专一性噬菌体获得和纯化→高效价噬菌体原液制备→菌株诱发突变→分离在含有噬菌体的平皿上→挑取抗性菌落和摇瓶筛选(加人噬菌体)→分离到含噬菌体的平皿上→挑取抗性菌落→抗性菌株的特性试验 14. 试设计筛选一株抗噬菌体菌株的步骤。 15. 杂交育种的目的
(1)获得新的品种:将不同菌株的遗传物质进行交换、重组,通过杂交扩大变异范围、改变产品的产量和质量,使不同菌株的优良性状集中在重组体中,甚至创造出新品种。
(2)获得具有新遗传特性的重组体:克服长期诱变引起的生活力下降、代谢缓慢等缺陷,提高对诱变剂的敏感性,降低对诱变剂的“疲劳”效应。 (3) 促进遗传学理论的发展:通过分析杂交结果,总结杂交物质的转移和传递规律,促进杂交育种的发展。 16. 杂交育种的一般步骤。
选择原始亲本→→诱变筛选直接亲本→→直接亲本之间亲和力鉴定→→杂交→→分离(基本培养基MM,选择培养基)→→筛选重组体→→重组体分析鉴定。 17. 细菌杂交育种的原理
细菌杂交育种的原理,通过接合、转化、转导这三种方式,把受体菌(receptor)原来不具备的遗传物质由供体菌(donor)传递到受体菌中去,经过繁殖过程,染色体交换和重组后,受体子代中出现了新的遗传信息和遗传形状。 18. 放线菌杂交育种的原理
通过供体向受体转移部分染色体,经过遗传物质的交换,最终达到基因重组。
19. 霉菌杂交育种的原理
利用准性生殖过程中的基因重组和分离现象,将不同菌株的优良特性集合到一个新菌株中,通过筛选出具有新遗传结构和优良特性的新菌株。 20. 原生质体融合技术在微生物育种中的应用
原生质体融合技术在微生物育种中的应用已经相当广泛,应用范围主要包括以下几方面:
(1)提高产量或质量,合成新物质:在抗生素的研究中,利用原生质体融合技术不但可用于提高抗生素的产量,同时还可利用重组体产生新的抗生素。 (2)改良菌种遗传特性:通过原生质体融合技术使两个亲本菌株的遗传物质得到重组,从而获得兼具两个亲本优良性状的新菌株
(3)优化菌种发酵特性
(4)质粒转移:为基因转移和育种提供了新的途径 (5)原生质体与细胞核融合 (6)进行遗传分析 21. 概念题
(1)自然突变(spontaneous mutation)所谓自然突变是指某些微生物在没有人工参与下所发生的某些突变现象,称它为自然突变决不意味着这种突变是没有原因的
(2)自然选育(spontamtous selection):不经人工处理,利用微生物的自然突变(spontaneous mutation)进行菌种选育的过程称为自然选育(spontamtous selection)。
(3)诱变育种: 诱变育种就是利用各种被称为诱变剂的物理因素、化学试剂和生物诱变剂处理微生物细胞,提高基因突变频率,再通过适当的筛选方法获得所需要的高产优质菌种的育种方法。
(4)绝对剂量和相对剂量:微生物诱变的紫外线剂量的表示方法,可分为
绝对剂量相对剂量
绝对剂量:单位为erg/mm2表示(1erg=10-7J),需要用一种剂量仪来测定。 相对剂量:单位用照射时间或杀菌率表示。
(5)杂交育种 : 是指将两个基因型不同的菌株经吻合或接合使遗传质重新组合从中分离和筛选具有新性状的菌株育种方法.杂交育种包括:常规杂交 控制杂交 原生质体融合杂交
(6)原始亲本:微生物杂交育种中具有不同遗传背景的优良出发菌株,主要根据杂交的目的来选择。
(7)直接亲本 :具有遗传标记和亲和能力而直接用于杂交配对的菌株。 原生质体融合(Protoplast Fusion) :,是通过两个遗传性状不同的亲株原生质体融合而达到杂交目的。双亲本原生质体在促融剂作用下相互接触,融合成一个细胞,然后核融合,最后强制性地将双亲基因融合,DNA交换、重组并产生新形状。
(8)再生:是微生物制备原生质体后直接再生,从再生菌落中直接分离筛选变异菌株,最获得优良形状提高的正变菌株。
第四章 工业微生物培养基
1.常用的培养基都必须符合哪些基本的条件? 2.大规模发酵的培养基应该具有是什么特点?
3. 碳源是组成培养基的主要成分其主要功能是什么?工业用糖类有哪些? 4. 氮源是组成培养基的主要成分其主要功能是什么?常用的氮源可分为哪两大类?工业用氮源有哪些?
5. 什么是前体?前体与诱导物的区别 6. 培养基选择的依据
7. 工业发酵培养基的组成和要求需要满足哪些条件? 8. 培养基的优化的方法有哪些? 9. 培养基发展趋势
第五章 微生物的代谢调节和代谢工程
1. 如何改变细胞透性?
