【文章內容簡介】 PH范圍是 ( C ) A 17 B 25 C 36 D 910 名詞解釋 發(fā)酵工程 又稱為微生物工程，是利用微生物制造工業(yè)原料與工業(yè)產品，并提供服務的技術。 誘變劑 能誘發(fā)基因突變并使突變率提高到超過自發(fā)突變水平的物理化學因子都稱為誘變劑。 簡答題 1. 發(fā)酵工程發(fā)展大體上可分為四個階段，簡述各階段的技術內容，代表人物和主要產品 第一階段： 20世紀以前時期，人類利用傳統(tǒng)的微生物發(fā)酵技術來生產葡萄酒、酒、醋，醬、奶酪等 ，生產規(guī)模小，主要憑經驗控制生產過程。代表人物巴斯德。 第二階段， 19001940 年期間，微生物培養(yǎng)技術不斷進步，有力的推動了發(fā)酵工業(yè)的快速發(fā)展，能排除培養(yǎng)體系中的有害微生物，能進行大規(guī)模的工業(yè)生產發(fā)酵過程。代表產品是丙酮、丁醇，甘油，乳酸，檸檬酸等。 第三階段，發(fā)酵工業(yè)大發(fā)展時期。 能對微生物進行深層培養(yǎng)，可采用純種發(fā)酵，無菌操作技術成熟，生產規(guī)模巨大，生產過程能有效控制，相應的采用較復雜的工藝和設備。代表產品如青霉素，鏈霉素，紅霉素，氨基酸等。代表人物是發(fā)現(xiàn)青霉素的英國科學家 Fleming. 第 四階段 基因工程等高新技術應用階段?，F(xiàn)代生物技術的發(fā)展是人們加深了對微生物代謝產物合成的遺傳學與調節(jié)機制的了解，為更好的應用提供了前提條件。 DAN 雙螺旋結構模型的建立，質粒中遺傳物質的發(fā)現(xiàn)， DNA 限制酶和連接酶的應用，為人類控制生物體生物代謝過程提供了強大的工具，使發(fā)酵技術能為人類提供需要的產品。代表產品胰島素，干擾素等， 人物如沃森、克里克等。 2. 簡述培養(yǎng)基對發(fā)酵的影響 微生物的生長需要一定的營養(yǎng)，不同的微生物對營養(yǎng)的要求有很大的差異，培養(yǎng)基的成分和配比合適與否，對產生菌的生長發(fā)育，發(fā)酵單位 的增長，有相當大的影響，同時還會影響到提取工藝和產品質量。 微生物的生長需要較多供給有機碳架的碳源，構成含氮物質的氮源，還有無機鹽類，微量元素和水分等。 碳源是構成微生物細胞和各種代謝產物碳架的營養(yǎng)物質，同時碳源在微生物的代謝過程中被氧化、釋放出能量，并以 ATP的形式貯存于細胞內，供給微生物生命活動所需的能量。 碳源是構成菌體細胞的物質，同時也是細胞合成氨基酸、蛋白質、核酸、酶類及含氮代謝產物的成分，選擇氮源需要注意氮源促進菌體生長、繁殖和合成產物間的關系。 無機鹽和微量元素是構成菌體原生質的成 分，可維持酶的活性，可調節(jié)細胞的滲透壓和PH，參與產物的合成等。 水是必需的物質，它既是構成菌體細胞的主要成分，又是營養(yǎng)物質傳遞的介質，對微生物的生長繁殖和產物合成有很重要的作用。 3. 簡述溫度對發(fā)酵的影響，如何控制溫度可提高目標產物的產率？ 在發(fā)酵過程中，菌體的生長和產物的合成均溫度有密切關系，一般最適生長溫度和最適生產溫度往往不一致。在具體控制過程中，究竟選擇哪個溫度，需要視在微生物生長階段和產物合成階段中哪一矛盾是主要而定，另外，溫度還會影響微生物代謝的途徑和方向。 在理論上，整個發(fā)酵過程中不應只選一個培養(yǎng)溫度，而應該根據(jù)發(fā)酵的不同階段選擇不同的培養(yǎng)溫度。在生長階段，應選擇最適生長溫度；在產物分泌階段，應選擇最適生產溫度。這樣變溫發(fā)酵所得產物的產量是比較理想的。