微生物工程期末复习提纲及具体解答.docx

本文格式为Word版，下载可任意编辑微生物工程期末复习提纲及具体解答 微生物工程复习提纲及概括解答 微生物工程复习提纲及概括解答 1、发酵定义：传统发酵、生化和生理学意义的发酵、工业上的发酵（名词解释）（重点） 传统发酵：最初发酵是用来描述酵母菌作用于果汁、麦芽汁或发芽谷物产生气泡（CO2）的现象，或者是指酒的生产过程 生化和生理学意义的发酵：指微生物在无氧条件下，分解各种有机物质产生能量的一种方式，或者更严格地说，发酵是以有机物作为电子受体的氧化恢复产能回响 工业上的发酵：泛指利用微生物制造或生产某些产品的过程， 包括： 1. 厌氧培养的生产过程，如酒精，乳酸等 2. 通气（有氧）培养的生产过程，如抗生素、氨基酸、酶制剂等 2、发酵工程定义:（名词解释）（重点）是指利用微生物生长速度快、生长条件简朴以及代谢过程特殊等特点,在适合条件下通过现代化工程技术手段,由微生物的某种特定功能生产出人类需要的产品 3、 微生物的生物转化发酵（名词解释） 是利用生物细胞对一些化合物某一特定部位（基团）的作用，使它转变成布局相类似但具有更在经济价值的化合物的生化回响。

（最终产物是由微生物细胞的酶或酶系对底物某一特定部位举行化学回响而形成的） 4、生物回响过程四个组成片面？（填空）（重点）原材料预处理 生物催化剂的制备 生物回响器及回响条件的选择 产物的分开纯化 发酵技术的核心组成片面（填空、简答）（重点） 第一片面 生物细胞 （获得特殊回响或过程所需的最良好的生物细胞(或酶) 其次片面 发酵设备与工艺 （选择最精良设备,开发最优技术操作,创造充分发挥生物细胞(或酶)作用的最正确环境） 附：目前的研究说明：用于发酵技术过程最有效、最稳定、最便当的催化剂形式是整体生物；而目前最普遍采用的整体生物是微生物细胞 5、发酵工程要实现发酵过程并获得发酵产品,务必具备那些条件？（填空、简答） ? 要具有某种适合的微生物――即务必要有好的菌种 ? 要保证或操纵微生物举行代谢得各种条件(培养基组成,温度,O2,PH等)――---适合的工艺条件 ? 具有举行微生物发酵的设备――必要的发酵设备 ? 具有将菌体或代谢产物提取出来,精制成产品得方法和设备――具有完善的产品提取技术 6、微生物工程与化学工程相比，微生物回响过程具有那些化学工程无法对比的特点？（简答、论述） ? 作为生物化学回响，通常在常温常压下举行，所以无爆炸危害，各种设备无需考虑防爆问题。

同时还有可能使一种设备具有多种用途 ? 原料通常以糖蜜，淀粉等碳水化合物为主，参与少量有机即或无机氮源，只要不含毒物，一般无精制必要，微生物本身能有选择地摄取所需物质 ? 回响以生命体的自动调理方式举行，因此数十个回响过程能象单一回响一样，在单一设备（发酵罐）内很轻易举行 ? 能轻易生产繁杂的高分子化合物，酶类的生产和光学活性体的有选择性生产等，是发酵工业最有特色的领域 ? 由于生命体的特有回响机制，能高度选择性地举行繁杂化合物在特定部位的氧化，恢复，官能团导入等回响 ? 生产发酵产物的微生物菌体本身也是发酵产物，富含 维生素，蛋白质，酶等有用物质因此，除特殊处境外，发酵液通常对生物体无害 1 微生物工程复习提纲及概括解答 7、微生物工程的进展简史主要体验了那几个阶段及特点？（填空、简答） (1)传统的微生物发酵技术--自然发酵 自然发酵技术有着很悠久的历史,从史前到19世纪,人类在不了解发酵本质之前,就利用自然发酵现象制成各种饮料和其它食品.几千年前人类就已经有利用微生物的代谢产物的作为在早期原始社会几乎全体氏族都在食品富裕的处境下,因含糖果实和含淀粉谷类储存时的发酵,而学会了酿酒。

