1. 

Wymień etapy opracowania procesu biotechnologicznego. 

1.  Screening – selekcja szczepów ze środowiska, które mogą być potencjalnie użyteczne 
2.  Wstępne ustalenie warunków ich hodowli – jak najlepszy wzrost na jak najtańszym podłożu 
3.  Doskonalenie cech produkcyjnych – ukierunkowana mutagenizacja lub fuzja protoplastów: 
4.  Optymalizacja warunków bioprocesu – ustalenie najlepszych parametrów 
5.  Powiększenie skali – przejście ze skali laboratoryjnej do przemysłowej 
6.  Uruchomienie produkcji 

 

2. 

Metody przechowywania szczepu produkcyjnego. 

o  przechowywanie na skosach 
o  liofilizacja (wysuszenie w niskiej temperaturze pod obniżonym ciśnieniem) 
o  zamrożenie w ciekłym azocie (temp. -80 stopni) 

 

3. 

Problemy, z jakimi stykają się hodowle biotechnologiczne prowadzone na skale przemysłową. 

o  uniknięcie zakażenia bakteriofagami – zachowanie aseptyczności hodowli 
o  efektywne napowietrzanie i mieszanie 
o  powstawanie piany -> koniecznie stosowanie środków przeciwpiennych (oleje i tłuszczem wyższe 

alkohole, środki silikonowe), które hamują powstawanie piany z mąk zbóż i soi oraz hydrolizatów i 
ekstraktów 

 

4. 

Co może wpłynąć na obniżenie wydajności A. niger w produkcji kwasu cytrynowego? 



 

obecność soli metali (żelaza, manganu, cynku) – aktywują dehydrogenazy 



 

niedostateczne napowietrzanie podłoża 



 

za duże stężenie soli fosforowych i amonowych – niedostatek N i P limituje wzrost grzybni 



 

za mała kwasowość pożywki – konieczne pH 2-3, w wyższym pH wzrasta udział produktów ubocznych 
 

5. 

Wyjaśnić pojęcie fermentacji w kontekście fizjologii bakterii i w kontekście przemysłowym. 

Fermentacja (fizjologia bakterii) – beztlenowy proces zdobywania energii w procesie utleniania związków 
organicznych z wykorzystaniem endogennego akceptora elektronów; fermentacja zachodzi bez udziału łańcucha 
transportu elektronów; jest to proces mało wydajny, ilość uzyskiwanej energii jest dużo mniejsza od energii 
wytwarzanej w oddychaniu tlenowym i beztlenowym. 

Fermentacja (przemysł) – proces biotechnologiczny zachodzący z wykorzystaniem mikroorganizmów,  także 
tlenowy, np. fermentacja octowa (wytwarzanie octu z etanolu) zachodzi w warunkach tlenowych. 

MIC (Minimal Inhhibitory Concentration) minimalne stężenie hamujące (uniemożliwiające wzrost) antybiotyku, 
minimalne stężenie bakteriostatyczne 

MBC (Minimal Bactericidal Concentration) odpowiada najmniejszemu stężeniu antybiotyku działającemu 
bakteriobójczo 

Moc  antybiotyku – mikrogramy czystej substancji antybiotycznej zawartej w 1 mg preparatu 

6. 

Podać przykład mikrobów stosowanych w fermentacji mlekowej i  alkoholowej. 

Fermentacja mlekowa:  

o  Homo: Lactobacillus delbrueckii, Pediococcus  , Lactococcus lactis, Streptococcus thermophilus,  
o  Hetero: Leuconostoc mesenteroides  Lactobacillus brevis 

 

Fermentacja alkoholowa: Saccharomyces cerevisiae, Zymomonas mobilis  (pulque) 

 

7. 

 Co to jest BIOAUGMENTACJA 

Bioaugmentacja to zabieg bioremediacyjny, wykonywany w wypadku skażenia gleby i wód podziemnych, np. 
produktami naftowymi. Bioaugmentacja polega na szczepieniu gleby specjalnymi szczepami mikroorganizmów, 
które działają oczyszczająco na skażoną glebę. 
 

8. 

