發(fā)酵工程復(fù)習(xí)題

1、1.空氣凈化的流程是 吸氣口吸入空氣、過濾、空氣壓縮機、冷卻、除油和水、加熱、通過總過濾器和分過濾器、最后得到潔凈度、壓力、溫度和流量都符合要求的無菌空氣。2.種子制備的過程大致可分為：實驗室種子制備階段 和生產(chǎn)車間種子制備階段。3.消泡裝置主要有四種，即：鋸齒式消泡槳、離心式消泡器、刮板式消泡器、半封閉式渦輪消泡器。4.機械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐的主要部件包括： 罐身、攪拌器、空氣分布器、擋板、軸封、消沫器、入孔、視鏡、冷卻裝置（冷卻管或夾套）、傳動裝置等。6.根據(jù)發(fā)酵過程中微生物對氧的需求不同可把發(fā)酵分為厭氧發(fā)酵和通風(fēng)發(fā)酵兩大類。7.發(fā)酵中引起pH上升的因素有_菌體自溶_、_尿素被分解成NH3_、

2、糖缺乏等。8.按發(fā)酵產(chǎn)物不同可把發(fā)酵分為抗生素發(fā)酵、維生素發(fā)酵、酶制劑發(fā)酵、氨基酸發(fā)酵、有機酸發(fā)酵、酒精發(fā)酵六大類。9.按發(fā)酵工藝流程不同可把發(fā)酵分為分批發(fā)酵、連續(xù)發(fā)酵、流加發(fā)酵三大類。10.發(fā)酵工程的產(chǎn)品大致可分為微生物菌體細胞、微生物代謝產(chǎn)物、微生物酶類、微生物的轉(zhuǎn)化產(chǎn)物、工程菌發(fā)酵產(chǎn)物、動物、植物細胞大規(guī)模培養(yǎng)產(chǎn)物六類。11.決定發(fā)酵工業(yè)生產(chǎn)水平的三個要素分別是生產(chǎn)菌種的性能、發(fā)酵和提取工藝條件、生產(chǎn)設(shè)備。12.發(fā)酵培養(yǎng)基的作用是滿足菌體的生長、促進產(chǎn)物的形成。13.微生物的培養(yǎng)基根據(jù)生產(chǎn)用途主要分為 孢子 培養(yǎng)基、種子 培養(yǎng)基和發(fā)酵培養(yǎng)基。14.生產(chǎn)過程中滅菌條件選擇的原則是既能達到滅

3、菌目的；又能使培養(yǎng)基營養(yǎng)成分破壞減至最小。15.在滅菌過程中，培養(yǎng)基組分的破壞，是由兩個基本類型的反應(yīng)引起的，即：培養(yǎng)基中不同營養(yǎng)成分間的相互作用和對熱不穩(wěn)定的組分的分解。16. 影響體積吸收系數(shù)KLa的因素有_攪拌、空氣流速_、培養(yǎng)液的物理性質(zhì)等。17.根據(jù)菌體生長與產(chǎn)物形成的關(guān)系，可把微生物產(chǎn)物生成分為：生長關(guān)聯(lián)型、部分生長關(guān)聯(lián)型、生長無關(guān)聯(lián)型三類。18.介質(zhì)除菌的機理包括靜電吸引、布朗運動及攔截滯留作用_、重力沉降作用_；在空氣流速較大的情況下，起主要作用的是_慣性沖擊滯留作用_。19.微生物生長一般可以分為：調(diào)整期、對數(shù)期、穩(wěn)定期和衰亡期。20.發(fā)酵過程工藝控制的主要化學(xué)參數(shù)有：溶解氧

4、、PH、核酸量等.21. 發(fā)酵過程工藝控制的代謝參數(shù)中物理參數(shù)有 溫度、壓力、攪拌轉(zhuǎn)速、功率輸入、流加速率和質(zhì)量 等。22.菌種的分離和篩選一般分為 采樣、富集、分離、目的菌的篩選等步驟。23.富集培養(yǎng)的目的就是讓 目的菌 在種群中占優(yōu)勢，使篩選易于實現(xiàn)。24.發(fā)酵生產(chǎn)中，培養(yǎng)基滅菌前通常要先進行預(yù)熱（至70），預(yù)熱具用_利于糊化_、_減少冷凝水的生成_以及減少噪音等作用。25.常用滅菌方法有：化學(xué)滅菌、射線滅菌、干熱滅菌、濕熱滅菌26.常用工業(yè)微生物可分為： 細菌、放線菌、霉菌、酵母菌四大類。27.發(fā)酵過程控制的目的就是得到最大的比生產(chǎn)速率和最大產(chǎn)物的得率。28.環(huán)境、種子及發(fā)酵液進行無菌狀

5、況控制常用的檢測方法有：顯微鏡檢查法、肉湯培養(yǎng)法、平板培養(yǎng)法、發(fā)酵過程的異常觀察法等。29.發(fā)酵工藝流程中染菌的原因總體可歸納為各個環(huán)節(jié)的漏洞和發(fā)酵過程管理不善兩個方面。30.發(fā)酵菌在實驗室中進行的液體發(fā)酵方式主要有：試管液體培養(yǎng)、淺層液體培養(yǎng)、搖瓶培養(yǎng)、臺式發(fā)酵罐四種。31.發(fā)酵高產(chǎn)菌種選育方法包括 自然選育、雜交育種、誘變育種、基因工程育種、原生質(zhì)體融合。32.。33.發(fā)酵過程主要分析項目包括 pH、排氣氧、排氣CO2和呼吸熵、糖含量、氨基氮和氨氮、磷含量、菌濃度和菌形態(tài)。34.微生物調(diào)節(jié)其代謝采用 酶活性、酶合成量、細胞膜的透性。35.工業(yè)微生物菌種可以來自 自然分離，也可以來自從微生物

6、 菌種保藏機構(gòu) 單位獲取。36.發(fā)酵工業(yè)上常用的糖類主要有 葡萄糖、糖蜜。37.根據(jù)所用菌種是單一或是多種可以將工業(yè)發(fā)酵方式分為 單一純種發(fā)酵和 混合發(fā)酵。38.如右圖所示，回答下列問題：（1）賴氨酸是一種必需氨基酸 。（2）照上述代謝情況分析，不能充分利用天冬氨酸來大量合成賴氨酸的原因是蘇氨酸、賴氨酸共同積累抑制天冬氨酸激酶的活性。（3）現(xiàn)在已成功解決這一問題的方法是對菌種誘變處理，選育出不能合成高絲氨酸脫氫酶的菌種。除此之外，你設(shè)想一個解決方法：基因工程、細胞工程39.如下表所示為某微生物培養(yǎng)基的配方，請回答：成分含量NaNO33 gK2HPO41 gKCl0.5 gMgSO4·

7、7H2O0.5 gFeSO40.01 g(CH2O)30 gH2O1 000 ml青霉素0.1萬單位（1）依物理性質(zhì)，該培養(yǎng)基屬于液體培養(yǎng)基。依用途劃分，則屬于選擇培養(yǎng)基。（2）依培養(yǎng)基原料，所培養(yǎng)微生物的代謝類型是異養(yǎng)型，培養(yǎng)的微生物可能是霉菌（絲狀真菌）、酵母 。（3）該培養(yǎng)基中的碳源是(CH2O)，生長因子是無 。（4）如要鑒別自來水中的大腸桿菌是否超標，至少要加入瓊脂和伊紅-美藍，除去 青霉素 。40.以三角錐形瓶為容器，以分批培養(yǎng)的方式制備一種酶，產(chǎn)酶菌種為一未定菌種。培養(yǎng)時，取250 ml錐形瓶四個，分別裝入配制好的培養(yǎng)基滅菌后，用接種環(huán)取細菌進行接種，然后放在28 的條件下培養(yǎng)，

