发酵工程题库及试题要点

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1、发酵工程部分题库及答案一、名称说明1、前体 指某些化合物加入到发酵培育基中，能干脆彼微生物在生物合成过程中合成到产物物分子中去，而其自身的结构并没有多大变更，但是产物的产量却因加入前体而有较大的提高。2、发酵生长因子 从广义上讲，凡是微生物生长不行缺少的微量的有机物质，如氨基酸、嘌呤、嘧啶、维生素等均称生长因子3、菌浓度的测定 是衡量产生菌在整个培育过程中菌体量的变更，一般前期菌浓增长很快，中期菌浓基本恒定。补料会引起菌浓的波动，这也是衡量补料量适合与否的一个参数。4、搅拌热 ：在机械搅拌通气发酵罐中，由于机械搅拌带动发酵液作机械运动，造成液体之间，液体与搅拌器等设备之间的摩擦，产生可观的热量

2、。搅拌热与搅拌轴功率有关5、分批培育 ：简洁的过程，培育基中接入菌种以后，没有物料的加入和取出，除了空气的通入和排气。整个过程中菌的浓度、养分成分的浓度和产物浓度等参数都随时间变更。6、接种量 ： 移入种子的体积 接种量 接种后培育液的体积7、比耗氧速度或呼吸强度 单位时间内单位体积重量的细胞所消耗的氧气，mmol O2g菌-1h-18、次级代谢产物 是指微生物在确定生长时期，以初级代谢产物为前体物质，合成一些对微生物的生命活动无明确功能的物质过程，这一过程的产物，即为次级代谢产物。9、实罐灭菌 实罐灭菌（即分批灭菌）将配制好的培育基放入发酵罐或其他装置中，通入蒸汽将培育基和所用设备加热至灭菌

3、温度后维持确定时间，在冷却到接种温度，这一工艺过程称为实罐灭菌，也叫间歇灭菌。 10、种子扩大培育 ：指将保存在砂土管、冷冻干燥管中处休眠状态的生产菌种接入试管斜面活化后，再经过扁瓶或摇瓶及种子罐逐级扩大培育,最终获得确定数量和质量的纯种过程。这些纯种培育物称为种子。11、初级代谢产物 是指微生物从外界吸取各种养分物质，通过分解代谢和合成代谢，生成维持生命活动所须要的物质和能量的过程。这一过程的产物即为初级代谢产物。12、倒种 ：一部分种子来源于种子罐，一部分来源于发酵罐。 P 14713、维持消耗（m） 指维持细胞最低活性所需消耗的能量，一般来讲，单位重量的细胞在单位时间内用于维持消耗所需的

4、基质的量是一个常数。14、产物促进剂 是指那些非细胞生长所必需的养分物，又非前体，但加入后却能提高产量的添加剂15、补料分批培育 ：在分批培育过程中补入簇新的料液，以克服养分不足而导致的发酵过早结束的缺点。在此过程中只有料液的加入没有料液的取出，所以发酵结束时发酵液体积比发酵起先时有所增加。在工厂的实际生产中接受这种方法许多。 16、发酵热 ：所谓发酵热就是发酵过程中释放出来的净热量。什么叫净热量呢？在发酵过程中产生菌分解基质产生热量，机械搅拌产生热量，而罐壁散热、水分蒸发、空气排气带走热量。这各种产生的热量和各种散失的热量的代数和就叫做净热量。发酵热引起发酵液的温度上升。发酵热大，温度上升快

5、，发酵热小，温度上升慢。17、染菌率 总染菌率指一年发酵染菌的批（次）数与总投料批（次）数之比的百分率。染菌批次数应包括染菌后培育基经重新灭菌，又再次染菌的批次数在内18、连续培育 ： 发酵过程中一边补入簇新料液一边放出等量的发酵液，使发酵罐内的体积维持恒定。达到稳态后，整个过程中菌的浓度，产物浓度，限制性基质浓度都是恒定的。 19、临界溶氧浓度 指不影响呼吸所允许的最低溶氧浓度20、回复突变 由突变型回到野生型的基因突变21、种子 见种子扩大培育22、培育基 广义上讲培育基是指一切可供微生物细胞生长 繁殖所需的一组养分物质和原料。同时培育基也为微生物培育供应除养格外的其它所必需的条件。23、

6、发酵工程：利用微生物特定性状和功能，通过现代化工程技术生产有用物质或干脆应用于工业化生产的技术体系，是将传统发酵于现代的DNA重组、细胞融合、分子修饰和改造等新技术集合并发展起来的发酵技术。二、填空题1、 微生物发酵培育（过程）方法主要有 分批培育、补料分批培育、连续培育、半连续培育四种。2、 微生物生长一般可以分为：调整期、对数期、稳定期和衰亡期。3、 发酵过程工艺限制的只要化学参数 溶解氧、PH、核酸量等.4、 发酵过程限制的目的就是得到最大的比生产率和最大的得率。5、 菌种分别的一般过程 采样、富集、分别、目的菌的筛选。6、 富集培育目的就是让 目的菌 在种群中占优势，使筛选变得可能。7

7、、 依据工业微生物对氧气的需求不同，培育法可分为 好氧培育 和 厌氧培育 两种。8、 微生物的培育基依据生产用途只要分为 孢子 培育基、种子 培育基和发酵培育基。9、 常用灭菌方法：化学灭菌、射线灭菌、干热灭菌、湿热灭菌10、 常用工业微生物可分为： 细菌、 酵母菌、 霉菌、 放线菌四大类。11、 发酵过程工艺限制的代谢参数中物理参数 温度、压力、搅拌转速、功率输入、流加数率和质量 等12、 环境无菌的检测方法有：显微镜检查法、肉汤培育法、平板培育法、发酵过程的异样视察法等13、 染菌缘由： 发酵工艺流程中的各环节漏洞和发酵过程管理不善两个方面。14、 试验室中进行的发酵菌液体发酵方式主要有四

