发酵工程课后题参考答案
发酵课后题参考答案
第一章
一.发酵工程技术的发展大致可分为那几个阶段？每个阶段的技术特点是什么？
答：发酵工程技术大致可分为六个发展阶段分别为：
1.自然发酵阶段，在这一阶段人们对微生物的性质尚未认知，只是利用自然接种方法进行发酵制品的生产。此阶段的技术特点是多数产品属嫌气发酵，且非纯种培养，凭经验传授技术和产品的质量不稳定的特点。
2.转折阶段，这一阶段又可分为三个阶段。第一个阶段以纯种培养和无菌操作技术为转折点，这一阶段的技术特点发酵过程避免了杂菌污染，发酵效率逐步提高，生产规模逐渐扩大，产品质量稳定提高。第二个转折点是深层液体通气搅拌纯种培养的采用，这一阶段的技术特点是深层液体通气搅拌纯种培养技术解决了大量培养基和生产设备的灭菌以及大量无菌扛起的制备问题，，且在提取精制中采用离心萃取机，冷冻干燥器等新型高效化工设备，是生产规模，产品质量和收效稳步提高。第三个转折点是利用代谢调控进行微生物菌种选育和发酵条件的控制，技术特点是采用遗传育种方法进行微生物人工右边，选育出某种营养缺陷株或者抗代谢类似物菌株，在控制营养条件的情况下发酵生产大量积累所预期的氨基酸。
3.发酵放大技术的进一步发展阶段，技术特点是发酵罐的容积发展到前所未有的规模，发酵时氧耗大，对发酵设备提出了新的要求，并逐步运用计算机以及自动化控制技术进行灭菌和发酵过程的PH，溶解氧等发酵参数的控制，使发酵生产向连续化，自动化前进了一大步。
4.以基因工程为中心的时代。技术特点是定向的改变生物性状与功能，创造新物种的目的，赋予微生物细胞具有生产较高等生物细胞所产生的和化合物的能里。扩大了微生物的范围，大大丰富了发酵产业的内容，使发酵工业发生了革命性的变化。
二.简述工业发酵的应用范围？
答：发酵工业的应用范围很广，按其产品可以分为四大类：1
1.微生物菌体。工业生产的微生物菌体可分为两种，一种是供制面包用的酵母，另一种是作为人类或者动物使用的微生物细胞。
2.酶制剂。微生物酶制剂可以用发酵技术来大量生产，而且提高微生物的生产能力很方便，具有动物或植物无法比拟的优点。现今酶制剂广泛用于医药，食品加工，活性饲料，纤维脱浆等许多行业。
3.代谢产物。微生物利用外界的营养无知，通过包括分解代谢和合成代谢在内的两种紧密相关的物质代谢过程，生产许多重要的代谢产物，包括初级代谢产物和刺激代谢产物。
4.生物转化。生物转化是指利用微生物细胞或者酶对化合物的某一部位进行催化修饰，使其变成结构像是淡具有更大经济价值的化合物。生物转化反应通常包括脱氢，氧化，酰化等作用。
三.简述液体发酵生产的一般工艺流程。
答：液体发酵的工艺流程可以划分为一下六个基本工程：
1.用作种子扩大培养及发酵生产的各种培养基的配制。
2.培养基，发酵罐及其附属设备的灭菌。
3.扩大培养有活性的适量纯种，以一定的比例将菌种介入发酵罐中。
4.控制合适的发酵条件使微生物生长并形成大量的代谢产物。
5.将产物提取并精制，以得到合格的产品。
6.回收或处理发酵过程中形成的三毁无知。
四.结合科学发展和国家的需要，讨论发酵工业的发展前景、
答：发酵工程未来的发展趋势主要有以下几大方面:
1.基因工程的发展为发酵工程带来了新的活力。主要是以基因工程为龙头，对传统发酵工业进行改造，提高发酵单位，建立新型的发酵产业。
2.新型发酵设备的研制为发酵工程提供先进的工具。新型发酵设备主要是指发酵罐，也可以称为生物反应器。
3.大型化，连续化，自动化控制技术的应用为发酵工程的发展提供了新空间。这些技术的应用，大大提高了发酵的效率和质量，降低了能耗和成本，开拓了发酵原料的来源和用途，提高了设备的利用率。
4.强调代谢机理与调控的研究，使微生物的发酵技能得到进一步的开发。
5.生态型发酵工业的兴起开拓了发酵的新领域。
6.再生资源的利用给人们带来了希望。对各种废弃物的处理和转化，变害为宝，实现无害化，资源化和产业化具有重大的意义。
五.简述发酵工程与生物技术和生物工程其它学科的区别和联系。
答：现代身无技术作为生命科学的核心备受重视，它可以解决可持续发展中的粮食，能源，资源，环境等各方面的问题。通常身无技术可分为基因工程，细胞工程，发酵工程，酶工程，升华工程等五个方面，它们紧密相连，不可分割。发酵工程和生化工程通常合称为中下游生物技术，是现代生物技术实验成果产业化的关键技术，发酵工程更具有连接生物技术上下游的纽带作用，学科地位显而易见。
第四章
一.试述消毒和灭菌的区别。
答：消毒是用物理或化学的方法杀死无聊和设备中所有生命无知的过程。
灭菌是用无力或化学的方法杀死空气，地表以及容器和器具表面的微生物。
消毒和灭菌的区别一方面在于消毒仅仅杀死生物体或非生物体表面的微生物，而灭菌是杀死所有的生命体。另一方面在于消毒一般只能杀死营养细胞，而不能杀死细菌芽胞和真菌孢子等，适合于发酵车间的环境和发酵设备，器具的无菌处理。
二.染菌对发酵有什么危害，对产物有什么危害？试从污染杂菌的种类分析发酵污染的原因，染菌以后应采取那些措施？
答：染菌对发酵及发酵产物的危害如下：
1.由于杂菌污染，使发酵培养基因杂菌的消耗而损失，造成生产能力的下降。
2.杂菌合成了一些新的代谢产物，或杂菌污染后改变了培养基的理化性质，使发
酵产物的提取和分离变得困难，再成产物收率或产品质量的下降。
3.杂菌代谢会改变元反应体系的PH，使发酵发生一场的变化。
4.杂菌分解产物，是生产失败。
5.细菌发生噬菌体污染，卫生物细胞被破裂，导致整个发酵的失败。
三.如何避免菌种在移接过程中染菌？
答：为了避免军中在移接过程中的染菌，首先要严格无菌室制度，严格控制无菌室的洁净程度，根据生产工艺的要求，建立合理的无菌室，并交替使用各种灭菌手段对无菌室进行灭菌。另外将种子的转移，接种等操作放在超净工作台上进行，严格按照无菌操作要求接种。
四.简述染菌的检验方法及染菌类型的判断。
答：生产上要求准确，迅速的方法来检查出污染杂菌的类型及其可能的染菌途径，目前有一下几种常用的方法。
1.显微镜检查法。通常用简单的染色法或革兰氏染色法，将菌体染色后镜检。对于霉菌，酵母发酵，先用低倍镜观察生产菌的特征，然后用高倍镜观察有无杂菌的存在。根据生产菌与杂菌的不同特征来判断是否杂菌，必要时还可用芽胞染色或鞭毛染色。
2.平板划线培养检查法。先将待检样品爱无菌平板上划线，根据可能的染菌类型分别置于37或27摄氏度下培养，8个小时后可观察到是否有杂菌污染。对于噬菌体检查，可采用双层平板培养法。
3.肉汤培养检查法。将待检样品介入无菌的肉汤培养基中，分别置于37或27摄氏度下进行培养，随时观察微生物的生长情况，并取样镜检，判读是否有杂菌污染及杂菌的类型。
4.发酵过程的异常现象观察法。发酵过程出现的异常现象如溶解氧，PH，尾气中二氧化碳含量，发酵液的粘度等的异常变化，都可能产生染菌的重要信息，也根据这些异常现象来分析发酵是否染菌。
五.简述影响培养基灭菌效果和灭菌时间的因素有那些？
答：影响培养基灭菌效果和灭菌时间的因素有很多，主要有以下几种因素：污染杂菌的种类，数量，灭菌的温度，压力和时间，培养基的成分，PH，物理状态，泡沫以及微生物德尔热阻等。
六.感染了噬菌体后应采取哪些措施？
答：在细菌或放线菌发酵过程中，由于噬菌体的感染力非常强，传播蔓延迅速，发酵体系容易受噬菌体的污染。噬菌体易在空气中传播，因此环境污染是噬菌体染菌的主要根源。目前最有效的防止噬菌体感染的方法是以净化环为中心的综合防治法，主要有净化生产环境，消灭污染源，提高空气的净化度，保证纯种培养，轮换使用同类型的菌种，使用抗噬菌体的军中，改进设备装置消灭死角，遵从操作规范等措施。若在培养前期染菌，重新灭菌然后重新接种：若培养中后期染菌，则要倒掉培养基，重新配制。
七.为提高空气过滤除菌效率可采取哪些有效措施？
答：提高空气过滤除菌效率生产上进场采用以下一些措施：
1.正确选择采气口，提高采气口的位置或安装前置粗过滤器，提高空压机进口空气的洁净度等。
2.根据发酵工厂地理气候条件，设计合理的空气预处理流程，尽可能的减少过滤空气的含油量和湿度，适当的提高空气的温度，降低空气的相当湿度，保持过滤的干燥状态。此外，防止空气过滤器的渗漏，勿使冷却水进入空气处理系统。
3.设计和安装合理的空气过滤器，防止过滤器失效，选择除菌效率高的过滤介质。
(苏磊)
第二章
1 发酵工业用菌种应具备哪些特点？
①能在廉价原料制成的培养基上生长，且生成的目的产物产量高、易于回收；②生长较快，发酵周期短；③培养条件易于控制；④抗噬菌体及杂菌污染的能力强；
⑤菌种不易变异退化，以保证发酵生产和产品质量的稳定；⑥对放大设备的适应性强；⑦菌种不是病原菌，不产生任何的生物活性物质和毒素。
2.什么是选择性培养基？它在菌种筛选中有何应用价值？试举例说明选择性培养基的筛选原理。
选择性培养基是用来将某种或某类微生物从混杂的微生物群体中分离出来的培养基。根据不同种类微生物的特殊营养需求或对某种化学物质的敏感性不同，在培养基中加入相应的特殊营养物质或化学物质，抑制不需要的微生物的生长，有利于所需微生物的生长，提高所需微生物的分离效率。
一种类型选择培养基是依据某些微生物的特殊营养需求设计的，也可以称为富集培养基。例如，利用以纤维素或石蜡油作为唯一碳源的选择培养基；利用以蛋白质作为唯一氮源的选择培养基；缺乏氮源的选择培养基等。
另一种类型选择培养基是在培养基中加入某种化学物质，这种化学物质没有营养作用，对所需分离的微生物无害，但可以抑制或杀死其他微生物。例如，在培养基中加入数滴10％酚可以抑制细菌和霉菌的生长，从而从混杂的微生物群体中分离出放线菌；在培养基中加入亚硫酸铋，可以抑制革兰氏阳性细菌和绝大多数革兰氏阴性细菌的生长，而革兰氏阴性的伤寒沙门氏菌可以在这种培养基上生长；在培养基中加入染料亮绿或结晶紫，可以抑制革兰氏阳性细菌的生长，从而达到分离革兰氏阴性细菌的目的。
现代基因克隆技术中也常用选择培养基，在筛选含有重组质粒的基因工程菌株过程中，利用质粒上具有的对某种（些）抗生素的抗性选择标记，在培养基中加入相应抗生素，就能比较方便地淘汰非重组菌株，以减少筛选目标菌株的工作量。
3. 以氨基酸代谢为例，说明为什么有些突变菌株对末端代谢产物的结构类似物具有抗性？
答：正常情况下，代谢末端产物氨基酸A是菌体蛋白的必需组成成分，它能反馈阻遏或抑制合成它的有关酶。它的结构类似物A’在空间结构上与之相似，也能象A一样与原阻遏物或调节酶的调节亚基结合，从而发生阻遏或抑制作用。但A’不能正常参与蛋白质的合成，或只能合成无活性的蛋白质。当结构类似物A’达到一定浓度后，一方面A’能起反馈控制作用，阻止A的正常合成，另一
方面A’又无法代替A参与正常蛋白质的合成，从而造成正常的细胞因缺乏A而饥饿死亡。
但如果突变株解除了反馈控制，即末端产物氨基酸A无法与原阻遏物或调节亚基结合，那么A’也就无法起反馈调节作用，A’的毒害作用就表现不出来。我们说该菌株对A’有抗性而得以生存下来。根据以上原理，只要选取结构类似物抗性突变株，就有可能得到解除了反馈调节的突变株。
结构类似物抗性菌株不一定都是解除反馈调节的菌株。
