生物工艺学 重点内容
生物工艺学（生物技术）的概念与特点
是应用自然科学及工程学原理依靠生物催化剂的作用将物料进行加工以提供产品或社会服务的技术。
特点：①生物技术是一门多学科、综合性的科学技术；
②反应中需有生物催化剂的参与；
③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。
（现代）发酵工程的概念与基本步骤
主要指利用微生物、包括利用DNA重组技术改造的微生物在全自动发酵罐或生物反应器中生产某种商品的技术。
包括以下基本步骤：
（1）菌种选育；（通过细胞诱变或基因工程技术改造等）
（2）细胞大规模培养即发酵过程；
（3）生产活性的诱导；（在发酵特定阶段，用化学或物理法）
（4）菌体及产物的收获（利用浓缩、吸附、过滤、离心、萃取、干燥、重结晶等手段）
发酵工程概念、内容和过程要求
?概念：指采用现代工程技术手段，利用微生物的某些特定功能，为人类生产有用
的产品，或直接把微生物应用于工业生产过程的一种新技术。
?内容：菌种的选育、培养基的配制、灭菌、扩大培养和接种、发酵过程和产品的
分离提纯等。
?要求：
a.要随时取样检测培养液中的细菌数目、产物浓度等，以了解发酵进程；
b.及时添加必需的培养基组分，以满足菌种的营养需要；
c.要严格控制温度、pH、溶氧、通气量与转速等发酵条件。
微生物发酵工业特征
?反应条件温和
通常由于微生物的生理特性，要求温度为30℃-40℃
pH值中性偏酸性——酵母、霉菌、放线菌等
pH值中性偏碱性——细菌的发酵
?无菌发酵
整个反应过程要求无菌：培养基无菌、空气无菌、补料和取样要求无菌操作、某些工程菌，其尾气也要求进行无菌处理。
?非连续性生产
微生物的生理特性决定了发酵过程的非连续性
大部分的工业发酵是以间歇操作为基础进行的，目前可以实现连续化生产的是：啤酒的连续化生产……
获得发酵产品的条件
?适宜的微生物
?保证或控制微生物进行代谢的各种条件
?进行微生物发酵的设备
?精制成产品的方法和设备
发酵工程的发展历史；青霉素发酵的主要的技术进展与意义
?发展历史
发酵---古老的艺术
初期---微生物发现
近代---深层发酵技术
现代---DNA重组及细胞融合技术
?技术进展
通气搅拌解决了液体深层培养时的供氧问题。
抗杂菌污染的纯种培养技术：无菌空气、培养基灭菌、无污染接种、大型发酵罐的密封与抗污染设计制造。
?意义：
抗生素工业的发展
建立了一套完整的好氧发酵技术，大型搅拌发酵罐培养方法
推动了整个发酵工业的深入发展
为现代发酵工程奠定了基础
代谢控制发酵理论的要点
?定义：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
?要点：大多数的工业产品并不是微生物代谢的末端产物，而是微生物代谢的中间性
物质，要合成、积累这些物质，必须解除他们的代谢调控机制。通过遗传学或其它生物化学的方法，人为地在脱氧核糖核酸（DNA）的分子水平上，(无定向诱变)改变和控制微生物的代谢，使有用的代谢产物大量生成、积累的发酵技术。
基因工程菌发酵的技术特点和意义
?技术特点:可定向改造生物基因，按人们的意志生产产品。
?意义:将引起发酵工程的技术革命。
工业发酵的步骤
(1) 配制用作培养菌种及扩大生产的发酵罐的培养基
(2) 培养基、发酵罐以及辅助设备的消毒灭菌
(3) 将已培养好的有活性的纯菌株以一定量转接到发酵罐中
(4) 将接种到发酵罐中的菌株控制在最适条件下生长并形成代谢产物
(5) 将产物抽提并进行精制，以得到合格的产品
(6) 回收或处理发酵过程中产生的废物和废水
微生物发酵的本质
可以理解为物质形式的转化过程，就是利用微生物生长所需的营养物转化成特定的产物
培养基的配制原则
（一）培养基组分应适合微生物的营养特点（目的明确）
（二）营养物的浓度与比例应恰当（营养协调）
（三）物理化学条件适宜（条件适宜）
（四）根据培养目的选择原料及其来源（经济节约）
不同微生物对水分活度的要求
细菌：一般0.90~0.98；嗜盐菌0.75
酵母菌：一般0.87~0.91；高渗酵母0.61~0.65；鲁氏酵母0.60
霉菌：一般0.80~0.87；耐旱菌0.65~0.75；双孢旱霉0.60
如何理解“根据培养基的应用目的选择原料及其来源”
该培养基的应用目的，即：
是培养菌体还是积累代谢产物？
是实验室种子培养还是大规模发酵？
代谢产物是初级代谢产物还是次级代谢产物？
☆用于培养菌体种子的培养基营养应丰富，氮源含量宜高（碳氮比低）；
☆用于大量生产代谢产物的培养基其氮源一般应比种子培养基稍低，（但若发酵产物是含氮化合物时，有时还应提高培养基的氮源含量）；若代谢产物是次级代谢产物时要考虑是否加入特殊元素或特定代谢产物的前体物；
☆当所设计的是大规模发酵用的培养基时，应重视培养基中各成份的来源和价格，应选择来源广泛、价格低廉的原料，提倡以粗代精，以废代好。
实消（批式灭菌）的工艺操作要点
?定期检查设备、管道有无渗漏，主要是：冷却管道，夹套。
?灭菌之前，先把发酵罐的分空气过滤器灭菌并且用空气吹干。
?开始灭菌时，放出夹套和蛇管中的冷水，开启排气管阀，通过空气管向罐内的培养
基通入蒸汽进行加热，同时，也可在夹套内通蒸汽进行间接加热。升温时，打开所有排气阀门，排掉空气
?当培养基温度升到70℃左右时，从取样管和放料管向罐内通入蒸汽，培养基温度达
120℃，罐压达1×105Pa(表压)时，安装在发酵罐封头上的接种、补料、消沫剂、
酸、碱管道应排汽，并调节好各进汽和排汽阀门，使罐压和温度保持在这一水平进行保温30~45min。
?在保温阶段，凡进口在培养基液面下的各管道以及冲视镜管都应通入蒸汽，在液面
上的其余各管道则应排放蒸汽，目的是对管道进行灭菌。这样才能保证灭菌彻底，不留死角。
?保温结束后，依次关闭各排气、进汽阀门，待罐内压力略高于大气压力时，向罐内
通入无菌空气，在引入无菌空气前，罐内压力必须低于过滤器压力；否则，培养基将倒流入过滤器内。在夹套和蛇管中通入冷水，使培养基温度降到所需温度。
?引入无菌空气？保证罐内压力后方可冷却，目的是防止培养基的冷却使罐内形成负
压，易染菌，甚至设备损坏。
微生物所需要的五大营养要素
包括碳源、氮源、无机元素、生长因子及水
发酵培养基的选择、设计和注意事项
?(1)必须提供合成微生物细胞、代谢活动和发酵产物的基本营养成分。（如何理解？）
?对菌体生长与产物相偶联的发酵类型，充分满足细胞生长繁殖的培养基就能
获得最大的产物。
?生产氨基酸等含氮化合物时，除充足的碳源物质外，还应该添加足够的铵盐
或尿素等氮素化合物。
?主成分与其他成分的配比。
?合适的pH：微生物的生长繁殖或产物合成需要特定的pH环境。
?合适的浓度：从发酵动力学有关生长、产物合成和基质利用物料平衡的关系
中推算所需原料或主要原料的需要量。
?柠檬酸发酵中铁、锰和锌离子都能明显影响产量，
?钙离子对细菌淀粉酶的生产有促进作用，
?钴离子对葡萄糖异构酶的发酵是必需的。
?(2)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。
?(3)有利于提高产物的浓度，以提高单位容积发酵罐的生产能力。
