生物工艺学期末习题集
《生物工艺学》
一、名词解释（共5题，每题3分，共15分）
1、诱变育种：用各种物理、化学的因素人工诱发基因突变进行的筛选，称为诱变育种。
2、自然选育：
3、生理碱性物质：若菌体代谢后能产生碱性物质的则此种无机氮源称为生理碱性物质，如硝酸钠。正确使用生理酸碱性物质，对稳定和调节发酵过程的pH有积极作用。
4、生理酸性物质：无机氮源被菌体作为氮源利用后，培养液中就留下了酸性或碱性物质，这种经微生物生理作用（代谢）后能形成酸性物质的无机氮源叫生理酸性物质
5、前体：前体指某些化合物加入到发酵培养基中，能直接被微生物在生物合成过程中合成到产物物分子中去，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。
6、生长因子：从广义上讲，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。
7产物促进剂：所谓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。
8、代谢控制发酵：人为地改变微生物的代谢调控机制，是有用的中间代谢产物过量积累，这种发酵称代谢控制发酵。
9、巴斯德效应：在好气条件下，酵母菌发酵能力下降（细胞内糖代谢降低，乙醇积累减少）；不仅存在于酵母中，也存在于具有呼吸和发酵能力的其他细胞中。
10、葡萄糖效应：又称葡萄糖阻遏。葡萄糖或某些容易利用的碳源，其分解代谢产物阻遏某些诱导酶体系编码的基因转录的现象。如大肠埃希氏菌培养在含葡萄糖和乳糖的培养基上，在葡萄糖没有被利用完之前，乳糖操纵子就一直被阻遏，不能被利用。这是因为葡萄糖的分解物引起细胞内cAMP含量降低，启动子释放cAMP–CAP蛋白质,RNA聚合酶不能与乳糖的启动基因结合，以致转录不能发生，直到葡萄糖被利用完，乳糖操纵子才能被转录，形成利用乳糖的酶。
11、发酵热：发酵热就是发酵过程中释放出来的净热量。在发酵过程中产生菌分解基质产生热量，机械搅拌产生热量，而罐壁散热、水分蒸发、空气排气带走热量。这各种产生的热量和各种散失的热量的代数和就叫做净热量。
12、临界溶氧浓度：指不影响呼吸所允许的最低溶氧浓度。
13、初级代谢产物：指微生物合成为它们在生长和繁殖中所必需的物质，如糖、氨基酸、脂肪酸、核苷酸以及由这些化合物聚合而成的高分子化合物，如多糖、蛋白质。脂类和核酸等。
14、、次级代谢产物：微生物合成的一些在微生物生长和繁殖中功能不明确的化合物。如抗生素、酶抑制剂、色素等。
二、填空题（，共20空，每空0.5分，共10分）
1．自然界分离微生物的一般操作是土样的采取、预处理、培养、菌落的选择及鉴定。2．从环境中分离目的微生物时，进行富集的目的是让目的微生物在种群中占优势，使筛选变得可能。
3．菌种选育分子改造的目的是防止菌种退化、解决生产实际问题、提高生产能力、提高产品质量、开发新产品。
4．培养基成分选择的原则是菌体的同化能力、代谢的阻遏与诱导、合适的 C 、N比、PH 的要求。
5．种子扩大培养的目的是种子量的需要、菌种的驯化、缩短发酵时间、保证生产水平与要求、总量与浓度能满足要求、生理状态稳定、活力强，移种至发酵后能迅速生长、无杂菌污染。
6．种子扩大培养的一般步骤斜面菌种制备、一级种子培养、二级种子培养、发酵。
7．在酿酒过程中影响杂醇油生成的原因是菌种、培养基、发酵条件。
8．谷氨酸发酵的三个关键点是柠檬酸合成酶、乌头酸梅、异柠檬酸脱氢酶。
9．发酵过程温度选择的依据有根据菌种及生长阶段、根据培养条件、根据菌生长情况。
10. 设备渗漏、空气带菌、种子带菌、灭菌不彻底、技术管理部善是引起杂菌污染的原因。
11. 发酵中泡沫生成的原因是通气搅拌的强烈程度、培养基配比与原料的组成、菌种、种子质量、接种量和灭菌质量。
12. 采用辐射灭菌、加热灭菌、静电除菌和介质过滤除菌进行空气除菌。
13. 发酵醪中获得产物分为菌体、酶和代谢产物三大类。
三、问答题（共5题，每题12分，共60分）
第二章菌种的来源
1.举出几例微生物大规模表达的产品, 及其产生菌的特点
A.蛋白酶（表达产物一般分泌至胞外，能利用廉价的氮源，生长温度较高，生长速度快,纯化、分离及分析快速；安全性高，得到FDA的批准的菌种。）
B.单细胞蛋白（生长迅速，营养要求不高，易培养，能利用廉价的培养基或生产废物。适合大规模工业化生产，产量高，质量好。安全性高，得到FDA的批准的菌种。）
C. 不饱和脂肪酸（生长温度较低，安全性高，能利用廉价的碳源，不饱和脂肪酸含量高。）
D.抗生素（生产性能稳定，产量高，不产色素，，能利用廉价原料。）
E. 氨基酸（代谢途径比较清楚，代谢途径比较简单。）
2.工业化菌种的要求？
A能够利用廉价的原料，简单的培养基，大量高效地合成产物
B有关合成产物的途径尽可能地简单，或者说菌种改造的可操作性要强
C. 遗传性能要相对稳定
D. 不易感染它种微生物或噬菌体
E. 产生菌及其产物的毒性必须考虑（在分类学上最好与致病菌无关）
F. 生产特性要符合工艺要求
3.自然界分离微生物的一般操作步骤？
样品的采取→预处理→培养→菌落的选择→初筛→复筛→性能的鉴定→菌种保藏
4. 从环境中分离目的微生物时，为何一定要进行富集富集
自然界中目的微生物含量很少，非目的微生物种类繁多，进行富集培养，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，使筛选变得可能。
5. 菌种选育分子改造的目的？
防止菌种退化;解决生产实际问题;提高生产能力;提高产品质量;开发新产品.
6.什么叫自然选育？自然选育在工艺生产中的意义？
自然选育就是不经人工处理，利用微生物的自然突变进行菌种选育的过程。自然选育在工业生产上的意义：自然选育可以有效地用于高性能突变株的分离。然选育虽然突变率很低，但却是工厂保证稳产高产的重要措施。
7. 什么是诱变育种？常用的诱变剂有哪些？
诱变育种是指用物理、化学因素诱导植物的遗传特性发生变异，再从变异群体中选择符合人
们某种要求的单株，进而培育成新的品种或种质的育种方法。诱变剂有两大类：物理诱变剂和化学诱变剂。常用的物理诱变剂有紫外线、x射线、γ射线(如Co60等)、等离子、快中子、α射线、β射线、超声波等。常用的化学诱变剂有碱基类似物、烷化剂、羟胺、吖定类化合物等。
第三章发酵培养基
8. 什么是培养基?发酵培养基的特点和要求？
培养基：广义上讲培养基是指一切可供微生物细胞生长繁殖所需的一组营养物质和原料。同时培养基也为微生物培养提供除营养外的其它所必须的条件。
①培养基能够满足产物最经济的合成。②发酵后所形成的副产物尽可能的少。③培养基的原料应因地制宜，价格低廉；且性能稳定，资源丰富，便于采购运，适合大规模储藏，能保证生产上的供应。④/所选用的培养基应能满足总体工艺的要求，如不应该影响通气、提取、纯化及废物处理等。必须提供合成微生物细胞和发酵产物的基本成分。⑥有利于减少培养基原料的单耗，即提高单位营养物质所合成产物数量或最大产率。⑦有利于提高培养基和产物的浓度，以提高单位容积发酵罐的生产能力。⑧有利于提高产物的合成速度，缩短发酵周期。
⑨所用原料尽可能减少对发酵过程中通气搅拌的影响，利于提高氧的利用率，降低能耗。
9. 常用的碳源有哪些？常用的糖类有哪些，各自有何特点？
碳源:糖类（淀粉、葡萄糖、蔗糖等）、油脂（动、植物油）、有机酸（琥珀酸、柠檬酸、乳酸、乙酸等）和低碳醇（甲醇、乙醇等）。
糖类：葡萄糖，所有的微生物都能利用葡萄糖，但是会引起葡萄糖效应。糖蜜，是制糖生产时的结晶母液，它是制糖工业的副产物。主要含有蔗糖，总糖可达50%～75%。一般糖蜜分甘蔗糖蜜和甜菜糖蜜葡萄糖蜜。除糖份外，含有较多的杂质，其中有些是有用的，但是许多都会对发酵产生不利的影响，需要进行预处理。淀粉、糊精，缺点：难利用、发酵液比较稠、一般>2.0%时加入一定的α-淀粉酶。成分比较复杂，有直链淀粉和支链淀粉等等。优点：来源广泛、价格低，可以解除葡萄糖效应。
10. 什么是生理性酸性物质？什么是生理性碱性物质？
经微生物生理作用（代谢）后能形成酸性物质的营养物叫生理酸性物质，若菌体代谢后能产生碱性物质的营养物称为生理碱性物质
11. 什么是前体？前体添加的方式？
前体指某些化合物加入到发酵培养基中，能直接被微生物在生物合成过程中合成到产物分子中去，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。前体使用时普遍采用流加的方法。
12. 什么是生长因子？生长因子的来源？
凡是微生物生长不可缺少而细胞自身不能合成的微量的有机物质，如氨基酸、嘌呤、嘧啶、维生素等均称生长因子。有机氮源是这些生长因子的重要来源
