微生物工程期末複習材料

2022-09-23 13:12:02 字數 4739 閱讀 8395

生物煉製:一種以可再生生物質資源為原料,生產能源與化工產品的新興工業模式。p222

清潔生產:將綜合預防的環境保護策略持續應用於生產過程和產品中,以期減少對人類和環境的風險。內涵清潔生產從本質上來說,就是對生產過程與產品採取整體預防的環境策略,減少或者消除它們對人類及環境的可能危害,同時充分滿足人類需要,使社會經濟效益最大化的一種生產模式。

p241

工程菌高密度培養:指在人工條件下確認和模擬工程菌的最佳生長環境,使工程菌在生物反應器中高密度生長,從而獲得大量的菌株及其代謝產物。p169~

微藻的異養培養:微藻在無光照條件下,利用外源有機物包括醣類、蛋白質水解物、有機酸等唯一碳源和能源進行生長。p206

光飽和效應:在一定光照強度範圍內,微藻的光合作用效率會隨著光照強度的增加而增加,但當光照強度達到一定數值時,光合作用效率幾乎保持在一定水平,不再增加。p198

帶放:流加操作完成後,不全部取出反應物料,而將剩餘的部分作為種子,向反應器中重新加入一定量的基質,再按流加操作方式反覆進行操作。p103

連續式操作:在培養過程中,不斷向反應器中流加培養基,同時以相同流量從反應器中取出培養液,時反應條件不隨時間變化而變化的操作方式。p104

補料分批操作:在分批培養過程中,間歇或連續地補加新鮮培養基。p103

分批操作:是指基質一次性加入反應器內,在適宜條件下將微生物菌種接入,反應完全後將全部反應物料取出的操作方式。p102

呼吸商(rq):指生物體在同一時間內,釋放二氧化碳與吸收氧氣的體積之比或摩爾數之比,即指呼吸作用所釋放的co2和吸收的o2的分子比。p98

rq=(co2產生速率)/(o2的消耗速率)

倍增時間:細胞質量每增加一倍所需的時間。

得率係數:指被消耗的物質和所合成的產物之間的量的關係,可用於對細胞反應過程中碳源等物質生成細胞或其它產物的潛力進行定量評價。p98

monod方程:用來描述當化合物作為唯一碳源時,化合物的降解速率的方程。當培養基中不存在抑制細胞生長的物質時,細胞的生長速率與基質濃度關係(monod方程式) 如下p109

臨界氧:水生動物處於窒息與生存之間的溶解氧濃度。

klα:以濃度差為推動力的體積溶氧係數,h-1。p128

比生長速率:比生長速率μ :每小時單位質量的菌體所增加的菌體量稱為菌體比生長速率。p101

代謝工程:是生物工程的乙個新的分支。,以上述「分析——綜合」反覆交替操作、螺旋式逼近目標的方式,在較廣範圍內改善細胞效能,以滿足人類對生物的特定需求的生物工程。p68~69

能荷:能荷是細胞中高能磷酸鍵狀態的一種數量上的衡量,能荷大小可以說明生物體中atp-adp-amp系統的能量狀態。p60

二次生長現象:將兩種代謝底物投與微生物進行培養時,如果有一種底物的代謝所需酶系統必須經過誘導才能形成,則該種微生物的生長過程分為兩個階段,這種現象稱二次生長現象。