?(4)有利于提高产物的合成速度，缩短发酵周期。
大量地接入培养成熟的菌种的优点
? 1.可以缩短生长过程的延缓期，因而缩短了发酵周期，提高了设备利用率，
? 2. 节约了发酵培养的动力消耗，
? 3.并有利于减少染菌机会，
淀粉质原料的处理过程
预处理，水热处理，蒸煮，糖化处理
代谢所需的底物只能是Glucose等单糖或双糖的微生物
?酵母：G、F、蔗糖、半乳糖、以及部分麦芽糖等
?大部分的细菌：GA产生菌、Lys产生菌、苏云金芽孢杆菌等
淀粉水解程度的检测方法
?1，测定还原糖，
?2，酒精法，碘液法。
糖蜜原料的处理过程
包括稀释、酸化、灭菌、澄清和添加营养盐等过程
基本概念：培养基(medium)、碳氮比（C/N）、生长因子、前体物质、糖化力单位、DE值、Bx(糖度)
?培养基：应科研或生产的需要，由人工配制的、适合于不同微生物生长繁殖或积累
代谢产物的营养基质（混合养料）。
?C/N比值=碳源中的碳原子的mol数/氮源中所含的氮原子的mol数
?生长因子：凡是微生物生长不可缺少的微量有机物质
?前体物质：指某些化合物加入到发酵培养基中，能被微生物在生物合成过程中结合
到产物分子中去，其自身结构并无多大变化，但产量却因前体的加入有较大提高。
?糖化力单位：1g曲在2%的可溶性淀粉溶液中，60℃、1h糖化可溶淀粉转化成葡萄
糖的毫克数。
?DE值：是表示淀粉或转化淀粉按葡萄糖计算时的总还原值，以对总干物质的百分率
表示。
?Bx（糖度）：是表示糖液中固形物浓度的单位，工业上指100克糖溶液中，所含固
体物质的溶解克数。
微生物工业对菌种的要求
?能在廉价原料制备的培养基上迅速生长和生成所需的代谢产物产量高。
?培养条件易于控制
?生长迅速，发酵周期短
?满足代谢控制的要求
?抗噬菌体能力强
?菌种不易变异退化
?安全性（不是病源菌，不产毒素）
种子扩大培养的定义与目的
种子制备的过程
种子的准则
种子罐的接种方法
?微孔接种法、火焰保护法、差压法
种子罐级数（制备种子需逐级扩大培养的次数）的决定因素
?菌种生长特性、孢子发芽及菌体繁殖速度；
?所采用发酵罐的容积
?工艺条件
根据“菌种生长特性、孢子发芽及菌体繁殖速度”，不同微生物的种子罐级数如何？
?细菌：二级发酵。
?霉菌：三级发酵
?放线菌：四级发酵
?酵母：一级种子
影响种子质量的因素
一级种子罐染菌原因
菌种保藏的目的与方法
菌种退化的原因与防治
微生物菌种的来源
?根据资料直接向有关科研单位、高等院校、工厂或菌种保藏部门索取或购买；
?从大自然中分离筛选新的微生物菌种
工业菌种育种的方法
?自然选育、诱变选育、杂交育种、原生质体融合技术育种、基因工程育种
诱变育种步骤？说明其中“中间培养”的重要性
?出发菌株的选择
?处理菌悬液的制备
?诱变处理
?中间培养
?分离和筛选
?由于表现延迟(生理延迟)，需3代以上的繁殖才能将突变性状表现出来。
筛选营养缺陷型的步骤？检出营养缺陷型的原理与方法
?诱变
?淘汰野生型
?检出缺陷型
?确定生长谱
?原理：在固体基本培养基和完全培养基上，生长情况完全不同，缺陷型在CM上生
长良好，而在MM上则不生长，野生型都能生长。
?具体方法：影印法、点种法、夹层法
柠檬酸产生菌的育种
?柠檬酸发酵和其他代谢控制发酵一样，都是在环境水平上的代谢控制发酵，亦即，
选育有代谢技能的突变株，在有控制的培养基上，在有选择的条件下，才能大量合成产物。
? 1.透明圈大的菌株
平板：10%甘薯 + 2 %的琼脂 + 0.5% CaCO3
诱变后，涂布，透明圈大的则好，为何？淀粉的水解能力。
? 2.现色圈大小
平板：麦汁培养基 + pH值指示剂
诱变后，33℃培养3天，透明圈大的则好。为何？产酸量大。
? 3.不分解柠檬酸的菌株
?不利用柠檬酸为碳源进行生长的菌株，说明其TCA循环中柠檬酸后述的酶的活性较
低，或者丧失，这有利于柠檬酸的积累。
?方法：以柠檬酸为唯一的碳源的培养基上，选择生长不好的突变株。
? 4.选育不长孢子、少长孢子、迟长孢子的菌株
?在培养基中如果菌株能够大量合成积累柠檬酸，自然会使TCA循环中的中间产物浓
度降低，这样不利于孢子的形成。（中间产物少，C架少，不利于合成代谢……）如何筛选优良酵母提高啤酒的发酵度
?单细胞分离：
? 1 第一级筛选——细胞形态观察及大小测定
? 2 第二级筛选——低温发酵能力的测定
? 3 第三级筛选——凝聚力的测定
? 4 第四级筛选——EBC发酵情况测定
? 5 第五级筛选——死灭温度的测定
染菌对产物提取和产品质量的影响
染菌后的挽救措施
防止噬菌体污染的常用方法
?1、选育抗噬菌体菌系
?2、保护环境
?3、加噬菌体抑制剂
污染噬菌体后的挽救措施
?1、接入成年菌种
?2、改变菌种
?3、70～80℃灭活噬菌体，加倍接种
初级代谢产物与次级代谢产物的概念、主要特征与区别
?（1）初级代谢产物
?定义：微生物通过代谢活动所产生的、自身生长和繁殖所必需的物质。
?特征：不同的微生物初级代谢产物基本相同；初级代谢产物合成过程是连续不断的。
?（2）次级代谢产物
?定义：微生物生长到一定阶段才产生的化学结构十分复杂、对该微生物无明显生理
功能，或并非是微生物生长和繁殖所必需的物质。
?特征：不同的微生物次级代谢产物不同；抗生素是一类具有特异性抑菌和杀菌作用
的有机化合物。
?（3）初级代谢产物与次级代谢产物的主要区别：
?①对于微生物生长的作用不同
?②产物结构不同
?③产物形成的时间不同
微生物是如何实现细胞内的代谢调节的
?微生物细胞内的代谢调节主要通过酶合成量、酶活性及细胞膜透性的控制实现。
微生物代谢中酶合成量调节与酶活性调节的异同点
为什么要选用高丝氨酸营养缺陷型作为赖氨酸生产菌株？写出黄色短杆菌中Lys代谢途径，说明利用黄色短杆菌发酵生产Lys的菌种特性和控制要点
?（1）天冬氨酸激酶（AK），在黄色短杆菌中是一个变构酶，并有两个活性中心，
分别受Lys、Thr的协同反馈抑制，
协同反馈抑制，就是该酶有多个活性中心，抑制物可以分别和某一个特定的活性中心结合，但是并不影响该酶的活性，只有当该酶的所有的活性中心都被抑制物结合后，其活性才受到抑制。
?（2）黄色短杆菌中，存在两个分支点的优先合成机制，即优先合成Hos（高丝氨酸），
然后再优先合成Met，当Met过量时，阻遏：催化Hos:琥珀酰高丝氨酸所需要的酶的合成（即，琥珀酰高丝氨酸合成酶），使代谢流向合成Thr的方向进行，当Thr
过量时，反馈抑制：Asp-β-半醛:Hos所需要的酶的的活性（即高丝氨酸脱氢酶），使代谢流向Lys的合成上。
?（1）解除了Hos的优先合成机制，阻断了代谢向Met、Thr的方向进行，节省了原
料，可以使Asp-β-半醛这个中间代谢产物全部转入Lys的生物合成上。
?（2）在培养基中限量的供给Met 、Thr（或者Hos），对于AK酶活性的调节有着
重要意义。因为AK酶是一个协同反馈抑制的变构酶，限制了其中某一个抑制物
（Thr），则Lys的浓度再高，也不会影响到AK酶的活性，那么，代谢一直向着赖氨酸合成的方向进行，使得产物的合成畅通无阻。
E.coli培养在Gluose + 乳糖的Medium 中出现二次生长即发酵逆转的原因
