發(fā)酵工程期末復(fù)習(xí)

本文格式為Word版，下載可任意編輯——發(fā)酵工程期末復(fù)習(xí)第一章緒論

1、把握發(fā)酵史的六個階段和四個轉(zhuǎn)折點。

純培養(yǎng)：第一個轉(zhuǎn)折點通氣攪拌發(fā)酵：其次個轉(zhuǎn)折點

代謝控制：第三個轉(zhuǎn)折點化學(xué)合成+微生物發(fā)酵：第四個轉(zhuǎn)折點2、發(fā)酵工業(yè)有何特點？發(fā)酵工業(yè)的范圍包括哪些？

析：發(fā)酵工業(yè)的特點：1)原料廣2)微生物主體3)反應(yīng)條件溫柔，易控制4)產(chǎn)物單一，純度高5)投資少，效益好

發(fā)酵工業(yè)的范圍：1）以微生物代謝產(chǎn)物為產(chǎn)品的發(fā)酵工業(yè)

2）以微生物酶為產(chǎn)品的發(fā)酵工業(yè)3）以微生物細(xì)胞為產(chǎn)物的發(fā)酵工業(yè)4）生物轉(zhuǎn)化或修飾化合物的發(fā)酵工業(yè)5）微生物廢水處理和其他3、發(fā)酵工業(yè)生產(chǎn)的一般流程。

其次章菌種及擴大培養(yǎng)１、名詞解釋：

菌種選育：是應(yīng)用微生物遺傳變異的理論，用一定的方法造成微生物的變異，再經(jīng)過人工篩選得到人們所需要的優(yōu)良品種。種子擴大培養(yǎng)：是指將保存在砂土管、冷凍枯燥管中處于休眠狀態(tài)的生產(chǎn)菌種接入固體試管斜面活化后，再經(jīng)過搖瓶或靜置培養(yǎng)，以及種子罐逐級擴大培養(yǎng)而獲得發(fā)酵產(chǎn)量高、生產(chǎn)性能穩(wěn)定、數(shù)量充足、不被雜菌和噬菌體污染的生產(chǎn)菌種的純種制備過程。菌種退化：尋常是指在較長時期傳代保藏后，菌株的一個或多個生理性狀和形態(tài)特征逐漸減退或消失的現(xiàn)象。

菌種復(fù)壯：使衰退的菌種重新恢復(fù)原來的優(yōu)良特性，稱為復(fù)壯。２、簡述發(fā)酵工業(yè)對微生物菌種的要求（9點）

析：1）能在廉價原料制備的培養(yǎng)基上迅速生長和生成所需的代謝產(chǎn)物產(chǎn)量高。

2）培養(yǎng)條件易于控制3）生長迅速，發(fā)酵周期短4）滿足代謝控制的要求5）抗雜菌和噬菌體能力強

6）遺傳性狀穩(wěn)定，菌種不易變異退化7）在發(fā)酵過程中產(chǎn)生的泡沫要少8）對需要添加的前體物質(zhì)有耐受能力，并且不能作為一般碳源利用9）安全性（不是病源菌，不產(chǎn)毒素）３、分開篩選菌種可分為哪四步？

析：步驟：樣品采集→增殖培養(yǎng)→純種分開→生產(chǎn)性能測定

（1）樣品采集：選擇富含目的微生物的樣品

（2）增殖培養(yǎng)：若樣品含目標(biāo)菌種很少，就要進(jìn)行增殖(富集)培養(yǎng)，即給混合菌群提供一些有利于所需菌株生長或不利于其它菌型生長的條件，以促使目標(biāo)菌株大量繁殖，從而有利于分開它們。

（3）純種分開：劃線分開法、稀釋分開法

（4）生產(chǎn)性能的測定：一般采用兩步法，即初篩和復(fù)篩，經(jīng)過屢屢重復(fù)篩選，直到獲得1～3株較好的菌株，供發(fā)酵條件的摸索和生產(chǎn)試驗，進(jìn)而作為育種的出發(fā)菌株。