8、种：试管液体培育、浅层液体培育、摇瓶培育、台式发酵罐15、 发酵高产菌种选育方法包括 （自然选育）、（杂交育种）、（诱变育种）、（基因工程育种）、（原生质体融合）。16、 发酵产物整个分别提取路途可分为：预处理、固液分别、初步纯化、精细纯化和成品加工加工等五个主要过程。17、 发酵过程主要分析项目如下 ：pH、排气氧、排气CO2和呼吸熵、糖含量、氨基氮和氨氮、磷含量、菌浓度和菌形态。18、 微生物调整其代谢接受 酶活性、酶合成量、细胞膜的透性。19、 工业微生物菌种可以来自 自然分别，也可以来自从微生物 菌种保藏机构 单位获得。20、 发酵工业上常用的糖类主要有 葡萄糖、糖蜜。21、 工业发酵

9、方式依据所用菌种是单一或是多种可以分为 单一纯种 发酵和 混合 发酵。22、 种子及发酵液进行无菌状况限制常用的方法 显微镜检测法、酚红肉汤培育基法、平板画线培育法、发酵过程的异样视察法。23、 菌种的分别和筛选一般分为 采样、富集、分别、目的菌的筛选步骤。24、 菌种的分别和筛选一般可分为。三、问答题1、发酵工程的概念是什么？发酵工程基本可分为那两个大部分，包括哪些内容?答：发酵工程是利用微生物特定性状好功能，通过现代化工程技术生产有用物质或其干脆应用于工业化生产的技术体系，是将传统发酵与现代的DNA重组、细胞融合、分子修饰和改造等新技术结合并发展起来的发酵技术。也可以说是渗透有工程学的微生

10、物学，是发酵技术工程化的发展，由于主要利用的是微生物发酵过程来生产产品，因此也称为微生物工程。 一.发酵部分: 1.菌种的特征和选育 2.培育基的特性，选择及其灭菌理论 3发酵液的特性 4.发酵机理。 5.发酵过程动力学 6.空气中悬浮细菌微粒的过滤机理 7.氧的传递。溶解。吸取。理论。 8.连续培育和连续发酵的限制 二.提纯部分 1.细胞裂开，分别 2.液输送，过滤. 除杂 3.离子交换渗析，逆渗透，超滤 4.凝胶过滤，沉淀分别 5溶媒萃取，蒸发蒸馏结晶，干燥，包装等过程和单元操作 2、现代发酵工程所用的发酵罐应具备那些特征？答：（1）、发酵罐应有适宜的径高比。罐身较长，氧的利用率较高；（2

11、）、发酵罐应能承受确定的压力。因为发酵罐在灭菌和正常工作时，要承受确定的压力（气压和液压）和温度；（3）、发酵罐的搅拌通风装置能使气液充分混合，实现传质传热作用，保证微生物发酵过程中所需的溶解氧；（4）、发酵罐内应尽量削减死角，避开藏污纳垢，保证灭菌彻底，防止染菌；（5）、发酵罐应具有足够的冷却面积；（6）、搅拌器的轴封要严密，以削减泄露。3、微生物发酵的种子应具备那几方面条件？答:（1）、菌种细胞的生长活力强，移种至发酵罐后能快速生长，迟缓期短。 （2）、生理性状稳定。 （3）、菌体总量及浓度能满足大量发酵罐的要就。 （4）、无杂菌污染。 （5）、保持稳定的生产实力。4、发酵工业上常用的氮源

12、有那些，起何作用？答：氮源主要用于构成菌体细胞物质（氨基酸，蛋白质、核酸等）和含氮代谢物。常用的氮源可分为两大类：有机氮源和无机氮源。 1、无机氮源种类：氨盐、硝酸盐和氨水特点：微生物对它们的吸取快，所以也称之谓快速利用的氮源。但无机氮源的快速利用常会引起pH的变更如： (NH4)2SO4 2NH3 + 2H2SO4 NaNO3 + 4H2 NH3 + 2H2O + NaOH 无机氮源被菌体作为氮源利用后，培育液中就留下了酸性或碱性物质，这种经微生物生理作用（代谢）后能形成酸性物质的无机氮源叫生理酸性物质，如硫酸胺，若菌体代谢后能产生碱性物质的则此种无机氮源称为生理碱性物质，如硝酸钠。正确运用

13、生理酸碱性物质，对稳定和调整发酵过程的pH有主动作用。 所以选择合适的无机氮源有两层意义： 满足菌体生长 稳定和调整发酵过程中的pH2、有机氮源来源：工业上常用的有机氮源都是一些廉价的原料，花生饼粉、黄豆饼粉、棉子饼粉、玉米浆、玉米蛋白粉、蛋白胨、酵母粉、鱼粉、蚕蛹粉、尿素、废菌丝体和酒糟。成分困难：除供应氮源外，有些有机氮源还供应大量的无机盐及生长因子。有机氮源成分困难可以从多个方面对发酵过程进行影响，而另一方面有机氮源的来源具有不稳定性。所以在有机氮源选取时和运用过程中，必需考虑原料的波动对发酵的影响5、发酵产品的生产特点是什么，什么是种子扩大培育，其任务是什么？答： （2）、种子扩大培育

14、是指将保存在砂土管、冷冻干燥管中处休眠状态的生产菌种接入试管斜面活化后，再经过扁瓶或摇瓶及种子罐逐级扩大培育,最终获得确定数量和质量的纯种过程。这些纯种培育物称为种子。（3）、种子扩大培育的任务： 现代的发酵工业生产规模越来越大，每只发酵罐的容积有几十立方米甚至几百立方米，要使小小的微生物在几十小时的较短时间内，完成如此巨大的发酵转化任务，那就必需具备数量巨大的微生物细胞才行。（1）发酵和其他化学工业的最大区分在于它是生物体所进行的化学反应。其主要特点如下： 1，发酵过程一般来说都是在常温常压下进行的生物化学反应，反应平安，要求条件也比较简洁。 2，发酵所用的原料通常以淀粉、糖蜜或其他农副产品

