生物工艺学复习资料

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1、第一章1、生物工艺学定义:A国际经济合作及发展组织定义:生物技术是应用自然科学及工程学的原理，依靠生物作用剂（一般称为生物催化剂，是游离或固定化细胞、酶的总称）的作用将物料进行加工以提供产品和为社会服务的技术。2、先进的工程技术手段：是指基因工程、细胞工程、酶工程和发酵工程、（生化工程）新技术。3、发酵工程：是将微生物学、生物化学和化学工程的基本原理有机的结合起来，利用微生物的生长和代谢活动来生产各种有用物质的工程技术，是生物技术产业化的重要环节。发酵(广义):任何通过大规模培养微生物来生产产品的过程。4、酶工程：它

2、是从应用的角度出发研究酶，是在一定的生物反应装置中利用酶的催化性质进行生物转化的技术。其内容包括酶的生产、酶的分离纯化、酶分子修饰、酶固定化、酶反应动力学、酶反应器、酶的应用。5、生物反应的一般过程：①原料的预处理；②生物催化剂的制备；③生物反应器及反应条件的选择与控制；④产物的分离提纯。6、生物反应过程的工业生产主要有以下三种：酶催化反应过程；细胞反应过程；废水的生物处理过程。7、根据生产工艺的不同，可将生物反应过程分为：(1)以直接生成生物量为最终目标产品。(2)利用微生物从简单营养物质合成有用产品，包括初级代谢

3、产物和次级代谢产物。(3)利用微生物从一些特异性前体物转化有用的目标产品。(4)利用酶制剂或非生长细胞催化合成有用的目标产品。(5)利用微生物生产能源或转化有害、有毒物质。第二章1、工业生产常用的微生物：(1）细菌枯草芽孢杆菌、醋酸杆菌、棒状杆菌、短杆菌等。用于生产淀粉酶、乳酸、醋酸、氨基酸和肌苷酸等等。　(2）酵母菌，啤酒酵母、假丝酵母、类酵母等　　(3）霉菌，藻状菌纲的根霉、毛霉、犁头霉，子囊菌纲的红曲霉，半知菌类的曲霉、青霉等。　　(4）放线菌，如链霉素、红霉素、金霉素、庆大霉素等。常用的放线菌主要来自以下几个

4、属：链霉菌属、小单孢菌属和诺卡菌属等。1、酵母菌：兼性厌氧有氧条件下，将可发性糖类通过有氧呼吸作用彻底氧化为CO2和H2O，释放大量能量供菌体繁殖；无氧条件下，使可发酵性糖类通过发酵作用（EMP途径）生成酒精和CO2，释放较少能量供细胞繁殖2、工业菌种的要求：①菌种细胞的生长活力强，接种后在发酵罐中能迅速生长；②生理性状稳定；③菌体总量和浓度能满足大容量发酵罐的要求；④无杂菌污染（不带杂菌）；⑤生产能力稳定。3、菌种的选育：(1）自然选育：自然选育包括从自然界分离获得菌株和根据菌种的自发突变进行筛选而获得菌种。自然选

5、育操作步骤：单细胞(孢子)悬液的制备→平板分离→挑选单菌落(注意形态的观察)→发酵试验→高产菌株1、诱变育种是通过人工处理微生物，使之发生突变，并运用合理的筛选程序和方法，把适合人类需要的伏良菌株选育出来的过程。诱变育种的一般步骤出发菌株的制备：选用优良的出发菌株；诱变剂处理：单细胞或单孢子悬浮液,使用最佳诱变剂量剂量=强度（浓度）×作用时间突变菌株的初筛：定性；突变菌株的复筛：定量营养缺陷型菌株的选育：营养缺陷型是指通过诱变而产生的缺乏合成某些营养物质如氨基酸、维生素和碱基等的能力，必须在其基本培养基中加入相应的营

6、养成分才能正常生长的变异株。与营养缺陷型对应的是野生型能满足野生型菌株正常生长的培养基称基本培养基(MM)；在基本培养基中加入相应的营养成分的称补充培养基(SM)；能满足各种营养缺陷型生长的称完全培养基(CM)，如牛肉膏蛋白胨培养基、麦芽汁培养基等。3杂交育种不同基因型个体间进行杂交，并在其杂种后代中通过选择而育成纯合品种的方法。杂交育种具有定向育种的性质。杂交育种主要有常规的杂交育种和原生质体融合这两种方法。4基因工程育种以分子遗传学的理论为基础，综合分子生物学和微生物遗传学的技术发展来的新技术。理性筛选：是指运用

7、遗传学、生物化学的原理，根据产物已知的或可能的生物合成途径、代谢调控机制和产物分子结构来进行设计和采用一些筛选方法，以打破原有的代谢调控机制，来获得高产突变株。7、原生质体融合是将双亲株的微生物细胞分别通过酶解去壁，使之形成原生质体，然后在高渗条件下混合，并加入物理的、化学的或生物的助融条件，使双亲株的原生质体间发生相互凝集和融合的过程。8、优良种子：优良的种子须具有生长活力强、生理性状稳定、具有适宜的菌体总量及浓度、无杂菌污染、保持稳定的生产能力等条件。①菌种细胞的生长活力强，转种到发酵罐后能迅速生长，延迟期短：②

8、菌种生理状态稳定，菌丝形态、菌丝生长速率和种子培养液的特征等符合要求；③菌丝浓度及总量能满足大容量发酵罐接种量的要求；④无杂菌污染，能保证纯种发酵；⑤菌种的适应性性强，能保持稳定的生产能力。9、种子制备的过程：其过程大致可分为实验室制备阶段和生产车间种子制备阶段。10、影响种子制备过程中种子质量的因素：(1)培养基；(2)培养条件：最适温度，最