8、定時取樣，測定該細菌的生長規(guī)律如右下圖所示：（1）該曲線為微生物的 群體生長曲線，請寫出該生長曲線中產(chǎn)生酶最多的時期是穩(wěn)定期 ，此菌開始合成誘導(dǎo)酶的時期是 調(diào)整期（遲滯期、延緩器）  。（2）在38小時曲線變化說明此菌種進入了  衰亡期 ，此期的特點為 細菌的死亡速率超過繁殖速率，活菌數(shù)目急劇下降，細胞出現(xiàn)多種形態(tài)，甚至畸形，釋放代謝產(chǎn)物等 。（3）在上述四瓶中，第一瓶培養(yǎng)8小時，第二瓶培養(yǎng)18小時，第三瓶培養(yǎng)30小時，第四瓶培養(yǎng)40小時，則第 二 瓶可作為種子擴大培養(yǎng)。42右下圖為細菌結(jié)構(gòu)的示意圖，請據(jù)圖回答：（

9、1）控制細菌主要遺傳性狀的是6核區(qū)，它是由 DNA螺旋盤繞而成的。（2）此菌若作為基因工程的受體細胞，為增加目的基因?qū)氲目赡苄?，常常用CaCI2處理它的3細胞壁 。（3）此菌含有的細胞器是7核糖體 。此菌的繁殖方式是:  二分裂 。 43.下表為一種營養(yǎng)液的配方，試根據(jù)表中內(nèi)容作答：成 分含 量Ca(NO3)21 gKH2PO40.25 gKCl0.12 gMgSO40.30 gFe(NO3)20.30 gMo極少蒸餾水1 000 ml    （1）若用于植物培養(yǎng)，在培養(yǎng)的初期，植物出現(xiàn)萎蔫現(xiàn)象，最可能的原因是 

10、 培養(yǎng)液濃度過高 ?？刹捎玫淖詈唵蔚挠行Т胧┦?#160;加水稀釋  。    （2）要使植物正常生活，培養(yǎng)液中至少還應(yīng)加入 4   種必需元素。  （3）培養(yǎng)一段時間后，檢測到培養(yǎng)液中留存的NO3-較少而Ca2+等離子較多，這一現(xiàn)象與細胞膜的 選擇透過性 有關(guān)。    （4）此培養(yǎng)液若用于培養(yǎng)微生物，則可以培養(yǎng)的微生物代謝類型是 自養(yǎng)型微生物  。培養(yǎng)液中含有的營養(yǎng)物質(zhì)有 3 類。44右下圖是某種病毒的結(jié)構(gòu)示意圖。根據(jù)圖回答：（1）組

11、成的單位是 衣殼粒 ，其化學(xué)成分是 蛋白質(zhì)。（2）決定病毒特異性的是 3 衣殼 。（3）若將4用32P標記，從病毒的增殖過程及結(jié)果看不僅證明 DNA是遺傳物質(zhì) ，而且還證明 DNA能控制蛋白質(zhì)的合成  。 45若在微生物培養(yǎng)過程中，培養(yǎng)基中營養(yǎng)物質(zhì)的濃度過高，微生物細胞內(nèi)的 水分 就會通過細胞膜不斷向外  滲透 ，導(dǎo)致細胞發(fā)生 質(zhì)壁分離 ，影響微生物的正常生命活動。46.微生物液體發(fā)酵方式有分批式發(fā)酵、補料分批式發(fā)酵、連續(xù)式發(fā)酵 。47.發(fā)酵工藝多種多樣，但基本上包括菌種制備

12、、種子培養(yǎng)、發(fā)酵和提取精制等下游處理幾個過程。48.根據(jù)過濾介質(zhì)截留的物質(zhì)顆粒大小的不同，過濾可分為粗濾、微濾、超濾和反滲透四大類。49.50.發(fā)酵培養(yǎng)基主要由碳源，氮源，無機鹽，生長因子組成。51.青霉素發(fā)酵生產(chǎn)中，發(fā)酵后的處理包括：過濾、提煉，脫色，結(jié)晶。52.利用專門的滅菌設(shè)備進行連續(xù)滅菌稱為連消，用高壓蒸汽進行空罐滅菌稱為空消。53.54.常用的發(fā)酵液的預(yù)處理方法有酸化、加熱、加絮凝劑。55.依據(jù)培養(yǎng)基在生產(chǎn)中的用途，可將其分成孢子培養(yǎng)基、種子培養(yǎng)基、發(fā)酵培養(yǎng)基三種。56.現(xiàn)代發(fā)酵工程不僅包括菌體生產(chǎn)和代謝產(chǎn)物的發(fā)酵生產(chǎn)，還包括微生物機能的利用。57.發(fā)酵工程的主要內(nèi)容包括生產(chǎn)菌種的選

13、育、發(fā)酵條件的優(yōu)化與控制、反應(yīng)器的設(shè)計及產(chǎn)物的分離、提取與精制。58.發(fā)酵類型有微生物菌體的發(fā)酵、微生物酶的發(fā)酵、微生物代謝產(chǎn)物的發(fā)酵、微生物轉(zhuǎn)化發(fā)酵、生物工程細胞的發(fā)酵。59.發(fā)酵工業(yè)生產(chǎn)上常用的微生物主要有細菌、放線菌、霉菌、酵母菌。59.可用于生產(chǎn)酶的微生物有細菌、真菌、酵母菌。59.微生物的育種方法主要有三類：誘變法，細胞融合法，基因工程法。60.當(dāng)前發(fā)酵工業(yè)所用菌種的總趨勢是從野生菌轉(zhuǎn)向變異菌，從自然選育轉(zhuǎn)向代謝調(diào)控育種，從誘發(fā)基因突變轉(zhuǎn)向基因重組的定向育種。61.根據(jù)操作方式的不同，液體深層發(fā)酵主要有分批發(fā)酵、連續(xù)發(fā)酵、補料分批發(fā)酵。62.分批發(fā)酵全過程包括實罐滅菌、接種、發(fā)酵過程

14、、放罐和洗罐，所需的時間總和為一個發(fā)酵周期。63.分批發(fā)酵中微生物處于限制性的條件下生長，其生長周期分為延滯期、對數(shù)生長期、穩(wěn)定期、衰亡期。64.微生物發(fā)酵產(chǎn)酶步驟為先選擇合適的產(chǎn)酶菌株、后采用適當(dāng)?shù)呐囵B(yǎng)基和培養(yǎng)方式進行發(fā)酵、微生物發(fā)酵產(chǎn)酶、酶的分離純化、制成酶制劑。65.在微生物培養(yǎng)操作過程中，為防止雜菌污染，需對培養(yǎng)基和培養(yǎng)皿進行_滅菌_；操作者的雙手需要進行清洗和_消毒_；靜止空氣中的細菌可用紫外線殺滅，其原因是紫外線能使蛋白質(zhì)變性，還能 損傷DNA的結(jié)構(gòu) 。66.通常，對獲得的純菌種還可以依據(jù)菌落的形狀、大小等菌落特征對細菌進行初步的_鑒定(或分類)_。67.在混合菌樣中獲得純菌株的方

15、法主要有稀釋涂布平板法 和_劃線平板法 等。68.在微生物培養(yǎng)過程中，引起培養(yǎng)基pH值改變的原因主要有_營養(yǎng)成份的消耗  和_代謝物的累積 等。 69.實驗室常用的有機氮源有_蛋白胨 _、牛肉膏 _和 酵母粉_ 等，無機氮源有_硫酸銨 和_硝酸鈉 等。為節(jié)約成本，工廠中常用_豆餅粉 等做有機氮源。 70.空氣貯罐的作用是_消除空壓機排出空氣量的脈動_、_維持穩(wěn)定的壓力_、_分離部分油水_。71.影響溶液中氧飽和濃度的因素有溫度、_溶液的性質(zhì)_、_氧分壓_等；影響微生物需氧量的

