微生物工程考点整理

微生物工程考点整理名词解释：名词解释5道，每道4分，每道里面又细分出两个相对应的名词。1、微生物工程：旧称发酵工程或微生物发酵工程，利用微生物的特定性状和功能，通过现代工程技术生产有用物质或把微生物直接应用于工业化生产的一种生物技术体系。2、富集培养（增殖培养）：是在目的微生物含量较少时，根据微生物的生理特点，设计一种选择性培养基，创造有利的生长条件，使目的微生物在最适的环境下迅速地生长繁殖，数量增加，由原来自然条件下的劣势种变成人工环境下的优势种，从而有效地分离到所需要的菌株。这种方法又称为施加选择性压力分离法。3、微生物原生质体融合：将双亲株的微生物细胞分别通过酶脱壁，使之形成原生质体，然后在高渗的溶液中混合，并加入物理的（如电融合）、化学的（如聚乙二醇）或生物的（如仙台病毒）助融条件，使双亲菌株的原生质体发生凝聚，这样通过细胞质的融合，细胞核的融合，尔后基因间的交换、重组，进而可在适宜的条件下再生出细胞壁，获得重组子的过程。4、菌种活化:就是将保藏状态的菌种放入适宜的培养基中培养,逐级扩大培养是为了得到纯而壮的培养物,即获得活力旺盛的、接种数量足够的培养物。5、种子扩大培养：是指将保存在砂土管、冷冻干燥管中处休眠状态的生产菌种接入试管斜面活化后，再经过扁瓶或摇瓶及种子罐逐级扩大培养,最终获得一定数量和质量的纯种过程。6、孢子培养基：供菌种繁殖孢子，常采用固体培养基。对这类培养基的要求是能使菌体生长迅速，产生数量多且优质的孢子，并且不会引起菌种变异。7、种子培养基：供孢子发芽、生长和菌体繁殖。对于最后一级种子培养基的成分应该较接近发酵培养基，以便种子接入发酵培养基后，能迅速适应发酵环境，快速生长。8、发酵培养基：发酵培养基是供菌种生长、繁殖和合成产物之用。既要有利于生长繁殖，防止菌体衰老，又要有利于产物的大量合成。9、生长因子：凡是微生物生长不可缺少的微量的有机物质，如氨基酸、嘌呤、嘧啶、维生素等均称生长因子。10、前体指某些化合物加入到发酵培养基中，能直接在生物合成过程中结合到产物物分子中去，而其自身的结构并没有多大变化，但是产物的产量却因加入前体而有较大的提高。11、产物促进剂：是指那些非细胞生长所必须的营养物，又非前体，但加入后却能提高产量的添加剂。12、临界溶氧浓度：指不影响呼吸所允许的最低溶氧浓度。13、临界稀释率：连续培养过程中菌体发生洗出时的稀释率，以DC表示最适稀释率：指细胞或产物的生产能力达最大时的稀释率。14、二次生长现象：凡是快速利用的基质都可阻止对其他基质的利用，只有当快速利用的基质被消耗之后，才开始利用第二种基质，而在利用其它基质时，有一生长停滞期，这是利用第二种基质的酶合成的时期。这种现象被称为二次生长。15、能荷：能荷是指细胞中ATP、ADP、AMP系统中可为代谢反应供能的高能磷酸键的量度。能荷调节:也称腺苷酸调节，系指细胞通过改变ATP、ADP、AMP三者比例来调节其代谢活动。16、同工酶：又称同功酶。是指能催化同一种化学反应，但其酶蛋白本身的分子结构组成却有所不同的一组酶。17、组成酶：又称固有酶或结构酶，微生物不论生长在什么培养基中，其有些酶总是适量地存在，它们是不依赖于酶底物或底物的结构类似物的存在而合成的酶。诱导酶：又称适应性酶，是依赖于某种底物或底物结构类似物的存在而合成的酶。诱导酶合成的基因以隐性状态存在于染色体中。18、代谢控制发酵：用人工诱变的方法有意识地改变微生物的代谢途径，最大限度地积累产物，这种发酵形象地称为代谢控制发酵。19、代谢工程:又称途径工程，系指利用基因工程技术、定向地对细胞代谢途径进行修饰、改造，以改变微生物的代谢特性，并与微生物基因调控、代谢调控及生化工程相结合，构建新的代谢途径，生产新的代谢产物的工程技术领域。20、倍增时间：细胞群体数量增加一倍的时间为倍增时间，而单个细胞分裂所需的时间为代时。细胞群体平均代时为倍增时间。21、微生物转化：是通过微生物代谢导致有机物或无机化合物的分子结构发生某种改变、生成新化合物的过程。