酶系（参与代谢的多种酶）和刚够用的酶量。一旦特定物质的合成达到足够的量，与这些物质合成有关的酶就不再合成了。并且，已合成的酶的活力受到许多调节机制的控制，以确保新陈代谢全面协调，、为细胞的经济运行提供保证。因此，细胞固有的生产关系支持细胞自身的增殖（生产细胞），不支持（人的）目的产物的过量生产（生产特定的初级代谢产物）。而工业化生产要求特定表达某种或某类物质，只有正常代谢被打破，代谢协调失常的微生物才能达到要求。 17.什么是培养基? 什么是发酵培养基？发酵培养基的特点和要求？

答：培养基：广义上讲培养基是指一切可供微生物细胞生长繁殖所需的一组营养物质和原料。同时，培养基也为微生物培养提供除营养外的其它所必须的环境条件。发酵培养基是指人工制备的适合不同发酵微生物生长繁殖及积累代谢产物的营养基源。

①培养基能够满足产物最经济的合成。 ②发酵后所形成的副产物尽可能的少。

③培养基的原料应因地制宜，价格低廉；且性能稳定，资源丰富，便于采购运，适合大规模储藏，能保证生产上的供应。

④所选用的培养基应能满足总体工艺的要求，如不应该影响通气、提取、纯化及废物处理等。

⑤必须提供合成微生物细胞和发酵产物的基本成分。

⑥有利于减少培养基原料的单耗，即提高单位营养物质所合成产物数量或最大产率。

⑦有利于提高培养基和产物的浓度，以提高单位容积发酵罐的生产能力。 ⑧有利于提高产物的合成速度，缩短发酵周期。

⑨所用原料尽可能减少对发酵过程中通气搅拌的影响，利于提高氧的利用率，降低能耗。

18.常用的碳源有哪些？常用的糖类有哪些，各自有何特点？

答：碳源:糖类（淀粉、葡萄糖、蔗糖等）、油脂（动、植物油）、有机酸（琥珀酸、柠檬酸、乳酸、乙酸等）和低碳醇（甲醇、乙醇等）。 葡萄糖，所有的微生物都能利用葡萄糖，但是会引起葡萄糖效应

糖蜜，是制糖生产时的结晶母液，它是制糖工业的副产物。主要含有蔗糖，总糖可达50%～75%。一般糖蜜分甘蔗糖蜜和甜菜糖蜜葡萄糖蜜。除糖份外，含有较多的杂质，其中有些是有用的，但是许多都会对发酵产生不利的影响，需要进行

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预处理。

淀粉、糊精，缺点：难利用、发酵液比较稠、一般>2.0%时加入一定的α-淀粉酶。成分比较复杂，有直链淀粉和支链淀粉等等。优点：来源广泛、价格低，可以解除葡萄糖效应。

19.常用的无机氮源和有机氮源有哪些？有机氮源在发酵培养基中的作用？ 答：常用的有机氮源有花生饼粉、黄豆饼粉、酵母粉、蛋白胨等；常用的无机氮源有氨水、铵盐和硝酸盐。

有机氮源在发酵培养基中的作用有：除提供氮源外，有些有机氮源还提供大量的无机盐及生长因子。诱导某些酶的产生。

20.发酵过程糖代谢、氮代谢有什么规律，为什么？

答：糖代谢：特别是快速利用的糖，分解成小分子酸、醇，使pH下降。糖缺乏，pH上升，是补料的标志之一氮代谢：氨基酸被利用后产生NH3 ，pH会上升；尿素被分解成NH3，pH上升。

微生物生长和产物合成与糖代谢有密切关系。糖的消耗反映产生菌的生长繁殖情况，反映产物合成的活力。菌体生长旺盛糖耗一定快，残糖也就降低得快通过糖含量的测定，可以控制菌体生长速率，可控制补糖来调节pH，促进产物合成，不致于盲目补糖，造成发酵不正常。

氮利用快慢可分析出菌体生长情况，含氮产物合成情况。但是氮源太多会促使菌体大量生长。有些产物合成受到过量铵离子的抑制，因此必须控制适量的氮。通过氨基氮和氨氮的分析可控制发酵过程，适时采取补氨措施。发酵后期氨基氮回升，这时就要放罐，否则影响提取过程。

21.读书报告：结合具体的产品理解种子质量控制的方法，以及认识种子质量对发酵的影响？

答：影响斜面种子质量的因素:

(1)原材料质量，水质，培养基pH.(2)灭菌条件，(3)接种量，(4)温度，通风、(5)培养时间(6)有害气体或挥发物(7) 冷藏条件

种子质量好：(1) 缩短发酵时间、保证生产水平. (2) 无杂菌污染. (3)移种至发酵后，能够迅速生长. (4)泡末产生少. (5)产物生成速率大. (6)副产物合成少. (7)对下游分离纯化有利。

