㈠ 做發酵培養基優化時，怎樣根據一種某個菌種的生長曲線 判斷何時結束發酵並且測定產物濃度
從此圖像可以發現，結束發酵並且測定產物濃度的最佳時機應該是在「穩定期」吧！
由此也可以知道，你的基礎工作也就明確了，你應該繪制出該菌種的生長曲線哪！
㈡ 發酵工程的工藝過程
1、菌種制備 菌種是發酵工業之母，沒有菌種，就談不上微生物發酵。菌種一般分保藏菌種、搖瓶（茄子瓶等）菌種和種子罐菌種。保藏菌種是發酵生產的備用菌種，一般放在低溫乾燥狀態下保存。保藏菌種進入生產接種之前，首先接入斜面進行活化，使菌種從休眠狀態轉為正常代謝狀態。用於活化的培養基一般營養豐富、易於吸收，有利於菌種的生長繁殖。活化後的菌種再進行擴大，將其接人搖瓶（茄子瓶等）中進行培養，此時所用的培養基 比保藏菌種用培養基更粗放，更經濟。搖瓶種子進一步擴大，接人種子罐進行培養。種子罐培養基比較接近發酵罐所用培養基成分，目的是讓菌種進一步適應發酵培養基的環境。種子罐種子培養好以後可適時進行大罐（通風 曲室）接種。 2、原料處理 發酵原料來源豐富，成分粗放，狀態不一，通常不能直接為微生物所利用，因而要進行預處理，才能作為微生物發酵用的培養基的成分。發酵原料一般要經過篩選、粉碎、蒸煮或水解後，再加上其他有關物質配製成發酵培養基。 3、接種培養 發酵培養基配製好以後，進行滅菌。待其冷卻後，適時進行接種。接種要保證在無菌條件下進行，以防污染。無菌接種是發酵成敗的關鍵。 4、發酵控制 菌種接好後，提供必要的生長條件，菌體開始生長繁殖，進行新陳代謝，發酵累積代謝產物。必要的生產條件包括培養溫度、氧氣需求、pH指標、營養成分補充和泡沫消除等。所有這些條件要經常觀察、記錄、分析、改進，以保證發酵生產正常進行。在發酵過程中，還要經常觀察菌體的形態變化，測定代謝產物的積累情況，以決定放罐的最佳時間，進行收獲。5、產品提取 發酵過程一旦完成，及時進行產品提取。根據不同的產品，採取不同的方法進行分離純化，以求獲得最高的產量和最好的質量。提取的方法一般有物理法（如過濾、離心、乾燥等）、化學法（吸附、蒸餾、層析、離子交換等）和生物法等。
㈢ 分批發酵過程中微生物生長曲線主要包括哪幾個階段
微生物生長曲線是以微生物數量（活細菌個數或細菌重量）為縱坐標，培養時間為橫坐標畫得的曲線。在發酵中，通常是用比濁法得到的曲線來監測微生物生長情況的。
比濁法的原理是：微生物的生長引起培養物混濁度的增高。通過分光光度計測定一定波長下的吸光值，判斷微生物的生長狀況。該法主要用於發酵工業菌體生長監測。以此得出的吸光光度值稱為「OD值」。
典型的微生物生長曲線包括四個時期：遲緩期、對數期、穩定期、衰亡期。
遲緩期（遲滯期、調整期）特點：生長速率常數為零。微生物剛剛接種到培養基之上，其代謝系統需要適應新的環境，同時要合成酶、輔酶、其他代謝中間代謝產物等，所以此時期的細胞數目沒有增加。
對數期（對數生長期）特點：生長速率最快、代謝旺盛、活細菌數和總細菌數大致接近、細胞的化學組成形態理化性質基本一致。這是因為經過調整期的准備，為此時期的微生物生長提供了足夠的物質基礎，同時外界環境也是最佳狀態。但此階段基本沒有發酵產物積累。
穩定期特點：活細菌數保持相對穩定、總細菌數達到最高水平、發酵產物大量積累，是生產的收獲期。營養物質的消耗使營養物比例失調、有害代謝產物積累、PH值EH值等理化條件越來越不適宜。