４、菌種選育的常用方法有哪些？哪些以基因突變?yōu)槔碚摶A(chǔ)？哪些以基因重組為理論基礎(chǔ)？析：

５、菌種退化的現(xiàn)象有哪些？引起退化的原因是什么？防止退化的方法有哪些？析：菌種退化現(xiàn)象：（1）細(xì)胞形態(tài)和菌落特征的改變；（2）產(chǎn)孢子數(shù)量的降低；（3）生長速度緩慢；（4）代謝產(chǎn)物的減少；（5）原料轉(zhuǎn)化率下降；（6）對不良環(huán)境抗?fàn)幠芰Φ南陆档?引起菌種退化的原因：1）基因突變2）變異菌株性狀分開3）連續(xù)傳代4）其他因素

防止菌種退化的方法：（1）控制傳代次數(shù)（2）選擇適合的培養(yǎng)條件（3）利用不同類型的細(xì)胞進(jìn)行傳代（4）選擇適合的保藏方法６、退化菌種復(fù)壯方法有哪些？

析：1）菌種的純化：兩類做法：①達(dá)到菌落純化的水平；②達(dá)到“細(xì)胞純〞的水平。2）通過寄主體進(jìn)行復(fù)壯：寄生性微生物，將退化的菌株接種于昆蟲體內(nèi)，然后從被毒死的蟲體上重新分開出新的菌株。3）淘汰已衰退的個體：低溫、枯燥等處理退化的菌種，從存活下來的菌中選出優(yōu)良菌種。７、菌種保藏的基本原理是什么？工業(yè)微生物菌種保藏目的是什么？

析：菌種保藏的基本原理：根據(jù)菌種的生理、生化特點，人工地創(chuàng)造條件，使菌種的代謝活動處于不活潑、生長繁殖受到抑制的休眠狀態(tài)。

工業(yè)微生物菌種保藏目的：提高菌種存活率；減少菌種的變異；使菌種生產(chǎn)能力和與生產(chǎn)工藝相適應(yīng)的優(yōu)良性狀保持穩(wěn)定。

８、比較各種保藏方法的原理和適用范圍。析：斜面低溫保藏法：原理：低溫具體操作：把培養(yǎng)好的斜面菌種放在低溫（4℃）枯燥處保存，每隔一定時間（一般3～6個月）進(jìn)行移植培養(yǎng)。適用菌種：各類微生物。缺點：保存時間不長；簡單發(fā)生變異；易于污染雜菌。一些寶貴菌株及生產(chǎn)優(yōu)良菌株不采用。石蠟油封保藏法（礦油封藏法）：原理：缺氧具體操作：在無菌條件下，往培養(yǎng)好的斜面菌上倒入已滅菌的液體石蠟，然后垂直放于室溫或冰箱內(nèi)保藏。適用菌種：適用于保存部分霉菌、酵母、放線菌，對細(xì)菌效果較差。保藏時間：一般1～2年。枯燥保藏法：原理：枯燥

適用菌種：細(xì)菌芽孢或產(chǎn)分生孢子的菌種

又稱為載體吸附法，常用載體種類：沙土、濾紙、硅膠及大(小)米等。

具體操作：將菌種的分生孢子、芽孢，甚至菌絲體吸附于載體表面，然后放至枯燥容器里進(jìn)行常壓枯燥或真空枯燥。真空冷凍枯燥法（凍干法）：原理：低溫、枯燥、缺氧

適用菌種：各類微生物（除了絲狀真菌的菌絲體外）保藏時間：5～15年

特點：不易變異，體積小、不易污染、運輸貯存便利等

液氮超低溫保藏法：原理：低溫（液氮的溫度可達(dá)-196℃，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于微生物新陳代謝作用中止的溫度-130℃）。適用菌種：大多數(shù)微生物保藏時間：與其他方法相比，保存期最長工業(yè)微生物高產(chǎn)菌種逐步采用此法保存

９、種子擴大培養(yǎng)的任務(wù)、目的和工藝流程。

析：種子擴大培養(yǎng)的任務(wù)：為每只發(fā)酵罐的投料提供相當(dāng)數(shù)量的代謝旺盛的種子。不但要得到純而壯的培養(yǎng)菌，而且還要獲得活力旺盛的、接種數(shù)量足夠的培養(yǎng)物。

