新編生物工藝學(xué)復(fù)習(xí)題(已修改)
2025-10-29 16:50 本頁(yè)面
【正文】 新編生物工藝學(xué)復(fù)習(xí)題 2 緒論 一、生物技術(shù)歸納起來(lái)可有三個(gè)特點(diǎn) ? A 生物技術(shù)是一門(mén)多學(xué)科、綜合性的科學(xué)技術(shù)； ? B 反應(yīng)中需有生物催化劑的參與； ? C 其最后目的是建立工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程或進(jìn)行社會(huì)服務(wù)，這一過(guò)程可稱為生物反應(yīng)過(guò)程 二、生物催化劑特點(diǎn) 1）優(yōu)點(diǎn) ： A 常溫、常壓下反應(yīng) ,B反應(yīng)速率大 ,C 催化作用專一 ,D 大幅度提高效率，成本低廉 2)缺點(diǎn) ： A 穩(wěn)定性差 .B控制條件嚴(yán)格 .C 易變異 三、近代生物技術(shù)的全盛時(shí)期（ 20 世紀(jì) 40 年代初至 70 年代末）的核心技術(shù)和產(chǎn)業(yè)： ? 青霉素工業(yè)化生產(chǎn)； ? 微生物次級(jí)代謝產(chǎn)物和抗生素產(chǎn)業(yè)的興盛以 及新的初級(jí)代謝產(chǎn)物開(kāi)發(fā)； ? 以酶為催化劑的生物轉(zhuǎn)化及酶和細(xì)胞固定化技術(shù)及應(yīng)用。 四、現(xiàn)代生物技術(shù)建立和發(fā)展時(shí)期（ 20 世紀(jì) 70 年代開(kāi)始） 這一時(shí)期，主要是以分子生物學(xué)為基礎(chǔ)的基因工程技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用為特征。 生產(chǎn)菌種的來(lái)源與菌種選育 1）微生物選擇性分離方法大致分為五個(gè)步驟： 含微生物材料的選擇 — 采樣 材料的預(yù)處理 所需菌種的分離 菌種的培養(yǎng) 5 菌種的選擇和純化 理想的工業(yè)發(fā)酵菌種 優(yōu)良菌種應(yīng)符合以下要求： (1)遺傳性狀穩(wěn)定； (2)生長(zhǎng)速度快，不易被噬菌體等污染； (3)目標(biāo)產(chǎn)物的產(chǎn)量盡 可能接近理論轉(zhuǎn)化率； (4)目標(biāo)產(chǎn)物最好能分泌到胞外，以降低產(chǎn)物抑制并利 于產(chǎn)物分離； (5)盡可能減少產(chǎn)物類(lèi)似物的產(chǎn)量，以提高目標(biāo)產(chǎn)物的產(chǎn)量及利于產(chǎn)物分離； (6)培養(yǎng)基成分簡(jiǎn)單、來(lái)源廣、價(jià)格低廉； (7)對(duì)溫度、 pH、離子強(qiáng)度、剪切力等環(huán)境因素不敏感； (8)對(duì)溶氧的要求低，便于培養(yǎng)及降低能耗。 2）液體富集培養(yǎng)，即通過(guò)給混合菌群提供一些有利于所需菌株生長(zhǎng)，或 /和不利于其他菌株生長(zhǎng)的條件（供給特殊的基質(zhì)或加入抑制劑），從而增加混合菌群中所需菌株數(shù)量的培養(yǎng)方法。 3）菌種選育是微生物工程的關(guān)鍵技術(shù)，主要方 法有傳統(tǒng)的 自然選育、誘變育種、雜交育種 以及現(xiàn)代的 原生質(zhì)體融合與基因工程 等。 4）自然選育是指在生產(chǎn)過(guò)程中，不經(jīng)過(guò)人工處理，利用菌種的自發(fā)突變，選擇合適的自發(fā)突變（ spontaneous mutation）體的古老的育種方法。 5） 誘變育種是利用物理、化學(xué)或生物誘變劑處理均勻分散的微生物細(xì)胞群，促進(jìn)其突變率大幅度提高，然后采用簡(jiǎn)便、快速和高效的篩選方法，從中挑選符合育種目的的突變株的育種技術(shù)。 6） 基因突變根據(jù)發(fā)生原因可分為 自然突變 和 誘發(fā)突變 ，后者是誘變育種的基礎(chǔ)。 7） 常用的化學(xué)誘變劑根據(jù)其作用方式不同分為三種類(lèi)型。即 ： (1)與核酸堿基化學(xué)反應(yīng)的誘變劑。 (2)堿基類(lèi)似物 (3)移碼突變的誘變劑 8） 誘變育種一般分為 出發(fā)菌株的選擇 、 誘變 和 篩選 三個(gè)步驟 9） 微生物雜交育種 (Hybridization)一般是指人為利用真核微生物的有性生殖或準(zhǔn)性生殖，或原核微生物的接合、 F 因子轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)化等過(guò)程，促使兩個(gè)具不同遺傳性狀的菌株發(fā)生基因重組，以獲得性能優(yōu)良的生產(chǎn)菌株。 