13. 什么是产物促进剂？产物促进剂举例？
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。
14. 培养基成分选择的原则是什么？
1.菌种的同化能力、
2.代谢的阻遏和诱导、
3.合适的C、N比、
4.pH的要求
第四章种子的扩大培养
15. 什么是种子的扩大培养？
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。
16. 种子扩大培养的目的与要求？
种子扩培的目的：接种量的需要，菌种的驯化，缩短发酵时间、保证生产水平
种子的要求：总量及浓度能满足要求，生理状况稳定，个体与群体，活力强，移种至发酵后，能够迅速生长，无杂菌污染
17. 种子扩大培养的一般步骤？
休眠孢子→母斜面活化→摇瓶种子或茄子瓶斜面或固体培养基孢子→一级种子罐→二级种子罐→发酵罐
18. 在大规模发酵的种子制备过程中，实验室阶段和生产车间阶段在培养基和培养物选择上各有何特点？
实验室阶段培养物选择的原则：种子能扩培到一定的量和质，获得一定数量和质量的孢子/菌体。培养基的选择应该是有利于菌体的生长，对孢子培养基应该是有利于孢子的生长。在原料方面，实验室种子培养阶段，规模一般比较小，因此为了保证培养基的质量，培养基的原料一般都比较精细。生产车间阶段培养物的选择原则最终一般都是获得一定数量的菌丝体。培养基选择首先考虑的是有利于孢子的发育和菌体的生长，所以营养要比发酵培养基丰富。在原料方面：不如实验室阶段那么精细，而是基本接近于发酵培养基，这有两个方面的原因: 一是成本，二是驯化。
第五章糖兼气性发酵产物积累机制
19.什么是代谢控制发酵？代谢控制发酵的研究内容是什么？
人为改变微生物的代谢调控机制，使有用的中间代谢产物过量积累的发酵称代谢控制发酵。（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，最早在氨基酸发酵中得到成功应用。）
研究内容：代谢控制发酵的研究任务为掌握微生物的生长、繁殖、发育、分化、代谢等生命活动的规律，即生物合成各种代谢产物的途径和代谢调节机制，以及和周围环境之间关系对代谢方向的影响以及改变微生物代谢方向的措施。为提高发酵过程的生产、效率和创立新的发酵过程奠定理论基础。
20.简述糖酵解的调节机制
调节点主要是三个激酶：己糖激酶、磷酸果糖激酶、丙酮酸激酶，所催化的三个反应是不可逆的，只参与糖酵解，不参与糖的新生。而激酶的活性是受细胞能荷调节的。
(ATP+?ADP)∕(ATP+ADP+AMP) 为一定比例，该比例叫能荷。
无机磷也是调节者，它能解除6-磷酸葡萄糖对己糖激酶的抑制，加快糖酵解。
21.什么是巴斯德效应？巴斯德效应的机制是什么？
在好气条件下，酵母菌发酵能力下降（细胞内糖代谢降低，乙醇积累减少）称为巴斯德效应。不仅存在于酵母中，也存在于具有呼吸和发酵能力的其他细胞中。
在好气条件下：糖代谢进入TCA循环→柠檬酸↑、A TP↑→抑制磷酸激酶的合成→6-P-葡萄糖↑（积累）→反馈抑制己糖激酶→抑制葡萄糖进入细胞内→葡萄糖利用降低。1,6二磷酸果糖↓→丙酮酸激酶↓→磷酸稀醇丙酮酸积累→反馈抑制己糖激酶↓→糖的酵解速度降低
22.在酿酒过程中影响杂醇油生成的原因是什么？
①菌种、②培养基组成、③发酵条件
第六章柠檬酸发酵机制
23. 简述柠檬酸生物合成的代谢调节
⑴糖酵解及丙酮酸代谢的调节
1.磷酸果糖激酶（PFK）是第一调节点：在正常情况下，柠檬酸、A TP对磷酸果糖激酶（PFK）有抑制作用，而AMP、无机磷、铵离子对该酶则有激活作用，NH4+能解除柠檬酸、ATP对磷酸果糖激酶的抑制作用。研究表明:NH4+与柠檬酸生产速度有密切关系，正是细胞内NH4+浓度升高，使PFK对细胞内积累的大量柠檬酸不敏感。
2.丙酮酸激酶是EMP途径的第2个调节点。
3.丙酮酸重要分叉点：丙酮酸羧化酶不被乙酰CoA抑制，该酶的调节性差，从而保证了草酰乙酸的提供。
⑵三羧酸循环的调节
1. TCA循环的起始酶：柠檬酸合成酶是一种调节酶。但在黑曲霉中，柠檬酸合成酶没有调节作用，这是黑曲霉TCA循环的第一个特点。
2.顺乌头酸水合酶、NAD和NADP-异柠檬酸脱氢酶活性在pH2.0情况下，三种酶均不呈现活性。发酵中柠檬酸正是在该酸度下积累。
3.第二个特点：黑曲霉菌体内α-酮戊二酸脱氢酶缺失或活力很低（TCA环被阻断）。α-酮戊二酸脱氢酶受葡萄糖和NH4+的抑制，在柠檬酸生成期，菌体内不存在α-酮戊二酸脱氢酶或活力很低。此酶是TCA循环中唯一不可逆反应步骤。这时苹果酸、富马酸、琥珀酸由草酰乙酸生成，这种现象称为TCA循环的马蹄形表达形式。
4.氧和pH值对柠檬酸发酵的影响很大。
24.柠檬酸积累机制是什么？
①Mn2+缺乏→抑制蛋白合成→NH4+↑
有一条呼吸活动强的不产生A TP的侧呼吸链解除磷酸果糖激酶的代谢调节，促进EMP途径畅通
②由于丙酮酸羧化酶是组成型酶，不被调节控制。丙酮酸氧化脱羧生成乙酰CoA和CO2的固定两个反应的平衡，以及柠檬酸合成酶不被调节，增强了合成柠檬酸的能力。
③由于顺乌头酸水合酶在催化时建立了以下平衡：柠檬酸：顺乌头酸：异柠檬酸=90：3：7 同时控制Fe2+含量时，顺乌头酸酶活力降低，使柠檬酸积累。
④随着柠檬酸积累，pH降低到一定程度时，使顺乌头酸酶和异柠檬酸脱氢酶失活，更有利于柠檬酸的积累及排出细胞外。
第七章谷氨酸发酵
25.谷氨酸发酵的三个关键点是什么？
谷氨酸发酵的三个关键点是柠檬酸合成酶、乌头酸梅、异柠檬酸脱氢酶。
26.简述谷氨酸菌种选育模型与控制方法。
（1）提高细胞膜的谷氨酸通透性：①控制磷脂的合成②使细胞膜受损如表面活性剂）③青霉素损伤细胞壁，间接影响细胞膜。
（2）控制磷脂含量：①通过油酸的合成②通过甘油合成③直接控制磷脂合成
谷氨酸产生菌的选育可从以下几个方面进行：1.选育生物素缺陷型2.选育油酸缺陷型3.选育甘油缺陷型4.选育温度敏感型突变株5.其他，如营养缺陷型；药物抗性突变株；敏感型突变株等。
第八章天冬氨酸族氨基酸发酵机制
27.简述黄色短杆菌赖氨酸生物合成的调节机制
其赖氨酸生物合成调节机制比大肠杆菌简单，其天冬氨酸激酶只有一种，该酶具有两个变构部位，可以与终产物结合，当只有一种终产物（赖氨酸或苏氨酸）与酶结合，酶活性不受影
响。当两种终产物（赖氨酸和苏氨酸）同时过量时，与酶的两个变构部位结合，该酶活性受到抑制，这种终产物的反馈抑制称为协同反馈抑制。
28. 简述赖氨酸生产菌的选育原则
出发菌株的选择：要求代谢比较简单的细菌（如黄色短杆菌、谷氨酸棒杆菌、乳酸发酵短杆菌等）
1.优先合成的转换：渗漏缺陷型的选育。降低高丝氨酸脱氢酶活性，使代谢流转向优先合成赖氨酸。高丝氨酸脱氢酶渗漏缺陷型。
2.切断支路代谢：营养缺陷型的选育。黄色短杆菌、谷氨酸棒杆菌，对天冬氨酸激酶的反馈抑制是赖氨酸+苏氨酸的协同作用，通过诱变使高丝氨酸脱氢酶缺失，切断通向苏氨酸、蛋氨酸的代谢流，控制培养基高丝氨酸（或苏氨酸+蛋氨酸）量，降低苏氨酸浓度，解除协同反馈作用，过量积累赖氨酸。
3.抗结构类似物突变株的选育（代谢调节突变）。优点：突变株遗传性地解除了终产物对自身合成途径的酶的调节控制，不受培养基中所要求物质浓度的影响，生产较稳定。通过诱变使天冬氨酸激酶编码的结构基因发生突变，对赖氨酸及结构类似物不敏感，即使有过量苏氨酸存在，该酶也不与赖氨酸或结构类似物结合，但酶活性中心不变。
4.解除代谢互锁：①选育亮氨酸缺陷型菌株，或者以抗AEC 的赖氨酸的生产菌为出发菌株，经诱变得到抗AEC 兼抗亮氨酸缺陷型菌株。 ②选育抗亮氨酸结构类似物的突变株，从遗传上解除亮氨酸对DDP 合成酶的阻遏。 ③选育对苯醌或喹啉衍生物敏感菌株，这是一种寻找亮氨酸渗漏缺陷型菌株的有效方法。
5.增加前体物的生物合成和阻塞副产物的生成：方法：①选育丙氨酸缺陷型；②选育抗天冬氨酸结构类似物突变株；③选育适宜的CO2固定酶/TCA 循环酶活性比突变株
6.改变细胞膜的透过性
7.选育温度敏感突变株：天冬氨酸系分枝代谢途径中，末端产物种类多，调节机制复杂，为高效率生产赖氨酸，可以采取顺次解除各种调节机制的诱变育种，获得多重标记的突变株。
8.应用细胞工程和遗传工程育种
9.防止高产菌株回复突变:选育遗传性稳定的菌株、定向赋加生产菌多个遗传标记、菌种培养和保藏时，培养基要丰富，尤其有足够的要求营养物、培养时添加抗生素，抑制恢复突变株的生长，达到分纯的目的。
第十章 发酵动力学
29. 什么是菌体生长的得率？
在一定的培养条件下，若菌体浓度的变化为ΔX ，相应的营养物质浓度变化为ΔS ，则菌体关于该营养物质的得率Y X/S 为： /x s Y x s =-??