4.防止菌种退化的方法有：减少传代，创造良好的培养条件，用单细胞移植传代及科学保藏等措施
5．简述自然界分离微生物的一般步骤
自然界分离微生物主要是从土壤中采集具体步骤如下：
1.含微生物的样品的采集
采样时应注意的问题:
?土壤微生物的分布
?采土深度
?土壤植被情况
?采样季节
?土壤的酸碱度
对于分离筛选新菌种，还存在另两个选择标准：
?土壤来源广泛
?在已适应相当苛刻环境压力的微生物类群中寻找新菌种
2) 样品的预处理目的：提高分离效率
方法：
?物理方法：热处理；膜过滤法；离心法
?化学方法
?诱饵法
3)分离方法的选择根据目的菌有无选择性特征来选择分离方法:
?菌种的营养特征独特
?生长特征独特
选择性分
?无选择性特征: 根据产物的特征进行随机分离选择性分离的关键：生长培养条件的选择与控制，从而实现定向富集筛选。
6.菌种选育分子改造的目的是什么，具体方法有哪些？
来源于自然界中的微生物菌种，在长期进化过程中形成了一整套紧密的代谢机制，微生物细胞内具有反馈抑制阻遏代谢等代谢调控系统，不会过量生产超过其自身生长.代谢需要的酶或代谢产物。所以，从自然界分离得到的野生菌株，不论在产量或质量上，都很难适合工业话生产的要求，因此需要进行菌种改良。改良目的主要有以下四点：
1）。提高目标产物的产量。2）。提高目标产物的纯度，减少副产物。3 ).改良菌种性状，改善发酵过程，4 ）改变生物合成途径，以获得高产的新产品。
改良方法：
1 ）代谢水平调节：是只对生物的初级和次级代谢的酶合成和酶活性的调节。
2 ）常规育种，包括诱变和筛选。
3 ）细胞工程育种。杂交育种和原生质体融和育种。
4 ）基因工程育种。
5 ）蛋白质工程育种
6 ）代谢工程育种
7.自然选育在生产过程中，不经过人工处理，利用菌种的自发突变，从而选育出优良菌种的过程，叫做自然选育
自然选育的主要作用是对菌种纯化以获得遗传背景较为均一的细胞群体。一般菌种经过多次传代或长期保藏后，由于自然突变或异核体和多倍体的分离，使有些细胞的遗传性状发生改变，造成菌种不纯，严重者生产能力下降，称为菌种退化。因此在工业生产和发酵研究中要经常进行菌种纯化。微生物的自然突变率很低，因此通过自然选育来获得优良菌株的效果远不如诱变育种。
8.如何实现使微生物合成比自身需求多得多的产物？试举例说明。
育种工作者的任务是设法在不损及微生物的基本活动的前提下，采用物理、化学或生物学以及各种工程学方法，改变微生物的遗传结构，打破其原有的代谢控制机制，使之成为“浪费型”菌种。同时，按照人们的需要和设计安排，进行目的产物的过量生产，最终实现产业化的目的。
分为以下育种方法：常规育种，细胞工程育种，基于代谢调节的育种技术，基因工程育种，蛋白质工程育种，代谢工程育种，组成生物合成育种，反向生物工程育种。
常规育种包括诱变和筛选，其理论基础是基因突变，新的诱变技术如：低能离子束诱变，激光辐射诱变和微波电磁辐射诱变，原生质体诱变等。细胞工程包括杂交育种和原生质体融合育种。代谢工程育种是通过特定突变型的选育，达到改变代谢通路、降低支路代谢产物的生产或切断支路代谢途径及提高细胞膜的透性，使代谢流向目的产物积累的方向进行。基因工程能创造新的物种，能赋予微生物新的机能，使微生物生产出自身本来不能合成的新物质，或者增强它原有的合成能力。蛋白质工程主要是寻找新的物种，再从中分离筛选新的蛋白，或通过对天然功能蛋白进行改造。
9.设计一个从自然界中筛选高温淀粉酶产生菌的实验方案，说出主要步骤及基本原理。
答：欲从自然界中筛选高温淀粉酶产生菌，最好在温度较高的南方，或温泉，火山爆发及北方堆肥中采集样品。将采集来的样品经过预处理（如高温加热），减少杂菌量，然后进行富集培养，富集培养以淀粉为唯一碳源，这样形成的优势菌种即为以为能产生淀粉酶的一类菌株，然后采用平板筛选，通过初筛与复筛，最终获得性能优越的高温淀粉酶产生菌。
10. 如果纤维素酶的合成受反馈阻遏作用的调控，如何根据这一调控机制设计纤维素酶高产菌的选育方案？
答：将菌种经过紫外线照射或其他方式诱变后接种在纤维素基质培养基上，在筛选纤维素酶活高产菌时可通过刚果红染色透明圈法筛选、进行发酵产物酶活性
11.菌种保藏主要利用哪些原理，试举例说明。
菌种保藏的基本原理主要是根据微生物的生理、生化特点，人工地创造条件，使
微生物的代谢处于不活泼、生长繁殖受抑制的休眠状态。
斜面低温保藏法的原理是低温；矿油封藏法（液体石蜡保藏法）的原理是低温、
缺氧、缺营养；冷冻真空干燥法的原理是低温、干燥、缺氧；液氮超低温保藏法
的原理是在超低温（低于-130℃）状态下，所有的代谢活动暂时停止而生命延续，
并且不会发生变异。
第四章 发酵工业的无菌技术
1、 答：灭菌指用物理或化学方法杀死物料或设备中所有生命物质的过程；消毒
指用物理或化学方法杀死空气、地表以及容器和器具表面的微生物；消毒和灭
菌的区别在于：消毒仅仅是杀灭生物体或非生物体表面的微生物，而灭菌是杀
灭所有的生命体。
2、 答：染菌对发酵的危害：a 、消耗营养；b 、杂菌合成新产物，改变发酵液的
某些物化性质，造成产物分离困难；c 、改变pH ；d 、分解产物；e 、噬菌体破
坏极大，使微生物细胞裂解，导致整个发酵失败。
若污染耐热芽孢杆菌，则染菌原因通常为灭菌不彻底；若污染球菌、无芽孢
杆菌，则种子带菌、无菌空气带菌、设备渗漏和操作失误都有可能；若污染浅
绿色菌落的杂菌，则与水有关，通常为冷却盘管渗漏的原因。
染菌以后采取的措施：种子扩大时期染菌，灭菌后弃去；发酵前期染菌，应
迅速重新灭菌，补充必要的营养成分，重新接种；发酵中期染菌，挽救困难，
应早发现，快处理，处理方法应根据各种发酵的特点和具体情况来决定；发酵
后期污染，若染菌量不多，可继续发酵，若污染严重，则提前放罐。
3、 答：a 、严格无菌室管理制度，严格控制无菌室的洁净程度；b 、交替使用
各种灭菌手段对无菌室进行经常性的洁净处理；c 、将种子的转移、接种
等操作放在洁净工作台上进行，严格按照无菌操作要求接种。
4、 答：染菌检验方法与判断：a 、显微镜检查；b 、平板划线培养或斜面培养
检查法，噬菌体检查可采用双面平板法：噬菌斑；c 、肉汤培养检查法；d 、
发酵过程的异常现象观察。
5、 因素有：a 、培养基成分；b 、培养基pH ；c 、培养基的物理状态；d 、泡
沫；e 、培养基中的微生物量。
6、 答：如果污染了噬菌体，通常采用甲醛、双氧水或高锰酸钾等灭菌剂处理。
（不是很有把握）
7、 答：可采用措施有：a 、提高空气吸气口的位置；b 、在空气吸入口处设置
粗过滤器，以滤去空气中颗粒较大的尘埃。
8、 解：t = 2.303 / k *lg(105*30*106/0.001)=3.24 min
由于连消塔不能保证先进先出，所以培养液至少需维持8min 。
故维持体积为：V= 6 / 60 *8 *0.9=0.89 m 3 (0.9为充满系数)
9、 解：由 得：
查
表得26℃，所以至少应冷却至 26℃。
（曹雄文）
21233711s s P P Pa φφ==1221*21s P P Ps P φφ=
第三章史达生物技术0502班
1、什么是培养基？简述发酵培养基的特点和要求。
培养基是指用于维持微生物生长繁殖和产物形成的营养物质。
发酵培养基的特点和要求：
○1单位培养基既能够产生最大量的目的产物；
○2能够使目的产物的合成速率最大；
○3能够使副产物合成的量尽可能少；
○4所采用的培养基应该质量稳定、价格低廉、易于长期获得；
○5所采用的培养基尽量不影响工业好气发酵中的通气搅拌性能以及发酵产物的后处理等。
2、什么是生长因子？
从广义上讲，凡是微生物生长不可缺少的微量的有机物质，如氨基酸、嘧啶、嘌呤、维生素等均为生长因子。生长因子不是对于所有微生物都必须的，它只是对于某些自己不能合成这些成分的微生物才是必不可少的营养物。
3、简述培养基设计的一般步骤和应注意的问题。
培养基设计和优化过程一般步骤：
○1根据以前的经验以及在培养基成分确定前必须考虑的一些问题，初步确定可能的培养基组分；
○2通过单因子优化试验确定最为适宜的各个培养基组分及其最适浓度；
○3最后通过多因子实验，进一步优化培养基的各种成分及其最适浓度。
应注意的问题：
必须根据具体情况抓住主要环节，使其既能满足微生物的生长要求，又能获得优质高产的产品，同时也要符合增产节约、因地制宜的原则。
4、工业发酵常用的碳源有哪些？常用的糖类有哪些，各自有何特点？
工业发酵中，常用的碳源有糖类、油脂、有机酸和低碳酸等。其中，糖类是发酵培养基中应用最广泛的碳源，主要有葡萄糖、糖蜜和淀粉。
葡萄糖是最容易利用的碳源之一，几乎所有的微生物都能利用葡萄糖。葡萄糖是加速微生物生长的一种速效碳源，但过多的葡萄糖会抑制微生物的生长和产物的合成(加速呼吸、降低溶解氧、积累中间产物、降低ph、影响酶的活性)。
糖蜜是制糖生产时的结晶母液，是制糖工业的副产物。其中含有丰富的糖、氮类化合物、无机盐和维生素等，是价廉物美的碳源。
淀粉等多糖作为碳源，可克服葡萄糖效应对次生代谢产物合成的影响，价格也比较低廉。
5、常用的无机氮源和有机氮源有哪些？简述各类氮源在发酵培养基中的作用。
常用的有机氮源有黄豆饼粉、花生饼粉、棉子饼粉、玉米浆、玉米蛋白粉、蛋白胨、酵母粉、鱼粉和酒糟等；常用的无机氮源有铵盐、硝酸盐和氨水等。
氮源主要用于构成菌体细胞物质和合成含氮代谢物。
有机氮源含有丰富的蛋白质、多肽和游离氨基酸外往往还含有少量的糖类、脂肪、无机盐、维生素及某些生长因子，故其营养丰富；有机氮源除了作为菌体生长繁殖的营养外，大多数发酵工业利用有机氮源来获得所需的氨基酸；此外，某些有机氮源还是产物的前体。
无机氮源也称为速效氮源，微生物对他们的吸收利用一般较快；此外，其作为生理酸、碱性物质，可以稳定和调节发酵过程的PH。
6、什么是理论转化率和实际转化率？
理论转化率：理论状态下根据微生物的代谢途径进行物料衡算，得出原材料的转化率大小。
实际转化率：发酵实验中所得原材料的转化率大小。
由于实际发酵过程中，一般有副产物形成、原材料利用不完全等因素存在，实际转化率往往要小于理论转化率。
7、举例说明培养基设计的方法和步骤？
首先，做好调查研究工作，了解菌种的来源、生长规律、生理生化特征和一般的营养要求。其次，对生产菌种的培养条件，生物合成的代谢途径，代谢产物的化学性质、分子结构，一般提炼方法和产品质量要求也需要有所了解，以便在选择培养基时心中有数。最好先以一种较好的化学合成培养基为基础，先做一些摇床试验，然后进一步做小型发酵罐培养，摸索菌种对各种主要营养物质，如碳源和氮源的利用情况和生产代谢产物的能力。注意培养过程中的PH变化，观察适合于菌种生长繁殖和适合于代谢产物形成的两种不同的PH，不断调整配比来适应上述情况和要求。有了初步结果后，先确定培养基配比，再确定各种重要的金属和非金属离子对发酵的影响，即对各种无机元素的营养要求，试验其最佳范围和最佳用量。在合成培养基上得出一定结果后，在做复合培养基实验；最后通过实验确定各种发酵条件和培养基的关系。
