【正文】 徑，平衡各代謝物流和反應(yīng)速率來適應(yīng)外界環(huán)境的變化。 工程菌的不穩(wěn)定性表現(xiàn) 質(zhì)粒的不穩(wěn)定（質(zhì)粒的丟失、重組質(zhì)粒的 DNA 片段脫落）、表達(dá)產(chǎn)物的不穩(wěn)定 第三章 微生物的代謝調(diào)節(jié) 微生物代謝調(diào)節(jié)方式 概念：微生物在生長過程中機(jī)體內(nèi)的復(fù)雜代謝過程是相互協(xié)調(diào)和高度有序的，并對外界環(huán)境的改變能夠迅速做出反應(yīng) ,其原則是經(jīng)濟(jì)合理地利用和合成所需的各種物質(zhì)和能量 ,使細(xì)胞處于平衡生長狀態(tài)。 原生質(zhì)體融合的基本過程：原生質(zhì)體形成、原生質(zhì)體融合、原生質(zhì)體的再生。 （ 4）雜交育種 (Hybridization)： 常規(guī)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，促使兩個具有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。誘變育種的理論基礎(chǔ)是基因突變。 應(yīng)用：自然選 育在工業(yè)生產(chǎn)中可以達(dá)到純化菌種，防止菌種衰退，穩(wěn)定生產(chǎn)，提高產(chǎn)量的目的。 特點(diǎn)：自發(fā)突變的頻率較低，變異程度不大。 菌種的保藏方法： A 斜面冰箱保藏法 B 沙土管保藏法 C 石蠟油封存法 D 真空冷凍干燥保藏法 E 液氮超低溫保藏法 11 與生物工程相關(guān)性較大的國內(nèi)主要菌種保藏機(jī)構(gòu)包括： 工業(yè)微生物菌種保臧管理中心、農(nóng)業(yè)微生物菌種保藏管理中心、普通微生物菌種保臧管理中心、抗生素菌種保藏管理中心 11 從自然環(huán)境中分離微生物菌種的的工藝過程 12. 生物工程專業(yè)相關(guān)的主要數(shù)據(jù)庫有哪些？ 維普中文科技期刊數(shù)據(jù)庫、中國期刊全文數(shù)據(jù)庫、萬方系列數(shù)據(jù)庫、 science online、 springer link等。 菌種的衰退表觀現(xiàn)象有哪些？ 目的產(chǎn)物的產(chǎn)量下降 營養(yǎng)物質(zhì)代謝和生長繁殖能力下降 發(fā)酵周期延長 抗不良環(huán)境的性能減弱 菌種的衰退的原因 菌種保藏不當(dāng) 提供不了當(dāng)?shù)臈l件或不利的條件 經(jīng)誘變得到的新菌株發(fā)生回復(fù)突變 菌種的復(fù)壯方法： 純種分離 通過寄主體進(jìn)行復(fù)壯 淘汰已衰退的個體 菌種的保藏的原理 根據(jù)菌種的生理生化特點(diǎn)，人工創(chuàng)造條件，使孢子或菌體的生長代謝活動盡量降低，以減少其變異。 高產(chǎn)培養(yǎng)基成分的選擇準(zhǔn)則： 制備一系列的培養(yǎng)基，其中有各種類型的養(yǎng)分成為生長限制因素（ C、 N、 P、 O）； 使用一聚合或復(fù)合形式的生長限制養(yǎng)分； 避免使用容易同化的碳（葡萄糖）或氮（ NH4+），它們可能引起分解代謝物阻遏； 確定含有所需的輔因子 (Co2+,Mg2+,Mn2+,Fe2+) 加入緩沖溶液以減小 pH 變化。 誘餌技術(shù)：將固體基質(zhì)加到待檢的土壤或水中，待其菌落長成后再鋪平板。 分離微生物新種的過程大體可分為采樣、增殖、純化和性能測定。 對溶氧的要求低，便于培養(yǎng)及降低能耗。 目的產(chǎn)物產(chǎn)量高，產(chǎn)物類似物的產(chǎn)量低，且目的產(chǎn)物最好能分泌到胞外，利于產(chǎn)物分離。 2. 工業(yè)生產(chǎn)對微生物菌種的要求 培養(yǎng)基成分簡單、廉價、來源廣。 生物催化劑特點(diǎn)： 優(yōu)點(diǎn)：①常溫、常壓下反應(yīng) ②反應(yīng)速率大 ③催化作用專一 ④價格低廉 缺點(diǎn)：穩(wěn)定性差 控制條件嚴(yán)格 易變異（細(xì)胞） 生物反應(yīng)過程實(shí)質(zhì)是利用生物催化劑以從事生物技術(shù)產(chǎn)品的生產(chǎn)過程 (process engineering)。 生物工藝學(xué)包含的四大塊內(nèi)容：原料預(yù)處理和培養(yǎng)基的制備、菌種的選育及代謝調(diào)節(jié)、生物反應(yīng)過程的工藝控制、下游加工。生物工藝學(xué)知識點(diǎn)總結(jié) 生物工藝學(xué)期末復(fù)習(xí)資料 生物工藝學(xué)知識點(diǎn)總結(jié) 第一章 緒論 生物工藝學(xué)（ biotechnology）： 又稱為生物技術(shù)，它是應(yīng)用自然科學(xué)及工程學(xué)原理，依靠生物作用劑 (biological agents)的作用將物料進(jìn)行加工以提供產(chǎn)品或社會服務(wù)的技術(shù)。 