1、生化工程及其特点
运用化学工程的原理和方法，对实验室所取得的生物技术成果加以开发，使之成为生物反应过程的一门学科。
生物技术的特点：
（1）多学科、综合性的科学技术（2）有生物催化剂的参与2、发酵及其主要范畴
含义：是指利用培养微生物来制得产物的需氧或厌氧的任何过程。 范畴：
（1）微生物菌体发酵（2）微生物酶的生产
（3）微生物代谢产物发酵：初级代谢产物和次级代谢产物（4）微生物转化发酵（5）工程菌发酵（6）动植物细胞发酵
3、次级代谢调控的形式及相关的原理、概念（一）诱导调节
某些酶需要在底物的诱导作用下才能产生（二）反馈调节1.自身反馈调节
抑制抗生素自身合成需要的抗生素浓度与产生菌的生产能力成正比关系。2.前体物质的自身反馈抑制缬氨酸的反馈作用3.支路产物的反馈抑制赖氨酸和青霉素的合成
4.次级代谢产物的自身反馈调节（三）磷酸盐的调节
0.3-300mmol/L支持大多数微生物的生长
＞10mmol/L 表现出对许多次级代谢产物的生物合成的阻遏或抑制作用1.促进初级代谢，抑制菌体的次级代谢2.抑制次级代谢产物前体的生物合成3.阻抑次级代谢中的磷酸酯酶的活性4.ATP 的调节作用
5.对次级代谢产物合成酶的调节（四）碳分解产物的调节作用及机理
指易被菌体迅速利用的碳源及其降解产物对其他代谢途径的酶的调节作用，如“葡萄糖效应”（五）氮分解产物的调控
1.阻遏次级代谢产物生物合成酶的合成2.铵能调节糖代谢中的某些酶的活性3.铵能调节某些氨基酸的合成
4.铵能调节产生菌的淀粉酶和蛋白酶的活性（六）产生菌生长速率的调节（七）溶解氧的调节作用
4、菌种选育的目的及其主要内容目的:
百度文库爱是看得见萨科技的沃尔克我去额咳咳，省得麻烦迫内容:根据菌种自然变异而进行的自然选育，以及用人工方法引起菌种变异或形成新的杂种，再按照工业生产的
要求进行筛选来获得新的变种或杂种。
5、自然选育的目的和概念、过程以及菌种衰退的原因
目的：淘汰衰退菌种，保存优良菌株，纯化菌种，防止菌种衰退，稳定生产，提高发酵产量。
概念：自然选育是利用微生物在一定条件下产生自发突变的原理，通过分离，筛选排除衰退型菌株，从中选出维持或高于原有生产水平菌株的过程，以达到稳定和提高生产能力的目的。过程：
菌种衰退的原因：
（1）菌种遗传特性的改变
1、异核现象－导致菌种这一微生物群体发生变异 相邻菌丝融合－异核体－菌种遗传特性改变
2、自发突变－导致菌种遗传特性改变 3、回复突变－形成具有不同基因型的个体
可能的原因：沙土管长期保藏、连续传代、新陈代谢产生的诱变物质、多因素低剂量诱变效应、互变异构现象等。
（2）经诱变剂处理后的退化变异
1、初筛出的菌落可能是由成对或成堆孢子发育成的，其中 只有一个细胞诱发了基因突变，在传代中细胞核分裂时，未发生基因突变的细胞逐渐在数量上占优势，便表现出产量下降。
2、可能是诱变菌种的细胞是异核体，而发生基因突变的只是其中一个细胞核的遗传基因。那么在传代过程中由于产生细胞核的分离现象，高产突变基因的核在数量上失去了优势，便出现产量性状的退化变异。
3、突变发生在无意义链上，在遗传信息传递过程中被丢失，致使正突变性状的消失。
4、在诱变剂的作用下，被诱变菌种出现基因混杂，突变的高产基因虽然已经传递到下一代，但在传代使用过程中，当环境条件适合于低产型突变株繁殖时，使其在数量上占优势，便表现出低产水平。
（3）菌种生理状况的改变 （培养条件）
1、一个菌种不是一个单一的群体，而是由一些变株混合而成的，这些变株所占的比例决定该菌种的特性。
