Izolacja szczepów przemysłowych

Podcast

Play an AI-generated podcast conversation about this lesson

Questions and Answers

Połącz poniższe kryteria z odpowiednimi kategoriami dotyczącymi izolacji szczepów przemysłowych:

Wymagania dotyczące odżywiania się mikroorganizmów = Właściwości fizjologiczne Optimum temperatury = Właściwości fizjologiczne Zdolność mikroorganizmów do wzrostu w aparatach przemysłowych; odporność na typ procesu i stosowane materiały = Właściwości technologiczne Stabilność cech drobnoustrojów oraz ich odporność na mutacje genetyczne = Stabilność cech

Połącz poszczególne etapy procesu biotechnologicznego z odpowiednimi fazami:

Przygotowanie pożywek = Up-stream Sterylizacja pożywek i inokulum = Up-stream Separacja biomasy = Down-stream Oczyszczanie produktu = Down-stream

Połącz poniższe pojęcia z odpowiednimi definicjami:

Genomika = Mapowanie i sekwencjonowanie całego genomu Proteomika = Analiza proteonu, obejmująca ocenę ekspresji genów i posttranslacyjnych modyfikacji białek Up-stream = Przygotowanie procesu, obejmujące surowce, sterylizację i przygotowanie inokulum Down-stream = Wydzielanie i oczyszczanie bioproduktów, obejmujące separację, konfekcjonowanie i oczyszczanie produktów

Połącz poniższe czynniki z odpowiednimi kategoriami, które należy wziąć pod uwagę przy konstruowaniu modeli matematycznych procesów zachodzących w bioreaktorach:

Kinetyka reakcji = Właściwości reakcji chemicznych Transport masy i ciepła = Właściwości fizyczne procesu Heterogeniczność biomasy = Właściwości biologiczne biomasy Skala procesu = Wpływ parametrów makroskopowych Signup and view all the answers

Połącz poniższe parametry z rodzajami procesów, w których ich wpływ jest istotny:

Wzrost biomasy = Procesy fermentacyjne Wydajność syntezy metabolitów = Procesy fermentacyjne Wpływ inhibitorów = Procesy fermentacyjne Przepływ w bioreaktorze = Procesy ciągłe Signup and view all the answers

Połącz poniższe procesy z odpowiednimi etapami bioprocesu:

Hodowla komórek = Faza wzrostu Synteza produktu = Faza produkcyjna Sterylizacja = Faza przygotowawcza Oczyszczanie produktu = Faza końcowa Signup and view all the answers

Połącz poniższe przykłady z odpowiednimi kategoriami bioproduktów:

Antybiotyki = Produkty lecznicze Enzymy = Produkty przemysłowe Biopaliwa = Energetyczne Biopolimery = Materiały Signup and view all the answers

Dopasuj enzymy do ich charakterystyki:

Enzymy konstytuktywne = Są niezbędne do podstawowych procesów metabolicznych. Enzymy indukcyjne = Ich produkcja jest indukowana przez określony substrat. Signup and view all the answers

Dopasuj czynniki wpływające na aktywność drobnoustrojów do ich opisu:

Uwodnienie środowiska = Decyduje o dostępności wody niezbędnej do przemian metabolicznych. Temperatura = Wpływa na szybkość reakcji enzymatycznych. Natlenienie = Determinuje rodzaj oddychania komórkowego. Ciśnienie osmotyczne = Wpływa na przepływ wody przez błonę komórkową. Signup and view all the answers

Dopasuj metody pomiaru wzrostu mikroorganizmów do ich opisu:

Pomiar stężenia masy komórkowej = Określa całkowitą ilość biomasy w hodowli. Pomiar stężenia DNA = Jest uważany za najbardziej wiarygodny parametr oceny wzrostu. Pomiar liczby komórek w jednostce objętości = Określa liczbę komórek w określonej objętości hodowli. Pomiar szybkości oddychania komórek = Ocenia tempo zużycia tlenu przez komórki. Signup and view all the answers

Dopasuj typy wzrostu drobnoustrojów do ich opisu:

Wzrost nieograniczony = Nie jest ograniczony przez stężenie substratów. Wzrost ograniczony = Jest ograniczony przez czynniki, takie jak stężenie substratu lub obecność inhibitora. Wzrost zbilansowany = Charakteryzuje się dynamiczną równowagą między przemianami metabolicznymi. Wzrost niezbilansowany = Szybkość syntezy składników komórkowych nie jest proporcjonalna. Signup and view all the answers

