xx年生物制藥工藝學(xué)思考題及答案-精心整理

1、努力抗生素發(fā)酵生產(chǎn)工藝抗生素發(fā)酵生產(chǎn)工藝1.1.青霉素發(fā)酵工藝的建立對(duì)抗生素工業(yè)有何意義？青霉素發(fā)酵工藝的建立對(duì)抗生素工業(yè)有何意義？青霉素是發(fā)現(xiàn)最早，最卓越的一種B內(nèi)酰胺類抗生素，它是抗生素工業(yè)的首要產(chǎn)品，青霉素是各種半合成抗生素的原料。青霉素的缺點(diǎn)是對(duì)酸不穩(wěn)定，不能口服，排泄快，對(duì)革蘭氏陰性菌無(wú)效。青霉素經(jīng)過(guò)擴(kuò)環(huán)后，形成頭孢菌素母核，成為半合成頭孢菌素的原料。2.2.如何根據(jù)青霉素生產(chǎn)菌特性進(jìn)行發(fā)酵過(guò)程控制？如何根據(jù)青霉素生產(chǎn)菌特性進(jìn)

2、行發(fā)酵過(guò)程控制？青霉素在深層培養(yǎng)條件下，經(jīng)歷7個(gè)不同的時(shí)期，每個(gè)時(shí)期有其菌體形態(tài)特性，在規(guī)定時(shí)間取樣，通過(guò)顯鏡檢查這些形態(tài)變化，用于工程控制。第一期：分生孢子萌發(fā)，形成芽管，原生質(zhì)未分化，具有小泡。第二期：菌絲繁殖，原生質(zhì)體具有嗜堿性，類脂肪小顆粒。第三期：形成脂肪包含體，積累儲(chǔ)蓄物，沒(méi)有空洞，嗜堿性很強(qiáng)。第四期：脂肪包含體形成小滴并減少，中小空泡，原生質(zhì)體嗜堿性減弱，開(kāi)始產(chǎn)生抗生素。第五期：形成大空泡，有中性染色大顆粒，菌絲呈桶狀。脂

3、肪包含體消失，青霉素產(chǎn)量提高。第六期：出現(xiàn)個(gè)別自溶細(xì)胞，細(xì)胞內(nèi)無(wú)顆粒，仍然桶狀，釋放游離氨，pH上升。第七期：菌絲完全自溶，僅有空細(xì)胞壁。一到四期為菌絲生長(zhǎng)期，三期的菌體適宜為種子。四到五期為生產(chǎn)期，生產(chǎn)能力最強(qiáng)，通過(guò)工藝措施，延長(zhǎng)此期，獲得高產(chǎn)。在第六期到來(lái)之前發(fā)束發(fā)酵。3.3.青霉素發(fā)酵工程的控制原理及其關(guān)鍵點(diǎn)是什么？青霉素發(fā)酵工程的控制原理及其關(guān)鍵點(diǎn)是什么？控制原理：發(fā)酵過(guò)程需連續(xù)流加葡萄糖，硫酸銨以及前提物質(zhì)苯乙酸鹽，補(bǔ)糖率是最

4、關(guān)鍵的控制指標(biāo)，不同時(shí)期分段控制。在青霉素的生產(chǎn)中，及時(shí)調(diào)節(jié)各個(gè)因素減少對(duì)產(chǎn)量的影響，如培養(yǎng)基，補(bǔ)充碳源，氮源，無(wú)機(jī)鹽流加控制，添加前體等；控制適宜的溫度和ph，菌體濃度。最后要注意消沫，影響呼吸代謝。4.4.青霉素提煉工藝中采用了哪些單元操作？青霉素提煉工藝中采用了哪些單元操作？青霉素不穩(wěn)定，發(fā)酵液預(yù)處理、提取和精制過(guò)程要條件溫和、快速，防止降解。提煉工藝包括如下單元操作：努力基L古龍酸需要將C1位醇基氧化為羧基，保持其他基團(tuán)不發(fā)生變

5、化。其中兩步發(fā)酵法更具有優(yōu)勢(shì)。原因如下：①以生物氧化代替化學(xué)氧化簡(jiǎn)化了生產(chǎn)工藝。②省略了丙酮化反應(yīng)步驟，節(jié)省了丙酮、硫酸等大量化工原料和其防爆設(shè)備，節(jié)約了成本，有利于安全生產(chǎn)。③三廢和污染較小。④提高了生產(chǎn)能力。2.2.維生素維生素C的生產(chǎn)工藝中，手性中心是如何實(shí)現(xiàn)的？的生產(chǎn)工藝中，手性中心是如何實(shí)現(xiàn)的？維生素C分子中含有兩個(gè)手性碳原子，故有四個(gè)光學(xué)異構(gòu)體。其中L()抗壞血酸括性最高，D（）異抗壞血酸活性僅為其20％，工業(yè)上將其作為食品

6、抗氧劑。D()抗壞血酸和L()異抗壞血酸幾乎無(wú)活性。3.3.在未來(lái)，一步發(fā)酵能取代兩部發(fā)酵，成為維生素生產(chǎn)的主流工藝嗎，為什么？在未來(lái)，一步發(fā)酵能取代兩部發(fā)酵，成為維生素生產(chǎn)的主流工藝嗎，為什么？一步法發(fā)酵對(duì)工業(yè)菌株的山梨醇糖旁路代謝途徑進(jìn)行敲除。與原始菌株比較，發(fā)現(xiàn)單菌發(fā)酵24h后，培養(yǎng)基中剩余的山梨醇糖含量基本保持恒定，NSR缺失株相對(duì)于原始菌株殘?zhí)橇刻岣吡?5.9%。基因工程制藥工藝基因工程制藥工藝1.1.工程菌與宿主菌對(duì)培養(yǎng)基要

7、求有何不同，為什么？工程菌與宿主菌對(duì)培養(yǎng)基要求有何不同，為什么？碳源：大腸桿菌以蛋白胨等蛋白質(zhì)的降解物作為碳源；酵母利用葡萄糖、半乳糖等單糖類物質(zhì)為碳源。氮源：不同工程菌對(duì)氮源利用能力差異大，具有很高的選擇性。大腸桿菌利用酵母粉等大分子有機(jī)氮源；酵母利用氨基酸為氮源。選擇劑：基因工程大腸桿菌含有抗生素抗性基因，抗生素作為選擇劑；基因工程酵母菌常用氨基酸營(yíng)養(yǎng)缺陷型。2.2.影響工程菌培養(yǎng)工藝的主要參數(shù)是什么？如何優(yōu)化控制？影響工程菌培養(yǎng)工

8、藝的主要參數(shù)是什么？如何優(yōu)化控制？溫度：生長(zhǎng)與生產(chǎn)溫度不一致。較高溫度表達(dá)量大，易形成包涵體。策略：較低溫度下有利于表達(dá)可溶性蛋白質(zhì)。對(duì)于熱敏感的蛋白質(zhì)，高溫會(huì)降解破壞。策略：生產(chǎn)期可采用先高溫，然后低溫，變溫表達(dá)，避免蛋白質(zhì)降解。pH：了解發(fā)酵過(guò)程中各個(gè)階段的適宜pH以后，進(jìn)一步設(shè)法控制pH在合適的范圍內(nèi)。分階段控制pH：根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果來(lái)確定生長(zhǎng)最適pH和產(chǎn)物最適pH，以達(dá)到最佳生產(chǎn)。溶解氧：從供應(yīng)量和需要量（菌體生長(zhǎng)、質(zhì)粒穩(wěn)定性、產(chǎn)物