发酵工程工艺原理复习思考题答案。修改.docVIP

《发酵工程工艺原理》复习思考题 第一章思考题： 1．何谓次级代谢产物？次级代谢产物主要有哪些种类？举例说明次级代谢产物 在食品中的应用及对发酵食品的影响。P50 初级代谢：指微生物的生长、分化和繁殖所必需的代谢活动而言的。初级代谢过程所生成的产物就是初级代谢产物。 次级代谢：是指非微生物生命活动所必须的代谢活动而言，也就是说这种代谢对微生物的生长、分化和繁殖关系不大，生理功能也不十分清楚，但可能对微生物的生存有一定价值。次级代谢过程所生成的产物就是次级代谢产物。通常在细胞生成的后期形成。 次级代谢产物有抗生素、生物碱、色素和毒素等。 2．典型的发酵过程由哪几个部分组成？ 发酵工程的一般过程可分为三个步骤：第一，准备阶段；第二，发酵阶段；第三，产品的分离提取阶段。 准备阶段的任务包括四个方面，即各种器具的准备，培养基的准备，优良菌种的选择或培育，器具和培养基的消毒。 优良菌种是保证发酵产品质量好、产量高的基础。优良菌种的取得，最初是通过对自然菌体进行筛选得到的。20世纪40年代开始使用物理的或化学的诱变剂，如紫外线、芥子气等处理菌种，进行人工诱发突变，从而迅速育出比自然菌种更优良的菌种。后来，又运用细胞工程和遗传工程的成果来获取菌种。例如，使用大肠杆菌生产人类的胰岛素、生长素、干扰毒等等。 在发酵过程中，还要防止“不速之客”来打扰。发酵工程要求纯种发酵，以保证产品质量。因此，防止杂菌污染是确实保证正常生产的关键之一。其方法是，对于这些不受欢迎的“来客”进行灭菌消毒。在进行发酵之前，对有关器械、培养基等也进行严格的消毒。 可在易于控制的培养条件下迅速生长和发酵，且所需的酶活性高。 生长速度和反应速度快，发酵周期短。 副产物尽量少，便于提纯，以保证产品纯度。 菌种不易变异退化，以保证发酵生产和产品质量的稳定性。 对于用作食品添加剂的发酵产品以及进行食品发酵，其生产所用菌种必须符合食品卫生要求。 2．什么叫自然突变和诱发突变？诱变育种的实质是什么？P17 自然突变：在自然状况下发生的突变； 诱发突变：在人为地用物理或化学因素诱发的突变。 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。 诱变育种实质： 3．突变分为哪两种类型，举例说明。P17 基因突变——少数核苷酸碱基的改变（点突变），如碱基对置换和移码。 染色体畸形——涉及一大段核苷酸或染色体的突变，如断裂，重复，缺失，易位，染色体数目变化等结构变化。 4．何为DNA体外重组技术？举例说明在发酵工业中的应用。 DNA体外重组技术：根据需要用人工方法取得供体DNA上的基因，在体外重组于载体DNA上，再转移入受体细胞，使其复制、转录和翻译，表达出供体原有的遗传性状，如用基因工程生产胰岛素。 5．何为营养缺陷型？举例说明营养缺陷型的筛选方法。 营养缺陷型：指某一菌株丧失了合成某种营养物质的能力，在培养基中若不外加这种营养成分就不能正常生长的变异菌株。表示为“X –” 补充培养基(S.M.)：为满足特定X –需要在基本培养基中补加了某种营养物质的培养基。 完全培养基(C.M.)：能满足各种不同X –营养要求的培养基。 基本培养基(M.M.): 能满足野生型生长需要的培养基。 6．菌种保藏的目的与核心是什么？产孢子的微生物适宜用何种保藏方法？ 目的: 保证菌种不发生遗传变异、无污染和保持活力。 核心：人工创造条件（如低温、干燥、缺氧、和缺乏营养物质），使菌种的代谢活动处于不活动状态。 菌种保藏方法: 斜面低温保藏法、石蜡油封保藏法、砂土保藏法、冷冻干燥法、液氮超低温冻结法 霉菌：采用砂土管保藏法。此法特别适宜于产孢子或芽孢的微生物。 酵母菌:定期移植斜面低温保藏法； 细菌:冻干法； 放线菌：冻干法或砂土保藏法。 7．造成菌种退化的原因是什么？生产中如何防止菌种的退化？ 菌种退化的原因:保藏方法不妥、保藏操作不当、传代不当、培养基不适、回复突变 防止菌种退化的措施： 从菌种选育方法上考虑 1)进行充分的后培养及分离纯化 2)增加突变位点，减少基因回复突变的几率 从菌种保藏方式上考虑 1)尽量减少传代次数 2)选择适宜的保藏培养基 从菌种培养适宜条件上考虑 1)结构类似物抗性菌株在保藏培养基中应添加相应药物,及时淘汰回复突变细胞。 2)基因工程菌添加抗生素于培养基中防止质粒的丢失 从菌种管理的措施上考虑 :复壮 1）定期对保藏菌种分离纯化，淘汰已退化细胞； 2）定期对发酵液进行分离筛选 8．何为菌种的复壮？ 菌种的复壮：从已衰退的菌种中筛选出少数尚未退化的个体，以恢复原菌株固有的优良性状。 狭义：在菌种已发生衰退的情况下，通过纯种分析和生产性能测定等方法，从衰退的群体中找出未衰退的个体，以达到