05971生物工藝學復習資料

1.生物工藝學一一生物工藝學是“應用自然科學及工程學的原理，依靠生物催化劑的作用

將物料進行加工以提供產(chǎn)品或為社會服務”的技術。這里所謂的生物作用劑可以是酶、整體

細胞或多細胞生物體，一般也稱為生物催化劑。

2.航天育種一一主要是利用空間環(huán)境高真空、微重力和強輻射的特點，使微生物的遺傳特

性發(fā)生變異，從而選育出優(yōu)良菌種。

3.種子擴大培養(yǎng)一一種子擴大培養(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)量的純種過程。

4.準性生殖一一指真菌中不通過有性生殖的基因重組過程。

5.原生質(zhì)體融合一一用脫壁酶處理將微生物細胞壁除去，使菌體細胞在高滲環(huán)境中釋放出

只有原生質(zhì)膜包裹的球狀體（原生質(zhì)體），再用誘導融合劑促進原生質(zhì)體發(fā)生融合，兩親本基

因組由接觸到交換，從而實現(xiàn)基因重組，這一技術叫原生質(zhì)體融合。

6.抗生素一一抗生素是由生物（包括微生物、動物、植物）在其生命活動過程中產(chǎn)生的或

用其它方法獲得的一種能在低微濃度下選擇性地抑制或殺滅它種生物或腫瘤的一類次級代

謝產(chǎn)物或其人工衍生物。如強力霉素。

7.活性污泥一一指具有活性的微生物菌膠團或絮狀泥粒狀的微生物群體。

8.酶的交聯(lián)法一一利用雙功能基團試劑或多功能試劑使酶分子間交聯(lián)因而得到固定的方法。

9.實罐滅菌一一間歇滅菌，是指每批培養(yǎng)基全部流入發(fā)酵罐后，在罐內(nèi)通入蒸汽加熱至滅

菌溫度，維持一定時間，在冷卻到接種溫度的過程。

10.化學需氧量一一用強氧化劑來氧化水中污染物時需消耗的氧量。

11.連續(xù)發(fā)酵一一指發(fā)酵過程中，一邊補入新鮮的料液，一邊以相近的流速放料，維持發(fā)

酵液原來的體積的發(fā)酵方式。

12.補料分批發(fā)酵一一又稱半連續(xù)發(fā)酵或半連續(xù)培養(yǎng)，是指在分批發(fā)酵過程中，間歇或連續(xù)

地補加新鮮培養(yǎng)基的培養(yǎng)方法。

13.次級代謝產(chǎn)物一一是指微生物在一定生長時期，以初級代謝產(chǎn)物為前體物質(zhì)，合成一些

對微生物的生命活動無明確功能的物質(zhì)過程，這一過程的產(chǎn)物，即為次級代謝產(chǎn)物。

14.微藻的異養(yǎng)培養(yǎng)一一指微藻在無光照的條件下，利用外源有機物包括糖類、蛋白水解物、

有機酸等進行生長。

15.產(chǎn)物促進劑一一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。

16.接種量一一指移入的種子液體體積和接種后培養(yǎng)液體積的比例。

17.污泥沉降比一一指一定量的曝氣池混合液，靜置30min后，沉降污泥體積與原混合液

體積之比。

18.污泥容積指數(shù)一一指曝氣池中混合液經(jīng)30min置后沉降后的體積與污泥干重之比。

19.半合成抗生素一一指用化學或生物的方法改變已知抗生素的化學結構，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。填內(nèi)容

20.前體一一指加入到發(fā)酵培養(yǎng)基中的某些化合物能被微生物直接結合到產(chǎn)物分子中去，而

自身的結構無多大變化，且具有促進產(chǎn)物合成的作用的有機化合物。

21.自然選育一一在生產(chǎn)過程中，不經(jīng)過人工處理，利用菌種的自然突變而進行菌種的篩選

過程。

22.生物需氧量一一指在一定溫度、一定時間內(nèi)微生物利用有機物進行氧化所需要氧的量。

23.生長因子一一凡是微生物生長不可缺少的微量有機物質(zhì)。

24.種子罐級數(shù)一一指制備種子需要逐級擴大培養(yǎng)的次數(shù)。

1.在進行培養(yǎng)基優(yōu)化時，應經(jīng)過的步驟大致有哪些？

（1）根據(jù)前人的經(jīng)驗和培養(yǎng)基成分確定時一些必須考慮的問題，初步確定可能的培養(yǎng)基成

分；（2）通過單因子試驗最終確定出最為適宜的培養(yǎng)基成分；

（3）當培養(yǎng)基成分確定后，剩下的問題就是各成分最適的濃度。

2.簡述防止菌種哀退措施有哪些？

⑴菌種的分離；⑵菌種的復壯；⑶提供良好的環(huán)境條件；⑷用優(yōu)良的保藏方法；

⑸定期純化菌種。

3.作為發(fā)酵種子的準則是什么？

（1）菌種細胞的生長活力強，移種至發(fā)酵罐后能迅速生長，遲緩期短；

（2）生理狀態(tài)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。

4.簡述青霉素產(chǎn)生菌生長各階段菌絲的特點

（1）I期：分生孑包子萌發(fā)。抱子先膨脹，再形成小的芽管，原生質(zhì)未分化，具有小空泡。

（2）II期：菌絲繁殖，原生質(zhì)嗜堿性強。

（3）HI期：形成脂肪粒，積累貯藏物。

（4）[V期：脂肪粒減少，形成中、小空泡。原生質(zhì)嗜堿性弱。

（5）V和VI期：形成大空泡，脂肪粒消失；細胞內(nèi)看不到顆粒，并出現(xiàn)個別自溶的細胞。

5.發(fā)酵用的無菌空氣，必須達到的標準有哪些？

（1）連續(xù)提供一定流量的壓縮空氣；（2）空氣的壓強為0.2-0.4MPa；

（3）進入過濾器之前，空氣的相對濕度小于70%;

