1、生物工藝學上冊1、生物工程與生物技術：p12技術與工程是自然科學因生產實踐而派生出的兩個分支，“技術”涵蓋面較廣，有較強的自然科學的探索性和首創性；“工程”面較小，重視過程的可實施性和經濟上的合理性。（1分）生物技術（biotechnology）：應用自然科學與工程學原理，依靠生物作用劑的作用將物料進行加工以提供產品或用以為社會服務的技術（國際經濟合作與發展組織，IECDO）。（2分）生物工程（bioengineering）可細分為發酵工程（又稱微生物工程）、生化工程、酶工程、基因工程（衍生出蛋白質工程、代謝工程）、細胞工程（衍生出組織工程、生物醫學工程）。（2分）2、發酵與發酵工程：ppt發

2、酵狹義指在無氧條件下，以有機物作為電子受體的氧化還原產能反應。（1分）發酵廣義上泛指利用微生物制造或生產某些產品的過程，包括厭氧與好氧培養的生產過程，產品既有細胞代謝產物也包括菌體細胞與酶等。（2分）發酵工程：通過改造發酵所用的菌及應用技術手段控制發酵過程來大規模工業化生產發酵產品。（1分）工業生物技術的發展最早始于發酵生產。（1分）3、Bio-X：p1指生物學科與其他學科的交叉學科，X泛指物理學、化學、工程學、醫學等其它學科。（2）菌種選育及保藏1、富集培養：p34，ppt又稱加富培養或集菌培養；（1分）通過控制培養基組分，培養條件以及加入特定物質，創造有利于目標菌株而不利于雜菌生存的條件，

3、使目標菌株由原來自然條件下的劣勢菌株變成人工環境下的優勢菌株。（2分）富集培養僅具有相對選擇性，雜菌仍然伴隨目標菌株存在，為了獲得目標菌株的純種培養，還必須要進一步進行菌種的分離純化工作。（2分）2、自然選育：p36定義：不經過人工處理，利用菌種的自然突變進行菌種篩選；方向是篩選出維持原有生產水平的菌株或是篩選出正變（產量增加）菌株，淘汰負變（產量降低）菌株。（2分）特點：自然突變速度慢，產生負變菌株多于正變菌株，因而篩選高產菌株的效率低。（1分） 流程：制備菌懸液單菌落分離斜面種子搖瓶初篩搖瓶復篩生產實驗菌種保存。（1分）應用：多用于菌種的復壯。（1分）3、誘變育種：p3743定義：使用誘變

4、劑，人為加速基因突變，通過篩選獲得高產菌株的一種育種方法。（1分）誘變劑種類：物理誘變因子、化學誘變因子、生物誘變因子。（1分）特點：相對自然選育提高了突變頻率、擴大了變異幅度、增加了獲得優良特性突變株的概率。不足之處是隨機突變，非定向進化、篩選工作量大，需與高通量篩選方法配合使用。多次誘變后，誘變熱點鈍化、變異幅度下降，菌種生活力逐漸衰退。（2分）地位：迄今為止，發酵工業所用生產菌種絕大部分是通過人工誘變育種得到，尤其是抗生素工業的生產菌種。由于其方法簡單、有效、對實驗條件（設備、成本）要求低，至今仍被廣泛使用。（1分）4、雜交育種：p4348定義：將兩個基因型不同的親株（供體與受體）通過特

5、定雜交方法使遺傳物質重新組合，把不同菌株的優良性狀集中于組合體中，形成新的遺傳型個體的過程。（2分）特點：具有定向育種的性質。該技術對實驗條件要求高，操作復雜，需妥善選擇親本及遺傳標記。（1分）雜交范圍：種間、屬間。（1分）雜交方法：真核生物主要包括有性生殖和準性生殖；原核生物有接合、轉化、轉導等方式。（1分）5、原生質體融合：p4849兩個帶有不同遺傳標記（營養缺陷、抗藥性、溫度敏感、色素等）的親本通過酶解作用，使其細胞壁脫除或部分脫除，制成原生質體，并在高滲條件下混合，用聚乙二醇（PEG）促進其發生融合，接著兩親本遺傳物質交換，從而實現遺傳重組。然后高滲條件下，重新生成細胞壁，在篩選培養基

