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