15、为主，只要加入少量的有机和无机氮源就可进行反应。微生物因不同的类别可以有选择地去利用它所须要的养分。基于这特性，可以利用废水和废物等作为发酵的原料进行生物资源的改造和更新。 3，发酵过程是通过生物体的自动调整方式来完成的，反应的专一性强，因而可以得到较为单的代谢产物。 4，由于生物体本身所具有的反应机制，能够专一性地和高度选择性地对某些较为困难的化合物进行特定部位地氧化、还原等化学转化反应，也可以产生比较困难的高分子化合物。 5，发酵过程中对杂菌污染的防治至关重要。除了必需对设备进行严格消毒处理和空气过滤外，反应必需在无菌条件下进行。假如污染了杂菌，生产上就要遭到巨大的经济损失，要是感染了噬菌

16、体，对发酵就会造成更大的危害。因而维持无菌条件是发酵成败的关键。 6，微生物菌种是进行发酵的根本因素，通过变异和菌种筛选，可以获得高产的优良菌株并使生产设备得到充分利用，也可以因此获得按常规方法难以生产的产品。 7，工业发酵与其他工业相比，投资少，见效快，开可以取得显著的经济效益。 基于以上特点，工业发酵日益引起人们重视。和传统的发酵工艺相比，现代发酵工程除了上述的发酵特征之外更有其优越性。除了运用微生物外，还可以用动植物细胞和酶，也可以用人工构建的“工程菌来进行反应；反应设备也不只是常规的发酵罐，而是以各种各样的生物反应器而代之，自动化连续化程度高，使发酵水平在原有基础上有所提高和和创新。发

17、酵产品的生产特点： 一般操作条件比较温顺；以淀粉、糖蜜等为主，辅以少量有机、无机氮源为原料；过程反应以生命体的自动调整方式进行；能合成困难的化合物如酶、光学活性体等；能进行一些特殊反应，如官能团导入；生产产品的生物体本身也是产物，含有多种物质；生产过程中，须要防止杂菌污染；菌种性能被变更，从而获得新的反应性能或提高生产率。6、培育成分用量的确定有什么规律？答： （1）、参照微生物细胞内元素的比例确定。培育基的成支配比虽然千差万别，但都是用来培育某种微生物的，而不同类型的微生物细胞的成分比例其实是有确定规律的。这些规律可以在很大程度上知道培育基的基本成支配比的选择。 不同种类的微生物内某种成分的

18、含量其实是比较稳定的。培育基最终会被微生物吸取利用，因此其成分比例可以参考该种微生物的成分比例，至少可以作为一个重要依据。另外，尽管不同种类的微生物的成分比例有确定的差异，但还是有确定共性的。所以培育基中这集中养分成分不管由什么详细物质供应，其用量基本上也符合这种关系。（2）参照碳氮比确定。假如培育基中碳源过多，不利产物的合成。同样碳源过少或氮源过少对发酵的影响也是不利的。不同种微生物碳氮比差异很大，既是同种微生物在其不同生理时期对碳氮比要求也有不同，所以最适碳氮比要通过试验确定，一般在100：（120）之间。（3）、其他因素。培育基中一些用量极少的物质一般要严格限制，不能过量。例如，维生素、

19、微量元素、某些生长因子、前体等。详细用量要通过试验确定。培育基中的一些成分的比例会影响培育基的某些理化性质，这时要引起重视。 7、叙述防止发酵菌种退化的详细条件措施有那些？答：（1）限制传代次数：尽量避开不必要的移种和传代，并将必要的传代降低到最低限度，以削减细胞分裂过程中所产生的自发突变几率。（2）创建良好的培育条件：如在赤霉素生产菌G.fujikuroi的培育基中，加入糖蜜、天冬酰胺、谷氨酰胺、5-核苷酸或甘露醇等丰富养分物时，有防止衰退效果。（3）利用不易衰退的细胞传代：对于放线菌和霉菌，菌丝细胞常含有几个细胞核，因此用菌丝接种就易出现衰退，而孢子一般是单核的，用于接种就可避开这种现象。

20、（4）接受有效的菌种保藏方法（5）合理的育种：选育菌种是所处理的细胞应运用单核的，避开运用多核细胞;合理选择诱变剂种类或增加突变位点，以削减分别回复突变；在诱变处理后及分别提纯化，从而保证保藏菌种的纯度。（6）、选用合适的培育基 在培育基中添加某种化学物质可以防止菌种退化。或者选取养分相对贫乏的培育基在菌种保藏培育基，限制菌株的生长代谢削减变异反而发生从而防止菌种的退化。 8、如何选择最适发酵温度？答：1、依据菌种及生长阶段选择。微生物种类不同，所具有的酶系及其性质不同，所要求的温度范围也不同。在发酵前期由于菌量少，发酵目的是要尽快达到大量的菌体，取稍高的温度，促使菌的呼吸与代谢，使菌生长快速

21、；在中期菌量已达到合成产物的最适量，发酵须要延长中期，从而提高产量，因此中期温度要稍低一些，可以推迟苍老。发酵后期，产物合成实力降低，延长发酵周期没有必要，就又提高温度，刺激产物合成到放罐。2、依据培育条件选择。温度选择还要依据培育条件综合考虑，灵敏选择。通气条件差时可适当降低温度，使菌呼吸速率降低些，溶氧浓度也可髙些。培育基淡薄时，温度也该低些。因为温度高养分利用快，会使菌过早自溶。3、依据菌生长状况菌生长快，维持在较高温度时间要短些；菌生长慢，维持较高温度时间可长些。培育条件适宜，如养分丰富，通气能满足，那么前期温度可髙些，以利于菌的生长。总的来说，温度的选择依据菌种生长阶段及培育条件综合

22、考虑。要通过反复实践来定出最适温度。9、不同时间染菌对发酵有什么影响，染菌如何限制？答：（1）种子培育期染菌：由于接种量较小，生产菌生长一起先不占优势，而且培育液中几乎没有抗生素（产物）或只有很少抗生素（产物）。因而它防卫杂菌实力低，简洁污染杂菌。如在此阶段染菌，应将培育液全部废弃。 （2）发酵前期染菌：发酵前期最易染菌，且危害最大。缘由 发酵前期菌量不许多，与杂菌没有竞争优势；且还未合成产物（抗生素）或产生很少，抵抗杂菌实力弱。在这个时期要特殊警惕以制止染菌的发生。染菌措施 可以用降低培育温度，调整补料量，用酸碱调pH值，缩短培育周期等措施予以补救。假如前期染菌，且培育基养料消耗不多，可以重