30. 什么是菌体的生长比速？产物的形成比速？基质的消耗比速？维持消耗？
菌体的比生长速率：单位重量的菌体瞬时增量
μ=（dx/dt ）/x ；单位为1/h ，其中x —菌体浓度（g/L ）
产物的形成比速：单位时间内单位菌体形成产物（菌体）的量
π=（dp/dt ）/x,；单位为1/h ，其中p —产物浓度（g/L ）
基质的比消耗速率:单位时间内单位菌体消耗基质的量
=（ds/dt ）/x ；单位为1/h ，其中s —底物浓度（g/L ）
31. 什么是Monod 方程其使用条件如何？各参数的意义与求解？
当培养基中不存在抑制细胞生长的物质时，细胞的生长速率与基质浓度关系（Monod 方程式）如下：μ=μmax S/（Ks+ S ）（μ：菌体的生长比速. S ：限制性基质浓度. Ks ：半饱和常
数. μmax: 最大比生长速度）Monod方程的参数求解(双倒数法)：将Monod方程取倒数可得：1/μ=1/μmax+ Ks/μmax S或S/μ= S/μmax+ Ks/μmax 这样通过测定不同限制性基质浓度下，微生物的比生长速度，就可以通过回归分析计算出Monod方程的两个参数。32. 什么是初级代谢产物？什么是次级代谢产物？
初级代谢产物是指微生物产生的，生长和繁殖所必需的物质，如蛋白质、核酸等。次级代谢产物是指由微生物产生的，与微生物生长、繁殖无关的一类物质。
33. 什么是连续培养？什么是连续培养的稀释率？
由于新鲜培养基不断补充，所以不会发生营养物的枯竭，另一方面，发酵液不断取出，发酵罐内的微生物始终处于旺盛的指数生长期，罐内细胞浓度X、比生长速率μ、以及t, pH等都保持恒定。稀释率(D):补料速度与反应器体积的比值(h-1)
34. 解释连续培养富集微生物的原理？
菌的积累速率=生长速率-流出速率,调节培养基,使目的菌的流出速率<生长速率,杂菌的流出速率>生长速率,就起到富集作用
第十一章传质与通气
35. 为何氧容易成为好氧发酵的限制性因素？
氧是需氧微生物生长所必需的。氧往往容易成为控制因素，是因为氧在水中的溶解度很低，培养基因含有大量的有机和无机物质，氧的溶解度比水中还要更低。在对数生长期即使发酵液中的氧浓度达到饱和，若此时终止供氧，发酵液中的溶氧可在几分钟内全部耗尽，使溶氧成为控制因素。
36. 比耗氧速度和呼吸强度的概念？
比耗氧速度或呼吸强度（QO2）：单位时间内单位重量的细胞所消耗的氧气，mmol O2·g菌-1·h-1
37.临界溶氧浓度的概念？
临界氧浓度：CCr临界氧浓度：指不影响菌的呼吸所允许的最低氧浓度。一般对于微生物：CCr: ＝1～15%饱和浓度
38. 影响微生物需氧的因素有哪些？
细胞浓度直接影响培养液的摄氧率，在分批发酵中摄氧率变化很大，不同生长阶段需氧不同，对数生长后期达最大值。培养基的成分和浓度显著影响微生物的摄氧率，碳源种类对细胞的需氧量有很大影响，一般葡萄糖的利用速度比其他的糖要快。
39. 发酵液中的体积氧传递方程？其中KLa的物理意义是什么？
以单位体积的液体中所具有的氧的传递面积为 a (m2/m3) Nv=KLα (C* –C ）KLα以氧浓度为推动力的容积氧传递系数，反映了设备的供氧能力
40. 发酵过程中溶氧浓度监控的意义？
1、考察工艺控制是否满足要求
2、其它异常情况的表征，染菌、噬菌体、设备和操作故障
3、间接控制的措施
第十二章发酵的中间控制(温度控制）
41.微生物对温度要求不同的原理是什么？
1、微生物对温度的要求不同与它们的膜结构物理化学性质有密切关系
2、蛋白质结构
3、蛋白质合成
4、合成冷休克蛋白
42. 发酵热的定义
发酵热就是发酵过程中释放出来的净热量。
43. 发酵过程温度的选择有什么依据？
1、根据菌种及生长阶段选择：微生物种类不同，所具有的酶系及其性质不同，所要求的温度范围也不同。在发酵前期由于菌量少，发酵目的是要尽快达到大量的菌体，取稍高的温度，促使菌的呼吸与代谢，使菌生长迅速；在中期菌量已达到合成产物的最适量，发酵需要延长中期，从而提高产量，因此中期温度要稍低一些，可以推迟衰老。因为在稍低温度下氨基酸合成蛋白质和核酸的正常途径关闭得比较严密有利于产物合成。发酵后期，产物合成能力降低，延长发酵周期没有必要，就又提高温度，刺激产物合成到放罐。如四环素生长阶段280C，合成期260C后期再升温；黑曲霉生长370C，产糖化酶32～340C。但也有的菌种产物形成比生长温度高。如谷氨酸产生菌生长30～320C，产酸34～370C。最适温度选择要根据菌种与发酵阶段做试验。
2、根据培养条件选择
温度选择还要根据培养条件综合考虑，灵活选择。通气条件差时可适当降低温度，使菌呼吸速率降低些，溶氧浓度也可髙些。培养基稀薄时，温度也该低些。因为温度高营养利用快，会使菌过早自溶。
3、根据菌生长情况
菌生长快，维持在较高温度时间要短些；菌生长慢，维持较高温度时间可长些。培养条件适宜，如营养丰富，通气能满足，那么前期温度可髙些，以利于菌的生长。总的来说，温度的选择根据菌种生长阶段及培养条件综合考虑。要通过反复实践来定出最适温度。
第十二章发酵的中间控制（pH控制）
44. pH对发酵的影响表现在哪些方面？
（1）pH影响酶的活性。当pH值抑制菌体某些酶的活性时使菌的新陈代谢受阻。
（2）pH影响微生物细胞膜所带电荷。从而改变细胞膜的透性，影响微生物对营养物质的吸收及代谢物的排泄，因此影响新陈代谢的进行。
（3）pH值影响培养基某些成分和中间代谢物的解离，从而影响微生物对这些物质的利用。（4）pH值影响代谢方向。pH不同，往往引起菌体代谢过程不同，使代谢产物的质量和比例发生改变。例如黑曲霉在pH2~3时发酵产生柠檬酸，在pH近中性时，则产生草酸。谷氨酸发酵，在中性和微碱性条件下积累谷氨酸，在酸性条件下则容易形成谷氨酰胺和N-乙酰谷氨酰胺。
（5）pH在微生物培养的不同阶段有不同的影响。
45. 发酵过程的pH控制可以采取哪些措施？
基础培养基调节pH、在基础料中加入维持pH的物质、通过补料调节pH 、当补料与调pH
发生矛盾时，加酸碱调pH 、选择合适的pH调节剂、发酵的不同阶段采取不同的pH值
第十二章发酵的中间控制(泡沫控制）
46. 泡沫对发酵有哪些有益之处，哪些有害之处？
有利之处：气体分散、增加气液接触面积
有害之处：降低生产能力；引起原料浪费；影响菌的呼吸；引起染菌
47.发酵中泡沫形成的原因是什么？
通气搅拌；培养基配比与原料组成；菌种、种子质量和接种量；灭菌质量
48. 罗氏假说对泡沫稳定的条件作了如何假释？
在溶液中，溶解状态的溶质是稳泡剂；不溶状态的溶质，当浸入系数与铺展系数均为正值时即是消泡剂。
49. 植物油的消泡机理是什么？
当其溶入泡沫液,会显著降低该处的表面张力。因为这些物质一般对水的溶解度较小,表面
张力的降低仅限于泡沫的局部,而泡沫周围的表面张力几乎没有变化。表面张力降低的部分被强烈地向四周牵引、延伸,最后破裂。
50. 对消泡剂有哪些要求？
（1）在起泡液中不溶或难溶（2）表面张力低于起泡液（3）与起泡液有一定程度的亲和性（4）与起泡液不发生化学反应（5）挥发性小，作用时间长
第十三章工业发酵染菌的防治
51 染菌对发酵有什么危害，对提炼有什么危害？
染菌对发酵的危害：干扰生产菌的正常代谢，降低产量、改变pH，降解某些产物、污染不同的微生物，不同阶段染菌危害
染菌对提炼的危害：过滤困难而大幅度降低过滤收率、有机溶剂萃取时发生乳化
52 有哪些原因会引起染菌？
设备渗漏、空气带菌、种子带菌、灭菌不彻底、技术管理不善
53 染菌以后应采取什么措施？
发酵液必须灭菌后才可放下水道、寻找染菌的原因、染菌厉害时，车间环境要用石灰消毒54 为什么会感染噬菌体？感染了噬菌体后应采取哪些措施？
产生噬菌体的原因、活菌体随意排放，造成噬菌体的感染源、建立工厂环境清洁卫生制度、感染噬菌体的培养物不得带入菌种室、摇瓶间、发现噬菌体停搅拌、小通风，将发酵液加热到70--80℃杀死噬菌体，才可排放、环境用漂白粉消毒、选育抗噬菌体的菌种
第十四章培养基及设备的灭菌
54. 加热灭菌的原理
每一种微生物都有一定的最适生长温度范围。当微生物处于最低温度以下时，代谢作用几乎停止而处于休眠状态。当温度超过最高限度时，微生物细胞中的原生质胶体和酶起了不可逆的凝固变性，使微生物在很短时间内死亡，加热灭菌即是根据微生物这一特性而进行的。第十五章空气除菌
56. 空气除菌方法有哪些？
高温除菌、辐射除菌、静电除菌、介质过滤除菌
57. 介质过滤的机理是什么？
58. 影响介质过滤效率的因素有哪些？
第十六章发酵产物的提取与精制概论
59.简述发酵醪中获得产物分为哪几大类？
60. 简述发酵醪的特征及预处理要求。
四、计算题（1题，15分）
1.有一发酵罐内装60 m3培养基，在121℃温度下进行实罐灭菌。原污染程度为每1ml有
3*105个耐热菌芽孢，121℃时灭菌速度常数为2.0min-1，求灭菌失败几率为10-3时所需要的灭菌时间
02.303lg N t
N t k N =?-式中：开始灭菌时原有活菌数（个）
N t t -经过时间灭菌后的残留菌数（个）
2. 上题中，灭菌过程的升温阶段，培养基从100℃上升至121℃，共需10min 。求升温阶段结束时，培养基中芽孢数和保温所需时间。
3. 若题2中的培养基采用连续灭菌，灭菌温度为131℃，此温度下灭菌速度常数为10min -1，
求灭菌所需的维持时间。
4. 例：在一表达人血管生长抑制素的毕赤酵母（Pichia pastoris )高密度发酵的生长阶段（分批发酵阶段）中，经17h 培养，菌体浓度由1.02g/L 增加为29.45g/L ，甘油由初始浓度47g/L 降为0.7g/L ，已知酵母菌体含碳量为0.4296g/g ，甘油的含碳量为0.3913g/g ，计算该阶段异化代谢的比例。
21
22/11()()()()(1)()(1)()C A X S S S S S X X S S Y S αααααα-?=-?--?=-?-??=-?-=-?--?