特點(diǎn)：多學(xué)科和多技術(shù)的結(jié)合；生物作用劑（生物催化劑）的參與；應(yīng)用大量高、精、尖設(shè)備；建立工業(yè)生產(chǎn)過程或進(jìn)行社會服務(wù)。 生物催化劑是游離的或固定化的細(xì)胞或酶的總稱。 生物 技術(shù)研究的主要內(nèi)容： 基因工程 (DNA重組技術(shù)， gene engineering) 、細(xì)胞工程 (cell engineering)、酶工程 (enzyme engineering)、發(fā)酵工程 (fermentation engineering)、蛋白質(zhì)工程 (protein engineering)、 第二章 菌種的來源 工業(yè)生產(chǎn)常用的微生物 細(xì)菌、酵母菌、霉菌、放線菌、擔(dān)子菌、藻類。 生長迅速、發(fā)酵周期較短，抗雜菌和噬菌體能力強(qiáng)。 對溫度、 pH、離子強(qiáng)度、剪切力等環(huán)境因素不敏感。 菌種遺傳性能穩(wěn)定，不易變異和退化，不產(chǎn)生任何有害的生物活性物質(zhì)和毒素。 含微生物材料的預(yù)處理方法：物理方法（加熱）；化學(xué)方法（ pH）；誘餌法。 分離的效率影響因素 ： 1）培養(yǎng)基的養(yǎng)分； 2） pH； 3）加入的選擇性抑制劑。 代謝控制發(fā)酵（ Metabolic Control fermentation）：用人工誘變的方法，有意識地改變微生物的代謝途徑，最大限度地積累產(chǎn)物，這種發(fā)酵形象地稱為代謝控制發(fā)酵，最早在氨基酸發(fā)酵中得到成功應(yīng)用。一般可通過保持培養(yǎng)基營養(yǎng)成分在最低水平，缺氧狀態(tài)，干燥和低溫，使菌種處 于“休眠”狀態(tài)，抑制其繁殖能力。 第三章 菌種選育 常用菌種選育方法 （ 1）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 (spontaneous mutation)而進(jìn)行菌種篩選的過程。所以該法培育新菌種的過程十分緩慢。 （ 2）誘變育種 :是利用物理或化學(xué)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，從中挑選少數(shù)符合育種目的的突變株，以供生產(chǎn)實(shí)踐或科學(xué)研究使用。 誘變育種的典型流程 常用誘變劑：物理誘變劑、化學(xué)誘變劑（堿基類似物、與堿基反應(yīng)的物質(zhì)、在 DNA分子中插入或缺失一個或幾個堿基物質(zhì)）、生物誘變劑 （ 3）分子育種（ DNA 重組、基因工程）：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)。 原生質(zhì) 體融合技術(shù)：通過人工方法，使遺傳性狀不同的兩個細(xì)胞的原生質(zhì)體發(fā)生融合，并產(chǎn)生重組子的過程，亦稱為“細(xì)胞融合” (cell fusion)。 ： 平板點(diǎn)滴法、單層瓊脂法、雙層瓊脂法。微生物代謝分為初級代謝和次級代謝。 代謝速度的調(diào)控分為酶量（粗調(diào)）（酶合成的誘導(dǎo)和酶合成的阻遏）和酶活（細(xì)調(diào)）（酶活性的激活、酶活性的抑制） 反饋?zhàn)瓒羰寝D(zhuǎn)錄水平的調(diào)節(jié) ，產(chǎn)生效應(yīng)慢；影響催化一系列反應(yīng)的多個酶 反饋抑制是酶活性水平調(diào)節(jié)，產(chǎn)生效應(yīng)快。酶活調(diào)節(jié)的影響因素包括：底物和產(chǎn)物的性質(zhì)和濃度、壓力、 pH、離子強(qiáng)度、輔助因子以及其他酶的存在等等。 酶活性的調(diào)節(jié)包括：酶活性的激活和酶活性的抑制（反饋抑制） （ 2）酶合成的調(diào)節(jié)：通過調(diào)節(jié)酶合成的量來控制微生物代謝速度的調(diào)節(jié)機(jī)制。 末端代謝產(chǎn)物阻遏 :由于某代謝途徑末端產(chǎn)物的過量積累而引起酶合成的 (反饋 )阻遏。 這種阻遏并不是由于快速利用底物直接作用的結(jié)果，而是由這種底物分解過程中產(chǎn)生的中間代謝物引起的，所以稱為分解代謝物阻遏（過去被稱為葡萄糖效應(yīng)）。 人工控制微生物代謝的兩種手段： （ 1）生物合成途徑的遺傳控制 （ 2）發(fā)酵條件的控制 6. 生物素對谷氨酸合成的影響 （ 1）生物素是丙酮酸羧化酶的輔酶，生物素在低于亞適濃度之前，增加生物素有利于丙酮酸的羧化產(chǎn)生草酰乙酸，進(jìn)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輔酶 A羧化酶的輔酶，該酶催化乙酰輔酶 A 羧化生