23、新灭菌，补加一些养分，重新接种再用。 （3）发酵中期染菌 ：发酵中期染菌会严峻干扰产生菌的代谢。杂菌大量产酸，培育液pH下降；糖、氮消耗快，发酵液发粘，菌丝自溶，产物分泌削减或停止，有时甚至会使已产生的产物分解。有时也会使发酵液发臭，产生大量泡沫。措施 降温培育，削减补料，密切留意代谢变更状况。假如发酵单位到达确定水平可以提前放罐，或者抗生素生产中可以将高单位的发酵液输送一部分到染菌罐，抑制杂菌。 （4）发酵后期染菌：发酵后期发酵液内已积累大量的产物，特殊是抗生素，对杂菌有确定的抑制或杀灭实力。因此假如染菌不多，对生产影响不大。假如染菌严峻，又破坏性较大，可以提前放罐。发酵染菌后的措施：染菌后

24、的培育基必需灭菌后才可放下水道。灭菌方法：可通蒸汽灭菌，也可加入过氧乙酸等化学灭菌剂搅拌半小时，才放下水道。否则由于各罐的管道相通，会造成其它罐的染菌，而且干脆放下水道也会造成空气的污染而导致其它罐批染菌。 凡染菌的罐要找染菌的缘由，对症下药，该罐也要彻底清洗，进行空罐消毒，才可进罐。l 染菌厉害时，车间环境要用石灰消毒，空气用甲醛熏蒸。特殊，若染噬菌体，空气必需用甲醛蒸汽消毒l10、发酵级数确定的依据是什么？答：一般由菌丝体培育起先计算发酵级数，但有时，工厂从第一级种子罐起先计算发酵级数谷氨酸：三级发酵一级种子（摇瓶）二级种子 （小罐）发酵青霉素：三级发酵一级种子 （小罐）二级种子（中罐）发

25、酵1、发酵级数确定的依据：级数受发酵规模、菌体生长特性、接种量的影响。2、级数大，难限制、易染菌、易变异，管理困难，一般2-4级。3、 在发酵产品的放大中，反应级数的确定是特殊重要 的一个方面12、什么是半连续培育，说明其优缺点。答：在补料分批培育的基础上间歇放掉部分发酵液（带放）称为半连续培育。某些品种实行这种方式，如四环素发酵优点 放掉部分发酵液，再补入部分料液，使代谢有害物得以稀释有利于产物合成，提高了总产量。缺点 代谢产生的前体物被稀释，提取的总体积增大13、发酵工程主题微生物有什么特点？答：发酵工程所利用的微生物主要是细菌、放线菌，酵母菌和霉菌特点：(1)对四周环境的温度、压强、渗透

26、压、酸碱度等条件有极大的适应实力 (2)有极强的消化实力 (3)有极强的繁殖实力14、什么叫染菌，对发酵有什么影响，对提炼有什么危害？答：染菌：发酵过程中除了生产菌以外，还有其它菌生长繁殖染菌的影响：发酵过程污染杂菌，会严峻的影响生产，是发酵工业的致命伤。 造成大量原材料的奢侈，在经济上造成巨大损失. 扰乱生产秩序，破坏生产支配。遇到连续染菌，特殊在找不到染菌缘由往往会影响人们的心情和生产主动性。 影响产品外观及内在质量。发酵染菌对提炼的影响：染菌发酵液中含有比正常发酵液更多的水溶性蛋白和其它杂质。接受有机溶剂萃取的提炼工艺，则极易发生乳化，很难使水相和溶剂相分别，影响进一步提纯。接受干脆用离

27、子交换树脂的提取工艺，如链霉素、庆大霉素，染菌后大量杂菌黏附在离子交换树脂表面，或被离子交换树脂吸附，大大降低离子交换树脂的交换容量，而且有的杂菌很难用水冲洗干净，洗脱时与产物一起进入洗脱液，影响进一步提纯15、结合所学微生物发酵工程课程论述某个工业发酵产品的生产工艺流程（可画图说明），越详细越好。 答：培育基制备 、无菌空气制备 、菌种与种子扩大培育 、发酵培育 、通过化学工程技术分别、提取、精制。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、分别及分析快速；平安性高，得到FDA 的批准的菌种。

28、B.单细胞蛋白生长快速，养分要求不高，易培育，能利用廉价的培育基或生产废物。适合大规模工业化生产，产量高，质量好。平安性高，得到FDA的批准的菌种。 C. 不饱和脂肪酸生长温度较低，平安性高，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 E. 氨基酸 代谢途径比较清楚，代谢途径比较简洁2、工业化菌种的要求？A能够利用廉价的原料，简洁的培育基，大量高效地合成产物B有关合成产物的途径尽可能地简洁，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需考虑（在分类学上最好与致病菌无关）F.

