可以。
發酵工程作業
1、在分批發酵過程中,按細胞生長與生產形成的關係,可分為哪幾種類型,舉例說明。
Ⅰ型:生長偶聯產物生成——菌體生長、碳源利用和產物形成幾乎在相同時間出現高峰。產物形成直接與碳源利用有關。
Ⅱ型:生長與產物生成部分偶聯——在生長開始後並無產物生成,在生長繼續進行到某一階段才有產物生成。產物形成間接與碳源利用有關。
Ⅲ型:非生長偶聯產物生成——在生長停止後才有產物生成。產物形成與碳源利用無準量關係。
2、 在單級連續發酵過程中,μ=D意味著什麼?
穩定狀態,此時可透過稀釋率調節比生長速率
3、 生物熱的大小與哪些因素有關?
答:生物熱大小與如下因素有關:
(1)生物熱與發酵型別有關:微生物進行有氧呼吸產生的熱比厭氧發酵產生的熱多。
(2)培養過程中生物熱的產生具有強烈的時間性,生物熱的大小與呼吸作用強弱有關:
a、在培養初期,菌體處於適應期,菌數少,呼吸作用緩慢,產生熱量較少。
b、菌體在對數生長期時,菌體繁殖迅速,呼吸作用激烈,菌體也較多,所以產生的熱量多,溫度上升快,必須注意控制溫度。
c、培養後期,菌體已基本上停止繁殖,主要靠菌體內的酶系進行代謝作用,產生熱量不多,溫度變化不大,且逐漸減弱。
(3)培養基營養越豐富,生物熱也越大。
4、 發酵過程中的溫度的選擇有哪些依據?
根據菌種以及生長階段選擇、根據培養條件選擇、根據菌生長情況、
5、 為了確定最佳的PH值,我們該如何實驗?
配置不同初始PH的培養基,考察發酵情況
6、 如何確定發酵罐中的溶氧以及發酵罐的KLa?
基於極普原理的電流型測氧覆膜電極;平衡法KLa (Ca-cL)=Qo2X
7、 對於粘稠的發酵液應選擇何種型別的消泡液?較稀的呢?
GP的親水性差,在發泡介質中的溶解度小,所以,用於是稀薄發酵液中要比用於粘稠發酵液中的效果好。其抑泡效能比消泡效能好,適宜用於基礎培養基中,以抑制泡沫的產生。如用於鏈黴素的基礎培養基中,抑泡效果明顯,可全部代替食用油,也未發現不良影響,消泡效力一般相當於豆油的60~80倍。
GPE的親水性好,在發泡介質中易鋪展,消泡能力強,作用又快,而溶解度相應也大,所以消泡活性維持時間短,因此,用於黏稠發酵液的效果比用於稀薄的好。GPE用於四環類抗生素髮酵中,消泡效果很好,用量為0.03%~0.035%,消泡能力一般相當於豆油的10~20倍。
8、 中間補料的意義和原則是什麼?補料方式有哪些?
意義:控制菌的生長速率以及培養中期的代謝活動,延長合成期,推遲菌體自溶。另外,加入前體增加合成產物的中間體,從而使產量大幅度提高。
原則:控制和引導產生菌在培養過程中,特別是中後期的生化代謝活動向著有利於產物積累的方向發展。
補料方式可分為:連續流加、不連續流加(少量多次、大量少次)和多週期流加 每次流加又可分為:快速流加、恆速流加、指數速率流加、變速流加
9、 查閱文獻,說明補糖量和補糖時間的機制?
補糖時間:補糖時間控制很重要,過早會刺激菌體生長,加速糖的消耗,不利於合成產物;過遲所需能量供應不上菌體已老化,合成產物的能力本身都很低了。
補糖量:補糖量的控制,以控制菌體濃度不增或略增為原則,使產生菌的代謝活動有利於產物合成。一般在補糖開始階段控制還原糖在較高水平,以利於產物合成,但高濃度的還原糖不宜維持過久,否則會導致菌體大量繁殖影響產物的合成。
10、查閱文獻,瞭解補料方式對發酵的影響。
補料方式可分為:連續流加、不連續流加(少量多次、大量少次)和多週期流加
每次流加又可分為:快速流加、恆速流加、指數速率流加、變速流加。連續流加效果最好,可以避免因一次大量加入引起環境突然改變給菌體帶來的影響。從不加營養物來看,又有單組份補料和多組分補料。
11、試敘述比好氧速度和呼吸強度的概念?臨界飽和溶氧濃度、臨界溶氧濃度、氧飽和度的概念?
