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制药工艺学复习材料 一、名词解释 发酵：通过微生物、动物细胞和植物细胞的培养，大量生成和积累特定的代谢产物或菌体的过程。 发酵工程：发酵工程又称微生物工程，是利用微生物（天然微生物、基因重组微生物）、各种来源的动植物细胞制造工业原料与产品并提供服务的技术。 初级代谢产物：是菌体对数生长期产生的产物，如氨基酸、蛋白质、核苷酸、核酸、维生素、糖类等，这类代谢产物对菌体生长、分化和繁殖都是必需的，也是重要的医药产品。 次级代谢产物：一般在菌体生长的稳定期合成，与菌体生长繁殖无明显关系，具有较大的经济价值，如抗生素、生物碱、色素、酶的抑制剂、细胞毒素等。 微生物转化：微生物代谢过程中的某一种酶或酶系将一种化合物转化为含有特殊功能基团产物的生物化学反应称为微生物转化。 自然选育：不经人工处理，利用微生物的自然突变进行菌种选育的过程称为自然选育。 诱变育种：用各种物理、化学的因素人工诱发基因突变进行的筛选，称为诱变育种。 诱变剂：能够提高生物体突变频率的物质称为诱变剂，诱变剂可分为物理、化学和生物三大类。 培养基：供微生物生长繁殖和合成目标产物所需要的，按一定比例人工配制的多种营养物质的混合物。（广义上讲，培养基是指一切可供微生物生长、繁殖所需的一组营养物质和原料。） 前体：加入到发酵培养基中的某些化合物，能直接参与产物的生物合成，组成产物分子的一部分，而自身的结构没有发生多大的变化。前体明显提高产品产量和质量，一定条件下还能控制菌体合成代谢产物的方向。前体不仅有毒性，而且被菌体分解，因此采用多次少量流加工艺。 种子：将保存在砂土管、冷冻干燥管中处休眠状态的生产菌种接入试管斜面活化后，再经过扁瓶或摇瓶及种子罐逐级扩大培养而获得一定数量和质量的纯种过程称为种子扩大培养。这些纯种培养物称为种子。 生物热：微生物在生长繁殖过程中产生的热能。 搅拌热：搅拌器转动引起的液体之间和液体与设备之间的摩擦所产生的热量。 蒸发热：空气进入发酵罐与发酵液广泛接触后，排出引起水分蒸发所需的热能。 辐射热：由于罐外壁和大气间的温度差异而使发酵液中的部分热能通过罐体向大气辐射的热量。 最适温度：是一种相对概念，是指既适合菌体的生长，又适合代谢产物合成的温度，但最适生长温度与最适生产温度往往不一致。最适温度与菌种，培养基成分，培养条件和菌体生长阶段有关。 二、1.什么是发酵工程，发酵工程产品有哪几种类型？ （1）发酵工程又称微生物工程，是利用微生物（天然微生物、基因重组微生物）、各种来源的动植物细胞制造工业原料与产品并提供服务的技术。 （2）发酵工程产品有五种类型：微生物菌体本身、微生物产生的酶、微生物的代谢产物、微生物转化发酵、生物工程菌发酵 2、发酵工程的研究内容包括哪些？ （1）菌种的培养与选育 （2）菌的代谢与调节 （3）培养基灭菌、通气搅拌、溶氧、发酵条件的优化 （4）发酵过程各种参数与动力学 （5）发酵反应器的设计与自动控制 （6）3、简述发酵工程的发展史。 4.发酵工程关键技术有哪些？ （1）提供高性能生产菌种的菌种技术（2）实现低成本大规模生产产品的发酵技术 （3）最终获得合格产品的分离纯化技术 5．发酵的生产水平取决于哪三个要素？ 答：生产菌种、发酵工艺和发酵设备 6、对于工业微生物有哪些要求？工业微生物有几大类别？各类别分别举出3个代表菌种。 答：（1）要求：①能利用廉价的原料，简单的培养基，大量高效地合成产物 ②产物合成途径尽可能简单，即菌种改造的可操作性要强 ③遗传性能要相对稳定 ④不易感染它种微生物或噬菌体 ⑤产生菌及产物的毒性必须考虑,在分类学上最好与致病菌无关 ⑥生产特性要符合工艺要求 （2）类别： ①细菌：乳酸杆菌、枯草杆菌、大肠杆菌、谷氨酸棒状杆菌 ②酵母菌：酿酒酵母、假丝酵母属、毕赤酵母属、汉逊酵母属 ③霉菌：曲霉属、青霉属、根霉属、红曲霉属 ④放线菌：链霉菌属、小单孢菌属、地中海诺卡氏菌 7、优良菌种的选育主要有哪几种方法？简述诱变育种的诱变机制及步骤。 答：（1）优良菌种选育方法有： 经验育种（自然育种、诱变育种、杂交育种）、 定向育种（控制杂交育种、原生质体融合育种、基因工程） （2）诱变育种的诱变机制： 由诱变而导致微生物DNA的微细结构发生的变化： 微小损伤突变 染色体畸变即大损伤突变 ③染色体组突变 诱变步骤： 确定出发菌株 ↓ 菌种的纯化选优 ↓←出发菌株的性能鉴定 同步培养 ↓ 制备单细胞（或单孢子）悬液 ↓←活菌浓度测定 诱变剂的选择与确定诱变剂量的预试验 ↓ 诱变处理 ↓ 平板分离 ↓计形态变异的菌落数，计算突变率 挑取疑似突变菌落纯培养 ↓ 突变