16、因素有_微生物種類_、培養(yǎng)基的組成與濃度_、菌齡_、_培養(yǎng)條件、_有毒產(chǎn)物的形成及積累_等。72.單位時間內(nèi)單位體積培養(yǎng)液中微生物攝取氧的量稱作_攝氧率_；測定溶氧系數(shù)通常采用_亞硫酸鹽氧化法_。73.發(fā)酵中引起pH下降的因素有_碳源過多 消泡油過多 生理酸性物質(zhì)存在_等。74.擋板的作用是_改變液體的方向，由徑向流改為軸向流，使液體激烈翻動，增加溶解氧_；軸封的作用是_使灌頂（或底）與攪拌軸間的縫隙密封，防止泄露和染菌_。75.發(fā)酵工業(yè)使用的空氣總過濾器的過濾介質(zhì)通常為_ 棉花_、_玻璃纖維_、活性炭_；該類過濾器是通過_ 慣性碰撞_、_重力沉降_、_阻截_、布朗擴散作用和靜電吸附作用等原理

17、達到過濾除菌的目的。76.影響介質(zhì)過濾效率的因素有纖維直徑、介質(zhì)填充厚度、_介質(zhì)填充密度_和_空氣流速_。77.生產(chǎn)上通常采用壓差_法將實驗室制備的搖瓶種子接入種子罐。78. 79.空氣貯罐的大小應(yīng)和空壓機排氣量相配套，一般為空壓機每分鐘排氣量的0.10.2。80.自吸式和氣升式發(fā)酵罐均屬于通風(fēng)發(fā)酵罐，自吸式發(fā)酵罐省卻了_空氣壓縮機_，其特征性的關(guān)鍵部件是_轉(zhuǎn)子_和_定子_；氣升式發(fā)酵罐省卻了_攪拌器_，代之在罐內(nèi)設(shè)上升管或罐外設(shè)_循環(huán)管。81.不需配備空氣壓縮機的好氧發(fā)酵罐是_機械攪拌自吸式發(fā)酵罐_。82.氣液分離器的作用是_分離空氣中被冷凝成霧狀的水霧和油霧_，其主要型式有_旋風(fēng)分離器_、

18、絲網(wǎng)分離器_；空氣總過濾器常用的介質(zhì)是棉花_、玻璃纖維_、_活性炭_等；空氣分過濾器常用_平板式纖維紙_作為過濾介質(zhì)。83.常用的需氧發(fā)酵罐有: 通用式發(fā)酵罐(機械攪拌發(fā)酵罐)、氣升環(huán)流式發(fā)酵罐、自吸式發(fā)酵罐、鼓泡式發(fā)酵罐。84.根據(jù)攪拌方式的不同，好氧發(fā)酵設(shè)備可分為機械攪拌式發(fā)酵罐和通風(fēng)攪拌式發(fā)酵罐兩大類。85. 發(fā)酵罐換熱裝置的類型主要有_夾套式_、_豎式蛇管_、_豎式列管_；軸封的主要類型有_填料函_、_端面軸封_。86.壓縮空氣的預(yù)處理包括：壓縮空氣的冷卻、壓縮空氣的除油除水等過程。87.下游加工過程由許多化工單元操作組成，通?？梢苑譃榘l(fā)酵液預(yù)處理和固液分離、提取、精制及成品加工四個階

19、段。打印到此88.發(fā)酵產(chǎn)物整個分離提取路線可分為：預(yù)處理、固液分離、初步純化、精細純化和成品加工加工等五個主要過程。89.Qs=m/YX/S中的YX/S的含義是_以基質(zhì)消耗為基準的生長得率_。90.氧傳質(zhì)方程式是_OTR=KLa×（C*-CL）【G/t=KLa·V·(C*-CL)】；其中“a”是_比表面積（即單位體積的液體中所含的氣-液接觸面積）_；KLa為_體積氧傳遞系數(shù)或供氧系數(shù)；測定KLa的方法有_亞硫酸鹽氧化法（通常采用）_、動態(tài)法_、_直接測定法_。C*為_與氣相中氧分壓相平衡的液相中的氧飽和濃度_；CL是_液相中氧的濃度_；當(dāng)微生物的攝氧率不變時（假定

20、C*在一定條件下也不變），KLa越大，發(fā)酵液中溶解氧濃度_CL越大_； _影響KLa的因素有_攪拌_、_空氣流速_、_培養(yǎng)理液的物性質(zhì)_等。91.發(fā)酵液中的體積氧傳遞方程？其中Kla的物理意義是什么？以單位體積的液體中所具有的氧的傳遞面積為a(m2/m3)OTR=KL(C*CL），KL以氧濃度為推動力的容積氧傳遞系數(shù)，反映了設(shè)備的供氧能力。 92. 氧傳質(zhì)方程式是什么？什么是比好氧速率 、攝氧率和臨界氧濃度 ？答：OTR = KL a（C*-CL)式中 OTR單位體積培養(yǎng)液中的氧傳遞速度、a-比表面積、KL-以氧濃度為推動力的總傳遞系數(shù)、CL-液相主體氧濃度、C*-與p平衡的液相氧濃

21、度。比耗氧速率（或呼吸強度）：單位質(zhì)量的細胞（干重）在單位時間內(nèi)消耗氧的量。攝氧率：單位體積培養(yǎng)液，在單位時間內(nèi)消耗的氧量。臨界氧濃度：各種微生物的呼吸強度是不同的，并且呼吸強度是隨著培養(yǎng)液中溶解氧濃度的增加而加強，直至達到一個臨界值為止。這個臨界值就稱為“臨界氧濃度”。94.什么是Monod方程,其使用條件如何？各參數(shù)的意義與求解？當(dāng)培養(yǎng)基中不存在抑制細胞生長的物質(zhì)時，細胞的生長速率與基質(zhì)濃度關(guān)系（Monod方程式）如下：=max S/（Ks+ S）：菌體的生長比速. S：限制性基質(zhì)濃度. Ks：半飽和常數(shù). max: 最大比生長速度Monod方程的參數(shù)求解(雙倒數(shù)法)：將Monod方程取倒

22、數(shù)可得：1/=1/max+ Ks/max S或S/= S/max+ Ks/max這樣通過測定不同限制性基質(zhì)濃度下，微生物的比生長速度，就可以通過回歸分析計算出Monod方程的兩個參數(shù)。95.Monod模型：溫度和PH恒定時，隨培養(yǎng)基組分濃度變化而變化；若著眼于某一特定培養(yǎng)基組分的濃度S，并假設(shè)其他培養(yǎng)基組分濃度不變，則是S的函數(shù)。五.簡答題1.菌種保藏的原理與方法？答：菌種保藏的方法很多，其基本原理都是根據(jù)微生物的生理生化特性，人為的創(chuàng)造條件，是微生物處于代謝不活躍(潑)，生長繁殖受到抑制的休眠狀態(tài)，以減少菌種的變異。一般可以通過降低培養(yǎng)基營養(yǎng)成分、低溫、干燥和缺氧等方法，達到防止突變、保持純

23、種的目的。常用菌種保藏方法有斜面冰箱保藏法；沙土管保藏法；石蠟油封保藏法；真空干燥冷凍保藏法；液氮超低溫保藏法低溫冷凍保藏。2.培養(yǎng)基成分選擇要考慮的問題？答：（1）菌體的同化能力（2）代謝的阻遏和誘導(dǎo)，（3）合適的碳氮比，（4）pH的要求。3.培養(yǎng)基營養(yǎng)成分包括那幾類？答：培養(yǎng)基的成分包括：能源物質(zhì)、 碳源物質(zhì)、氮源物質(zhì)、無機鹽、微量元素、特殊生長因子、前體、促進劑和抑制劑、水分。4.發(fā)酵培養(yǎng)基由哪些成份組成？答：（1）碳源 構(gòu)成菌體和產(chǎn)物的碳架及能量來源（2）氮源 構(gòu)成微生物細胞物質(zhì)或代謝產(chǎn)物中氮素來源的營養(yǎng)物質(zhì)（3）無機鹽和微量元素（4）生長因子：微生物生長不可缺少而細胞自身不能合成的微