2、菌种培养基的影响。
3、在某些培养条件下，菌体的某些基因处于活化状态或阻遏状态，而使得菌种的生理状态改变6、诱变育种工作的主要环节及相关的注意问题、概念、原理等（一）出发菌株的选择1、选择纯种菌株。
2、选择具有优良性状的菌株。 3、选择对诱变剂敏感的菌株。
4、同时选择几株不同的优良菌株进行诱变收效较快。
百度文库爱是看得见萨科技的沃尔克我去额咳咳，省得麻烦迫（二）诱变剂的选择
野生型菌株（遗传性不稳定）：用缓和的诱变剂。
遗传性稳定的菌株：先用强烈的不常用的诱变谱较广的诱变剂处理，使其发生强烈的变异，然后再用缓和的诱变剂处理或进行多次的自然分离。
要根据诱变剂的作用机理来选择诱变剂，两种诱变剂复合使用效果更好。 最适剂量（有两种观点）：致死率在90％－99.9％或致死率在75％－85％。(三）突变株的筛选1、随机筛选
1）摇瓶筛选法
初筛一般是一个菌株只做一个摇瓶，从大量菌株中选出10-20%较好的菌株，淘汰80-90%的菌株；而复筛中摇瓶培养一般是一个菌株培养3瓶，并要重复3-5次，选出3-5个较好的菌株，再做进一步比较，选出最佳的菌株。 复杂、耗时
2) 琼脂块筛选法
简单、快速，但不准确
3) 自动化筛选（筛选几千个菌落数/天） 2、理性化筛选（定向筛选）
运用遗传学、生物化学的原理，根据产物已知的或可能的生物合成途径、代谢调控机制和产物分子结构来进行设计和采用一些筛选方法，以打破微生物原有的代谢调控机制，获得能大量形成产物的高产突变株。
1）初级代谢产物高产菌株的筛选
①营养缺陷型突变菌株的筛选
②氨基酸结构类似物抗性突变菌株的筛选③细胞膜通透性突变株的筛选
2）次级代谢产物高产菌株的筛选①筛选营养缺陷性突变株
②筛选生物合成阻断变株的回复突变株③筛选去磷酸盐调节突变株
④筛选去除碳源分解代谢调节突变株
⑤筛选氨基酸结构类似物抗性突变株
⑥筛选二价金属离子抗性突变株
⑦筛选前体或前体结构类似物抗性突变株⑧筛选自身所产的抗生素抗性突变株
7、营养缺陷型筛选的过程及相关问题、原理1）营养缺陷型的富集：抗生素富集法、过滤法。
（1）抗生素法：由于细菌或酵母对一些抗生素敏感，在MM中一定量的抗生素，杀死活化状态的野生型，保存了休眠状态的缺陷型
（2）菌丝过滤法：对于霉菌，因孢子生长后会长出菌丝体，就可用滤纸过滤法将菌丝滤去，而缺陷型孢子却因未发芽而不能滤过
2）营养缺陷型的检出：影印法、点种法、夹层琼脂法
原理：在固体基本培养基和完全培养基上，生长情况完全不同，缺陷型在CM上生长良好，而在MM上则不生长，野生型都能生长。
3）营养缺陷型的鉴定：点种法、生长谱法
确定生长谱：将缺陷型菌株培养后，收集菌体，制备成细胞悬液，与MM培养基(融化并凉至50℃)混合并倾注平皿。待凝固后，分别在平皿的5-6个区间放上不同的营养组合的混合物或吸饱此组合营养物的滤纸圆片。培养后会在某组合区长出，就可测得所需营养。一个平皿测一个菌。8、杂交育种的目的和过程
目的：（1）通过杂交使不同菌株的遗传物质进行交换和重新组合，从而改变原有菌株的遗传物质基础，获得杂
种菌株(重组体)；
百度文库爱是看得见萨科技的沃尔克我去额咳咳，省得麻烦迫（2）可以通过杂交把不同菌株的优良生产性能集中于重组体中，克服长期用诱变剂处理造成的菌株生活力下降等缺陷；
（3）通过杂交，可以扩大变异范围，改变产品的质量和产量，甚至出现新的品种； （4）分析杂交结果，可以总结遗传物质的转移和传递规律，促进遗传学理论的发展。 过程：① 选择直接亲本 ② 异核体的形成 ③ 杂合双倍体的形成 ④ 体细胞重组