次級代謝物:微生物在一定的生長時期,以初級代謝產物為前體,合成一些對微生物的生命活動沒有明確動能的物質。p61

初級代謝物:初級代謝產物是指微生物通過代謝活動所產生的、自身生長和繁殖所必需的物質,如氨基酸、核苷酸、多醣、脂類、維生素等。

種子培養基:(p85) 是為下一步發酵提供數量較多、強壯而整齊的種子細胞而設計的適合微生物菌體生長的培養基。

發酵培養基:(p86)是用於生產預定發酵產物的培養基。一般的發酵產物以碳為主要元素,所以,發酵培養基中的碳源含量往往高於種子培養基。

前體:(p304) 是在抗生素合成中,菌體直接利用它來構成抗生素分子中的一部分而其本身結構沒有顯著變化。

de值:是還原糖(以葡萄糖計)佔糖漿幹物質的百分比。國家標準中,de值越高,葡萄糖漿的級別越高

葡萄糖效應:又稱葡萄糖阻遏或分解代謝產生阻遏作用。葡萄糖或某些容易利用的碳源,其分解代謝產物阻遏某些誘導酶體系編碼的基因轉錄的現象。

1、雜菌汙染的常用檢測方法及發酵染菌後採用的對策

檢測方法:p153-154

(1)、顯微鏡檢查法

(2)、肉湯培養法

(3)、斜面培養法

(4)、雙碟培養法

(5)、雙層平板培養法

(6)、發酵過程的異常現象觀察法。

無菌試驗時,如果肉湯連續三次發生變色反應(由紅色變為黃色)或產生混濁,或平板培養連續三次發現有異常菌落的出現,即可判斷為染菌。

對策:不同時期染菌的挽救和處理方法:

1)種子培養期染菌:處理:應經滅菌後棄之,並對種子罐、管道等進行仔細檢查和徹底滅菌。

2)發酵前期染菌:處理:營養成分消耗不多,應迅速重新滅菌;另處,補充必要的營養成分,重新接種進行發酵。

3)發酵中、後期染菌:處理:可以加入適當的殺菌劑或抗生素以及正常的發酵液,以抑制雜菌的生長速度;產品的含量若達一定值,只要明確是染菌也可放罐。

4)發酵後對裝置的處理:處理:空罐加熱滅菌後至120℃以上、30min後,才能使用。也可用甲醛燻蒸或甲醛溶液浸泡12h以上等方法進行處理。

2、影響發酵種子的質量的因素及保證質量的有效措施;工業微生物菌種保藏的一般方法

影響因素p39:

***壞取決於菌種本身的遺傳特性和培養條件(培養基、溫度、濕度、通氣量、種齡、接種量。)

保證質量的有效措施p40:

1)菌種穩定性檢查; 2)菌種無雜菌檢查; 3)創造良好的培養條件

工業微生物菌種保藏的一般方法養條件p42-45:

1)斜面冰箱保藏法;2)沙土管保藏法;3)菌絲速凍法;4)石蠟油封存法;5)真空冷凍乾燥保藏法;6)液氮超低溫保藏法。

3、微藻開放式培養和封閉式培養體系的特點比較p203

4、gaden 產物生成速率和細胞生長速率的三種型別

p111

5、補料工藝在微生物發酵中的意義p103,結合具體發酵例項闡述補料過程及其工藝控制方式

意義:與分批式操作相比:1)底物與副產物的濃度可得到控制,微生物的反應環境可處於穩定的最優條件;2)可對反應過程靈活調控,獲得較高的細胞濃度,產物濃度和生成速率;

與連續式操作相比:降低連續過程的菌種變異和雜菌汙染的可能性;2)最終產物的濃度較高有利於產物的分離:3)使用範圍廣

6、溶氧對發酵的影響因素

溶解氧對發酵的影響分為兩方面:一是溶氧濃度影響與呼吸鏈有關的能量代謝,從而影響微生物生長;另一是氧直接參與產物合成

7、發酵過程影響ph變化的因素p125

引起下降的因素:

1)培養基中碳氮比例不合適,碳源過多,特別是葡萄糖過,量或者中間補糖過量,加之溶解氧不足,致使有機酸大量積累使ph下降

2)消泡劑加量過多

3)生理酸性物質的存在氨被利用

引起上公升的原因:

1)培養基中碳氮比例不當,氮源過多氨基氮釋放

2)生理鹼性物質存在

3)中間補料過程中氨水或尿素等鹼性物質的加量過多。

8、影響發酵溫度的因素p122

影響發酵溫度的因素——發酵熱

(1)生物熱(q生物):產生菌在生長繁殖過程中本身會產生大量的熱。

(2)攪拌熱(q攪拌):攪拌帶動發酵液作機械運動,造成液體之間、液體和裝置之間的摩擦,產生數量可觀的熱。

(3)蒸發熱(q蒸發):空氣進入發酵罐後,就和發酵液廣泛接觸進行熱交換,同時必然會引起水分的蒸發,蒸發所需的熱量即為蒸發熱。

(4)顯熱(q顯):排出氣體所帶的熱。

(5)輻射熱(q輻射):因罐內外的溫度不同,發酵液中有部分熱通過罐體向外輻射。

9、泡沫的控制型別;泡沫對發酵的影響p140-141

泡沬的消除和控制分為:機械消泡和化學消泡。

影響:1)逃液造成損失,導致產物減少;2)增加染菌的機率;3)由於菌體粘附罐壁,造成菌體量減少及非均一性;4)妨礙菌體呼吸,造成代謝異常,菌體自溶;5)降低了發酵罐的裝罐係數。

10.清潔生產的內容和特徵

答:內容:清潔生產的主要內容可以歸納為「三清一控制」,即:清潔的資源和能源、清潔的生產過程、清潔的產品以及清潔生產中的全程控制。

特徵:1)預防性清潔的生產是對產品生產過程及產品生命週期生產的汙染進行綜合預防,通過汙染產物產生源的削減和**利用,使廢物減少至最少,從而有效的防止汙染的產生。

2)系統性清潔生產是一項系統的工程。清潔生產不僅要求考慮產品及其生產過程對環境的影響,而且要求考慮產品及其生產過程對環境的影響。而且要求考慮服務隊環境的影響。

3)效益性傳統的末端治理方式投入太多、治理難度大、執行成本高,經濟效益與環境效益不能有機的結合。清潔生產最大限度地利用資源和能源,強調節約、潔淨利用,對汙染物實行有效的源頭削減,將汙染物消除在生產過程中。

4)廣域性清潔生產決不是某個企業、某個地區甚至某個國家的事情,而是全人類的共同事業,因此,需要全人類的共同參與。清潔生產著眼於全球環境的徹底保護,為人類建設乙個清潔、和諧的地球。只有人類與自然和諧相處,人類才能得以持久發展。

11.生物煉製與石油煉製的區別及其分類

答:區別:石油煉製以不可再生的化石資源為原料,以化學催化劑為手段,實現物質的徹底、多元化轉化。

生物煉製以生物質為原料,通過熱化學、化學或生物方法等降解成為一些中間平台化合物,生物質原料通過一系列轉化形成單體物質如生物基合成氣、醣類,然後經過生物或化學加工成為平台化合物。生物煉製和石油煉製相比,具有以下特點:①原料可再生,不受石油資源枯竭的影響;②環境友好,沒有淨co2增加,燃燒後產生的co2可被植物光合作用所利用,生物煉製過程即傳統的碳氫化合物經濟模式向碳水化合物經濟模式轉移。

與石油煉製相比,生物煉製的劣勢在於其需要使用相對較多的加工技術。在各種可再生原料成分的分離和轉化方面表現得尤為明顯。

分類:按產品的用途劃分,生物煉製的產品主要包括三個類群:生物質化學品、生物質材料和生物質能源等。

12.三種方法製備澱粉醣的特點比較

答: 1. 酶解法:

以澱粉酶和糖化酶為催化劑將澱粉水解為葡萄糖的方法.優點:反應條件溫和;專一性強,副反應少;澱粉乳濃度可以高些;產物質量高,雜質少.缺點:反應時間長;裝置複雜;影響過濾。

微生物工程總結

緒論1.微生物工程的概念 微生物工程是現代生物技術的重要組成部分,是研究如何利用微生物生長代謝活動產生的各種生理活性物質來生產商業產品的一門交叉性學科。2.微生物工程的發展簡史 2.1 傳統的微生物發酵技術 天然發酵 西元前4000 3000年,古埃及人熟悉了酒醋的釀造方法。約西元前2000年,古希...

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微生物複習題

2 簡述細菌的基本結構和特殊結構種類和功能?3 簡述g 和g 的細胞壁組成差別?4 簡述l型細菌的形成原因 培養特性和致病性?5 簡述細菌生長曲線各時期的基本特點?6 簡述病毒的基本結構和化學組成?7 簡述病毒的增殖過程?8 簡述決定感染發生發展的關鍵因素?9 簡述外毒素和內毒素的主要區別?10 簡...