24、量的有機物質(zhì)，如氨基酸、嘌呤、嘧啶、維生素等均稱生長因子。（5）水、產(chǎn)物形成的誘導(dǎo)物、前體和促進劑5.簡述培養(yǎng)基的類型有哪些？答：培養(yǎng)基的類型有很多，按照組成成分，有合成培養(yǎng)基和天然培養(yǎng)基，按照培養(yǎng)基的狀態(tài)，可以分為固體，液體和半固體培養(yǎng)基，也可以按照用途分為孢子培養(yǎng)基，種子培養(yǎng)基和發(fā)酵培養(yǎng)基。6.什么是一類發(fā)酵？二類發(fā)酵？三類發(fā)酵？（分類依據(jù)發(fā)酵類型可分哪幾類？）答：根據(jù)產(chǎn)物形成與底物利用的關(guān)系，即碳源利用與產(chǎn)物形成速度的關(guān)系，將微生物發(fā)酵過程分成以下三個類型：第型（又稱為與生長相關(guān)型）、第型（又稱為與生長部分相關(guān)型）、第型（又稱為與生長不相關(guān)型）。一類發(fā)酵：產(chǎn)物形成與底物利用直接相關(guān)，為生

25、長聯(lián)系型，又稱簡單發(fā)酵型，產(chǎn)物直接由碳源代謝而來,產(chǎn)物生成速度的變化與微生物對碳源利用速度的變化是平行的，產(chǎn)物生成與微生物的生長也是平行的。在這些發(fā)酵過程中，菌體的生長、基質(zhì)的消耗、產(chǎn)物的生成三個速度都有一個高峰，三高峰幾乎同時出現(xiàn)。二類發(fā)酵：產(chǎn)物形成與底物利用間接相關(guān)，為部分生長聯(lián)系型，又稱中間發(fā)酵型，產(chǎn)物不是碳源的直接氧化產(chǎn)物，而是菌體代謝的主流產(chǎn)物。它的特點是在發(fā)酵的第一時期碳源大量消耗用于菌體的迅速增長而產(chǎn)物的形成很少或全無，第二時期碳源大量消耗用于產(chǎn)物的高速合成及菌體的生長。三類發(fā)酵：產(chǎn)物形成與底物利用不相關(guān)，為非生長聯(lián)系型，又稱復(fù)雜發(fā)酵型，產(chǎn)物的生成在菌體生長和基質(zhì)消耗完以后才開始

26、，與菌體生長不相關(guān)，與基質(zhì)消耗無直接關(guān)系，所形成的產(chǎn)物為次級代謝產(chǎn)物。8.根據(jù)操作方式的不同，發(fā)酵類型主要分成哪幾種？答：（1）分批發(fā)酵（2）連續(xù)發(fā)酵（3）補料分批發(fā)酵（4）固體發(fā)酵9.簡述發(fā)酵工程的類型答：（1）微生物菌體發(fā)酵：以獲得具有某種用途的菌體為目的的發(fā)酵。（2）微生物酶發(fā)酵：微生物具有種類多、產(chǎn)酶品種多、生產(chǎn)容易和成本低等特點。（3）微生物代謝產(chǎn)物發(fā)酵：初級代謝產(chǎn)物、次級代謝產(chǎn)物。（4）微生物的轉(zhuǎn)化發(fā)酵微生物轉(zhuǎn)化是利用微生物細胞的一種或多種酶，把一種化合物轉(zhuǎn)變成結(jié)構(gòu)相關(guān)的更有經(jīng)濟價值的產(chǎn)物。（5）生物工程細胞的發(fā)酵：這是指利用生物工程技術(shù)所獲得的細胞，如DNA重組的“工程菌”以及細

27、胞融合所得的“雜交”細胞等進行培養(yǎng)的新型發(fā)酵，其產(chǎn)物多種多樣。10. 發(fā)酵工業(yè)培養(yǎng)基設(shè)計的基本原則？答：（1）要清楚微生物的營養(yǎng)類型；（2）要調(diào)整好營養(yǎng)物質(zhì)的碳氮比；（3）要滿足微生物生長的理化條件如pH、滲透壓等；11.簡述種子質(zhì)量準則(微生物發(fā)酵的種子應(yīng)具備那幾方面條件？發(fā)酵工業(yè)對工業(yè)微生物菌種有哪些要求？)。答：（1）菌種細胞的生長活力強，移種至發(fā)酵罐后能 迅速生長，遲緩期短。（2）生理性狀穩(wěn)定。(遺傳性能要相對穩(wěn)定)（3）菌體總量及濃度能滿足大容量發(fā)酵罐的要求。（4）無雜菌污染(不易感染它種微生物或噬菌體)。（5）保持穩(wěn)定的生產(chǎn)能力。（6）菌種不是病原菌，不產(chǎn)任何毒素和有害的生物活性物

28、質(zhì)。即：產(chǎn)生菌及其產(chǎn)物的毒性必須考慮（在分類學(xué)上最好與致病菌無關(guān)）（7）能在廉價原料制成的培養(yǎng)基上生長，且生成的目的產(chǎn)物產(chǎn)量高，易于回收。（8）有關(guān)合成產(chǎn)物的途徑盡可能地簡單，或者說菌種改造的可操作性要強（9）生產(chǎn)特性要符合工藝要求。12.發(fā)酵過程主要分析項目有哪些？答：發(fā)酵過程主要分析項目如下 ：pH、排氣氧、排氣CO2和呼吸熵、糖含量、氨基氮和氨氮、磷含量、菌濃度和菌形態(tài)。13.簡述工業(yè)發(fā)酵產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝流程。答：培養(yǎng)基制備 無菌空氣制備 菌種與種子擴大培養(yǎng) 發(fā)酵培養(yǎng) 通過化學(xué)工程技術(shù)分離、提取、精制。14.什么是正突變？什么是負突變？什么是結(jié)構(gòu)類似物？答：生產(chǎn)上所不希望看到的，表現(xiàn)為菌株

29、的衰退和生產(chǎn)質(zhì)量的下降，這種突變成為負突變。生產(chǎn)上希望看到的，對生產(chǎn)有利，這種突變成為正突變。結(jié)構(gòu)類似物：在化學(xué)和空間結(jié)構(gòu)上和代謝的中間物（終產(chǎn)物）相似，因而在代謝調(diào)節(jié)方面可以代替代謝中間物（終產(chǎn)物）的功能，但細胞不能以其作為自身的營養(yǎng)物質(zhì)。15.簡述滅菌與消毒的區(qū)別。答：滅菌：用物理或化學(xué)方法殺死或除去環(huán)境中所有微生物，包括營養(yǎng)細胞、繁殖體和芽孢。消毒：用物理或化學(xué)方法殺死物料、容器、器皿內(nèi)外的病源微生物。一般只能殺死營養(yǎng)細胞而不能殺死細菌芽孢。消毒不一定能達到滅菌要求，而滅菌則可達到消毒的目的。16.簡述常用的滅菌方法及使用范圍？答：常用的滅菌方法有：化學(xué)藥劑滅菌；射線滅菌；干熱滅菌；濕熱