29、 生产特性要符合工艺要求4、探讨：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，实现代谢的自动调整。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，与这些物质合成有关的酶就不再合成了。并且，已合成的酶的活力受到许多调整机制的限制，以确保新陈代谢全面协调，、为细胞的经济运行供应保证。因此，细胞固有的生产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

30、（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、自然界分别微生物的一般操作步骤？样品的实行预处理培育菌落的选择初筛复筛性能的鉴定菌种保藏6、从环境中分别目的微生物时，为何确定要进行富集培育？自然界中目的微生物含量很少，非目的微生物种类繁多，进行富集培育，使目的微生物在最适的环境下快速地生长繁殖，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;提高生产实力;提高产品质量;开发新产品.8、以目前的探讨水平，土壤中能够培育的微生物或许占总数

31、的多少？什么是16sRNA同源性分析？目前能够培育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。自然选育在工业生产上的意义：自然选育可以有效地用于高性能突变株的分别。然选育虽然突变率很低，但却是工厂保证稳产高产的重要措施。10、什么是正突变？什么是负突变？什么是结构类似物？生产上所不希望看到的，表现为菌株的衰退和生产质量的下降，这种突变成为负突变。生产上希望看到的，对生产有利，这种突变成为正突变。结构类似物：在化学

32、和空间结构上和代谢的中间物（终产物）相像，因而在代谢调整方面可以代替代谢中间物（终产物）的功能，但细胞不能以其作为自身的养分物质。11、什么是诱变育种？常用的诱变剂有哪些？诱变育种是指用物理、化学因素诱导植物的遗传特性发生变异，再从变异群体中选择符合人们某种要求的单株，进而培育成新的品种或种质的育种方法。诱变剂有两大类：物理诱变剂和化学诱变剂。常用的物理诱变剂有紫外线、x射线、射线(如Co60等)、等离子、快中子、射线、射线、超声波等。常用的化学诱变剂有碱基类似物、烷化剂、羟胺、吖定类化合物等。12、什么是基因的重组？什么是基因的干脆进化？二者有何区分？基因的重组：是由于不同DNA链的断裂和连

33、接而产生DNA片段的交换和重新组合，形成新DNA分子的过程基因的干脆进化：在分子水平上，对目标基因干脆处理，然后通过高通量的筛选方法，提高目标蛋白的性能。基因的干脆进化，可使已有基因获得新的特性，可获得自然界中不存在的基因，可解决许多新的理论和应用问题13、什么是培育基?发酵培育基的特点和要求？ 培育基：广义上讲培育基是指一切可供微生物细胞生长繁殖所需的一组养分物质和原料。同时培育基也为微生物培育供应除养格外的其它所必需的条件。培育基能够满足产物最经济的合成。发酵后所形成的副产物尽可能的少。培育基的原料应因地制宜，价格低廉；且性能稳定，资源丰富，便于选购运，适合大规模贮存，能保证生产上的供应。

34、/所选用的培育基应能满足总体工艺的要求，如不应当影响通气、提取、纯化及废物处理等。必需供应合成微生物细胞和发酵产物的基本 成分。有利于削减培育基原料的单耗，即提高单位养分物质所合成产物数量或最大产率。有利于提高培育基和产物的浓度，以提高单位容积发酵罐的生产实力。有利于提高产物的合成速度，缩短发酵周期。所用原料尽可能削减对发酵过程中通气搅拌的影响，利于提高氧的利用率，降低能耗。14、用的碳源有哪些？常用的糖类有哪些，各自有何特点？碳源:糖类（淀粉、葡萄糖、蔗糖等）、油脂（动、植物油）、有机酸（琥珀酸、柠檬酸、乳酸、乙酸等）和低碳醇（甲醇、乙醇等）。葡萄糖，全部的微生物都能利用葡萄糖，但是会引起葡

35、萄糖效应糖蜜，是制糖生产时的结晶母液，它是制糖工业的副产物。主要含有蔗糖，总糖可达50%75%。一般糖蜜分甘蔗糖蜜和甜菜糖蜜葡萄糖蜜。除糖份外，含有较多的杂质，其中有些是有用的，但是许多都会对发酵产生不利的影响，须要进行预处理。淀粉、糊精，缺点：难利用、发酵液比较稠、一般2.0%时加入确定的-淀粉酶。成分比较困难，有直链淀粉和支链淀粉等等。优点：来源广泛、价格低，可以解除葡萄糖效应。15、什么是生理性酸性物质？什么是生理性碱性物质？经微生物生理作用（代谢）后能形成酸性物质的养分物叫生理酸性物质，若菌体代谢后能产生碱性物质的养分物称为生理碱性物质16、常用的无机氮源和有机氮源有哪些？有机氮源在发

36、酵培育基中的作用？常用的有机氮源有花生饼粉、黄豆饼粉、酵母粉、蛋白胨等；常用的无机氮源有氨水、铵盐和硝酸盐。有机氮源在发酵培育基中的作用有：除供应氮源外，有些有机氮源还供应大量的无机盐及生长因子。诱导某些酶的产生。17、什么是前体？前体添加的方式？前体指某些化合物加入到发酵培育基中，能干脆彼微生物在生物合成过程中合成到产物物分子中去，而其自身的结构并没有多大变更，但是产物的产量却因加入前体而有较大的提高。前体运用时普遍接受流加的方法。18、什么是生长因子？生长因子的来源？ 凡是微生物生长不行缺少而细胞自身不能合成的微量的有机物质，如氨基酸、嘌呤、嘧啶、维生素等均称生长因子。有机氮源是这些生长因

37、子的重要来源19、什么是产物促进剂？产物促进剂举例？是指那些非细胞生长所必需的养分物，又非前体，但加入后却能提高产量的添加剂。20、什么是理论转化率？什么是实际转化率？理论转化率是指志向状态下依据微生物的代谢途径进行物料衡算，所得出的转化率的大小。实际转化率是指实际发酵过程中转化率的大小21、培育基设计的一般步骤？ 1.依据前人的阅历和培育基成分确定时一些必需考虑的问题，初步确定可能的培育基成分； 2.通过单因子试验最终确定出最为适宜的培育基成分； 3.当培育基成分确定后，剩下的问题就是各成分最适的浓度，由于培育基成分许多，为削减试验次数常接受一些合理的试验设计方法。22、培育基成分选择考虑的

38、问题？1.菌种的同化实力2.代谢的阻遏和诱导3.合适的C、N比4.pH的要求24、探讨：培育基优化在发酵优化限制中的作用与地位？发酵优化限制分两个阶段：第一阶段限制菌体的生长，目的是使长好的菌体能处在最佳的产物合成状态。培育基优化应当保证菌体快速生长，有利于产物合成和分泌的酶系开启，而不利于产物合成酶系的关闭，处于最佳的产物合成状态，并且副产物合成和分泌的酶系尽可能的少开启其次阶段控限制产物的合成。该阶段，培育基优化应使产物合成能较长时间保持在最大合成速度。副产物的的合成速率尽可能小。25、什么是种子的扩大培育？种子扩大培育是指将保存在砂土管、冷冻干燥管中处休眠状态的生产菌种接入试管斜面活化后