但在工業(yè)發(fā)酵過程中，由于發(fā)酵液的體積很大，升降溫度都比較的困難，所以在整個發(fā)酵 過程中，往往采用一個比較適合的培養(yǎng)溫度，使得到的產物產率最高。 4. 簡述溶氧對發(fā)酵的影響，如何控制溶氧濃度可提高目標產物的產率？ 大部分工業(yè)微生物需要在有氧環(huán)境中生長，培養(yǎng)這類微生物需要采取通氣發(fā)酵，適量的溶解氧可維持其呼吸代謝和代謝產物的合成。，對決大多數(shù)發(fā)酵來說，供氧不足會造成代謝異常，降低產物產量。因此，保證發(fā)酵液中溶氧和加速氣相、液相和微生物之間的物質傳遞對于提高發(fā)酵的效率是至關重要的。 發(fā)酵液的溶氧濃度，是由供氧和需氧兩方面多決定的，也就是說當發(fā)酵的供氧量大于需氧量，溶氧濃度就上升，反之就 下降。因此要控制好溶氧濃度需要從這兩方面入手。在供氧方面主要是設法提高氧傳遞的推動力和液相體積氧傳遞系數(shù)的值，如可調節(jié)攪拌轉速或通氣速率來控制供氧；發(fā)酵液的需氧量受菌體濃度的影響最為明顯，發(fā)酵液的攝氧率隨菌濃增加而按一定比例增加，但是氧的傳遞速率隨菌濃的增加呈對數(shù)減少。因此可通過控制最合適菌體濃度來控制需氧量。在工業(yè)生產中還可通過調節(jié)溫度，液化培養(yǎng)基，中間補水，填加表面 活性劑來改善溶氧水平。 5. 簡述 PH對發(fā)酵的影響，如何控制 PH可提高目標產物的產率 發(fā)酵培養(yǎng)基的 PH對微生物的生長具有非常明顯 的影響，也是影響發(fā)酵過程中各種酶活的重要因素，由于 PH不當，可能嚴重影響微生物的生長和產物的合成，因此對微生物發(fā)酵來講，有最適生長 PH和最適生產 PH。 在了解發(fā)酵過程中的最適 PH的要求后，就要采取各種方法來控制。首先要使培養(yǎng)基在發(fā)酵過程中的 PH變化在合適的范圍內，一般控制培養(yǎng)基 PH變化的能力有限，在不能滿足要求的前提下，可在發(fā)酵過程中直接加堿或酸性物質的方法來控制。 6. 簡述抗生素生物合成基因的特點？ 抗生素合成基因的特點是： （ 1）抗生素合成基因的一個典型特點是高 GC堿基組成，含量達 70%；三 聯(lián)體密碼子中的第三個堿基的 GC比例極高； （ 2）對已克隆的抗生素合成基因進行分析，發(fā)現(xiàn)他們大多處在一個基因簇中； （ 3）抗生素合成基因除定位在染色體上外，還發(fā)現(xiàn)定位在質粒上。 7. 利用基因工程如何提高抗生素的產量？ 利用基因工程可通過以下方法提高抗生素的產量： （ 1）增加參與生物合成限速階段基因的拷貝數(shù)； （ 2）通過調節(jié)基因的作用； （ 3）增加抗性基因； 8. 基因工程在抗生素生產中有那些應用？ 通過基因工程明確抗生素合成基因的典型特點和克隆的方法，解析合成基因的結構，深入了解微 生物的生長代謝過程，更有效的控制抗生素的生產，為人類的健康提供更多更有效的產品，主要體現(xiàn)在以下幾方面： （ 1）提高抗生素的產量 （ 2）改善抗生素的組分 （ 3）改進抗生素的生產工藝； （ 4）產生雜合抗生素，提供新的藥物來源 （ 5），用組合生物合成方法合成復雜化合物 9. 發(fā)酵工程的研究內容包括那些？ 發(fā)酵工程的內容包括：菌種的培養(yǎng)和選育、菌的代謝和調節(jié)、培養(yǎng)基滅菌、通氣攪拌、溶氧、發(fā)酵條件的優(yōu)化、發(fā)酵過程各種參數(shù)與動力學、發(fā)酵反應器的設計和自動控制、產品的分離純化和精制等。 想的發(fā)酵罐應該具有那些特點？ （ 1）制造發(fā)酵罐的材料穩(wěn)定性好，對微生物無毒性