8、简述培养基优化在发酵优化控制中的作用。
一个好的发酵培养基是一个发酵产品能否成功实现产业化和商业化的关键一环。
第五章韩玉玲生物技术0502班
1．简述种子扩大培养的目的与要求及一般步骤。
目的：为每次工业规模的发酵生产提供相当数量的代谢旺盛的种子。要求：
①菌种细胞的生活力强，转种之发酵罐后能迅速生长，延迟期短
②菌种生理壮大稳定，如菌丝形态、菌丝生长速率和种子培养液的特性等符合要求。
③菌种浓度及总量能满足大容量发酵罐接种量的要求。
④无杂菌污染，保证纯种发酵。
⑤菌种适应性强，能保持稳定的生产能力。
一般步骤;：
①将沙土管或冷冻干燥管中的种子接种到斜面培养基中进行活化培养。
②将生长良好的斜面孢子或菌丝转种到扁瓶固体培养基或摇瓶液体培养基中扩大培养，完成实验室种子制备。
③将扩大的孢子或菌丝体接种到一级种子罐，制备生产用种子。如有需要，可将一级种子再转种到二级种子罐进行扩大培养，完成生产车间种子制备。
④制备好的种子转种到发酵罐进行发酵。
2．在大规模发酵的种子制备过程中，实验室阶段和生产车间阶段在培养基和培养物选择上各有何特点？
实验室种子制备包括孢子制备和摇瓶液体种子制备。对于产孢子类微生物一般采用平板或斜面培养基制备种子，以孢子作为培养物；对于产孢子弱或者孢子发芽慢的菌种一般采用摇瓶液体制备种子，而以菌丝作为培养物；对于不产孢子的种类，生产上一斜面营养细胞保藏法保藏，使用时在一定温度下活化后接入三角瓶液体培养基中，培养一段时间即可作为种子。制备放线菌类孢子，培养基的原料一般采用琼脂和其他一些适合产孢子的营养成分，其中的碳源和氮源不要太丰富。因为碳源丰富容易造成生理酸性的营养环境，不利于放线菌孢子的形成；而氮源丰富有利于菌丝繁殖而不利于孢子的形成。碳氮比例大一些为好，这样避免菌丝的大量形成，有利于产生大量孢子。一般情况下，干燥和限制营养可宣接或间接诱导孢子的形成。制备细菌类袍子，斜面培养基多采用碳源限量而氯源丰富的配方。
生产车间阶段中子制备在种子罐里进行。培养基采用容易被生产菌利用的营养成分如葡萄糖、玉米浆、无机盐等，且尽量接近发酵罐中的成分。培养物一般为菌丝体。
3．细菌、放线菌及霉菌常用的接种量分别是多少？
接种量主要根据发酵产物类型确定，一般来说，大多数抗生素发酵的最适接种量为7%—15%，有时可以增加到20%—25%。氨基酸、有机酸、溶剂发酵接种量一般为1%-5%。
4．什么是发酵级数？发酵级数对发酵有何影响？影响发酵级数的因素有哪些？什么情况下采用一级种子发酵？
发酵级数即种子扩大的级数，是指被种子需要扩大培养的次数。
发酵级数不够则种子量达不到工业发酵所需接种量的要求，太大又不利于简化生产工艺和生产控制，并且会增加染菌机会和种子罐生长异常而造成发酵波动。
影响发酵级数的因素有菌种生长特性、孢子发芽和生长速度及所采用的发酵罐容积等。
对于生长快的菌种比如谷氨酸棒状杆菌。
5．影响种子的质量的因素有哪些？可采取什么措施保证种子的质量？
影响因素：原材料质量、培养温度、湿度、通气和搅拌、斜面冷藏时间、培养基与pH等。
控制措施：定期进行菌种稳定性检查、提供种子培养的适宜环境（温度、培养基、通气量等）、每一步移种均进行无杂菌侵入检查。
6．在实验室种子的制备过程中，对于产孢子能力强的菌种应采取什么方式？对产孢子弱或孢子发芽慢的菌种有应采取何种方式？
对产孢子能力强的菌种，采取固体培养基培养孢子孢子可作为种子罐的种子；对产孢子弱或孢子发芽慢的菌种，可以采用摇瓶液体培养法，将孢子接入含液体种子培养基的摇瓶中恒温震荡培养，获得的菌丝可作为种子
第六章：罗丹菊生物技术0502班
1、微生物的发酵通常分为哪几个阶段？次级代谢产物通常在什么阶
段开始合成？
微生物的发酵通常分为延滞期、对数生长期、衰减期、稳定期（静止
期）和衰亡期五个时期。次级代谢产物通常在稳定期开始合成。
2、 根据无抑制细胞生长动力学（Monod 方程），试述μ与C s （基
质浓度）之间的关系。
限制性底物的减少使微生物的生长速率减小，这里的Monod 方程可以表示成：S S S
max C K C +=μμ其中，K S 是底物亲和常数，表示的是微生物
对该底物的亲和力。在分批培养的中后期，由于底物浓度的下降成为
微生物生长的限制性因素，培养中前期比生长速率一直保持在很高的
水平，直到底物浓度下降到K S 水平，μ迅速下降，最后跌倒零。（P 89
图6-4）
3、 获得所培养细胞的生物量，可以采用什么方法进行测定，试举
2~3例进行说明。
微生物生物量的测定有计数、重量和生理指标等方法。计数法中有间
接计数法和直接计数法。直接计数法例如细菌计数板和血球计数板；
间接技术是通过一系列的稀释平板获得平均菌落数来进计算的。重量
法是通过测量微生物的干重或者是湿重来得到微生物的生物量的。生
理指标包括微生物的呼吸强度、耗氧量、酶活性、生物热等，因此我
们可以利用特定的仪器例如瓦氏呼吸仪、微热量热计等设备来测定相
应得指标，根据微生物在生长过程中伴随出现的这些指标测定微生物
数量。
4、影响分批发酵过程中总产率的因素有哪一些？ 简述生产上提高发
酵产率的有效方法。
发酵过程中的通气状况，PH 控制情况，发酵液的性质，菌种自身的
影响。
了解不同产物合成的动力学关系与微生物细胞生长动力学关系类型
可以帮助我们采用不同的工艺来提高所需产物的产率：如果产物是微
生物细胞本身，可以采用能支持最高生长量的培养条件；如果产物是
初级代谢产物，可以设法延长与产物关联的对数生长期；如果产物是
次级代谢物，可以缩短对数生长期，延长稳定期，或者降低对数期的
生长速率；或采用二阶段培养（也称二步法培养，即第一阶段主要积
累生物量，第二阶段合成次级代谢产物）,从而使次级代谢物大量积
累。
5、发酵操作方式可以分为分批、补料分批和连续发酵三种，试述
三种培养方式的优缺点。
分批发酵的优点：①对温度的要求低，工艺操作简单；②比较容易解决杂菌污染和菌种退化的问题；③对营养物的利用效率较高，产物浓度也比连续发酵要高一些。
缺点：①人力、物力、动力消耗较大；②生产周期较长，由于分批发酵时菌体有一定的生长跪履，都要经历延滞期、对数生长期、稳定期和衰亡期，而且每批发酵都要经过菌种扩大发酵、设备冲洗、灭菌等阶段；③生产效率低，生产上常以体积生产率（以每小时每升发酵物中代谢产物的克数来表示）来计算效率，在分批发酵过程中，必须计算全过程的生产率，即时间不仅包括发酵时间，而且还包括放料、洗罐、加料、灭菌等时间。
连续发酵的优点：①在连续发酵达到稳态之后，其非生产时间要少许多，故其设备的利用率高、操作简单、产品质量较稳定；②对发酵设备以外的外围设备（如蒸汽锅炉、泵等）的利用率高，可以及时排除在发酵过程中产生的对发酵过程有害的物质。
缺点：①污染杂菌的问题，在连续发酵的过程中需要不断的向发酵系统供给无菌的新鲜空气和培养基，这大大增加了污染杂菌的可能性；
②生产菌种的突变问题，微生物细胞的遗传物质DNA在复制的过程中出错的概率为百万分之一，但是，一旦连续培养系统的生产菌出现某一个细胞的突变，且突变的结果使得这一细胞获得高生长能力，那么它最终会取代系统中原来的生产菌株，使连续发酵过程失败。
补料分批发酵的优点：①通过控制底物初始浓度水平来消除高浓度底物对生长代谢的抑制作用或由于可被快速利用的碳源所引起的分解阻遏作用，并且能够使发酵对于溶解氧的需求保持在发酵罐通气能力范围之内；②避免某些培养基组分高浓度下对微生物的生长及代谢的抑制甚至毒副作用，可以延长发酵生产时间，特别是代谢产物的积累时间，提高发酵产量。
缺点：相对于分批发酵来说，污染杂菌的可能性要大一些。
6、什么是菌体的比生长速率、产物比生成速率以及基质的比消耗
速率？
比生长速率是菌体的生长速率与菌体的浓度的比值，而产物的比生成速率则是产物生成速率和所形成的产物的浓度的比值，基质的比消耗速率是基质的消耗速率跟基质的浓度的比值。
7、 什么是Monod 方程？其使用条件是什么？请说明各个参数的
意义。
Monod 方程是S S S
max C K C +=μμ，它的使用条件是：当培养物中只有一种
限制性基质而不存在其他生长因素的限制时。其中，μ是微生物的比
生长速率，μmax 是最大比生长速率， K S 是底物亲和常数，表示的是
微生物对该底物的亲和力，其数值相当于μ处于μmax 的一半时的底
物浓度， C S 是限制性底物的浓度。
8、 什么是初级代谢产物？什么是次级代谢产物？
初级代谢产物是指微生物通过代谢活动所产生的、自身生长和繁殖所
必需的物质，如氨基酸、核苷酸、多糖、脂类、维生素等。通过初级
代谢，能使营养物转化为结构物质、具生理活性物质或为生长提供能
量，因此初级代谢产物，通常都是机体生存必不可少的物质，只要在
这些物质的合成过程的某个环节上发生障碍，轻则引起生长停止，重
则导致机体发生突变或死亡，是一种基本代谢类型。
次级代谢是指微生物在一定的生长时期，以初级代谢产物为前体，合
成一些对微生物的生命活动无明确功能的物质，这一过程的产物，即
为次级代谢产物。它们大多是分子结构比较复杂的化合物.根据其作
用,可将其分为抗生素,激素,生物碱,毒素及维生素等类型。
9、 什么是连续培养？什么是连续培养的稀释率？
连续培养是在培养的过程中在添加培养基的同时，从容器中放出等体
积的发酵液，从而形成的一个连续生产的过程，即在发酵罐中所形成
的新细胞数量与从发酵罐中流出的细胞数量相等。它又可以分为单级
连续发酵和多级连续发酵。
将单位时间内连续流入发酵罐中的新鲜培养基体积与发酵罐内的培
养液的总体积的比值称为稀释率。
10、恒化培养与恒浊培养各自有哪些特点？
连续培养系统被称为恒化器；通过控制补充的培养基的流速，使得发
酵罐内发酵液中细胞浓度保持恒定，即将发酵液的浊度保持在某一窄
小的范围内的发酵系统称为恒浊器。
现在广泛使用的是恒化器，因为它又明显优于恒浊器的地方，即保持
稳态时不需要控制系统，但是在连续发酵时，采用恒浊器独特的优点
是在发酵的早期避免细胞被完全洗出。
生物技术053班
聂斯做第七章1.2.和第八章第6题
田根根做第七章3.4题
尹江安做第七章567题
黄佳彬做第8.9.10题和第八章第8题
肖林做第七章11题和第八章1.2.7题
郑亮做3.4.5题
谢家钊做9.10.11.12题
陈旭峰做13.14.15.16题
1微生物生长中呼吸强度和摄氧率变化的一般规律及其影响因素各有哪些？
答：在培养初期，呼吸强度Qo2逐渐增高，此时菌体浓度很低。在对数生长期初期呼吸强度达到最大值，即，但此时菌体浓度还较低，摄氧率并不高。
随着细胞浓度的迅速增高，培养液的摄氧率也迅速增高，在对数生长期的后期达到最大值，此时呼吸强度低于最大值，菌体浓度也低于最大值。在对数生长期末，由于培养基中营养物质的消耗以及培养装置氧传递能力的限制，呼吸强度下降，虽然这时细胞浓度仍有增加甚至达到最大值，但是细胞活力已经下降，导致培养液的摄氧率下降。培养后期，因基质耗尽，细胞自溶，呼吸强度进一步下降，摄氧率也随着迅速下降，以上是呼吸强度和摄氧率变化的一般规律。