6、上生長篩選出具有理想性狀的融合子。（4分）意義：打破了微生物種屬間的界限，使遠源雜交成為可能。（1分）6、代謝控制育種：ppt定義：應用生物化學和遺傳學原理，深入研究微生物合成代謝途徑及代謝調控機制，設計出選擇性篩選子，通過遺傳育種技術獲得解除或繞過了微生物正常代謝途徑的突變株，即定向選育某種特定的突變型，以達到大量積累目標產物的目的。（3分）特點：定向性、降低工作量、提高了篩選效率。（1分）應用：初級代謝產物（氨基酸、核苷酸）的育種中得到了廣泛的應用。（1分）7、基因工程育種：ppt定義：利用DNA重組技術將外源基因導入到微生物細胞中，使后者獲得前者的某些優良性狀或者利用后者作為表達場所來生

7、產目的產物的新菌種。（2分）特點：實現真正意義上的遠源雜交，革命性，要注意其安全性。（1分）步驟：目的基因的獲得、載體的選擇與準備、目的基因與載體連接、外源基因導入、重組體篩選。（2分）8、真空冷凍干燥保藏法：p59原理：在低溫、干燥、真空無氧條件下使菌種處于休眠狀態，其生長繁殖代謝活力盡可能降低，從而減少變異，是目前較為理想的一種菌種長期保存（五年左右）的方法。（2分）方法：將微生物制成菌懸液，并與保護劑混合，然后置于安瓿管內，低溫下（-18 oC以下）使其迅速凍結，繼續在低溫下用真空泵抽干，最后將安瓿管熔封，并低溫（-70 -80 oC）保藏。（2分）保護劑多采用脫脂牛奶和血清，作用是在脫

8、水過程中代替結合水，穩定細胞膜構型，并起到支持作用，使微生物疏松的固定在上面。（1分）9、液氮超低溫保藏法：p5960原理：液氮溫度為-196 oC，遠低于新陳代謝停止的溫度（-130 oC），在此條件下菌種生長繁殖、代謝全部停止，不會產生變異。是一種長期保存菌種的方法。（2分）方法：待保藏菌種制備菌懸液，加入甘油作為保護劑，甘油終濃度為10%；然后凍結，從0 oC 到-35 oC，其降溫速度為每分鐘1 oC，這樣可以使細胞內的自由水通過膜滲出而不形成冰晶刺破細胞；然后放入液氮保存；重新培養時，需將安瓿管在3540 oC水浴中迅速解凍，打開安瓿管，轉移菌種至適宜的培養基培養。（3分）10、鈍化

9、：即滅活，用物理或化學方法處理原生質體，使其存活率在10-510-6以替代對親株的遺傳標記。11、隨機篩選：將誘發突變后的菌株憑經驗隨機選擇一定數量的菌落，其中包括未發生突變的野生型菌株和發生突變后的正向突變株和負向突變株，進行篩選的方法。篩選方法包括：直接搖瓶法、瓊脂柱預篩選法、自動化篩選法。12、理性化篩選：根據遺傳和生化原理，設計出具有選擇性的篩子，淘汰大部分不符合要求的菌株，使有效的性狀突變株在大量菌落中得以很快的篩選出來，從而大大提高篩選效率。（3）代謝調節1、初級代謝與次級代謝：初級代謝：普遍存在于生物體內、與生物生存息息相關，它涉及能量的產生和消耗。（1分）其產物為初級代謝產物，

10、如糖、氨基酸、脂肪酸、核苷酸及其高聚物多糖、蛋白質、脂類和核酸等。（1分）次級代謝：以初級代謝產物為前體，特定時期合成一些對微生物的生命活動無明確功能的物質過程。（1分）其產物為次級代謝產物，大多是分子結構比較復雜的化合物，如：抗生素、毒素、激素、生物堿及色素等。（1分）兩者關系：初級代謝為次級代謝產物合成提供前體物質和能量，次級代謝是初級代謝在特定條件下的繼續和發展，避免初級代謝過程中某種或某些中間體或產物過量積累對機體產生的毒害作用。（1分）2、分解代謝與合成代謝：分解代謝指生物體將各種大分子營養物質和細胞物質降解成簡單的小分子產物，包括各種中心途徑如TCA循環、EMP途徑和HMP途徑以及