5. 例如 大肠杆菌DH5α及其耐乙酸突变株DA19分别在含葡萄糖2g/L 的基本培养基和含葡萄糖2g/L 的复合培养基中分批培养，结果见表1。元素分析表明， DH5α及DA19的菌体含碳量分别为44.5%和45.38%，菌体燃烧热取22.2 kJ/g ，葡萄糖燃烧热673.0kJ/mol 、乙酸的燃烧热208.6kJ/mol 。试分别计算YC 和YkJ 。虽然培养在好气条件下进行，由于已知发酵中乙酸是主要副产物，所以在计算时根据葡萄糖消耗和乙酸生成的数据进行，未根据氧的消耗进行。
6. 在大肠杆菌DH5α培养中,测得在比生长速率0.069h-1时,葡萄糖的比消耗速率
3.22mmol/(g.h) ,代谢产物乙酸的比生长速率为0.895mmol/(g.h), CO2的比生长速率为15.4mmol/(g.h),菌体的含碳量α2为0.456g/g,葡萄糖的含碳量α1为6mmol/mmol,乙酸的含碳量α4为2mmol/mmol, CO2的含碳量为α3为1mmol/mmol 。计算碳元素的回收率。 0.4560.0691000/12115.420.895
6 3.22
1.03
C C R R ??+?+?=?=
7. 酿酒酵母在以乙醇为唯一碳源的基本培养基中好气培养，当酵母菌的比生长速率为0.119h-1时,乙醇和氧的比消耗速率分别为6.43mmol/(g.h)和3.60mmol/(g.h) ,二氧化碳的比生长速率为1.71mmol/(g.h),请根据需氧量平衡判断是否有代谢产物生成。 对于乙醇 A=3 mol/mol 、B=47.5 mol/mol
8. 基因重组大肠杆菌W3110在不同比生长速率下的葡萄糖比消耗速率，求m 和YG
所得直线斜率m=0.3331
YG=1/3.322=0.301
9. 例：在一定条件下培养大肠杆菌，得如下数据：
S(mg/l) 6 33 64 153 221
μ(h-1) 0.06 0.24 0.43 0.66 0.70
求在该培养条件下，求大肠杆菌的μmax ，Ks 和t d ?
将数据整理：
S/μ 100 137.5 192.5 231.8 311.3 S 6 33 64 153 221 s m m K S
S
μμμ=+
μmax ，＝1.11 (h-1);
Ks ＝120.4 mg/L
td ＝ln2/ μmax
＝0.62 h
北化生物工艺学问答题与答案1
一．简述微生物的特点及其应用于发酵的优势。 1.种类多，分布广。目前微生物种类在10万种以上，具有多种代谢方式。在生化过程 中积累不同种类的代谢产物，用于多种发酵工业的生产，产品丰富，如（。。。。）。营养谱极广，生长要求不高，繁殖快，自然界分布极广，适宜生产研究就地区取材。 2.高面积-体积比，代谢能力强。其比表面积相当大，利于微生物与环境进行物质、能 量、信息交换，具有高代谢速率。其代谢强度高于高等动物千、万倍。 3.生长迅速，繁殖快。微生物具有最快的繁殖速度，在工业上有重要意义。适宜条件 下能达到几何级数增殖。 4.适应性强，容易培养。代谢灵活，酶系可受诱导，以适应环境变化。其诱导酶可占 蛋白的10%。故其可耐高温、低温、盐高盐，高酸碱、干燥、辐射、毒物等极端环境。 5.易变性。诱变剂容易使其遗传物质变异，改变代谢途径，产生新菌种。而次特性对 菌种保藏、发酵等过程产生不利影响。 用于发酵的优势：不需高温设备，利用原料比较粗放，主要采用低廉的农副产品，不需特殊催化剂、副产品少，无毒性。 二．常用工业微生物的种类有哪些？每种列举三个典型，并说明其主要产品。 1细菌，醋杆菌属有醋化醋杆菌（食醋），巴氏醋杆菌（食醋）。弱氧化醋杆菌（山梨糖、酒石酸等）。 乳杆菌属：德式乳杆菌（左旋乳酸） 芽孢杆菌属：枯草芽孢杆菌（α-淀粉酶，蛋白酶，诱变后生产肌苷，鸟苷） 梭菌属：丙酮丁酸梭菌（丙酮丁醇） 大肠杆菌：（天冬氨酸，缬氨酸，苏氨酸，） 产氨短杆菌：（辅酶A） 2放线菌，链霉菌属：灰色链霉菌（链霉素），金色链霉菌（金霉素），红霉素链霉菌（红霉素） 小单孢菌属：绛红小单胞菌（庆大霉素），棘孢小单孢菌（庆大霉素）。 3霉菌，曲霉属：黑曲霉（酸性蛋白酶，淀粉酶，果胶酶）米曲霉（糖化淀粉酶，蛋白酶）。黄曲霉（液化淀粉酶） 青霉属：产黄青酶（青霉素，葡萄糖氧化酶，柠檬酸，维c），桔青霉（桔霉素，脂 肪酶等），娄地青霉（干酪，天冬氨酸，谷氨酸，丝氨酸） 根酶属：黑根霉（果胶酶），米根霉（酒曲，乳酸），华根酶（液化淀粉酶） 红曲霉属：红曲霉（淀粉酶，麦芽糖酶） 4酵母菌：酵母属：啤酒酵母（啤酒，面包，饮料）。 裂殖酵母属，发酵糊精，菌粉。 假丝酵母属：产朊假丝酵母（饲料、蛋白质），解脂假丝酵母（发酵煤油。石油脱蜡） 毕赤酵母（固醇、苹果酸、） 汉逊氏酵母（乙酸乙酯） 球拟酵母属（多元醇，氧化烃类） 红酵母属（产脂肪） 三．简要说明微生物诱变育种的操作步骤： 1.出发菌株的选择：①自然界分离的野生菌株②通过生产选育，自发诱变的菌株③已 经诱变的菌株。高产菌可先进行杂交再作为出发菌株 2.菌悬液制备：使细菌同步生长，悬液经玻璃珠打散，并用脱脂棉过滤。处理细菌的
南昌大学 生物工艺学题库
名次解释： 1、下游过程：生物工程中的一个重要部分生物物质的分离，其目的是把生物反应液内的有用物质分离出来，获得所需的目的产品 2、离心分离因数 3、高压匀浆法：属于液体剪切破碎方法之一，是借助于高压匀化作用的液体剪切作用使细胞破碎。高压匀化是通过碰撞、剪切、空化和高速作用的综合效应来起作用的。 4、喷雾干燥：喷雾干燥是用雾化器将原料液分散成细小雾滴，并用热空气与雾滴直接接触的方式进行干燥而获得粉粒状产品的一种干燥过程。 5、细胞破碎率：定义为被破碎细胞的数量占原始细胞数量的百分比数，即：S=[(N0-N)/N0]*100 6、热沉淀：在较高温度下，热稳定性差的蛋白质很容易变性，变性后的蛋白质溶解度很小，容易沉淀，利用这一现象，可根据蛋白质间的热稳定性差别，进行蛋白质的选择性热沉淀，分离纯化热稳定性高的目标产物 7、透析：穿过膜的选择性扩散过程。可用于分离分子量大小不同的溶质，低于膜所截留阈值分子量的物质可扩散穿过膜，高于膜截留阈值分子量的物质则被保留在半透膜的另一侧。 8、反渗透：当渗透过程进行达到平衡时，若在溶液的液面再施加一个大于溶液渗透压的压力时，溶剂将与原来的渗透方向相反，开始从溶液向溶剂一侧移动，这就是反渗透 9、分配系数:在一定温度、压力下，溶质分布在两个互不相容的溶剂里，达到平衡后，它在两相的浓度之比成为分配系数。可用下式表示：K=C1/C2。K为分配系数；C1为分配平衡时在萃取相中的溶质浓度；C2为分配平衡时在萃余相中的溶质浓度。 10、双水相萃取：又称水溶液两相分配技术，双水相萃取的特点是能够保留产物的活性，整个操作可以连续化。是近年来出现的极有前途的新型分离技术。11、离子交换树脂：有机高分子离子交换剂，包括合成离子交换剂和天然有机大分子离子交换剂，通常是一种典型的凝胶，一般统称为离子交换树脂。 12、大孔树脂：孔道直径应比扩散离子大三倍以上，基本特点是在整个树脂内部，无论干、湿或收缩、溶胀都存在着比一般凝胶剂更多更大的孔道，布满树脂内部。 13、亲和层析：是将有亲和吸附作用的物质分子偶联在固体介质上作为固定相，用以分离纯化目标产物的液相层析法。 14、离子交换层析：是指带电荷物质因电荷力作用而在固定相与流动相之间分配得以相互分离的技术 二、问答 1、生物分离的三个基本特征 答：1.通常处理的发酵液或酶反应液中产品的浓度一般很低 2.生物产品很多是生化活性物质，易受环境因素如温度、PH、金属离子和微生物等的影响，甚至失活，因而也增加了分离的难度 3.对最终产品的质量往往要求极高 2、生物物质分离的四个基本步骤 答：1.细胞及不溶性物质的去除因为发酵终止时，发酵液中总是混杂有固体物，所以细胞及不溶性物质的分离是提取发酵产品的重要步骤
生物制药工艺学思考题及答案完整版
生物制药工艺学思考题 及答案 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】
抗生素发酵生产工艺 1. 青霉素发酵工艺的建立对抗生素工业有何意义？ 青霉素是发现最早，最卓越的一种B-内酰胺类抗生素，它是抗生素工业的首要产品，青霉素是各种半合成抗生素的原料。青霉素的缺点是对酸不稳定，不能口服，排泄快，对革兰氏阴性菌无效。青霉素经过扩环后，形成头孢菌素母核，成为半合成头孢菌素的原料。 2. 如何根据青霉素生产菌特性进行发酵过程控制？ 青霉素在深层培养条件下，经历7个不同的时期，每个时期有其菌体形态特性，在规定时间取样，通过显镜检查这些形态变化，用于工程控制。 第一期：分生孢子萌发，形成芽管，原生质未分化，具有小泡。 第二期：菌丝繁殖，原生质体具有嗜碱性，类脂肪小颗粒。 第三期：形成脂肪包含体，积累储蓄物，没有空洞，嗜碱性很强。 第四期：脂肪包含体形成小滴并减少，中小空泡，原生质体嗜碱性减弱，开始产生抗生素。 第五期：形成大空泡，有中性染色大颗粒，菌丝呈桶状。脂肪包含体消失，青霉素产量提高。 第六期：出现个别自溶细胞，细胞内无颗粒，仍然桶状，释放游离氨，pH上升。 第七期：菌丝完全自溶，仅有空细胞壁。一到四期为菌丝生长期，三期的菌体适宜为种子。 四到五期为生产期，生产能力最强，通过工艺措施，延长此期，获得高产。在第六期到来之前发束发酵。 3. 青霉素发酵工程的控制原理及其关键点是什么？ 控制原理：发酵过程需连续流加葡萄糖，硫酸铵以及前提物质苯乙酸盐，补糖率是最关键的控制指标，不同时期分段控制。在青霉素的生产中，及时调节各个因素减少对产量的影响，如培养基，补充碳源，氮源，无机盐流加控制，添加前体等；控制适宜的温度和ph，菌体浓度。最后要注意消沫，影响呼吸代谢。 4. 青霉素提炼工艺中采用了哪些单元操作？ 青霉素不稳定，发酵液预处理、提取和精制过程要条件温和、快速，防止降解。提炼工艺包括如下单元操作： ①预处理与过滤：在于浓缩青霉素，除去大部分杂质，改变发酵液的流变学特征，便于后续的分离纯化过程。 ②萃取：其原理是青霉素游离酸易溶于有机溶剂，而青霉素易溶于水。 ③脱色：萃取液中添加活性炭，除去色素，热源，过滤，除去活性炭。 ④结晶：青霉素钾盐在乙酸丁酯中溶解度很小，在乙酸丁酯萃取液中加入乙酸钾-乙醇溶液，青霉素钾盐可直接结晶析出。 氨基酸发酵工艺 1. 如何对谷氨酸发酵工艺过程进行调控？ 发酵过程流加铵盐、尿素、氨水等氮源，补充NH4+；生物素适量控制在2-5μ g/L；pH控制在中性或微碱性；供氧充足；磷酸盐适量。 2. 氨基酸生产菌有什么特性，为什么