比好氧速度:單位時間內單位體積重量的細胞所消耗的氧氣,mmol O2·g菌-1·h-1呼吸強度:單位時間內單位質量的菌體所消耗的氧量
臨界飽和氧濃度:發酵液中氧的濃度/臨界溶氧溶度
臨界氧濃度:指不影響呼吸所允許的最低溶氧濃度。。
氧飽和度:在一定溫度和壓力下,空氣中的氧在水中的溶解度
12、發酵過程引數的檢測有什麼意義?生產過程中檢測到的引數有哪些?
答:對發酵過程中的引數進行檢測,可以實時掌握髮酵生產的情況,幫助人們有效地控制微生物生長和代謝產物的發酵生產,不斷提高發酵水平。
生產中主要檢測的引數分為直接狀態引數和間接狀態引數。直接狀態引數是指能直接反映發酵過程中微生物生理代謝狀況的引數,如pH、DO、溶解CO2、尾氣O2、尾氣CO2、粘度等。間接狀態引數是指那些採用直接狀態引數計算求得的引數,如比生長速率(u)、攝氧率(OUR)、CO2釋放率(CER)、呼吸商(RQ)、氧得率係數(YX/O)、氧體積傳質速率(KLa)等。
發酵工程作業2
1、利用基因工程菌生產有什麼優勢?常用的宿主菌有哪些?
它較篩選菌會有針對性、易繁殖、易培養、有特殊的代謝產物等特點,可生產珍稀藥物,提高生產率,降低成本。
1、大腸桿菌
如果產品翻譯後不需要修飾,大腸桿菌是最普遍選用的宿主。
優點:人們對大腸桿菌的生理學和遺傳學背景瞭解得比其他任何生物深。有利於進行復雜的基因操作;大腸桿菌有相當高的生長速率,並能長到高細胞濃度(50g/l);大腸桿菌能生長在簡單的便宜的培養基上。
2、G+細菌
枯草桿菌是可替代大腸桿菌的菌種,它是G+菌,它沒有外膜,並且能把蛋白分泌(excretion)到胞外。它的這一性質對生產非常有吸引力。
3、低等真核細胞
酵母菌
釀酒酵母是第一個被人利用的生物,它的最大生長速率是大腸桿菌的25%,酵母比最大的細菌大,容易從發酵液中回收。酵母有簡單糖基化能力和分泌蛋白的能力。
4、哺乳動物細胞
哺乳動物細胞在表達時有正確的氨基酸排列,而且所有轉錄後處理與在整個動物中相同,在某種情況下可能轉錄後修飾有些不同但它可提供最接近於天然副本的產物,此外多數產物可以分泌到胞外。
2、利用基因工程菌生產有哪些特點?
1、基因工程中菌種帶有外源基因,外源基因可能在質粒上也可能整合到染色體上,這些基因可能不穩定。丟失外源基因的菌往往比未丟失的菌生長快得多,這樣就會大大降低產物的表達。為了抑制基因丟失的菌的生長,一般會在培養基中加入選擇壓力,如抗生素。
2、基因工程菌的培養一般分為兩段。前期是菌體生長,生長到某一階段,加入誘導因子,誘發產物的表達。
3、基因不穩定性,生產的目標是得到最大量的外源蛋白,但是大量外源蛋白的形式對宿主細胞是有損害的,通常是致死的。失去製造外源蛋白的能力的細胞一般生長的快的多,從而代替有生產能力的菌株。這就導致基因的不穩定性。
3、重組菌基因不穩定性的原因有哪些?
答:分離丟失、結構不穩定性、宿主細胞調節突變、生長速率佔優勢的不穩定性
4、在基因工程菌培養過程中為什麼質粒會丟失?
當細胞分裂時一個子細胞沒有接受質粒就出現分離丟失。質粒可分為高複製質粒(>20複製/細胞)和低複製質粒(有時低到每個細胞一至二個複製)。低複製質粒有專門的機制保證在子代細胞中有相等的分配,高複製質粒通常很少遵循二分法分配到子代細胞。對於高複製質粒,幾乎所有子細胞接受一些質粒,也有可能有的細胞沒有接受質粒,當然形成無質粒細胞的可能性是低的(每百萬細胞分裂中一個)
5、基因工程菌高表達的障礙是什麼?