（4）進入發(fā)酵罐的空氣溫度可比培養(yǎng)溫度高10-30℃；

（5）壓縮空氣的潔凈度。

6.在篩選分離工業(yè)微生物時，應考慮哪些微生物的重要指標？

（1）菌的營養(yǎng)特征；（2）菌的生長溫度應選擇高于40℃的菌種；

（3）菌對所需的設備和生產(chǎn)過程的適應性；（4）菌的穩(wěn)定性；

（5）菌的產(chǎn)物得率、產(chǎn)物在培養(yǎng)液中的濃度及易從培養(yǎng)液中分離回收產(chǎn)物。

7.發(fā)酵過程中，如要進行純培養(yǎng)，采取的具體措施有哪些？

（1）設備滅菌并確保無泄漏；（2）所用培養(yǎng)基必須滅菌；

（3）通入的氣體應經(jīng)除菌處理；（4）種子無污染，確保純種；

（5）培養(yǎng)過程中加入的物料應經(jīng)滅菌處理，并在加入過程中確保無污染。

8.根據(jù)氨基酸發(fā)酵時需氧程度的不同，氨基酸發(fā)酵一般可分為哪三種類型？

（1）要求供養(yǎng)足夠的谷氨酸族氨基酸發(fā)酵。谷氨酸、谷氨酰胺、脯氨酸和精氨酸等谷氨酸

族氨基酸發(fā)酵，在供氧足夠時產(chǎn)酸率最高。

（2）適宜在缺氧條件下進行的亮氨酸、苯丙氨酸和緞氨酸發(fā)酵。

（3）供氧不足時產(chǎn)酸受輕微影響的天冬氨酸族氨基酸發(fā)酵。

9.什么是半連續(xù)培養(yǎng)，說明其優(yōu)缺點。

答：在補料分批培養(yǎng)的基礎上間歇放掉部分發(fā)酵液（帶放）稱為半連續(xù)培養(yǎng)。某些品種采取

這種方式，如四環(huán)素發(fā)酵。

優(yōu)點：放掉部分發(fā)酵液，再補入部分料液，使代謝有害物得以稀釋有利于產(chǎn)物合成，提高了

總產(chǎn)量。

缺點：代謝產(chǎn)生的前體物被稀釋，提取的總體積增大。

10.6-氨基青霉烷酸（6-APA）是一種半合成青霉素。請說說什么是半合成抗生素？抗生

素結構改造的目的是什么？

答：半合成抗生素：指用化學或生物化學方法，改變天然抗生素的化學結構，或引入特定的

功能基團獲得具有各種優(yōu)越性能的新抗生素或其衍生物的總稱。

目的：尋找比原物質(zhì)活性強、抗菌譜廣、對耐藥性有效、化學性能穩(wěn)定、毒性及副作用較小、

吸收快、血濃度高等具有優(yōu)越藥理性能的新化合物。

抗生素結構改造的方法：生物合成法、化學合成法、半合成法。

11.簡述發(fā)酵過程中泡沫產(chǎn)生對發(fā)酵的影響。

（1）降低發(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會；（4）大量起泡，控制不及時，會引起逃液，導致產(chǎn)物的流

