生物技术原理.doc

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1、第一章一、什么是生物技术？及其特点：生物技术是将生物化学、生物学、微生物学和化学工程应用于工业生产过程（包括医药卫生、能源及农产品）及环境保护的技术。（1）生物技术是一门多学科、综合性的科学技术（边缘学科、交叉学科）（2）反应屮需要有生物催化剂参与（3）其最后忖的是建立工业生产过程或进行社会服务二、生物催化剂的优缺点：优点：1、在常温、常压下反应2、反应速率大3、催化作用专一4、价格低廉（成本）缺点1、易受热、受某些化学物质及杂菌的破坏而失活2、稳定性差，对温度、pH等参数反应敏感三、生物反应过程有：发酵过程、酶反应过程、动植物细胞组织培养过程四、生物反应过程的组成部分：A、原料

2、预处理（包括原料选择、必要的物理化学加工、培养基和底物的配制和灭菌等）生物催化剂的制备（包括菌种选育、扩大培养、酶制备）C、生物反应器及反应条件的选择D、产物的分离纯化包括物理方法、化学方法、生物方法等。五、生物技术的发展简史（填空涮断）六、现代生物技术：基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程、蛋白质工程第二章一、与发酵有关的微生物：细菌、放线菌、酵母菌、霉菌及危害细菌和放线菌牛长的噬菌体等二、获得微生物菌种的途径：1、从菌种保藏小心购买2、从自然界屮筛选着种保藏的原理：保持培养基营养成分在最低水平，缺氧状态，干燥和低温，使菌种处于“休眠”状态，抑制其繁殖能力。斜面冰箱保藏法，沙土

3、管保藏法，石蜡油封存法，真空冷冻干燥保藏法，液氮超低温保藏法菌种分离与筛选的一般步骤:采样、增殖培养、分离（稀释分离法、划线法和组织分离法）、筛选五、增殖培养的目的：在菌种筛选分离过程屮，通过一定手段设法增加样品屮H标标生物的数量，以增加分离机率，这种方法称增殖培养。进行增殖培养可依据预定的技术路线和菌种特性给予一定的限制因素，以便使不需要的微生物增殖缓慢或几乎停止增殖，血所需的微生物类型经增殖后在数量上占优势而便于分离，人为给予的限制因素须根据具体情况而定，可以是控制一•定的营养状态及一定的培养条件。第三章1=一、初级代谢产物：在细胞生长对数生长期形成的，往往是细胞生长身所必需

4、的物质。次级代谢产物：微生物细胞在生长稳定期合成的，在细胞代谢屮并没有任何显著功能的物质。（简答）微生物代谢的自我调节作用是通过协调控制酶来实现的,微生物的代谢调节机制可分为以下三类：1、通过控制基因的酶牛物合成调控（从基因水平控制酶的合成）这类调节机制又分为诱导和阻遏两种方式：（1）酶的诱导合成：当有诱导物存在吋，酶的生成量可以儿倍乃至儿百倍地增加。（2）酶的阻遏生成：有三种类型：A、终产物反馈阻遏一阻遏物为合成途径的终产物。B、分解代谢物阻遏•一阻遏物为另一分解产物。C、代谢互锁・一阻遏物与被阻遏的酶是几乎不相关的合成途径的产物。2、酶活性的控制这是通过改变已存在的酶的催化活

5、性来控制的，包括以下三种类型：终产物的抑制或激活，酶原的激活，通过辅酶水平的活性调节3、通过细胞膜通透性的调节三、变构蛋白质：半蛋白质与某一种特殊的小分子结合后，蛋白质构象发生改变从而使蛋白质的生物学性质改变，这种蛋白质称变构蛋白质。变构酶：当与效应物（小分子物质）结合后。其活性便改变四、组成酶：微生物细胞所固有的以恒定速度和数量生成的，不随微生物的代谢状态而变化。诱导酶：在--般情况下细胞内不生成或数量很少，但当培养基屮加入特定诱导物后大量产生的稱。五、酶诱导合成的作用的意义：从营养角度看：微牛物可以根据环境提供的生长底物，诱导合成相应的酶，以分解生长底物，吸收营养，进行代谢活

6、动，从而加强微生物对环境的适应能力。从细胞经济角度看：微生物仅在需要时（存在底物吋）才合成某些酶，在不需要吋便不合成，这就避免了牛物合成的原料和能量的浪费。六、酶合成的诱导和阻遏机制（Jacob-Monod模型要点：P3I）在染色体的DNA链上有调节基因（Regulategene）和操纵子（operon）,操纵了包括一串功能相关联的结构基因（Structuregene）^操纵基因（Operatorgene）和启动子（Promoter）,它们的作用如下：结构基因（S）：携带遗传信息，酶的合成以结构基因为模块，在RNA聚合酶作用下转录出mRNA,mRNA在核糖体丄通过tRNA翻译出相

7、应的蛋白质（酶）；操纵基因：不编码蛋白质，是与调节蛋白质（阻遏物）结合的部位，控制结构基因的转录；启动子：不编码蛋白质，是与RNA聚合酶结合的部位，只有RNA聚合酶与启动子结合后，才能启动结构基因转录；调节基因：编码一种调节蛋白质（阻遏物）的生成，这是一•种变构蛋白，有二个位点，一个位点与操纵基因结合，另一位点与调节物（效应物）结合,当调节物与调节蛋片质结合后，便引起调节蛋白质构象发生变化，变构的蛋白质增加（若调节物为阻遏物）或降低（若调节物为诱导物）与操纵基因结合的能力。七、分