衰亡期特點：細菌死亡速度大於新生成的速度、整個群體出現負增長、細胞開始畸形、細胞死亡出現自溶現象。這是因為隨著發酵產物和其他代謝產物的大量積累，生長環境對繼續生長越來越不利、細胞的分解代謝大於合成代謝、繼而導致大量細菌死亡。
微生物生長曲線
㈣ 在微生物發酵制葯工藝中，如何確定最適發酵條件
1、如果是得到微生物細胞：盡量延長對數生長期以獲得最大量細胞。因此培養基的碳氮比低，即氮源多；補充新鮮培養基；回調pH值，維持最佳pH；適時降溫；較高的通氣量，維持高氧耗。等等。
2、如果是得到微生物代謝產物如抗生素：盡量延長穩定期。培養基前期碳氮比低，後期碳氮比高。補充新鮮培養基，碳氮比低；回調pH值，維持最佳pH；適時降溫；較高的通氣量，維持高氧耗。等等
微生物發酵分為 細胞培養和 細菌發酵
細胞培養來說 最適宜的條件無非是PH DO 溫度 攪拌速度 通氣量大小以及通氣方式 通氣氣泡大小等一些硬體措施，除此之外要重視培養基的營養成分和細胞所需要的營養成分是否匹配，培養過程中要定時取樣觀察細胞狀態，看細胞處於生長的什麼時期，分析細胞分裂周期，研究分裂周期內什麼時候所需要的營養成分多，需要哪種營養成分，比如谷氨醯胺的補加時間和補加量以及補加方式都是需要小試實驗才能確定的，同時也要重視細胞種類以及細胞特點進行合理的工藝優化
細菌發酵來講也是同樣的 但不管是細胞也好 細菌也好 首先還是要保證不污染其他微生物，才能保證工藝的摸索以及生產的順利進行
㈤ 無細胞發酵上清液發酵時間怎麼確定
以培養菌數為目的：以菌數的最終濃度為標准，確認培養時間和放罐時間 以代謝產物為目的：以代謝產物濃度最高為標准，安排生產工藝和放罐時間。
放罐時間，是以工藝為基準的，沒有固定的時間，同一菌種，根據生長情況，可以提前或延遲放罐時間的。。
㈥ 收獲細菌代謝產物最好選擇細菌生長曲線的什麼期
穩定期。
以生長時間為橫坐標，培養物中細菌數的對數為縱坐標，繪制的曲線,稱為生長曲線。細菌生長曲線分為以下四期:
遲緩期：此期細菌體積增大，代謝活躍，但分裂遲緩，菌數未見增殖。遲緩期長短不一，因菌種、接種的菌量、菌齡和培養基而異，一般約為1-4h。
對數增殖期：此期細菌生長迅速，菌數呈幾何級數增長。此時細菌的形態、染色性、生理活性都較典型,對外界環境因素的作用比較敏感。一般相當於細菌培養8-18h。
穩定期：此期細菌增殖數與死亡數幾乎相等，活菌數保持相對不變。此時細菌可能出現形態、生理性狀的變化，一些細菌的合成代謝產物大多在此期內產生，芽胞亦多在此期形成。
衰退期：此期死亡菌數逐漸上升，活菌數急劇減少，細菌形態顯著改變，甚至有的菌體自溶，難以辯認。
㈦ 微生物發酵產物離子交換提取法原理
90、穩態：神經系統、體液和免疫系統調節下，內環境的相對穩定
溫度、pH、滲透壓，水、無機鹽、血糖等化學物質含量
血漿 7.35—7.45 緩沖對 NaHCO3/H2CO3 Na2HPO4/NaH2PO4
2/3細胞內液 組織液
91、65%體液 1/3細胞外液 血漿 淋巴
（內環境） 不是血液 血液>血漿>血清
食物 排尿
92、體內水來源 飲水 水排出途徑 出汗 皮膚
代謝水（有氧呼吸）面蟲、駱駝 呼氣 肺
（氨基酸脫水縮合） 排遺 消化道
93、K不吃也排 不經過出汗排
腎上腺分泌醛固酮（固醇） 保Na排K