? E.coli在利用Glucose时，分解利用乳糖的酶:β-半乳糖苷酶的合成受阻，只有当
Glucose被利用完以后，上述这种对β-半乳糖苷酶合成的阻遏作用随之消失，于是出现了菌体利用乳糖进行生长的第二个对数生长期。
给生产带来的危害：在正常的发酵过程中，微生物群体从完成了生长型到产物积累型的转变后，大量的产物开始生成，底物源源不断地转化成产物，但是当培养基中
存在易引起分解代谢阻遏的物质时，菌体可能出现二次生长，微生物群体又回到了
生长状态，即发生了发酵逆转，这显然是不利于提高产量的。
组成型酶变异株的筛选方法
（1）恒化器法；（2）循环培养法；（3）诱导抑制物法；
生产中克服分解代谢阻遏的措施
（1）抗性突变株的选育：
从遗传学看，如果调节基因发生突变，使阻遏蛋白失活；操作基因发生突变，不能与阻遏蛋白结合，那么这种分解代谢阻遏就不存在，有利于代谢产物的过量生产。
（2）生产中避免使用有阻遏作用的C源、N源
目前已知的不易引起分解代谢阻遏的C源：乳糖、有机酸；
目前已知的不易引起分解代谢阻遏的N源：黄豆粉，
黄豆粉之所以不易引起分解代谢阻遏，是因为黄豆粉是一个颗粒状的原料，其中的蛋白质存在于颗粒中，起到缓释的作用。
（3）流加C源、N源
缓慢的流加C源、N源，使发酵培养基中的C源、N源一直保持在一个均匀的、较低的水平，则有利于消除分解代谢阻遏的出现，可以明显的提高产量。
防止突变株的回复突变的方法
（1）选择具有双重标记的突变株。
例如，在Lys的发酵中选育具有 Hos- 和Met- 的双重标记菌株，可以提高其稳定性。（2）对于抗性突变株。
可以在培养基中加入适量的结构类似物，以防止已经发生回复突变株的抗性突变株的增殖。改变细胞膜透通性的方法
（1）改变膜的组成与结构，使之成为不完整的细胞膜。
（2）破坏细胞壁的合成，使之不能合成完整的细胞壁，由此，细胞膜由于缺乏细胞壁的机械保护作用可以改变其渗透性。
（3）透通性酶活性的调节与控制：细胞膜对于要输送的物质具有高度的选择性，这种高度选择性与透通性酶的活性、结构有着直接的关系，而透性酶与其他酶相同，也有着自己的调节与控制机制。研究这种机制，有利于提高微生物的代谢产物的过量生产。
前体（前驱物质）在提高次级代谢产物中的作用，举例说明
在合成途径已基本清楚的条件下，向发酵培养基中补加前体，可以有效的提高次级代谢产物的产量。
举例：在青霉素G的发酵法生产中，补加前体物质，苯乙酸or其衍生物，可以明显的增加青霉素的产量。因为，在青霉素的发酵生产过程中，苯乙酰-CoA是青霉素G生物合成的限速性因子，受到许多代谢控制，添加苯乙酸or其衍生物后，可以提高苯乙酰-CoA的浓度，解除了苯乙酰-CoA对于青霉素G合成的限速，从而提高青霉素的产量。
放罐时间对下游工序的影响
（1）放罐时间过早，会残留过多的养分，如糖、脂肪、可溶性蛋白等，对提取不利，这些物质能增加乳化作用或干扰树脂的交换；
（2）放罐时间太晚，菌丝自溶，不仅会延长过滤时间还会使一些不稳定的抗生素单位下跌，扰乱提取工段的作业计划。
判断放罐的指标有哪些？
产物浓度、过滤速度、氨基氮、菌丝形态、pH值、培养液的外观、粘度等。
柠檬酸的发酵中侧系呼吸链的作用
在柠檬酸的发酵微生物体内确实存在侧系呼吸链，该侧系呼吸链中的酶系强烈需氧，如在柠檬酸的发酵中，发酵液的溶氧浓度在很低水平维持一段时间，或中断供氧一段时间（20分钟），则这一侧系呼吸链不可逆的失活，其结果是菌体不再产酸，而是产生了大量的菌体。标准呼吸链的存在使得菌体在代谢过程中产生了大量的ATP，用于菌体自身的生长上，这种现象，在生产上通常称之为：只长菌不产酸，大量的葡萄糖被消耗了，却没有生产出柠檬酸，是一种失败，（大型柠檬酸生产企业需要自己备用的发电系统）。
基因工程菌的发酵过程
目的基因获得——载体连接——引入宿主——工程菌——发酵——表达——提取
工程菌的不稳定性
（1）质粒不稳定：①质粒的丢失；②重组质粒发生DNA片段脱落；
（2）产物表达不稳定（产物发酵水平波动较大）。
发酵温度对工程菌发酵的影响
基因工程菌生长的最适温度往往与发酵温度不一致，一般，控制温度以达到前期高效繁殖，后期高效表达的目的。温度同时还影响目的产物（蛋白质）的表达形式和稳定性。
外源蛋白质表达时，在较高温度下表达包涵体的菌种，常常在较低温度下有利于表达可溶性蛋白质。
对于温度诱导的大肠杆菌表达系统，在生长期维持为37℃，在产物生产期要提高温度，一般为42℃，启动外源基因转录、翻译等过程，实现产物的最大限度表达。
对于热敏感的蛋白质，生产期可采用先高温诱导，然后降低温度，进行变温表达，避免蛋白质不稳定性降解。
（1）对于大多数的基因工程菌，在一定温度范围内，随着温度升高，质粒稳定性下降。（2）对于大肠杆菌往往在30℃左右质粒稳定性最好。
（3）对于采用温敏启动子控制的质粒，大肠杆菌由30℃升高到42℃诱导外源基因表达目标产物时，经常伴随质粒的丢失。为此，可以建立基于温度变化的分步连续培养。在第一个反应器中，30℃下进行生长培养，增加质粒稳定性，然后流入第二个反应器中，在42℃下进行诱导产物表达。
可见温度的控制相当重要，必须选择适当的诱导时期和适宜的诱导温度。
基本概念：种子扩大培养、诱变育种、营养缺陷型、基因重组育种、杂交育种、初级代谢产物、次级代谢产物、葡萄糖效应、临界菌体浓度
（1）种子扩大培养：是指将保存在砂土管、冷冻干燥管中处于休眠状态的生产菌种接入试管斜面活化后，在经过扁瓶或摇瓶及种子罐逐级放大培养而获得一定数量和质量的纯种过程。
（2）诱变育种：在人为地条件下，利用物理，化学等因素，以诱发基因突变为目的的育种，是迄今为止国内外提高菌种产量、性能的主要手段。
（3）营养缺陷型：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养成分才能正常生长的变异株。
（4）基因重组育种：是运用体外DNA各种操作或修改手法获得目的基因，再借助于病毒、细菌质粒或其他载体，将目的基因转移至新的宿主细胞并使其在新的宿主细胞系统内进行复制和表达；或通过细胞间的相互作用，使一个细胞的优秀性状经其间遗传物质的交换而转移给另—个细胞的方法。
（5）杂交育种：一般是指两个基因型不同的菌株通过吻合（接合），使遗传物质重新组合，从中分离和筛选具有新性状的菌株。
（6）初级代谢产物：微生物通过代谢活动所产生的、自身生长和繁殖所必需的物质。
（7）次级代谢产物：微生物生长到一定阶段才产生的化学结构十分复杂、对该微生物无明显生理功能，或并非是微生物生长和繁殖所必需的物质。
（8）葡萄糖效应：又称为分解代谢产物阻遏，当细胞在易于被利用的碳源上生长时，有些参与分解代谢的诱导酶的合成往往受到阻遏，这就是葡萄糖效应。
（9）临界菌体浓度：摄氧速率与氧传递速率平衡时的菌体浓度。
氨基酸的制备方法有哪些？
发酵法：发酵法又可分为直接发酵法与添加前体的发酵法。添加前体法是以氨基酸的中间产物为原料，用微生物法转化为相应的氨基酸。
提取法：将蛋白质原料用酸水解，然后从水解液中提取氨基酸。目前，胱氨酸、半胱氨酸和酪氨酸仍用提取法生产。
酶法：利用微生物细胞或微生物产生的酶来制造氨基酸。
1. α-酮戊二酸氧化能力微弱: α-酮戊二酸脱氢酶丧失或活性低.
