(同等學(xué)力加試) 微生物學(xué)專業(yè) 發(fā)酵工程上課講義

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。(同等學(xué)力加試) 微生物學(xué)專業(yè) 發(fā)酵工程-湖南師范大學(xué)碩士研究生入學(xué)考試自命題考試大綱考試科目代碼：考試科目名稱：發(fā)酵工程一、考試形式與試卷結(jié)構(gòu)1)試卷成績及考試時(shí)間百分制滿分為150分，考試時(shí)間為180分鐘。2)答題方式答題方式為閉卷、筆試。3)題型結(jié)構(gòu)單選題（10題，每題1分，共10分）填空題（5題，每空1分，共25分）名詞解釋題（6題，每題5分，共30分）答題（5題，每題10-15分，共65分）論述題（2題，每題10分，共20分）各類題目的特點(diǎn)及考試的目的選擇題。是從一個(gè)問題的若干個(gè)答案中選出正確

2、的答案。這類題目是把正確答案與相近的答案或似是而非的答案并列，它具有簡單、明確、客觀的特點(diǎn)。用這類題目進(jìn)行考試的目的，主要是考查學(xué)生對基本知識(shí)理解的準(zhǔn)確程度。填空題。一般來說有填寫內(nèi)容較少，而且十分準(zhǔn)確，并具有答案的唯一性特點(diǎn)。這是比較容易得分的題目。所填寫的內(nèi)容多半是一些基本原理的結(jié)論、條件；名詞概念的簡單解釋；表示一定意義的公式、字母；客觀規(guī)律等。用這類題目進(jìn)行考試的目的，主要是考察學(xué)生對一些基本知識(shí)是否做到少而精地理解、掌握和記憶。名詞解釋，一般來說，具有解釋內(nèi)容較少，并且答案比較規(guī)范的特點(diǎn)。這是比較容易得分的題目。凡是解釋內(nèi)容較多，其意思又可以用多種方式表示的名詞，一般不作名詞解釋考試

3、，但這類名詞可以作為其它類型的題目考試。用這類題目考試的目的，是要考察學(xué)生對基本概念理解和掌握的程度。以上三類題目均為小題目。問答題，屬于中型題目，主要是要求學(xué)生簡要地回答出一些基本原理。用這類題目進(jìn)行考試，主要是考察學(xué)生對基本原理理解和掌握的程度。論述題，要求根據(jù)相關(guān)定律、公式，對所給出的數(shù)值或量進(jìn)行運(yùn)算，得出正確答案。主要是考察學(xué)生基本的計(jì)算技能以及一定的推理判斷力和邏輯思維能力等。答題要求同學(xué)們拿到考卷以后，首先要把各類題目的意思和要求弄清楚，切記看錯(cuò)題目，所答非所問，對于各類題目的回答要求如下：對于選擇題要求選擇正確，不可多選或漏選對于填空題，要求填寫要準(zhǔn)確，無需解釋。對于名詞解釋，要

4、求答出定義、它所包括的內(nèi)容及實(shí)質(zhì)。有字母表示或有計(jì)算公式的也應(yīng)寫出來。但是，由于各個(gè)名詞的含義不盡相同，因此，所回答的內(nèi)容也各有區(qū)別。對于簡答題，只要求答出要點(diǎn)，如果本身所表示的意思不明確，則需要對要點(diǎn)稍作說明，若要點(diǎn)本身所表示的意思已經(jīng)很明確，就無需再作說明。對于計(jì)算題，要求解題思路清楚，步驟完善，格式規(guī)范化。這類題一般按演算步驟記分，如果計(jì)算結(jié)果不對，但演算步驟對了，仍可得一定分?jǐn)?shù)。計(jì)算題有很多題型，不同的題型有不同的解題方法。二、考試內(nèi)容與考試要求1.考試要求發(fā)酵工程課程考試旨在考察發(fā)酵工程知識(shí)的基礎(chǔ)上，注重考察學(xué)生對于發(fā)酵工程原理及發(fā)酵優(yōu)化控制過程的理解與掌握。運(yùn)用發(fā)酵工程知識(shí)分析解決