Dopasuj modele wzrostu drobnoustrojów związane z produkcją metabolitu do ich opisu:

Model 1 = Tworzenie produktu jest równoznaczne z namnażaniem komórek. Model 2 = Tworzenie produktu zachodzi równolegle z namnażaniem komórek. Model 3 = Tworzenie produktu może zachodzić zarówno w komórkach rosnących, jak i nie rosnących. Model 4 = Tworzenie produktu zachodzi tylko w komórkach nie namnażających się. Signup and view all the answers

Dopasuj pojęcia związane z inżynierią metaboliczną do ich definicji:

Analiza strumieni metabolitów = Określa przepływ metabolitów przez szlaki biochemiczne w komórce. Metabolic flux analysis = Narzędzie służące do określania przepływu metabolitów. Inżynieria metaboliczna = Narzędzie do projektowania i tworzenia optymalnych biokatalizatorów. „Wąskie gardła” w metabolicznym szlaku = Reakcje ograniczające wydajność produkcji. Signup and view all the answers

Dopasuj pojęcia związane z metabolizmem drobnoustrojów do ich definicji:

Metabolizm = Zestaw wszystkich procesów chemicznych zachodzących w komórce. Anabolizm = Procesy syntezy złożonych związków organicznych. Katabolizm = Procesy rozkładu złożonych związków organicznych. Enzymy = Białka katalizujące reakcje chemiczne w komórce. Signup and view all the answers

Dopasuj pojęcia związane z hodowlą drobnoustrojów do ich definicji:

Hodowla drobnoustrojów = Proces kontrolowanego namnażania mikroorganizmów. Podłoże hodowlane = Środowisko zawierające składniki odżywcze dla drobnoustrojów. Fermentacja = Proces beztlenowego oddychania komórkowego. Bioreaktor = Urządzenie do hodowli mikroorganizmów w kontrolowanych warunkach. Signup and view all the answers

Dopasuj pojęcia związane z wzrostem drobnoustrojów do ich definicji:

Wzrost = Zwiększenie liczby komórek w populacji. Faza logarytmiczna = Okres najszybszego wzrostu populacji. Faza stacjonarna = Okres stabilizacji populacji. Faza śmierci = Okres zanikania populacji. Signup and view all the answers

Dopasuj pojęcia związane z bioreaktorami do ich definicji:

Bioreaktor = Urządzenie do hodowli mikroorganizmów. Fermentor = Bioreaktor przeznaczony do fermentacji. Bioreaktor ciągły = Bioreaktor, w którym podłoże i produkty są stale dodawane i usuwane. Bioreaktor okresowy = Bioreaktor, w którym podłoże jest dodawane na początku procesu. Signup and view all the answers

Study Notes

Kryteria izolacji szczepów przemysłowych

Wymagania żywieniowe: Szczepy muszą mieć określone wymagania żywieniowe.
Optymalna temperatura: Dobór szczepów z optymalną temperaturą wzrostu na poziomie 40°C minimalizuje koszty chłodzenia przemysłowych aparatów.
Odporność na proces i materiały: Szczepy muszą być odporne na warunki panujące w aparatach przemysłowych, np. typ procesu i materiały używane do ich budowy.
Stabilność genetyczna: Szczepy muszą być genetycznie stabilne, aby uniknąć mutacji.
Brak toksyczności produktów metabolizmu: Powstałe produkty muszą być nietoksyczne dla innych elementów procesu.
Łatwość wydzielania produktu: Łatwa separacja produktu z medium po fermentacji jest kluczowa.
Wysoka wydajność: Szczepy powinny charakteryzować się dużą wydajnością w przekształcaniu substratów w produkt.

Różnica między genomiką i proteomiką

Genomika: Mapowanie i sekwencjonowanie całego genomu.
Proteomika: Ilościowa ocena ekspresji genów i modyfikacji posttranslacyjnych białek (analiza proteomu).

Up-stream i Down-stream w procesie bioprocesu

Up-stream: Przygotowanie procesu bioprocesu:
- Przygotowanie surowców do produkcji pożywki.
- Steryzlizacja pożywki.
- Przygotowanie inokulum (materiału posiewowego).
- Umieszczenie inokulum (i pożywki) w bioreaktorze.
Down-stream: Wydzielanie i oczyszczanie produktu bioprocesu:
- Separacja biomasy(oddzielenie od płynów).
- Konfekcjonowanie i rozdrobninanie biomasy.
- Przesączanie, rozdzielanie i oczyszczanie produktu (np. krystalizacja, ekstrakcja).