高溫工作、重體力勞動、嘔吐、腹瀉→→應特別注意補充足夠的水、Na（食鹽）
細胞外液滲透壓下降，出現四肢發冷、血壓下降、心率加快
K對細胞內液細胞滲透壓起決定作用，維持心肌緊張、心肌正常興奮性 K心
94、血糖三來源（食物、分解、轉化） 三去向
糖的主要功能：供能
胰島素 唯一降血糖激素；增加糖的去路，減少糖的來源 胰高血糖素、 腎上腺素 升血糖
胰高血糖素促進胰島素分泌，胰島素卻抑制胰高血糖素分泌
血 糖 升 高
↓ ↑ ↑
下丘腦某區域→胰島B細胞 胰高血糖素↑ 腎上腺素↑
↓ ↑ ↑
胰島素↑ 胰島A細胞 腎上腺髓質
↓ ↑ ↑ 下丘腦另一區域
血 糖 降 低
<50-60 低早 <45 低晚 >130高 >160-180糖尿
一次性攝糖過多，暫時尿糖 持續糖尿不一定糖尿病，如腎炎重吸收不行
糖尿病 血糖高且有糖尿 驗尿驗血 三多一少症狀？
不吃少吃多吃含膳食纖維多的粗糧和蔬菜
95、營養物質：
蛋白質不足：嬰幼兒、兒童、少年生長發育遲緩、體重過輕 成年人浮腫
提供能量
營養物質功能 提供構建和修復機體組織的物質
提供調節機體生理功能的物質
維生素：維持機體新陳代謝、某些特殊生理功能
VA：夜盲症
維生素 VB：腳氣病
VC：壞血病
VD：佝僂病、骨軟化病、骨質疏鬆症
96、溫度感受器分為冷覺感受器和溫覺感受器（分布皮膚、粘膜、內臟器官）
體溫來自代謝釋放熱量（不是ATP提供），體溫恆定是產熱量，散熱量動態平衡結果
寒冷 炎熱
↓ ↓
皮膚冷覺感受器 溫覺感受器 血管
↓傳入神經 ↓ 立毛肌
下丘腦體溫調節中樞 下丘腦 骨骼肌
傳出神經 ↓ 汗
皮膚血管收縮 骨骼肌戰粟（產能特多） 血管舒張
皮膚立毛肌收縮 皮膚立毛肌收縮 汗液分泌增多
↓雞皮疙瘩 腎上腺素↑
縮小汗毛孔 甲狀泉激素↑
減少散熱 增加產熱 散熱量增加 不能減少產熱
調節水分、血糖、體溫
97、下丘腦 分泌激素：促激素釋放激素 抗利尿激素
感受刺激：下丘腦滲透壓感受器
傳導興奮：產生渴覺
第一道防線：皮膚、粘膜等
非特異性免疫（先天免疫）第二道防線：體液中殺菌物質、吞噬細胞
98、免疫 特異性免疫（獲得性免疫） 第三道防線：體液免疫和細胞免疫
在特異性免疫中發揮免疫作用的主要是淋巴細胞
淋巴細胞的起源和分化：胸腺—T 骨髓—B
免疫細胞：B、T
免疫系統的物質基礎 免疫器官：扁桃體、淋巴結、脾
免疫物質：抗體、淋巴因子（白介素、干擾素）
99、抗原特點：①一般異物性 但也有例外：如癌細胞、損傷或衰老的細胞
②大分子性
③特異性 抗原決定簇（病毒的衣殼）
100、體液免疫： 記憶細胞
↓ ↓再次受相同抗原刺激
抗原→→吞噬細胞→→T細胞→→B細胞→→→效應B細胞→→→抗體
↑ （攝取處理） （呈遞） （識別）
感應階段 反應階段 效應階段
效應B細胞產生：抗體(免疫球蛋白)、抗毒素、凝集素
效應T細胞產生：淋巴因子、干擾素、白細胞介素
識別抗原：B細胞、效應T細胞、記憶B/T
效應B細胞獲得有三途徑（直接、間接、記憶）
記憶細胞受相同抗原再次刺激後引起的二次免疫反應：更迅速、更強
再次接受過敏原（概念）
過敏反應 抗體分布 細胞表面
組織胺：體液調節
101、免疫失調引起的疾病 自身免疫疾病：風濕…類風濕…系統性紅斑狼瘡
先天性：先天性胸腺發育不全
免疫缺陷病 獲得性：艾滋病、肺炎、氣管炎
（人類免疫缺陷病毒） HIV↓攻擊T細胞