 Biorafinerie i 6 produktów wytwarzanych przez nie  

Biorafinacja łączy technologie rafinacji oraz biokonwersji, produkuje biopaliwa ciekłe i gazowe oraz materiały z 
produktów ubocznych procesów technologicznych. Produkcja biopaliw (etanol, wodór), biochemikaliów (witamin, 
aminokwasów, enzymów), biomateriałów (polimleczan, polihydroksymaślan, celuloza bakteryjna). 

9. 

fuzja protoplastów: co zwiększa wydajność;  pozytywne jej cechy; do jakich organizmów używa się enzymu 
ze ślimaka Helix i dlaczego  

Fuzja protoplastów polega na hybrydyzacji komórek pozbawionych całkowicie ściany komórkowej. 

Przygotowanie protoplastów 

- enzymatyczna hydroliza ściany komórkowej (stosujemy lizozym w przypadku bakterii G+ i promieniowców, sok 

żołądkowy Helix pommatia w przypadku trawienia chitynowej ściany grzybów), także wykorzystanie B-laktamów 

(zahamowanie syntezy ściany) 

- utrzymujemy środowisko hipertoniczne (siarczan magnezu, sacharoza, sorbitol) oraz pH 5-7 (bufory) 

Jak zwiększyć wydajność fuzji ? 
- 30% glikol polietylenowy 
- jony wapnia 
- odczyn alkaliczny roztworu (pH = 9) 
- impulsy elektryczne 
 

Zalety fuzji protoplastów: 
- duża częstotliwość kariogamii i rekombinacji (10-20%) 
- rekombinacja międzygatunkowa oraz między szczepami o 
tym samym typie płciowym (nie trzeba go uwzględniać) 
- możliwa wymiana dużych fragmentów DNA 
- fuzja protoplastów z liposomami zawierającymi obcy DNA 

 

10. 

Jakie antybiotyki na Mycobacterium tuberculosis, mechanizm molekularny działania 

Ryfamycyna – blokada polimerazy RNA 

Streptomycyna – blokada translacji 

Izoniazyd – hamuje syntezę kwasów mikolowych (odpowiadają za kwasooporność prątków, element ściany kom.)  

11. 

narysowana struktura antybiotyku, rozpozać => tetracyklina; mechanizm i spektrum działania  
 

12. 

parę gatunków Streptomyces, dopisać produkowany antybiotyk  

Przeciwnowotworowe (cytostatyki):  
Aktynomycyna, bleomycyna 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13. 3 kwasy organiczne produkowane w biotransformacji + producent  

Biotransformacja (biokonwersja) enzymatyczne przekształcenie egzogennych zw. organicznych, wprowadzające 

tylko nieznaczne zmiany 

kwas octowy CH3COOH – Acetobacter aceti, Gluconacetobacter xylinus, Gluconobacter oxydans 

kwas L-jabłkowy – Brevibacterium flavum, Proteus vulgaris, Pseudomonas fluorescens 

kwas 6-AP (6-aminopenicylinowy) – E. coli, grzyby 

14. 3 aminokwasy produkowane metodą enzymatyczną, ich zastosowanie  

L-Asparginian – produkcja z kwasu fumarowego i amoniaku (Aspartaza z E. coli i Brevibacterium flavum), dodatek 

do żywności i detergentów, substrat do produkcji aspartamu 

L-Alanina – otrzymywany z asparaginianu z użyciem dekarboksylazy aspartamu (Pseudomonas dacunhae), 

stosowana jako dodatek do żywności 

L-Cysteina – dodatek do żywności, stosowana w produkcji kosmetyków – preparatów do włosów 

L-DOPA – amina biogenna katecholowa, lekarstwo w chorobie Parkinsona 

Hyp (4-hydroksy-L-prolina) – substrat do syntez, produkcja kosmetyków i leków, dodatek do żywności 

D-hydroksyfenyloglicyna (D-HPG) produkcja penicylin półsyntetycznych (amoksycylina) i cefalosporyn 

(cefadoksel) 

 

15. 

czym jest pirogronian w tlenowym i beztlenowym metabolizmie drożdży  

Stosunek metabolizmów tlenowego i beztlenowego bywa różny, dla drożdży fermentacji dolnej (S. uvarum) 
oddychanie ma mniejszy udział, dla drożdży fermentacji górnej (S. cerevisiae) – metabolizm tlenowy i fermentacyjny 
występuje w równych proporcjach. W fermentacyjnym – pirogronian jest akceptorem elektronów (endogennym) i 
jest przemieniany w aldehyd octowy, a nastepnie w etanol.  