例如我国在夏禹时代就有酿酒的记载，《尚书》有云“昔者仪狄作酒，禹饮而甘之《周礼》中有关于酱油的记载一般认为我国的酿酒起源于5000多年前的龙山文化时期到商代(公元前1711·公元前1066),由于种植农业的进展,谷物酿酒盛行.除了酿酒外,古代劳动人民还掌管了酱、醋的酿造技术古巴比伦在6000年前，就有酿造啤酒的记载，在公元前3世纪就有了阅历丰富的特意从事酿酒的工人,甚至在法典中为酒店仆人和旅馆商人列出精确的酿造规章和法律;在法国巴黎卢浮宫保存的“蓝色纪念碑”上记载公元前3世纪古巴比伦居民酿造啤酒品种达20多种此外,还有葡萄酒、面包、干酪、奶酒、泡菜、饴糖等这些酿造活动虽然有悠久的历史，并积累了精湛的技术，但由于受当时社会制度和科学进展的限制，长期以来处于手工操作的落后状态，人们并不知道微生物与发酵的关系,因而很难人为操纵发酵过程,生产也只能凭阅历,口传心授所以这一时期称为自然发酵时期 (2)第一代微生物发酵技术--纯培养技术的建立 1680年,大约300多年以前，荷兰人安东尼.列文虎克(Anthony Leeuwenhoek)(1632-1723)用自制的显微镜(放大率为40-150倍)察觉了微生物(包括细菌、酵母)的存在，人类首次熟悉到微生物。

当时由于显微技术技术的局限,对微生物熟悉及其短浅，研究也较少直到19世纪中叶,随着科技的进步,发酵工程研究随微生物学研究活跃而活跃起来被誉为发酵学之父的巴斯德(Louis Pasteur,1822-1895 )(1857年)首次证明酒精发酵是酵母菌所引起的,熟悉到发酵现象就是微生物举行的生物化学回响,不同的发酵与不同的微生物有关系也就是说,各个不同微生物在发酵过程中具有的不同生化回响 19世纪末(1897年),德国的毕希纳(Eduard Buchner,1860-1917 )用磨碎的酵母细胞制成酵母汁,参与大量蔗糖后,也察觉有C02和乙醇的生成,证领略酒精发酵是由酶催化的一系列化学回响 此后,德国人柯赫(Robert Koch ,1843-1910)首先研发了固体培养基,得到细菌纯培养物,由此建立了微生物的纯培养技术，这就开创了人为操纵微生物的时代. 以后在19OO-1940年间,为解决面包酵母生长溶氧问题建立了补料分批培养方法,同时为解决丙酮丁醇发酵的厌氧问题和防止杂菌污染,建立了简朴密封式发酵罐、加压蒸汽灭菌和无菌接种技术，研发了简便的、封闭式发酵罐由此，酒精发酵和丙酮丁酸发酵技术就进展起来，发酵工业就逐步参与了近代化学工业行列。

因此，可以认为，微生物纯分开培养技术的建立，是发酵工程（工业微生物学）进展的第一个转折时期 这段时期的发酵产品主要有酵母、酒精、丙酮丁醇、有机酸、酶制剂等,产品大多是厌氧发酵产物,生 2 微生物工程复习提纲及概括解答 产过程对比简朴,对生产设备的要求也不高,规模不大,产物的化学布局比原料简朴,是初级代谢分解产物 (3)其次代(近代)微生物发酵技术一-深层培养技术（通气搅拌技术）的建立 近代微生物发酵技术开头于20世纪40年头,随着青霉素的察觉和青霉素大量生产的告成，对发酵工业带来了很大的影响，即开创了抗生素工业抗生素工业的兴起,标志着工业微生物生产进入一个新的阶段 1928年英国细菌学家弗莱明察觉能够抑制葡萄球菌的点青霉(Penicillium notatum),其产物为青霉素20世纪40年头初,其次次世界大战中对抗细菌感染药物的极大需求，促使人们重新研究青霉素，并在1945年大规模投入生产.由于青霉素的生产是需氧发酵,很轻易受到杂菌污染,所以借鉴了丙酮丁醇的纯种厌氧发酵技术,告成建立了深层通气培养法和一整套的培养技术,包括向发酵罐中通入无菌空气、通过搅拌使空气平匀分布、培养基的灭菌和无菌接种等,使微生物在培养过程中的温度、pH、通气量、养分物的供应都得到严格操纵。