影响因素：微生物本身遗传特征的影响；培养基的成分和浓度；菌龄：一般幼龄菌生长旺盛，呼吸强度大，老菌生长慢，呼吸强度小；发酵条件；
代谢类型。
2影响氧传递的因素有哪些？氧在传递过程中的传质阻力有哪些？
在氧的传递过程中，主要阻力在于气液间的传递过程。根据气液传递速率方程OTR＝KLa(C*-CL)
凡影响推动力C*-CL、比表面积a、和传递系数KL的因素都会影响氧传递速率，从而影响到供氧。
(1)影响推动力的因素
温度，推动力随着发酵液温度的升高而下降。
溶质 a.电解质在溶液中，由于发生盐析作用使氧的饱和溶解度降低，推动力随着发酵液中电解质浓度的增加而下降。
b.非电解质氧的溶解度一般随着溶质浓度的增加而下降
c.混合溶液
溶剂：发酵过程中，通常使用的溶剂为水。由于氧在一些有机物中的溶解度比水中高，因此实际发酵过程中也可以通过合理添加有机溶剂来降低水的极性从而增加溶解氧的浓度。
氧分压：增加氧分压也能通过提高氧的溶解度来增加氧传递的推动力。
方法之一是提高空气总压，即增加罐压，相应的氧溶解度也得到提高。方法之二是保持空气总压不变，提高氧分压，即改变空气中氧的组分浓度，
如进行富氧通气，但此方法成本较高。
（2）影响KLa的因素
KLa与以下因素有关：
设备参数发酵罐的形状结构、搅拌器、挡板、空气分布器等参数，
通常以搅拌器直径d作为基本参数。
操作条件通气表观线速度Ws、搅拌转速N、搅拌功率Pw、发酵体
积V、液柱高度HL，通常以Ws，N作为基本参数。
发酵液性质发酵液的密度，黏度，界面张力及扩散系数
(1)操作条件的影响
搅拌的影响
通气的影响
（2）设备参数的影响
（3）发酵液性质的影响
表面活性剂由于消泡用的油脂是具有亲水端和疏水端的表面活性物质，加入发酵液后分布在气液界面，会增大传递阻力，使KL下降。
离子强度在同一气液接解反应器中，相同的操作条件下，电解质溶液的KLa比水大，而且随电解质浓度的增加，KLa也有较大的增加。
菌体浓度菌体浓度的增加会使KLa变小
氧在传递过程中的传质阻力：
气膜传递阻力气液界面的传递阻力液膜传递阻力液相传递阻力细胞或细胞团表面的液膜阻力固液界面传递阻力细胞团内的传递阻力细胞膜和细胞壁阻力细胞内反应阻力
3.什么是临界饱和溶氧浓度，临界溶氧浓度以及氧饱和度？
Answer：
临界饱和溶氧浓度是指满足发酵微生物正常生长最大的溶解氧浓度，超过这一浓度则会影响微生物的正常生长。
临界溶氧浓度是指满足微生物呼吸的发酵液中最低溶氧浓度。在临界溶氧浓度以下，微生物的呼吸速率随溶解氧浓度降低而显著下降。
氧饱和度是之培养液中当前实际溶解的氧占其溶氧饱和状态下氧的比例。
4，影响微生物需氧的因素有哪些？如何调节摇瓶发酵的供氧水平？如何调节通气搅拌发酵罐的供氧水平？
Answer:
影响微生物需氧的因素有很多，包括微生物本身的遗传特征，其所处的培养基的成分和浓度，菌龄的大小，发酵的条件包括温度PH以及发酵过程中的一些有害代谢物的积累，最后还与微生物的代谢类型相联系。
对于摇瓶发酵，要改变其供氧水平，主要是通过改变摇床的摇动频率来实现的。
对于通气搅拌发酵，可以通过以下一些方式改变其供氧水平，比如改变通入的空气中氧气的浓度，改变通气速率，实际生产中更多的采用的是改变搅拌的转速。
5.写出发酵液中的体积氧传递方程？指出其中K L a 的物理意义。
答： 氧的传递速率OTR 为
OTR=K L a(C *-C L )
式中 OTR ——单位体积培养液的氧传递速率，kmol/（m 3·h ）；
K L a ——以浓度差为推动力的体积溶氧系数，h -1；
C *——与气相中氧分压p 到达平衡时氧的浓度，kmol/m 3；
C L ——液相中和汽、液界面处氧的浓度，kmol/m 3。
K L a 的物理意义：体积溶氧系数或体积传质系数。
6.测定K L a 的方法有哪些？可以采取哪些措施调节发酵液中的K L a ？
答：测定K L a 的方法：亚硫酸盐氧化法、取样极谱法、物料衡算法、动态法、排
气法、复膜电极法；通过改变设备参数、操作条件、发酵液性质均可调节发酵液
中的K L a 。
7.溶氧电极能够测定液体中溶氧浓度的原理是什么？影响溶氧电极测定的灵敏
度和准确性的因素有哪些？
答：
A. 化学法?原理：在样品中加入硫酸锰和碱性KI 溶液，生成氢氧化锰，与溶解
氧反应生成锰酸锰，再在反应液中加入H 2SO 4, 释放出游离的碘，然后用标准
Na 2S 2O 3液滴定。
MnSO 4+2NaOH → Mn(OH)2十Na 2SO 42Mn(OH)2+O 2→MnO(OH)2↓
MnO(OH)2+Mn(OH)2→MnMnO 3+2H 2O
MnMnO 3+3H 2SO 4+2KI →2MnSO 4+I 2+3H 2O+H 2SO 4I 2+Na 2S 2O 3→2NaI 十
Na 2S 4O 6
当样品中存在氧化还原性物质，测定结果会有偏差；当样品带有颜色时，会影响
测定终点的判断，故不适合测定发酵液的溶氧浓度。
B.极谱法?原理：给浸在待测液体中的贵金属阴极和参考电极（阳极）加上直流
电压，当电解电压固定在0.8V 左右时，与阴极接触的液体中的溶解氧发生如下
氧化还原反应而被消耗， 酸性时 O 2+2H ++2e → H 2O 2
中性或碱性时 O 2＋2H 2O +2e → H 2O 2＋2OH －
阴极表面与液体的主体之间存在氧的浓度差，于是液体主体的溶解氧就会扩散到
阴极的表面参加电极反应，使电路中维持一定的电流。当氧的扩散过程达到稳定
状态时，扩散电流和溶解氧浓度成正比，即
i=KD L C L
?阴极表面极易被污染，影响重现性，所以一般采用滴汞电板作为阴极，阳极则
可用甘汞电极。?如果样品中含有其他的氧化还原性物质会影响电极反应，从而
影响到该法的准确性，使测定结果有误差。
C.溶氧电极法?溶氧电极类型：极谱型；原电池型
?原理：复膜氧电极测得的实际为氧从液相主体到阴极的扩散速率。当扩散过程
达到稳定状态时，单位面积氧的扩散速率为：
n o2=K L (P L -P 1)=K m (P 1-P 2)=K e (P 2-P c )=K(P L -P c )
根据Faraday 定律，原电池型氧电极的稳定电流为：
i=4F · A · n o2= 4F · A · K · (P L -P c )=K ’ ·P L
∴溶氧电极测定的实际是液体中的氧分压
8.氧从气相传递到液相的推动力是什么？并简述影响推动力的因素有哪些？答：氧从气相传递到液相的推动力是界面处氧的浓度与液体中氧浓度之差。影响推动力的因素有：（1）温度，发酵液中的温度不同，氧的溶解度也不同，氧在水中的溶解度随温度的升高而降低，因此氧传递过程中的推动力将随发酵液温度的升高而下降。
（2）溶质，在电解质溶液中，由于发生盐析作用使氧电饱和溶解度降低，故氧传递的推动力随着发酵液中电解质浓度的增加而下降。
（3）溶剂，由于氧在一些有机物中的溶解度比水中高，因此实际发酵过程中也可以通过合理添加有机溶剂来降低水的极性从而增加溶解氧的浓度。
（4）氧分压，增加氧分压也能通过提高氧的溶解度来增加氧传递的推动力。
9.什么是双膜理论
双膜理论是1923年由Lewis & Whitusan提出的。其基本论点是：
1．认为气、液两相接触的自由界面附近，分别存在着作层流流动的气膜和液膜，即在气相侧的气膜和液相侧的掖膜，如图4-2所示。气体必须以分子扩散的方式从气相主体连续通过此两层膜而进入液相主体。由于此两层膜在任何情况下均呈层流，放又称为层流膜。两相流动情况的改变仅影响膜的厚度，即如气体的流速越大，气膜就越薄；同样，如液体的流
速越大，液膜也就越薄。
图 1 双膜模型
2．在气液两相界面上，两相的浓度总是互相平衡的，也即气膜与液膜中的传递速率总是相等的。故在界面上不再存在传递阻力。
3．气体传递过程可看作由四个阶段组成。第一阶段，气体通过气相全体抵达气、液界面；第二阶段，气体通过界面上气相一侧的气膜；第三阶段，气体通过界面上液膜一侧的液膜；最后阶段，是气体向液相主体的扩散。每一个传递阶段都包含一个有限的时间增量，但是，其中某一阶段所需的时间往往比其他阶段长好多，以致在整个传递过程中，其余阶段的速率可以忽略不计。给定条件下传递时间最长的阶段称为速率控制阶段，整个气体传递过程的速率可以只按速率控制阶段的速率计算。
10.为何氧容易成为好氧发酵的限制性因素？
答：氧是需氧微生物生长所必需的。氧往往容易成为控制因素，是因为氧在水中
的溶解度很低，培养基因含有大量的有机和无机物质，氧的溶解度比水中还要更低。在对数生长期即使发酵液中的氧浓度达到饱和，若此时终止供氧，发酵液中的溶氧可在几分钟内全部耗尽，使溶氧成为控制因素。
11．影响微生物耗氧速率的因素有哪些？
答：耗氧速率是指单位体积培养液在单位时间内的耗氧量。微生物耗氧速率受到以下因素的影响和制约
（1）微生物本身遗传特征的影响不同种类微生物的耗氧量不同，同一微生物随其菌龄和培养条件不同而耗氧量有差别；菌体生长和形成代谢产物时的耗氧量也往往不同；培养基营养丰富的发酵过程，耗氧量也大。
（2）培养基的成分和浓度培养基的成分尤其是碳源种类对细胞的耗氧量有很大影响，耗氧速率由大到小依次为，油脂或烃类>葡萄糖>蔗糖>乳糖。（3）菌龄一般幼龄菌生长旺盛，呼吸强度大，耗氧速率大，而老龄菌生长慢，呼吸强度和耗氧速率都较小。
（4）发酵条件pH、温度通过对酶活性的影响而影响菌体细胞的耗氧，而且温度还影响发酵液中的溶氧浓度，温度增高溶氧浓度下降。此外，一些有害代谢产物的积累也会抑制细胞的呼吸。
（5）代谢类型若产物是通过TCA循环获取的，则呼吸强度高，耗氧量大；
若产物是通过糖酵解途径获取的，则呼吸强度低，耗氧量小。
第八章
1．用于在线检测的传感器必须符合哪些要求？
答：用于在线检测的传感器首先在功能上要满足检测要求，要确保该仪器不会增加染菌的机会，且置于发酵罐内的探头必需能耐高温、高压蒸汽灭菌，还要能有效克服探头表面被微生物堵塞导致测量失败的问题，对于最后一个问题，目前的解决方法是使用探头可伸缩的装置。
2．发酵过程的参数检测有何意义？生产中主要检测的参数有哪些？
答：对发酵过程中的参数进行检测，可以实时掌握发酵生产的情况，帮助人们有效地控制微生物生长和代谢产物的发酵生产，不断提高发酵水平。
生产中主要检测的参数分为直接状态参数和间接状态参数。直接状态参数是指能直接反映发酵过程中微生物生理代谢状况的参数，如pH、DO、溶解CO2、尾气O2、尾气CO2、粘度等。间接状态参数是指那些采用直接状态参数计算求得的参数，如比生长速率（u）、摄氧率（OUR）、CO2释放率（CER）、呼吸商（RQ）、氧得率系数（Y X/O）、氧体积传质速率（K L a）等。
3答：直接参数是指能直接反应发酵过程中微生物生理代谢状况的参数，如pH、DO（溶氧）、溶解CO2、黏度、尾气O2等。
间接参数是指那些采用直接参数计算求得的参数，如比生长速率、摄氧率、呼吸商、氧得率系数、氧体积传质速率等。
