5、基因工程技术育种基因工程技术育种在传统抗生素、氨基酸、维生素发酵的育种中具有重要意义，采用基因工厂技术，过量表达或抑制表达某一个或一组基因，调控代谢过程，事先目标产物的高效表达。一般希望挖元基因整合到染色体中，以便稳定遗传。6、基因组技术基因组技术可改变以前的突变育种的时间长，改良速度慢等缺点，能在短时间内获得理想的结果，基因组的关键是在起始突变提的选择，遗传重组的效率，选择方法的灵敏性。10-5 菌种保藏的原理是什么？有哪些主要方法，各有何优缺点？答：菌种的保存原理是使其代谢处于不活跃状态，即生长繁殖受抑制的休眠状态，可保持原有特性，延长生命时限。保存方法：20 / 29可编辑修改WORD版本① 斜面低温保存：该方法的有点是操作简单，试用方便，缺点是保存时间短，容易发生变异。② 液体石蜡密封保存：石蜡封存，可减少水分蒸发并隔绝了氧气，增加了保存时间。③ 砂土保存：该方法适宜形成孢子或芽孢的菌种，不适用于只有菌丝的真菌和无芽孢的细菌和酵母菌保存。砂土起保存载体的作用，硅胶、滤纸瓷珠等也可用于保存。④ 了你懂干燥保存：该法能很好的保持细胞的完整性而不受波坏，冷冻干燥保存时间长，主要用于保存各种细菌、酵母、霉菌及个别病毒，对动物细胞的保存效果不好，不适于原虫的保存。⑤ 液氮保存：该法是目前最可靠的一种长期保存方法，可用于细菌、酵母和体外培育动物细胞，也是长期保存种植的主要方法。10-6 微生物发酵培育养基组成成分有哪些，有何作用？答：①碳源：碳源是构成微生物细胞和代谢产物中碳素的营养物质② 氮源：氮源是构成微生物细胞和代谢产物中氮素的营养物质。③ 无机盐：无机盐包括大量元素和微量元素，是生理活性物质的组成成分或具有生理调节作用，一般低浓度起促进作用，高浓度其抑制作用。21 / 29可编辑修改WORD版本④ 水：水是生物细胞的主要成分，营养传递的介质。良好道题，调节细胞生长的环境温度。⑤ 生长因子：生长因子是指微生物生长不可或缺的微量有机物，包括氨基酸、维生素、核苷酸、脂肪酸等。一般天然成分中含有，无需添加，但对于营养缺陷型（氨基酸、核苷酸菌株），必须添加。⑥ 前体与促进剂：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，但具有独行。促进剂能促进产物生成，提高产量。⑦ 消沫剂：消沫剂的作用是消除泡沫，防止逃液和染菌。10-7 如何研制生产用发酵培养基？答：发酵培养基的配置应进行如下步骤：㈠一般原则：①生物学原则②工艺原则③低成本原则④搞笑经济原则㈡培养基的设计基本思路：① 确立起始培养基② 单因素实验，确定最适宜的培养基成分③ 多因素实验，进行各组分之间浓度优化和最佳配比④ 放大实验⑤ 确定最终培养基㈢理论计算与定量配制微生物生长和生产可用一下列表达式表示：碳源+氮源+其他营养物质→细胞+产物+CO2+H2O+生物热22 / 29可编辑修改WORD版本如果能进行定量表达，就可计算得到一定细胞生物量所需最小的营养物质，如果已知生物量与产物之间的特殊表达关系，就可以计算获得一定产量的最小底物浓度。可参考微生物的化学组成，初步计算培养基配方。10-8 空气过滤灭菌的原理及其工艺过程是什么？分析影响灭菌效率的主要因素。答：原理：空气通过过滤介质时，颗粒在离心场蝉声沉降，同时惯性碰撞蝉声摩擦黏附，颗粒的布朗运动使威力之间相互集聚成大颗粒，颗粒接触介质表面，直接被截留。气流速度越大，截留效果越好。工艺过程：① 提高空气的洁净度② 出去空气中油和水③ 获得无菌空气主要因素：空气预处理，油水分离、空气过滤介质与设备。10-9 比较分析培养基的简写和连续灭菌工艺的优缺点及操作要点。答：间歇灭菌的特点是不需要其他的附属设备，操作渐变，国内外常用。