30、滅菌；過濾除菌。化學(xué)藥劑滅菌：因化學(xué)藥劑會與培養(yǎng)基的一些成分作用，而且加入培養(yǎng)基后不易去除，所以不用于培養(yǎng)基的滅菌。射線滅菌：因紫外線的穿透力低，所以，僅用于表面消毒和空氣的消毒。干熱滅菌：適用于一些要求保持干燥的實驗器材和材料（如培養(yǎng)皿、接種針、牙簽、吸管等）濕熱滅菌：是最基本的滅菌方法，使用范圍寬泛。過濾除菌：只適用于澄清流體的除菌。17.簡述CO2影響發(fā)酵的機理答：CO2及HCO3-主要是影響細胞膜的結(jié)構(gòu)。 CO2及HCO3-分別作用于細胞膜不同的位點。CO2主要作用于細胞膜的脂質(zhì)核心部位；HCO3-影響細胞膜的膜蛋白。18.發(fā)酵產(chǎn)品的生產(chǎn)特點是什么， 答：發(fā)酵產(chǎn)品的生產(chǎn)特點： （1）一

31、般操作條件比較溫和；（2）以淀粉、糖蜜等為主，輔以少量有機、無機氮源為原料；（3）過程反應(yīng)以生命體的自動調(diào)節(jié)方式進行；（4）能合成復(fù)雜的化合物如酶、光學(xué)活性體等；（5）能進行一些特殊反應(yīng)，如官能團導(dǎo)入；（6）生產(chǎn)產(chǎn)品的生物體本身也是產(chǎn)物，含有多種物質(zhì)；（7）生產(chǎn)過程中，需要防止雜菌污染；（8）菌種性能被改變，從而獲得新的反應(yīng)性能或提高生產(chǎn)率。19.生物轉(zhuǎn)化的概念、本質(zhì)及常用的轉(zhuǎn)化反應(yīng)。本科教材上的答：生物催化（biocatalysis）又稱生物轉(zhuǎn)化（biotransformation）是指利用酶或者生物有機體（全細胞、細胞器、組織等）作為催化劑進行化學(xué)轉(zhuǎn)化的過程。生物催化中常用的有機體主要是微

32、生物，其本質(zhì)是利用微生物細胞內(nèi)的酶進行催化,促進生物轉(zhuǎn)化的過程。轉(zhuǎn)化反應(yīng)有：催化脫氫、氧化、縮合、脫羧、氨化、脫氨化或同分異構(gòu)作用。20.發(fā)酵工程主體微生物有什么特點？答：發(fā)酵工程所利用的微生物主要是細菌、放線菌、霉菌和酵母菌特點：(1)對周圍環(huán)境的溫度、壓強、滲透壓、酸堿度等條件有極大的適應(yīng)能力。 (2)有極強的消化能力 (3)有極強的繁殖能力21.自然界分離微生物的一般操作步驟？工業(yè)生產(chǎn)菌的篩選步驟。答：一般菌種分離純化和篩選步驟如下：樣品(標本)采取標本材料的預(yù)處理培養(yǎng)（富集培養(yǎng)）菌落的選擇菌種初篩復(fù)篩性能的鑒定菌種保藏22.從環(huán)境中分離目的微生物時，為何一定要進行富集培養(yǎng)？答：自然界中

33、目的微生物含量很少，非目的微生物種類繁多，進行富集培養(yǎng)，使目的微生物在最適的環(huán)境下迅速地生長繁殖，數(shù)量增加，由原來自然條件下的劣勢種變成人工環(huán)境下的優(yōu)勢種，使篩選變得可能。23.菌種選育分子改造的目的？答：防止菌種退化;解決生產(chǎn)實際問題;提高生產(chǎn)能力;提高產(chǎn)品質(zhì)量;開發(fā)新產(chǎn)品.24.什么叫自然選育？自然選育在工業(yè)生產(chǎn)中有哪些意義？答：自然選育就是不經(jīng)人工處理，利用微生物的自然突變進行菌種選育的過程。自然選育在工業(yè)生產(chǎn)上的意義：自然選育可以有效地用于高性能突變株的分離。然選育雖然突變率很低，但卻是工廠保證穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)的重要措施。25.什么是生理性酸性物質(zhì)？什么是生理性堿性物質(zhì)？答：經(jīng)微生物生理作用（

34、代謝）后能形成酸性物質(zhì)的營養(yǎng)物叫生理酸性物質(zhì)，若菌體代謝后能產(chǎn)生堿性物質(zhì)的營養(yǎng)物稱為生理堿性物質(zhì)26.什么是前體？前體添加的方式？答：前體指某些化合物加入到發(fā)酵培養(yǎng)基中，能直接彼微生物在生物合成過程中合成到產(chǎn)物物分子中去，而其自身的結(jié)構(gòu)并沒有多大變化，但是產(chǎn)物的產(chǎn)量卻因加入前體而有較大的提高。前體使用時普遍采用流加的方法。27.什么是生長因子？生長因子的來源？答：凡是微生物生長不可缺少而細胞自身不能合成的微量的有機物質(zhì)，如氨基酸、嘌呤、嘧啶、維生素等均稱生長因子。有機氮源是這些生長因子的重要來源28.什么是產(chǎn)物促進劑？ 答：是指那些非細胞生長所必須的營養(yǎng)物，又非前體，但加入后卻能提高產(chǎn)量的添加

35、劑。29.什么是理論轉(zhuǎn)化率？什么是實際轉(zhuǎn)化率？答：理論轉(zhuǎn)化率是指理想狀態(tài)下根據(jù)微生物的代謝途徑進行物料衡算，所得出的轉(zhuǎn)化率的大小。實際轉(zhuǎn)化率是指實際發(fā)酵過程中轉(zhuǎn)化率的大小30.什么是種齡？適宜種齡確定的依據(jù)？答：種齡是指種子罐中培養(yǎng)的菌體開始移入下一級種子罐或發(fā)酵罐時的培養(yǎng)時間。原則：對數(shù)生長期末，細胞活力強，菌體濃度相對較大，但是最終由實驗結(jié)果定。31.什么是初級代謝產(chǎn)物？什么是次級代謝產(chǎn)物？初級代謝產(chǎn)物是指微生物產(chǎn)生的，生長和繁殖所必需的物質(zhì)，如蛋白質(zhì)、核酸等。次級代謝產(chǎn)物是指由微生物產(chǎn)生的，與微生物生長、繁殖無關(guān)的一類物質(zhì)。32.什么是半連續(xù)培養(yǎng)，說明其優(yōu)缺點。答：在補料分批培養(yǎng)的基礎(chǔ)上

36、間歇放掉部分發(fā)酵液（帶放）稱為半連續(xù)培養(yǎng)。某些品種采取這種方式，如四環(huán)素發(fā)酵優(yōu)點 放掉部分發(fā)酵液，再補入部分料液，使代謝有害物得以稀釋有利于產(chǎn)物合成，提高了總產(chǎn)量。缺點 代謝產(chǎn)生的前體物被稀釋，提取的總體積增大33.分批培養(yǎng)的特點是什么？答：操作簡單，發(fā)酵液中的細胞濃度、基質(zhì)濃度和產(chǎn)物濃度均隨時間而不斷變化。就細胞的濃度的變化而言，在分批培養(yǎng)中要經(jīng)歷延遲期、對數(shù)生長期、減速期、穩(wěn)定期和衰亡期各階段。34.連續(xù)培養(yǎng)的優(yōu)點是什么？答：1）可以提高設(shè)備的利用率和單位時間產(chǎn)量，只保持一個期的穩(wěn)定狀態(tài)，2）發(fā)酵中各參數(shù)趨于恒指，便于自動控制，3）易于分期控制，可以在不同的罐中控制不同的條件。35.什么是