39、，再经过扁瓶或摇瓶及种子罐逐级扩大培育,最终获得确定数量和质量的纯种过程。26.种子扩大培育的目的与要求？种子扩培的目的：接种量的须要，菌种的驯化，缩短发酵时间、保证生产水平种子的要求：总量及浓度能满足要求，生理状况稳定，个体与群体，活力强，移种至发酵后，能够快速生长，无杂菌污染27、种子扩大培育的一般步骤？休眠孢子母斜面活化摇瓶种子或茄子瓶斜面或固体培育基孢子一级种子罐二级种子罐发酵罐28、在大规模发酵的种子制备过程中，试验室阶段和生产车间阶段在培育基和培育物选择上各有何特点？试验室阶段培育物选择的原则：种子能扩培到确定的量和质，获得确定数量和质量的孢子/菌体。培育基的选择应当是有利于菌体的

40、生长，对孢子培育基应当是有利于孢子的生长。在原料方面，试验室种子培育阶段，规模一般比较小，因此为了保证培育基的质量，培育基的原料一般都比较精细。生产车间阶段培育物的选择原则最终一般都是获得确定数量的菌丝体。培育基选择首先考虑的是有利于孢子的发育和菌体的生长，所以养分要比发酵培育基丰富。在原料方面：不照试验室阶段那么精细，而是基本接近于发酵培育基，这有两个方面的缘由: 一是成本二是驯化29、什么是接种量？对于细菌、放线菌及霉菌常用的接种量是多少？接种量移入种子的体积/接种后培育液的体积细菌5、放线菌20 霉菌1030 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？一般由菌丝体

41、培育起先计算发酵级数，但有时，工厂从第一级种子罐起先计算发酵级数发酵级数对发酵影响：1.种子级数少，可简化工艺和限制，削减染菌机会2.种子级数太少，接种量小，发酵时间延长，降低发酵罐的生产率，增加染菌机会3.级数大，难限制、易染菌、易变异，管理困难，一般2-4级。4.在发酵产品的放大中，反应级数的确定是特殊重要的一个方面影响发酵级数的因素：(1)菌种生长特性,孢子发芽及菌体繁殖速度;(2) 发酵规模.（3）工艺要求.（4）接种量的影响.31、什么是种龄？事宜种龄确定的依据？种龄是指种子罐中培育的菌体起先移入下一级种子罐或发酵罐时的培育时间。原则：对数生长期末，细胞活力强，菌体浓度相对较大，但是

42、最终由试验结果定。32、结合详细的产品理解种子质量限制的方法，以及相识种子质量对发酵的影响？影响斜面种子质量的因素:(1)原材料质量，水质，培育基pH.(2)灭菌条件，(3)接种量，(4)温度，通风、(5)培育时间(6)有害气体或挥发物(7) 冷藏条件种子质量好：1. 缩短发酵时间、保证生产水平. 2. 无杂菌污染. 3移种至发酵后，能够快速生长.4.泡末产生少. 5.产物生成速率大. 6.副产物合成少. 7.对下游分别纯化有利33、接种、倒种、双种？接种：接入种子罐后干脆移种到发酵罐。双种：两个种子罐种子接种到一个发酵罐中。倒种：一部分种子来源于种子罐，一部分来源于发酵罐。34、什么是菌体的

43、生长比速？产物的形成比速？基质的消耗比速？维持消耗？菌体的比生长速率：单位重量的菌体瞬时增量=（dx/dt）/x；单位为1/h，其中x菌体浓度（g/L ）产物的形成比速：单位时间内单位菌体形成产物（菌体）的量=（dp/dt）/x,；单位为1/h，其中p产物浓度（g/L ）基质的比消耗速率:单位时间内单位菌体消耗基质的量 =（ds/dt）/x；单位为1/h，其中s底物浓度（g/L ）35、什么是Monod方程其运用条件如何？各参数的意义与求解？当培育基中不存在抑制细胞生长的物质时，细胞的生长速率与基质浓度关系（Monod方程式）如下：=max S/（Ks+ S）：菌体的生长比速. S：限制性基质

44、浓度. Ks：半饱和常数. max: 最大比生长速度Monod方程的参数求解(双倒数法)：将Monod方程取倒数可得：1/=1/max+ Ks/max S或S/= S/max+ Ks/max这样通过测定不同限制性基质浓度下，微生物的比生长速度，就可以通过回来分析计算出Monod方程的两个参数。36、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产生的，生长和繁殖所必需的物质，如蛋白质、核酸等。次级代谢产物是指由微生物产生的，与微生物生长、繁殖无关的一类物质。37、什么是一类发酵？二类发酵？三类发酵？一类发酵：产物形成与底物利用干脆相关，为生长联系型，又称简洁发酵型，产物干脆由碳

45、源代谢而来,产物生成速度的变更与微生物对碳源利用速度的变更是平行的，产物生成与微生物的生长也是平行的。在这些发酵过程中，菌体的生长、基质的消耗、产物的生成三个速度都有一个高峰，三高峰几乎同时出现。二类发酵：产物形成与底物利用间接相关，为部分生长联系型，又称中间发酵型，产物不是碳源的干脆氧化产物，而是菌体代谢的主流产物。它的特点是在发酵的第一时期碳源大量消耗用于菌体的快速增长而产物的形成很少或全无，其次时期碳源大量消耗用于产物的高速合成及菌体的生长。三类发酵：产物形成与底物利用不相关，为非生长联系型，又称困难发酵型，产物的生成在菌体生长和基质消耗完以后才起先，与菌体生长不相关，与基质消耗无干脆关