2. 谷氨酸脱氢酶活性强.
3. 还原性辅酶Ⅱ(NADPH+H+)进入呼吸链能力缺陷或微弱.
4. 异柠檬酸裂解酶活力微弱.
5. 不利用谷氨酸.
6. 耐高糖耐高谷氨酸.
7. CO2固定能力强.
8.解除谷氨酸反馈抑制.
9.具有向胞外分泌谷氨酸的能力.
谷氨酸生产菌细胞膜的通透性实验是如何进行的？
?用能积累谷氨酸菌株做如下实验:
1.生物素充足时,细胞内含大量谷氨酸,但培养液里几乎不含谷氨酸
2.用溶菌酶消化细胞壁得到的原生质体仍不分泌谷氨酸
3.当把原生质体放入低渗溶液里,将其涨破,谷氨酸才排出
4.生物素亚适量时,培养液里含大量谷氨酸,细胞里含量少
?结论:谷氨酸的分泌是由细胞膜控制
6条GA 的生物合成途径或反应
葡萄糖的酵解，EMP
葡糖糖的有氧氧化，HMP
丙酮酸的有氧氧化，TCA循环
乙醛酸循环途径，DCA循环
CO2固定反应
α-酮戊二酸的还原氨基化
谷氨酸产生菌之所以能够合成、积累并分泌大量的GA，其菌种内在的原因有哪些？
GA产生菌必须具备以下条件：
（1）生物素缺陷型
谷氨酸产生菌大多数为生物素缺陷型,谷氨酸发酵时,通过控制生物素亚适量(贫乏量) ,引起菌种代谢失调, 使谷氨酸得到大量积累。
（2）具有CO2 固定反应的酶系
菌种能利用CO2 产生大量草酰乙酸, 有利于谷氨酸的大量积累。
（3）α-酮戊二酸脱氢酶酶活性微弱或丧失
体内α-KGA脱氢酶活性很低时，TCA循环才能够停止，α-KGA才得以积累，为谷氨酸的生成奠定物质基础。
（4）谷氨酸产生菌体内的NADPH氧化能力欠缺或丧失，NADPH是α-酮戊二酸还原氨基化生成谷氨酸必须物质，而且该还原氨基化所需要的NADPH是与柠檬酸氧化脱羧相偶联的。（5）产生菌体内乙醛酸循环（DCA）的关键酶——异柠檬酸裂解酶，DCA 循环的封闭是实现谷氨酸发酵的首要条件。糖的代谢才能沿着α-酮戊二酸的方向进行, 从而有利于谷氨酸的积累。
（6）菌体有强烈的L-谷氨酸脱氢酶活性
L-谷氨酸脱氢酶，实质上GA产生菌体内该酶的酶活性都很强，α-酮戊二酸易生成谷氨酸。谷氨酸产生菌之所以能够在10%以上的葡萄糖培养基上，生产大量的GA,除了上述谷氨酸产生菌的内在本质外，其需要的外在条件有什么？
（1）供氧浓度（通风）
过量：NADPH的再氧化能力会加强，使α-KGA的还原氨基化受到影响，不利于GA 的生成。供氧不足：积累大量的乳酸，使发酵液的pH值下降，不利于GA的产生，同时，一部分葡
萄糖转成了乳酸，影响了糖酸转化率，降低了产物的产出率。
（2）NH4+浓度
（1）影响到发酵液的pH值
（2）与产物的形成有关：
NH4+过量，菌体增殖阶段会抑制菌体生长，产酸阶段Glu会受谷氨酰胺合成酶作用转化为Gln
NH4+不足，不利于α-KGA的还原氨基化， -酮戊二酸积累，引起反馈调节
（3）磷酸盐：过量：
（1）促进EMP途径，打破EMP与TCA之间的平衡，积累丙酮酸，产生乳酸等……
（2）产生并积累Val，
（4）发酵液的碳氮比：
在碳源和氮源的比为3∶1时（发酵期），谷氨酸棒状杆菌会大量合成谷氨酸，但当碳源和氮源的比为4∶1时（长菌期），谷氨酸棒状杆菌只生长而不合成谷氨酸。
（5）生物素：亚适量
（6）发酵温度：谷氨酸发酵前期应采取菌体生长最适温度,即30～32 ℃。发酵中、后期菌体生长基本停止, 为积累大量谷氨酸，应适当提高发酵温度，但温度过高,酶易失活，谷氨酸生成受阻。
（7）pH值
pH：前期pH（7.5~8.0），中后期pH7.0~7.6。通过采用流加尿素，氨水或液氨等办法调节pH，补充氮源。
（8）泡沫：(1) 泡沫形成泡盖时, 代谢产生的气体不能及时排出,妨碍菌体呼吸作用,影响菌体的正常代谢; (2) 泡沫过多, 发酵液会外溢,造成浪费和污染; (3) 泡沫过多,易冲上罐顶,造成染菌。
谷氨酸发酵过程中，生物素（ VH）作用表现在那几个方面？
(1)生物素对糖代谢的影响：VH对于糖酵解有促进作用；对丙酮酸的有氧氧化——乙酰辅酶A的生成也有促进作用；可以通过控制VH的浓度，以实现对于乙醛酸循环的封闭。DCA循环的关键酶是异柠檬酸裂解酶。封闭乙醛酸循环对于谷氨酸发酵的重要性。
（2）生物素对氮代谢的影响
当VH缺乏时，异柠檬酸裂解酶的活性减弱。
当VH丰富时，异柠檬酸裂解酶的活性必然加强，则DCA 循环正常进行，DCA循环的进行，一方面提供了大量的“中间性产物”，另一方面，菌体的能荷水平得到提高。前者是菌体增殖的物质基础，后者则是菌体增殖的能量的保证。这样的结果是，有利于菌体的增殖和生长，则谷氨酸的生物合成就会受到影响，甚至停止，这在生产上，就是通常我们说的“只长菌，不产酸”的现象。
（3）VH对菌体细胞膜通透性的影响
谷氨酸发酵采用的菌种都是V H-，而V H又是菌体细胞膜合成的必须物质（如，将乙酰辅酶A 羧化生成丙二酰辅酶A的酶是乙酰辅酶A羧化酶，该酶的辅酶是V H），因此，可以通过控制V H的浓度，来实现对菌体细胞膜通透性的调节。
生物素（VH）如何封闭乙醛酸循环的？
?DCA循环的关键酶是异柠檬酸裂解酶，研究表明，该酶受以下几个因素的影响：
?为醋酸诱导
?受琥珀酸阻遏，其活性受琥珀酸的抑制？（受到Glucose的阻遏）
?当V H缺乏时：
?（1）丙酮酸的有氧氧化就会减弱(由于V H对TCA循环的促进作用)，则：乙酰辅酶A
的生成量就会少，醋酸浓度降低，它的诱导作用降低；
?（2）V H对TCA循环的促进作用的降低，使得其中间产物琥珀酸的氧化速度降低，其
浓度得到积累，这样它的阻遏和抑制作用加强；
?两者综合的作用使得，异柠檬酸裂解酶的活性丧失，DCA循环得到封闭。
发酵过程中为什么要严格控制磷酸盐的含量
磷酸盐：是微生物生长和发酵所必须的，不能缺少。但，如果过量：
（1）促进EMP途径，打破EMP与TCA之间的平衡，积累丙酮酸，产生乳酸等……
（2）产生并积累Val，
Val（1）可以抑制葡萄糖生成丙酮酸，使GA的生物合成受到阻止
（2）消耗丙酮酸，降低了糖酸转化率
（3）发酵液中的Val存在，严重的影响GA 的结晶、提取。
从能荷的角度解释谷氨酸发酵过程中，“只长菌，不产酸”的原因。
?当V H缺乏时，异柠檬酸裂解酶的活性减弱。
?当V H丰富时，异柠檬酸裂解酶的活性必然加强，则DCA 循环正常进行，DCA循环的
进行，一方面提供了大量的“中间性产物”，另一方面，菌体的能荷水平得到提高。
前者是菌体增殖的物质基础，后者则是菌体增殖的能量的保证。这样的结果是，有利于菌体的增殖和生长，则GA的生物合成就会受到影响，甚至停止，这在生产上，就是通常我们说的“只长菌，不产酸”的现象。
谷氨酸产生菌的发酵条件与产物的关系
我国柠檬酸行业处于世界领先水平，其技术优势有哪些？
?发酵采用的菌种（黑曲霉）具有双重功能，当淀粉原料被液化后，即可进行发酵，
不需要将淀粉水解成葡萄糖，简化了生产工艺，降低了生产成本。
?采用边糖化边发酵工艺，但发酵周期只有64小时，生产周期比国外要短。
?柠檬酸的产酸速度大大高于国外水平。平均产酸速率是国外的2倍
柠檬酸的溢出代谢是黑曲霉特有的遗传和生化机制与培养条件共同起作用的结果。
黑曲霉发酵中引起柠檬酸溢出代谢的原因包括哪三个方面？
?高水平的柠檬酸合成能力
第一：组成型的柠檬酸合成酶（CS）的存在；