4答：CO2的测量用红外分析仪，红外线气体分析仪,是利用红外线进行气体分析"它基于待分析组分的浓度不同,吸收的辐射能不同,剩下的辐射能使得检测器里的温度升高不同,动片薄膜两边所受的压力不同,从而产生一个电容检测器的电信号"这样,就可间接测量出待分析组分的浓度"根据红外辐射在气体中的吸收带的不同，可以对气体成分进行分析。二氧化碳对于波长为2.7μm、4.33μm和14.5μm红外光吸收相当强烈，并且吸收谱相当的宽，即存在吸收带。根据实验分析，
只有4.33μm吸收带不受大气中其他成分影响，因此可以利用这个吸收带来判别大气中的CO2的含量。
氧气测量用热磁氧分析仪，其原理是在非均匀强磁场中悬挂有哑铃形磁敏元件，氧分子因强顺磁性被磁化改变磁场强度，产生一排斥力矩促使哑铃偏转，光电系统检测偏转角并转换成电信号。输出电流的信号正比于被测气样中的含量，且呈严格的线性关系。
5答：因为发酵过程中，随着菌体对培养基的利用以及机械搅拌的作用，将产生一定的热量，同时因罐壁散热，通气及水分蒸发等也带走部分热量，所以发酵过程中温度会变化。
发酵热是指发酵过程中所产生的净热量，Q
发酵=Q
生物
+Q
搅拌
+Q
通气
-Q
蒸发
-Q
辐射
6温度对发酵有哪些影响？发酵过程温度的选择有什么依据？
温度对发酵的影响：
温度对微生物生长的影响：温度对微生物的影响，不仅表现在对菌体表面的作用，而且因热平衡的关系，热传递到菌体内部，对菌体内部的结构物质都产生影响。一方面，在微生物最适温度范围内，生长速率随着温度升高而增加，当超过最适温度时，生长速率将随温度增加而下降。另一方面，不同生长阶段的微生物对温度的反应不同，处于延迟期的细菌对温度的影响十分敏感。
温度对基质消耗的影响
温度对产物合成的影响：温度直接影响过程中的各种反应速率外，还通过改变发酵液的物理性质来影响产物的合成；温度影响生物合成的方向。
发酵过程中最适温度的选择：不同的菌种、不同培养条件以及不同的生长阶段，最适温度会有所不同。
（1）二阶段发酵最适合菌体生长的温度不一定适合发酵产物的合成，故在发酵中建立二阶段发酵工艺。
（2）其它发酵条件在通气条件较差情况下，最适发酵温度通常选择比正常良好通气条件的发酵温度低一些。由于较低温度下，氧溶解度大一些，菌的生长速率则小些，从而防止因通气不足可能造成的代谢异常。
（3）变温培养为了获得不同的发酵产物
7．在微生物培养过程中，引起pH改变的原因有哪些？pH对发酵的影响表现在哪些方面？
答：在发酵过程中，pH是动态变化的，这与微生物的代谢活动及培养基性质密切相关。一方面，微生物通过代谢活动分泌有机酸如乳酸、乙酸、柠檬酸等或一些碱性物质，从而导致发酵环境的pH变化；另一方面，微生物通过利用发酵培养基中的生理酸性盐或生理碱性盐从而引起发酵环境的pH变化。
发酵液pH改变将对发酵产生很大的影响：
（1）会导致微生物细胞原生质体膜的电荷发生改变。这种电荷的改变会引起原生质体膜对个别离子渗透性的改变，从而影响微生物对培养基中营养物质的吸收及代谢产物的分泌，妨碍新陈代谢的正常进行。
（2）PH变化会影响菌体代谢方向
（3）pH变化对代谢产物合成的影响
发酵工程课后思考题答案
一、思考题 1.发酵及发酵工程定义 答：定义：发酵工程是应用微生物学等相关的自然科学以及工程学原理，利用微生物等生物细胞进行酶促转化，将原料转化成产品或提供社会性服务的一门科学。由于它以培养微生物为主，所以又称为微生物工程。 传统发酵是指酵母作用于果汁或发芽的谷物时产生二氧化碳的现象； 生化和生理学意义的发酵指微生物在无氧条件下，分解各种有机物质产生能量的一种方式；或者更严的说发酵是以有机物作为电子受体的氧化还原产能反应。如葡萄糖在无氧条件下被微生物利用产生酒精并放出CO2。 工业上的发酵泛指利用生物细胞制造某些产品或净化环境的过程。 青霉素发酵能成功的原因，主要是解决了两大技术问题：1）通气搅拌解决了液体深层培养时的供氧问题；2）抗杂菌污染的纯种培养技术：无菌空气、培养基灭菌、无污染接种、大型发酵罐的密封与抗污染设计制造。 2.发酵工程基本组成部分 答：从广义上讲，由三部分组成：上游工程、发酵工程、下游工程 3.发酵工业产业化应抓好哪三个环节 答：三个环节：投产试验、规模化生产和市场营销 4.当前发酵工业面临三大问题是什么 答：菌种问题、合适的反应器、基质的选择 菌种问题：纯种、遗传稳定性、安全、周期短、转化率高产率高、抗污染能力强：噬菌体、蛭弧菌 合适的反应器：生产规模化、原料利用量大并且具有一定选择性、节能、结构多样化、操作制动化、节省劳力 基质的选择:价廉、原料利用量大并且具有一定选择性、易被利用、副产物少、满足工艺要求 5.我国发酵工业应该走什么样的产业化道路
答:第一步为技术积累阶段、第二步为产业崛起阶段、第三步为持续发展阶段 二、思考题 1、自然界分离微生物的一般操作步骤 答：标本采集→预处理→富集培养→菌种分离（初筛、复筛）→发酵性能鉴定→菌种保藏目的：高效地获取一株高产目的产物的微生物； 2、从环境中分离目的微生物时，为何一定要进行富集富集 答：富集的目的：让目的微生物在种群中占优势，使筛选变得可能。 富集的基本方法：1、控制营养：如以唯一碳源或氮源作底物；2、控制培养条件：如pH、温度、通气量等；3、抑制不需要的种类 3、什么叫自然选育自然选育在工艺生产中的意义 答：定义：不经人工处理，利用微生物的自然突变进行菌种选育的过程称为自然选育。 意义：自然选育是一种简单易行的方法，可达到纯化菌种、防止菌种退化、稳定生产、提高产量的目的。虽然其突变率很低，但却是工厂保证稳产高产的重要措施 回复突变：高产菌株在传代的过程中，由于自然突变导致高产性状的丢失，生产性能下降，这种情况我们称为回复突变。 4、诱变育种对出发菌株有哪些要求 答：出发菌株定义：出发菌株指用于诱变育种的最初菌株或每代诱变的试验菌株。 要求：★对菌株产量，形态、生理等情况了解；★生长繁殖快，营养要求低，产孢子多且早；★对诱变剂敏感；★菌株要有一定的生产能力；★多出发菌株：一般采用3~4个出发菌株，在逐代处理后，将产量高、特性好的菌株留作继续诱变的出发菌株。 5、诱变选育的流程 答：出发菌株经纯化活化前培养（同步培养）→培养液（离心、洗涤、）→单细胞获单胞子悬液→诱变处理→后培养（中间培养）→平板分离→初筛→复筛→保藏及扩大试验 筛选的关键是选择一定的特征（如菌落特征、生化特征等）去判断所筛选的菌株是我们所需要的突变株。
发酵工程思考题(含答案)
发酵工程课后思考题 第一章绪论 1、发酵及发酵工程定义？ 答：它是应用微生物学等相关的自然科学以及工程学原理，利用微生物等生物细胞进行酶促转化，将原料转化成产品或提供社会性服务的一门科学。由于它以培养微生物为主，所以又称为微生物工程。 2、发酵工程基本组成部分？ 答：从广义上讲分为三部分：上游工程、发酵工程、下游工程 3、发酵工业产业化应抓好哪三个环节？ 答：发酵工程产业化就是将有关应用微生物的科学研究成果转化为发酵产品，并投向市场的过程。 三个环节：投产试验、规模化生产和市场营销。 ①投产试验：涉及到”上、中、下三游”工作，即研究成果的验证、小试、中试和扩大试验。 ②规模化生产：值得注意的是产品质量问题，其检测必须符合相应产品标准。 ③市场营销：市场开拓对技术本身影响不大，但参与市场竞争却是产业化成败的决定因素。 4、当前发酵工业面临三大问题是什么？ 答：菌种问题 纯种，遗传稳定性，安全，周期短、转化率高产率高抗污染能力强：噬菌体、蛭弧菌； 合适的反应器 生产规模化原料利用量大，并且具有一定选择性，节能，结构多样化、操作制动化，节劳力。 基质的选择 价廉原料利用量大，并且具有一定选择性易被利用、副产物少，满足工艺要求。 5、我国发酵工业应该走什么样的产业化道路？发酵过程的组成部分？ 答第一步为技术积累阶段、第二步为产业崛起阶段、第三步为持续发展阶段 典型的发酵过程可划分成六个基本组成部分： （1）繁殖种子和发酵生产所用的培养基组份设定； （2）培养基、发酵罐及其附属设备的灭菌； （3）培养出有活性、适量的纯种，接种入生产容器中； （4）微生物在最适合于产物生长的条件下，在发酵罐中生长； （5）产物分离和精制； （6）过程中排出的废弃物的处理。 第二章菌种的来源(1) 1、自然界分离微生物的一般操作步骤？ 答：标本采集，预处理，富集培养，菌种分离（初筛，复筛），发酵性能鉴定，菌种保藏 2、从环境中分离目的微生物时，为何一定要进行富集？ 答：让目的微生物在种群中占优势，使筛选变得可能。 3、什么叫自然选育？自然选育在工艺生产中的意义？ 答：不经人工处理，利用微生物的自然突变进行菌种选育的过程称为自然选育。 意义：自然选育是一种简单易行的方法，可达到纯化菌种、防止菌种退化、稳定生产、提高产量的目的。虽然其突变率很低，但却是工厂保证稳产高产的重要措施。 4、诱变育种对出发菌株有哪些要求？
发酵工程与设备实验试题答案
发酵工程与设备实验 1.决定摇瓶溶氧量的因素有哪些？它们如何影响摇瓶溶氧量？答：⑴摇瓶的透气性：8层纱布，纱布透气性越好，摇瓶溶氧量越大。⑵摇瓶的转速：转速越大，培养基流动越剧烈，增大与气体接触面积。⑶培养基的粘稠度：粘稠度越大，氧气越难进入，溶氧量越低。 2.采用磷钼蓝法测定发酵液中的植酸酶活性实验中，空白对照中并未发生酶和底物的水解反应，但经过显示后，颜色却呈较深的蓝色，试解释其原因。 答：①磷钼蓝受热，易被氧化成蓝色还原物。②植酸钠中含杂质磷太多。 3.红曲米发酵实验中，为何要添加酸水？无菌酸水如何制得？答：是为了洗脱菌种，同时为红曲霉生长创造酸性环境。 制备：取一烧杯的蒸馏水，往水中加入乳酸并调PH至4.0.然后取10ml配制好的溶液于干净的试管中，密封包扎后，放入高压灭菌锅灭菌，即可得到无菌酸水。 4.产植酸酶黑曲霉的分离实验中，为何选用植酸钙而不选用植酸钠？ 答：钠盐易溶解、钙盐难容，易形成透明圈，从而筛选。 5.产植酸酶黑曲霉的分离实验中，为什么不将脱氧胆酸钠溶液
和氯霉素眼药水加入到筛选培养基中一起灭菌？ 答：①脱氧胆酸钠会与铁盐高温时反应。②细菌性抗生素、自身就是杀菌的，且本身无菌，也不能灭菌。 6.请详细说明产植酸酶黑曲霉的分离实验的实验原理。 答：以植酸钙为唯一磷来源的选择培养基，同时以透明圈法，从土壤中分离筛选产植酸酶的黑曲霉 7.产植酸酶黑曲霉的摇瓶发酵实验中，摇瓶的作用有哪些？答：①气体和营养分布均匀②温度保持恒定③代谢产物分散④避免影响其他菌丝生长⑤防止细胞沉淀 8.植酸酶酶活力测定实验中，若显色后的反应体系测定吸光度值为2.23，说明什么问题？该如何调整实验方案？ 答：浓度过大，该稀释。 9.植酸酶活力测定时做标线的目的是什么？ 答：标线是反应吸光度与无机磷浓度之间的关系，待我们测的样品吸光度后即可在标线上读出对应无机磷浓度，从而进行酶活计算。 10.简述灭菌锅的使用方法及步骤。 答：①向锅内注入水至三脚架上边缘、预热。 ②放入物品，将直排气管并放入排气槽。 ③关盖，拧紧对应螺栓，打开开关加热 ④待压力达到0.05MPa，排冷空气，归零。
发酵工程试题及答案.