新编生物工艺学思考题
生物工艺学 1.生物技术：是“应用自然科学和工程学的原理，依靠生物作用剂的作用将物料进行加工以提供产品或用以为社会服务”的技术。 2.生物技术发展的四个时期的代表性技术和产品：①经验生物技术时期（面包啤酒酸奶麻沸散）；②近代生物技术建立时期（300倍显微镜巴斯德消毒法疫苗生产乳酸酒精发酵青霉素有机溶剂）； ③近代生物技术全盛时期（青霉素投产抗生素氨基酸核苷酸维生素）；④现代生物技术建立和发展时期（基因工程单克隆抗体动植物细胞培养技术转基因动植物）。 1.微生物选择性分离方法步骤：①含微生物材料的选择；②材料的预处理；③所需菌种的分离；④菌种的培养；⑤菌种的选择和纯化。 2.菌种的选育方法：①自然育种；②诱变育种；③抗噬菌体菌种的选育；④杂交育种；⑤原生质体融合；⑥DNA重组技术。 3.诱变选育的经典流程（包括诱变和筛选）：出发菌种→斜面→单孢子悬液→诱变处理→稀释涂平板→挑取单菌落传种斜面→摇瓶初筛→挑出高产斜面→留种保藏菌种→传种斜面→摇瓶复筛→挑出高产菌株作稳定性试验和菌种特性考察→放大罐试验，中试考察→大型投产 4.原生质体融合技术与其它筛选方法相比较有哪些优点：①去除了细胞壁的障碍，亲株基因组直接融合、交换，实现重组，不需要有已知的遗传系统；②原生质体融合后两亲株的基因组之间有机会发生多次交换，产生各种各样的基因组合而得到多种类型的重组子；③重组频率特别高，因为聚乙二醇作助溶剂；④可以和其它育种方法相结合，
把由其它方法得到的优良性状通过原生质体融合再组合到一个单株中；⑤可以用温度、药物、紫外线等处理、钝化亲株的一方或双方，然后使之融合，再在再生菌落中筛选重组子。 5.DNA重组技术的基本过程：①含目的基因的DNA片段的准备；②载体；③含目的基因的DNA片段与载体相连接；④将重组分子送入受体细胞，并于其中复制、扩增；⑤筛选出带有重组DNA分子的转化细胞； ⑥鉴定外源基因的表达产物。 6.菌种常见保存方法及其特点：①斜面冰箱保存法（短期、过渡的方法 3~6月）；②沙土管保藏法（适合于产孢子或者芽孢的微生物一年左右）；③菌丝速冻法（不产孢子或芽孢的微生物）；④石蜡油封存法（适用于不能利用石蜡油作碳源的细菌、霉菌、酵母菌等微生物的保存期一年左右）；⑤真空冷冻干燥保藏法（快速将细胞冻结，保持细胞完整，且对各种微生物都适用五年左右）；⑥液氮超低温保藏法（适用范围最广保存期最长）。 1.微生物代谢调节控制部位：养分的吸收排泄、限制基质与酶的接近，控制代谢流程。 2.微生物次级代谢特征：1.种类繁多，结构特殊，含有不常见的化合物 2.含有少见的化学键 3.一种微生物所合成的次级代谢物往往是一组结构相似的化合物 4.一种微生物的不同菌株可以产生分子结构迥异的次级代谢物 5.次级代谢产物的合成比生长对环境因素更敏感3.次级代谢物的生物合成步骤：①养料的摄入；②通过中枢代谢途径养分转化为中间体；③小分子建筑单位（次级代谢物合成的前体）的生物合成；④如有必要，改变其中的一些中间体；⑤这些前体进入次
新编生物工艺学复习题11
新编生物工艺学复习题2 1、绪论 一、生物技术归纳起来可有三个特点 ?A生物技术是一门多学科、综合性的科学技术； ?B反应中需有生物催化剂的参与； ?C其最后目的是建立工业生产过程或进行社会服务，这一过程可称为生物反应过程二、生物催化剂特点 1）优点 A常温、常压下反应,B反应速率大,C催化作用专一,D大幅度提高效率，成本低廉 2)缺点 A稳定性差.B控制条件严格.C易变异 三、近代生物技术的全盛时期（20世纪40年代初至70年代末）的核心技术和产业： ?青霉素工业化生产； ?微生物次级代谢产物和抗生素产业的兴盛以及新的初级代谢产物开发； ?以酶为催化剂的生物转化及酶和细胞固定化技术及应用。 四、现代生物技术建立和发展时期（20世纪70年代开始） 这一时期，主要是以分子生物学为基础的基因工程技术的发展和应用为特征。 2、生产菌种的来源与菌种选育 1）微生物选择性分离方法大致分为五个步骤： 1、含微生物材料的选择—采样 2、材料的预处理 3、所需菌种的分离 4、菌种的培养 5菌种的选择和纯化 理想的工业发酵菌种-优良菌种应符合以下要求： (1)遗传性状稳定； (2)生长速度快，不易被噬菌体等污染； (3)目标产物的产量尽可能接近理论转化率； (4)目标产物最好能分泌到胞外，以降低产物抑制并利于产物分离； (5)尽可能减少产物类似物的产量，以提高目标产物的产量及利于产物分离； (6)培养基成分简单、来源广、价格低廉； (7)对温度、pH、离子强度、剪切力等环境因素不敏感； (8)对溶氧的要求低，便于培养及降低能耗。 2）液体富集培养，即通过给混合菌群提供一些有利于所需菌株生长，或/和不利于其他菌株生长的条件（供给特殊的基质或加入抑制剂），从而增加混合菌群中所需菌株数量的培养方法。 3）菌种选育是微生物工程的关键技术，主要方法有传统的自然选育、诱变育种、杂交育种以及现代的原生质体融合与基因工程等。 4）自然选育是指在生产过程中，不经过人工处理，利用菌种的自发突变，选择合适的自发突变（spontaneous mutation）体的古老的育种方法。 5）诱变育种是利用物理、化学或生物诱变剂处理均匀分散的微生物细胞群，促进其突变率大幅度提高，然后采用简便、快速和高效的筛选方法，从中挑选符合育种目的的突变株的育种技术。
生物制药工艺学试题2参考答案
湖南城市学院生物工程专业 《现代生物制药工艺学》考试试卷标准答案及评分细则考核方式: 闭卷考试时量：120 分钟试卷类型：A 一、名词解释（每题2分，共16分分） 01、用于预防、治疗人类疾病，有目的的调节人体生理功能，并规定有适应症和用法、用量的物质。 02、在体外和体内对效应细胞的生长、增殖和分化起调控作用的一类物质。 03、药物从片剂或胶囊等固体口服制剂，在规定的介质中在一定条件下，溶出的速度和程度 04、在压力差的驱动下用可以阻挡不同大小分子的滤板或滤膜将液体过滤的方法。 05、一种生物制药中的温和”多阶式”分离，即将药物中的杂质一级一级分离。 06、是指发酵到一定时间，放出一部分培养物，又称带放。 07、有些抗生素如四环素，在弱酸性条件下不对称碳原子可逆的发生异构化，形成差向四环素。 08、是由诱生剂诱导有关细胞所产生的一类高活性、多功能的诱生蛋白质。 二、选择题（每题2分，共20分） 题09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 答 案 C D C D B C C B C A 三、填空题（每空1分，共15分） 09、干热灭菌 10、羟基 11、固醇类成分 12、萘醌、苯醌 13、红霉内酯 14、甘油和葡萄糖、硝酸盐、 15、对数生长期 16、苄氧羰基、叔丁氧羰基 17、糖酵解途径、单磷酸已糖支路途经 18、脱水，脱脂 四、回答题：（每题6分，共24分） 29、简述生化药物有何特点。 答：①生物原材料复杂②生化物质种类多，有效成分含量低③生物材料有种属特性④药物活性与分子空间构象有关⑤对制备技术条件要求高。 30、怎样对青霉菌的发酵液进行预处理？ 答：青霉菌发酵液菌丝较大，一般在菌丝自溶前用鼓式过滤机过滤得第一次滤液，其ph值6.2~7.2之间，用硫酸调ph至4.5~5.0，再加入0.07%的溴代十五烷吡啶和硅藻土作为助滤剂，通过板框过滤机过滤得第二次滤液。第二次滤液澄清透明，可进行提取。 31. 简述氨基酸的生产方法有哪些？ 答：①蛋白水解法，以毛发、血粉等为原料，通过酸、碱或酶水解成多种氨基酸的混合物，在进行分离纯化。②化学合成法，利用有机物合成和化学工程相结合的技术生产氨基酸的方法③酶法，利用微生物特定的酶系作为催化剂，使底物经过酶催化生成所需的产品④直接发酵法，直接按照生产菌株的特性发酵⑤微生物生物合成法，以氨基酸的中间产物为原料，用微生物将其转化为相应的氨基酸。 32.如何减少四环素成品的差向四环素和ADT的含量？ 答：首先四环素发酵液通过加入草酸除去钙离子和促使蛋白质凝固等手段进行预处理，为了使差向四环素和ADT的含量降低，此过程应在低温、短时下进行。此外，还可此外还可在母液中加尿素，使其与四环素形成复合物而纯化；也可加入丁醇：乙醇（3:1）混合溶剂，加入乙醇可降低母液四环素损失；但降低成品中的ADT含量的最有效方法是筛选不产生ADT的菌株。 五、分析综合题：（共25分）
