十教学重点、难点、学时 概述 发酵工程的内容 第五章发酵工程 (一)发酵类型 (二)发酵方法 (三)发酵过程 (四)发酵工业及其发展趋势 发酵工程在环境方面的应用
第 五 章 发 酵 工 程 教学重点、难点、学时 一、概述 二、发酵工程的内容 （一）发酵类型 （二）发酵方法 （三）发酵过程 （四）发酵工业及其发展趋势 三、发酵工程在环境方面的应用
1、要点 教 发酵的含义和历史、发酵工程的内容、优良菌种的选 学育、发酵过程及其测量、发酵生物反应器、代谢控制发酵、 要发酵过程优化及控制、固态发酵及固体废弃物处理、下游 处理、发酵与产物分离偶联技术。 重 2、重点 点 发酵的含义、发酵工程的内容、菌种分离、筛选的原 学则与步骤、发酵动力学、发酵生物反应器、发酵过程模型 时发酵过程控制、固态发酵及固体废弃物处理、下游处理 3、学时 5学时
1、要点 发酵的含义和历史、发酵工程的内容、优良菌种的选 育、发酵过程及其测量、发酵生物反应器、代谢控制发酵、 发酵过程优化及控制、固态发酵及固体废弃物处理、下游 处理、发酵与产物分离偶联技术。 2、重点 发酵的含义、发酵工程的内容、菌种分离、筛选的原 则与步骤、发酵动力学、发酵生物反应器、发酵过程模型、 发酵过程控制、固态发酵及固体废弃物处理、下游处理 3、学时 5学时 教 学 要 点 、 重 点 、 学 时
)发酵工程相关名词 1、发酵:借助微生物在有氧或无氧条件下的生命活 动来制备微生物菌体或直接产生代谢产物或次级代谢产物 的过程。现已扩展到培养生物细胞来制得产物的所有过程。 概 、发酵工程:也叫微生物工程,现代的发酵工程, 述就是采用现代工程技术手段,利用生物,主要是微生物的 某些生理功能,为人类生产有用的生物产品,或者直接利 用微生物参与控制某些工业生产过程的一种新技术 3、发酵工业:就是利用生物的生命活动产生的酶, 对无机或有机原料进行加工(生化反应),获得产品的工 业,它既包括传统发酵,也包括现代发酵
一 、 概 述 （一）发酵工程相关名词 1、发酵：借助微生物在有氧或无氧条件下的生命活 动来制备微生物菌体或直接产生代谢产物或次级代谢产物 的过程。现已扩展到培养生物细胞来制得产物的所有过程。 2、发酵工程：也叫微生物工程， 现代的发酵工程， 就是采用现代工程技术手段，利用生物，主要是微生物的 某些生理功能，为人类生产有用的生物产品，或者直接利 用微生物参与控制某些工业生产过程的一种新技术。 3、 发酵工业：就是利用生物的生命活动产生的酶， 对无机或有机原料进行加工（生化反应），获得产品的工 业，它既包括传统发酵，也包括现代发酵
4、初级代谢产物:在微生物对数生长期所产生的产物 如氨基酸、核苷酸、核酸、糖类等,是菌体生长繁殖所必 需的。 5、次级代谢产物:在菌体生长静止期,某些菌体能全成 在生长期中不能合成的、具有一些特定功能的产物,如抗 概 述生素、生物碱、细菌毒素、植物生长因子等,它们与菌体 生长繁殖无明显关系。 6、微生物转化:就是利用微生物细胞的一种或多种酶, 把一种化合物转变成结构相关的更有经济价值的产物。 7、自然选育:不经人工诱变,利用微生物的自然突变进 行菌种选育的过程
4、初级代谢产物：在微生物对数生长期所产生的产物， 如氨基酸、核苷酸、核酸、糖类等，是菌体生长繁殖所必 需的。 5、次级代谢产物：在菌体生长静止期，某些菌体能全成 在生长期中不能合成的、具有一些特定功能的产物，如抗 生素、生物碱、细菌毒素、植物生长因子等，它们与菌体 生长繁殖无明显关系。 6、微生物转化：就是利用微生物细胞的一种或多种酶， 把一种化合物转变成结构相关的更有经济价值的产物。 7、自然选育：不经人工诱变，利用微生物的自然突变进 行菌种选育的过程 。 一 、 概 述
8、诱变育种:是人为地利用物理、化学等因素,使诱变 的细胞内遗传物质染色全或DNA的片段发生缺失、易位 倒位、重复等畸变,或DNA的某一部位发生改变(又称点 突变),从而使微生物的遗传物质DNA或RNA的化学结构发 生变化,引起微生物的遗传变异。 迷9、前突变:诱变剂所造成的D的分子的某一位置的结构改 变,它可以通过DNA复制而成为真正的突变,也可以经过 修复重新回到原来的结构,即不发生突变 10、损伤:DNA序列可修复的变化 11、突变:是可以通过复制而遗传给子代的永久性DNA序 列变化
8、诱变育种：是人为地利用物理、化学等因素，使诱变 的细胞内遗传物质染色全或DNA的片段发生缺失、易位、 倒位、重复等畸变，或DNA的某一部位发生改变（又称点 突变），从而使微生物的遗传物质DNA或RNA的化学结构发 生变化，引起微生物的遗传变异。 9、前突变：诱变剂所造成的DNA分子的某一位置的结构改 变，它可以通过DNA复制而成为真正的突变，也可以经过 修复重新回到原来的结构，即不发生突变。 10、损伤：DNA序列可修复的变化。 11、突变：是可以通过复制而遗传给子代的永久性DNA序 列变化。 一 、 概 述