在发酵过程中,可以控制使用那些影响细胞膜通透性的物质作为培养基的成分,有利于代谢产物分泌出来,从而避免了末端产物的反馈调节。 2. 简述微生物初级代谢与次级代谢的区别。 3. 简述次级代谢产物的合成途径。
⑴糖类(多数为葡萄糖)的缩合途径:其次级代谢产物如卡那霉素、链霉素等氨基糖苷抗生素。
⑵莽草酸途径:其次级代谢产物为氯霉素、新生霉素、绿浓霉素、芽孢杆菌溶素等
⑶与核酸代谢有关的途径:其次级代谢产物为间型霉素、狭霉素C、蛹草菌素等。
⑷多酮酐和聚丙酸途径:其次级代谢产物为四环类抗生素、制霉菌素、灰黄霉素、红霉素、利福霉素等。
⑸氨基酸途径:其次级代谢产物为短杆菌肽S、青霉素、杆菌肽、头孢菌素等抗生素,壳肽素和肽素等。
⑹甲羟戊酸途径:其次级代谢产物为赤霉素类、胡萝卜类、萜烯类、麦角碱和梭孢酸等。
⑺复合途径:其次级代谢产物有博莱霉素、大环内酯类等。
4. 代谢工程的主要研究内容有哪些? 5. 简述代谢工程的研究方法。 6. 简述代谢工程应用范围。
7. 什么是节点?主节点?节点分为哪些?如何区分? 8. 简述代谢工程在发酵工程中的应用 9.概念题:
初级代谢:系指微生物的生长、分化和繁殖所必需的代谢活动而言,它包括蛋白质、核酸和碳水化合物等生命活动必需的物质组成代谢以及和能量代谢有关的分解代谢。
次级代谢
初级代谢产物
次级代谢产物:次级代谢产物经常是在微生物生活周期的特定阶段中产生,可分为初级代谢活动活跃、菌丝生长旺盛的“生长期”阶段和菌丝生长迟缓、次级代谢有关酶系开始出现并大量累积次级代谢产物的“生产期”阶段。
代谢工程(metabolic engineering): 途径(pathway):
通量/物流(flux) : 微生物控制代谢物流的方法有两种:调节现有酶的量,这可通过增加或减少途径中有关酶的合成或降解速率实现;改变已有酶分子的话性、这可通过小分子化合物调节酶反应速率,激活或抑制,有效地控制各种代谢过程。
节点(nodes): 主节点:
第六章 工业微生物种子扩大培养
1. 简述作为种子的准则。
①菌种细胞的生长活力强.该种至发酵罐后能迅速生长,迟缓期短; ②生理性状稳定;
③菌体总量及浓度能满足大容量发酵罐的要求; ④无杂菌污染;
⑤保持稳定的生产能力。 2. 简述实验室种子制备过程
保藏在砂土管或冷冻干燥管中的菌种经无菌操作接入适合于孢子发芽或菌丝生长的斜面培养基中,经培养成熟后挑选菌落正常的孢子可再一次接入试管斜面,
实验室种子的制备一般采用两种方式:
①对于产孢子能力强的及孢子发芽、生长繁殖快的菌种可以采用固体培养基培养孢子,孢子可直接作为种子罐的种子,这样操作简便,不易污染杂菌。
②对于产孢子能力不强或孢子发芽慢的菌种,可以用液体培养法。
3. 简述生产车间种子制备过程
实验室制备的孢子或液体种子移种至种子罐扩大培养,种子罐的培养基虽因不同菌种而异,但其原则为采用易被菌利用的成分如葡萄糖、玉米浆、磷酸盐等,如果是需氧菌,同时还需供给足够的无菌空气,并不断搅拌,使菌(丝)体在培养液中均匀分布,获得相同的培养条件。 4. 种子罐的作用是什么?
种子罐的作用主要是使孢子发芽,生长繁殖成菌(丝)体,接入发酵罐能迅速生长,达到一定的菌体量,以利于产物的合成。 5. @如何确定的种子罐级数?需要注意哪些问题?
(1)种子级数越少越好,可简化工艺和控制,减少染菌机会
(2)种子级数太少,接种量小,发酵时间延长,降低发酵罐的生产率,增加染菌机会
(3)虽然种子罐级数随产物的品种及生产规模而定。但也与所选用工艺条件有关。如改变种子罐的培养条件,加速了孢子发芽及菌体的繁殖,也可相应地减少种子罐的级数。
6. 影响种子质量的因素有哪些?如何控制?
生产过程中影响种子质量的因素通常有:孢子的质量 培养基 培养条件 种龄 接种量
1)菌种稳定性的检查 :生产上所使用的菌种必须保持有稳定的生产能力,虽然菌种保藏在休眠状态的环境中,但微生物或多或少会出现变异的危险,因此定期考察及挑选稳定菌种投入生产是十分重要的。
2)无(杂)菌检查 :在种子制备过程中每移种一步均需进行杂菌检查。 通常采用的方法是:种子液显微镜观察,肉汤或琼脂斜面接入种子液培养进行无菌试验和对种子液进行生化分析。 其中无菌试验是判断杂菌的主要依据。 7. 种子质量标准包括哪些内容?
发酵工业生产上常用的种子质量标准,大致有如下几个方面。 细胞或菌体的形 生化指标 产物生成量 酶活力 8.概念题:
种子:将保存在砂土管、冷冻干燥管中处休眠状态的生产菌种接入试管斜面活化后,再经过扁瓶或摇瓶及种子罐逐级扩大培养而获得一定数量和质量的纯种过程,这些纯种培养物称为种子。
种子扩大培养:是指将保存在砂土管、冷冻干燥管中处休眠状态的生产菌种接入试管斜面活化后,再经过扁瓶或摇瓶及种子罐逐级扩大培养而获得一定数量和质量的纯种过程。 种龄:是指种子罐中培养的菌丝体开始移入下一级种子罐或发酵罐时的培养时间。
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