37、連續(xù)培養(yǎng)？什么是連續(xù)培養(yǎng)的稀釋率？答：由于新鮮培養(yǎng)基不斷補充，所以不會發(fā)生營養(yǎng)物的枯竭，另一方面，發(fā)酵液不斷取出，發(fā)酵罐內(nèi)的微生物始終處于旺盛的指數(shù)生長期，罐內(nèi)細胞濃度X、比生長速率、以及t, pH等都保持恒定。稀釋率(D):補料速度與反應(yīng)器體積的比值(h-1)36.解釋連續(xù)培養(yǎng)富集微生物的原理？答：菌的積累速率=生長速率-流出速率,調(diào)節(jié)培養(yǎng)基,使目的菌的流出速率<生長速率,雜菌的流出速率>生長速率,就起到富集作用37.為何氧容易成為好氧發(fā)酵的限制性因素？答：氧是需氧微生物生長所必需的。氧往往容易成為控制因素，是因為氧在水中的溶解度很低，培養(yǎng)基因含有大量的有機和無機物質(zhì)，氧的溶解度

38、比水中還要更低。在對數(shù)生長期即使發(fā)酵液中的氧濃度達到飽和，若此時終止供氧，發(fā)酵液中的溶氧可在幾分鐘內(nèi)全部耗盡，使溶氧成為控制因素。38.臨界溶氧濃度、氧飽和度的概念？答：臨界氧濃度：CCr臨界氧濃度：指不影響菌的呼吸所允許的最低氧濃度。氧飽和度：發(fā)酵液中氧的濃度/臨界溶氧溶度飽和溶氧濃度：在一定溫度和壓力下，空氣中的氧在水中的溶解度。(mol/m3)39.影響微生物需氧的因素有哪些？答：細胞濃度直接影響培養(yǎng)液的攝氧率，在分批發(fā)酵中攝氧率變化很大，不同生長階段需氧不同，對數(shù)生長后期達最大值。培養(yǎng)基的成分和濃度顯著影響微生物的攝氧率，碳源種類對細胞的需氧量有很大影響，一般葡萄糖的利用速度比其他的糖

39、要快。40.如何調(diào)節(jié)搖瓶發(fā)酵的供氧水平？答：往復(fù)，頻率80-120分/次，振幅 8cm旋轉(zhuǎn)，偏心距轉(zhuǎn)速250rpm裝液量，一般取容器容積1/10左右：41.如何調(diào)節(jié)通氣攪拌發(fā)酵罐的供氧水平？答：一般認為，發(fā)酵初期較大的通風(fēng)和攪拌而產(chǎn)生過大的剪切力，對菌體的生長有時會產(chǎn)生不利的影響，所以有時發(fā)酵初期采用小通風(fēng)，停攪拌，不但有利于降低能耗，而且在工藝上也是必須的。但是通氣增大的時間一定要把握好。42.氧的供需研究與反應(yīng)器設(shè)計與放大的關(guān)系？答：發(fā)酵過程放大困難的原因就在放大時不可能同時做到幾何相似、流體運動學(xué)相似和流體動力學(xué)相似，當(dāng)在小試研究時某一個對生產(chǎn)產(chǎn)生影響的重要因素沒有被觀察到，而這個因素恰

40、恰在放大時成為關(guān)鍵因子時，就會造成整個發(fā)酵過程的失敗(供氧、混合、剪切）。43.微生物工程有幾個發(fā)展階段？答：（1）傳統(tǒng)的微生物發(fā)酵技術(shù)-天然發(fā)酵，（2）第一代的微生物發(fā)酵技術(shù)-純培養(yǎng)技術(shù)的建立，（3）第二代微生物發(fā)酵技術(shù)-深層發(fā)酵技術(shù)（4）第三代微生物發(fā)酵技術(shù)-微生物工程44.微生物工程有那些方面的應(yīng)用？答：（1）微生物工程在食品中的應(yīng)用，（2）微生物工程在醫(yī)藥衛(wèi)生中的應(yīng)用（抗生素、氨基酸、維生素、甾體激素）， （3）微生物工程在輕工業(yè)中的應(yīng)用，（4）微生物工程在化工能源中的應(yīng)用 ，（5）微生物工程在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用（生物農(nóng)藥、生物除草劑、生物增產(chǎn)劑、食用菌） ，（6）微生物工程在環(huán)境保護中的應(yīng)

41、用，（7）微生物工程在細菌冶金中的應(yīng)用八、微生物工程在高技術(shù)研究中的應(yīng)用45.培養(yǎng)基設(shè)計的一般步驟？根據(jù)前人的經(jīng)驗和培養(yǎng)基成分確定時一些必須考慮的問題，初步確定可能的培養(yǎng)基成分；通過單因子實驗最終確定出最為適宜的培養(yǎng)基成分；當(dāng)培養(yǎng)基成分確定后，剩下的問題就是各成分最適的濃度，由于培養(yǎng)基成分很多，為減少實驗次數(shù)常采用一些合理的實驗設(shè)計方法。46.誘變育種的一般步驟.答：誘變育種包括（兩個部分）：（1）誘變，（2）篩選（1）誘變：以合適的誘變劑處理大量均勻分散的微生物細胞懸浮液，在引起絕大多數(shù)細胞致死的同時，使存活個體中DNA結(jié)構(gòu)變異頻率大幅度提高。（2）篩選：用適宜的方法淘汰負效應(yīng)變異株，選出極

42、少數(shù)性能優(yōu)良的正變異株，以達到培養(yǎng)優(yōu)良菌種的目的。47.什么是菌體的生長比速？產(chǎn)物的形成比速？基質(zhì)的消耗比速？維持消耗？答：菌體的比生長速率：單位重量的菌體瞬時增量=（dx/dt）/x；單位為1/h，其中x菌體濃度（g/L ）產(chǎn)物的形成比速：單位時間內(nèi)單位菌體形成產(chǎn)物（菌體）的量=（dp/dt）/x,；單位為1/h，其中p產(chǎn)物濃度（g/L ）基質(zhì)的比消耗速率:單位時間內(nèi)單位菌體消耗基質(zhì)的量  =（ds/dt）/x；單位為1/h，其中s底物濃度（g/L ）48.搖瓶培養(yǎng)及搖瓶培養(yǎng)的優(yōu)點答：搖瓶培養(yǎng)：依靠搖瓶在搖床上搖動振蕩，使培養(yǎng)基液面與上方的空氣不斷接觸，供給微生物生長所需

43、的溶解氧。搖瓶培養(yǎng)優(yōu)點：通氣量充足，溶氧好，菌體在振蕩培養(yǎng)過程中，不斷接觸四周培養(yǎng)基而獲得營養(yǎng)和溶解氧。其培養(yǎng)條件接近于種子罐。49.發(fā)酵過程為什么要補料？補些什么？答：在分批培養(yǎng)過程中補入新鮮的料液，以克服營養(yǎng)不足而導(dǎo)致的發(fā)酵過早結(jié)束的缺點。在這樣一種系統(tǒng)中可以維持低的基質(zhì)濃度，避免快速利用碳源的阻遏效應(yīng)；可以通過補料控制達到最佳的生長和產(chǎn)物合成條件；還可以利用計算機控制合理的補料速率，穩(wěn)定最佳生產(chǎn)工藝。發(fā)酵基質(zhì)和緩沖液等。50.補料過多或過少對發(fā)酵有什么影響？答：投料過多造成菌體細胞大量生長，無法穩(wěn)定的產(chǎn)生發(fā)酵產(chǎn)物，導(dǎo)致菌體生產(chǎn)力下降，同時改變發(fā)酵液流變學(xué)性質(zhì)。如果補料過少,則使菌體過早進