外源基因的不穩定,造成表達的下降、高生長速率與高表達之間的矛盾、乙酸的產生、蛋白的降解
6、常規的高密度培養的措施有哪些?
最常用和最有效的方法就是分批補料流加培養法。現在常用的是反饋補料培養。有幾種反饋控制:控制基質濃度流加、恆pH流加、恆溶氧流加、控制比生長速率的葡萄糖流加
7、重組菌與傳統微生物在產物表達上有什麼區別?
(1)應用AOX啟動子,轉錄效率高,易於誘發調控。
(2)表達質粒易於整合到基因組,不易丟失,適用於高密度發酵,產量高。
(3)表達產物分揀進入過氧化物酶體等,因此最近十幾年來,人們越來越多的應用它作為外源基因表達的系統。
8、與大腸桿菌相比酵母作為宿主菌有什麼優點?
1、單細胞低等真核生物,易於培養、繁殖快、便於基因工程操作
2、具有真核生物的蛋白質翻譯後加工的功能,具有適合於真核生物基因產物正確摺疊的細胞內環境和糖鏈加工系統
3、分泌外源蛋白質到培養液中,利於純化
9、重組菌與傳統菌在發酵過程控制中有哪些相同之處?
基因工程菌在代謝控制方面與傳統微生物有許多相似之處,比如補料控制、PH控制、溫度控制、溶氧控制等,使菌體能夠達到高密度。他的特殊之處在於外源基因的穩定性、外源蛋白表達的誘導、蛋白質降解的防止以及生長與表達的協調等方面,以達到高表達的目的。
10、重組大腸桿菌的誘導因子有哪些?重組酵母的誘導因子有哪些?
基因工程菌的產物表達需要誘變,誘因主要有:溫度誘導、乳糖或乳糖結構類似物誘導、氧飢餓誘導、葡萄糖飢餓誘導、甲醇誘導等。
可以。
發酵工程作業
1、在分批發酵過程中,按細胞生長與生產形成的關係,可分為哪幾種類型,舉例說明。
Ⅰ型:生長偶聯產物生成——菌體生長、碳源利用和產物形成幾乎在相同時間出現高峰。產物形成直接與碳源利用有關。
Ⅱ型:生長與產物生成部分偶聯——在生長開始後並無產物生成,在生長繼續進行到某一階段才有產物生成。產物形成間接與碳源利用有關。
Ⅲ型:非生長偶聯產物生成——在生長停止後才有產物生成。產物形成與碳源利用無準量關係。
2、 在單級連續發酵過程中,μ=D意味著什麼?
穩定狀態,此時可透過稀釋率調節比生長速率
3、 生物熱的大小與哪些因素有關?
答:生物熱大小與如下因素有關:
(1)生物熱與發酵型別有關:微生物進行有氧呼吸產生的熱比厭氧發酵產生的熱多。
(2)培養過程中生物熱的產生具有強烈的時間性,生物熱的大小與呼吸作用強弱有關:
a、在培養初期,菌體處於適應期,菌數少,呼吸作用緩慢,產生熱量較少。
b、菌體在對數生長期時,菌體繁殖迅速,呼吸作用激烈,菌體也較多,所以產生的熱量多,溫度上升快,必須注意控制溫度。
c、培養後期,菌體已基本上停止繁殖,主要靠菌體內的酶系進行代謝作用,產生熱量不多,溫度變化不大,且逐漸減弱。
(3)培養基營養越豐富,生物熱也越大。
4、 發酵過程中的溫度的選擇有哪些依據?
根據菌種以及生長階段選擇、根據培養條件選擇、根據菌生長情況、
5、 為了確定最佳的PH值,我們該如何實驗?
配置不同初始PH的培養基,考察發酵情況
6、 如何確定發酵罐中的溶氧以及發酵罐的KLa?
基於極普原理的電流型測氧覆膜電極;平衡法KLa (Ca-cL)=Qo2X
7、 對於粘稠的發酵液應選擇何種型別的消泡液?較稀的呢?