类。 微生物的育种方法主要有三类： 诱变法，细胞融合法，基因工程法。 发酵培养基主要由 碳源，氮源，无机盐，生长因子 组成。 6、利用专门的灭菌设备进行连续灭菌称为 连逍，用高压蒸汽进行空罐灭菌称为 空消。 7、可用于生产酶的微生物有 细菌、真菌、酵母菌。 常用的发酵液的预处理方法有 酸化、加热、加絮凝剂。 8、根据搅拌方式的不同， 好氧发酵设备可分为 机械搅拌式发酵罐 和通风搅拌式发酵罐 两种。 9、 依据培养基在生产中的用途，可将其分成 孢子培养基、种子培养基、发酵培养 10、 现代发酵工程不仅包括菌体生产和代谢产物的发酵生产，还包括微生物机能的利用。 11、发酵工程的主要内容包括 生产菌种的选育、发酵条件的优化与控制、反应器的设计及 产物的分离、提取 与精制。 12、发酵类型有微生物菌体的发酵、微生物酶的发酵、微生物代谢产物的发酵、微生物转 化发酵、生物工程细胞的发酵 。 13、发酵工业生产上常用的微生物主要有 细菌、放线菌、酵母菌、霉菌。 14、当前发酵工业所用的菌种总趋势是从野生菌转向 变异菌，从自然选育转向 代谢调控育种, 从诱发基 因突变转向 基因重组的定向育种。 15、根据操作方式的不同，液体深层发酵主要有 分批发酵、连续发酵、补料分批发酵。 16、分批发酵全过程包括 空罐灭菌、加入灭过菌的培养基、接种、发酵过程、放罐和洗罐， 所需的时间总和为一个发酵周期。 发酵工程 、名词解释 1、 分批发酵：在发酵中，营养物和菌种一次加入进行培养，直到结束放出，中间除了空气 进入和尾气排出外，与外部没有物料交换。 2、 补料分批发酵：又称半连续发酵，是指在微生物分批发酵中，以某种方式向培养系统不 加一定物料的培养技术。 3、 絮凝：在某些高分子絮凝剂的作用下，溶液中的较小胶粒聚合形成较大絮凝团的过程。 二、填空 1、 生物发酵工艺多种多样，但基本上包括 菌种制备、种子培养、发酵和提取精^_等下游 处理几个过程。 2、 根据过滤介质截留的物质颗粒大小的不同, 过滤可分为粗滤、微滤、超滤和反渗透四大 3、 4、 5、青霉素发酵生产中，发酵后的处理包括: 过滤、提炼，脱色，结晶。 基三种。
发酵工程思考题(含答案)教学文稿
发酵工程思考题(含答 案)
发酵工程课后思考题 第一章绪论 1、发酵及发酵工程定义？ 答：它是应用微生物学等相关的自然科学以及工程学原理，利用微生物等生物细胞进行酶促转化，将原料转化成产品或提供社会性服务的一门科学。由于它以培养微生物为主，所以又称为微生物工程。 2、发酵工程基本组成部分？ 答：从广义上讲分为三部分：上游工程、发酵工程、下游工程 3、发酵工业产业化应抓好哪三个环节？ 答：发酵工程产业化就是将有关应用微生物的科学研究成果转化为发酵产品，并投向市场的过程。 三个环节：投产试验、规模化生产和市场营销。 ①投产试验：涉及到”上、中、下三游”工作，即研究成果的验证、小试、中试和扩大试验。 ②规模化生产：值得注意的是产品质量问题，其检测必须符合相应产品标准。 ③市场营销：市场开拓对技术本身影响不大，但参与市场竞争却是产业化成败的决定因素。 4、当前发酵工业面临三大问题是什么？ 答：菌种问题 纯种，遗传稳定性，安全，周期短、转化率高产率高抗污染能力强：噬菌体、蛭弧菌； 合适的反应器 生产规模化原料利用量大，并且具有一定选择性，节能，结构多样化、操作制动化，节劳力。 基质的选择
价廉原料利用量大，并且具有一定选择性易被利用、副产物少，满足工艺要求。 5、我国发酵工业应该走什么样的产业化道路？发酵过程的组成部分？ 答第一步为技术积累阶段、第二步为产业崛起阶段、第三步为持续发展阶段 典型的发酵过程可划分成六个基本组成部分： （1）繁殖种子和发酵生产所用的培养基组份设定； （2）培养基、发酵罐及其附属设备的灭菌； （3）培养出有活性、适量的纯种，接种入生产容器中； （4）微生物在最适合于产物生长的条件下，在发酵罐中生长； （5）产物分离和精制； （6）过程中排出的废弃物的处理。 第二章菌种的来源(1) 1、自然界分离微生物的一般操作步骤？ 答：标本采集，预处理，富集培养，菌种分离（初筛，复筛），发酵性能鉴定，菌种保藏2、从环境中分离目的微生物时，为何一定要进行富集？ 答：让目的微生物在种群中占优势，使筛选变得可能。 3、什么叫自然选育？自然选育在工艺生产中的意义？ 答：不经人工处理，利用微生物的自然突变进行菌种选育的过程称为自然选育。 意义：自然选育是一种简单易行的方法，可达到纯化菌种、防止菌种退化、稳定生产、提高产量的目的。虽然其突变率很低，但却是工厂保证稳产高产的重要措施。 4、诱变育种对出发菌株有哪些要求？ 答：出发菌株指用于诱变育种的最初菌株或每代诱变的试验菌株。 选择出发菌株的要求：
发酵工程 期末试卷A卷答案
一、选择题（共10小题，每题2分，共计20分） 1.下列关于发酵工程的说法，错误的是（C ） A 发酵工程产品主要是指微生物的代谢产物、酶和菌体本身 B 可以通过人工诱变选育新菌株 C 培养基、发酵设备和菌种必须经过严格的灭菌 D 环境条件的变化既影响菌种的生长繁殖又影响菌体代谢产物的形成 2.当培养基pH发生变化时，应该（C ） A 加酸 B 加碱 C 加缓冲液 D 加无机盐 3. 甘油生物合成主要由下列哪种物质引起（D ） A 尿素 B 硫酸铵 C 酶 D 亚硫酸盐 4. 对谷氨酸发酵的叙述正确的是（D ） A 菌体是异养厌氧型微生物 B 生物素对谷氨酸生成无影响 C 谷氨酸的形成与搅拌速度无关 D 产物可用离子交换法提取 5. 为使淀粉和纤维素进行代谢而提供能量，（B ） A 它们必须第一步变成脂肪分子 B 它们的葡萄糖单位必须被释放 C 环境中必须有游离氧存在 D 遗传密码必须起促进作用 6. 关于微生物代谢产物的说法中不正确的是（D ） A 初级代谢产物是微生物生长和繁殖所必须的 B 次级代谢产物并非是微生物生长和繁殖所必须的 C 初级代谢产物在代谢调节下产生 D 次级代谢产物的合成无需代谢调节 7. 在发酵中有关氧的利用正确的是（B ） A 微生物可直接利用空气中的氧 B 微生物只能利用发酵液中溶解氧 C 温度升高，发酵液中溶解氧增多 D 机械搅拌与溶氧浓度无关 8.某药厂用谷氨酸棒状杆菌发酵生产谷氨酸，结果代谢产物没有谷氨酸而产生乳酸及琥珀酸，其原因可能是（B ） A 温度控制不适 B 通气量过多 C pH呈酸性 D 溶氧不足 9.下列可用于生产谷氨酸的菌种是（C ）
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1、举出几例微生物大规模表达的产品,及其产生菌的特点？ A.蛋白酶表达产物一般分泌至胞外，能利用廉价的氮源，生长温度较高， 生长速度快 ,纯化、分离及分析快速；安全性高，得到 FDA的批准的菌种。 B.单细胞蛋白生长迅速，营养要求不高，易培养，能利用廉价的培养基或生 产废物。适合大规模工业化生产，产量高，质量好。安全性高，得到 FDA的批准的菌种。 C.不饱和脂肪酸生长温度较低，安全性高，能利用廉价的碳源，不饱和脂 肪酸含量高， D.抗生素生产性能稳定，产量高，不产色素，，能利用廉价原料 F.氨基酸代谢途径比较清楚，代谢途径比较简单 2、工业化菌种的要求？ A能够利用廉价的原料，简单的培养基，大量高效地合成产物 B有关合成产物的途径尽可能地简单，或者说菌种改造的可操作性要强C. 遗传性能要相对稳定 D.不易感染它种微生物或噬菌体 E.产生菌及其产物的毒性必须考虑（在分类学上最好与致病菌无关） F.生产特性要符合工艺要求 4、讨论：微生物（包括动、植物）可以生产我们所需的一切产品，但是涉 及到工业化生产，对于某一种特定的产品，为何只有特定的微生物才具有大量 表达的潜力？ 在不同的环境条件下，微生物细胞对遗传信息作选择性的表达，实现代谢 的自动调节。代谢的协调能保证在任何特定时刻、特定的细胞空间，只合成必 要的酶系（参与代谢的多种酶）和刚够用的酶量。一旦特定物质的合成达到足 够的量，与这些物关系支持细胞自身的增殖（生产细胞），不支持（人的）目
的产物的过量生产（生产特定的初级代谢产物）。而工业化生产要求特定表达 某种或某类物质，只有正常代谢被打破，代谢协调失常的微生物才能达到要求 5、自然界分离微生物的一般操作步骤？ 样品的采取→预处理→培养→菌落的选择→初筛→复筛→性能的鉴定→菌种保藏 6、从环境中分离目的微生物时，为何一定要进行富集培养？ 自然界中目的微生物含量很少，非目的微生物种类繁多，进行富集培养， 使目的微生物在最适的环境下迅速地生长繁殖，数量增加，由原来自然条件下 的劣势种变成人工环境下的优势种，使筛选变得可能。 7、菌种选育分子改造的目的？ 防止菌种退化 ; 解决生产实际问题 ; 提高生产能力 ; 提高产品质量 ; 开发新产品 . 8、以目前的研究水平，土壤中能够培养的微生物大概占总数的多少？什么 是 16sRNA同源性分析？ 目前能够培养的微生物不到总数的 1%。以 16sRNA为靶基因，设计引物， 建立 pcr 扩增体系，再通过 DNA 测序进行细菌同源性分析。 9、什么叫自然选育？自然选育在工艺生产中的意义？ 自然选育就是不经人工处理，利用微生物的自然突变进行菌种选育的过 程。
发酵工程课后题参考答案样本
发酵课后题参考答案 1.试述消毒和灭菌的区别。 答: 消毒是用物理或化学的方法杀死无聊和设备中所有生命无知的过程。 灭菌是用无力或化学的方法杀死空气, 地表以及容器和器具表面的微生物。 消毒和灭菌的区别一方面在于消毒仅仅杀死生物体或非生物体表面的微生物, 而灭菌是杀死所有的生命体。另一方面在于消毒一般只能杀死营养细胞, 而不能杀死细菌芽胞和真菌孢子等, 适合于发酵车间的环境和发酵设备, 器具的无菌处理。 2简述染菌的检验方法及染菌类型的判断。 答: 生产上要求准确, 迅速的方法来检查出污染杂菌的类型及其可能的染菌途径, 当前有一下几种常见的方法。 1.显微镜检查法。一般见简单的染色法或革兰氏染色法, 将菌体染色后镜检。对于霉菌, 酵母发酵, 先用低倍镜观察生产菌的特征, 然后用高倍镜观察有无杂菌的存在。根据生产菌与杂菌的不同特征来判断是否杂菌, 必要时还可用芽胞染色或鞭毛染色。 2.平板划线培养检查法。先将待检样品爱无菌平板上划线, 根据可能的染菌类型分别置于37或27摄氏度下培养, 8个小时后可观察到是否有杂菌污染。对于噬菌体检查, 可采用双层平板培养法。 3.肉汤培养检查法。将待检样品介入无菌的肉汤培养基中, 分别置于37或27摄氏度下进行培养, 随时观察微生物的生长情况, 并取样镜检, 判读是否有杂菌污染及杂菌的类型。 4.发酵过程的异常现象观察法。发酵过程出现的异常现象如溶解氧, PH, 尾气中二氧化碳含量, 发酵液的粘度等的异常变化, 都可能产生染菌的重要信息, 也根据这些异常现象来分析发酵是否染菌。 3 发酵工业用菌种应具备哪些特点? ①能在廉价原料制成的培养基上生长, 且生成的目的产物产量高、易于回收;
最新发酵工程课后思考题答案
