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生物技術制藥習題答案修訂版(編輯修改稿)

2025-12-10 04:15 本頁面

　

【文章內容簡介】 PH范圍是 ( C ) A 17 B 25 C 36 D 910 名詞解釋發酵工程又稱為微生物工程，是利用微生物制造工業原料與工業產品，并提供服務的技術。誘變劑能誘發基因突變并使突變率提高到超過自發突變水平的物理化學因子都稱為誘變劑。簡答題 1. 發酵工程發展大體上可分為四個階段，簡述各階段的技術內容，代表人物和主要產品第一階段： 20世紀以前時期，人類利用傳統的微生物發酵技術來生產葡萄酒、酒、醋，醬、奶酪等，生產規模小，主要憑經驗控制生產過程。代表人物巴斯德。第二階段， 19001940 年期間，微生物培養技術不斷進步，有力的推動了發酵工業的快速發展，能排除培養體系中的有害微生物，能進行大規模的工業生產發酵過程。代表產品是丙酮、丁醇，甘油，乳酸，檸檬酸等。第三階段，發酵工業大發展時期。能對微生物進行深層培養，可采用純種發酵，無菌操作技術成熟，生產規模巨大，生產過程能有效控制，相應的采用較復雜的工藝和設備。代表產品如青霉素，鏈霉素，紅霉素，氨基酸等。代表人物是發現青霉素的英國科學家 Fleming. 第四階段基因工程等高新技術應用階段。現代生物技術的發展是人們加深了對微生物代謝產物合成的遺傳學與調節機制的了解，為更好的應用提供了前提條件。 DAN 雙螺旋結構模型的建立，質粒中遺傳物質的發現， DNA 限制酶和連接酶的應用，為人類控制生物體生物代謝過程提供了強大的工具，使發酵技術能為人類提供需要的產品。代表產品胰島素，干擾素等，人物如沃森、克里克等。 2. 簡述培養基對發酵的影響微生物的生長需要一定的營養，不同的微生物對營養的要求有很大的差異，培養基的成分和配比合適與否，對產生菌的生長發育，發酵單位的增長，有相當大的影響，同時還會影響到提取工藝和產品質量。微生物的生長需要較多供給有機碳架的碳源，構成含氮物質的氮源，還有無機鹽類，微量元素和水分等。碳源是構成微生物細胞和各種代謝產物碳架的營養物質，同時碳源在微生物的代謝過程中被氧化、釋放出能量，并以 ATP的形式貯存于細胞內，供給微生物生命活動所需的能量。碳源是構成菌體細胞的物質，同時也是細胞合成氨基酸、蛋白質、核酸、酶類及含氮代謝產物的成分，選擇氮源需要注意氮源促進菌體生長、繁殖和合成產物間的關系。無機鹽和微量元素是構成菌體原生質的成分，可維持酶的活性，可調節細胞的滲透壓和PH，參與產物的合成等。水是必需的物質，它既是構成菌體細胞的主要成分，又是營養物質傳遞的介質，對微生物的生長繁殖和產物合成有很重要的作用。 3. 簡述溫度對發酵的影響，如何控制溫度可提高目標產物的產率？在發酵過程中，菌體的生長和產物的合成均溫度有密切關系，一般最適生長溫度和最適生產溫度往往不一致。在具體控制過程中，究竟選擇哪個溫度，需要視在微生物生長階段和產物合成階段中哪一矛盾是主要而定，另外，溫度還會影響微生物代謝的途徑和方向。在理論上，整個發酵過程中不應只選一個培養溫度，而應該根據發酵的不同階段選擇不同的培養溫度。在生長階段，應選擇最適生長溫度；在產物分泌階段，應選擇最適生產溫度。這樣變溫發酵所得產物的產量是比較理想的。但在工業發酵過程中，由于發酵液的體積很大，升降溫度都比較的困難，所以在整個發酵過程中，往往采用一個比較適合的培養溫度，使得到的產物產率最高。 4. 簡述溶氧對發酵的影響，如何控制溶氧濃度可提高目標產物的產率？大部分工業微生物需要在有氧環境中生長，培養這類微生物需要采取通氣發酵，適量的溶解氧可維持其呼吸代謝和代謝產物的合成。，對決大多數發酵來說，供氧不足會造成代謝異常，降低產物產量。因此，保證發酵液中溶氧和加速氣相、液相和微生物之間的物質傳遞對于提高發酵的效率是至關重要的。發酵液的溶氧濃度，是由供氧和需氧兩方面多決定的，也就是說當發酵的供氧量大于需氧量，溶氧濃度就上升，反之就下降。因此要控制好溶氧濃度需要從這兩方面入手。在供氧方面主要是設法提高氧傳遞的推動力和液相體積氧傳遞系數的值，如可調節攪拌轉速或通氣速率來控制供氧；發酵液的需氧量受菌體濃度的影響最為明顯，發酵液的攝氧率隨菌濃增加而按一定比例增加，但是氧的傳遞速率隨菌濃的增加呈對數減少。因此可通過控制最合適菌體濃度來控制需氧量。在工業生產中還可通過調節溫度，液化培養基，中間補水，填加表面活性劑來改善溶氧水平。 5. 簡述 PH對發酵的影響，如何控制 PH可提高目標產物的產率發酵培養基的 PH對微生物的生長具有非常明顯的影響，也是影響發酵過程中各種酶活的重要因素，由于 PH不當，可能嚴重影響微生物的生長和產物的合成，因此對微生物發酵來講，有最適生長 PH和最適生產 PH。在了解發酵過程中的最適 PH的要求后，就要采取各種方法來控制。首先要使培養基在發酵過程中的 PH變化在合適的范圍內，一般控制培養基 PH變化的能力有限，在不能滿足要求的前提下，可在發酵過程中直接加堿或酸性物質的方法來控制。 6. 簡述抗生素生物合成基因的特點？抗生素合成基因的特點是：（ 1）抗生素合成基因的一個典型特點是高 GC堿基組成，含量達 70%；三聯體密碼子中的第三個堿基的 GC比例極高；（ 2）對已克隆的抗生素合成基因進行分析，發現他們大多處在一個基因簇中；（ 3）抗生素合成基因除定位在染色體上外，還發現定位在質粒上。 7. 利用基因工程如何提高抗生素的產量？利用基因工程可通過以下方法提高抗生素的產量：（ 1）增加參與生物合成限速階段基因的拷貝數；（ 2）通過調節基因的作用；（ 3）增加抗性基因； 8. 基因工程在抗生素生產中有那些應用？通過基因工程明確抗生素合成基因的典型特點和克隆的方法，解析合成基因的結構，深入了解微生物的生長代謝過程，更有效的控制抗生素的生產，為人類的健康提供更多更有效的產品，主要體現在以下幾方面：（ 1）提高抗生素的產量（ 2）改善抗生素的組分（ 3）改進抗生素的生產工藝；（ 4）產生雜合抗生素，提供新的藥物來源（ 5），用組合生物合成方法合成復雜化合物 9. 發酵工程的研究內容包括那些？發酵工程的內容包括：菌種的培養和選育、菌的代謝和調節、培養基滅菌、通氣攪拌、溶氧、發酵條件的優化、發酵過程各種參數與動力學、發酵反應器的設計和自動控制、產品的分離純化和精制等。想的發酵罐應該具有那些特點？（ 1）制造發酵罐的材料穩定性好，對微生物無毒性

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