12、分批发酵:在灭菌的培养基上接种相应的微生物,然 后不再加入新的培养基,经过若干时间发酵后再将发酵液 一次放出 13、连续发酵:是指以一定的速度向发酵罐内添加新鲜培 养基,同时以相同的速度流出培养液,从而使发酵罐内的 迷液量维持恒定,微生物在稳定状态下生长 14、补料分批发酵:又称半连续发酵,是介于分批发酵和 连续发酵之间的一种发酵技术,是指微生物分批发酵中, 以某种方式向培养系统补加一定物料的培养技术 15、分解代谢:又称异化作用,是指由复杂的营养物质分 解成简单化合物的过程
12、分批发酵：在灭菌的培养基上接种相应的微生物，然 后不再加入新的培养基，经过若干时间发酵后再将发酵液 一次放出。 13、连续发酵：是指以一定的速度向发酵罐内添加新鲜培 养基，同时以相同的速度流出培养液，从而使发酵罐内的 液量维持恒定，微生物在稳定状态下生长。 14、补料分批发酵：又称半连续发酵，是介于分批发酵和 连续发酵之间的一种发酵技术，是指微生物分批发酵中， 以某种方式向培养系统补加一定物料的培养技术。 15、分解代谢：又称异化作用，是指由复杂的营养物质分 解成简单化合物的过程。 一 、 概 述
16、合成代谢:又称同化作用,是指由简单化合物合成复 杂的细胞物质的过程。 17、代谢控制发酵:是利用遗传学的方法或其他生物化学 方法,人为地在DNA分子水平上改变和控制微生物的代谢, 概 述使有用目的产物大量生成和积累的发酵。 18、代谢工程:是指利用基因重组技术有目的地对细胞代 谢途径进行修饰、改造,改变细胞特性,并与细胞基因调 控、代谢调控及生化工程相结合,为实现构建新的代谢途 径,生产特定目的产物而发愜起来的一个新的学科领域
16、合成代谢：又称同化作用，是指由简单化合物合成复 杂的细胞物质的过程。 17、代谢控制发酵：是利用遗传学的方法或其他生物化学 方法，人为地在DNA分子水平上改变和控制微生物的代谢， 使有用目的产物大量生成和积累的发酵。 18、代谢工程：是指利用基因重组技术有目的地对细胞代 谢途径进行修饰、改造，改变细胞特性，并与细胞基因调 控、代谢调控及生化工程相结合，为实现构建新的代谢途 径，生产特定目的产物而发愜起来的一个新的学科领域。 一 、 概 述
19、代谢网络:分解代谢途径、合成代谢途径和膜输送体 系的有序组合构成代谢网络。 20、堆肥:是依靠自然界广泛分布的细菌、真菌等微生物, 有控制地促进可被生物降解的有机物向稳定的腐殖质转化 概的生物化学过程 述 21、膜生物反应器:利用膜的阴留性能将生物催化剂限制 在膜组件的固定空间,供给所需的底物和营养物,即可在 固定空间内进行生物反应,而产生的产物造成真空膜,进 入膜的另一侧空间,脱离生物催化剂,达到了生物反应与 产物分离同时进行的目的
19、代谢网络：分解代谢途径、合成代谢途径和膜输送体 系的有序组合构成代谢网络。 20、堆肥：是依靠自然界广泛分布的细菌、真菌等微生物， 有控制地促进可被生物降解的有机物向稳定的腐殖质转化 的生物化学过程。 21、膜生物反应器：利用膜的阴留性能将生物催化剂限制 在膜组件的固定空间，供给所需的底物和营养物，即可在 固定空间内进行生物反应，而产生的产物造成真空膜，进 入膜的另一侧空间，脱离生物催化剂，达到了生物反应与 产物分离同时进行的目的。 一 、 概 述
22、结构模型:深入细胞内部,研究其基因结构、表型、 调控机制及其对代谢途径中各步反应的影响,得出的动力 学模型。 23、非结构模型:把细胞看成一个均匀分布的物体,不管 概微观反应机制,只考虑各个宏观变量之间的关系,得出的 述动力学模型
22、结构模型：深入细胞内部，研究其基因结构、表型、 调控机制及其对代谢途径中各步反应的影响，得出的动力 学模型。 23、非结构模型：把细胞看成一个均匀分布的物体，不管 微观反应机制，只考虑各个宏观变量之间的关系，得出的 动力学模型。 一 、 概 述
二)发酵工业的发展历史 大规模利用微生物的工业是在20世纪20年代才真正开 始的。当时主要是以酒精发酵、甘油发酵和丙醇发酵等为 主。20世纪40年代,弗莱明发现了青霉素,开始采用深层 概发酵法大量生产。此后,链霉素等几十种重要的抗菌素相 述继问世,带动了抗菌素工业的诞生。发酵工业由无氧条件 下的发酵发展到了有氧发酵。 长期以来,几乎都是以碳水化合物作为发酵的原料, 而到60年代增加了正烷烃、醋酸、醇类和天然气等。发酵 的原料从依赖于农产品的状态转为从石油等矿产资源中寻 找,从而实现了发酵原料的重大转变
（二）发酵工业的发展历史 大规模利用微生物的工业是在20世纪20年代才真正开 始的。当时主要是以酒精发酵、甘油发酵和丙醇发酵等为 主。20世纪40年代，弗莱明发现了青霉素，开始采用深层 发酵法大量生产。此后，链霉素等几十种重要的抗菌素相 继问世，带动了抗菌素工业的诞生。发酵工业由无氧条件 下的发酵发展到了有氧发酵。 长期以来，几乎都是以碳水化合物作为发酵的原料， 而到60年代增加了正烷烃、醋酸、醇类和天然气等。发酵 的原料从依赖于农产品的状态转为从石油等矿产资源中寻 找，从而实现了发酵原料的重大转变。 一 、 概 述