（AIDS） 獲得性免疫缺陷綜合症
102、色素吸收、傳遞、轉換光能 色素不能儲存光能
蛋白質、氨基酸也不能儲存
少數特殊狀態葉綠素a 最終電子供體：水
高能量、易失電子 光能→ 電能 最終電子受體:NADP+
103、C4植物：玉米、高梁、甘庶、莧菜
既C3又C4 CO2固定能力強 先CO2+C3→C4
C3、C4葉肉細胞都含正常葉綠體
選修 C3維管束鞘細胞無葉綠體
圖 C4維管束鞘細胞含無基粒的葉綠體 不進行光反應
(P29) C4植物花環型結構 里圈：維管束鞘細胞 外圈：部分葉肉細胞
降低呼吸消耗 增加凈光合量
104、提高產量 延長光合作用時間 光：光質、強度、長短
提高農作物對 增大光合作用面積 溫度：影響酶的活性
光能利用率 提高光合作用效率 水
礦質元素 N、P、K、Mg
CO2 農家肥、CO2發生器
105、生物固氮：N2 → NH3
根瘤菌的特異性：蠶豆根瘤菌侵入蠶豆、菜豆、豇豆；大豆根瘤菌侵入大豆。
N素
根瘤菌 有機物 豆科植物 異養需氧
共生固氮菌 根瘤 薄壁細胞 愈傷組織
固氮菌 自生≠自養 根瘤菌拌種 豆科植物綠肥
自生固氮菌：圓褐固氮菌（固氮+激素）
生物固氮（主：根瘤菌） 工業固氮 高能固氮
106、N循環 硝化、反硝化、氨化作用
反硝化：氧氣不足NO3-→N2
自生固氮菌的分離原理：無氮培養基對固氮菌的選擇生長
物質基礎：線粒體、葉綠體中的DNA（質基因）
…線粒體
107、細胞質遺傳 典型代表 …葉綠體 花斑植株→三種
特點 母系遺傳（受精卵中的細胞質幾乎全來自卵細胞）
後代性狀不出現一定分離比
（形成配子時，質基因不均等分配）
編碼區：編碼蛋白質 連續的
原核細胞 非編碼區 編碼區上游：RNA聚合酶結合位點
基因結構 調控 編碼區下游
108、基因的結構 真核細胞 非編碼區
基因結構 編碼區 內含子：非編碼序列
外顯子：能編碼蛋白質內含子>外顯子
原核基因無外顯子內含子之說
主要分布於微生物
剪刀：限制性內切酶 特異性（專一性）
（200多種） 獲得粘性末端
109、基因的操作工具 針線：DNA連接酶：扶手（磷酸二脂鍵）不是踏板（氫鍵）
條件①復制保存②多切點③標記基因
種類：質粒、病毒
運輸工具：運載體 ①染色體外小型環狀DNA
②存在於細菌、酵母菌
質粒特點 ③質粒是常用的運載體
④最常用：大腸桿菌
⑤對宿主細胞的生存無
基因工程 (基因拼接技術、DNA重組技術、轉基因技術) 決定性作用
直接分離 常用鳥槍法
提取目的基因 人工合成（反轉錄法、根據已知AA序列合成DNA）
目的基因與運載體結合 同一種限制酶
110、基因操作步驟 將目的基因導入受體細胞→細菌、酵母菌、動植物
CaCl2處理細胞壁 （ 受精卵好 繁殖速度快）
目的基因的檢測和表達：標記基因、目的基因是否表達？
逆轉錄 鹼基互補配對
mRNA 單鏈DNA 雙鏈DNA
推測 推測 合成
氨基酸序列 mRNA序列 DNA鹼基序列 目的基因
葯（胰島素、干擾素、白細胞介素、乙肝疫苗）
111、基因工程的成果 治病：基因診斷與基因治療（基因替換）
新品種（轉基因） 食品工業（食物）
環境監測（DNA分子雜交 探針）
生物固氮、基因診斷、基因治療、單細胞蛋白（微生物菌體本身）、
單克隆抗體、生物導彈（單抗+抗癌葯物）
112、 間接聯系 核心 核膜
高爾基體 內質網 細胞膜