11、外周途徑（指其他碳源、氮源物質通過分解后進入中心途徑）。（2分）合成代謝將分解代謝所提供的能量和中間體或從環境中所吸收的小分子物質合成大分子物質的過程，如合成氨基酸、核酸等單體。（2分）分解代謝為合成代謝提供原料和能量，合成代謝為分解代謝提供物質基礎，兩者協調統一，偶聯進行。3、前體與中間體：p73前體是指加入到發酵培養基中的某些化合物能被微生物直接結合到產物分子中去，而自身的結構無多大變化，且具有促進產物合成的作用。（2分）中間體指基質進入代謝途徑后被轉化為一種特定的中間代謝產物，并非途徑的終產物，還需進一步代謝。（2分）前體與中間體區別在于，前體結構往往略需改變才能進入到代謝途徑中去。（1

12、分）4、能荷：ppt指細胞中ATP、ADP、AMP系統中可為代謝反應供能的高能磷酸鍵的量度。（2分）高能荷可促進分解代謝，并抑制合成代謝。相反，低能荷則促進合成代謝，抑制分解代謝。（2分） （1分）5、分解代謝物阻遏：是指那些能被快速利用的基質，如葡萄糖，其分解代謝物會阻遏另一種較難異化利用基質的酶的合成。（3分）當這類基質耗盡時，才能解除其對參與其他代謝的酶的阻遏，菌體才能由生長階段轉入代謝產物合成階段。（2分）6、亞正常調節：指一些工業生產菌株的代謝調節。為達到工業生產的目的，原始菌株經過多次選育后，在代謝調節方面呈現出一種非正常的、變性的菌株，其代謝調節稱亞正常調節。7、效應物：是一種酶

13、的基質、產物或調節性代謝物。促進或抑制酶的反應速率，影響酶對基質的親和力。（4）培養基1、孢子培養基、種子培養基、發酵培養基2、生理酸性物質、生理堿性物質3、快速利用碳源、快速利用氮源4、氨氮、硝態氮5、生長因子6、產物促進劑7、碳氮比8、理論轉化率9、正交實驗設計10、響應面分析（5）滅菌消毒、滅菌與過濾除菌：滅菌：指殺滅或去除物體上所有微生物的方法，包括抵抗力極強的細菌芽胞。（2分）除菌：將微生物隔離開，并不殺死，如空氣過濾除菌。（1分）消毒：指殺死物體上病原微生物的方法，芽胞或非病原微生物可能仍存活。用以消毒的藥品稱為消毒劑。（2分）濕熱滅菌：原理：利用飽和蒸汽具有的強穿透能力，以及蒸汽

14、在冷凝時放出的大量熱能，使微生物細胞中的蛋白質、酶和核酸分子內部的化學鍵，特別是氫鍵受到破壞，引起不可逆的變性，造成微生物死亡。（2分）方法一：0.11MPa（表壓），121 ，保溫2030min（1分）方法二：0.07MPa（表壓），115 ，保溫30min（1分）使用范圍：一般培養基、玻璃器皿、無菌水、緩沖液、金屬用具等都可以采用此法滅菌。（1分）連續滅菌：指培養基在罐外，通過專用滅菌裝置，使培養基和高壓蒸汽快速混合接觸，經保溫及冷卻，然后輸入發酵罐的滅菌方法。因為隨著滅菌溫度的升高，微生物比死亡速率的增加超過營養物分解速率常數，高溫快速滅菌可減少培養基營養成分的破壞，所以說，高溫快速滅菌

15、所得培養基的質量比較好。介質過濾除菌：過濾介質：逐漸由天然材料棉花過渡到玻璃纖維、超細玻璃纖維和石棉板、燒結材料 (燒結金屬、燒結陶瓷、燒結塑料) 、微孔超濾膜等。（2分）過濾機制：絕對過濾和深層介質過濾。（1分）絕對過濾是利用微孔濾膜，深層過濾是靠慣性、阻截、擴散、重力沉降和靜電等作用將細菌截留。一般認為慣性、攔截和布朗運動的作用較大，而重力和靜電引力的作用較小。（2分）對數殘留定律: 濕熱滅菌時，培養基中的微生物受熱死亡的速率與殘存的微生物數量成正比（以對數速度遞減），（3分）即dNdkN （2分）（6）種子擴大培養1、種子2、種子擴培3、種子罐級數4、發酵級數5、接種齡與接種量6、雙種法