46、系，所形成的产物为次级代谢产物。38、什么是连续培育？什么是连续培育的稀释率？由于簇新培育基不断补充，所以不会发生养分物的枯竭，另一方面，发酵液不断取出，发酵罐内的微生物始终处于旺盛的指数生长期，罐内细胞浓度X、比生长速率、以及t, pH等都保持恒定。稀释率(D):补料速度与反应器体积的比值(h-1)39、说明连续培育富集微生物的原理？菌的积累速率=生长速率-流出速率,调整培育基,使目的菌的流出速率生长速率,就起到富集作用40、何氧简洁成为好氧发酵的限制性因素？氧是需氧微生物生长所必需的。氧往往简洁成为限制因素，是因为氧在水中的溶解度很低，培育基因含有大量的有机和无机物质，氧的溶解度比水中还要

47、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，使溶氧成为限制因素。41、临界溶氧浓度、氧饱和度的概念？临界氧浓度：CCr临界氧浓度：指不影响菌的呼吸所允许的最低氧浓度。氧饱和度：发酵液中氧的浓度/临界溶氧溶度饱和溶氧浓度：在确定温度和压力下，空气中的氧在水中的溶解度。(mol/m3)42、影响微生物需氧的因素有哪些？细胞浓度干脆影响培育液的摄氧率，在分批发酵中摄氧率变更很大，不同生长阶段需氧不同，对数生长后期达最大值。培育基的成分和浓度显著影响微生物的摄氧率，碳源种类对细胞的需氧量有很大影响，一般葡萄糖的利用速度比其他的糖要快。43、发酵液

48、中的体积氧传递方程？其中Kla的物理意义是什么？以单位体积的液体中所具有的氧的传递面积为 a (m2/m3)OTR=KL (C* CL ）KL以氧浓度为推动力的容积氧传递系数，反映了设备的供氧实力44、如何调整摇瓶发酵的供氧水平？往复，频率80-120分/次，振幅 8cm旋转，偏心距转速250rpm装液量，一般取1/10左右：250ml 15-25 ml500ml 30 ml750ml 80 ml45、如何调整通气搅拌发酵罐的供氧水平？一般认为，发酵初期较大的通风和搅拌而产生过大的剪切力，对菌体的生长有时会产生不利的影响，所以有时发酵初期接受小通风，停搅拌，不但有利于降低能耗，而且在工艺上也是

49、必需的。但是通气增大的时间确定要把握好。46、氧的供需探讨与反应器设计与放大的关系？发酵过程放大困难的缘由就在放大时不行能同时做到几何相像、流体运动学相像和流体动力学相像，当在小摸索讨时某一个对生产产生影响的重要因素没有被视察到，而这个因素恰恰在放大时成为关键因子时，就会造成整个发酵过程的失败(供氧、混合、剪切）。47、发酵过程糖代谢、氮代谢有什么规律，为什么？糖代谢：特殊是快速利用的糖，分解成小分子酸、醇，使pH下降。糖缺乏，pH上升，是补料的标记之一氮代谢：氨基酸被利用后产生NH3 ，pH会上升；尿素被分解成NH3，pH上升。微生物生长和产物合成与糖代谢有密切关系。糖的消耗反映产生菌的生长

50、繁殖状况，反映产物合成的活力。菌体生长旺盛糖耗确定快，残糖也就降低得快通过糖含量的测定，可以限制菌体生长速率，可限制补糖来调整pH，促进产物合成，不致于盲目补糖，造成发酵不正常。氮利用快慢可分析出菌体生长状况，含氮产物合成状况。但是氮源太多会促使菌体大量生长。有些产物合成受到过量铵离子的抑制，因此必需限制适量的氮。通过氨基氮和氨氮的分析可限制发酵过程，适时实行补氨措施。发酵后期氨基氮回升，这时就要放罐，否则影响提取过程。48、发酵过程为什么要补料？补些什么？在分批培育过程中补入簇新的料液，以克服养分不足而导致的发酵过早结束的缺点。在这样一种系统中可以维持低的基质浓度，避开快速利用碳源的阻遏效应

51、；可以通过补料限制达到最佳的生长和产物合成条件；还可以利用计算机限制合理的补料速率，稳定最佳生产工艺。发酵基质和缓冲液等。49、补料过多或过少对发酵有什么影响？投料过多造成菌体细胞大量生长，无法稳定的产生发酵产物，导致菌体生产力下降，同时变更发酵液流变学性质。假如补料过少,则使菌体过早进入衰退期，引起菌体苍老和自，同样使生产力下降。50、 发酵过程中pH会不会发生变更为什么？发酵过程中pH是不断变更的1）糖代谢特殊是快速利用的糖，分解成小分子酸、醇，使pH下降。糖缺乏，pH上升，是补料的标记之一2）氮代谢当氨基酸中的-NH2被利用后pH会下降；尿素被分解成NH3，pH上升，NH3利用后pH下降

52、，当碳源不足时氮源当碳源利用pH上升。3）生理酸碱性物质利用后pH会上升或下降4）某些产物本身呈酸性或碱性，使发酵液pH变更。如有机酸类产生使pH下降，红霉素、洁霉素、螺旋霉素等抗生素呈碱性，使pH上升。5）菌体自溶 pH上升，发酵后期，pH上升6）杂菌的污染，pH下降51、 pH对发酵的影响表现在哪些方面？（1）pH影响酶的活性。当pH值抑制菌体某些酶的活性时使菌的新陈代谢受阻。（2）pH影响微生物细胞膜所带电荷。从而变更细胞膜的透性，影响微生物对养分物质的吸取及代谢物的排泄，因此影响新陈代谢的进行。（3）pH值影响培育基某些成分和中间代谢物的解离，从而影响微生物对这些物质的利用。（4）pH

53、值影响代谢方向。pH不同，往往引起菌体代谢过程不同，使代谢产物的质量和比例发生变更。例如黑曲霉在pH23时发酵产生柠檬酸，在pH近中性时，则产生草酸。谷氨酸发酵，在中性和微碱性条件下积累谷氨酸，在酸性条件下则简洁形成谷氨酰胺和N-乙酰谷氨酰胺。（5）pH在微生物培育的不同阶段有不同的影响。52、温度对发酵有哪些影响？（1）温度影响反应速率发酵过程的反应速率实际是酶反应速率，酶反应有一个最适温度。从阿累尼乌斯方程式可以看到 dlnKr/dt=E/RT2（平方）一一、单项选择题：在每小题的备选答案中选出一个正确答案，并将正确答案的代码填在题干上的括号内。（每小题1分，本大题共10分）1一类单细胞有

