简述植物细胞大规模培养反应器的类型及原理。

题目

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第1题：

植物细胞大规模培养的主要方法及其特点是什么？

正确答案: （1）成批培养法
最适于植物细胞培养的是气升式反应器。两步培养法，使用两个反应器第一个用于细胞生物量的累积，第二个用于次级代谢产物的生产。
（2）半连续培养法
在反应器中投料和接种培养一段时间后，将部分培养液和新鲜培养液进行交换的培养方法。是一种具有定时进出装置的成批培养系统。
（3）连续培养法
生产能力较高，但技术条件要求苛刻。
（4）固定化培养法
固定化的优点是细胞位置固定，易于获得高密度细胞群体和维持细胞间的物理化学梯度，利于细胞组织化，易于控制培养条件及获得次级代谢产物。

第2题：

各种植物细胞培养的生物反应器的特点是什么？

正确答案:（1）机械搅拌式生物反应器；优点是：反应器内的温度、PH值、溶氧及营养物浓度较其他反应器更易控制；缺点是：搅拌产生的剪切力对细胞造成伤害、抑制植物细胞生长和次级代谢物产生。
（2）鼓泡塔生物反应器；优点：操作不易染菌，提供了较高的热量和质量传递，放大相对容易；缺点是：流体流动形式难以确定，混合不均，缺乏有关反应器内的非牛顿流体的流动与传递的数据。
（3）气升式生物反应器；优点：在低剪切力下达到较好的混合和较高的氧传递效果，运动部件不易染菌，操作费用低；缺点：高密度培养时混合不够均匀；
（4）转鼓式生物反应器；优点：在高密度培养时有较高的氧传递效率，缺点：难于大规模操作，放大困难。
（5）固定化细胞生物反应器；优点：在一定程度上克服了植物细胞遗传和生理特性的不稳定，细胞大小的不一致性、高产细胞系的低产率等植物细胞培养中的突出难题，提高产物的产率。缺点：固定化细胞培养的先决条件是细胞代谢产物必须分泌到胞外。

第3题：

植物组织培养的类型有（）、（）和（）及细胞和原生质体培养。

正确答案:愈伤组织培养；器官；组织培养

第4题：

机械搅拌式反应器应用于植物细胞培养存在的主要问题是植物细胞的细胞壁对剪切的耐受力差。

正确答案:正确

第5题：

简述植物细胞培养反应器的分类。

正确答案: 悬浮培养反应器：
1.机械搅拌
2.非机械搅拌
3.组合式反应器
4.光生物反应器
固定化细胞培养反应器：
1.填充床
2.流化床
3.膜反应器
1）机械搅拌式反应器
优点：混合性能好；传氧效率高；操作弹性大；可用于细胞高密度培养；
缺点：剪切力大
2）非机械搅拌式反应器
非搅拌式反应器所产生的剪切力较小，结构简单。其主要类型有鼓泡式反应器、气升式反应器等气体搅拌式反应器
3）组合式反应器
利用“优势互补”原则，将两种反应器结合起来研究出组合式反应器。带有低速搅拌的气升式发酵罐可弥补低气速时混合性差的弱点。

第6题：

发酵工程的实质是（）。

A、乙醇的生物合成
B、动植物细胞的大规模培养
C、蛋白质的生物合成
D、微生物细胞的大规模培养

正确答案:D

第7题：

简述植物组织培养的类型。

正确答案: 植株培养、器官培养、胚胎培养、细胞培养、原生质体培养。

第8题：

细胞工程包括下列哪些重要的技术（）。

A、细胞融合技术
B、细胞大规模培养繁殖技术
C、植物组织培养快速繁殖技术
D、细胞大规模培养技术

正确答案:A,C,D

第9题：

简述动物细胞培养反应器的分类。

正确答案: 1）机械搅拌式细胞培养反应器
2）气升式细胞培养反应器
优点：
①没有移动部件；
②完全密封；
③便于无菌操作；
④设计简单；
⑤便于放大生产；
⑥氧的转换率高。
3）中空纤维细胞培养反应器
优点：
①培养体积小，细胞高密度生长；
②有浓缩产品的功能；
③产物纯度高；
④自动化程度高，细胞生长周期长
缺点：中空纤维价格昂贵，生产成本高。
4）工业化水平的大载体细胞培养反应器
优点：
①操作控制简单，可随机取样检测；
②人工增加附着细胞密度高；
③消耗用品价格低廉，产物收率高；
5）微载体细胞培养反应器
优点：
①比表面积大，单位体积培养培养基细胞产率高；
②微载体悬浮于培养基中，细胞生长环境均一，简化了这些环境因素的检测和控制；
③培养基的利用率高；
④采样重演性好；
⑤收获过程简单；
⑥放大较容易；
⑦劳动强度小，占用空间小。
6）转基因动物生物反应器
动物乳腺生物反应器；动物膀胱生物反应器

第10题：

简述微藻细胞培养的特点及反应器种类。

正确答案: 微藻大规模培养的特点：
（1）需要足够的光照；
（2）需要供应大量的CO₂和排放大量的O₂；
（3）混合均匀，防止细胞沉降，且使细胞受光均匀；
（4）微藻的培养基多采用海水配制，除淡水藻外。
微藻培养反应器应有条件：
（1）足够的光照；
（2）合适的温度；
（3）合适的无机碳源及其他无机营养物质；
（4）合适的pH；
（5）充分混合；
（6）避免污染；
（7）氧的析出。
分类：敞开式培养反应器
优点：成本低、建造容易、操作简单、易于生产。
缺点：培养效率低、培养条件无法控制、易受污染、水分易蒸发、光能利用率低
密闭式培养反应器
优点：培养效率高、培养条件易于控制、污染少、生产周期延长、适用于所有藻类的培养。

简述植物细胞大规模培养反应器的类型及原理。

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