16、、倒種法（7）發酵工藝控制連續發酵：即在發酵過程中一邊補入新鮮的料液，一邊以相近的流速放料，維持發酵液原來的體積。它使培養系統保持恒定狀態。發酵液帶放：在發酵過程中，當分泌期尚未達到高峰時，由于體積大、補料困難、溶氧不足、馬達負荷過大、加油次數增多、容易逃液等現象，使繼續發酵有困難，這時，可放出一定體積發酵液給下游工段，同時，再補入一些培養基繼續發酵。這種方法稱為發酵液帶放。臨界溶氧濃度：發酵熱（Q發酵）是指發酵過程中釋放出來的凈熱量。Q發酵Q生物Q攪拌Q蒸發Q輻射其中Q生物是主導因素。 簡答題（1）請從技術發展方面談談發酵工業的幾個歷史時期。發酵工業發展的歷史時期為：天然發酵階段：以家庭工業

17、為主，對微生物的本質缺乏認識，進展緩慢；（2分）純培養技術的建立：1857年發酵原理被發現，建立了純培養技術，在第一次世界大戰前后，進行了以丙酮丁醇發酵為代表的工業化發酵的發展，這是發酵技術發展的第一轉折時期；（2分）通氣攪拌發酵技術的建立：該技術的建立是在第二次世界大戰前后，以青霉素發酵為代表，并推廣于其它發酵產品。它使發酵生產不受限制，是發酵技術發展的第二轉折時期，也是發酵工程的開端；（2分）代謝控制發酵技術：1956年后建立，通過人工誘變的突變株、控制條件下的培養等，使人們能有選擇的大量生產人們所需要的物質。這項技術也在其它發酵產品中推廣，是發酵技術發展的第三轉折時期；（2分）發酵原料的

18、轉換：由糖質原料向非糖質原料的轉換，以節約糧食；（1分）基因工程技術：使菌種選育、代謝控制定向化。（1分）（2）自然界中分離微生物的流程。主要有以下幾步：樣品的采集、富集培養、分離純化、純培養驗證。（2）為什么要進行搖瓶復篩？主要有4點：考察菌種生產能力的自然波動范圍；考察菌種傳代穩定性、效價穩定性；通過二級發酵，使搖瓶發酵工藝接近生產工藝；有較多較新鮮的孢子留種。（2）自然變異是如何產生的？（6）種子罐接種方法有哪些？引起種子異常的原因有哪些？種子罐接種方法有：孢子懸浮液：微孔接種法；（1分）搖瓶菌絲：壓差法、火焰接種法；（2分）罐間接種：壓差法。（1分）引起種子異常的情況及原因有：生長代謝

19、緩慢：原因是空氣溫度低、接種量少、培養基消毒質量差、儀表失靈造成培養溫度低等；（2分）菌絲結團：原因是接種量少、攪拌效率差、有機氮不足等；（2分）菌絲粘壁：原因是攪拌效果不好、罐內泡沫多、種子罐的裝料系數過小等。（2分）（6）種子擴大培養的目的是什么？主要是獲得代謝旺盛、數量足夠的種子。目前工業規模的發酵罐容積已達幾十立方米或幾百立方米。如按百分之十左右的種子量計算，就要投入幾立方米或幾十立方米的種子。要從保藏在試管中的微生物菌種逐級擴大為生產用種子是一個由實驗室制備到車間生產的過程。其生產方法與條件隨不同的生產品種和菌種種類而異。如細菌、酵母菌、放線菌或霉菌生長的快慢，產孢子能力的大小及對營