失；（5）消泡劑的加入有時會影響發(fā)酵或給提煉工序帶來麻煩。

12.簡述植物細胞培養(yǎng)生產(chǎn)代謝產(chǎn)物的優(yōu)點。

（1）可以不受氣候、季節(jié)和地點的影響；（2）細胞增殖速度快而且生產(chǎn)效率高；

（3）可通過對細胞的物理和化學環(huán)境進行一定程度的調(diào)節(jié)控制；

（4）可選擇性地生產(chǎn)所需的代謝產(chǎn)物；（5）可避免病、蟲害的影響。

13.什么叫活性污泥？組成活性污泥的微生物主要有哪些？

活性污泥是指具有活性的微生物菌膠團或絮狀泥粒狀的微生物群體。

活性污泥主要包括：（1）細菌：是活性污泥中最重要的成員，包括有桿菌、球菌、螺旋菌和

比較高級的絲狀細菌。（2）真菌（3）原生動物（4）微形后動物

14.動物細胞培養(yǎng)包括哪幾個階段？

動物細胞培養(yǎng)主要包括三個階段：（1）準備階段：包括設備的準備、清洗、消毒，培養(yǎng)基的

配制和除菌，細胞種子的復蘇、檢定和擴增。

（2）細胞培養(yǎng)階段：包括細胞接種，培養(yǎng)工藝參數(shù)的調(diào)整，取樣分析，培養(yǎng)基更換。

（3）產(chǎn)物生產(chǎn)階段：包括培養(yǎng)基更換，病毒準備和接種或產(chǎn)物表達誘導劑的加入，培養(yǎng)上

清的收獲，取樣分析。

15.利用你所學知識，請你簡單分析發(fā)酵過程中染菌的途徑。

（1）種子包括進罐前菌種室階段出問題；（2）培養(yǎng)基的配制和滅菌不徹底；

（3）設備泄漏和存在死角；（4）空氣除菌不徹底；（5）操作時未進行無菌操作。

16.簡述微生物次生代謝的特點。

（1）種類繁多，結構特殊，含有不常見的化合物。

（2）含有少見的化學鍵；

（3）一種微生物所合成的次生代謝物往往是一組結構相似的化合物；

（4）一種微生物的不同菌株可以產(chǎn)生分子結構迥異的次生代謝物；

（5）次生代謝產(chǎn)物的合成比生長對環(huán)境因素更敏感。

17.適宜于規(guī)模發(fā)酵培養(yǎng)基應具備哪些特點？

（1）培養(yǎng)基能夠滿足產(chǎn)物最經(jīng)濟的合成；

（2）發(fā)酵后所形成的副產(chǎn)物盡可能少；

（3）培養(yǎng)基的原料應因地制宜，價格低廉，且性能穩(wěn)定，資源豐富，便于采購運輸，適合

于大規(guī)模儲藏，能保證生產(chǎn)上的供應。

（4）所選用的培養(yǎng)基能滿足總體工藝的要求。

1.土壤是微生物生活的大本營，生活著各種各樣的微生物。目前工業(yè)上所利用的微生物大

多是從土壤中分離獲得的。纖維素酶廣泛應用與工業(yè)生產(chǎn)。請你設計一種從土壤中分離堿性

纖維素酶產(chǎn)生菌的篩選方法。同時打算用此菌進行工廠發(fā)酵生產(chǎn)，請設計工廠生產(chǎn)流程圖（簡

圖）。

⑴采樣：在造紙廠周圍或廢水中，采土壤離地5-15cm處的土壤，或廢水中的細菌；

⑵增殖培養(yǎng)：以纖維素作為惟一的碳源進行增殖培養(yǎng)，0.0075%曲利本藍+1%CMC（竣甲

基纖維素），pHlO.5,使得不能分解纖維素的菌不能生長；

⑶純種分離：采用單菌落分離法，A、劃線法，B、稀釋法；

（4）生產(chǎn)性能的測定：測定菌株纖維素酶的活性。

工業(yè)生產(chǎn)流程圖設計：

菌種的篩選一?種子擴大培養(yǎng)（真菌用抱子擴大培養(yǎng)）~?發(fā)酵罐發(fā)醉一?纖

維素酶的提取

2.試述動物細胞培養(yǎng)基中血清的作用。

（1）影響培養(yǎng)基的生理性質(zhì)，如黏度、滲透壓、擴散速率等。

（2）含有蛋白質(zhì)抑制劑，抑制消化時用的胰蛋白酶和細胞分泌的蛋白酶。

（3）提供合成培養(yǎng)基中不含有的營養(yǎng)物用于細胞代謝。

（4）提供小分子物質(zhì)的載體蛋白。

（5）提供細胞貼壁必需的因子。

（6）含有酶系，轉(zhuǎn)化培養(yǎng)基中的成分成為細胞能利用的形式或非毒性形式。

（7）提供微量元素、激素和生長因子。

（8）結合或中和培養(yǎng)基中的毒性物質(zhì)。

（9）結合和保護在過量時有毒性的營養(yǎng)物并緩慢釋放它們。

（10）提供白蛋白對細胞起保護作用，并防止對其它重要因子的非特異性吸附。

3.土壤是微生物生活的大本營，生活著各種各樣的微生物。目前工業(yè)上所利用的微生物大

多是從土壤中分離獲得的。葡萄糖淀粉酶可以用于淀粉制糖工藝。請你設計一種從土壤中分

離葡萄糖淀粉酶產(chǎn)生菌的分離方法。

⑴采樣：在淀粉廠周圍或廢水中，采土壤離地5-15cm處的土壤，或廢水中的細菌；（2分）

⑵增殖培養(yǎng)：以淀粉作惟一的碳源進行增殖培養(yǎng)，使得不能分解淀粉的菌不能生長；（2分）

⑶純種分離：采用單菌落分離法，A、劃線法，B、稀釋法；（2分）

（4）生產(chǎn)性能的測定：測定菌株葡萄糖淀粉酶的活性。（2分）

4.試論述在有機相中進行酶催化有何特征？

（1）增加非極性基質(zhì)的溶解度；

（2）使某些原來在水相不能進行的反應順利進行，如肽的合成，酯的合成；

（3）可減少在水相極易發(fā)生的副反應，如酸好的水解，鹵化物的水解和醒的聚合；

（4）在有機溶劑中可以改變基質(zhì)的專一性；

（5）酶在有機溶劑中由于其本身是不容的，故不再需要如水相的固定化等，即可在反應結

束后容易（往往只需要過濾）使酶從體系中分離出來；

（6）若因從流速等許多方面考慮酶確需固定化的，則利用固定化酶的載體只需要簡單的非

極性表面（如玻璃珠）即可，在非水介質(zhì)中，酶不會從載體表面脫落；

（7）產(chǎn)物能也很容易地從低沸點、高蒸汽壓的溶劑中回收；

（8）在有機溶劑中酶的熱穩(wěn)定性（比水溶液中）好；

（9）有機相酶反應中無微生物污染；

（10）有可能使酶直接應用于某些化學反應中。

5.簡述酶制劑生產(chǎn)過程中需要控制的工藝參數(shù)。

（1）培養(yǎng)基：酶制劑的生產(chǎn)同其他生物產(chǎn)品的生產(chǎn)一樣，培養(yǎng)基的組成和各營養(yǎng)物質(zhì)的含

量對酶的合成和分泌影響較大。生產(chǎn)過程中，要求嚴格控制培養(yǎng)基的碳源、氮源、碳氮比、

無機鹽、生長因子和產(chǎn)酶促進劑的種類和含量。

（2）pH控制：酶生產(chǎn)的合適pH通常和酶反應的最適pH值相接近，因此在生產(chǎn)過程中，要

根據(jù)不同酶反應的適宜pH值來控制發(fā)酵過程中培養(yǎng)基的pH值。

（3）溫度控制：酶生產(chǎn)的培養(yǎng)溫度隨菌種而不同。如利用芽泡桿菌進行蛋白酶生產(chǎn)常采用

30-37℃,而霉菌、放線菌的蛋白酶生產(chǎn)一28-30℃為佳。有些菌種還需變溫培養(yǎng)。

（4）通氣的控制：酶生產(chǎn)所用菌種一般都是需氧微生物，培養(yǎng)時都需要攪拌通氣，但通氣

攪拌的需要程度因菌種而異。利用細菌進行酶生產(chǎn)時，一般培養(yǎng)后期的通氣攪拌程度比前期

大。

（5）酶的提?。好干a(chǎn)的提取過程主要包括發(fā)酵液預處理、酶的沉淀或吸附和酶的干燥。

6.敘述防止發(fā)酵菌種退化的具體條件措施有那些？

答：（1）控制傳代次數(shù)：盡量避免不必要的移種和傳代，并將必要的傳代降低到最低限度，

以減少細胞分裂過程中所產(chǎn)生的自發(fā)突變幾率。

（2）創(chuàng)造良好的培養(yǎng)條件。

（3）利用不易衰退的細胞傳代：對于放線菌和霉菌，菌絲細胞常含有幾個細胞核，因此用

菌絲接種就易出現(xiàn)衰退，而抱子一般是單核的，用于接種就可避免這種現(xiàn)象。

（4）采用有效的菌種保藏方法

（5）合理的育種：選育菌種是所處理的細胞應使用單核的，避免使用多核細胞;合理選擇誘

變劑種類或增加突變位點，以減少分離回復突變；在誘變處理后及分離提純化，從而保證保

藏菌種的純度。

（6）、選用合適的培養(yǎng)基在培養(yǎng)基中添加某種化學物質(zhì)可以防止菌種退化。或者選取營養(yǎng)

相對貧乏的培養(yǎng)基在菌種保臧培養(yǎng)基，限制菌株的生長代謝減少變異反而發(fā)生從而防止菌種

的退化。

34.論述培養(yǎng)基配制好后，如果不及時滅菌，會產(chǎn)生什么樣的后果？

（1）由于雜菌的污染，使生物化學反應的機制或產(chǎn)物消耗，造成產(chǎn)率的下降；

（2）由于雜菌所產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物，或染菌后發(fā)酵液的某些理化性質(zhì)的改變，使產(chǎn)物的提取

變得困難，造成收得率或使產(chǎn)品質(zhì)量下降；

（3）污染的雜菌可能會分解產(chǎn)物而使生產(chǎn)失??；

（4）污染的雜菌大量繁殖，會改變反應介質(zhì)的pH,從而使生物化學反應發(fā)生異常變化；

（5）發(fā)生噬菌體污染，微生物細胞被裂解而使生產(chǎn)失敗。

35.論述原生質(zhì)體融合技術的優(yōu)點。

（1）去除了細胞壁的障礙，親株基因組直接融合、交換，實現(xiàn)重組，不需要有已知的遺傳

系統(tǒng)。即使是相同接合型的真菌細胞也能發(fā)生原生質(zhì)體的相互融合，并可對原生質(zhì)體進行轉(zhuǎn)