Stała sedymentacji Svedberga (s)

Charakteryzuje szybkość sedymentacji fragmentów komórki. Zależy od gęstości i kształtu struktury komórkowej.
Obliczenie: s=(dx/dt)/w^2*x (stosunek szybkości sedymentacji do przyspieszenia odśrodkowego).

Czynniki przy modelowaniu procesów w bioreaktorach

Kinetyka reakcji: Nieliniowa zależność między stężeniem substratów a produktami.
Transport masy i ciepła: Rozkład temperatur i stężeń.
Heterogeniczność biomasy: Zmienność struktury i metabolizmu komórek.
Skala procesu: Wpływ parametrów makroskopowych (mieszanie, aeracja) na proces.
Przykłady: Modele fermentacji uwzględniają wzrost biomasy, syntezę metabolitów i wpływ inhibitorów.

Enzymy konstytuktywne i indukcyjne

Konstytuktywne: Są produkowane stale, niezależnie od warunków, do podstawowych procesów metabolicznych. Nie podlegają regulacji.
Indukcyjne: Produkcja tylko wtedy, gdy potrzebne są do danego procesu. Są regulowane środowiskiem.

Aktywność drobnoustrojów (wpływ uwodnienia i natlenienia)

Skłąd podłoża: Wpływa na rozwój drobnoustrojów.
Uwodnienie: Woda jest niezbędna do metabolizmu i wzrostu. Im lepsze uwodnienie (wyższe aktywności wodnej), tym lepiej.
Ciśnienie osmotyczne: Wpływa na aktywność drobnouстроjów.
Temperatura: Wpływa na szybkość reakcji.
pH: Wpływa na aktywność enzymów.
Natlenienie: Wpływa na tempo i rodzaj metabolizmu drobnoustrojów.
Potencjał oksydacyjno-redukcyjny: Wpływa na metabolizm drobnoustrojów.

Metody pomiaru wzrostu mikroorganizmów

Stężenie masy komórkowej.
Stężenie składników biomasy (białko, azot).
Stężenie DNA (niezależne od warunków hodowli).
Świeża masa komórkowa.
Pomiary liniowe (kolonie).
Szybkość oddychania komórek.
Ilość wydzielanego ciepła.
Bioluminescencja.
Gęstość optyczna hodowli.
Przyrost objętości biomasy.
Liczba komórek na jednostkę objętości.

Kinetyka wzrostu ograniczona i nieograniczona

Nieograniczona: Wzrost niehamowany, eksponencjalny, bez czynników ograniczających.
Ograniczona: Wzrost ograniczony zasobami, czynnikami środowiskowymi, substratami, inhibitorami; krzywa sigmoidalna – początkowo szybki wzrost, potem spowolnienie/stabilizacja.

Wzrost zbilansowany i niezbilansowany

Zbilansowany: Równowaga między przemianami metabolicznymi, sterowane mechanizmami kontroli metabolicznej.
Niezbilansowany: Szybkość syntezy składników komórkowych nie jest proporcjonalna, skład komórki ulega zmianom.

Modele wzrostu drobnoustrojów i tworzenia produktu

1: Namnażanie komórek identyczne z tworzeniem produktu.
2: Produkcja produktu równoległa ze wzrostem komórek.
3: Produkcja w rosnących i nie rosnących komórkach.
4: Produkcja tylko w komórkach nie rosnących.

Inżynieria metaboliczna i analiza strumieni metabolitów (Metabolic flux analysis - MFA)

Inżynieria metaboliczna: Zaprojektowanie biokatalizatorów optymalizujących biosyntezę konkretnego produktu.
MFA: Określenie przepływu metabolitów przez szlaki biochemiczne, identyfikacja reakcji ograniczających wydajność produkcji i wskazań do optymalizacji.

Studying That Suits You

Use AI to generate personalized quizzes and flashcards to suit your learning preferences.

Description

Quiz ten bada kryteria izolacji szczepów przemysłowych, w tym wymagania żywieniowe oraz optymalną temperaturę wzrostu. Skupia się również na odporności na procesy przemysłowe i stabilności genetycznej, co jest kluczowe dla wydajności produkcji. Sprawdź swoją wiedzę na temat tych istotnych zagadnień!