線粒體膜
間接（具膜小泡） （內吞外排說明雙向）
分泌蛋白：抗體、蛋白質類激素、胞外酶（消化酶）等分泌到細胞外
粗面內質網上的核糖體 內質網運輸加工 高爾基體加工 成熟蛋白質 胞外
113、生物膜系統（不等於生物膜）：細胞膜、核膜及由膜圍繞而成的細胞器
離體→營養物質+激素 適宜溫度+無菌
植物組織培養 離體→愈傷組織→根芽（胚狀體）→植物體
選無病毒 尖（生長點） 紫草素
114、植物細胞工程 兩種不同→雜種細胞→新植物體
植物體細胞 去掉細胞壁→原生質體→雜種細胞→新植物體
雜交 種間存在生殖隔離 不能有性雜交
好處：克服遠源雜交不親和障礙 培育新品種
是其它動物細胞工程技術的基礎
動物細胞培養 液體培養基：動物血清
115、 動 取自動物胚胎或出生不久的幼齡動物的器官或組織
物 用胰蛋白酶處理
細 原代培養→傳代培養（細胞株→細胞系 遺傳物質發生改變）
胞 滅活的病毒做誘導劑+物理、化學方法
工 動物細胞融合 最重要用途：制備單克隆抗體
程 理論基礎：細胞膜的流動性
單克隆抗體→指單個B淋巴細胞經克隆形成的細胞群產生的化學性質單一、特異性強的抗體（優點：特異性強、靈敏度高）。每一個B淋巴細胞只分泌一種特異性抗體（共百萬種） *雜交瘤細胞 *生物導彈
116、微生物包含了除植物界和動物界以外的所有生物
質粒（小型環狀DNA）控制抗葯性、固氮、抗生素生成
核區（大型環狀DNA）控制主要遺傳性狀 有的細菌有莢膜、芽孢、鞭毛
碳源：無機/有機碳源 自養/異養
117、 微生物生長 氮源：加不加額外的氮源
所需的營養物質 生長因子：（維生素、氨基酸、鹼基→構成酶和核酸）
水：
無機鹽：
固體培養基：分離、鑒定、計數
物理性質 半固體培養基：運動、保藏菌種
液體培養基：工業生產
118、培養基 天然培養基：工業生產
化學性質 合成培養基：分類鑒定
選擇培養基 青黴素→選出酵母菌、黴菌等真菌
用途 NaCl：金黃色葡萄球菌
鑒定培養基：伊紅美藍→大腸桿菌→深紫色和金屬光澤
自己設計實驗：把混合在一起的圓褐固氮菌、硝化細菌、大腸桿菌區分開，並篩選純種。
酶合成的調節 誘導酶：基因和誘導物控制
119、微生物代謝調節 酶活性的調節 結構改變 可逆 快速 准確
必需物質，一直產生 氨基酸、核苷酸、維生素
初級代謝產物 無種的特異性 多糖、脂類
120、代謝產物 非必需物質，一定階段 抗生素、毒素
次級代謝產物 有種的特異性 四素 色素、激素
121、微生物群體生長曲線： 3
2 4
1
（1）調整期：代謝活躍，開始合成誘導酶 初級代謝產物收獲的最佳時期
（2）對數期：形態和生理特性穩定，代謝旺盛；科研用菌種，接種最佳時期
（3）穩定期：次級代謝產物收獲最佳時期，芽孢生成（種內斗爭最劇烈）
及時補充營養物質，可以延長穩定期
（4）衰亡期：多種形態，出現畸形，釋放次級代謝產物 生存環境惡劣
與無機環境斗爭最激烈的是4衰亡期。
營養物質消耗有害代謝產物積累PH不適宜導致3.4時期的出現。
注意：前三個時期類似「S」型增長曲線，但是多了衰亡期
122、影響微生物生活的環境因素
PH值：影響酶的活性、細胞膜的穩定性，從而影響微生物對營養物質的吸收
溫度：影響酶和蛋白質的活性
O2濃度：產甲烷桿菌
123、高壓蒸汽滅菌法：1/5、1/2、2/3、75% 由里向外、細密、不重復
溶化後分裝前必須要 調節pH