22、好氧活性污泥：是有多种多样的好氧微生物和兼性厌氧微生物（兼有少量的厌氧微生物）与其上吸附的无机的和有机的固体杂质组成。23、活性污泥法：污水通气一段时间后，形成一种由大量微生物群体构成的易于沉淀的絮凝体，经过一系列的处理过程把杂质排除的污水生理处理技术。24、生物膜法：以生长在固体（称为载体或填料）表面上的生物薄膜进行净化处理的生物处理法。00maxSKSDsC填空：共20空，每空一分。1.微生物工程的发展简史：传统的微生物发酵技术－天然发酵（特点：非纯种发酵），第一代微生物发酵技术－纯培养技术的建立，第二代微生物发酵技术－深层培养技术，第三代微生物发酵技术－微生物工程（特点:产品来源多样化）。其中，纯培养技术为发酵工业的第1个转折期，通气搅拌技术为发酵技术进步的第2个转折期，代谢控制发酵技术为发酵技术发展的第3个转折期，发酵原料的转变为第4个转折期，现代生物技术即微生物工程可称为第5个转折期。2.微生物工程工业生产水平的三个决定要素：生产菌种的性能，发酵及提纯工艺条件和生产设备。3.能产生抗生素等次级代谢产物的菌种有放线菌，真菌以及产芽孢的一些细菌。这些微生物共同的特点是代谢途径比较清楚、代谢途径比较简单。4.产生α-淀粉酶的菌种：黑曲霉、米曲霉、米根霉、枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌。5.谷氨酸发酵的菌种：棒杆菌属（如谷氨酸棒杆菌），短杆菌属（如黄色短杆菌、乳糖发酵短杆菌）、节杆菌属或小杆菌属的棒型细菌，产生其他氨基酸的生产菌有大肠杆菌，枯草杆菌。6.微生物适宜生活的土壤深度是5-25CM。采土样季节最为理想的是秋季。采样时给塑料袋编号并记录地点、土壤质地、植被名称、时间及其他环境条件。一般样品取回后应马上分离，以免微生物死亡。选择菌种遵循的原则：材料的来源越广泛，越有可能获得新的菌种。7.富集菌种的方法有物理法：加热和膜过滤法；培养法：液体，固体培养。8.培养基按纯度分为合成培养基和天然培养基，按状态分为固体培养基，半固体培养基和液体培养基。按用途分为孢子培养基，种子培养基和发酵培养基。培养基一般的营养成分：碳源，氮源（有机氮和无机氮），生长因子，（嘧啶，嘌呤，维生素等），产物促进剂和水。9.纯种分离的方法有平板划线分离法、稀释涂布法、混菌法等。10.常用的菌种保藏方法：斜面保藏法、穿刺保藏法、液体石蜡法、沙土管干燥保藏法、真空冷冻干燥保藏法、液氮保藏法、悬液保藏法、低温保藏法等。11.比较大的菌种保藏机构有美国典型菌种保藏中心（ATCC）、日本大阪发酵研究所（IFO），中国微生物菌种保藏管理委员会（CCCCM）等。12.育种方法：自然选育、诱变育种、杂交育种、原生质体融合、基因工程、单倍体育种、多倍体育种。微生物育种主要涉及前五种。13.诱变时要尽量选择单倍体细胞、单核或核少的多细胞体来作出发诱变细胞，这是由于变异性状大部分是隐性的，特别是高产基因。根据细胞生理状态或诱变剂的性质和诱变谱来选择诱变剂，因为同一诱变剂的重复处理会使细胞产生抗性，有几大类诱变剂。物理诱变剂：紫外线、快中子、X射线、β射线、γ射线、激光。化学诱变剂：烷化剂（如强致癌的亚硝基胍），碱基类似物，移码诱变剂（如丫啶类化合物），脱氨基诱变剂（如亚硝酸）。生物诱变剂：噬菌体，转座子。14.原生质体融合的一般程序：原生质体的制备→原生质体的融合和再生→原生质体的检出（筛选）。对微生物进行细胞融合时，革兰氏阳性菌和放线菌用溶菌酶去除细胞壁，革兰氏阴性菌用乙二胺四乙酸（EDTA）+溶菌酶去除细胞壁，真菌多用纤维素酶、几丁质酶和糖苷酶等溶壁；酵母菌用蜗牛酶溶壁。15.代谢可分为分解代谢和合成代谢。分解代谢是指细胞将大分子物质降解成小分子物质，并在这个过程中产生能量。合成代谢是指细胞利用简单的小分子物质合成复杂大分子的过程，在这个过程中要消耗能量，合成代谢所利用的小分子物质来源于分解代谢过程中产生的中间产物或环境中的小分子营养物质。