第二：组成型的丙酮酸羧化酶（PC）的存在；
第三：是在缺少锰的条件下，蛋白质分解或蛋白质合成受阻造成的铵的高浓度能解除柠檬酸（CTA）对磷酸果糖激酶（PFK）的抑制
（第四：柠檬酸的分泌，降低其胞内浓度）
?较低的降解柠檬酸的能力
第一：是低水平的α-酮戊二酸脱氢酶（KD）
第二：在锰缺乏的条件下，顺乌头酸酶（AE）和异柠檬酸脱氢酶（ID）的活性降低，从而使柠檬酸的累积比其它几种酸更明显
?在柠檬酸过量合成阶段，培养基的 pH 值影响细胞膜对柠檬酸的跨膜输送；柠檬酸
的分泌也会影响培养基的 pH值。锰与铁的缺乏有利于柠檬酸的排出。
柠檬酸发酵过程中三个控制要点，它们是如何控制？
?第一个调节酶是磷酸果糖激酶（PFK）：控制Mn+、NH4+浓度，解除柠檬酸对PFK的抑
制，促进了EMP途径的畅通；控制溶氧，防止侧系呼吸链失活
?第二个调节点：通过CO2固定反应生成C4二羧酸。CO2固定的酶活力高，保证草酰乙
酸的供应
?第三个调节点：在发酵液中添加黄血盐络合Fe2+阻断TCA环，积累柠檬酸
柠檬酸的积累机制
?1)由于Mn2＋缺乏抑制了蛋白质合成，导致细胞内NH4＋浓度升高和有一条呼吸活力强
的不产生ATP的侧系呼吸链，这两方面的原因分别解除了对磷酸果糖激酶（PFK）
的抑制，促进了EMP途径的畅通；
?2)由于丙酮酸羧化酶是组成型酶，不被调节控制，就源源不断地提供草酰乙酸（CO2
固定）。丙酮酸氧化脱酸生成乙酰-CoA和CO2固定两个反应的平衡，以及柠檬酸合
成酶不被调节，增强了合成柠檬酸能力。
?3)顺乌头酸水合酶在催化时建立以下平衡：柠檬酸∶顺乌头酸∶异柠檬酸＝
90∶3∶7；
?4)控制Fe2+含量，顺乌头酸酶活力低，使柠檬酸积累；
?5)一旦柠檬酸浓度升高到某一水平就抑制异柠檬酸脱氢酶活力，从而进一步促进了
柠檬酸自身积累；
?6)柠檬酸积累使pH值降低，在低pH值下，顺乌头酸酶和异柠檬酸脱氢酶失活，就
更有利于柠檬酸的积累并排出体外。
柠檬酸发酵过程中氧的重要性（侧系呼吸链）
在正常情况下，柠檬酸、ATP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。
要大量合成柠檬酸，从葡萄糖经过EMP到柠檬酸整个代谢途径需要畅通，在这个过程中：丙酮酸氧化脱羧，每分子丙酮酸可产生一分子的NADH，在有氧的条件下，每分子的NADH经过呼吸链彻底氧化成H2O，并氧化磷酸化产生3分子的ATP，造成了微生物体内能荷的增加，能荷增加则抑制PFK等关键酶的酶活性，使得从葡萄糖到柠檬酸的代谢停止。
?但实际是，柠檬酸产生菌可在有氧的条件下大量生成柠檬酸，也就是说，NADH即被
氧化了，又没有产生ATP。
?为了解释这种现象，有人提出了一种假设：该菌体内存在一条侧系呼吸链，NAD(P)H
经过该呼吸链，可以正常的传递H+，将其氧化为H2O，但是并没有氧化磷酸化生成
ATP。
如在柠檬酸的发酵中，发酵液的溶氧浓度在很低水平维持一段时间，或中断供氧一段时间（20分钟），则这一侧系呼吸链不可逆的失活，其结果是菌体不再产酸，而是产生了大量的菌体。
能够正常产生ATP的呼吸链称之为标准呼吸链，标准呼吸链的存在使得菌体在代谢过程中产生了大量的ATP，用于菌体自身的生长上，这种现象，在生产上通常称之为：只长菌不产酸。
二氧化碳固定反应
通过CO2固定反应提供C4二羧酸
（1）磷酸烯醇式丙酮酸+ CO2 == 草酰乙酸（C4二羧酸）
酶：磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶
（2）丙酮酸+ CO2=== 草酰乙酸（C4二羧酸）
酶：丙酮酸羧化酶
以上两种CO2固定反应所需要的辅酶都是生物素。
通过CO2固定反应使中间物（草酰乙酸）得到回补，是异养微生物生长发酵的必要条件。中间产物若得不到补充，循环就会中断
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
生物工艺学(名词解释、简答题)
1生物工艺学：应用自然科学和工程学原理，依靠生物作用剂的作用将原料加工以提供产品或用以为社会服务的技术 2 发酵工程：生物学和工程学的结合，生物方面的各种工程的总称，技术的开发产业化。3，自然选育：利用微生物在一定的条件下自发变异的原理，通过分离筛选等方法，排除衰变型菌株，从中选择维持原菌落生产水的菌落，并获得纯种 4 随机筛选：将人工诱变或自然突变的菌株凭经验进行筛选，以从中挑选出目的菌株的过程 5 理性化筛选根据遗传学原理，设计选择性筛子，从将目的菌种筛出来 6目的筛选在理性化筛选的基础上，每一次摇瓶筛选都采用不同的技术指导，使变株的选出频率进一步提高以达到筛选的目的 7 杂交育种将两个基因型不同的菌株以吻合后使遗传物质重新组合，从中分离和筛选具有新性状的菌株 8 原生质体融合: 把两个亲本的细胞壁分别通过酶解作用加以瓦解，使菌体细胞在高渗环境中释放出只有原生质包裹的球状体，两亲本的原生质体在高渗条件下使之融合，由PEG作为助融剂，使期发生细胞融合，使两亲本基因由接触到交换，从而实现基因组合 9 简述传统生物技术与现在生物技术的区别： 传统生物技术：利用现有生物、宏观水平、传统技术、注重产量的提高；现代生物技术：利用改造的生物、微观水平、以基因工程为代表的新技术、注重产量和质量的提高 10 简述发酵工艺的历史和特征、 历史：天然发酵时期，对微生物本生与缺乏的认识；纯培养技术的建立，发酵技术的建立是第一个转折期，人为控制微生物的时代；通气搅拌技术的发展发酵工业第转折期，发酵工程的开端，青霉素发酵的开始；代谢控制发酵技术的建立，第三转折期，氨基酸，核苷酸的发酵；发酵原料的转换，糖质原料到非糖质原料；基因工程的运用；，广泛的生物产业，固定代细胞技术，单棵隆抗体。特征：常压常温下进行反应，反应条件温和，生产材料多价格低，以碳水化合物为主要的原料，不需要精制反应自动调节反应途径高度专一和选择性，对环境污染少，生产过程无害，可以不增加设备而增加产量，投资少见效快。11发酵工程的发展方向：1菌种的筛选及新的活性物质的筛选，2对微生物的生理代谢进行的研究，3使用新的发酵工艺和新的控制程序 12微生物来源的途径：传统生态途径：土壤筛选；现代遗传途径：对现有菌种进行改造；基因突变：诱发突变；基因重组：基因克隆，原生质体融合 14 获得菌种的方法步骤有哪些？1样品收集，2采集后处理，3菌种培养4纯化 15 纯种的常规分离方法有哪些？理平板划线法，倾倒平板法，涂布培养，毛细管法，小滴分离法，显微操作 16 富集培养的选择压力有哪些？温度，渗透压，氧气，光，PH与氧化还原电位，培养基抗生素 17 工业微生物分离的注意事项：培养基的来源，丰富，价格低；温度选择常温或偏高；不需要特殊的生产设备;菌种遗传稳定性好；发酵的浓度高，产物收率高；产物容易提取 18 菌种选育的含义基本原理及主要方法有哪些 含义：把菌种进行诱变处理，用随机或理性方法获得目的变体。基本原理：根据微生物遗传变异的特性，利用自然选育，诱变育种，代谢控制，杂交育种，分子育种等方法，将菌种进一步纯化改变，以获得优良的品种。主要方法：自然选育，诱变育种，代谢控制，杂交育种，分子育种 19 摇瓶复筛的目的是什么？考查菌种生产的自然波动范围；考察菌种的稳定性；更接近生产工艺; 获得更的种子量