化和轉(zhuǎn)染。

（2）原生質(zhì)體融合后兩親株的基因組之間有機會發(fā)生多次交換，產(chǎn)生各種各樣的基因組合

而得到多種類型的重組子。

（3）重組頻率特別高，因為有聚乙二醇作助融劑。

（4）可以和其它育種方法相結合，把由其它方法得到的優(yōu)良性狀通過原生質(zhì)體融合再組合

到一個單株中。

（5）可以用溫度、藥物、紫外線等處理、鈍化親株的一方或雙方，然后使之融合，再在再

生菌落中篩選重組子。

1.發(fā)酵培養(yǎng)基按用途分為孩子培養(yǎng)基、種子培養(yǎng)基和發(fā)酵培養(yǎng)基。

2.分離微生物時，施加選擇壓力的分離方法有_富集液體培養(yǎng)和固體培養(yǎng)基使用。

3.種子制備工藝過程大致分為_實驗室種子制備階段和生產(chǎn)種子制備階段

4.在進行植物細胞大量培養(yǎng)時，其主要技術分為一愈傷組織的固體培養(yǎng)和細胞或組織一的

液體懸浮培養(yǎng)。

5.發(fā)酵工業(yè)中，常用的氮源可分為有機氮源和無機氮源兩大類。

6.影響種子質(zhì)量的因素有原材料質(zhì)量、培養(yǎng)條件和斜面冷藏時間。

7.航天育種主要是利用空間環(huán)境高真空、微重力和強輻射的特點，使微生物的遺

傳特性發(fā)生變異，從而選育出優(yōu)良菌種。

8.培養(yǎng)基常用的滅菌方法有高溫濕熱滅菌和過濾除菌。

9.工業(yè)微生物的培養(yǎng)法有表面培養(yǎng)法、固體培養(yǎng)法和液體深層培養(yǎng)法。

10.發(fā)酵工業(yè)上常用的消沫劑分為天然油脂類、聚醛類、高級醇類和硅樹脂類。

11.發(fā)酵培養(yǎng)基的成分主要包括有碳源、氮源、能源、無機鹽、生長因子

和水。

12.放線菌基因重組過程類似于大腸桿菌，大體上有異核現(xiàn)象、接合現(xiàn)象、異核體

的形成和重組體的形成四種遺傳體系。

13.根據(jù)產(chǎn)物的形成是否與菌體生長同步關聯(lián)，可將產(chǎn)物形成動力學分為生長關聯(lián)型和

非生長關聯(lián)型。

14.微生物發(fā)酵的生產(chǎn)水平取決于生產(chǎn)菌種的特性和發(fā)酵條件的控制。

15.淀粉水解糖的制備方法一般有酸水解和酶水解兩種。

16.培養(yǎng)基按狀態(tài)可分為固體培養(yǎng)基、半固體培養(yǎng)基和液體培養(yǎng)基。

17.微生物調(diào)節(jié)其初級代謝的三種方式大致有酶活的調(diào)節(jié)、酶合成調(diào)節(jié)和遺傳控制。

18.發(fā)酵過程中，泡沫的控制方法有機械消沫和消泡劑消沫。

19.好氧生化法以微生物形式不同分為活性污泥法和生物膜法。

20.體外培養(yǎng)動物細胞，根據(jù)其生長性質(zhì)，可分為貼壁依賴性細胞和非貼壁依賴性

細胞兩類。

二、名詞解析

2-1、自然選育一一在生產(chǎn)過程中，不經(jīng)過人工處理，利用菌種的自然突變而進行菌種的篩

選過程。

2-2、雜交育種一一指將兩個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。

2-3、準性生殖一一指真菌中不通過有性生殖的基因重組過程。

3-4、前體一一指加入到發(fā)酵培養(yǎng)基中的某些化合物能被微生物直接結合到產(chǎn)物分子中去，

而自身的結構無多大變化，且具有促進產(chǎn)物合成的作用的有機化合物。

4-5、生長因子一一凡是微生物生長不可缺少的微量有機物質(zhì)。

4-6、產(chǎn)物促進劑一一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。

6-7、種子擴大培養(yǎng)一一指將保存在沙土管、冷凍干燥管中休眠狀態(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)而獲得一定數(shù)量和質(zhì)量的純種過程。

7-8、分批發(fā)酵一一指種子接種到培養(yǎng)基后除了氣體流通外發(fā)酵液始終留在生物反應器內(nèi)的

發(fā)酵方式。

7-9、連續(xù)發(fā)酵一一指發(fā)酵過程中，一邊補入新鮮的料液，一邊以相近的流速放料，維持發(fā)

酵液原來的體積的發(fā)酵方式。

9-10、酶的交聯(lián)法一一利用雙功能基團試劑或多功能試劑使酶分子間交聯(lián)因而得到固定的方

法。

26-11、抗生素一一是指由動物、植物和微生物在生命活動過程中所產(chǎn)生的，能在低微濃度

下抑制或殺滅他種生物或腫瘤細胞的一類有機化合物。

26-12、半合成抗生素一一指用化學或生物的方法改變已知抗生素的化學結構，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。

29-13、生物需氧量一一指在一定溫度、一定時間內(nèi)微生物利用有機物進行氧化所需要氧的

量。

29-14、化學需氧量一一指用強氧化劑氧化水中污染物時所需消耗的氧量。

29-15、污泥沉降比一一指一定量的曝氣池混合液，靜置30min后，沉降污泥體積與原混合

液體積之比。

29-16、污泥容積指數(shù)一一指曝氣池中混合液經(jīng)30min置后沉降后的體積與污泥干重之比。

3T7、次級代謝產(chǎn)物一一是指微生物在一定生長時期，以初級代謝產(chǎn)物為前體物質(zhì)，合成一

些對微生物的生命活動無明確功能的物質(zhì)過程，這一過程的產(chǎn)物，即為次級代謝產(chǎn)物。

12-18、微藻的異養(yǎng)培養(yǎng)一一指微藻在無光照的條件下，利用外源有機物包括糖類、蛋白水

解物、有機酸等進行生長。

1-1生物工藝學一一生物工藝學是“應用自然科學及工程學的原理，依靠生物催化劑的作用

將物料進行加工以提供產(chǎn)品或為社會服務”的技術。這里所謂的生物作用劑可以是酶、整體

細胞或多細胞生物體，一般也稱為生物催化劑。

2-1航天育種一一主要是利用空間環(huán)境高真空、微重力和強輻射的特點，使微生物的遺傳特

性發(fā)生變異，從而選育出優(yōu)良菌種。

三、簡答題

1.選擇性分離微生物育種的步驟大致有哪些？

（1）含微生物材料的選擇；（2）材料的預處理；（3）所需菌種的分離；（4）菌種的培養(yǎng)；（5）

菌種的選擇和純化。

2.簡述發(fā)酵過程中泡沫產(chǎn)生對發(fā)酵的影響。

（1）降低發(fā)醉罐的裝料系數(shù)；（2）增加了菌群的非均一性；（3）增加了污染雜菌的機會;

（4）大量起泡，控制不及時，會引起逃液，導致產(chǎn)物的流失；（5）消泡劑的加入有時會影

響發(fā)酵或給提煉工序帶來麻煩。

3.簡述植物細胞培養(yǎng)生產(chǎn)代謝產(chǎn)物的優(yōu)點。

（1）可以不受氣候、季節(jié)和地點的影響；（2）細胞增殖速度快而且生產(chǎn)效率高；（3）可通

過對細胞的物理和化學環(huán)境進行一定程度的調(diào)節(jié)控制；（4）可選擇性地生產(chǎn)所需的代謝產(chǎn)物;

（5）可避免病、蟲害的影響。

4.發(fā)酵用的無菌空氣，必須達到的標準有哪些？

（1）連續(xù)提供一定流量的壓縮空氣；（2）空氣的壓強為0.2-0.4MPa；（3）進入過濾器之前,

空氣的相對濕度小于70%;（4）進入發(fā)酵罐的空氣溫度可比培養(yǎng)溫度高10-30℃；（5）壓縮空

氣的潔凈度。

5.簡述酶制劑生產(chǎn)過程中需要控制的工藝參數(shù)。

（1）培養(yǎng)基：酶制劑的生產(chǎn)同其他生物產(chǎn)品的生產(chǎn)一樣，培養(yǎng)基的組成和各營養(yǎng)物質(zhì)的含