GP的親水性差,在發泡介質中的溶解度小,所以,用於是稀薄發酵液中要比用於粘稠發酵液中的效果好。其抑泡效能比消泡效能好,適宜用於基礎培養基中,以抑制泡沫的產生。如用於鏈黴素的基礎培養基中,抑泡效果明顯,可全部代替食用油,也未發現不良影響,消泡效力一般相當於豆油的60~80倍。
GPE的親水性好,在發泡介質中易鋪展,消泡能力強,作用又快,而溶解度相應也大,所以消泡活性維持時間短,因此,用於黏稠發酵液的效果比用於稀薄的好。GPE用於四環類抗生素髮酵中,消泡效果很好,用量為0.03%~0.035%,消泡能力一般相當於豆油的10~20倍。
8、 中間補料的意義和原則是什麼?補料方式有哪些?
意義:控制菌的生長速率以及培養中期的代謝活動,延長合成期,推遲菌體自溶。另外,加入前體增加合成產物的中間體,從而使產量大幅度提高。
原則:控制和引導產生菌在培養過程中,特別是中後期的生化代謝活動向著有利於產物積累的方向發展。
補料方式可分為:連續流加、不連續流加(少量多次、大量少次)和多週期流加 每次流加又可分為:快速流加、恆速流加、指數速率流加、變速流加
9、 查閱文獻,說明補糖量和補糖時間的機制?
補糖時間:補糖時間控制很重要,過早會刺激菌體生長,加速糖的消耗,不利於合成產物;過遲所需能量供應不上菌體已老化,合成產物的能力本身都很低了。
補糖量:補糖量的控制,以控制菌體濃度不增或略增為原則,使產生菌的代謝活動有利於產物合成。一般在補糖開始階段控制還原糖在較高水平,以利於產物合成,但高濃度的還原糖不宜維持過久,否則會導致菌體大量繁殖影響產物的合成。
10、查閱文獻,瞭解補料方式對發酵的影響。
補料方式可分為:連續流加、不連續流加(少量多次、大量少次)和多週期流加
每次流加又可分為:快速流加、恆速流加、指數速率流加、變速流加。連續流加效果最好,可以避免因一次大量加入引起環境突然改變給菌體帶來的影響。從不加營養物來看,又有單組份補料和多組分補料。
11、試敘述比好氧速度和呼吸強度的概念?臨界飽和溶氧濃度、臨界溶氧濃度、氧飽和度的概念?
比好氧速度:單位時間內單位體積重量的細胞所消耗的氧氣,mmol O2·g菌-1·h-1呼吸強度:單位時間內單位質量的菌體所消耗的氧量
臨界飽和氧濃度:發酵液中氧的濃度/臨界溶氧溶度
臨界氧濃度:指不影響呼吸所允許的最低溶氧濃度。。
氧飽和度:在一定溫度和壓力下,空氣中的氧在水中的溶解度
12、發酵過程引數的檢測有什麼意義?生產過程中檢測到的引數有哪些?
答:對發酵過程中的引數進行檢測,可以實時掌握髮酵生產的情況,幫助人們有效地控制微生物生長和代謝產物的發酵生產,不斷提高發酵水平。
生產中主要檢測的引數分為直接狀態引數和間接狀態引數。直接狀態引數是指能直接反映發酵過程中微生物生理代謝狀況的引數,如pH、DO、溶解CO2、尾氣O2、尾氣CO2、粘度等。間接狀態引數是指那些採用直接狀態引數計算求得的引數,如比生長速率(u)、攝氧率(OUR)、CO2釋放率(CER)、呼吸商(RQ)、氧得率係數(YX/O)、氧體積傳質速率(KLa)等。
發酵工程作業2
1、利用基因工程菌生產有什麼優勢?常用的宿主菌有哪些?