20、養。溫度、需氧等條件的要求均有所不同。因此，種子擴大培養應根據菌種的生理特性，選擇合適的培養條件來獲得代謝旺盛、數量足夠的種子。這種種子接入發酵罐后，將使發酵生產周期縮短，設備利用率提高。種子液質量的優劣對發酵生產起著關鍵性的作用。（7）泡沫的性質、消長規律有哪些？性質：機械性泡沫, 流態性泡沫. 消長規律：與通氣、攪拌的劇烈程度有關。與培養基配比及原材料組成有關。與菌種、種子質量、菌絲階段和接種量有關。（7）如何增加發酵液中的溶氧？提高空氣流速；提高罐的高徑比；降低培養液的濃度；調整攪拌器。（7）發酵分期的原因是什么？因為，抗生素合成酶是誘導酶，誘導酶的基因平時是處于關閉狀態，僅當培養基中有

21、了誘導物時，該基因才得以解除阻遏。所以，在分批發酵中，菌體生長期中尚未積累合成酶的誘導劑，基因就處于被阻遏狀態；而在生長期末，由于菌體的代謝變化而積累了或從外界加入某種誘導劑，就解除了生長期的被阻遏狀態，開始酶的合成，進而合成產物。這就是發酵分期的原因。（7）試述分批發酵的分期、類型及其特點。分批發酵是指在一封閉培養系統內含有初始限制量的基質的發酵方式。分三期：延滯期、對數期、穩定期。分三個類型：生長關聯型：特點、作圖 非生長關聯型：特點、作圖 混合型：特點、作圖（7）如何從發酵規模上來分析染菌的原因。主要從以下三個方面來分析：大批發酵罐染菌部分發酵罐染菌個別發酵罐染菌（7）高基質濃度對發酵有

22、何影響？由于代謝產物或基質過濃而導致抑制作用，出現生長下降的趨勢。基質濃度高，傳質狀況差，用于非生產的能量增加，對生產不利。引起碳分解代謝物阻遏現象，并阻遏產物的形成。（7）何為補料-分批發酵，其特點是什么？定義：介于分批發酵和連續發酵之間。是指在分批發酵過程中，間歇或連續地補加新鮮培養基的發酵方法（3分）。應用：很多產品，包括抗生素發酵。（2分）特點：在于可以維持較低的底物濃度，解除底物的抑制；不需要嚴格的無菌條件；不會產生菌種老化和變異問題；其適用范圍廣，最終產物含量高，有利于產物的分離（3分）。隨著時間的延長，培養液中菌體總量增加，但實際上細胞質量濃度保持不變，半穩態， D，（2分）。

23、論述題1、論述誘變育種的原理及一般步驟。定義：使用誘變劑，人為加速基因突變的一種育種方法（4分）。誘變劑：物理誘變因子、化學誘變因子、生物誘變因子（3分）。特點：相對自然選育提高了突變頻率、擴大了變異幅度、增加了獲得優良特性突變株的概率（2分）。不足之處：是隨機突變，非定向進化、篩選工作量大，需與高通量篩選方法配合使用。多次誘變后，誘變熱點鈍化、變異幅度下降，菌種生活力逐漸衰退（2分）。地位：發酵工業所用生產菌種絕大部分是通過人工誘變育種得到，尤其是抗生素工業的生產菌種。由于其方法簡單、有效、對實驗條件（設備、成本）要求低，至今仍被廣泛使用（1分）。 （8分）2、菌種保藏的原理是什么？試述冷凍

24、干燥保藏法的步驟和操作注意事項。（1）原理：根據微生物生理、生化的特點，通過創造適宜條件，使微生物的代謝處于不活潑和生長繁殖受抑制的休眠狀態，以減少菌種變異、退化、死亡。如，低溫、干燥、缺氧、營養缺乏。（5分）（2） 步驟（9分） 準備安瓿管：安瓿管先用2%HCl浸泡，再水洗多次，烘干。將標簽放入安瓿中，管口塞上棉花，滅菌備用。 制備保護劑：用鮮奶經處理或使用脫脂奶粉兌脫脂牛奶，滅菌，并做無菌試驗后備用。 菌懸液制備及分裝：將無菌牛奶直接加到待保藏的菌種斜面內，用接種環將菌種刮下，輕輕攪拌使其均勻地懸浮在牛奶內成懸浮液。用無菌長滴管將懸浮液分裝入安瓿管底部，每支安培管的裝置約為0.9mL（一般