種子擴大培養(yǎng)的目的：（1）接種量的需要；（2）菌種馴化；（3）縮短發(fā)酵周期，提高發(fā)酵設(shè)備利用率，節(jié)省動力消耗。

１０、什么是種子罐級數(shù)、接種齡和接種量？如何確定？析：種子罐級數(shù)是指制備種子需逐級擴大培養(yǎng)的次數(shù)。

確定：一般根據(jù)菌種生長特性、孢子發(fā)芽及菌體繁殖速度以及所采用發(fā)酵罐的容積而定。接種齡：種子罐中培養(yǎng)的菌體開始移入下一級種子罐或發(fā)酵罐時的培養(yǎng)時間。

確定：尋常，種齡以菌體處于生命力極為旺盛的對數(shù)期，且培養(yǎng)液中菌體量還未達(dá)到最高峰時，較為適合。

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。

確定：接種量的大小取決于生產(chǎn)菌種在發(fā)酵中生長繁殖的速度。１１、種子質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)可從幾個方面進(jìn)行判斷？

析：種子的質(zhì)量不簡單控制，一般，在培養(yǎng)過程中要定期取樣，測定其中的部分參數(shù)來觀測基質(zhì)的代謝變化以及菌體形態(tài)是否正常。

種子質(zhì)量的最終指標(biāo)是考察其在發(fā)酵罐中所表現(xiàn)出來的生產(chǎn)能力。判斷種子質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)有以下幾個方面：（1）細(xì)胞或菌體（2）生化指標(biāo)（3）產(chǎn)物生成量（4）酶活力

１２、影響種子質(zhì)量的主要因素有哪些？

析：1）培養(yǎng)基：種子培養(yǎng)基的營養(yǎng)成分要盡可能地和發(fā)酵培養(yǎng)基接近，應(yīng)適合種子培養(yǎng)的需要：糖份少而氮源多些(菌體增殖為主要目的)；

2）種齡和接種量：種子培養(yǎng)尋常以菌種處于對數(shù)生長期為適合，過嫩或過老，不但延長發(fā)酵周期，而且降低產(chǎn)量。一般來說，接種量和培養(yǎng)物的生長過程的延滯期長短呈反比；

3）培養(yǎng)溫度和濕度：溫度直接影響微生物生長和合成酶。培養(yǎng)溫度高于種子的培養(yǎng)溫度范圍，會使菌種生長過快，造成菌體過早衰弱自溶；反之，會使菌種生長過慢，拉長培養(yǎng)時間。濕度對產(chǎn)孢子的菌種影響很大，一般來說，真菌對濕度要求偏高，而放線菌對濕度要求偏低；

4）pH：會影響微生物對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收、酶的合成及其活性、代謝途徑和細(xì)胞膜的通透性的變化。選擇最適種子培養(yǎng)pH的原則：獲得最大比生長速率和適當(dāng)?shù)木浚?/p>

5）通風(fēng)和攪拌：通氣量的多少以溶解氧的多少來衡定，溶解氧濃度應(yīng)不低于臨界溶氧濃度。攪拌則是促進(jìn)氧的溶解與營養(yǎng)物質(zhì)及代謝產(chǎn)物的分散。

6）泡沫：會影響微生物對氧的吸收；阻礙CO2的排除；減少設(shè)備利用率造成跑料，導(dǎo)致染菌；

7）染菌的控制：染菌原因：設(shè)備、管道、閥門漏損、發(fā)酵罐結(jié)構(gòu)“死角〞、滅菌不完全、空氣凈化不好、無菌操作不嚴(yán)、菌種不純。應(yīng)加強接種室的消毒管理工作，定期檢查消毒效果，嚴(yán)格無菌操作技術(shù)。

8）種子罐級數(shù)的決定：種子罐級數(shù)越少，越有利于簡化工藝，便于控制，減少染菌。種子罐級數(shù)取決于：種子的性質(zhì)（生長繁殖性能）、孢子瓶中孢子的密度（密度大則級數(shù)少）、孢子發(fā)芽及菌絲繁殖速度、發(fā)酵罐中種子的最低接種量、種子罐與發(fā)酵罐的容積比。第三章培養(yǎng)基及其制備１、名詞解釋

生長因子：凡是微生