一、思考题 1.发酵及发酵工程定义？ 答：定义：发酵工程是应用微生物学等相关的自然科学以及工程学原理，利用微生物等生物细胞进行酶促转化，将原料转化成产品或提供社会性服务的一门科学。由于它以培养微生物为主，所以又称为微生物工程。 传统发酵是指酵母作用于果汁或发芽的谷物时产生二氧化碳的现象； 生化和生理学意义的发酵指微生物在无氧条件下，分解各种有机物质产生能量的一种方式；或者更严的说发酵是以有机物作为电子受体的氧化还原产能反应。如葡萄糖在无氧条件下被微生物利用产生酒精并放出CO2。 工业上的发酵泛指利用生物细胞制造某些产品或净化环境的过程。 青霉素发酵能成功的原因，主要是解决了两大技术问题：1）通气搅拌解决了液体深层培养时的供氧问题；2）抗杂菌污染的纯种培养技术：无菌空气、培养基灭菌、无污染接种、大型发酵罐的密封与抗污染设计制造。 2.发酵工程基本组成部分？ 答：从广义上讲，由三部分组成：上游工程、发酵工程、下游工程 3.发酵工业产业化应抓好哪三个环节？ 答：三个环节：投产试验、规模化生产和市场营销 4.当前发酵工业面临三大问题是什么？ 答：菌种问题、合适的反应器、基质的选择 菌种问题：纯种、遗传稳定性、安全、周期短、转化率高产率高、抗污染能力强：噬菌体、蛭弧菌 合适的反应器：生产规模化、原料利用量大并且具有一定选择性、节能、结构多样化、操作制动化、节省劳力 基质的选择:价廉、原料利用量大并且具有一定选择性、易被利用、副产物少、满足工艺要求 5.我国发酵工业应该走什么样的产业化道路？ 答:第一步为技术积累阶段、第二步为产业崛起阶段、第三步为持续发展阶段 二、思考题 1、自然界分离微生物的一般操作步骤？ 答：标本采集→预处理→富集培养→菌种分离（初筛、复筛）→发酵性能鉴定→菌种保藏目的：高效地获取一株高产目的产物的微生物； 2、从环境中分离目的微生物时，为何一定要进行富集富集？ 答：富集的目的：让目的微生物在种群中占优势，使筛选变得可能。 ?富集的基本方法：1、控制营养：如以唯一碳源或氮源作底物；2、控制培养条件：如pH、温度、通气量等；3、抑制不需要的种类 3、什么叫自然选育？自然选育在工艺生产中的意义？ 答：定义：不经人工处理，利用微生物的自然突变进行菌种选育的过程称为自然选育。 意义：自然选育是一种简单易行的方法，可达到纯化菌种、防止菌种退化、稳定生产、提高产量的目的。虽然其突变率很低，但却是工厂保证稳产高产的重要措施 回复突变：高产菌株在传代的过程中，由于自然突变导致高产性状的丢失，生产性能下降，这种情况我们称为回复突变。
发酵工程09试卷(含答案) (2)
一、填空题：(20分，每空1分) 1、淀粉水解方法有酸法、酶法和酸酶结合法。 2、根据微生物生长速度与产物合成速度之间的关系，可以将发酵分为三种类型，分别是生长偶联型、非生长偶联型和混合生长偶联型。 3、呼吸抑制发酵的现象叫巴斯德效应。 4、高温灭菌的原理是高温使微生物蛋白质变性失活。 5、常用的干燥方法有对流加热干燥、接触加热干燥和冷冻升华干燥等。 6、发酵醪中菌体分离可采用离心分离和过滤分离方法。 7、发酵热包括生物热、搅拌热、蒸发热和辐射热。 8、发酵过程中，调节PH值常用方法有添加CaCO3法、流加尿素、 加缓冲剂法等。 二、名词解释：（15分，每题3分） 1、分解代谢物阻遏 当菌体利用葡萄糖作C源进行生长时（1分），葡萄糖分解产物能阻遏参与次级代谢产物的合成的酶系生成（1分），从而影响次生代谢物的合成（1分）。 2、对数残留定律 在高温灭菌时，菌的死亡速率与任一瞬间残留的活菌数N成正比（3分）。 3、反馈抑制 酶促反应的终产物（1分）抑制代谢途径第一个酶的活性（2分），这称反馈抑制。 4、限制性基质 微生物生长速率与底物浓度有一定的依赖关系（1分），当底物浓度很小（1分），微生物生长速率与底物浓度成正比，此时基质叫限制性基质（1分）。
5、次级代谢产物 从初级代谢途径中形成分枝代谢途径（1分），并用初级代谢产物生成与菌体生长繁殖无关的物质或功能还未明的化合物（2分），这个过程称次级代谢。 二、判断题（对的在下面的表格中打“√”，错的打“Χ”，10分） 1、柠檬酸发酵主要防止前期染菌。 2、疫苗深层培养，如果中期染菌不严重，考虑继续发酵。 3、介质过滤除菌，必须保证介质之间的孔径小于细菌直径，才能达到除菌目的。 4、发酵醪需先进行菌、液的分离，才能进行后续的提取和精制过程。 5、谷氨酸发酵中，加速DCA循环有利于产物积累。 6、发酵生产单细胞蛋白，需要供氧。 7、在发酵过程中，随着通气量的提高，溶氧系数也增大。 8、为了提高发酵效率及便于控制，在整个发酵期内，我们要选定一个最适温度， 控制发酵在该温度下进行。 9、一般来说，种子培养基的碳氮比低于发酵培养基的碳氮比。 10、消毒不一定能达到灭菌的要求，而灭菌则可达到消毒的目的。 每题1分 四、简答：（40分，每题5分） 1、微生物工程的发展经历了哪几个时期？ 答：1.自然发酵时期（1分） 2.纯培养技术的建立（1分） 3.通气搅拌好气性发酵工程技术建立（1分） 4.人工诱变育种与代谢调控发酵工程技术的建立（1分） 5.发酵动力学、发酵的连续化自动化工程技术的建立 6.基因工程阶段。或答微生物酶反应生物合成和化学合成反应相结合工 程技术建立。（1分） 2、谷氨酸生产如何防止噬菌体污染？ 答：注意环境卫生（1分），防止菌种流到发酵罐等设备以外（1分），发酵液必须经灭菌等处理措施才能排放（1分），选育抗噬菌体菌株，将不同生产菌轮流使用（1分），定期进行菌种复壮，注意检查溶原菌。
2018年《公共基础知识》试题和答案
2018年《公共基础知识》试题及答案 公共基础知识主要测试应试者胜任党政领导工作必须具备的素质。以下是小编为大家搜集整理提供到的公共基础知识试题及答案，希望对您有所帮助。欢迎阅读参考学习！ 一、单选题(50 题，每题 1 分，共 50 分) 1、第二届中国质量奖颁奖大会3月29日在京召开。批示指出：_____是强国之基、立业之本和转型之要。 A、质量发展 B、教育发展 C、科技发展 D、人才发展 2、我国首个开展空间引力波探测的重大基础科研项目“______”于3月20日在中山大学珠海校区奠基，正式启动了其基础设施工程建设。 A、千人计划 B、天琴计划 C、火炬计划 D、星火计划 3、第十二届全国人民代表大会第四次会议通过_____，国家主席签署第43号主席令予以公布。 A、反恐怖主义法 B、反家庭暴力法 C、国家勋章和国家荣誉称号法 D、慈善法 4、2017年4月24日是我国首个“_____”。 A、中国无车日 B、中国航天日 C、中国环保日 D、中国低碳日
5、对在全党开展“_____”学习教育作出重要指示强调，“_____”学习教育是加强党的思想政治建设的一项重大部署。 A、三严三实 B、两学—做 C、四个全面 D、五大发展理念 6、从人力资源和社会保障部了解到，_____将合并实施，并将确保参保职工生育待遇水平不降低。 A、工伤保险和基本医疗保险 B、养老保险和工伤保险 C、养老保险和基本医疗保险 D、生育保险和基本医疗保险 7、用于清偿债务、缴纳租金、缴纳税款的货币所执行的职能是( )。 A、价值手段 B、流通手段 C、贮藏手段 D、支付手段 8、目前我国经济增长方式转变趋势为( )。 A、由粗放型向集约型转变 B、由质量向数量的转变 C、由产业向个体的转变 D、由技术进步向投资拉动的转变 9、贯彻“三个代表”重要思想，必须使全党始终保持( )的精神状态，能否做到这一点，决定党和国家的前途命运。 A、与时俱进 B、实事求是 C、团结奋发 D、荣辱与共 10、在我国现阶段的所有制结构中，国有经济对发展起主导作用的体现是( )。 A、在社会总资产中占量的优势 B、在所有制结构中占主体地位 C、对国民经济的控制力
发酵工程工厂题库(含答案)
2018发酵微生物题库 一、名词解释 1.微生物：一切肉眼看不见或看不清的微小生物的总称。 2.菌落：菌落（colony）由单个细菌（或其他微生物）细胞或一堆同种细胞在适宜固体培养基表面或 内部生长繁殖到一定程度；形成肉眼可见有一定形态结构等特征的子细胞的群落。 3.病毒:是一类核酸合蛋白质等少数集中成分组成的超显微“非细胞生物”。 4.基本培养基：仅能满足微生物野生型菌株生长需要的培养基。 5.最适生长温度：某菌分裂代时最短或生长速率最高时的培养温度。 6.巴氏消毒法：一种利用较低的温度既可杀死病菌又能保持物品中营养物质风味不变的消毒法。 7.温和噬菌体：能引起溶源性的噬菌体。 8.噬菌体：原核生物的病毒。 9.溶原性细菌：温和噬菌体侵入的宿主细胞。 10.噬菌斑生成单位（效价）：每毫升试样中所含有的具侵染性的噬菌体粒子数。 二、填空题 1.微生物是一切肉眼看不见或看不清的微小生物的总称，其特点是个体微小、构造简单和进化地位低。 2.微生物主要有三大类群：①原核类的细菌、放线菌、蓝细菌、支原体、衣原体、立克次氏体； ②真核类的真菌、原生动物、显微藻类； ③非细胞类的病毒和亚病毒。 3.微生物的五大共性是体积小，面积大；吸收多，转化快；生长旺，繁殖快；适应强，易变异；分布广，种类多，其中最主要的共性应是体积小，面积大。 4.细菌的形态主要有杆状、球状状和螺旋状三种，此外，还有少数丝状和棱角状等。 5.细菌细胞的一般构造有细胞壁、细胞质、细胞质膜、核区、间体、和各种内含物等，而特殊构造则有糖被、 鞭毛、菌毛、性菌毛和芽孢等。 6.磷壁酸是革兰氏阳性细菌细胞壁上的特有成分，主要成分为甘油磷酸或核糖醇磷酸。 7.芽胞除了可长期休眠外，还是生命世界中抗逆性最强的生命体，例如抗热、抗化学药物和抗辐射等。 8.根据进化水平和形态构造等特征上的明显差别可把微生物分成三大类，即原核类、真核类和非细胞类。 9. 支原体突出的形态特征是无细胞壁，所以对青霉素不敏感。 10.病毒的一步生长曲线包括了三个时期，即潜伏期、裂解期、和平稳期。 11.细菌在固体培养基表面能形成菌落和菌苔。 12.细菌最常见的繁殖方式是裂殖，包括二分裂、三分裂、复分裂三种形式，少数细菌还能进行芽殖。 13. 可以在光学显微镜油镜下看到的细菌特殊结构有鞭毛、芽胞、糖被。 14、病毒的主要组成为核酸和蛋白质。 15、噬菌体的特点是不具有完整的细胞结构,遗传物质多为DNA。 16、病毒的繁殖过程可分为吸附、侵入、增值、成熟、裂解五个步骤。 17、微生物类群的繁殖方式多种多样，病毒以复制方式繁殖；细菌以分裂繁殖为主；而放线菌以分生孢子和 孢囊孢子两种方式形成无性孢子；霉菌较复杂，已有了无性繁殖有性繁殖和两种繁殖方式和半知菌特有的准性生殖。 18、真菌细胞的线粒体是_能量代谢的细胞器。 19、真核微生物包括有：真菌，粘菌，藻类，原生动物. 20、酵母菌的无性繁殖方式中最常见的是芽殖，少数种类具有与细菌相似的裂殖方式。 21、构成丝状真菌营养体的基本单位是：菌丝. 22、真菌菌丝具有的功能是吸收营养物质和进行繁殖。 23、真菌生长在基质内的菌丝叫基内菌丝，其功能主要是吸收营养物质，伸出基质外的菌丝叫气生菌丝，其功能主要是转化成繁殖菌丝产生孢子。 填空题（二） 1、微生物的营养要素有__碳源_、_氮源_、_能源_、_无机盐_、_生长因子__和_水__六大类。 2、营养物质通过渗透方式进入微生物细胞膜的方式有_单纯扩散、促进扩散_、主动运送、基因移位_等四种。 3、化能自养微生物以无机物为能源，以无机碳源为碳源，如硝化细菌属于此类微生物。 4、化能异养微生物的基本碳源是有机碳源，能源是有机物，其代表微生物是__酵母菌__和__乳酸菌_等。 5、固体培养基常用于微生物的科学研究、生产实践、及微生物的固体研究和大规模生产等方面。
发酵工程考试题
1.发酵工程的主要内容发酵条件的优化与控制、反应器的设计及产物的分离、提取与精制 2.根据微生物与氧的关系，发酵可分为__需氧发酵_和_厌氧发酵__两大类。 3.在无氧条件下能将丙酮酸分子转变成乙醇分子的微生物是___酵母__。 4.诱发突变的方法分为物理方法和化学方法，物理方法主要是紫外线_，x射线_，B射线_和_激光__；化学诱变剂包括_碱基类似物， _烷化剂__ 和 _吖啶色素_ 。 5.消毒和灭菌的区别在于前者是杀死或除去病原微生物营养体细胞，而后者则指杀死包括芽孢在内的所有微生物。 6.紫外线照射能使 DNA 产生胸腺嘧啶二聚体，从而导致 DNA 复制产生错误；用紫外线诱变微生物应在红灯条件下进行，以防止光复活效应现象的产生。 7.巴斯德效应的本质是能荷调节，表现为呼吸抑制发酵。 8.乳酸发酵一般要在无氧条件下进行,它可分为同型乳酸发酵和异型乳酸发酵_。 1.根据不同的分类原则，工业发酵可分为若干类型。如按发酵形式来区分，有 传统工艺发酵和现代工业发酵；按发酵培养基的物理性状来区分，有固态发酵、半固态发酵和液态发酵；按发酵工艺流程来区分，有分批式发酵、连续式发酵和流加式发酵；按发酵过程中对氧的不同需求来区分，有厌氧发酵和需氧发酵。 2.发酵工业上常用的微生物有细菌（如枯草芽孢杆菌、醋酸杆菌、棒状杆菌、 乳酸菌、状芽孢杆菌）、酵母菌、霉菌（如根霉、曲霉）和放线菌四大类群。 3.微生物群体的生长过程，大致可划分为４个阶段：延滞期、对数期、稳定期和衰亡期。 4.微生物生长所需的基本营养物质有碳源、氮源、无机盐类、生长因子和水分。 5.发酵工业生产中的碳源主要是糖类和淀粉，如葡萄糖、玉米、大米、 大麦、高梁、麸皮等。氮源主要是玉米浆、花生饼粉等有机氮源，也有尿素、硫酸铵、硝酸铵等无机氮液。 6.筛选新菌种的具体步骤大体可分为采样、增殖培养、纯种分离、发酵试验、性能测定等。 7.菌种的选育方法常用的有新菌种的分离与筛选、诱变育种和基因重组育种。 8.常见的菌种保藏方法有：斜面转接保藏法、液体石蜡保藏法、 砂土管保藏法、冷冻干燥保藏法和液氮保藏法。 9.培养基的种类繁多，一般可根据其营养物质的不同来源分为合成培养基、天然培养基和半合成培养基，根据培养基的不同用途分为基础培养基、增殖培养基、鉴别培养基和选择培养基；根据培养基的物理状态的不同分为固体培养基、半固体培养基和液体培养基。在工业发酵中，依据生产流程和作用的不同分为斜面培养基、种子培养基以及发酵培养基。 11.发酵生产中常用的除菌方法有高压蒸汽灭菌法、巴斯德消毒法、空气过滤除菌法、、辐射灭菌法和化学试剂消毒等 1、获得纯培养的方法有：平板划线法、平板稀释法、组织分离法 等方法。 的目的通常是为了__ 中和有机酸，调节PH _。 2、液体培养基中加入CaCO ３
