級(jí)代謝發(fā)酵分為：a.供氧充足條件下，產(chǎn)量最大；若供氧不足，合成受強(qiáng)烈抑制；如：谷氨酸，精氨酸，脯氨酸等b.供氧充足條件下，可得最高產(chǎn)量；若供氧受限，產(chǎn)量受影響不明顯；如：異亮氨酸，賴氨酸，蘇氨酸等c.若供氧受限，細(xì)胞呼吸受抑制時(shí)，才獲得最大量產(chǎn)物；若供氧充足，產(chǎn)物形成反而受抑制；如：亮氨酸，纈氨酸，苯丙氨酸等但在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中需注意：溶解氧濃度過(guò)低（代謝異常，產(chǎn)量降低）；溶解氧濃度過(guò)高（代謝異常，菌體提前自溶）；發(fā)酵液中的溶氧控制；發(fā)酵液中溶氧的任何變化都是氧的供需不平衡的結(jié)果。所以控制溶氧水平可從氧的供需著手。 OTR=kLa (c*-cL)OTR為單位體積發(fā)酵液氧的傳遞速率

50、；kL為氧傳質(zhì)系數(shù)；a為比表面面積； kLa體積溶氧系數(shù)；c*為氧在水中的飽和度；cL為發(fā)酵液中的溶氧濃度；A 先從供氧方面考慮，OTR=kLa (c*-cL)，因此， kLa和c*提高的因素都能使供氧提高。c*提高可采取下列辦法：(1)在通入的空氣中摻入純氧,使氧分壓增高； (2)提高罐壓。但同時(shí)會(huì)增加二氧化碳的溶解度(CO2在水中溶解度約比O2高30倍)，影響pH及可能會(huì)影響菌的代謝。另外還會(huì)增加對(duì)設(shè)備的強(qiáng)度要求； (3)改變通氣速率，其作用是增加液體中夾持氣體體積的平均成分。這僅限于通氣量較小的情況下使用。 (1)攪拌對(duì)溶氧濃度的影響 攪拌的作用：打散氣泡，增加氣液相的有效接觸面積；形成渦流，延