生物制药工艺学思考题和答案解析
抗生素发酵生产工艺 1. 青霉素发酵工艺的建立对抗生素工业有何意义？ 青霉素是发现最早，最卓越的一种B-内酰胺类抗生素，它是抗生素工业的首要产品，青霉素是各种半合成抗生素的原料。青霉素的缺点是对酸不稳定，不能口服，排泄快，对革兰氏阴性菌无效。青霉素经过扩环后，形成头孢菌素母核，成为半合成头孢菌素的原料。2. 如何根据青霉素生产菌特性进行发酵过程控制？ 青霉素在深层培养条件下，经历7个不同的时期，每个时期有其菌体形态特性，在规定时间取样，通过显镜检查这些形态变化，用于工程控制。 第一期：分生孢子萌发，形成芽管，原生质未分化，具有小泡。 第二期：菌丝繁殖，原生质体具有嗜碱性，类脂肪小颗粒。 第三期：形成脂肪包含体，积累储蓄物，没有空洞，嗜碱性很强。 第四期：脂肪包含体形成小滴并减少，中小空泡，原生质体嗜碱性减弱，开始产生抗生素。 第五期：形成大空泡，有中性染色大颗粒，菌丝呈桶状。脂肪包含体消失，青霉素产量提高。 第六期：出现个别自溶细胞，细胞内无颗粒，仍然桶状，释放游离氨，pH上升。 第七期：菌丝完全自溶，仅有空细胞壁。一到四期为菌丝生长期，三期的菌体适宜为种子。 四到五期为生产期，生产能力最强，通过工艺措施，延长此期，获得高产。在第六期到来之前发束发酵。 3. 青霉素发酵工程的控制原理及其关键点是什么？ 控制原理：发酵过程需连续流加葡萄糖，硫酸铵以及前提物质苯乙酸盐，补糖率是最关键的控制指标，不同时期分段控制。在青霉素的生产中，及时调节各个因素减少对产量的影响，如培养基，补充碳源，氮源，无机盐流加控制，添加前体等；控制适宜的温度和ph，菌体浓度。最后要注意消沫，影响呼吸代谢。 4. 青霉素提炼工艺中采用了哪些单元操作？ 青霉素不稳定，发酵液预处理、提取和精制过程要条件温和、快速，防止降解。提炼工艺包括如下单元操作： ①预处理与过滤：在于浓缩青霉素，除去大部分杂质，改变发酵液的流变学特征，便于后续的分离纯化过程。 ②萃取：其原理是青霉素游离酸易溶于有机溶剂，而青霉素易溶于水。 ③脱色：萃取液中添加活性炭，除去色素，热源，过滤，除去活性炭。 ④结晶：青霉素钾盐在乙酸丁酯中溶解度很小，在乙酸丁酯萃取液中加入乙酸钾-乙醇溶液，青霉素钾盐可直接结晶析出。 氨基酸发酵工艺 1. 如何对谷氨酸发酵工艺过程进行调控？ 发酵过程流加铵盐、尿素、氨水等氮源，补充NH4+；生物素适量控制在2-5μg/L；pH 控制在中性或微碱性；供氧充足；磷酸盐适量。 2. 氨基酸生产菌有什么特性，为什么？ L-谷氨酸发酵微生物的优良菌株多在棒状杆菌属、小短杆菌属、节杆菌属和短杆菌属中。具有下述共同特性：①细胞形态为短杆至棒状；②无鞭毛，不运动；③不形成芽孢；④革兰氏阳性；⑤生物素缺陷型；⑥三羧酸循环、戊糖磷酸途径突变；⑦在通气培养条件下产生大量L-谷氨酸。 3. 生物素在谷氨酸发酵过程中的作用是什么？
生物制药工艺学复习题
《生物制药工艺学》复习思考题 生物药物概论 生物药物有哪几类？DNA重组药物与基因药物有什么区别？ 生物药物有哪些作用特点？ DNA重组药物主要有哪几类？举例说明之。 术语：药物与药品，生物药物，DNA重组药物，基因药物，反义药物，核酸疫苗，RNAi 生物制药工艺技术基础 生物活性物质的浓缩与干燥有哪些主要方法？ 简述生物活性物质分离纯化的特点和分离纯化的主要原理。 怎样保存微生物菌种？何谓菌种退化？如何检查菌种退化？ 诱变育种的总体流程是怎样的？选择出发菌需注意哪些事项？ 生物制药工艺中试放大的目的是什么？ 酶固定化的方法有哪些类别？ 术语：冷冻干燥，喷雾干燥，薄膜浓缩，自然选育，诱变育种，蛋白质工程，转基因动物，蛋白质组学，酶工程，immobilized enzyme，抗体酶，模拟酶，组合生物合成，药物基因组学，DNA Shuffling，定向进化，甘油冷冻保藏法，液氮保藏法，斜面保藏法，沙土管保藏法 生物材料的预处理 去除发酵液中杂蛋白有哪几种方法？ 去除发酵液中钙、镁、铁离子的方法有哪些？ 影响絮凝效果的主要因素有哪些？ 细胞破碎有哪些方法？各有什么特点？ 超声波破碎细胞的原理？ 术语：凝聚作用，絮凝作用，渗透压冲击法，错流过滤，超声波破壁，酶法破壁，高压匀浆法，高速珠磨法，反复冻融法，渗透压冲击法，液氮研磨法，丙酮粉 萃取法 溶剂萃取法的基本原理，其特点是什么？ 溶剂萃取法按操作方式不同，可分为哪几类？各有什么特点？ 影响有机溶剂萃取的因素有哪些？萃取剂的选择需遵循哪些原则？ 使用有机溶剂萃取时，改变pH值将如何影响酸性或碱性抗生素的分配系数？ 乳化剂为何能使乳状液稳定？ 破坏乳状液的方法有哪些？ 影响乳状液类型的因素有哪些？ 双水相萃取的优缺点有哪些？影响双水相萃取的因素有哪些？ 超临界流体萃取有哪些特点？常用的流体为哪种？影响超临界流体萃取的因素有哪些？超临界萃取的流程主要有哪几种类型？ 术语：有机溶剂萃取，反萃取，双节线，多级错流萃取，多级逆流萃取，反胶束萃取，超临界流体萃取，双水相萃取，能斯特分配定律，表观分配系数，萃取因素，萃取剂，萃余液，HLB值 沉淀和结晶 什么是“盐析沉淀”？盐析的基本原理？ 影响盐析效果的因素有哪些？
生物工艺学习题
生物工艺学习题 Modified by JACK on the afternoon of December 26, 2020
选择题 （1）绪论 1、通风搅拌技术的建立是发酵技术的（）。a．第一转折期b．第二转折期c．第三转折期 2、近代生物技术全盛时期起始标志是（）工业的开发获得成功。 a．丙酮丁醇b．青霉素 c．人工胰岛素 （2）菌种、菌种选育及保藏 1、产生抗生素的主要微生物类群是（）。 a．细菌b．放线菌 c．真菌 2、在微生物常规分离纯化中，涂布法主要适于（）。a．细菌 b．霉菌 c．放线菌 3、下面不属于诱变因子的是（）。 a．紫外线 b．噬菌体c．氯化锂 4、在诱变育种中，金属化合物的作用是（）。a．无作用 b．诱变c．增变 5、在抗噬菌体菌株的选育中，菌株抗性的来源是（）。 a．噬菌体的存在b．环境的影响c．基因突变 6、有效诱变因子的判别主要指标是（）。a．营养缺陷型的诱发率 b．死亡率c．菌型变异
7、放线菌的育种方法与（）相似。a．霉菌 b．细菌 c．酵母菌 8、一般来说，斜面孢子的冷藏时间为（）。a．10天以内 b．1个月以内c．1年以内 9、在原生质体融合中，原生质体钝化是指经钝化后其存活率（）。a．接近于零b．为零c．不受影响 （3）代谢及调控 1、下列产物中，属于次级代谢产物的是（）。a．蛋白质 b．丙酮酸c．麦角生物碱 （4）培养基 1、下列培养基成分中，只能提供碳源的是（）。a．葡萄糖 b．酵母抽提物c．甘蔗糖蜜 2、维生素、氨基酸等热敏性物质通常采用（）方法实现无菌化。a．微孔滤膜过滤 b．巴氏消毒 c．蒸汽灭菌 3、效应剂在什么时候加入才能起作用（）。 a．基础培养基中b．菌体生长期c．产物生产期p63 4、CaCO3在培养基中主要作用是（）。 a．营养成分b．缓冲剂 c．加固培养基
中国药科大学《生物制药工艺学》ppt上复习题整理-1
复习整理——根据课件后的小结和复习思考题整理 第一章生物药物概述 生物药物 Biopharmaceutics：是以生物体、生物组织或其成份为原料（包括组织、细胞、细胞器、细胞成分、代谢、排泄物）综合应用生物学、物理化学与现代药学的 原理与方法加工制成的药物。 生物药物的特性 一、药理学(pharmacology)特性： 1、活性强: 体内存在的天然活性物质。 2、治疗针对性强,基于生理生化机制。 3、毒 副作用一般较少，营养价值高。4、可能具免疫原性或产生过敏反应。 二、理化特性： 1. 含量低、杂质多、工艺复杂、收率低、技术要求高； 2. 组成结构复杂，具严格空间结构，才有生物活性。对多种物理、化学、生物学因素不稳定。 3. 活性高，有效剂 量小，对制品的有效性，安全性要严格要求（包括标准品的制订）。 微生物药物：微生物药物是一类特异的天然有机化合物，包括微生物的次级代谢产物，初级代谢产物和微生物结构物质，还包括借助微生物转化（microbial transformation）产生的用化学方法难以全合成的药物或中间体。 生化药物：指从生物体（动物、植物、微生物）中获得的天然存在的生化活性物质， 其有效成分和化学本质多数比较清楚。 生物制品：一般把采用DNA重组技术或单克隆抗体技术或其他生物技术制造的蛋白质、抗体或核酸类药物统称为生物技术药物(biotech drug)，在我国又统称为生物制品。 蛋白质工程(protein engineering)：利用基因工程手段，包括基因的定点突变和基 因表达对蛋白质进行改造，以期获得性质和功能更加完善的蛋白质分子。 RNA干涉（ RNA interference,RNAi）：是指在生物体细胞内，dsRNA(双链RNA) 引起同源mRNA的特异性降解，因而抑制相应基因表达的过程。 1.生物药物有哪几类？重组DNA药物、基因药物、天然生物药物、合成半合成生物 药物 2.DNA重组药物与基因药物有什么区别？ 3.生物药物有哪些作用特点？
生物技术概论课后习题