这些技术都为后来的微生物工业供给了新的概念和模式,成为当代微生物工业急速进展的开端,推动了抗生素工业乃至整个发酵工业的快速进展随后链霉素、氯霉素、金霉素、土霉素、四环素等多种抗生素好氧发酵相继投产 抗生素工业的进展促进了其他发酵产品的展现上个世纪50年头氨基酸发酵工业,在引进了\代谢操纵发酵技术\后,得以快速进展通过微生物的人工诱变,获得代谢发生变更的突变菌株，在条件操纵下，选择性的大量生产某种所需产品.此项技术也应用于核苷酸、有机酸和抗生素的生产中 60年头展现了以石油或石油产品代替糖质原料举行发酵,从而展现了石油发酵这段时期的微生物工程产品类型多,不仅有初级代谢产物也有次级代谢产物、还有生物转化、酶回响等产品;技术要求较高,多数生产过程要求纯种或无菌条件下的好气发酵,规模大;新技术、新工艺、新产品、新设备不断展现；应用范围不断扩大,广泛应用于能源开发、环境养护、细菌冶金和石油勘探等,这是一个近代发酵工业的鼎盛时代 总的来说，深层发酵技术的建立，是发酵工程（工业微生物学）进展的其次个转折时期 (4)第三代微生物发酵技术---微生物工程 上世纪七十年头进展起来的基因工程技术推动着发酵工业朝着崭新的方向――微生物工程进展。

1953年, DNA双螺旋布局的提出,奠定了分子生物学的根基;1973年,California 旧金山分校的Herber Boyer和StarIford大学的Stanley Cohen将两个质粒举行（用EcoR I酶）酶切后,在连接酶存在的条件下连接起来,获得具有两个复制起始位点的杂合质粒,并转化大肠杆菌.为基因工程的理论和实际应用奠定了根基;1977年,Cohen首先用基因操作手段克隆获得了生长激素抑制因子;1978年,Gilbert克隆获得鼠胰岛素,几年后,第一个基因工程产品---重组微生物的胰岛素问世了 在过去的三十多年的时间里,世界各国的研究人员分开、鉴定、克隆了大量的不同生物的基因利用现代分子生物学技术,通过遗传物质水平的改造,构建了高效表达的工程菌;通过细胞融合和DNA重组技术,获得能够表达外源蛋白的工程菌等等，使发酵工程进展进入了微生物工程的阶段 3 微生物工程复习提纲及概括解答 同时在发酵工艺上也取得了突飞猛进的进展，可以直接通过动植物细胞培养获得发酵产品;采用计算机操纵的全自动发酵;采用固定化细胞举行连续发酵;生物回响器和传感器的开发应用。

不断有新的发酵工程的产品问世,如胰岛素、生长激素、干扰素、疫苗等药物 8、发酵工程涉及到广泛的产业领域,按微生物发酵产品的性质分为哪几方面？（简答、论述）（重点） 1.微生物菌体发酵 这是以获得具有多种用途的微生物菌体细胞为目的的产品的发酵过程.包括单细胞的酵母和藻类,食用菌以及人,畜防治疾病的疫苗和微生物杀虫剂等. 细胞物质的发酵生产特点是细胞生长与产物积累呈平行关系,生长速率最大时期也是产物合成速率最高阶段,生长稳定期细胞物质浓度最大,同时也是产量最高的收获时期. 应用方面: 在食品工业上,用于面包工业的酵母发酵和微生物菌体蛋白(单细胞蛋白)发酵,包括细菌（螺旋兰细菌属、假单胞杆菌、链丝菌、筮甲烷或筮甲醇细菌等），酵母（产朊酵母、假丝酵母、毕卡酵母等），真菌（曲霉、地霉、内孢霉、镰刀霉、木霉等），藻类（螺旋藻、杜氏盐藻等）生产活性乳酸菌制剂(系在枯燥菌体中混合活性养护物质,用以提高人体整肠作用效率.) 食用菌和药用菌(蘑菇、香菇、草菇、木耳、银耳,冬虫夏草,灵芝,茯苓等)的发酵,生产珍稀宝贵的食用菌和药用菌. 在农业中的应用:生物农药(微生物杀虫剂、防治植物病害。