5、簡單的實(shí)際問題的能力，以及一定程度的思維能力和邏輯推理能力。本門課程考核要求由低到高共分為“識(shí)記”、“理解”、“應(yīng)用”三個(gè)層次。其含義：識(shí)記，指能知道有關(guān)的名詞、概念、知識(shí)的含義，并能正確認(rèn)識(shí)和表述；理解，在識(shí)記（了解）的基礎(chǔ)上，能全面把握基本概念、基本原理、基本方法，能掌握有關(guān)概念、原理、方法的區(qū)別與聯(lián)系；應(yīng)用，在理解（領(lǐng)會(huì)、掌握）的基礎(chǔ)上，能運(yùn)用基本概念、基本原理、基本方法分析和解決有關(guān)的理論問題和實(shí)際問題。2.考試內(nèi)容第一章緒論識(shí)記：發(fā)酵工程、發(fā)酵、發(fā)酵方式、發(fā)酵產(chǎn)品類型理解：發(fā)酵反應(yīng)的特點(diǎn)及其與化工反應(yīng)的區(qū)別；發(fā)酵工程的重點(diǎn)內(nèi)容及應(yīng)用領(lǐng)域；發(fā)酵工程的發(fā)展歷史及發(fā)展趨勢。應(yīng)用：與化工生產(chǎn)

6、相比，敘述發(fā)酵工程的優(yōu)缺點(diǎn)。第二章工業(yè)微生物的生長與產(chǎn)物的生物合成微生物的生長與分化識(shí)記：微生物生長、微生物繁殖、微生物細(xì)胞分化理解：微生物生長繁殖的方式；微生物的生長曲線。代謝產(chǎn)物的生源說與生物合成識(shí)記：初級代謝產(chǎn)物、次級代謝產(chǎn)物、代謝樹理解：微生物合成次級代謝產(chǎn)物的基本特征，次級代謝產(chǎn)物的構(gòu)件單位的生源說和生物合成。次級代謝產(chǎn)物生物合成的基本過程。微生物生物合成的主要調(diào)控機(jī)制識(shí)記：分叉中間體、前體激活、反饋抑制、協(xié)同反饋抑制、累積反饋抑制、增效反饋抑制、順序反饋抑制、誘導(dǎo)酶、組成酶、反饋?zhàn)舛簟⒎纸猱a(chǎn)物阻遏、葡萄糖效應(yīng)、能荷、能荷調(diào)節(jié)理解：初級代謝產(chǎn)物生物合成中的主要調(diào)控機(jī)制；能荷調(diào)節(jié)；次級

7、代謝產(chǎn)物生物合成中的主要調(diào)控機(jī)制。第三章工業(yè)微生物的菌種選育自然選育識(shí)記：自然選育的含義，優(yōu)缺點(diǎn)及一般程序理解：菌種衰退的原因應(yīng)用：在生產(chǎn)活動(dòng)中用自然選育法獲得高產(chǎn)菌株。誘變育種識(shí)記：誘變育種的含義及其優(yōu)缺點(diǎn)；誘變、復(fù)合誘變及誘變劑的種類。理解：誘變育種的基本原理及一般步驟；營養(yǎng)缺陷型的檢出與鑒定。應(yīng)用：通過誘變育種篩選某種營養(yǎng)缺陷型高產(chǎn)菌株。雜交育種識(shí)記：雜交育種的含義；雜交育種的優(yōu)缺點(diǎn)；原生質(zhì)體融合及其優(yōu)點(diǎn)。理解：原生質(zhì)體融合的一般步驟。應(yīng)用：利用原生質(zhì)體融合法改良生產(chǎn)菌種。分子育種識(shí)記：基因重組的含義；基因工程技術(shù)的核心內(nèi)容。理解：基因工程的一般步驟。第四章培養(yǎng)基概述識(shí)記：培養(yǎng)基條件理解