1.简述一下内切酶和连接酶的作用机制。 内切酶： 类型 、 ：都有甲基化，依赖于ATP，限制内切酶活性。 型酶在识别部位进行切割，很容易从底物上解离。 型酶是随机切割，识别部位不等于切割部位，能产生不同的末端。则 型和 型不同，很难形成稳定的切割末端。 类型 的特点：识别部位等于切割部位。①在DNA分子双链特异性识别部位切割产生特定的DNA序列。②两个单链断裂部位在DNA分子上的分布通常不是彼此相对的。③断裂的结果形成的DNA片段往往具有互补的单链延伸末端。 连接酶： 能够催化双链DNA片段紧靠在一起的3‘—OH末端于5’—P末端之间形成磷酸二脂键，使两末端连接。连接方法：①用DNA连接酶连接具有互补的黏性末端片段。②用T4DNA连接酶将平末端片段连接。③平末端片段加上衔接头或人工合成的连杆使之成为黏性末端后用DNA连接酶连接。 2.比较基因工程中常用的DNA聚合酶的催化活性有什么不同？ 修饰酶：
⑴DNA聚合酶：①大肠杆菌DNA聚合酶Ⅰ（特点：a 5‘→3‘聚合酶活性b 5’→3‘外切酶活性c 3’→5‘外切酶活性）②大肠杆菌DNA聚合酶大片段（a 5’→3‘聚合酶活性b 3’→5‘外切酶活性）③T4噬菌体DNA聚合酶④T7DNA聚合酶（催化合成的DNA链比其他的长）⑤耐热DNA聚合酶（75—80℃，耐高温，用于PCR中）⑥逆转录DNA聚合酶（依赖于RNA的DNA聚合酶）⑦末端转移DNA聚合酶（将平末端修饰为黏性末端）⑵T4噬菌体多核苷酸聚合酶⑶S1核酸酶（降解双链DNA,单链RNA）⑷Bal3核酸酶（具有高度的、特异的脱氧核苷酸内切酶活性）⑸碱性磷酸酶（细菌碱性BE（DAP）去除5‘端磷酸，提高重组效率） 3.基因工程中常用载体，具有哪些性质? (1)能在宿主细胞中进行独立和稳定的DNA自我复制。（2）易于从宿主细胞中分离并进行纯化。（3）在其DNA序列中具有适当的限制性DNA内切酶位点（最好是单一的识别位点）。（4）具有能够观察的表型特征。 4. 质粒载体的类型以及质粒DNA复制类型，他们之间的关系？ 细菌质粒载体：⑴生物特性：①定义：存在于细胞质中的一种独立于染色体外，自主复制的遗传成分，游离，在特定条件下，可逆整合到染色体内②类型：接合型（是必需遗传信息，还带有一套控制细菌细胞配对和转移基因。分子量大，低拷贝，严密型。）和非接合型（是必需遗传信息，丧失了自我转移能力。分子量小，高拷贝，松弛型。）。⑵其条件：具有复制起点；带有可选择的标记；含有若干限制酶单一的识别位点；分子量小；拷贝数较高。转移能力与分子量大小以及DNA复制类型有关。 质粒DNA复制类型：一个质粒就叫拷贝数。（1）底拷贝数质粒：DNA复制是属于严紧复制控制的。（2）高拷贝数质粒：DNA复制是属于松弛性复制控制的。 5. 简述质粒、柯斯质粒和入噬菌体等的特性
化工工艺学考试卷
《化工工艺学》试题一 一、填空题（本题共20分，共10小题，每题各2分） 1、在合成氨烃类蒸汽转化的过程中，从热力学角度分析有三个副反应存在析炭 的可能性，这三个副反应的化学反应方程式分别为_____________________-_、______________________和______________________，而从动力学角度分析只有___________________才可能析炭。 2、按照用途的不同可将工业煤气分为四类，分别为：__________、__________、- _________和__________。 3、煤中的水分主要分为三类，其中包括：游离水、__________和__________。 4、在合成氨CO变换工序阶段低温变换催化剂主要有__________和__________ 两种类型。 5、在合成氨原料气的净化过程中脱硫的方法主要分为：__________和_________- _两种类型。 6、氨合成塔的内件主要由__________、__________和电加热器三个部分组成。 7、尿素的合成主要分两步进行分别为：___________________________________- __________（反应方程式）和________________________________________-____（反应方程式）。 8、在以硫铁矿为原料生产硫酸过程中，硫铁矿在进入沸腾焙烧炉前需要达到的 组成指标为：S>20%、__________、__________、__________、__________和H O<8%。 2 9、在沸腾炉焙烧硫铁矿时要稳定沸腾炉的炉温需要做到的三个稳定分别为：① 稳定的空气量、②__________和③_________________。 10、电解法生产烧碱的电解反应为_____________________________________（反 应方程式）。 二、简答题（本题共50分，共5小题，每题各10分） 1、简述烃类蒸汽转化过程中析炭的危害及防止析炭应采取的措施。 2、简述铁－铬系高温变换催化剂的组成（含量）及各组分的作用。 3、简述硫酸生产两转两吸工艺的优、缺点。
《生物工艺学下》复习题
生物工艺学下复习题 1 生物下游加工过程的特点是什么？ 生物产品特点： ①产物浓度低的水溶液 (原因：a 氧传递限制；b 细胞量;c 产物抑制 ②组分复杂(a 大分子;b 小分子;c 可溶物;d 不可溶物;e 化学添加物 由于起始浓度低，杂质又多，所以提取步骤多，常导致收率低，成本高。发酵液的产品浓度与价格成反比。P3图13.1. ③产物稳定性差(a 化学降解(pH , 温度);b 微生物降解（酶作用，染菌）c剪切力（影响空间结构、使分子降解） ④由于分批操作和微生物变异，发酵液每批不尽相同，提取方法要有弹性。选择提取方法要考虑放罐时间、杂菌污染、加入添加物等， ⑤质量要求高（药品或食品） 2 生物下游加工过程的一般工艺流程和阶段是什么？ ①预处理和固液分离技术: 絮凝，离心，过滤，微过滤。 ②细胞破碎技术: 球磨，高压匀浆，化学破碎技术 ③初步纯化技术（目的在于浓缩): 盐析法，萃取，有机溶剂沉淀，化学沉淀，大孔吸附树剂，膜分离技术 ④高度纯化技术(精制）: 各类层析，亲和，疏水，聚焦，离子交换 ⑤最后纯化-成品加工喷雾干燥，气流干燥，沸腾干燥，冷冻干燥，结晶 3 凝聚和絮凝是两种方法，两个概念。 凝聚：指在投加的化学物质（铝、铁的盐类）作用下，胶体脱稳并使粒子相互聚集成１ mm 大小块状凝聚体的过程。 絮凝：指使用絮凝剂（天然的和合成的大分子量聚电解质）将胶体粒子交联成网，形成10mm大小絮凝团的过程。其中絮凝剂主要起架桥作用。 4 凝聚的机理：1）中和粒子表面电荷 2）消除双电层结构3）破坏水化膜 5 常用的凝聚剂电解质有 硫酸铝 Al2(SO4)3?18H2O（明矾）；氯化铝 AlCl3?6H2O;三氯化铁 FeCl3; 硫酸亚铁 FeSO4·7H2O ；石灰；ZnSO4；MgCO3 6 絮凝的机理——架桥作用 7 工业常用的絮凝剂分为三类： 人工合成有机高分子聚合物、天然有机高分子聚合物、无机高分子聚合物 1）目前常用的是人工合成有机高分子聚合物，如聚丙烯酰胺类衍生物、聚乙烯亚胺衍生物；聚丙烯酸类和聚苯乙烯类衍生物。 2）天然有机高分子絮凝剂天然有机高分子改性絮凝剂根据其原料来源不同可分为淀粉类、纤维素类、植物胶类和聚多糖类。其中淀粉改性絮凝剂的研究开发最引人注目。 3）无机高分子聚合物有聚合铁系和铝系两大类 8 高价无机离子的去除方法 1.Ca2+ ——草酸、草酸钠，→形成草酸钙沉淀（注意回收草酸）； 2.Mg2+——三聚磷酸钠，→形成三聚磷酸钠镁可溶性络合物； 3.Fe2+ ——黄血盐，→普鲁士兰沉淀 9 预处理的目的：促进从悬浮液中分离固形物的速度，提高固液分离的效率： ⑴改变发酵液的物理性质，包括增大悬浮液中固体粒子的尺寸，降低液体黏度。 ⑵相对纯化，去除发酵液中的部分杂质（高价无机离子和杂蛋白质），以利于后续各步操作。 ⑶尽可能使产物转入便于后处理的一相中（多数是液相）； 10 常见的固液分离方法过滤filtration离心Centrifugation 膜分离membrane separation双水相萃取 ATPS 扩张床吸附 EBA
生物技术概论》书本复习思考题参考答案
一、生物技术总论 1.现代生物技术是一项高新技术，它具有高新技术的“六高”特征是指哪“六高”？高效益；高智力；高投入；高竞争；高风险；高势能。 2.什么是生物技术，它包括那些基本的内容？它对人类社会将产生怎样的影响？ 生物技术，有时也称生物工程，是指人们以现代生命科学为基础，结合其他基础科学的科学原理，采用先进的科学技术手段，按照预先的设计改造生物体或加工生物原料，为人类生产出所需产品或达到某种目的。生物技术是人们利用微生物、动植物体对物质原料进行加工，以提供产品来为社会服务的技术。它主要包括发酵技术和现代生物技术。 其包括：基因工程、细胞工程、发酵工程和酶工程，现代生物技术发展到高通量组学芯片技术、基因与基因组人工设计与合成生物学等系统生物技术。 生物技术设计人类各个的层面，大到人类基因组的研究，小到我们平时吃到的米饭，在医药、动植物设计广泛，在电子产品中也有运用到生物技术。 3.为什么说生物技术是一门综合性的学科，它与其他学科有什么关系？ 因为生物技术设计到很多个方面，有医药、林农业、食品、环境、能源、化学品、设等等，不仅仅是局限于生物这一方面，例如研究使用到了高科技电子设备，两者必须结合才能进行研究，生物分子学也被运用到计算机的研发中去。 4.简要说明生物技术的发展史以及现代生物技术与传统生物技术的关系。 现代生物技术是通过生物化学与分子生物学的基础研究而加快发展起来的。 两者的差别：传统生物技术的研究水平是细胞或组织水平，现代生物技术的研究水平是在分子水平。 两者的关系：现代生物技术的研究是以传统生物技术为基础。现代生物技术的研究能够促进传统生物技术研究。 5. 生物技术的应用包括那些领域？ 其涉及到：农业、食品、人类健康、能源问题、环境问题、工业、金属、军事、电子 二、基因工程 1. 基因工程研究的理论依据是什么？ 不同基因具有相同的物质基础；基因是可以切割的；基因是可以转移的；多肽与基因之间存在对应关系；遗传密码是通用的；基因可以通过复制把遗传信息传递给下一代。 2. 简述基因工程研究的基本技术路线。 通过基因文库筛选、PCR扩增或人工化学合成等手段获得目的基因；构建所需基因载体；目的基因与载体在体外重组后导入受体细胞，进行增值或表达等。 3. 简述限制性内切酶和DNA连接酶的作用机制。 限制性内切酶是特异性地打断磷酸二酯键；DNA连接酶是特异性地形成磷酸二酯键。 4. 在什么情况下最好使用粒载酶或γ噬菌体载体或cosmid载体？ γ噬菌体载体适用于建立cDNA基因文库；cosmid载体适用于克隆大片段的外源DNA 片段，所以被广泛地用于构建基因文库。 5. 阐述人工染色体作为载体的特点。 天然染色体基本功能单位包括复制起始点、着丝粒和端粒。复制起始点，保证了染