最新发酵工程09试卷含答案-
精品文档 一、填空题：(20分，每空1分) 1、淀粉水解方法有酸法、酶法和酸酶结合法。 2、根据微生物生长速度与产物合成速度之间的关系，可以将发酵分为三种类型，分别是生长偶联型、非生长偶联型和混合生长偶联型。 3、呼吸抑制发酵的现象叫巴斯德效应。 4、高温灭菌的原理是高温使微生物蛋白质变性失活。 5、常用的干燥方法有对流加热干燥、接触加热干燥和冷冻升华干燥等。 6、发酵醪中菌体分离可采用离心分离和过滤分离方法。 7、发酵热包括生物热、搅拌热、蒸发热和辐射热。 8、发酵过程中，调节PH值常用方法有添加CaCO3法、流加尿素、 加缓冲剂法等。 二、名词解释：（15分，每题3分） 1、分解代谢物阻遏 当菌体利用葡萄糖作C源进行生长时（1分），葡萄糖分解产物能阻遏参与次级代谢产物的合成的酶系生成（1分），从而影响次生代谢物的合成（1分）。 2、对数残留定律 在高温灭菌时，菌的死亡速率与任一瞬间残留的活菌数N成正比（3分）。 3、反馈抑制 酶促反应的终产物（1分）抑制代谢途径第一个酶的活性（2分），这称反馈抑制。 4、限制性基质 微生物生长速率与底物浓度有一定的依赖关系（1分），当底物浓度很小（1分），微生物生长速率与底物浓度成正比，此时基质叫限制
性基质（1分）。 精品文档． 精品文档 5、次级代谢产物 从初级代谢途径中形成分枝代谢途径（1分），并用初级代谢产物生成与菌体生长繁殖无关的物质或功能还未明的化合物（2分），这个过程称次级代谢。 二、判断题（对的在下面的表格中打“√”，错的打“Χ”，10分） 1、柠檬酸发酵主要防止前期染菌。 2、疫苗深层培养，如果中期染菌不严重，考虑继续发酵。 3、介质过滤除菌，必须保证介质之间的孔径小于细菌直径，才能达到除菌目的。 4、发酵醪需先进行菌、液的分离，才能进行后续的提取和精制过程。 5、谷氨酸发酵中，加速DCA循环有利于产物积累。 6、发酵生产单细胞蛋白，需要供氧。 7、在发酵过程中，随着通气量的提高，溶氧系数也增大。 8、为了提高发酵效率及便于控制，在整个发酵期内，我们要选定一个最适温度，控制发酵在该温度下进行。 9、一般来说，种子培养基的碳氮比低于发酵培养基的碳氮比。 10、消毒不一定能达到灭菌的要求，而灭菌则可达到消毒的目的。 分1每题四、简答：（40分，每题5分） 1、微生物工程的发展经历了哪几个时期？ 答：1.自然发酵时期（1分） 2.纯培养技术的建立（1分） 3.通气搅拌好气性发酵工程技术建立（1分） 4.人工诱变育种与代谢调控发酵工程技术的建立（1分） 5.发酵动力学、发酵的连续化自动化工程技术的建立 6.基因工程阶段。或答微生物酶反应生物合成和化学合成反应相结合工程技术建立。（1分） 2、谷氨酸生产如何防止噬菌体污染？ 答：注意环境卫生（1分），防止菌种流到发酵罐等设备以外（1分），发酵液必
发酵工程工艺原理复习思考题答案。修改版
《发酵工程工艺原理》复习思考题 第一章思考题： 1．何谓次级代谢产物？次级代谢产物主要有哪些种类？举例说明次级代谢产物 在食品中的应用及对发酵食品的影响。P50 初级代谢：指微生物的生长、分化和繁殖所必需的代谢活动而言的。初级代谢过程所生成的产物就是初级代谢产物。 关系不大，生理功能也不十分清楚，但可能对微生物的生存有一定价值。次级代谢过程所生成的产物就是次级代谢产物。通常在细胞生成的后期形成。 次级代谢产物有抗生素、生物碱、色素和毒素等。 2．典型的发酵过程由哪几个部分组成？ 发酵工程的一般过程可分为三个步骤：第一，准备阶段；第二，发酵阶段；第三，产品的分离提取阶段。 准备阶段的任务包括四个方面，即各种器具的准备，培养基的准备，优良菌种的选择或培育，器具和培养基的消毒。 优良菌种是保证发酵产品质量好、产量高的基础。优良菌种的取得，最初是通过对自然菌体进行筛选得到的。20世纪40年代开始使用物理的或化学的诱变剂，如紫外线、芥子气等处理菌种，进行人工诱发突变，从而迅速选育出比自然菌种更优良的菌种。后来，又运用细胞工程和遗传工程的成果来获取菌种。例如，使用大肠杆菌生产人类的胰岛素、生长素、干扰毒等等。 在发酵过程中，还要防止“不速之客”来打扰。发酵工程要求纯种发酵，以保证产品质量。因此，防止杂菌污染是确实保证正常生产的关键之一。其方法是，对于这些不受欢迎的“来客”进行灭菌消毒。在进行发酵之前，对有关器械、培养基等也进行严格的消毒。 第二章思考题： 1．食品发酵对微生物菌种有何要求？举例说明。 ?能在廉价原料制成的培养基上迅速生长，并能高产和稳产所需的代谢产物。 ?可在易于控制的培养条件下迅速生长和发酵，且所需的酶活性高。 ?生长速度和反应速度快，发酵周期短。 ?副产物尽量少，便于提纯，以保证产品纯度。 ?菌种不易变异退化，以保证发酵生产和产品质量的稳定性。 ?对于用作食品添加剂的发酵产品以及进行食品发酵，其生产所用菌种必须符合食品卫生要求。 2．什么叫自然突变和诱发突变？诱变育种的实质是什么？P17 自然突变：在自然状况下发生的突变；
发酵工程试卷及答案
一、名词解释（共10小题，每题2分，共计20分） 1、葡萄糖效应：1942年Monod在研究大肠杆菌利用混合碳源生长时，发现葡萄糖会抑制其它碳源的利用，例如大肠杆菌在含乳糖和葡萄糖的培养基中，优先利用葡萄糖，并只有当葡萄糖耗尽后才开始利用乳糖，这就形成了在两个对数生长期中间的第二个生长停滞期，即出现了“二次生长现象”，用山梨醇或乙酸代替乳糖，也有类似的结果。 2、次级代谢：微生物在一定的生长时期，以初级代谢产物为前提物质，合成一些对微生物生命活动无明确功能的物质的过程，产物即为次级代谢产物。如抗生素、毒素、激素、色素等。 3、组成酶：在正常培养条件下，不管有无诱导物，能合成的酶。如参与新陈代谢和生长繁殖的酶类。 4、微囊化：是固定化的一种，通常用一层亲水性的半透膜将酶、辅酶、蛋白质或细胞包围在微珠状的微囊内，实现固定化的目的。 5、抗生素：是生物在其生产活动过程中所产生，并能在低微浓度下有选择性地抑制或杀灭其他微生物或肿瘤细胞的有机物。 6、实罐灭菌：将培养基置于发酵罐中用蒸汽加热，达到预定灭菌温度后，维持一定时间，再冷却到发酵温度，然后接种发酵，这叫做实罐灭菌，又称分批灭菌。 7、单细胞蛋白：主要指酵母、细菌、真菌等微生物蛋白质资源。是具有应用前景的蛋白质新资源之一。 8、协同反馈抑制：指分支代谢途径中的几个末端产物同时过量时才能抑制共同途径中的第一个酶抑制反馈调节方式。例如多粘芽孢杆菌在合成天门冬氨酸族氨基酸时，天门冬氨酸激酶受赖氨酸和苏氨酸的协同反馈抑制。如果仅是苏氨酸或赖氨酸过量，并不能引起抑制作用。 9、固体发酵：是利用各种植物性原料，按生产的要求和菌种的特性进行适当的配比，经过灭菌接入预先培养好的菌种，在曲室或发酵池进行发酵。 10、恒化培养 保持培养液的流速不变，使培养罐内的营养物质浓度基本恒定，并使微生物始终在低于其最高生长速度的条件下进行繁殖，这种连续培养方式称为恒化培养。 二、填空题（共5小题，每空1分，共计20分）
发酵工程试题及答案
发酵工程 一、名词解释 1、分批发酵：在发酵中，营养物和菌种一次加入进行培养，直到结束放出，中间除了空气 进入和尾气排出外，与外部没有物料交换。 2、补料分批发酵：又称半连续发酵，是指在微生物分批发酵中，以某种式向培养系统不加 一定物料的培养技术。 3、絮凝：在某些高分子絮凝剂的作用下，溶液中的较小胶粒聚合形成较大絮凝团的过程。 二、填空 1、生物发酵工艺多种多样，但基本上包括菌种制备、种子培养、发酵和提取精制等下游处理几个过程。 2、根据过滤介质截留的物质颗粒大小的不同，过滤可分为粗滤、微滤、超滤和反渗透四大类。 3、微生物的育种法主要有三类：诱变法，细胞融合法，基因工程法。 4、发酵培养基主要由碳源，氮源，无机盐，生长因子组成。 5、青霉素发酵生产中，发酵后的处理包括：过滤、提炼，脱色，结晶。 6、利用专门的灭菌设备进行连续灭菌称为连消，用高压蒸汽进行空罐灭菌称为空消。 7、可用于生产酶的微生物有细菌、真菌、酵母菌。 常用的发酵液的预处理法有酸化、加热、加絮凝剂。 8、根据搅拌式的不同，好氧发酵设备可分为机械搅拌式发酵罐和通风搅拌式发酵罐两种。 9、依据培养基在生产中的用途，可将其分成孢子培养基、种子培养基、发酵培养基三种。 10、现代发酵工程不仅包括菌体生产和代产物的发酵生产，还包括微生物机能的利用。 11、发酵工程的主要容包括生产菌种的选育、发酵条件的优化与控制、反应器的设计及产物的分离、提取与精制。 12、发酵类型有微生物菌体的发酵、微生物酶的发酵、微生物代产物的发酵、微生物转化发酵、生物工程细胞的发酵。 13、发酵工业生产上常用的微生物主要有细菌、放线菌、酵母菌、霉菌。 14、当前发酵工业所用的菌种总趋势是从野生菌转向变异菌，从自然选育转向代调控育种，从诱发基因突变转向基因重组的定向育种。 15、根据操作式的不同，液体深层发酵主要有分批发酵、连续发酵、补料分批发酵。 16、分批发酵全过程包括空罐灭菌、加入灭过菌的培养基、接种、发酵过程、放罐和洗罐，所需的时间总和为一个发酵期。
发酵工程与设备习题答案
第一章 1.简述发酵工程的概念及其主要内容。 发酵工程就是生物技术的重要组成部分,就是生物技术产业化的重要环节。它就是应用生物学、化学与工程技术学的原理,大规模(工厂化)培养动植物与微生物细胞,生产生物量或产物的科学。发酵工程可分为上游工程、中游工程与下游工程。 生产微生物细胞(或生物量); 生产微生物的酶;●生产微生物的代谢产物;?生产基因重组产物;?将一个化合物经过发酵改造其化学结构——生物转化。 2、什么叫次级代谢产物？次级代谢产物就是微生物在哪些生长时期形成的？其与初级代谢产物有什么关系？ 以初级代谢产物为原料通过次级代谢合成的,对自身无明确生理作用的代谢产物叫次级代谢产物。关系:先产生初级代谢产物,后产生次级代谢产物;初级代谢就是次级代谢的基础;次级代谢就是初级代谢在特定前提下的继续与发展。 3、发酵过程有哪些组成部分？ 用于菌种扩大培养与发酵生产用的培养基配方; 培养基、发酵罐与辅助设备的灭菌;●足量的高活性、纯培养的接种物;?在适宜条件的发酵罐中培养菌体生产产物;?产物的提取与纯化;?生产过程的废物的处理。 第二章 1、发酵工程菌株的选育方法有哪些？各有何特点？ 自然选育:自发突变率低,变异程度较轻微,变异过程十分缓慢;自发突变不定向,负向变异可能性大,正向变异可能性小 诱变育种:方法简单,快速,收效显著。 原生质体融合:打破种属间的界限,提高重组频率,扩大重组幅度。 杂交育种:使不同菌株的优良性状集中在重组体中,扩大变异范围,具有更强的方向性与目的性。 基因工程育种:按人们的愿望使生物体的遗传性状发生定向变异。 2、发酵工程对菌种有何要求？菌种的分离与筛选基本流程就是怎样的？ 要求:能大量高效合成产物;发酵培养基原料廉价;培养条件容易控制;易于液中提取产物;不易污染其它杂菌与噬菌体;无毒无害;性能稳定,不易退化