五六章习题.docx

五六章习题一名词解释 09生物工程二班五六章习题 1.分批发酵 2.连续发酵 3.比速率 4.绝对速率 5.生长关联型 二填空 1.微生物发酵方式的不同可分为 。 2.放线菌由于生长的最适PH为左右，因此染细菌较多，二霉菌生长的PH为左右，因此然酵母菌较多。 3.发酵终点的判断即确定合理的或比时间是由实验来确定的。 4.分批补料发酵方式能有效地解除基质浓度过高导致的和等作用。 5.浓度对化学反应速率的影响可用温度系数来表示，即温度每增长化学反应速率增加的倍数。 三解答题 1、分批发酵的特点有哪些？ 2、次级代谢产物的代谢变化可分为哪几个阶段？各有什么特点？ 3、连续发酵的特点有哪些？ 4、建立细胞高密度发酵的实验方案，需要考虑的因素有哪些？ 5、发酵过程中种子感染噬菌体的表现有哪些？ 四论述题 1.试述微生物发酵按发酵操作方式的不同分为哪几种？及其每种发酵方式的应用。 2.简述发酵过程的影响因素。 答案： 一名词解释 1. 是指将一定量的培养基一次性地加入发酵罐中，接种后发酵一段时间，一次性地排除发酵成熟液，结束发酵的培养方式。 2. 是在分批发酵的基础上，以一定的速率连续的流加新鲜培养基并流出等量的发酵液，以维持培养系统内量的恒定，使细胞处于近似恒定状态下生长的发酵培养方式。 3. 以菌体浓度为基准来表述各组分的变化速率。 4. 单位时间单位反应体积某一组分的变化量。 5. 是指产物的生成与细胞的生长密切相关，是细胞能量代谢的直接结果。 二填空 1. 分批发酵 分批补料发酵 连续发酵 2. 7 5 3. 放罐时间 发酵周期 4. 产物反馈抑制 葡萄糖分解阻遏效应 5. Q10 10 三解答题： 1、 在发酵过程中，菌体各个生长阶段的生理、代谢特征明显。 每一次发酵需进行反复的清洗、灭菌等操作，增大了发酵的非生产时间，降低了设备利用率及发酵效率。 每次均存在一个微生物的生长适应、增殖过程，增大了对底物的消耗，使底物的利用率低。 培养基中的底物浓度较高，具有较高的渗透压，不利于微生物的生长。 2、 菌体生长阶段。碳源、氮源和磷酸盐等营养物质不断消耗，pH也发生一定的变化，溶氧量下降，原有的酶活力下降。 产物合成阶段。产物的产量不断逐渐增多，直至达到最高峰，生产速率也达到最大，直至产物合成能力减退。 菌体自溶阶段。在此阶段菌体衰老，细胞开始自溶，氨氮含量增加，pH上升，产物合成能力衰退，生产速率大幅度下降。 3、 可以维持稳定的操作条件，从而使产率和产品质量也相应保持稳定。 机械化和自动化程度高，可控性好，可较大程度的降低劳动强度。 避免菌种的适应期并减少设备清洗、灭菌等非生产占用时间，有效提高设备利用率，节省劳动力和工时，节省能源； 由于灭菌次数少，使测量仪器探头的寿命得以延长。 容易对工艺过程进行优化，有效的提高发酵产率。 对设备、仪器及控制的技术要求较高，从而增加投资成本。 发酵周期长，容易造成杂菌污染。 微生物容易发生变异，遗传性质不稳定。 4、 使用最低合成培养基。 优化细胞的生长速率，使碳源能被充分利用，获得较高的产率。 采用分批补料的发酵方式，有效控制细胞的生长速率。 5、 镜检可发现菌体数量明显减少，出现不规则菌体碎片，严重时看不到菌体。 发酵液的光密度不上升或回降。 