Efekt Pasteura fermentacja jest hamowana w obecności tlenu 
Efekt Crabtree aktywność enzymów zw. z metabolizmem oddechowym jest hamowana przez wysokie stężenie 
glukozy (zahamowanie biosyntezy tych enzymów to negatywny efekt Pasteura) 

16. 

wykres produkcji glutaminianu w zależności od zawartości biotyny w podłożu  

Niedobór biotyny w podłożu powoduje wzrost przepuszczalności błony komórkowej, 
co skutkuje  zwiększonym wydzielaniem biotyny na zewnątrz komórki (wyciek 
biotyny). Podobny efekt możemy uzyskać dodając do podłoża detergenty. 

 

17. 

inżynieria genetyczna subtilizyny  

Subtylizyna – zasadowa bakteryjna proteaza serynowa, mało specyficzna, wiąże 

jeden lub więcej jonów wapnia (stabilizacja enzymu) 

Wprowadzane zmiany mają na celu utworzenie subtiliziny BPN’ Bacillus amyloliquefaciens – niezależnej od jonów 
wapnia. Stosowano ukierunkowaną mutagenezę w obrębie fragmentu peptydu, gdzie wiązany jest jon wapnia. 

18. 

co to jest cukier drzewny, jak powstaje  

Ksyloza – pentoza, cukier prosty, używana do produkcji D-ksylitolu (reduktaza B. coagulans, Mycobacterium 
smegmatis), który jest wykorzystywany jako naturalny słodzik dietetyczny. Chroni przed tworzeniem płytki 
nazębnej oraz jest metabolizowany niezależnie od insuliny – jest bezpieczny dla diabetyków. 

Ksylan – polimer, hemiceluloza, rozkładany jest przez ksylanazy 

19. 

zastosowanie oksydazy glukozowej, reakcja  

Utlenia glukozę do kwasu glukonowego i nadtlenku wodoru: 

glukoza + O2 + H2O  kwas glukonowy + nadtlenek wodoru 

Zastosowania oksydazy glukozowej: do usuwania śladowych ilości glukozy z produktów spożywczych, do usuwania 

resztek tlenu z soków owocowych, do szybkiego oznaczania glukozy w moczu lub krwi (testy), jako składnik 

niektórych leków do leczenia ran i stanów zapalnych skóry.  

20. 

aktywność biologiczna penicyliny G i ampicyliny  

Penicylina hamuje syntezę peptydoglikanu wiążąc się z białkiem PBP, które jest związane z powstawaniem 
mostków peptydowych łączących łańcuchy mureiny. 
Ampicylina półsyntetyczna penicylina. 

21. 

2 enzymy kluczowe w syntezie L-lizyny  

Aspartokinaza (kinaza asparaginianowa) hamowana przez jednoczesny nadmiar L-lizyny i L-treoniny, jeden z 
produktów nie powoduje represji 

Dehydrogenaza homoserynowa – odgałęzienie od drogi prowadzącej do otrzymania lizyny, hamowana przez 
nadmiar treoniny i metioniny – można podać metioninę z zewnątrz 

22. 

Od czego zależy dobrana metoda mieszania w procesie produkcyjnym  

- od rodzaju organizmu producenckiego: w przypadku wrażliwych producentów jak grzyby i promieniowce 
wybieramy łagodny sposób mieszania, np. mieszanie gazem (kolumna barbotażowa), mieszanie cieczą 
(powodujemy przepływ cieczy w obrębie bioreaktora); mieszanie mechaniczne nie jest tak łagodne, stosujemy je, 
gdy nie wpływa to negatywnie na wydajność organizmu producenckiego. 

23. 

Co robi Rhizopus nigricans w syntezie kortyzonu? 

