文档介绍：生物工艺学期末复****资料
生物工艺学知识点总结
第一章绪论
1、生物工艺学(biotechnology):
又称为生物技术,它是应用自然科学及工程学原理,依靠生物作用剂(biological agents)的作用将物料进行加工以提供产品或社会服务的技术。
特点:多学科和多技术的结合;生物作用剂(生物催化剂)的参与;应用大量高、精、尖设备;建立工业生产过程或进行社会服务,。
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、工业生产常用的微生物
细菌、酵母菌、霉菌、放线菌、担子菌、藻类。
2. 工业生产对微生物菌种的要求
培养基成分简单、廉价、来源广。
生长迅速、发酵周期较短,抗杂菌和噬菌体能力强。
目的产物产量高,产物类似物的产量低,且目的产物最好能分泌到胞外,利于产物分离。
对温度、pH、离子强度、剪切力等环境因素不敏感。
对溶氧的要求低,便于培养及降低能耗。
菌种遗传性能稳定,不易变异和退化,不产生任何有害的生物活性物质和***。
3、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。
含微生物材料的预处理方法:物理方法(加热);化学方法(pH);诱饵法。
诱饵技术:将固体基质加到待检的土壤或水中,待其菌落长成后再铺平板。
分离的效率影响因素: 1)培养基的养分; 2)pH; 3)加入的选择性抑制剂。
4、高产培养基成分的选择准则:
制备一系列的培养基,其中有各种类型的养分成为生长限制因素(C、N、P、O);
使用一聚合或复合形式的生长限制养分;
避免使用容易同化的碳(葡萄糖)或氮(NH4+),它们可能引起分解代谢物阻遏;
确定含有所需的辅因子(Co2+,Mg2+,Mn2+,Fe2+)
加入缓冲溶液以减小pH变化。
5、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。
6、菌种的衰退表观现象有哪些?
目的产物的产量下降
营养物质代谢和生长繁殖能力下降
发酵周期延长
抗不良环境的性能减弱
7、菌种的衰退的原因
菌种保藏不当
提供不了当的条件或不利的条件
经诱变得到的新菌株发生回复突变
8、菌种的复壮方法:
纯种分离
通过寄主体进行复壮
淘汰已衰退的个体
9、菌种的保藏的原理
根据菌种的生理生化特点,人工创造条件,使孢子或菌体的生长代谢活动尽量降低,以减少其变异。一般可通过保持培养基营养成分在最低水平,缺氧状态,干燥和低温,使菌种处于“休眠”状态,抑制其繁殖能力。
10、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
11与生物工程相关性较大的国内主要菌种保藏机构包括:
工业微生物菌种保臧管理中心、农业微生物菌种保藏管理中心、普通微生物菌种保臧管理中心、抗生素菌种保藏管理中心
11 从自然环境中分离微生物菌种的的工艺过程
12. 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