发酵液pH值逐渐上升。 发酵液残糖高，有刺激臭味，粘度大，泡沫多。 菌体浓度增长缓慢或停止，产物生成量减少。 四论述题 1.可分为分批发酵、连续发酵、分批补料发酵。 分批发酵又称为间歇式发酵，是指将一定量的培养基一次性地加入发酵罐中，接种后发酵一段时间，一次性地排除出发酵成熟液结束发酵的培养方式。分批发酵的延长期的长短与细胞生理状态、培养条件等因素密切相关，在生产上，常采用处于对数生长期的菌种、合适的接种量、减少菌种培养与发酵培养基组分间的差异等措施来缩短延迟期的时间，进而缩短细胞的非生产时间，提高生产效率。 连续发酵是在分批发酵的基础上，以一定的速率连续地流加新鲜培养基并流出等量的发酵液，以维持培养系统内各营养物质量的恒定，使细胞处于近似恒定状态下生长的发酵培养方式，也称连续培养。连续发酵目前主要用于发酵动力学参数的测定、发酵条件的优化等研究中，在工业生产的应用还不普遍，目前只在酒精、单细胞蛋白、丙酮丁醇、葡萄糖酸、醋酸等产品的生产及污水处理等方面应用。 分批补料发酵是在分批发酵工程中，间歇或连续地向培养基中补加新鲜培养基的发酵方式，是介与分批发酵和连续发酵之间的一种过渡性操作，又称为半连续发酵。从工业应用的角度看，分批补料发酵基质浓度可控，染菌、菌种变异概率低，优于分批发酵和连续发酵，是目前应用较广的发酵方式。特别适用于细胞的高密度培养、存在底物抑制或分解代谢物阻遏的反应过程、营养缺陷性菌株的培养、需补充前提物质的反应过程及高粘度的培养系统等情况。现已在氨基酸、抗生素、生长激素、维生素、有机酸、核苷酸及细胞蛋白 的工业生产中广泛应用。 2.要点：种子质量：通常，采用较大的接种量可缩短菌种生长达到高峰的时间，使产物的合成提前。 培养基：只有选用良好的培养基成分和配比，才能充分发挥生产菌种生物合成产物的能力，保证发酵单位、提取收率和产品质量。 灭菌情况：对不同性质的原材料，不同的介质内容，应当选择不同的消毒灭菌条件及灭菌方法，在保证灭菌效果的前提下，尽可能地减少培养基营养成分及对被灭菌材料的破坏。 温度：温度对酶的活性的发挥，生化反应速率的快慢，微生物的代谢调控机制的发挥，菌体代谢产物的合成方向等均会有不同程度的影响。所以，温度会影响细胞生长、产物形成，另外还会影响发酵液的物理性质。 PH：pH对酶活性的影响，一方面是由于酶本身是蛋白质，过酸或过碱易使酶变性失活；另一方面是影响了酶分子的活性中心上有关基团或底物的解离，影响酶与底物的结合，从而影响酶的活力。 氧的供给：.微生物对氧的需求、氧对辅酶NAD(P)浓度的影响、溶氧浓度可能成为发酵的限制性因子 二氧化碳和呼吸商： CO2对菌体生长、形态以及产物合成均有影响，此外还对发酵液的酸碱平衡产生影响，使pH值下降，或与其他物质发生化学反应，导致发酵液pH发生改变。 基质浓度和补料：选择适当的基质和控制适当的基质浓度是提高代谢产物产量的重要途径。在补料控制中最常见的是补加碳源及氮源。补料时要以基础培养基中碳源、氮源种类、用量和消耗速度、前期发酵条件、菌种特性和种子质量等因素来判断补料的方式、时间及用量。一般在加糖后开始的阶段，维持较高浓度的还原糖含量，对生物合成有利；但维持过久，则会导致菌丝大量繁殖，影响发酵产率。 泡沫： 大量泡沫的存在会给发酵带来一系列的负面影响。