8、：配制發(fā)酵培養(yǎng)基的一般要求。培養(yǎng)基的成分理解：培養(yǎng)基的成分培養(yǎng)基的種類和選擇識(shí)記：孢子培養(yǎng)基、種子培養(yǎng)基、發(fā)酵培養(yǎng)基的含義、發(fā)酵培養(yǎng)基的篩選方法應(yīng)用：發(fā)酵培養(yǎng)基的設(shè)計(jì)影響培養(yǎng)基的質(zhì)量因素理解：影響培養(yǎng)基的質(zhì)量因素第五章滅菌滅菌的基本原理識(shí)記：滅菌；微生物的熱阻；對數(shù)殘留定律。理解：滅菌溫度與菌死亡反應(yīng)速度常數(shù)的關(guān)系。培養(yǎng)基和發(fā)酵設(shè)備的滅菌識(shí)記：發(fā)酵培養(yǎng)基及設(shè)備滅菌的主要方法；分批滅菌時(shí)間的計(jì)算；連續(xù)滅菌的優(yōu)點(diǎn)及滅菌時(shí)間的計(jì)算。理解：培養(yǎng)基滅菌溫度的選擇。分批滅菌的傳熱計(jì)算；分批滅菌操作要點(diǎn)；連續(xù)滅菌的流程及設(shè)備類型。應(yīng)用：分析某發(fā)酵批次滅菌失敗的原因；計(jì)算某發(fā)酵罐徹底滅菌所需時(shí)間；根據(jù)某發(fā)酵的

9、特點(diǎn)設(shè)計(jì)一種連續(xù)發(fā)酵流程?？諝獬R(shí)記：生產(chǎn)中空氣除菌的主要方法；空氣過濾效率及其影響因素；空氣過濾的一般流程。理解：通風(fēng)發(fā)酵對無菌空氣的要求；過濾除菌的機(jī)理；對數(shù)穿透定律；空氣凈化的工藝要求；空氣過濾器的操作要點(diǎn)。應(yīng)用：根據(jù)某發(fā)酵對凈化空氣的要求設(shè)計(jì)一種空氣凈化流程。無菌檢查與染菌的處理識(shí)記：雜菌；染菌；染菌的原因及其所造成的后果；噬菌體的污染源。理解：防止染菌要點(diǎn)；無菌檢查與染菌的處理；噬菌體污染與發(fā)酵異常現(xiàn)象；噬菌體污染的防治。應(yīng)用：判斷某發(fā)酵異?，F(xiàn)象是雜菌污染還是噬菌體污染及相應(yīng)處理手段。5、制服染菌的要點(diǎn)識(shí)記：制服染菌的要點(diǎn)理解：染菌的原因分析。第六章生產(chǎn)菌種的培養(yǎng)和保藏種子制備的過

10、程理解：孢子制備工藝、種子制備工藝種子質(zhì)量的控制識(shí)記：影響孢子、種子質(zhì)量的因素理解：孢子、種子質(zhì)量的控制；種子異常的原因。菌種保藏與復(fù)壯識(shí)記：菌種衰退及其主要原因；防止菌種衰退的方法。理解：菌種保藏原理；主要保藏方法。應(yīng)用：對不同菌種選擇適宜的保藏方法及復(fù)壯方法。第七章通氣與攪拌工業(yè)發(fā)酵過程中對氧的需求識(shí)記：Henry定律；攝氧率ro2及其影響因素；比耗氧速率（Qo2）;臨界溶氧濃度。理解：影響微生物需氧量的因素；控制溶解氧的供需平衡。氧在溶液中的傳遞識(shí)記：氧的飽和濃度及其影響因素；體積氧傳遞系數(shù)（KLa）。理解：氧在培養(yǎng)液中的傳遞原理及氧傳遞方程式。發(fā)酵液的流變學(xué)識(shí)記：黏度、牛頓型流體、非牛

11、頓型流體理解：發(fā)酵液的流變學(xué)影響供氧的因素識(shí)記：影響供氧的主要因素。理解：影響氧傳遞推動(dòng)力的因素；影響體積氧傳遞系數(shù)KLa的因素及影響溶解氧的其它因素。應(yīng)用：提出某發(fā)酵中提高溶解氧的方法。液相體積氧傳遞系數(shù)的測定識(shí)記：溶解氧濃度測定；攝氧率的測定。理解：溶氧系數(shù)的測定與計(jì)算。應(yīng)用：用兩種方法測定某發(fā)酵液中的溶氧系數(shù)值。第八章發(fā)酵工藝的控制發(fā)酵過程的主要控制參數(shù)識(shí)記：發(fā)酵過程的主要控制參數(shù)發(fā)酵過程中的代謝變化識(shí)記：微生物發(fā)酵過程的分類。理解：初級代謝的代謝變化；次級代謝的代謝變化菌體濃度的影響及其控制識(shí)記：菌體濃度理解：菌體濃度的控制基質(zhì)的影響及其控制理解：碳源、氮源、磷酸鹽對發(fā)酵的影響及控制溫