课后习题答案--《环境工程微生物学》-第三版-周群英
课后习题答案--《环境工程微生物学》-第三版-周 群英 1、何谓原核微生物？它包括哪些微生物？ 答：原核微生物的核很原始，发育不全，只有DNA链高度折叠形成的一个核区，没有核膜，核质裸露，与细胞质没有明显界限，叫拟核或似核。原核微生物没有细胞器，只有由细胞质膜内陷形成的不规则的泡沫体系，如间体核光合作用层片及其他内折。也不进行有丝分裂。原核微生物包括古菌（即古细菌）、真细菌、放线菌、蓝细菌、粘细菌、立克次氏体、支原体、衣原体和螺旋体。2、何谓真核微生物？它包括哪些微生物？ 答：真核微生物由发育完好的细胞核，核内由核仁核染色质。由核膜将细胞核和细胞质分开，使两者由明显的界限。有高度分化的细胞器，如线粒体、中心体、高尔基体、内质网、溶酶体和叶绿体等。进行有丝分裂。真核微生物包括除蓝藻以外的藻类、酵母菌、霉菌、原生动物、微型后生动物等。3、微生物是如何分类的？ 答：各种微生物按其客观存在的生物属性（如个体形态及大小、染色反应、菌落特征、细胞结构、生理生化反应、与氧的关系、血清学反应等）及它们的亲缘关系，由次序地分门别类排列成一个系统，从大到小，按界、门、纲、目、科、属、种等分类。种是分类的最小单位，“株”不是分类单位。 4、生物的分界共有几种分法，他们是如何划分的？ 答：1969年魏泰克提出生物五界分类系统，后被Margulis修改成为普遍接受的五界分类系统：原核生物界(包括细菌、放线菌、蓝绿细菌)、原生生物界（包括蓝藻以外的藻类及原生动物）、真菌界（包括酵母菌和霉菌）、动物界和植物界。我国王大教授提出六界：病毒界、原核生物界、真核生物界、真菌界、动物界和植物界。5、微
生物是如何命名的？举例说明。 答：微生物的命名是采用生物学中的二名法，即用两个拉丁字命名一个微生物的种。这个种的名称是由一个属名和一个种名组成，属名和种名都用斜体字表示，属名在前，用拉丁文名词表示，第一个字母大写。种名在后，用拉丁文的形容词表示，第一个字母小写。如大肠埃希氏杆菌的名称是Escherichia coli。6、写出大肠埃希氏杆菌和桔草芽孢杆菌的拉丁文全称。 答：大肠埃希氏杆菌的名称是Escherichia coli，桔草芽孢杆菌的名称是Bacillus subtilis。7、微生物有哪些特点？答：（一）个体极小 微生物的个体极小，有几纳米到几微米，要通过光学显微镜才能看见，病毒小于0.2微米，在光学显微镜可视范围外，还需要通过电子显微镜才可看见。（二）分布广，种类繁多 环境的多样性如极端高温、高盐度和极端pH造就了微生物的种类繁多和数量庞大。（三）繁殖快 大多数微生物以裂殖的方式繁殖后代，在适宜的环境条件下，十几分钟至二十分钟就可繁殖一代。在物种竞争上取得优势，这是生存竞争的保证。（四）易变异 多数微生物为单细胞，结构简单，整个细胞直接与环境接触，易受外界环境因素影响，引起遗传物质DNA的改变而发生变异。或者变异为优良菌种，或使菌种退化。 1 章 1.病毒是一类什么样的微生物？它有什么特点？ 答：病毒是没有细胞结构，专性寄生在活的敏感宿主体内，可通过细菌过滤器，大小在0.2微米一下的超微小微生物。 特点：大小在0.2微米以下，故在光学显微镜下看不见，你必须在电子显微镜下方可合成蛋白质的机构――核糖体，也没有合成细胞物质和繁殖所必备的酶系统，不具独立的代谢能力，必须专性寄生在活的敏感宿主细胞内，依靠宿主细胞合成病毒的化学组成和繁殖新个
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
水处理生物学课后题参考答案
《水处理生物学》课后思考题 第一章绪论 1 "水处理生物学"的研究对象是什么？ "水处理生物学"研究的对象主要集中在与水中的污染物迁移、分解及转化过程密切相关的微生物、微型水生动物和水生/湿生植物，特别是应用于水处理工程实践的生物种类。细菌等原核微生物在水处理工程中通常起着关键的作用，是水处理生物学研究的重点。 2 水中常见的微生物种类有哪些？ 水中的主要微生物分为非细胞生物（病毒）和细胞生物两种类型。在细胞生物中又分为古菌、原核生物（如细菌、放线菌、蓝细菌、支原体、立克次氏体、衣原体等）、真核生物。真核生物又可细分为藻类、真菌（如酵母菌、霉菌等）、原生动物（分为肉足类、鞭毛类、纤毛类）、微型后生动物。 3 微生物有哪些基本特征？为什么？ 微生物除了具有个体微小、结构简单、进化地位低等特点外，还具有以下特点： （1）种类多。 （2）分布广。微生物个体小而轻，可随着灰尘四处飞扬,因此广泛分布于土壤、水和空气等自然环境中。土壤中含有丰富的微生物所需要的营养物质，所以土壤中微生物的种类和数量很多。 （3）繁殖快。大多数微生物在几十分钟内可繁殖一代，即由一个分裂为两个。如果条件适宜，经过10h就可繁殖为数亿个。 （4）易变异。这一特点使微生物较能适应外界环境条件的变化。 第二章原核微生物 1 细菌的大小一般是用什么单位测量的？ 细菌的大小一般只有几个μm，故一般用μm测量。 2 以形状来分，细菌可分为哪几类？ 细菌的形态大致上可分为球状、杆状和螺旋状（弧菌及螺菌）3种，仅少数为其他形状，如丝状、三角形、方形和圆盘形等。球状、杆状和螺旋状是细菌的基本形态。自然界中，以杆菌最为常见，球菌次之，螺旋菌最少。 4 什么是革兰氏染色？其原理和关键是什么？它有何意义？ 1884年丹麦病理学家Hans Christian Gram提出了一个经验染色法，用于细菌的形态观察和分类。其操作过程是：结晶紫初染，碘液媒染，然后酒精脱色，最后用蕃红或沙黄复染。这就是最常采用的革兰氏染色法。 革兰氏染色的机理一般解释为：通过初染和媒染后，在细菌细胞的细胞壁及膜上结合了不溶于水的结晶紫与碘的大分子复合物。革兰氏阳性菌细胞壁较厚、肽聚糖含量较高和分子交联度较紧密，故在酒精脱色时，肽聚糖网孔会因脱水而发生明显收缩。再加上它不含脂类，酒精处理也不能在胞壁上溶出大的空洞或缝隙，因此，结晶紫与碘的复合物仍阻留在细胞壁内，使其呈现出蓝紫色。与此相反，革兰氏阴性菌的细胞壁较薄、肽聚糖位于内层且含量低和交联松散，与酒精反应后其肽聚糖不易收缩，加上它的脂类含量高且位于外层，所以酒精作用时细胞壁上就会出现较大的空洞或缝隙，这样，结晶紫和碘的复合物就很易被溶出细胞壁，脱去了原来初染的颜色。当蕃红或沙黄复染时，细胞就会带上复染染料的红色。 酒精脱色是革兰氏染色的关键环节。脱色不足,阴性菌被误染成阳性菌；脱色过度,阳性菌可误染为阴性菌。 革兰氏染色法的意义在于鉴别细菌，把众多的细菌分为两大类，革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌。 5 简述细胞膜的结构与功能。 细胞膜又称细胞质膜、质膜或内膜，是一层紧贴着细胞壁而包围着细胞质的薄膜，其化学组成主要是蛋白质、脂类和少量糖类。 整体细胞膜的结构，目前大家比较公认的是"镶嵌模型"，其要点是：①磷脂双分子层组成膜的基本骨架。②磷脂分子在细胞膜中以多种方式不断运动，因而膜具有流动性。③膜蛋白以不同方式分布于膜的两侧或磷脂层中。 细胞膜的主要功能为：①选择性地控制细胞内外物质（营养物质和代谢产物）的运送和交换。②维持细胞内正常渗透压。③合成细胞壁组分和荚膜的场所。④进行氧化磷酸化或光合磷酸化的产能基地。⑤许多代谢酶和运输酶以及电子呼吸链组成的所在地。⑥鞭毛的着生和生长点。 7 什么是菌落？ 将单个或少量同种细菌（或其他微生物）细胞接种于固体培养基表面（或内层）时，在适当的培养条件下（如温度、光照等），该细胞会迅速生长繁殖，形成许多细胞聚集在一起且肉眼可见的细胞集合体，称之为菌落。准确地讲，菌落就是在固体培养基上（内）以母细胞为中心的、肉眼可见的、有一定形态、构造特征的子细胞团。 8 什么叫菌胶团？菌胶团在污水生物处理中有何特殊意义？ 当荚膜物质融合成一团块，内含许多细菌时，称为菌胶团。菌胶团是活性污泥中细菌的主要存在形式，有较强的吸附和氧化有机物的能力，在污水生物处理中具有重要的作用。一般说，处理生活污水的活性污泥，其性能的好坏，主要根据所含菌胶团多少、大小及结构的紧密程度来定。 9 简述放线菌的特点与菌落特征。 放线菌是一类主要呈菌丝状生长和以孢子繁殖的陆生性较强的原核生物。它的细胞结构 1 / 7