微生物自我调节的部位：细胞膜、酶量和酶活性、限制基质的有形接近。酶促调节分两类：酶活性调节和酶合成的调节。其中，酶活性调节包括两个方面，即酶的激活作用和酶的抑制作用；按方式机制有变构调节和修饰调节。而酶量调节的方式包括诱导和阻遏两种类型。能够诱导某种酶合成的化合物称为该酶的诱导剂，诱导剂可以是诱导酶的底物，也可以是底物的结构类似物。在阻遏调节里，如果代谢产物是某种合成途径的终产物，这种阻遏称为末端产物阻遏；如果代谢产物是某种化合物分解的中间产物，这种阻遏称为分解代谢产物阻遏（是在研究混合碳源对微生物生长的影响时发现的，最初发现葡萄糖效应，后来发现所有可以利用或代谢的能源，都能阻遏异化另一种被缓慢利用能源所需酶的形成，故被称为分解代谢产物阻遏，出现二次生长现象，有一生长停滞期，是利用第二种糖的酶合成的时期）。16.常用的控制微生物发酵途径的方法有：控制发酵条件，改变细胞膜透性，微生物遗传特性等。17.真核生物基因表达调控的五个水平：DNA水平调节，转录水平调节，转录后加工调节，翻译水平调节和翻译后加工的调节。18.影响发酵热热量的类型有生物合成热，搅拌热，蒸发热，显热，辐射热；19.根据产物形成与基质消耗关系，发酵类型分为生长产物合成偶联型，生长产物合成半偶联型，生长与产物的非偶联型。20.发酵物料衡算：S（底物）─→X（菌体）＋P（产物）+维持。21.发酵条件的控制可分为:各种发酵条件对微生物代谢的影响、使用诱导物、添加生物合成的前体、培养基成分和浓度的控制四种方式。22.生产氨基酸的方法有抽提法，酶法，发酵法，合成法。辐射显蒸发搅拌生物发酵QQQQQQ23.抗生素的分类方法很多，按生物来源分类青霉素属于真菌产生的抗生素，按作用对象分类属于抗G+的抗生素，按化学结构分类属于β-内酰胺类抗生素，按照抗生素的作用机制分类属于抑制细胞壁合成的抗生素。一个青霉素效价单位是指能在50ml肉汤培养基中，完全抑制金黄色葡萄球菌标准菌株的发育的最小青霉素剂量。24.好氧生物膜法构筑物有普通滤池、高负荷生物滤池、塔式生物滤池，还有生物转盘、接触氧化法(即浸没滤池法)等。25.温度对发酵的影响主要表现：对细胞生长、产物形成、发酵液的物理性质和生物合成方向等方面。26.选择最适PH的原则：既有利于菌体的生长繁殖，又可以最大限度地获得高的产量。27.影响供氧的因素：搅拌、空气流量、培养液的性质、微生物生长的影响、消沬剂的影响和离子强度的影响。28.二氧化碳浓度的控制：1:加大通气量和增加搅拌速率；2:补料（在青霉素发酵中，补糖可增加排气中CO2的浓度，并降低培养液的pH值）。29.改变菌种的代谢调节过程，提高代谢产物的积累可以通过两种方式，一种就是通过各种育种方法，选育基因突变株，从根本上改变微生物的代谢；另一种是控制微生物的各种培养条件，影响其代谢过程。30.甾体转化工艺一般分为两个阶段，即生长阶段和转化阶段。判断10道，每道一分，共10分。试题略。问答题7道，共50分。1.发酵培养基的设计的步骤答：①根据前人的经验和培养基成分确定时一些必须考虑的问题，初步确定可能的培养基成分。②通过单因子实验最终确定出最为适宜的培养基成分。③当培养基成分确定后，剩下的问题就是各成分最适的浓度，由于培养基成分很多，为减少实验次数常采用一些合理的实验设计方法。如多因子实验：均匀设计、正交实验设计、响应面分析等。2.微生物菌种来源的途径答：①根据资料直接向有科研单位、高等院校、工厂或菌种保藏部门索取或购买；②从大自然中分离筛选新的微生物菌种，如水、土、空气、动植物体；③从发酵制品中分离目的菌株，如酸奶。3.微生物菌种选育方法4.产蛋白酶菌种的分离和筛选。答：①定方案：先查阅资料，了解产蛋白酶菌种的生长培养特性。②采样：在豆制品、蛋类、奶制品、肉制品和动物羽毛的堆放、生产及加工地点附近取样，如食堂、豆浆坊等。取5-25CM深的土壤或浅层水样，采样时给塑料袋或瓶编号并记录地点、土壤质地、植被名称、时间及其他环境条件。③标本材料的预处理：一般样品取回后应马上