量對醐的合成和分泌影響較大。生產(chǎn)過程中，要求嚴格控制培養(yǎng)基的碳源、氮源、碳氮比、

無機鹽、生長因子和產(chǎn)酶促進劑的種類和含量。

（2）pH控制：酶生產(chǎn)的合適pH通常和酶反應的最適pH值相接近，因此在生產(chǎn)過程中，要

根據(jù)不同酶反應的適宜pH值來控制發(fā)酵過程中培養(yǎng)基的pH值。

（3）溫度控制：酶生產(chǎn)的培養(yǎng)溫度隨菌種而不同。如利用芽泡桿菌進行蛋白酶生產(chǎn)常采用

30-37℃,而霉菌、放線菌的蛋白酶生產(chǎn)一28-30C為佳。有些菌種還需變溫培養(yǎng)。

（4）通氣的控制：酶生產(chǎn)所用菌種一般都是需氧微生物，培養(yǎng)時都需要攪拌通氣，但通氣

攪拌的需要程度因菌種而異。利用細菌進行酶生產(chǎn)時，一般培養(yǎng)后期的通氣攪拌程度比前期

大。

（5）酶的提取：酶生產(chǎn)的提取過程主要包括發(fā)酵液預處理、酶的沉淀或吸附和酶的干燥。

6.敘述防止發(fā)酵菌種退化的具體條件措施有那些？

答：（1）控制傳代次數(shù)：盡量避免不必要的移種和傳代，并將必要的傳代降低到最低限度，

以減少細胞分裂過程中所產(chǎn)生的自發(fā)突變兒率。

（2）創(chuàng)造良好的培養(yǎng)條件。

（3）利用不易衰退的細胞傳代：對于放線菌和霉菌，菌絲細胞常含有幾個細胞核，因此用

菌絲接種就易出現(xiàn)衰退，而抱子一般是單核的，用于接種就可避免這種現(xiàn)象。

（4）采用有效的菌種保臧方法

（5）合理的育種：選育菌種是所處理的細胞應使用單核的，避免使用多核細胞;合理選擇誘

變劑種類或增加突變位點，以減少分離回復突變；在誘變處理后及分離提純化，從而保證保

藏菌種的純度。

（6）、選用合適的培養(yǎng)基在培養(yǎng)基中添加某種化學物質(zhì)可以防止菌種退化?；蛘哌x取營養(yǎng)

相對貧乏的培養(yǎng)基在菌種保藏培養(yǎng)基，限制菌株的生長代謝減少變異反而發(fā)生從而防止菌種

的退化。

7.在篩選分離工業(yè)微生物時，應考慮哪些微生物的重要指標？

（1）菌的營養(yǎng)特征；（2）菌的生長溫度應選擇高于40℃的菌種；（3）菌對所需的設備和生

產(chǎn)過程的適應性；（4）菌的穩(wěn)定性；（5）菌的產(chǎn)物得率、產(chǎn)物在培養(yǎng)液中的濃度及易從培養(yǎng)

液中分離回收產(chǎn)物。

8.簡述對抗生素結構改造的目的和要求

（1）增強抗菌力；（2）擴大抗菌譜；（3）對耐藥性有效，便于口服；（4）減低毒副作用；

（5）改善藥理性質(zhì)，提高生物有效性。

9.什么是半連續(xù)培養(yǎng)，說明其優(yōu)缺點。

答：在補料分批培養(yǎng)的基礎上間歇放掉部分發(fā)酵液（帶放）稱為半連續(xù)培養(yǎng)。某些品種采取

這種方式，如四環(huán)素發(fā)酵。

優(yōu)點：放掉部分發(fā)酵液，再補入部分料液，使代謝有害物得以稀釋有利于產(chǎn)物合成，提高了

總產(chǎn)量。

缺點：代謝產(chǎn)生的前體物被稀釋，提取的總體積增大。

10.利用你所學知識，請你簡單分析發(fā)酵過程中染菌的途徑。

（1）種子包括進罐前菌種室階段出問題；（2）培養(yǎng)基的配制和滅菌不徹底；（3）設備泄漏

和存在死角；（4）空氣除菌不徹底；（5）操作時未進行無菌操作。

11.動物細胞培養(yǎng)包括哪幾個階段？

動物細胞培養(yǎng)主要包括三個階段：（D準備階段：包括設備的準備、清洗、消毒，培養(yǎng)基的

配制和除菌，細胞種子的復蘇、檢定和擴增。（2）細胞培養(yǎng)階段：包括細胞接種，培養(yǎng)工藝

參數(shù)的調(diào)整，取樣分析，培養(yǎng)基更換。（3）產(chǎn)物生產(chǎn)階段：包括培養(yǎng)基更換，病毒準備和接

種或產(chǎn)物表達誘導劑的加入，培養(yǎng)上清的收獲，取樣分析。

12.論述原生質(zhì)體融合技術的優(yōu)點。

（1）去除了細胞壁的障礙，親株基因組直接融合、交換，實現(xiàn)重組，不需要有已知的遺傳

系統(tǒng)。即使是相同接合型的真菌細胞也能發(fā)生原生質(zhì)體的相互融合，并可對原生質(zhì)體進行轉(zhuǎn)

化和轉(zhuǎn)染。

（2）原生質(zhì)體融合后兩親株的基因組之間有機會發(fā)生多次交換，產(chǎn)生各種各樣的基因組合

而得到多種類型的重組子。

（3）重組頻率特別高，因為有聚乙二醇作助融劑。

（4）可以和其它育種方法相結合，把由其它方法得到的優(yōu)良性狀通過原生質(zhì)體融合再組合

到一個單株中。

（5）可以用溫度、藥物、紫外線等處理、鈍化親株的一方或雙方，然后使之融合，再在再

生菌落中篩選重組子。

13.簡述微生物次生代謝的特點。

（1）種類繁多，結構特殊，含有不常見的化合物。（2）含有少見的化學鍵；（3）一種微生

物所合成的次生代謝物往往是一組結構相似的化合物；（4）一種微生物的不同菌株可以產(chǎn)生

分子結構迥異的次生代謝物；（5）次生代謝產(chǎn)物的合成比生長對環(huán)境因素更敏感。

14.發(fā)酵過程中，如要進行純培養(yǎng)，采取的具體措施有哪些？

（1）設備滅菌并確保無泄漏；（2）所用培養(yǎng)基必須滅菌；（3）通入的氣體應經(jīng)除菌處理;

