生物技术制药习题答案修订版

生物技术制药习题答案修订版内容摘要：

PH范围是 ( C ) A 17 B 25 C 36 D 910 名词解释 发酵工程 又称为微生物工程，是利用微生物制造工业原料与工业产品，并提供服务的技术。 诱变剂 能诱发基因突变并使突变率提高到超过自发突变水平的物理化学因子都称为诱变剂。 简答题 1. 发酵工程发展大体上可分为四个阶段，简述各阶段的技术内容，代表人物和主要产品 第一阶段： 20世纪以前时期，人类利用传统的微生物发酵技术来生产葡萄酒、酒、醋，酱、奶酪等 ，生产规模小，主要凭经验控制生产过程。 代表人物巴斯德。 第二阶段， 19001940 年期间，微生物培养技术不断进步，有力的推动了发酵工业的快速发展，能排除培养体系中的有害微生物，能进行大规模的工业生产发酵过程。 代表产品是丙酮、丁醇，甘油，乳酸，柠檬酸等。 第三阶段，发酵工业大发展时期。 能对微生物进行深层培养，可采用纯种发酵，无菌操作技术成熟，生产规模巨大，生产过程能有效控制，相应的采用较复杂的工艺和设备。 代表产品如青霉素，链霉素，红霉素，氨基酸等。 代表人物是发现青霉素的英国科学家 Fleming. 第 四阶段 基因工程等高新技术应用阶段。 现代生物技术的发展是人们加深了对微生物代谢产物合成的遗传学与调节机制的了解，为更好的应用提供了前提条件。 DAN 双螺旋结构模型的建立，质粒中遗传物质的发现， DNA 限制酶和连接酶的应用，为人类控制生物体生物代谢过程提供了强大的工具，使发酵技术能为人类提供需要的产品。 代表产品胰岛素，干扰素等， 人物如沃森、克里克等。 2. 简述培养基对发酵的影响 微生物的生长需要一定的营养，不同的微生物对营养的要求有很大的差异，培养基的成分和配比合适与否，对产生菌的生长发育，发酵单位 的增长，有相当大的影响，同时还会影响到提取工艺和产品质量。 微生物的生长需要较多供给有机碳架的碳源，构成含氮物质的氮源，还有无机盐类，微量元素和水分等。 碳源是构成微生物细胞和各种代谢产物碳架的营养物质，同时碳源在微生物的代谢过程中被氧化、释放出能量，并以 ATP的形式贮存于细胞内，供给微生物生命活动所需的能量。 碳源是构成菌体细胞的物质，同时也是细胞合成氨基酸、蛋白质、核酸、酶类及含氮代谢产物的成分，选择氮源需要注意氮源促进菌体生长、繁殖和合成产物间的关系。 无机盐和微量元素是构成菌体原生质的成 分，可维持酶的活性，可调节细胞的渗透压和PH，参与产物的合成等。 水是必需的物质，它既是构成菌体细胞的主要成分，又是营养物质传递的介质，对微生物的生长繁殖和产物合成有很重要的作用。 3. 简述温度对发酵的影响，如何控制温度可提高目标产物的产率。 在发酵过程中，菌体的生长和产物的合成均温度有密切关系，一般最适生长温度和最适生产温度往往不一致。 在具体控制过程中，究竟选择哪个温度，需要视在微生物生长阶段和产物合成阶段中哪一矛盾是主要而定，另外，温度还会影响微生物代谢的途径和方向。 在理论上，整个发酵过程中不应只选一个培养温度，而应该根据发酵的不同阶段选择不同的培养温度。 在生长阶段，应选择最适生长温度；在产物分泌阶段，应选择最适生产温度。 这样变温发酵所得产物的产量是比较理想的。 但在工业发酵过程中，由于发酵液的体积很大，升降温度都比较的困难，所以在整个发酵 过程中，往往采用一个比较适合的培养温度，使得到的产物产率最高。 4. 简述溶氧对发酵的影响，如何控制溶氧浓度可提高目标产物的产率。 大部分工业微生物需要在有氧环境中生长，培养这类微生物需要采取通气发酵，适量的溶解氧可维持其呼吸代谢和代谢产物的合成。 ，对决大多数发酵来说，供氧不足会造成代谢异常，降低产物产量。 因此，保证发酵液中溶氧和加速气相、液相和微生物之间的物质传递对于提高发酵的效率是至关重要的。 发酵液的溶氧浓度，是由供氧和需氧两方面多决定的，也就是说当发酵的供氧量大于需氧量，溶氧浓度就上升，反之就 下降。 因此要控制好溶氧浓度需要从这两方面入手。 在供氧方面主要是设法提高氧传递的推动力和液相体积氧传递系数的值，如可调节搅拌转速或通气速率来控制供氧；发酵液的需氧量受菌体浓度的影响最为明显，发酵液的摄氧率随菌浓增加而按一定比例增加，但是氧的传递速率随菌浓的增加呈对数减少。 因此可通过控制最合适菌体浓度来控制需氧量。 在工业生产中还可通过调节温度，液化培养基，中间补水，填加表面 活性剂来改善溶氧水平。 5. 简述 PH对发酵的影响，如何控制 PH可提高目标产物的产率 发酵培养基的 PH对微生物的生长具有非常明显 的影响，也是影响发酵过程中各种酶活的重要因素，由于 PH不当，可能严重影响微生物的生长和产物的合成，因此对微生物发酵来讲，有最适生长 PH和最适生产 PH。 在了解发酵过程中的最适 PH的要求后，就要采取各种方法来控制。 首先要使培养基在发酵过程中的 PH变化在合适的范围内，一般控制培养基 PH变化的能力有限，在不能满足要求的前提下，可在发酵过程中直接加碱或酸性物质的方法来控制。 6. 简述抗生素生物合成基因的特点。 抗生素合成基因的特点是： （ 1）抗生素合成基因的一个典型特点是高 GC碱基组成，含量达 70%；三 联体密码子中的第三个碱基的 GC比例极高； （ 2）对已克隆的抗生素合成基因进行分析，发现他们大多处在一个基因簇中； （ 3）抗生素合成基因除定位在染色体上外，还发现定位在质粒上。 7. 利用基因工程如何提高抗生素的产量。 利用基因工程可通过以下方法提高抗生素的产量： （ 1）增加参与生物合成限速阶段基因的拷贝数； （ 2）通过调节基因的作用； （ 3）增加抗性基因； 8. 基因工程在抗生素生产中有那些应用。 通过基因工程明确抗生素合成基因的典型特点和克隆的方法，解析合成基因的结构，深入了解微 生物的生长代谢过程，更有效的控制抗生素的生产，为人类的健康提供更多更有效的产品，主要体现在以下几方面： （ 1）提高抗生素的产量 （ 2）改善抗生素的组分 （ 3）改进抗生素的生产工艺； （ 4）产生杂合抗生素，提供新的药物来源 （ 5），用组合生物合成方法合成复杂化合物 9. 发酵工程的研究内容包括那些。 发酵工程的内容包括：菌种的培养和选育、菌的代谢和调节、培养基灭菌、通气搅拌、溶氧、发酵条件的优化、发酵过程各种参数与动力学、发酵反应器的设计和自动控制、产品的分离纯化和精制等。 想的发酵罐应该具有那些特点。 （ 1）制造发酵罐的材料稳定性好，对微生物无毒性。