12、度的影響及其控制識(shí)記：溫度與發(fā)酵的關(guān)系及其對發(fā)酵的影響；生物熱；發(fā)酵熱；攪拌熱。理解：最適溫度的選擇與控制。應(yīng)用：最適溫度的調(diào)控。pH的影響及其控制識(shí)記：pH值對菌體生長和產(chǎn)物合成的影響；發(fā)酵過程中pH的變化規(guī)律；引起發(fā)酵液中pH變化的因素。理解：微生物生長和產(chǎn)物合成的最適pH；最適pH的選擇與調(diào)控。應(yīng)用：對某發(fā)酵過程中的pH實(shí)施優(yōu)化控制。溶氧的影響及其控制識(shí)記：發(fā)酵過程中控制氧濃度的變化對發(fā)酵的影響。理解：發(fā)酵異常時(shí)的溶氧變化；供氧能力的變化對溶解氧的影響；提高供氧能力和控制需氧的方法。應(yīng)用：在一定供氧能力的發(fā)酵過程中控制需氧供氧能力，使供需平衡。二氧化碳的影響及其控制識(shí)記：二氧化碳對發(fā)酵的

13、影響理解：二氧化碳濃度的控制補(bǔ)料的作用和控制識(shí)記：補(bǔ)料分批培養(yǎng)的含義、作用及優(yōu)缺點(diǎn)理解：補(bǔ)料分批培養(yǎng)的補(bǔ)料方式及控制10、泡沫的影響及其控制識(shí)記：發(fā)酵過程中泡沫的成因與消長規(guī)律；機(jī)械消泡的方法和優(yōu)缺點(diǎn)；化學(xué)消泡機(jī)理；化學(xué)消泡劑的種類與性質(zhì)。理解：選擇化學(xué)消泡劑應(yīng)注意的事項(xiàng)；泡沫控制措施。應(yīng)用：發(fā)酵過程中泡沫過大影響攪拌、通風(fēng)和發(fā)酵生產(chǎn)正常進(jìn)行，應(yīng)如何控制泡沫。11、發(fā)酵終點(diǎn)的判斷識(shí)記：確定放罐的指標(biāo)第九章發(fā)酵動(dòng)力學(xué)概述識(shí)記：發(fā)酵動(dòng)力學(xué)研究的內(nèi)容；研究發(fā)酵動(dòng)力學(xué)的方法理解：發(fā)酵動(dòng)力學(xué)與過程優(yōu)化控制質(zhì)量與能量平衡識(shí)記：維持；維持因素；生長得率與比生長速率；產(chǎn)物得率。理解：質(zhì)量平衡（碳平衡、氮平衡、

14、基質(zhì)平衡、氧平衡、二氧化碳平衡）、能量平衡（化學(xué)能平衡、氧平衡、呼吸與發(fā)酵熱）。應(yīng)用：實(shí)際得率與菌體生長速率的關(guān)系；質(zhì)量平衡與能量平衡的統(tǒng)一。微生物生長與產(chǎn)物合成動(dòng)力學(xué)識(shí)記：Monod生長動(dòng)力學(xué)模型；產(chǎn)物合成動(dòng)力學(xué)模型。理解：Monod方程中各變量的含義及它們之間的相互關(guān)系；Monod方程是典型的均相非結(jié)構(gòu)模型，它基于三個(gè)假設(shè)條件而建立；推廣的Monod方程的幾個(gè)主要形式；細(xì)胞死亡動(dòng)力學(xué)方程；三種合成動(dòng)力學(xué)類型的方程式；推廣的幾種合成動(dòng)力學(xué)模型及其條件。應(yīng)用：將Monod方程推廣應(yīng)用到某特定微生物生長過程。發(fā)酵過程動(dòng)力學(xué)模擬與優(yōu)化識(shí)記：簡單分批發(fā)酵；補(bǔ)料分批發(fā)酵、反復(fù)補(bǔ)料分批發(fā)酵、連續(xù)發(fā)酵（恒

