生物工艺学讲解 下载本文

内容发布更新时间 : 2024/10/24 22:29:38星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

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

诱变育种的典型流程出发菌株(砂土管或冷冻管)原种特性考察小试中试培养基优化挑出高产菌株与对照组比较(稳定性和特性)斜面单孢子悬液诱变处理摇瓶培养24h菌悬液摇瓶复筛传种斜面保藏菌株与对照组比较处理前后计数并统计存活率稀释涂平板观察单菌落形态挑选单菌落传种斜面摇瓶初筛挑出高产斜面8 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

A限制培养基中生物素浓度在1~5mg/L,控制细胞膜中脂质的合成; B 加入青霉素,抑制细胞壁肽聚糖合成中肽链的交联;

C 加入表面活性剂如吐温80或阳离子表面活性剂(如聚氧化乙酰硬脂酰胺),将脂类从细胞壁中溶解出来,使细胞壁疏松,通透性增加; D 控制Mn2+、Zn2+的浓度,干扰细胞膜或细胞壁的形成; E 可以通过诱变育种的方法,筛选细胞透性突变株。 3、 生物素对谷氨酸合成的影响

(1)生物素是丙酮酸羧化酶的辅酶,生物素在低于亚适浓度之前,增加生物

素有利于丙酮酸的羧化产生草酰乙酸,进而有利于谷氨酸的合成; (2)生物素是催化脂肪酸生物合成的初始酶乙酰辅酶A羧化酶的辅酶,该酶

催化乙酰辅酶A羧化生成丙二酸单酰辅酶A,再经一系列转化合成脂肪酸,而脂肪酸又是构成细胞膜磷脂的主要成分,因此生物素可间接地影响细胞膜的透性。

第四章 微生物次级代谢与调节

1、微生物产生的次级代谢物有抗生素、毒素、色素和生物碱等。

修饰初级代谢中间体的三种生化过程 生物氧化与还原、生物甲基化、生物卤化

2、次级代谢物生物合成的原理

①一旦前体被合成,在适当条件下它们便流向次级代谢物生物合成的专用途径。

②在某些情况下单体结构单位被聚合,形成聚合物。这些特有的生物合成中间体产物需做后几步的结构修饰,修饰的程度取决于产生菌的生理条件。有些复杂抗生素是由几个来自不同生物合成途径组成的。

第五章 发酵培养基

1、提供生长因子的农副产品原料: 1) 玉米浆 2) 麸皮水解液 3) 糖蜜

4) 酵母:可用酵母膏、酵母浸出液或直接用酵母粉。