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。
生物工艺学
一、名词解释 1、菌种衰退 2、菌种保藏 3、菌种复壮 4、自然选育 5、诱变育种 6、表型延迟 7、出发菌株 8、渗透缺陷型 9、种龄10、接种量11、灭菌12、消毒13、热阻14、相对热阻15、致死温度 16、菌体浓度 17、基质抑制作用 18、临界菌体浓度19、发酵机制 20、临界溶氧量 答案： 1、衰退：指由于自发突变的结果，而使某一系列原有生物学性状发生量变或质 变的现象。 2、菌种保藏：通过控制低温、干燥、缺氧等条件，使微生物营养体或休眠体处 于不活泼的状态，维持最低代谢水平，尽可能保证活力和不发生变异。 3、菌种复壮：即在菌种的生产性能尚未衰退前就经常有意识地进行纯种分离和 生产性能的测定工作，使菌种的生产性能逐步提高。 4、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。 5、诱变育种：利用各种诱发剂处理微生物细胞，提高基因突变频率，再通过适 当筛选方法获得高产菌株的方法。 6、表型延迟：突变基因的出现并不等于突变表型的出现，表型的改变落后于基 因型改变的现象称为表型延迟。 7、出发菌株：工业上用来进行诱变处理的菌株，称为出发菌株。 8、渗漏缺陷型：遗传性障碍不完全的营养缺陷型，突变使某一种酶的活性下降 而不是完全丧失，所以这种缺陷型能够少量地合成某一代谢产物，能在基本培养基上少量地生长。 9、种龄：种子培养时间称为种龄。 10、接种量：移入种子液体积和接种后培养液体积的比例，称为接种量。 11、灭菌：指用物理和化学的方法杀灭或除去物料及设备中一切生命物质队的过程。 12、消毒：指用物理或化学的方法杀死物料、容器、器具内外的病源微生物，一般只能杀死营养细胞而不能杀死芽孢。 13、热阻：指微生物在某一特定条件（主要是温度和加热方式）下的致死时间。 14、相对热阻：指某一微生物在某条件下的致死时间与另一微生物在相同条件下的致死时间的比值。 15、致死温度：杀死微生物的极限温度。 16、菌体浓度：是指单位体积培养液中菌体的含量。 17、基质抑制作用：营养物质均存在一个上限浓度，在此限度以，内菌体比生长速率则随浓度增加而增加，但超过此上限，浓度继续增加，反而引起生长素率下降。 18、临界菌体浓度：为了提高酵母的生产效率，需采用摄氧速率与传氧速率相平衡时的菌体的浓度，也就是传氧速率随菌浓变化的曲线和摄氧速率随菌浓变化的曲线的交点所对应的浓度。 19、发酵机制：微生物通过其代谢活动利用基质(底物)合成人们所需的代谢产物的内在规律。 20、临界溶氧量：再好氧发酵中，微生物对氧有一个最低要求，满足微生物呼吸的最低氧浓叫临界溶氧量。
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？
生物工艺学全解
生物工艺学全解
第一章绪论 1、生物工艺学包含的四大块内容：原料预处理和培养基的制备、菌种的选育及 代谢调节、生物反应过程的工艺控制、下游加工。 2、生物催化剂是游离的或固定化的细胞或酶的总称。 生物催化剂特点： 优点：①常温、常压下反应②反应速率大③催化作用专一④价格低廉缺点：稳定性差控制条件严格易变异（细胞） 生物反应过程实质是利用生物催化剂以从事生物技术产品的生产过程(process engineering)。 3、生物技术研究的主要内容： 基因工程(DNA重组技术，gene engineering) 、细胞工程(cell engineering)、酶工程(enzyme engineering)、发酵工程(fermentation engineering)、蛋白质工程(protein engineering)、 第二章菌种的来源 1、分离微生物新种的过程大体可分为采样、增殖、纯化和性能测定。 2、代谢控制发酵（Metabolic Control fermentation）：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。 3、菌种的保藏方法： A 斜面冰箱保藏法 B 沙土管保藏法 C 石蜡油封存法 D 真空冷冻干燥保藏法 E 液氮超低温保藏法 4. 生物工程专业相关的主要数据库有哪些？ 维普中文科技期刊数据库、中国期刊全文数据库、万方系列数据库、science online、springer link等。 第三章菌种选育
1、 常用菌种选育方法 （1）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(spontaneous mutation)而进行菌种筛选的过程。 特点：自发突变的频率较低，变异程度不大。所以该法培育新菌种的过 程十分缓慢。 应用：自然选育在工业生产中可以达到纯化菌种，防止菌种衰退，稳 定生产，提高产量的目的。 （2）诱变育种:是利用物理或化学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，从中挑选少数符合育种目的的突变株，以供生产实践或科学研究使 用。诱变育种的理论基础是基因突变。 2、诱变育种的典型流程 8 出发菌株（砂土管或冷冻管） 原种特性考察斜面单孢子悬液 诱变处理摇瓶培养24h 菌悬液稀释涂平板处理前后计数并统计存活率观察单菌落形态挑选单菌落传种斜面摇瓶初筛与对照组比较挑出高产斜面保藏菌株 传种斜面 摇瓶复筛 挑出高产菌株 （稳定性和特性）培养基优化 小试中试 与对照组比较诱变育种的典型流程 3、抗噬菌体菌株的检出方法： 平板点滴法、单层琼脂法、双层琼脂法。 第三章 微生物的代谢调节 1、微生物初级代谢调节包括酶活调节、酶合成调节、遗传控制 2、改变细胞膜通透性的方法
吉大2020学年第二学期期末考试 生物药剂与药物动力学大作业答案