25、裝入量為安瓿管球部體積的1/3）。 預凍：將分裝好的安瓿管在-30以下進行預凍1h。真空干燥：預凍以后，將安瓿管放入真空器中，開動真空泵進行干燥。封管：封管前將安瓿管裝入歧管；真空度抽至1.333Pa后，再用火焰熔封，封好后，要用高頻火花器檢查各安瓿管的真空情況。如果管內呈現灰藍色光，證明保持著真空。檢查時高頻電火花器應射向安瓿管的上半部。保藏：做好的安瓿管應放置在低溫避光處保藏。質量檢查：檢查項目有，水份（5以下）、真空度、雜菌污染情況、存活率、形態變異、生產能力。活化：如果要從中取出菌種恢復培養，可先用75%酒精將管的外壁消毒，然后將安瓿管上部在火焰上燒熱，再滴幾滴無菌水，使管子破裂。再用

26、接種針直接挑取松散的干燥樣品，在斜面接種。操作注意事項：（6分）脫脂牛奶的脫脂要完全，滅菌條件合適；要選擇合適的菌液濃度，通常菌液濃度越高，生存率越高，保存期也越長；予凍要徹底（-30以下）；注意真空度（10-2托以下）；熔封時注意，火焰集中，不使菌受熱；注意保藏溫度。3、如何選擇出發菌株和誘變劑？出發菌株的選擇（10分）：選擇生產菌株，穩定性強，易推廣，但難有大的突破；選擇具有某些優良特性的菌株；選擇具有一定穩定性的菌株。誘變劑的選擇依據（10分）：誘變劑的作用原理；出發菌株的特點；誘變系譜。4、你認為目前較好的菌種保藏方法是哪種，為什么？試述其基本制作過程。（1）原理：根據微生物生理、生化

27、的特點，通過創造適宜條件，使微生物的代謝處于不活潑和生長繁殖受抑制的休眠狀態，以減少菌種變異、退化、死亡。如，低溫、干燥、缺氧、營養缺乏。（5分）（2）保藏方法類型：低溫保藏法；定期移植保藏法；礦物油保藏法；干燥載體保藏法；真空冷凍干燥保藏法；冷凍保藏法；寄主保藏法；基因工程菌保藏法。（5分）（3）你認為目前最佳的菌種保藏方法是哪種，為什么？試述其基本制作過程。（10分）（主要從使用范圍、效果、保藏時間、成本、操作是否簡便等方面比較。）5、試述菌種保藏的原理并比較凍干法和沙土管保藏法。原理：根據微生物生理、生化的特點，通過創造適宜條件，使微生物的代謝處于不活潑和生長繁殖受抑制的休眠狀態，以減少

28、菌種變異、退化、死亡。如，低溫、干燥、缺氧、營養缺乏。（10分）凍干法和沙土管保藏法的比較：主要從使用范圍、效果、保藏時間、成本、操作是否簡便等方面比較。（10分）6、菌種為什么會退化變異？菌種選育的含義、基本原理及主要方法有那些？菌種退化變異的原因：主要是群體中自發變異的負變正變。（5分）菌種選育的含義：出發菌株（原種）純化（并保藏）變異篩選（或再純化）新菌種生理特性的研究中試、放大。（5分）菌種選育的基本原理：是遺傳變異。即根據微生物的遺傳變異特性，采用自然選育、誘變育種、代謝控制育種、雜交育種、分子育種等方法，將菌種進一步純化、改良，以獲得優良菌株。（5分）菌種選育的主要方法有：自然選育

29、、誘變育種、代謝控制育種、雜交育種（包括原生質體融合）、分子育種（基因工程育種）。（5分）7、自然變異是如何產生的？為什么說自然變異效率低、進展慢？自然變異產生的原因主要有：多因素低劑量的誘變效應（如低濃度誘變物質、宇宙短波輻射、微生物自身代謝物質等）；（4分）遺傳的不穩定性（互變異構效應、增變基因、自然死亡基因等）；（4分）代謝機制的自我調整（向著有利于生長繁殖的方向發展）。（4分）自然變異效率低、進展慢的原因主要有：基因突變不能很快取得數量上的優勢并在群體中表現，即突變由個體到群體的過程慢；（3分）變異要通過復制、傳代及適宜的環境條件才能體現，即突變由基因型到表型的過程慢；（3分）環境因素