細菌培養的過程：培養基的配製→滅菌→擱置斜面→接種→培養觀察
實例：谷氨酸發酵（黃色短桿菌、谷氨酸棒狀桿菌）
概念：
菌種選育：誘變育種、基因工程、細胞工程
培養基的配製：成分、比例，pH適宜
124、發酵工程 內容 滅菌：去除雜菌
擴大培養和接種：菌種多次培養達到一定數量
發酵過程：（中心階段）控制各種條件，生產發酵產品
分離提純 菌體：過濾、沉澱（單細胞蛋白即微生物菌體本身）
代謝產物：蒸餾、萃取、離子交換
應用 醫葯工業：生產葯品和基因工程葯品
食品工業：傳統發酵產品、食品添加劑、單細胞蛋白等
125、 C/N=4/1 菌體大量繁殖但產生的谷氨酸少(P79)
記住 C/N=3/1 菌體繁殖受抑制，但谷氨酸的合成量大增
溶氧不足： 產生乳酸或琥珀酸
pH呈酸性： 產生乙醯谷氨醯胺（P95）
專家提供：
㈧ 發酵工程的工藝過程
1、菌種制備 菌種是發酵工業之母，沒有菌種，就談不上微生物發酵。菌種一般分保藏菌種、搖瓶（茄子瓶等）菌種和種子罐菌種。保藏菌種是發酵生產的備用菌種，一般放在低溫乾燥狀態下保存。保藏菌種進入生產接種之前，首先接入斜面進行活化，使菌種從休眠狀態轉為正常代謝狀態。用於活化的培養基一般營養豐富、易於吸收，有利於菌種的生長繁殖。活化後的菌種再進行擴大，將其接人搖瓶（茄子瓶等）中進行培養，此時所用的培養基 比保藏菌種用培養基更粗放，更經濟。搖瓶種子進一步擴大，接人種子罐進行培養。種子罐培養基比較接近發酵罐所用培養基成分，目的是讓菌種進一步適應發酵培養基的環境。種子罐種子培養好以後可適時進行大罐（通風 曲室）接種。 2、原料處理 發酵原料來源豐富，成分粗放，狀態不一，通常不能直接為微生物所利用，因而要進行預處理，才能作為微生物發酵用的培養基的成分。發酵原料一般要經過篩選、粉碎、蒸煮或水解後，再加上其他有關物質配製成發酵培養基。 3、接種培養 發酵培養基配製好以後，進行滅菌。待其冷卻後，適時進行接種。接種要保證在無菌條件下進行，以防污染。無菌接種是發酵成敗的關鍵。 4、發酵控制 菌種接好後，提供必要的生長條件，菌體開始生長繁殖，進行新陳代謝，發酵累積代謝產物。必要的生產條件包括培養溫度、氧氣需求、pH指標、營養成分補充和泡沫消除等。所有這些條件要經常觀察、記錄、分析、改進，以保證發酵生產正常進行。在發酵過程中，還要經常觀察菌體的形態變化，測定代謝產物的積累情況，以決定放罐的最佳時間，進行收獲。5、產品提取 發酵過程一旦完成，及時進行產品提取。根據不同的產品，採取不同的方法進行分離純化，以求獲得最高的產量和最好的質量。提取的方法一般有物理法（如過濾、離心、乾燥等）、化學法（吸附、蒸餾、層析、離子交換等）和生物法等。㈨ 對於發酵食品來說什麼是最佳收獲期
平衡期是發酵生產的最佳收獲期。
發酵食品是指人們利用有益微生物加工製造的一類食品，具有獨特的風味，如酸奶、乾酪、酒釀、泡菜、醬油、食醋、豆豉、黃酒、啤酒、葡萄酒等。發酵食品是指人們利用有益微生物加工製造的一類食品，具有獨特的風味，如酸奶、乾酪、酒釀、泡菜、醬油、食醋、豆豉、黃酒、啤酒、葡萄酒等。現在發酵食品已經成為食品工業中的重要分支就廣義而言；凡是利用微生物的作用製取的食品都可稱為發酵食品。功能性發酵食品主要是以高新生物技術（包括發酵法、酶法）製取的具有某種生理活性的物質生產出能調節機體生理功能的食品。