缺点是加热和冷却时间较长，营养成分有一定损失，罐利用低，为中小型生产企业采用、操作要点主要在灭菌过程的保温阶段。连续灭菌的有点是采用高温快速灭菌工艺，营养成分破坏的少；热能利用合理，易于自动化控制。缺点是发酵罐利用率低，怎加了连续灭菌灭菌设备及操作环节，增加染菌概率；对压力要求高，不适合黏度大或形物含量高的培养基灭菌。10-10 比较各种发酵操作方式的异同点，如何选择应用？23 / 29可编辑修改WORD版本答：（1）分批式操作：分批式操作又称间歇示操作，是指把菌体和培养液一次装入发酵罐，在最佳条件下进行发酵培养。有点是操作简单期短，污染机会少，产品质量容易控制。（2）流加式操作：流加式操作又称补料-分批式操作，是指在分批式操作起初上，连续不断补充新培养基，但不取出培养液，该方法的有点是解除了底物抑制，产物的反馈抑制和葡萄糖效应，可用于理论研究。（3）半连续性操作半连续性操作又称反复分批式操作或换液培养，是指菌体和培养液一起装入发酵罐，在菌体成长过程中，每隔一定时间，去除部分发酵培养物，同时在一定时间内补充同等数量的新培养基；半连续性操作是抗生素生产的主要方式，缺点是失去了部分生长旺盛的菌体和一些前体，发生非生产菌突变。（4）连续性操作连续性操作是指菌体与培养液一起装入发酵罐，在菌体培养过程中，不断补充新培养基，同时取出包括培养液和菌体在内的发酵液，发酵体积和菌体浓度等不变，使菌体处于恒定状态，促进了菌体的生长和产物的积累。它的优点是所需设备和投资少；提高产率和效率，产量稳定性优越，缺点是杂菌污染机会增多，菌体易发生变异和退化，有毒代谢产物积累等。10-11 发酵过程污染的原因及其控制途径有哪些？答：原因：主要有种子污染，设备机器附件渗漏，培养基灭菌不彻底，空气带菌，技术管理不善等几方面。控制途径：（1）培养基灭菌不彻底的控制途径：保证灭菌所需的蒸汽压力，用量和时间，开温时间不宜太快，要适当，灭菌时进气和排气阀们开启要缓慢。（2）空气带菌的控制途径：通过定期检查管件，跟换过滤介质和加强检修来24 / 29可编辑修改WORD版本解决。（3）设备及其附件渗漏的控制途径：要建立并执行完善的管理制度，操作制度与规程，加强技术设备管理，定期检修和维护发酵设备及各个环节，杜绝杂菌污染。（4）噬菌体的污染及控制途径：对于污染噬菌体的发酵液，不能随意排放，必须彻底高压灭菌后，在排放，同时对生产进行消毒，定期对生产区域环境进行化学消毒，改善环境卫生，严谨排放活菌体。10-12 发酵过程中温度和搅拌有何影响，如何控制？答：发酵温度对菌体生长的影响存在一个最适温度范围和最佳温度点，温度对呼吸代谢强度，物质代谢方向，产物合成速率等等影响是不一致的，温度还影响产物的稳定性。搅拌时影响温度的一个因素，搅拌可以达到散热的效果，平衡温度。发酵温度的控制：发酵温度采取反馈开关控制策略，当发酵温度低于设定值时，冷水阀关闭，蒸汽或热水阀打开。当发酵温度高于设定值时，蒸汽或热水阀关闭，冷水阀打开。10-13 发酵过程中 PH 和溶解氧有何影响，控制策略有哪些？为什么？答：发酵 PH 的影响及其控制：PH 对微生物生长的影响很明显，PH 不当，将严重影响菌体生长和产物合成。由于细胞膜的选择透过性，培养环境中 PH的变化虽然不会引起细胞内同等的变化，但必然引起细胞内 PH 的同方向变化。PH 的控制：（1）培养基方案考虑；（2）酸碱调节；（3）补料流加；（4）提高通气量25 / 29可编辑修改WORD版本溶解氧的影响与控制：氧是细胞呼吸的底物，氧浓度的变化对细胞影响很大也反映了设备的性能溶解氧控制：（1）增加氧推动力；（2）控制搅拌；（3）增加传氧中间介质；（4）控制菌体浓度；（5）综合控制10-14 分析发酵中泡沫形成的原因及其对发酵的影响，提出消沫措施和方式