（4）種子無污染，確保純種；（5）培養(yǎng)過程中加入的物料應經(jīng)滅菌處理，并在加入過程中

確保無污染。

15.根據(jù)氨基酸發(fā)酵時需氧程度的不同，氨基酸發(fā)酵一般可分為哪三種類型？

（1）要求供養(yǎng)足夠的谷氨酸族氨基酸發(fā)酵。谷氨酸、谷氨酰胺、脯氨酸和精氨酸等谷氨酸

族氨基酸發(fā)酵，在供氧足夠時產(chǎn)酸率最高。

（2）適宜在缺氧條件下進行的亮氨酸、苯丙氨酸和綴氨酸發(fā)酵。

（3）供氧不足時產(chǎn)酸受輕微影響的天冬氨酸族氨基酸發(fā)酵。

16、在進行培養(yǎng)基優(yōu)化時，應經(jīng)過的步驟大致有哪些？

（1）根據(jù)前人的經(jīng)驗和培養(yǎng)基成分確定時一些必須考慮的問題，初步確定可能的培養(yǎng)基成

分；（2）通過單因子試驗最終確定出最為適宜的培養(yǎng)基成分；（3）當培養(yǎng)基成分確定后，剩

下的問題就是各成分最適的濃度。

17.什么叫活性污泥？組成活性污泥的微生物主要有哪些？

活性污泥是指具有活性的微生物菌膠團或絮狀泥粒狀的微生物群體。

活性污泥主要包括：（1）細菌：是活性污泥中最重要的成員，包括有桿菌、球菌、螺旋菌和

比較高級的絲狀細菌。

（2）真菌：真菌中的酵母菌和霉菌在活性污泥中都存在。

（3）原生動物：大多數(shù)為好氧異養(yǎng)型的可游動的單細胞動物。

（4）微形后生動物：多數(shù)為好氧異養(yǎng)形的多細胞動物，如輪蟲、線蟲等。

18.試述動物細胞培養(yǎng)基中血清的作用。

（1）影響培養(yǎng)基的生理性質(zhì)，如黏度、滲透壓、擴散速率等。

（2）含有蛋白質(zhì)抑制劑，抑制消化時用的胰蛋白酶和細胞分泌的蛋白酶。

（3）提供合成培養(yǎng)基中不含有的營養(yǎng)物用于細胞代謝。

（4）提供小分子物質(zhì)的載體蛋白。

（5）提供細胞貼壁必需的因子。

（6）含有酶系，轉(zhuǎn)化培養(yǎng)基中的成分成為細胞能利用的形式或非毒性形式。

（7）提供微量元素、激素和生長因子。

（8）結合或中和培養(yǎng)基中的毒性物質(zhì)。

（9）結合和保護在過量時有毒性的營養(yǎng)物并緩慢釋放它們。

（10）提供白蛋白對細胞起保護作用，并防止對其它重要因子的非特異性吸附。

19.適宜于規(guī)模發(fā)酵培養(yǎng)基應具備哪些特點？

（1）培養(yǎng)基能夠滿足產(chǎn)物最經(jīng)濟的合成；（2）發(fā)酵后所形成的副產(chǎn)物盡可能少；（3）培養(yǎng)

基的原料應因地制宜，價格低廉，且性能穩(wěn)定，資源豐富，便于采購運輸，適合于大規(guī)模儲

藏，能保證生產(chǎn)上的供應。（4）所選用的培養(yǎng)基能滿足總體工藝的要求。

20.作為發(fā)酵種子的準則是什么？

（1）菌種細胞的生長活力強，移種至發(fā)酵罐后能迅速生長，遲緩期短；（2）生理狀態(tài)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。

21.簡述工業(yè)微生物菌種保藏的原理和意義。

目的：保持菌種存活，不丟失，不污染；防止優(yōu)良性狀喪失；隨時為生產(chǎn)、科研提供優(yōu)良

菌種。

原理：選用優(yōu)良的純種，（最好是休眠體，如分生抱子、芽胞等），創(chuàng)造降低微生物代謝活動

強度，生長繁殖受抑制，難以發(fā)生突變的環(huán)境條件（其環(huán)境要素是干燥、低溫、缺氧、缺營

養(yǎng)以及添加保護劑等）。

22.培養(yǎng)基配制好后，如果不及時滅菌，會產(chǎn)生什么樣的后果？

（1）由于雜菌的污染，使生物化學反應的機制或產(chǎn)物消耗，造成產(chǎn)率的下降；（2）由于雜

菌所產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物，或染菌后發(fā)酵液的某些理化性質(zhì)的改變，使產(chǎn)物的提取變得困難，造

成收得率或使產(chǎn)品質(zhì)量下降；（3）污染的雜菌可能會分解產(chǎn)物而使生產(chǎn)失?。唬?）污染的雜

菌大量繁殖，會改變反應介質(zhì)的pH,從而使生物化學反應發(fā)生異常變化；（5）發(fā)生噬菌體

污染，微生物細胞被裂解而使生產(chǎn)失敗。

23.簡述青霉素產(chǎn)生菌生長各階段菌絲的特點

（1）I期：分生抱子萌發(fā)。抱子先膨脹，再形成小的芽管，原生質(zhì)未分化，具有小空泡。

（2）II期：菌絲繁殖，原生質(zhì)嗜堿性強。

（3）山期：形成脂肪粒，積累貯藏物。

（4）IV期：脂肪粒減少，形成中、小空泡。原生質(zhì)嗜堿性弱。

（5）V和V［期：形成大空泡，脂肪粒消失；細胞內(nèi)看不到顆粒，并出現(xiàn)個別自溶的細胞。

24.試述采用植物細胞培養(yǎng)技術生產(chǎn)有用代謝物的前景。

（1）植物能生產(chǎn)2萬多種化學物質(zhì)，包括醫(yī)藥品、色素和其它精細化學品，遠比微生物生

產(chǎn)的種類多。

（2）植物中產(chǎn)生的一些化學物質(zhì)難以化學合成，或難以用基因工程手段來增加生產(chǎn)。

（3）細胞培養(yǎng)的全過程都能有效的得以控制，不受地理環(huán)境、病蟲害和季節(jié)等因素的影響，

可以保證產(chǎn)物持續(xù)生產(chǎn)。

（4）可以在實驗室較快地進行細胞株的篩選和培養(yǎng)條件的優(yōu)化而獲得超過原植株代謝物含

量的細胞和培養(yǎng)條件，其增殖速度也比整個植物體栽培快得多。

（5）易于在生物反應器中大規(guī)模培養(yǎng)，減少占用耕地面積，降低生產(chǎn)成本和提高生產(chǎn)效率。

（6）可以合成現(xiàn)有的或探索新的技術進行有關細胞的代謝途徑和代謝規(guī)律的研究，使植物

細胞合成次生代謝物朝著對人們有用的方向進行。

25.土壤是微生物生活的大本營，生活著各種各樣的微生物。目前工業(yè)上所利用的微生物

大多是從土壤中分離獲得的。纖維素酶廣泛應用與工業(yè)生產(chǎn)。請你設計一種從土壤中分離

堿性纖維素酶產(chǎn)生菌的篩選方法。同時打算用此菌進行工廠發(fā)酵生產(chǎn)，請設計工廠生產(chǎn)流

程圖（簡圖）。

⑴采樣：在造紙廠周圍或廢水中，采土壤離地5-15cm處的土壤，或廢水中的細菌；

⑵增殖培養(yǎng)：以纖維素作為惟一的碳源進行增殖培養(yǎng)，0.0075%曲利本藍+1%CMC（竣甲

基纖維素），pHlO.5,使得不能分解纖維素的菌不能生長；

⑶純種分離：采用單菌落分離法，A、劃線法，B、稀釋法；

（4）生產(chǎn)性能的測定：測定菌株纖維素酶的活性。

工業(yè)生產(chǎn)流程圖設計：

菌種的篩選——?種子擴大培養(yǎng)（真菌用抱子擴大培養(yǎng)）~?發(fā)酵罐發(fā)醉~~?纖

維素酶的提取

26、土壤是微生物生活的大本營，生活著各種各樣的微生物。目前工業(yè)上所利用的微生物大

多是從土壤中分離獲得的。葡萄糖淀粉酶可以用于淀粉制糖工藝。請你設計一種從土壤中分

離葡萄糖淀粉酶產(chǎn)生菌的分離方法。

⑴采樣：在淀粉廠周圍或廢水中，采土壤離地5-15cm處的土壤，或廢水中的細菌；

⑵增殖培養(yǎng)：以淀粉作惟一的碳源進行增殖培養(yǎng)，使得不能分解淀粉的菌不能生長；

⑶純種分離：采用單菌落分離法，A、劃線法，B、稀釋法；

（4）生產(chǎn)性能的測定：測定菌株葡萄糖淀粉酶的活性.