44、入衰退期，引起菌體衰老和自，同樣使生產(chǎn)力下降。51.什么是種子擴大培養(yǎng)，其任務(wù)是什么？答：（1）種子擴大培養(yǎng)是指將保存在砂土管、冷凍干燥管中處休眠狀態(tài)的生產(chǎn)菌種接入試管斜面活化后，再經(jīng)過扁瓶或搖瓶及種子罐逐級擴大培養(yǎng),最終獲得一定數(shù)量和質(zhì)量的純種過程。這些純種培養(yǎng)物稱為種子。（2）種子擴大培養(yǎng)的任務(wù)： 現(xiàn)代的發(fā)酵工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模越來越大，每只發(fā)酵罐的容積有幾十立方米甚至幾百立方米，要使小小的微生物在幾十小時的較短時間內(nèi)，完成如此巨大的發(fā)酵轉(zhuǎn)化任務(wù)，那就必須具備數(shù)量巨大的微生物細胞才行。52.什么是發(fā)酵熱，包括哪幾類？影響發(fā)酵熱的因素有哪些（沒答案）？答：發(fā)酵熱：就是發(fā)酵過程中釋放出來的凈熱量。由產(chǎn)

45、熱因素和散熱因素兩方面決定。凈熱量是指各種產(chǎn)生的熱量和各種散失的熱量的代數(shù)和。發(fā)酵過程中產(chǎn)生的熱量主要包括生物熱Q生物:產(chǎn)生菌分解基質(zhì)產(chǎn)生熱量，攪拌熱Q攪拌:機械攪拌產(chǎn)生熱量等；輻射熱Q輻射:散失的熱量主要包括罐壁散熱；蒸發(fā)熱Q蒸發(fā):水分蒸發(fā)、空氣排氣帶走熱量等。發(fā)酵熱引起發(fā)酵液的溫度上升。發(fā)酵熱大，溫度上升快，發(fā)酵熱小，溫度上升慢。53.說明溶氧測定的意義。答：溶氧測定：溶解氧作為環(huán)境因素對微生物反應(yīng)有直接影響；溶氧可作為發(fā)酵中氧是否足夠的度量；溶氧可作為發(fā)酵中間控制的手段之一；溶氧可作為考察設(shè)備，工藝條件的指標之一。54.機械攪拌自吸式發(fā)酵罐優(yōu)缺點是什么？答：主要優(yōu)點是：節(jié)約空氣凈化系統(tǒng)中

46、的空氣壓縮機、冷卻器、油水分離器、空氣儲罐、總過濾器等設(shè)備，減少廠房占地面積；減少發(fā)酵設(shè)備投資30%左右；設(shè)備便于自動化、連續(xù)化，降低勞動強度，減少勞動力；設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，溶氧效率高，操作方便。缺點是：由于罐壓低，在某些發(fā)酵中，容易引起染菌。55.空氣帶升環(huán)流式發(fā)酵罐的工作原理？答：其工作原理是在罐外裝設(shè)上升管，上升管兩端與罐底及罐上部相連，構(gòu)成一個循環(huán)系統(tǒng)。在上升的下部裝設(shè)空氣噴嘴，空氣噴嘴以250300m/s的高速度噴入上升管，借噴嘴的作用將空氣泡分割成細泡，與上升管的發(fā)酵液密切接觸。由于上升管的發(fā)酵液輕，加上壓縮空氣的噴流動能，因此使上升管的液體上升，罐內(nèi)液體下降而進入上升管，形成反復(fù)的循

47、環(huán)，供給發(fā)酵液所消耗的溶解空氣量，使發(fā)酵正常進行56.按氧氣需求，發(fā)酵罐分幾種；按能量輸入方式，好氧發(fā)酵罐可分為幾類？答：按氧氣需求，發(fā)酵罐分為：厭氧發(fā)酵罐和好氧發(fā)酵罐按能量輸入方式，好氧發(fā)酵罐可分為三類：內(nèi)部機械攪拌型、外部液體攪拌型和空氣噴射提升式發(fā)酵罐。57.機械攪拌發(fā)酵罐主要包括那些部件？答：包括罐身、攪拌器、擋板、冷卻裝置、空氣分布裝置、軸封等58.攪拌器、擋板、消泡器、連軸器、軸封等的作用是什么？答：攪拌器作用：（1）將空氣打碎成小泡，增加氣-液接觸界面，提高氧的傳質(zhì)速率。（2）使發(fā)酵液充分混合，液體中的固形物質(zhì)保持懸浮狀態(tài)。擋板作用：克服攪拌器運轉(zhuǎn)時液體產(chǎn)生的渦流，將徑向流動改變

48、為軸向流動，促使液體激烈翻動，增加溶氧速率。消泡器作用：將泡沫打碎。連軸器作用：使上下攪拌軸成牢固的剛性連接。軸封作用：使固定的發(fā)酵罐與轉(zhuǎn)動的攪拌軸之間能夠密封，防止泄漏和雜菌污染。59.簡述如何調(diào)節(jié)營養(yǎng)物質(zhì)成分提高發(fā)酵產(chǎn)量？答：選擇合適的碳源，掌握氮源利用與碳源利用的關(guān)系，調(diào)節(jié)碳氮的比例，控制前體，補料60.微生物工程的工業(yè)生產(chǎn)水平的要素？答：微生物工程的工業(yè)生產(chǎn)水平由三個要素決定，即生產(chǎn)菌種的性能，發(fā)酵及提純工藝條件和生產(chǎn)設(shè)備。61.簡述發(fā)酵過程中物理參數(shù)和化學(xué)參數(shù)有那些？答：物理參數(shù)是一類直接參數(shù)，主要有溫度、生物熱、攪拌轉(zhuǎn)速和攪拌功率、通氣罐壓、發(fā)酵液黏度、消沫劑和發(fā)酵液計量等?；瘜W(xué)參

49、數(shù)也是直接參數(shù)，包括PH值、溶解氧濃度、二氧化碳濃度、細胞濃度、基質(zhì)濃度、產(chǎn)物濃度等參數(shù)。六、論述題1.論述液體深層發(fā)酵有哪些優(yōu)點？發(fā)酵方式分為幾類？答：液體深層發(fā)酵的優(yōu)點。（1）液體懸浮狀態(tài)是多數(shù)微生物的最適生長環(huán)境。（2）在液體中，菌體及其底物、產(chǎn)物（包括熱）易于擴散，使發(fā)酵可在均質(zhì)或擬均質(zhì)條件下進行。便于控制，易于擴大生產(chǎn)規(guī)模；（3）液體輸送方便，易于機械化操作。（4）廠房面積小，生產(chǎn)效率高，易進行自動化控制，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。（5）產(chǎn)品易于提取、精制等。方式：（1）分批發(fā)酵 ：營養(yǎng)物和菌種一次加入進行培養(yǎng)，直到結(jié)束放罐，中間除了空氣進入和尾氣排出，與外部沒有物料交換。（2）連續(xù)發(fā)酵是指以一

50、定的速度向發(fā)酵罐內(nèi)添加新鮮培養(yǎng)基，同時以相同的速度流出培養(yǎng)液，從而使發(fā)酵罐內(nèi)的液量維持恒定，微生物在穩(wěn)定狀態(tài)下生長?？梢杂行У匮娱L分批培養(yǎng)中的對數(shù)期。（3）補料分批發(fā)酵又稱半連續(xù)發(fā)酵，是介于分批發(fā)酵和連續(xù)發(fā)酵之間的一種發(fā)酵技術(shù)，是指在微生物分批發(fā)酵中，以某種方式向培養(yǎng)系統(tǒng)補加一定物料的培養(yǎng)技術(shù)。 可以使培養(yǎng)液中的營養(yǎng)物濃度較長時間地保持在一定范圍內(nèi)，既保證微生物的生長需要，又不造成不利影響，從而達到提高產(chǎn)率的目的。2.發(fā)酵用的碳源有哪些？常用的糖類有哪些，各自有何特點？答：碳源:糖類（淀粉、葡萄糖、蔗糖等）、油脂（動、植物油）、有機酸（琥珀酸、檸檬酸、乳酸、乙酸等）和低碳醇（甲醇、乙醇等）。葡