9、原生质体技术的一般过程及相关注意问题一、原生质体制备
1）菌体的预处理 （甘氨酸、EDTA、青霉素等） 2）菌体的培养时间 （对数期、对数期到平稳期） 3）酶浓度
4）酶解温度和pH5）酶解时间 6）渗透压稳定剂二、原生质体的融合 三、融合子的选择四、原生质体的再生五、原生质体的诱变
六、原生质体再生与常规诱变相结合
七、灭活原生质体融合技术在育种中的应用1.单一亲株灭活
2．双亲株或多亲株灭活
10、培养基的组成及其功能、要求及影响因素等
组成：碳源、氮源、磷源、硫源、无机离子（包括微量元素）、生长因子、前体、促进剂、抑制剂和水份。功能：
（1）增殖培养基：可以配制成适合某种微生物生长而不适合其他微生物生长，从而达到从自然界分离这种微生物的目的。
（2）选择培养基：选择培养基是根据某种或某一类群微生物的特殊营养需要或对某种化合物的敏感性不同而设计出来的一类培养基。利用这种培养基可以将某种或某类微生物从混杂的微生物群体中分离出来。（抑制）
（3）鉴别培养基：普通培养基中加入能与某种代谢产物发生反应的指示剂或化学药品，从而产生某种明显的特征性变化，以区别不同的微生物。 要求：
1.孢子培养基
要求：能使菌体快速生长，产孢子的数量多、质量好，不引起菌种变异。麸皮培养基、大（小）米培养基、琼脂培养基2.种子培养基
要求：营养适当地丰富和完全，氮源和维生素的含量适当略高，但总浓度以略稀薄为宜，和发酵培养基相适应。3.发酵培养基
要求：组成要适当丰富和完全，满足菌体生长和产物合成影响因素：
一、原材料质量的影响：品种、产地、加工方法、批号等二、水质的影响三、灭菌的影响四、培养基黏度
百度文库爱是看得见萨科技的沃尔克我去额咳咳，省得麻烦迫五、pH
六、其他因素
11.灭菌的一般过程（工业生产过程）及相关注意问题及其意义，染菌的检查及相关分析处理工业用湿热灭菌的一般过程一、分批灭菌
开始灭菌时，先放去夹套或蛇管中的冷水，开启排气管阀，通过空气管向罐内的培养基通入蒸汽进行加热，同时也可在夹套内通蒸汽进行间接加热。当培养基的温度达到70℃左右时，从取样口和出料口向向罐内通入蒸汽，培养基温度达到121℃，1×105pa时，调节好各进气和排气阀门，使罐压和温度保持在这一水平进行保温?在保温阶段，凡进口在培养基面下的各管道都应通入蒸汽，在液面上的各管道则应排放蒸汽，这样才能保证灭菌彻底，不留死角。 ?采用快速冷却方式，减少营养成份的损失 ?保温结束后，依次关闭各进汽阀门，待罐内压力低于空气压力后，向罐内通人无菌空气，在夹套或蛇管中通入冷水，使培养基温度降到所需要的温度。
二、连续灭菌（将配置好的培养基在向发酵罐等培养装置输送的同时进行加热、保温、和冷却而进行灭菌。连
续灭菌可在短时间内加热到保温的温度，并且能很快地冷却，因此可在比间歇灭菌更高的温度下进行灭菌，有利于减少营养物质的损失。 ）
1连消－喷淋冷却连续灭菌
?配料罐将培养基预热60-70℃，防止培养基在杀菌时料液与蒸汽温度相差过大而产生水汽撞击声。
?连消塔（加热塔）使培养基迅速（20 s)升温（126-132 ℃）。 ?维持罐：使培养基温度保持在灭菌温度下一段时间。5-7min.
?冷却管：将培养基迅速冷却到40-50 ℃，输送到灭菌后的发酵罐内 2喷射加热－真空冷却连续灭菌
3板式换热器连续灭菌
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(建议下载)药科大学-发酵工艺原理复习