27.試論述在有機相中進行酶催化有何特征？

（1）增加非極性基質(zhì)的溶解度；

（2）使某些原來在水相不能進行的反應順利進行，如肽的合成，酯的合成；

（3）可減少在水相極易發(fā)生的副反應，如酸好的水解，鹵化物的水解和醍的聚合；

（4）在有機溶劑中可以改變基質(zhì)的專一性；

（5）酶在有機溶劑中由于其本身是不容的，故不再需要如水相的固定化等，即可在反應結

束后容易（往往只需要過濾）使酶從體系中分離出來；

（6）若因從流速等許多方面考慮酶確需固定化的，則利用固定化酶的載體只需要簡單的非

極性表面（如玻璃珠）即可，在非水介質(zhì)中，酶不會從載體表面脫落；

（7）產(chǎn)物能也很容易地從低沸點、高蒸汽壓的溶劑中回收；

（8）在有機溶劑中酶的熱穩(wěn)定性（比水溶液中）好；

（9）有機相酶反應中無微生物污染；

（10）有可能使酶直接應用于某些化學反應中。

一、名詞解釋題

1.生物工藝學——生物工藝學是“應用自然科學及工程學的原理，依靠生物催化劑的作用將

物料進行加工以提供產(chǎn)品或為社會服務”的技術。這里所謂的生物作用劑可以是酶、整體細

胞或多細胞生物體，一般也稱為生物催化劑。

2.自然選育——在生產(chǎn)過程中，不經(jīng)過人工處理，利用菌種的自然突變而進行菌種篩選的

過程。

3.抱子培養(yǎng)基——提供菌種繁殖電子的一種常用固體培養(yǎng)基，對這種培養(yǎng)基的要求是能使

菌體迅速生長，產(chǎn)生較多的優(yōu)質(zhì)刑子，并要求這種培養(yǎng)基不易引起菌種發(fā)生變異。

4.前體——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合到

產(chǎn)物分子中去，而其自身的結構并沒有多大變化，但是產(chǎn)物的產(chǎn)量卻因加入前體而有較大的

提高。

5.分批滅菌——將配制好的培養(yǎng)基放在發(fā)酵罐或其他容器中，通入蒸汽將培養(yǎng)基和所用設

備一起滅菌的操作過程，也稱實罐滅菌。

6.接種量——移入的種子液體積和接種后培養(yǎng)液體積的比例。

7.種子培養(yǎng)基——供抱子發(fā)芽、生長和大量繁殖菌絲體，并使菌絲體長得粗壯，成為活力

強的“種子”；營養(yǎng)要求比較豐富和完全，氮源和維生素的含量也要高些，但總濃度略稀薄為

好。

8.營養(yǎng)缺陷型菌株——微生物經(jīng)過誘變劑處理后產(chǎn)生的一種生化突變體，由于基因突變，

它失去了合成某種物質(zhì)（如氨基酸、維生素或核昔酸堿基）的能力，在基本培養(yǎng)基上不能生長，

大多數(shù)營養(yǎng)缺陷型菌株需要補加一定種類的有機物之后才能生長。

9.代謝控制發(fā)酵——用人工誘變的方法，有意識地改變微生物的代謝途徑，最大限度地積累

產(chǎn)物，這種發(fā)酵形象地稱為代謝控制發(fā)酵，最早在氨基酸發(fā)酵中得到成功應用。

10.活性污泥——指具有活性的微生物菌膠團或絮狀泥粒狀的微生物群體。

11.化學需氧量——用強氧化劑來氧化水中污染物時需消耗的氧量。

12.半合成抗生素——是指用化學或生物化學的方法改變已知抗生素的化學結構，或引入特

定的功能基團而獲得的新抗生素品種或衍生物的總稱。

13.抗生素——抗生素是由生物（包括微生物、動物、植物）在其生命活動過程中產(chǎn)生的或

用其它方法獲得的一種能在低微濃度下選擇性地抑制或殺滅它種生物或腫瘤的一類次級代

謝產(chǎn)物或其人工衍生物。如強力霉素。

14.絮凝——是指在某些高分子絮凝劑存在下，基于橋架作用，使細胞聚集形成粗大的絮凝

團的過程，是一種以物理的集合為主的過程。

15.生物需氧量——表示在一定溫度、一定時間內(nèi)微生物利用有機物（污染物）進行生物氧

化所需要氧的量，常用mg/L作單位。

16.微藻的異養(yǎng)培養(yǎng)——指微藻在無光照的條件下，利用外源有機物包括糖類、蛋白水解物、

有機酸等進行生長。

17.連續(xù)發(fā)酵——指發(fā)酵過程中，一邊補入新鮮的料液，一邊以相近的流速放料，維持發(fā)酵

液原來的體積的發(fā)酵方式。

18.污泥沉降比——指一定量的曝氣池混合液，靜置30min后，沉降污泥體積與原混合液體

積之比。

19.次級代謝產(chǎn)物——是指微生物在一定生長時期，以初級代謝產(chǎn)物為前體物質(zhì)，合成一些

對微生物的生命活動無明確功能的物質(zhì)過程，這一過程的產(chǎn)物，即為次級代謝產(chǎn)物。

20.種子罐級數(shù)——指制備種子需要逐級擴大培養(yǎng)的次數(shù)。

21.分解代謝物阻遏——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酶合成的現(xiàn)象。

22.原生質(zhì)體融合——用脫壁酶處理將微生物細胞壁除去，使菌體細胞在高滲環(huán)境中釋放出

只有原生質(zhì)膜包裹的球狀體（原生質(zhì)體），再用誘導融合劑促進原生質(zhì)體發(fā)生融合，兩親本基

因組由接觸到交換，從而實現(xiàn)基因重組，這一技術叫原生質(zhì)體融合。

23.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)量的純種過程.

24.DE值——工業(yè)上用DE值表示淀粉糖的糖組成。糖化液中的還原糖含量（以葡萄糖計算）

占干物質(zhì)的百分率稱為DE值。

25.雙種法——為了加大接種量，有些產(chǎn)品的生產(chǎn)采用雙種法，即兩個種子罐接種到一個發(fā)