22. 空气过滤除菌的原理是什么？和液体过滤原理有什么不同？

答：原理：空气中的微粒随气流通过滤层时，滤层纤维所形成的网格阻碍气流前

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进，使气流无数次改变运动速度和运动方向，绕过纤维前进。这些改变引起微粒对滤层纤维产生惯性冲击、阻拦、重力沉降、布朗扩散、静电吸引等作用，而将微粒拦截。

空气溶胶的过滤菌原理与通常的液体过滤原理不同，后者介质间的空隙应小于颗粒直径，而前者介质间的空隙往往远大于颗粒直径。 23. 空气过滤除菌包括那些仪器？各有什么作用？

答：粗过滤器：是安装在空气压缩机前的过滤设备，主要作用是捕集较大的灰尘颗粒，起到保护空气压缩机，防止其受磨损的作用，同时也可减轻空气过滤器的负荷。

空压机：压缩空气。

空气贮罐：消除压缩机排出空气量的脉动，维持稳定的空气压力。同时也可以利用重力沉降作用去除部分油雾。 空气冷却器：对空气进行冷却。

气液分离器：将空气与水和其他颗粒物质分离开。 空气加热器：对分离出来的空气进行加热。 空气过滤器：过滤除菌。

24.什么是对数残留定律、对数穿透定律？

答：对数残留定律：对微生物进行湿热灭菌时，培养基中的微生物受热死亡的速率与残存的微生物数量成正比，这就是对数残留定律。对数穿透定理上

式即称为对数穿透定律，表示进入滤层的微粒数与穿透滤层微粒数之比的对数是滤层厚度的函数。

25.怎样通过发酵条件控制来提高发酵产物产量？

答：（1）同一种微生物在同样的培养基中进行培养时，只要控制不同的发酵条件（合适的温度，PH，通气量，生物素量等），进而影响微生物自身的代谢调节系统，改变其代谢方向，就可能获得不同的代谢产物。

（2）使用诱导物。许多与蛋白质、糖类或其他物质降解有关的酶类都是诱导酶，在发酵过程中加入相应的底物作为诱导物，可以有效的增加这些酶的产量。 （3）添加生物合成的前体，可以大幅度提高发酵产量。

（4）培养基成分和浓度的控制，保证微生物机体生长需要，利于代谢产物合成。 26.什么是得率系数？维持系数？

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答：菌体的生长量相对于基质消耗量的收得率称为生得率Yx/s，其定义为：以消耗的基质为基准的细胞得率系数Yx/s可用下式表示 Yx/s = △X / -△S 式中Yx/s ——相对于基质消耗的实际生长得率[（g/mol）或 （g/g）]；△X——干细胞的生长量（g）；△S——基质的消耗量（mol或g）。如果对于氧，其细胞得率系数为Yx/o = △X / △O2。Yx/o的倒数表示生成单位质量细胞所需氧的质量。

在培养过程中，细胞产生除二氧化碳和水以外的产物时，以消耗基质为基准的产物得率系数Yp/s可用下式表示Yp/s = △P / -△S

式中 Yp/s——相对于基质消耗的实际产物得率[（mol/mol）或 （g/g）]；△P——产物生成量（mol或g）。

维持系数是微生物菌株的一种特性值，对于特定的菌株、特定的基质和特定的环境因素（如温度、PH等）是一个常数，故又称维持常数。维持系数越低，菌株的能量代谢效率越高。

27.微生物初级代谢与次级代谢的关系？

答：（1）初级代谢是基本的，普遍存在于各类微生物中，且代谢途径基本相似。 次级代谢是在初级代谢的基础上进行的，途经各种各样，不是每种类型微生物所必需的，往往仅限于某种类型的微生物中。 （2）初级代谢与次级代谢在生理上的作用不同

初级代谢是生物机体必需的，如果代谢途径中某个环节发生差错，直接影响着机体的生长与死亡。

次级代谢不是生物机体生长所必需的，途经中某环节发生障碍，致使不能合成次级代谢产物，而不影响机体正常的生长。 （3）初级代谢与次级代谢与生长的关系不同

初级代谢与生长有平行关系，从一开始就存在于机体中。

次级代谢一般出现在生长的稳定期，产物在停止分裂的细胞中合成。 （4）初级代谢与次级代谢的代谢产物不同

初级代谢产物单一，而次级代谢产物是一群化学结构上非常相似的各种成分的混合物。

（5）催化次级代谢产物合成的酶的专一性不想初级代谢那样强。

（6）次级代谢产物的生成经历了两个阶段及营养增殖期（菌体活跃增值阶段，几乎不形成次级代谢产物）和生产期（细胞停止生长，进入恒定起，才开始活跃

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