10） 原生質(zhì)體融合是通過(guò)人工方法，使遺傳性狀不同的兩個(gè)細(xì)胞的原生質(zhì)體發(fā)生融合，并產(chǎn)生重組子的過(guò)程，亦可稱為“細(xì)胞融合” 11） 原生質(zhì)體融合育種的主要步驟為： 選擇親株 、 制備原生質(zhì)體 、 原生 質(zhì)體融合 、 原生質(zhì)體再生 及 篩選優(yōu)良性狀的融合子 12） 基因工程育種是用人為的方法將所需的某一供體生物的遺傳物質(zhì) DNA 分子提取出來(lái)，在離體條件下切割后，把它與作為載體的 DNA 分子連接起來(lái)，然后導(dǎo)入某一受體細(xì)胞中，讓外來(lái)的遺傳物質(zhì)在其中進(jìn)行正常的復(fù)制和表達(dá)，從而獲得新物種的一種嶄新的育種技術(shù)。 13） 菌種的保藏方法有：斜面低溫菌種保藏法、液體石蠟封藏法、真空冷凍干燥保藏法、液氮超低溫保藏法、沙土保藏法 微生物代謝調(diào)節(jié)與控制 1） .微生物自我調(diào)節(jié)部位：①細(xì)胞膜的屏障作用（多數(shù)親水分子）和通道；②控制通量，調(diào)節(jié)酶量和改變酶分 子活性；③限制基質(zhì)的有形接近，可存在于不同細(xì)胞 器各個(gè)代謝庫(kù)中，其酶量差別大。 2） 大腸桿菌糖代謝過(guò)程中，許多酶都有 激活劑 和 抑制劑 ，共同控制糖代謝。 3） 酶活性的調(diào)節(jié)：是指在酶分子水平上的一種代謝調(diào)節(jié)，它是通過(guò)改變現(xiàn)成的酶分子活性來(lái)調(diào)節(jié)新陳代謝的速率，包括酶活性的激活和抑制兩個(gè)方面。 4） 酶活性調(diào)節(jié)的機(jī)制概括起來(lái)有： 共價(jià)修飾 ； 變構(gòu)效應(yīng) ； 締合或解離 和 競(jìng)爭(zhēng)性抑制 5） 酶活性共價(jià)修飾調(diào)節(jié)： 在其他酶的催化下，酶蛋白肽鏈上的一些基團(tuán)可與某種化學(xué)基團(tuán)發(fā)生共價(jià)結(jié)合或解開(kāi)，從而改變酶的活性，此過(guò)程稱為共價(jià)修 飾。 最常見(jiàn)的共價(jià)修飾方式有：磷酸化 脫磷酸化， SH SS，乙?；?脫乙酰化，腺苷化 脫腺苷化等。 分為可逆與不可逆兩種： 可逆性共價(jià)修飾酶通常同時(shí)存在活性和非活性兩種狀態(tài)。在兩種不同的酶的催化下發(fā)生共價(jià)修飾（ covalent modification）或去修飾，從而引起酶分子在 有活性形式 與 無(wú)活性形式 之間進(jìn)行相互轉(zhuǎn)變。 如蛋白激酶的磷酸化與脫磷酸化 再如：檸檬酸裂解酶的乙?；阂阴?酶 +檸檬酸 ? 檸檬酸 S酶 +乙酸 檸檬酸 S酶 ? 乙酰 酶 +草酰乙酸 6） 酶原的激活過(guò)程通常是無(wú)活性的酶原蛋白一級(jí)結(jié)構(gòu)的改變，被相應(yīng)的蛋白酶作用，切去一小段肽鏈，該過(guò)程屬于（ B ） A 可逆的共價(jià)修飾， B不可逆的共價(jià)修飾， C 競(jìng)爭(zhēng)性抑制， D 酶結(jié)構(gòu)改造 7) 酶活性的變構(gòu)調(diào)節(jié) (allosteric regulation)： 當(dāng)?shù)孜锘蛘{(diào)節(jié)物與酶分子中的別構(gòu)中心結(jié)合后，能誘導(dǎo)出或穩(wěn)定住酶分子的某種構(gòu)象，使酶活性中心與底物的結(jié)合與催化作用受到影響，從而調(diào)節(jié)酶的反應(yīng)速度及代謝過(guò)程。 變構(gòu)酶通常為代謝途徑的起始關(guān)鍵酶，而變構(gòu)劑則為代謝途徑的終產(chǎn)物。 變構(gòu)劑一般以 反饋 (feedback)方式對(duì)代謝途徑的起始關(guān)鍵酶進(jìn)行調(diào)節(jié)，最常見(jiàn)的負(fù)反饋調(diào)節(jié) 別構(gòu)酶舉例：天冬氨酸轉(zhuǎn)氨甲酰酶，簡(jiǎn)稱 ATCase 7） 酶合成的調(diào)節(jié)是一種通過(guò)調(diào)節(jié)酶的合成量進(jìn)而調(diào)節(jié)代謝速率的調(diào)節(jié)機(jī)制，這是一種在基因水平上（在原核生物中主要在轉(zhuǎn)錄水平上）的代謝調(diào)節(jié)。 8） 酶合成的誘導(dǎo) 在某種化合物 (包括外加的和內(nèi)源性的
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