生物工艺学试题及答案
一、名词解释（10分2分/个全是啤酒）啤酒比较乱 1啤酒生成过程对原料粉碎度有何要求？ 粉碎时要求麦芽的皮完整而不碎，胚乳适当细，并注意提高粗细3的均匀性。辅助原料（如大米）的粉碎越细越好，以增加浸出物的得率。对麦芽粉碎的要求，根据过滤设备的不同而不同。对于过滤槽，是以麦皮作为过滤介质，所以粉碎度要求较高，粉碎时皮壳不可太碎，以免因过碎造成麦槽层的渗透性变差，造成过滤困难，延长过滤时间，由于麦皮中含有苦味物质，色素，单宁等有害物质，粉碎过细会使啤酒色泽加深，口味变差也会影响麦汁得率。因此在麦芽粉碎时要尽可能大的使麦皮不受破坏。如果采用压滤机，则要适宜细粉碎。 *2.糖化工艺条件的改变对麦汁组分的影响？ （1）麦芽的质量及粉碎度：糖化力强溶解良好的麦芽糖化时间短形成可发酵性糖多；优质麦芽或溶解良好的麦芽，粉碎度的粗细对糖化影响小，反之麦芽质量差则影响大（2）非发芽谷物的添加：种类，支链直链淀粉比例，糊化，液化程度及添加数量对麦汁组成影响大，非发芽谷物含量超过35%将延长糖化时间降低麦汁中可发酵性糖的比例，如果麦汁质量差含淀粉酶活性低不但会延长糖化时间，麦汁组成差，还会导致发芽谷物淀粉的利用率降低（3）糖化温度的影响:影响麦汁中可发酵性糖的比例和糖化时间，还会影响浸出物的收率（4）糖化醪pH：对于啤酒的糖化一般在63~70℃范围内α-淀粉酶和β-淀粉酶的最适pH范围较宽，可在pH5.2-5.5范围内波动，影响不大（5）糖化醪浓度：糖化时原料加水比越小则糖化醪浓度越大，糖化醪粘度也增大，会影响酶对作用基质的渗透，从而降低淀粉的水解速率，降低最终产物-还原糖的积累，也会抑制酶对淀粉的作用，当糖化醪浓度超过40%会降低浸出物收率，可发酵性糖含量也会降低，糖化时间延长。 3.如何操作能使麦汁清亮透明？ （1）贮酒温度不宜过高，酵母不能太老以免造成酵母自溶使啤酒浑浊（2）控制好后发酵使CO2产生较多就可以促进酵母凝聚沉淀加速澄清（3）贮藏温度越低越能减少大分子物质的溶解促进澄清；恒定的温度和罐压可防止啤酒对流保持澄清（4）贮藏容器越小垂直度越高越有利于澄清（5）控制啤酒中的高分子氮的含量等 4.麦汁过滤速度受哪些因素影响？ 从理论上说，使用过滤槽时，麦汁过滤速度和影响因素之间的关系为： K ——和过滤速度有关的常数△P ——麦糟层的压力差fa ——麦糟层的可渗透性d ——麦糟层的厚度μ——麦汁粘度（或用文字叙述过滤速度和各因素之间的关系）提高麦汁过滤速度的措施有：降低麦汁粘度（浓度、糖化完全、保温）、控制麦糟层的厚度（投料量、糟层平整）、控制麦糟层的可渗透性（麦皮不碎、控制辅料量、糖化完全、合理耕糟）、控制合适的压力差（结构合理、滤速适宜）等。 5.麦汁煮沸的意义 一是麦汁煮沸可以在以下几方面稳定麦汁：（1）杀死破坏性微生物（2）减少凝固性氮，从而提高胶体稳定性（3）提取酒花中的有效物质，赋予啤酒独特的香味和风味。（4）麦汁过滤结束后水分偏大，煮沸可以将多余得到水分蒸发出去，使麦汁浓度达到预定目标。 二是通过麦汁煮沸可以把麦汁中的可凝固蛋白分离出来，使后期操作没有蛋白质析出，导致啤酒外观不合格。 三是通过煮沸可以把酒花的有效成分充分溶解到麦汁中，起到固定香型作用。 四是起到杀菌作用，使麦汁发酵前就处于无菌状态，让发酵过程是一个纯种发酵的过程，有利于啤酒口味的纯正。
生物制药工艺学思考题及答案
生物制药工艺学思考题及答案
抗生素发酵生产工艺 1. 青霉素发酵工艺的建立对抗生素工业有何意义？ 青霉素是发现最早，最卓越的一种B-内酰胺类抗生素，它是抗生素工业的首要产品，青霉素是各种半合成抗生素的原料。青霉素的缺点是对酸不稳定，不能口服，排泄快，对革兰氏阴性菌无效。青霉素经过扩环后，形成头孢菌素母核，成为半合成头孢菌素的原料。 2. 如何根据青霉素生产菌特性进行发酵过程控制？ 青霉素在深层培养条件下，经历7个不同的时期，每个时期有其菌体形态特性，在规定时间取样，通过显镜检查这些形态变化，用于工程控制。 第一期：分生孢子萌发，形成芽管，原生质未分化，具有小泡。 第二期：菌丝繁殖，原生质体具有嗜碱性，类脂肪小颗粒。 第三期：形成脂肪包含体，积累储蓄物，没有空洞，嗜碱性很强。 第四期：脂肪包含体形成小滴并减少，中小
括如下单元操作： ①预处理与过滤：在于浓缩青霉素，除去大部分杂质，改变发酵液的流变学特征，便于后续的分离纯化过程。 ②萃取：其原理是青霉素游离酸易溶于有机溶剂，而青霉素易溶于水。 ③脱色：萃取液中添加活性炭，除去色素，热源，过滤，除去活性炭。 ④结晶：青霉素钾盐在乙酸丁酯中溶解度很小，在乙酸丁酯萃取液中加入乙酸钾-乙醇溶液，青霉素钾盐可直接结晶析出。 氨基酸发酵工艺 1. 如何对谷氨酸发酵工艺过程进行调控？ 发酵过程流加铵盐、尿素、氨水等氮源，补充NH4+；生物素适量控制在2-5μg/L；pH控制在中性或微碱性；供氧充足；磷酸盐适量。 2. 氨基酸生产菌有什么特性，为什么？ L-谷氨酸发酵微生物的优良菌株多在棒状杆菌属、小短杆菌属、节杆菌属和短杆菌属中。具有下述共同特性：①细胞形态为短杆至棒状； ②无鞭毛，不运动；③不形成芽孢；④革兰氏阳
生物技术制药题库
名词解释 1、生物技术制药：即采用现代生物技术,借助某些微生物、植物、动物生产医药品。 2、基因工程制药：指利用重组DNA技术生产蛋白质或多肽类药物。 3、细胞工程制药：是利用动、植物细胞培养生产药物的技术。 4、酶工程制药：是将酶或活细胞固定化后用于药品生产的技术。 5、发酵工程制药：指利用微生物代谢过程生产药物的技术。 6、抗体工程制药：利用抗原和抗体的特异性结合性质生产药物的技术。 7、先导化合物：通过优化药用、减少毒性和副作用可以使其转变为一种新药的化合物。 8、生物药物的定义：是指运用微生物学、生物学、医学、生物化学等的研究成果，从生物体、生物组织、细胞、体液等，综合利用微生物学、化学、生物化学、生物技术、药学等学科的原理和方法制造的一类用于预防、治疗和诊断的制品。 9贴壁细胞：生长须有贴附的支持物表面，依靠贴附因子生长。 10、悬浮细胞：生长不依赖支持物表面，在培养液中呈悬浮状态生长。如血液淋巴细胞、生产干扰素的Namalwa(那马瓦)细胞。 11、兼性贴壁细胞：生长不严格依赖支持物。如中国地仓鼠卵巢细胞，小鼠L929细胞。12牛痘病毒：构建多价疫苗腺病毒、 逆转录病毒：用于基因治疗 杆状病毒：用于外源基因表达 13、生物碱：含氮有机化合物 14、生理活性物质：对细胞内生化代谢和生理活动起着调节作用。 15、植物抗毒素（phy toalexins）是指在植物防御系统内能对抗微生物进攻的某些次级代谢产物，有些时候连续合成，有些时候在被刺激下才会产生抗毒素，或仅在被诱导下其产量才能增加。 16、生物转化定义（biotransformation,bioconversion）：也称生物催化（biocatalysis）,是指利用生物离体培养细胞，固定化的植物（或微生物）细胞或从这些有机体中分离得到的酶等，对外源底物进行结构修饰而获得更有价值产物的一种技术。 17、抗体（antibody，Ab）：是B细胞在抗原的刺激下分化为浆细胞，产生具有与相应抗原发生特异性结合反应的免疫球蛋白。 18、免疫球蛋白（immunoglobulin，Ig）：具有抗体活性或化学结构与抗体相似的球蛋白统称为免疫球蛋白。 19、多克隆抗体：由多个克隆细胞产生的针对多种抗原决定簇的混合抗体制剂。也称第一代人工抗体 20、基因工程抗体：是利用DNA重组技术，通过对抗体分子基因结构与功能了解，有目的地在基因水平上对抗体分子进行切割、拼接或修饰，或者直接合成基因序列，再将基因导入细胞表达产生的一类抗体，也称第三代抗体 21、药用酶：指可用于预防和治疗疾病的酶。 22、酶法制药：指利用酶的催化作用而将前体物质转化为具有药用功效的物质的过程。 23、自然选育：在生产过程中，不经过人工诱变处理，根据菌种的 自发突变而进行菌种筛选的过程，叫做自然选育或 自然分离。 填空 1、生物药物原料以天然的生物材料为主，包括人体、动物、植物、微生物和各种海洋生物等。