Теоретические основы биотехнологии

Итогового междисциплинарного экзамена

по специальности 240901 «Биотехнология»

 

 

Общая биотехнология

 

1.Методы биотехнологии. Биообъекты.

2.Культивирование микроорганизмов.

3.Культивирование клеток животных.

4.Требования к оборудованию процессов в биотехнологии.

5.Среды для культивирования микроорганизмов.

6.Аппаратурное оформление процессов приготовления питательных сред.

7.Очистка и стерилизация технологического воздуха.

8.Пенообразование и пеногашение.

9.Химические и механические методы пеногашения.

10.Контроль и регулирование концентрации водородных ионов (рН), давления в процессе биосинтеза.

11. Контроль и регулирование температуры, давления, расхода воздуха на аэрацию.

12.Основные параметры контроля и регулирования производства биопрепаратов.

13.Влияние растворенного кислорода и углекислого газа в культуральной жидкости на жизнедеятельность микроорганизмов.

14.Методы фильтрации культуральной жидкости.

15.Технологическая обвязка биореактора.

16.Методы выделения и очистки при производстве биопрепаратов.

17.Методы осаждения, флотирования и фильтрации.

18.Методы центрифугирования, сепарирования, экстракции.

19.Процессы адсорбции, кристаллизации, упаривания применяемые при выделении биопрепаратов.

20.Иммобилизация биообъектов.

21.Генная инженерия.

22.Гибридная технология.

23.Селекция микроорганизмов.

24.Биотрансформация.

25.Иммобилизованные ферменты.

26.Экологическая биотехнология.

27.Биотехнологические процессы в пищевой промышленности.

28. Использование биотехнологии в сельском хозяйстве.

29. Медицинская биотехнология.

30.Производство антибиотиков.

 

Теоретические основы биотехнологии

 

1. Кривые роста микроорганизмов в простых периодических условиях. Фазы роста микроорганизмов при периодическом культивировании. Сравнение кривых роста одноклеточных и многоклеточных микроорганизмов. Принципы сокращения продолжительности лаг–фазы.

2. Количественная характеристика роста. Перечислить кинетические показатели, характеризующие рост биомассы. Абсолютная и удельная скорости роста: определение, математическое описание.

3. Количественная характеристика роста. Перечислить кинетические показатели, характеризующие рост биомассы. Удельная скорость роста, время удвоения биомассы (время генерации): определение, математическое описание. Связь времени генерации с удельной скоростью роста.

4. Перечислить кинетические показатели, характеризующие потребление субстрата. Экономический коэффициент: а) по биомассе, б) по продукту метаболизма (определение понятия и математическое описание).

5. Перечислить кинетические показатели, характеризующие потребление субстрата.

Дать определение и математическое описание общей скорости потребления субстрата.

Удельная скорость потребления субстрата (метаболический коэффициент): определение и математическое описание. Для каких целей используется данный показатель?

6. Кинетические показатели, характеризующие скорость образования продуктов метаболизма: Определение понятий и математическое описание.

7. Влияние концентрации субстрата на скорость образования продукта: уравнение Михаэлиса – Ментен.

8. Влияние концентрации субстрата на скорость роста: уравнение Моно. Определение параметров уравнения Моно по экспериментальным данным. Понятие о лимитирующем субстрате.

9. Ингибирование роста продуктами обмена (уравнение Иерусалимского). Торможение роста культуры недостатком субстрата и избытком продуктов обмена (объединенное уравнение Иерусалимского). Понятие о лимитирующем субстрате

10. Торможение роста культуры недостатком субстрата и избытком продуктов обмена (объединенное уравнение Иерусалимского). Ингибирование роста избытком субстрата (уравнение Николаева). Понятие о лимитирующем субстрате.

11. Влияние условий культивирования на рост микроорганизмов. Факторы, влияющие на скорость роста и методы управления ими.

12. Принципы составления питательных сред. Оптимизация состава питательной среды методами математического планирования.

13. Образование продукта при культивировании микроорганизмов. Понятие о первичных и вторичных метаболитах. Условия, определяющие образование вторичных метаболитов в клетке.

14. Образование продукта при культивировании микроорганизмов. Двухфазность в развитии популяций. Условия, определяющие переход культуры из первой фазы развития во вторую?

15. Основные понятия о периодическом методе культивирования. Параметры контроля и управления при проведении периодической ферментации. Производительность и продуктивность процесса периодической ферментации.

16. Основные понятия о непрерывном методе культивирования. Разновидности непрерывных процессов. Хемостатный способ непрерывного культивирования. Материальный баланс для процесса в хемостате. Понятие о скорости разбавления.

17. Основные понятия о непрерывном методе культивирования. Разновидности непрерывных процессов. Тубулярный процесс непрерывного культивирования: сущность, схема процесса, сходство тубулярного процесса с периодическим, математическое описание процесса, примеры применения, преимущества и недостатки.

18. Основные понятия о непрерывном методе культивирования. Разновидности непрерывных процессов. Хемостатный и турбидостатный способы непрерывного культивирования? Чем они различаются? Какие уравнения определяют установившийся режим в хемостате?

19. Основные принципы регуляции обмена веществ у микроорганизмов. Индукция и репрессия ферментных белков.

20. Основные принципы регуляции обмена веществ у микроорганизмов. Что такое катаболитная репрессия? Как это явление связано с явлением диауксии роста при культивировании микроорганизмов

21. Назовите основные способы интенсификации процессов образования продуктов метаболизма при периодическом культивировании продуцентов БАВ. Интенсификация биосинтеза путем регуляции скорости роста микроорганизмов продуцентов. Преимущества и недостатки метода.

22. Назовите основные способы интенсификации процессов образования продуктов метаболизма при периодическом культивировании продуцентов БАВ. Интенсификация биосинтеза путем обогащения питательных сред для культивирования микроорганизмов продуцентов. Преимущества и недостатки метода.

23. Рост микроорганизмов на углеводных субстратах. Доступность сахаров, гидролиз полисахаридов, транспорт сахаров в клетки, включение сахаров в анаболические и катаболические процессы.

24. Основные пути обмена углеводов. Гликолиз (анаэробный процесс распада глюкозы) и его биологическое значение.

25. Ассимиляция углеводов микроорганизмами. Аэробное расщепление глюкозы. Пентозо-фосфатный (гексозомонофосфатный) путь.

26. Рост микроорганизмов на углеводных субстратах. Аэробное дыхание. Цикл трикарбоновых кислот (общая схема, функции ЦТК в клетке).

27. Азотсодержащие компоненты среды и их ассимиляция микроорганизмами.

28. Ассимиляция жиров микроорганизмами. Ферментативный гидролиз жиров. Окисление жирных кислот.

29. Рост микроорганизмов на этиловом спирте, ацетате. Включение этанола и ацетата в обмен веществ.

30. Рост микроорганизмов на углеводородах, метаноле. При получении каких продуктов используют н–алканы и метанол в качестве источника углерода? Ассимиляция углеводородов, метанола клетками микроорганизмов, конечные и промежуточные продукты