它較篩選菌會有針對性、易繁殖、易培養、有特殊的代謝產物等特點,可生產珍稀藥物,提高生產率,降低成本。
1、大腸桿菌
如果產品翻譯後不需要修飾,大腸桿菌是最普遍選用的宿主。
優點:人們對大腸桿菌的生理學和遺傳學背景瞭解得比其他任何生物深。有利於進行復雜的基因操作;大腸桿菌有相當高的生長速率,並能長到高細胞濃度(50g/l);大腸桿菌能生長在簡單的便宜的培養基上。
2、G+細菌
枯草桿菌是可替代大腸桿菌的菌種,它是G+菌,它沒有外膜,並且能把蛋白分泌(excretion)到胞外。它的這一性質對生產非常有吸引力。
3、低等真核細胞
酵母菌
釀酒酵母是第一個被人利用的生物,它的最大生長速率是大腸桿菌的25%,酵母比最大的細菌大,容易從發酵液中回收。酵母有簡單糖基化能力和分泌蛋白的能力。
4、哺乳動物細胞
哺乳動物細胞在表達時有正確的氨基酸排列,而且所有轉錄後處理與在整個動物中相同,在某種情況下可能轉錄後修飾有些不同但它可提供最接近於天然副本的產物,此外多數產物可以分泌到胞外。
2、利用基因工程菌生產有哪些特點?
1、基因工程中菌種帶有外源基因,外源基因可能在質粒上也可能整合到染色體上,這些基因可能不穩定。丟失外源基因的菌往往比未丟失的菌生長快得多,這樣就會大大降低產物的表達。為了抑制基因丟失的菌的生長,一般會在培養基中加入選擇壓力,如抗生素。
2、基因工程菌的培養一般分為兩段。前期是菌體生長,生長到某一階段,加入誘導因子,誘發產物的表達。
3、基因不穩定性,生產的目標是得到最大量的外源蛋白,但是大量外源蛋白的形式對宿主細胞是有損害的,通常是致死的。失去製造外源蛋白的能力的細胞一般生長的快的多,從而代替有生產能力的菌株。這就導致基因的不穩定性。
3、重組菌基因不穩定性的原因有哪些?
答:分離丟失、結構不穩定性、宿主細胞調節突變、生長速率佔優勢的不穩定性
4、在基因工程菌培養過程中為什麼質粒會丟失?
當細胞分裂時一個子細胞沒有接受質粒就出現分離丟失。質粒可分為高複製質粒(>20複製/細胞)和低複製質粒(有時低到每個細胞一至二個複製)。低複製質粒有專門的機制保證在子代細胞中有相等的分配,高複製質粒通常很少遵循二分法分配到子代細胞。對於高複製質粒,幾乎所有子細胞接受一些質粒,也有可能有的細胞沒有接受質粒,當然形成無質粒細胞的可能性是低的(每百萬細胞分裂中一個)
5、基因工程菌高表達的障礙是什麼?
外源基因的不穩定,造成表達的下降、高生長速率與高表達之間的矛盾、乙酸的產生、蛋白的降解
6、常規的高密度培養的措施有哪些?
最常用和最有效的方法就是分批補料流加培養法。現在常用的是反饋補料培養。有幾種反饋控制:控制基質濃度流加、恆pH流加、恆溶氧流加、控制比生長速率的葡萄糖流加
7、重組菌與傳統微生物在產物表達上有什麼區別?
(1)應用AOX啟動子,轉錄效率高,易於誘發調控。
(2)表達質粒易於整合到基因組,不易丟失,適用於高密度發酵,產量高。
(3)表達產物分揀進入過氧化物酶體等,因此最近十幾年來,人們越來越多的應用它作為外源基因表達的系統。
8、與大腸桿菌相比酵母作為宿主菌有什麼優點?
1、單細胞低等真核生物,易於培養、繁殖快、便於基因工程操作
2、具有真核生物的蛋白質翻譯後加工的功能,具有適合於真核生物基因產物正確摺疊的細胞內環境和糖鏈加工系統
3、分泌外源蛋白質到培養液中,利於純化
9、重組菌與傳統菌在發酵過程控制中有哪些相同之處?
基因工程菌在代謝控制方面與傳統微生物有許多相似之處,比如補料控制、PH控制、溫度控制、溶氧控制等,使菌體能夠達到高密度。他的特殊之處在於外源基因的穩定性、外源蛋白表達的誘導、蛋白質降解的防止以及生長與表達的協調等方面,以達到高表達的目的。
10、重組大腸桿菌的誘導因子有哪些?重組酵母的誘導因子有哪些?
基因工程菌的產物表達需要誘變,誘因主要有:溫度誘導、乳糖或乳糖結構類似物誘導、氧飢餓誘導、葡萄糖飢餓誘導、甲醇誘導等。