醉罐中。

二、簡答題

1.簡述生物工藝流程的共性。

A原材料的預處理B生物催化劑的制備

C生物反應器及反應條件的選擇D產(chǎn)物的分離純化

2.在篩選分離工業(yè)微生物時，應考慮哪些微生物的重要指標？

（1）菌的營養(yǎng)特征；（2）菌的生長溫度應選擇高于40℃的菌種；（3）菌對所需的設備

和生產(chǎn)過程的適應性；（4）菌的穩(wěn)定性；（5）菌的產(chǎn)物得率、產(chǎn)物在培養(yǎng)液中的濃度及

易從培養(yǎng)液中分離回收產(chǎn)物。

3.簡述植物細胞培養(yǎng)生產(chǎn)代謝產(chǎn)物的優(yōu)點。

（1）可以不受氣候、季節(jié)和地點的影響；

（2）細胞增殖速度快而且生產(chǎn)效率高；

（3）可通過對細胞的物理和化學環(huán)境進行一定程度的調(diào)節(jié)控制；

（4）可選擇性地生產(chǎn)所需的代謝產(chǎn)物；

（5）可避免病、蟲害的影響。

4.簡述青霉素產(chǎn)生菌生長各階段菌絲的特點

（1）I期：分生孑包子萌發(fā)。抱子先膨脹，再形成小芽管，原生質(zhì)未分化，具有小空泡。

（2）II期：菌絲繁殖，原生質(zhì)嗜堿性強。

（3）W期：形成脂肪粒，積累貯藏物。

（4）IV期：脂肪粒減少，形成中、小空泡。原生質(zhì)嗜堿性弱。

（5）V和VI期：形成大空泡，脂肪粒消失；細胞內(nèi)看不到顆粒，并出現(xiàn)個別自溶細胞。

5.什么叫活性污泥？組成活性污泥的微生物主要有哪些？

活性污泥是指具有活性的微生物菌膠團或絮狀泥粒狀的微生物群體。

活性污泥主要包括：（1）細菌：是活性污泥中最重要的成員，包括有桿菌、球菌、螺旋菌和

比較高級的絲狀細菌。（2）真菌；（3）原生動物；（4）微形后動物

6.微生物選擇性分離方法大致可分為哪五個步驟？

（1）含微生物材料的選擇；

（2）材料的預處理；

（3）所需菌種的分離；

（4）菌種的培養(yǎng)；

（5）菌種的選擇和純化。

7.培養(yǎng)基配置好后，不滅菌受雜菌污染后會產(chǎn)生哪些不良后果？

（1）由于雜菌的污染，使生物化學反應的基質(zhì)或產(chǎn)物消耗，造成產(chǎn)率的下降；

（2）由于雜菌所產(chǎn)生的某些代謝產(chǎn)物，或染菌后發(fā)酵液的某些理化性質(zhì)的改變，使產(chǎn)物的

提取變得困難，造成收得率降低或使產(chǎn)品質(zhì)量下降；

（3）污染的雜菌可能會分解產(chǎn)物而使生產(chǎn)困難；

（4）污染的雜菌大量繁殖，會改變反應介質(zhì)的pH,從而使生物化學反應異常變化；

（5）發(fā)生噬菌體污染，微生物細胞被裂解而使生產(chǎn)失敗等。

8.發(fā)酵用的無菌空氣，必須達到的標準有哪些？

（1）連續(xù)提供一定流量的壓縮空氣；

（2）空氣的壓強為0.2-0.4MPa；

（3）進入過濾器之前，空氣的相對濕度小于70%；

（4）進入發(fā)酵罐的空氣溫度可比培養(yǎng)溫度高10-30C；

（5）壓縮空氣的潔凈度。

9.動物細胞培養(yǎng)包括哪幾個階段？

動物細胞培養(yǎng)主要包括三個階段：（1）準備階段：包括設備的準備、清洗、消毒，培養(yǎng)

基的配制和除菌，細胞種子的復蘇、檢定和擴增。

（2）細胞培養(yǎng)階段：包括細胞接種，培養(yǎng)工藝參數(shù)的調(diào)整，取樣分析，培養(yǎng)基更換。

（3）產(chǎn)物生產(chǎn)階段：包括培養(yǎng)基更換，病毒準備和接種或產(chǎn)物表達誘導劑的加入，培養(yǎng)上

清的收獲，取樣分析。

10..微藻培養(yǎng)必須在光生物反應器中進行，該反應器要能提供哪些條件？

（1）合適的光照強度；（2）合適的溫度；

（3）合適的無機碳源及其營養(yǎng)物；（4）合適的pH值；

（5）合適的混合；（6）合適的氧解析；

（7）避免污染。

11.簡述谷氨酸生物代謝（合成）中細胞通透性的調(diào)節(jié)。

（1）生物素缺陷性菌株；

（2）油酸缺陷性菌株：

（3）表面活性劑；

（4）葉酸缺陷性菌株；

引起細胞膜的脂肪酸成分的改變，從而增加細胞膜的透性；

（4）青霉素：抑制細胞壁的合成，由于細胞膜內(nèi)外的滲透壓而泄露出來。

12.6-氨基青霉烷酸（6-APA）是一種半合成青霉素。請說說什么是半合成抗生素？抗生

素結構改造的目的是什么？

半合成抗生素：指用化學或生物化學方法，改變天然抗生素的化學結構，或引入特定的功能

基團獲得具有各種優(yōu)越性能的新抗生素或其衍生物的總稱。

目的：尋找比原物質(zhì)活性強、抗菌譜廣、對耐藥性有效、化學性能穩(wěn)定、毒性及副作用較小、

吸收快、血濃度高等具有優(yōu)越藥理性能的新化合物。

13.簡述菌種衰退的原因及防止措施？

答：菌種衰退的原因：菌種衰退的原因有兩個方面：

一是菌種保藏不妥（1分）；二是菌種生長的條件要求沒有得到滿足，或是遇到不利的條件,

或是失去某些需要的條件（1分）。此外還有經(jīng)誘變得來的新菌株發(fā)生回復突變，從而喪失

新的特征等情況。菌種的自發(fā)突變和回復突變是引起菌種自身衰退的主要原因。

防止菌種衰退的措施

⑴菌種的分離：⑵菌種的復壯；⑶提供良好的環(huán)境條件；⑷用優(yōu)良的保藏方法；⑸定

期純化菌種。

14.植物細胞培養(yǎng)用反應器的選型和開發(fā)的依據(jù)可以歸納為哪幾個方面？

（1）供氧能力；（2）剪切力；

（3）植物在反應器壁上的附著狀況；（4）細胞高濃度培養(yǎng)時的混合狀況

（5）溫度、pH及營養(yǎng)物質(zhì)濃度的控制；（6）細胞集團大小的控制；

（7）放大的難易程度和維持無菌狀態(tài)的性能。

三、論述題

1.土壤是微生物生活的大本營，生活著各種各樣的微生物。目前工業(yè)上所利用的微生物大

多是從土壤中分離獲得的。葡萄糖淀粉酶可以用于淀粉制糖工藝。請你設計一種從土壤中分

離葡萄糖淀粉酶產(chǎn)生菌的分離方法。

⑴采樣：在淀粉廠周圍或廢水中，采土壤離地5-15cm處的土壤，或廢水中的細菌；

⑵增殖培養(yǎng)：以淀粉作惟一的碳源進行增殖培養(yǎng)，使得不能分解淀粉的菌不能生長；

⑶純種分離：采用單菌落分離法，A、劃線法，B、稀釋法；

（4）生產(chǎn)性能的測定：測定菌株葡萄糖淀粉酶的活性。

2.土壤是微生物生活的大本營，生活著各種各樣的微生物。目前工業(yè)上所利用的微生物大

多是從土壤中分離獲得的。請你設計一種從土壤中分離堿性蛋白酶產(chǎn)生菌的分離方法。

3.簡述生物工藝學（生物技術）的發(fā)展趨勢。

（1）深入開展后人類基因組學的研究，逐步掌握人類生、老、病、死的自然規(guī)律；

（2）逐步深入開展基因診斷和基因治療研究；

（3）加強各種生物技術新藥物的研究開發(fā)；

（4）人類干細胞培養(yǎng)或胚胎工程的前景看好，正處于方興未艾的發(fā)展階段；

（5）通過轉(zhuǎn)基因動物藥廠有望建立“動物藥廠”，而通過克隆動物有望建立“優(yōu)種畜牧品系”

和拯救瀕危動物；

（6）加速對人類功能基因的研究開發(fā)；

（7）基因農(nóng)作物將為農(nóng)作物的優(yōu)質(zhì)豐產(chǎn)帶來巨大生機；

（8）加強與環(huán)境保護學科的合作保護；

（9）積極開展海洋生物技術的研究；

（10）大力發(fā)展與生物技術相關的工程技術學科的地位，以加速生物技術實驗室新成果的開

展進程，并形成相應的工業(yè)生產(chǎn)規(guī)?；匾詳U大生產(chǎn)規(guī)模和降低生產(chǎn)成本。

4.土壤是微生物生活的大本營，生活著各種各樣的微生物。目前工業(yè)上所利用的微生物大

多是從