51、萄糖，所有的微生物都能利用葡萄糖，但是會引起葡萄糖效應(yīng)糖蜜，是制糖生產(chǎn)時的結(jié)晶母液，它是制糖工業(yè)的副產(chǎn)物。主要含有蔗糖，總糖可達50%75%。一般糖蜜分甘蔗糖蜜和甜菜糖蜜葡萄糖蜜。除糖份外，含有較多的雜質(zhì)，其中有些是有用的，但是許多都會對發(fā)酵產(chǎn)生不利的影響，需要進行預(yù)處理。淀粉、糊精，缺點：難利用、發(fā)酵液比較稠、一般>2.0%時加入一定的-淀粉酶。成分比較復(fù)雜，有直鏈淀粉和支鏈淀粉等等。優(yōu)點：來源廣泛、價格低，可以解除葡萄糖效應(yīng)。得 分閱卷人3.影響種子質(zhì)量的因素答：（1）培養(yǎng)基：營養(yǎng)成分適合種子培養(yǎng)的需要選擇有利于孢子發(fā)芽和菌體生長的培養(yǎng)基；營養(yǎng)上要易于被菌體直接吸收和利用；營養(yǎng)成分要

52、適當(dāng)豐富和完全，氮源和維生素含量要高營養(yǎng)成分要盡可能與發(fā)酵培養(yǎng)基相近。（2）培養(yǎng)條件溫度通氣量：在種子罐中培養(yǎng)的種子除保證供給易被利用的培養(yǎng)基外，有足夠的通氣量可以提高種子質(zhì)量。例如：青霉素的生產(chǎn)菌種在制備過程中將通氣充足和不足兩種情況下得到的種子分別接入發(fā)酵罐內(nèi)，它們的發(fā)酵單位可相差1倍。但也有例外，例如土霉素生產(chǎn)菌，一級種子罐的通氣量小對發(fā)酵有利。（3）種齡：是指種子罐中培養(yǎng)的菌絲體開始移入下一級種子罐或發(fā)酵罐時的培養(yǎng)時間。通常種齡是以處于生命力極旺盛的對數(shù)生長期，菌體量還未達到最大值時的培養(yǎng)時間較為合適。時間太長，菌種趨于老化，生產(chǎn)能力下降，菌體自溶；種齡太短，造成發(fā)酵前期生長緩慢。不同

53、菌種或同一菌種工藝條件不同，種齡是不一樣的，一般需經(jīng)過多種實驗來確定。嗜堿性芽孢桿菌生產(chǎn)堿性蛋白酶，12小時最好。（4）接種量：是指移入的種子液體積和接種后培養(yǎng)液體積的比例。接種量的大小決定于生產(chǎn)菌種在發(fā)酵罐中生長繁殖的速度，采用較大的接種量可以縮短發(fā)酵罐中菌絲繁殖達到高峰的時間，使產(chǎn)物的形成提前到來，并可減少雜菌的生長機會。但接種量過大或者過小，均會影響發(fā)酵。過大會引起溶氧不足，影響產(chǎn)物合成；而且會過多移入代謝廢物，也不經(jīng)濟；過小會延長培養(yǎng)時間，降低發(fā)酵罐的生產(chǎn)率。通常接種量，細菌15%，酵母菌510%，霉菌715%，有時2025%4.培養(yǎng)成分用量的確定有什么規(guī)律？答：（1）參照微生物細胞內(nèi)

54、元素的比例確定。培養(yǎng)基的成分配比雖然千差萬別，但都是用來培養(yǎng)某種微生物的，而不同類型的微生物細胞的成分比例其實是有一定規(guī)律的。這些規(guī)律可以在很大程度上知道培養(yǎng)基的基本成分配比的選擇。 不同種類的微生物內(nèi)某種成分的含量其實是比較穩(wěn)定的。培養(yǎng)基最終會被微生物吸收利用，因此其成分比例可以參考該種微生物的成分比例，至少可以作為一個重要依據(jù)。另外，盡管不同種類的微生物的成分比例有一定的差異，但還是有一定共性的。所以培養(yǎng)基中這集中營養(yǎng)成分不管由什么具體物質(zhì)提供，其用量基本上也符合這種關(guān)系。（2）參照碳氮比確定。如果培養(yǎng)基中碳源過多，不利產(chǎn)物的合成。同樣碳源過少或氮源過少對發(fā)酵的影響也是不利的。不同種微生物

55、碳氮比差異很大，既是同種微生物在其不同生理時期對碳氮比要求也有不同，所以最適碳氮比要通過試驗確定，一般在100：（120）之間。（3）、其他因素。培養(yǎng)基中一些用量極少的物質(zhì)一般要嚴格控制，不能過量。例如，維生素、微量元素、某些生長因子、前體等。具體用量要通過試驗確定。培養(yǎng)基中的一些成分的比例會影響培養(yǎng)基的某些理化性質(zhì)，這時要引起重視。 5.試述影響培養(yǎng)基滅菌效果的因素。答：培養(yǎng)基成分：（1）油脂、糖類：油脂、糖類及一定濃度的蛋白質(zhì)會增加微生物的耐熱性。因高濃度有機物會環(huán)繞細菌的四周形成一層薄膜，影響熱的傳入。所以，濃度較高的培養(yǎng)基相對需要較高溫度和較長時間滅菌。如低質(zhì)量濃度（1%2%）的氯化鈉

56、溶液對微生物有保護作用；隨著濃度的增加，保護作用減弱，當(dāng)質(zhì)量濃度達到8%10%則減弱微生物的耐熱性。而高濃度的鹽類、色素等則削弱其抗性。（2）pH：微生物在pH6.08.0范圍內(nèi)耐熱性最大。當(dāng)pH低于6.0時，氫離子極易滲入微生物細胞，從而改 變細胞的生理反應(yīng)而促進其死亡； 故培養(yǎng)基酸度愈高，則所需的殺菌時間愈短。（3）顆粒：顆粒小，滅菌容易，顆粒大，滅菌難。（4）泡沫：泡沫中的空氣形成隔熱層，使熱量難以滲透進到泡沫中殺死其中潛伏的微生物；易產(chǎn)生泡沫的培養(yǎng)基在滅菌時，可加入少量消泡劑。6.發(fā)酵工程的概念是什么？發(fā)酵工程基本可分為那兩個大部分，包括哪些內(nèi)容?答：發(fā)酵工程是利用微生物特定性狀好功能

57、，通過現(xiàn)代化工程技術(shù)生產(chǎn)有用物質(zhì)或其直接應(yīng)用于工業(yè)化生產(chǎn)的技術(shù)體系，是將傳統(tǒng)發(fā)酵與現(xiàn)代的DNA重組、細胞融合、分子修飾和改造等新技術(shù)結(jié)合并發(fā)展起來的發(fā)酵技術(shù)。也可以說是滲透有工程學(xué)的微生物學(xué)，是發(fā)酵技術(shù)工程化的發(fā)展，由于主要利用的是微生物發(fā)酵過程來生產(chǎn)產(chǎn)品，因此也稱為微生物工程。發(fā)酵部分:（1）菌種的特征和選育 （2）培養(yǎng)基的特性，選擇及其滅菌理論（3）發(fā)酵液的特性 （4）發(fā)酵機理。 （5）發(fā)酵過程動力學(xué) （6）空氣中懸浮細菌微粒的過濾機理（7）氧的傳遞。溶解。吸收。理論。（8）連續(xù)培養(yǎng)和連續(xù)發(fā)酵的控制提純部分 （1）細胞破碎，分離 （2）液輸送，過濾. 除雜 （3）離子交換滲析，逆滲透，超濾 （4）凝膠過濾，沉淀分離 （5）溶媒萃取，蒸