54、分枝的丝状微生物，以孢子繁殖，分布广泛大多是腐生菌，少数是动植物寄生菌，是抗生素的主要产生菌，2/3以上抗生素由该类菌产生。这类微生物是：A细菌B霉菌C放线菌D酵母菌2分别放线菌时为了抑制霉菌的生长往往加入A氯化钠B丁酸钠C丙酸钠D硫酸钠3 用液氮长期保藏菌种是因为液氮温度可达（ ），远远低于微生物新陈代谢作用停止的温度。 A-180 0CB-170 0CC-160 0CD-196 0C4在微生物发酵工程中利用乳酸杆菌生产乳酸的发酵属于（ ）。A好气性发酵B厌气性发酵C兼性发酵D好厌间歇发酵5配料较粗，养分丰富，完全，C/N合适，原料来源足够，质优价廉，成本低，有利于大量积累产物。这些是（ ）

55、的一般特点。A选择培育基B保藏培育基C种子培育基D发酵培育基6( ) 是一类微生物维持正常生长不行缺少的，但自身不能合成的微量有机化合物。A生长因素B碳源C氮源D微量元素7生物反应器间歇操作, 在发酵过程中,不断进行通气(好氧发酵)和为调整发酵液的pH而加入酸碱溶液外, 与外界没有其它物料交换。这种培育方式操作简洁, 是一种最为广泛运用的方式, 称之为（ ）。A连续发酵B半连续发酵C补料分批发酵D分批发酵8要求发酵设备现代化程度高、体系内养分物浓度和产物浓度始终一样、菌种简洁发生变异的问题无法解决这种发酵方式是（ ）。A连续发酵B分批发酵C补料分批发酵D半连续发酵9 厌氧发酵罐一般为立式圆柱形

56、，装料系数为（ ）。D10菌体的倍增时间是（ ）增加一倍所须要的时间。A细胞质量B菌体浓度C菌体种类D呼吸强度二、多项选择题：在每小题的备选答案中选出二个或二个以上正确答案，并将正确答案的代码填在题干上的括号内，正确答案未选全或选错，该小题无分。（每小题2分，本大题共20分）11发酵工程的前提条件是指具有（）和（）条件A具有合适的生产菌种B具备限制微生物生长代谢的工艺C菌种筛选技术D产物分别工艺E发酵设备12接受微生物发酵工程可以生产许多有用物质，主要包括：A抗菌素B维生素C氨基酸D蛋白酶E生理盐水13微生物发酵工程发酵产物的类型主要包括:A产物是微生物菌体本身B产品是微生物初级代谢产物C产品

57、是微生物次级代谢产物D产品是微生物代谢的转化产物E产品是微生物产生的色素 14引起发酵液中pH下降的因素有：A碳源不足B碳、氮比例不当C消泡剂加得过多D生理酸性物质的存在E碳源较多15发酵培育基中养分基质无机盐和微量元素的主要作用包括:A构成菌体原生质的成分B作为酶的组分或维持酶活性C调整细胞渗透压D缓冲pH值E参与产物的生物合成16在探讨发酵反应动力学时，首先应建立数学模型，要对困难受程进行简化处理，作出如下的假设： A搅拌系统能保证志向的混合,避开各区域的T, pH, s 等变量差异;BT, pH 等条件能限制,保持稳定,使动力学参数也相应稳定;C菌体有固定化学组成,不随发酵时间和某些条件

58、变更而明显变更D各发酵动力学变量对发酵条件变更反应无明显滞后E发酵反应底物和产物的浓度是确定的17培育基灭菌是否彻底干脆关系到生产过程的成败, 灭菌失败主要不良后果包括:A杂菌污染造成生产实力的下降B杂菌产物使目的产物的提取和分别变得特殊困难C 菌种发生遗传变异D变更反应介质的pH值, 使生物反应发生异样变更E杂菌可能会分解产物, 使生产过程失败 18过滤除菌的一般流程包括以下几个步骤：A把吸气口吸入的空气先进行压缩前过滤进入空气压缩机B从空气压缩机出来的空气 （ 0.2MPa，温度120150C），冷却至适当温度（2025C）C除去油和水，再加热至3035C，D最终通过总空气过滤器和分过滤器

59、除菌E获得干净度、压力、温度和流量都符合工艺要求的灭菌空气。19在发酵工艺限制中，主要是限制反映发酵过程中代谢变更的工艺限制参数，其中物理参数包括：A温度B罐压C搅拌转速和搅拌功率D空气流量E菌体接种量20发酵过程中较常测定的参数有： A温度B罐压C空气流量DpHE溶氧三、填空题：（每空1分，本大题共12分）21杀死微生物的极限温度称为_。22通过温顺型噬菌体作为媒介，把供体细胞中的DNA片断携带到受体细胞中，从而使后者获得前者部分遗传性状的现象称为 。23 进行酶法脱壁时运用溶菌酶处理。24AS是一个菌种保藏中心的缩写，它的机构状况是 。25有些微生物既是工业生产菌，有时也可能在其它的产品发酵中是杂菌。如：_在生产食醋是使生产菌，但在酒类发酵时引起败坏。26在发酵过程中须要不断地通入确定量的无菌空气，这类发酵称之为 。27使微生物在固体表面上生长的发酵方法称为 。28随着微生物细胞质量的增加，其它全部可检测的菌体组成物质，如：蛋白质、DNA、RNA等也以相同比例增加，这就是 生长。29发酵热就是微生物发酵过程中释放出来的 热量。30油脂、糖类以及确定浓度的蛋白质会 微生物的耐热实力，在灭菌工程中需加以留意。31.空气除菌的方法许多，其中也