15、化器發(fā)酵、恒濁器發(fā)酵）、洗出理解：生長模型的選擇；優(yōu)化生長過程的一般原理；產(chǎn)物合成模擬方法的選擇。應(yīng)用：補(bǔ)料分批發(fā)酵動(dòng)力學(xué)、連續(xù)發(fā)酵動(dòng)力學(xué)。第十章發(fā)酵過程檢測與自控發(fā)酵過程檢測識(shí)記：主要檢測參數(shù)及其檢測方法；生物傳感器。理解：對發(fā)酵用傳感器的要求；在線檢測的優(yōu)點(diǎn)與存在的問題。應(yīng)用：生物傳感器的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢。發(fā)酵過程變量的間接估計(jì)識(shí)記：呼吸商應(yīng)用：論述直接參數(shù)和間接參數(shù)的關(guān)系。發(fā)酵過程自控識(shí)記：發(fā)酵過程自控；發(fā)酵過程自控的內(nèi)容；基本自控系統(tǒng)（前饋控制、反饋控制、自適應(yīng)控制）；發(fā)酵自控系統(tǒng)的組成應(yīng)用：試設(shè)計(jì)某項(xiàng)直接參數(shù)的簡易自控裝置。第十一章發(fā)酵過程的實(shí)驗(yàn)室研究、中試和放大實(shí)驗(yàn)室研究識(shí)記：實(shí)驗(yàn)室

16、研究的目的；實(shí)驗(yàn)室研究的方法。理解：搖瓶試驗(yàn)對微生物生長的影響微生物搖瓶與罐培養(yǎng)的差異和發(fā)酵規(guī)模改變的影響理解：搖瓶與罐培養(yǎng)的差異；發(fā)酵罐規(guī)模改變的影響。發(fā)酵規(guī)模的縮小和放大理解：發(fā)酵罐放大（縮小）的意義及主要理論依據(jù)、幾種放大（縮?。┓椒ǖ膬?yōu)缺點(diǎn)。應(yīng)用：發(fā)酵規(guī)模放大（縮?。┳罴逊椒?。第十二章現(xiàn)代生物技術(shù)在發(fā)酵工業(yè)中的應(yīng)用概述識(shí)記：生物技術(shù)；生物技術(shù)內(nèi)容。應(yīng)用：生物技術(shù)的應(yīng)用。工程菌的發(fā)酵識(shí)記：基因工程的含義；基因工程菌具備的條件；防止基因重組菌外漏的措施。理解：基因工程菌的安全問題。應(yīng)用：基因工程菌的培養(yǎng)動(dòng)植物細(xì)胞的組織培養(yǎng)識(shí)記：動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)；使用動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)生產(chǎn)的產(chǎn)物的種類；植物細(xì)胞培養(yǎng)的

17、優(yōu)點(diǎn)。理解：動(dòng)植物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)應(yīng)用：動(dòng)植物細(xì)胞的組織培養(yǎng)的應(yīng)用前景固定化細(xì)胞發(fā)酵識(shí)記：固定化細(xì)胞的制備方法；固定化細(xì)胞發(fā)酵的優(yōu)點(diǎn)。應(yīng)用：固定化細(xì)胞在醫(yī)藥工業(yè)中的應(yīng)用前景第十三章發(fā)酵工業(yè)與環(huán)境保護(hù)概述識(shí)記：化學(xué)需氧量；生物需氧量。發(fā)酵工業(yè)的廢液的生物處理識(shí)記：發(fā)酵工業(yè)廢液的生物處理方法；好氧生物處理的含義、原理；活性污泥法的機(jī)理；生物膜法的凈化機(jī)理；厭氧消化處理的含義、原理；甲烷發(fā)酵的機(jī)理。應(yīng)用：試設(shè)計(jì)造紙廢水的生物處理方法。發(fā)酵工業(yè)廢渣的處置理解：廢渣的處理工藝。第十四章發(fā)酵過程經(jīng)濟(jì)學(xué)發(fā)酵成本的構(gòu)成及影響因素識(shí)記：發(fā)酵成本的構(gòu)成。理解：影響發(fā)酵成本的因素。發(fā)酵成本的控制及過程經(jīng)濟(jì)學(xué)評價(jià)識(shí)記：發(fā)酵成本的控制方法；發(fā)酵產(chǎn)率