Przeprowadza 11α-hydroksylację progesteronu.

 

Podstawowym surowcem do produkcji leków steroidowych są fitosterole (stigmasterol, sitosterole, diosgenina – 
pochodzenia roślinnego). Ulegają one przekształceniom chemicznym oraz z wykorzystaniem drobnoustrojów: 
- utlenianie fitosteroli i degradacja łańcuchów bocznych (Arthrobacter Simple, Corynebacterium spp., Mycobacterium 
spp., Nocardia spp.) 
- Rhizopus nigricans, Aspergillus ochraceus – 11α-hydroksylacja progesteronu oraz kolejne modyfikacje 
chemiczne prowadzą do otrzymania kortyzonu (hormon steroidowy) 
- Saccharomyces cerevisiae, S. uvarum – redukcja grupy ketonowej androsteno-3,17-dionu  testosteron 

24. 

Opisać fermentację octową, schemat 

25. 

 Opisać etapy prowadzące do otrzymania amoksycyliny oraz podać wykorzystywanych w tych etapach 
producentów. 

26. 

Trzy zalety kolumny barbotażowej. 

27. 

Kilka gatunków Bacillus i co produkują 

B. brevis – gramicydyna, celulaza, D-hydantoinaza 

B. amyloliquefaciens – alfa-amylaza, ksylanaza, metaloproteinaza, subtilizina BPN’ 

B. licheniformis – bacytracyna, alfa-amylaza 

B. coagulans – izomeraza glukozowa 

B. polimyxa – polimyksyna, kolastyna, beta-amylaza, celulaza, ksylanaza 

B. subtilis – polimyksyna, subtylizyna typu Carlsberg (proszki do prania), celulaza, alfa-glukozydaza, dekstranaza, 

arabinaza 

28. 

Abzymy 

przeciwciała o charakterze enzymatycznym, najczęściej monoklonalne, wykorzystywane w specyficznych 

reakcjach.

 

Synzymy 

biokatalizatory otrzymane na drodze syntezy lub chemicznej modyfikacji enzymów. 

Biotransformacja

 

D-glukoza   D-fruktoza ---- Izomeraza glukozowa – Bacillus coagulans, Streptomyces olivaceus 

D-sorbitol  L-sorboza ----- Dehydrogenza sorbitolu – Gluconobacter oxydans  synteza kwasu askorbinowego 

D-ksyloza  D-ksylitol ----- Reduktaza D-ksylozy – Bacillus coagulans, Mycobacterium smegmatis 

Fumaran  L-Jabłczan ----- Hydrataza fumarowa – Brevibacterium Flaum, Proteus vulgaris, Pseudomonas fluorescens 

EtOH  Kwas octowy ----- Dehydrogenazy alkoholowa I aldehydowa – Acetobacteriaceae: Acetobacter aceti, 
Gluconacetobacter xylinus (także produkcja celulozy), Gluconobacter oxydans 

penicylina  kwas 6-AP ----- Acylaza penicylinowa  

 

 Celulaza 

Aspergillus niger, A. nidulans 
Trichoderma viridae 
Stachybotrys chartarum 
Bacillus brevis 

- scukrzanie celulozy (piwowartswo, wytwarzanie 
soków) 
- dodatek do pasz (zwiększa wartość odżywczą) 
- składnik proszków do prania 

Ksylanaza 
(pentozanaza) 

Streptomyces, Bacillus, Trichoderma, 
Thermatoga maritima 
(termostabilna ksynalaza) 

- piekarnictwo – dodatek poprawia jakość ciast i chleba 
(zatrzymanie CO2) 
- dodatek do pasz 
- p. papierniczy – biobielenie masy makulaturowej 

Laktaza 

A. niger, A. oryzae 

- rozkład laktozy w mleku 

Pektynaza 

A. niger, A. went ii, Rhizopus sp. 

- klarowanie soków i win 
- ekstrakcja barwników (flawonoidów) 

Inwertaza 

Saccharomyces cerevisiae 

- otrzymywanie syropów HFCS (fruktoza-glukoza) 
- produkcja cukierków z półpłynnym nadzieniem