30、對變異的影響較弱。（2分）8、培養基的主要成分及其作用。培養基的主要成分：足量碳源、氮源、無機鹽和水分。此外，有些合成能力差的微生物還需要添加生長調節物質，以促進其正常生長和分泌代謝產物。（4分）碳源構成菌體細胞和產物的骨架并供給菌種生命活動所需能量，是微生物發酵的主要原料。碳源包括各種糖類、脂肪、有機酸和醇、碳氫化合物等。（4分）氮源供給菌體生長繁殖所需要的營養物質，作為某些目的產物合成的前體或氮素來源，少數微生物可用作能源。包括：有機氮源和無機氮源。（4分）無機鹽及微量元素的功能： 作為菌體細胞的組分； 調節pH、細胞滲透壓（磷酸氫二鉀，磷酸二氫鉀，Na+/K+） 作為某些酶的組分（Zn2

31、+、Fe3+、Co2+） 調節酶活性（Mn2+可以降低Taq DNA聚合酶對模板結合的特異性，Mg2+可以穩定非互補的的堿基對 ） 某些自養型微生物可用其作能源。（4分）生長因子：氨基酸、嘌呤、嘧啶、維生素等。主要功能是構成輔酶的組成部分，促進生命活動進行，一般需要量極少。前體：通過產生菌的生物合成途徑，被菌體直接或間接用于產物合成，成為產物分子的一部分，而自身結構無顯著改變。前體能明顯提高產品的產量，在一定條件下還能控制菌體合成代謝產物的方向。促進劑：在發酵培養基中，加入某些微量的化學物質，可促進某種產物的生物合成，這些物質稱為產物促進劑。（4分）9、培養基的一般分類方法有幾種？孢子、種子、

32、發酵培養基的特點是什么？培養基一般分類方法有四種（8分）：按純度分類，可分為 按型態分類，可分為 按特殊用途分類，可分為 按用途分類，可分為孢子培養基：是供菌種繁殖孢子用的。對這種培養基的要求是能使菌種發芽生長快，產孢子量多，并且不會引起菌種變異。一般來說，孢子培養基中的碳源和氮源（特別是有機氮源）濃度相對較低，多了會只長菌絲，少長或不長孢子；無機鹽濃度要作適當的選擇和控制，否則會影響孢子的數量。（4分）種子培養基：主要指搖瓶種子及種子罐用的培養基。這種培養基主要含有容易被利用或粗壯和使各種有關的初級代謝酶的活力提高。種子培養基要和發酵培養基相適應，成分不應相差太大，以避免進罐后的種子對新環境

33、的適應時間延長。（4分）發酵培養基：是供菌絲迅速生長繁殖，并最大限度地獲得代謝產物的培養基。它既要使種子接種后能迅速生長達到一定的菌絲濃度，又要使長好的菌體能迅速合成所需的產物，因此，發酵培養基的組成除有菌體生長所必需的元素和化合物外，還要有產物所需的特定元素、前體和促進劑等。（4分）10、種子罐種子的制備準則是什么？種子罐接種方法有那些？11、什么情況下會引起種子的異常？原因有那些？12、論述主要的發酵類型及其各自的優缺點。（1）分批發酵定義：指在一封閉系統內含有初始限量基質的發酵方式。在這一過程中，除了氧氣、消泡劑及控制pH的酸或堿外，不再加入任何其它物質。發酵過程中培養基成分減少，微生物

34、得到繁殖。（4分）特點：非恒態的培養方法，物理，化學和生物參數都隨時間而變化，是一個不穩定的過程。優點：操作簡單；操作引起染菌的概率低；不會產生菌種老化和變異等問題。缺點：非生產時間較長、設備利用率低。（4分）（2）補料分批發酵補料分批發酵，是介于分批培養和連續培養之間的一種過渡培養方式。補料分批培養是指在分批培養過程中，間歇或連續地補加新鮮培養基的培養方法。特點：處于半穩態，盡管隨著時間的延長，培養液中菌體總量增加，但實際上細胞質量濃度保持不變， D。優點：可以解除底物的抑制、產物反饋抑制和葡萄糖分解阻遏效應。與連續培養相比，補料分批培養不需要嚴格的無菌條件，也不會產生菌種老化和變異問題，其適用范圍也