2019-2020学年第二学期期末考试《生物药剂与药物动力学》大作业 作业要求：大作业要求学生手写完成，提供手写文档的清晰扫描图片，并将图片添加到word文档内，最终wod文档上传平台，不允许学生提交其他格式文件（如JPG，RAR等非word文档格式），如有雷同、抄袭成绩按不及格处理。 一名词解释题 (共10题，总分值30分 ) 1. 生物利用度（3 分） 生物利用度是指制剂中药物被吸收进入人体循环的速度与程度。生物利用度是反映所给药物进入人体循环的药量比例，它描述口服药物由胃肠道吸收，及经过肝脏而到达体循环血液中的药量占口服剂量的百分比。 2. 统计学模型（3 分） 指以概率论为基础，采用数学统计方法建立的模型。 3. 肾清除率（3 分） 单位时间内肾血浆中某物质的浓度与尿中该物质浓度的比值 4. 膜脂（3 分） 是指包围在细胞表面的一层极薄的膜,主要由膜脂和膜蛋白所组成。质膜的基本作用是维护细胞内微环境的相对稳定,并参与同外界环境进行物质交换、能量和信息传递。 5. 药物治疗指数（3 分） 等于半数致死量与半数有效量之比，用来估计药物的安全性，此数值越大越好。 6. 吸收（3 分） 食物经过消化后，通过消化道粘膜，进入血液和淋巴循环的过程，称为吸收 7. 消除（3 分） 消除是指药物的生物转化和排泄的总称。 8. 二阶矩（3 分） 二阶矩是随机变量平方的期望,以此可以类推高阶的矩 9. 蓄积（3 分）
有机体长期接触某污染物质，若吸收超过排泄及其代谢转化，则会出现污染物质在体内逐增的现象，称为生物蓄积。 10. 剂型因素（3 分） 药物剂型因素和药效之间的关系，这里所指的剂型不仅是指片剂、注射剂、软膏剂等剂型概念，还包括跟剂型有关的各种因素，如药物的理化性质（粒径、晶型、溶解度、溶解速度、化学稳定性等）、制剂处方（原料、辅料、附加剂的性质及用量）、制备工艺（操作条件）以及处方中药物配伍及体内相互作用等。 二计算题 (共2题，总分值30分 ) 11. 某患者以每小时150mg的速度静脉滴注利多卡因，已知：t1/2＝1.9h，V＝100 L，问C ss是多少?滴注经历10 h血药浓度是多少?若要使稳态血药浓度达到3μg／ml，静脉滴注速度应为多少? （15 分） 12. 某药口服吸收后在体内呈一室分布，其血药浓度如下表和下图所示，试求该药的有关动力学参数。
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？
生物工艺学教案及讲稿1.2.3.4
第1讲绪论 教学内容：1. 绪论 §1-1 生物技术的定义和性质 §1-2 生物技术的发展及应用概况 §1-3 生物技术的发展趋势 目的要求：1. 掌握生物工艺学的定义，特点，生物技术概念的范畴 2. 了解生物技术的发展及应用概况 3. 了解生物技术在各个领域的应用及发展趋势 教学重点和难点：1、生物技术的定义，内涵 2、生物技术的发展及应用概况 教学方法：课堂讲授为主，自学结合 内容提要及课时分配：1、生物技术的定义和性质（20′） 2、生物技术的发展及应用概况（60′） 3、生物技术的发展趋势（20′） 作业： 1. 由国际经济与发展组织（IECDO）提出的有关生物技术的定义有何特点？ 2. 教材中把生物技术的发展分为四个时期，它们各有哪些主要代表性技术和产品？ 主讲教师：授课班级：授课日期：2010.9.7 导入新课： 介绍生物工艺学的内涵，教材包括得主要内容，重点要学习的章节和内容，强调学习生物工艺学的重要意义。 1 绪论 1.1 生物技术的定义 ⑴1919年匈牙利艾里基提出：“凡是以生物机体为原料，无论其用何种生产方法进行产品生产的生物技术”都属于生物技术； ⑵20世纪70年代末，80年代初提出的定义倾向于：必须采用基因工程等一类具有现代生物技术内涵或以分子生物学为基础的技术； ⑶国际经济合作与发展组织（IECDO）在1982年提出定义：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； 在国际经济合作与发展组织（IECDO）提出生物技术定义的特点： 生物作用剂：指从活的或死的微生物、动物或植物的机体、组织、细胞、体液以致分泌物以及上组分中提取出来的生物催化剂——酶或其他生物活性物质； 提供的产品：可以是工业、农业、医药、食品等产品； 被作用的物料：可以是有关的生物机体或其中的有关器官，如细胞、体液以及极少量必须的无机物质； 应用的自然科学：可以是生物学、化学、物理学等以及相关的分支学科，交叉学科； 应用的工程学：可以是化学工程、机械工程、电气工程、电子工程； 1.2 生物技术的发展及应用概况 生物技术的发展分为四个时期：经验生物技术时期；近代生物技术的形成和发展时期；近代生物技术的全盛时期，现代生物技术的建立和发展时期； 1.2.1 经验生物技术时期（人类出现到19世纪中期） 生物技术的发展和利用可以追溯到1000多年（甚至4000多年）以前如酒类的酿造，豆粮
吉林大学大作业答案：生物制药学
《生物制药学》 一、名词解释。 1.生物技术制药：利用基因工程技术、细胞工程技术、微生物工程技术、酶工程技术、蛋白质工程技术、分子生物学技术等来研究和开发药物，用来诊断、治疗和预防疾病的发生。 2.基因工程：又称基因拼接技术和DNA重组技术，是以分子遗传学为理论基础，以分子生物学和微生物学的现代方法为手段，将不同来源的基因按预先设计的蓝图，在体外构建杂种DNA分子，然后导入活细胞，以改变生物原有的遗传特性、获得新品种、生产新产品。 3.生物反应器：利用生物体所具有的生物功能，在体外或体内通过生化反应或生物自身的代谢获得目标产物的装置系统、细胞、组织器官等等。 4.接触抑制：将多细胞生物的细胞进行体外培养时，分散贴壁生长的细胞一旦相互汇合接触，即停止移动和生长的现象。 5.单克隆抗体：因单一克隆B细胞杂交瘤产生的，只识别抗原分子某一特定决定簇的特异性抗体。 二、问答题。 1.特点：细胞生长时胞体呈棱形或不规则的三角形，中央有圆形核，胞质向外伸出2～3个突起。细胞群常借该突起连接成网，生长时呈放射状、漩涡状或火焰状走行。 来源：中胚层组织来源的细胞，如成纤维细胞、心肌细胞、平滑肌细胞和成骨细胞等。
2.特点：①原代培养细胞呈活跃的移动，细胞分裂不旺盛，并多呈二倍体核型； ②原代培养细胞与体内细胞在形态结构和功能活动上相似性大； ③细胞群是异质的，即各细胞的遗传性状互不相同，细胞相互依存性强。 例如：鸡胚细胞、原代免或鼠肾细胞、以及血液的淋巴细胞。 3.免疫毒素可用于治疗肿瘤、自身免疫病，并能克服组织移植排斥反应，可单独给药也可以包裹在脂质体及其他微粒中给药。由于重组免疫毒素是在胞浆物质代谢中发挥作用，相对分子质量又小，渗透力强，故效果好。 4.在发酵过程中，在已有设备和正常发酵条件下，每种产物发酵的溶氧浓度变化有自己的规律。发酵时生产菌大量繁殖，需氧量不断增加，此时的需氧量超过供氧量，使溶氧浓度明显下降。从发酵液中的溶解氧浓度的变化，就可以了解微生物生长代谢是否正常，工艺控制是否合理，设备供氧能力是否充足等问题，帮助查找发酵不正常的原因和控制好发酵生产。 5.（1）酶的稳定性提高。 （2）反应后，酶与底物和产物易于分开，产物中无残留酶，易于纯化，产品质量高。 （3）反应条件易于控制，可实现转化反应的连续和自动控制。（4）酶的利用效率高，单位酶催化的底物量增加，用酶量减少。（5）比水溶性酶更适合于多酶反应。
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。