新編生物工藝學(xué)復(fù)習(xí)題11(已修改)
2025-04-29 01:33 本頁面
【正文】 新編生物工藝學(xué)復(fù)習(xí)題2緒論一、生物技術(shù)歸納起來可有三個(gè)特點(diǎn)? A生物技術(shù)是一門多學(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)過程或進(jìn)行社會服務(wù)，這一過程可稱為生物反應(yīng)過程二、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)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)；? 微生物次級代謝產(chǎn)物和抗生素產(chǎn)業(yè)的興盛以及新的初級代謝產(chǎn)物開發(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)基成分簡單、來源廣、價(jià)格低廉； (7)對溫度、pH、離子強(qiáng)度、剪切力等環(huán)境因素不敏感； (8)對溶氧的要求低，便于培養(yǎng)及降低能耗。 2）液體富集培養(yǎng)，即通過給混合菌群提供一些有利于所需菌株生長，或/和不利于其他菌株生長的條件（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)過程中，不經(jīng)過人工處理，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型。即：(1)與核酸堿基化學(xué)反應(yīng)的誘變劑。(2)堿基類似物(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，在離體條件下切割后，把它與作為載體的DNA分子連接起來，然后導(dǎo)入某一受體細(xì)胞中，讓外來的遺傳物質(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)代謝庫中，其酶量差別大。2） 大腸桿菌糖代謝過程中，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)，它是通過改變現(xiàn)成的酶分子活性來調(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)制概括起來有：共價(jià)修飾；變構(gòu)效應(yīng)；締合或解離和競爭性抑制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，從而改變酶的活性，此過程稱為共價(jià)修飾。 最常見的共價(jià)修飾方式有：磷酸化脫磷酸化，SH SS，乙?；撘阴；?，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Ｃ?檸檬酸?檸檬酸S酶+乙酸 檸檬酸S酶?乙酰酶+草酰乙酸6） 酶原的激活過程通常是無活性的酶原蛋白一級結(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競爭性抑制，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)方式對代謝途徑的起始關(guān)鍵酶進(jìn)行調(diào)節(jié)，最常見的負(fù)反饋調(diào)節(jié)別構(gòu)酶舉例：
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