发酵工程复习题1.docx

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发酵工程复习题1

第一篇微生物工业菌种与培养基

一、选择题

2•实验室常用的培养细菌的培养基是（）

A牛肉膏蛋白胨培养基B马铃薯培养基C高氏一号培养基D麦芽汁培养基

3•在实验中我们所用到的淀粉水解培养基是一种（）培养基

A基础培养基B加富培养基C选择培养基D鉴别培养基

7•实验室常用的培养放线菌的培养基是（）

A牛肉膏蛋白胨培养基B马铃薯培养基C高氏一号培养基D麦芽汁培养基

8•酵母菌适宜的生长

pH值为（

）

A5.0-6.0B

3.0-4.0

C

8.0-9.0

D7.0-7.5

9.细菌适宜的生长

pH值为（

）

A5.0-6.0B

3.0-4.0

C

8.0-9.0

D7.0-7.5

10.培养下列哪种微生物可以得到淀粉酶、蛋白酶、果胶酶、多肽类抗生素、氨基酸、维生素及丁二醇等产

品。

A枯草芽孢杆菌B醋酸杆菌C链霉素D假丝酵母

二、是非题

1.根据透明圈的大小可以初步判断菌株利用底物的能力（）

2.凡是影响微生物生长速率的营养成分均称为生长限制性基质。

（）

3.在最适生长温度下，微生物生长繁殖速度最快，因此生产单细胞蛋白的发酵温度应选择最适生长温度。

（）

4.液体石蜡覆盖保藏菌种中的液体石蜡的作用是提供碳源（）.

5.种子的扩大培养时种子罐的级数主要取决于菌种的性质、菌体的生长速度、产物品种、生产规模等（）

6.碳源对配制任何微生物的培养基都是必不可少的.（）

7.亚硝基胍能使细胞发生一次或多次突变，尤其适合于诱发营养缺陷型突变株，有”超诱变剂”之称.

9.参与淀粉酶法水解的酶包括淀粉酶、麦芽糖酶和纤维素酶等。

（）三、填空题

1.菌种扩大培养的目的是提高菌种使用率，降低生产成本。

2.进行紫外线诱变时，要求菌悬液浓度：

细菌约为106个/ml,放线菌为,霉菌和酵母为106〜

107个/ml.紫外线（波长240-250nm）的作用机制主要是形成胸腺嘧啶二聚体以改变DNA生物活性，造成菌体

死亡和变异。

3.培养基应具备微生物生长所需要的六大营养要素是_碳源—、__氮源_、—能源__、—水—、—无机盐__

和生长因子。

4.碳源物对微生物的功能是_提供能源_和_组成菌体细胞成分的碳架，微生物可用的碳源物质

主要有__葡萄糖_、—蔗糖、__麦芽糖、乳糖、淀粉__等。

5.工业发酵常用的有机氮源主要有蛋白胨、黄豆饼粉、尿素、酵母粉、玉米浆等。

7.常用的纯种分离方法有平板划线,平板稀释,施加选择性压力分离法三种.

9.在微生物研究和生长实践中，选用和设计培养基的最基本要求是_目的明确_、一营养协调_、

物理条件适宜_、_价廉易得_和_化学条件适宜_。

10.液体培养基中加入CaCO的目的通常是为了—。

11.在利用平板的生化反应进行分离时，生长圈法所用的工具菌是一些营养缺陷型菌株，抑菌圈法所用

的工具菌是一些抗生素的敏感菌.

13.分离放线菌时，可以在样品的菌悬液中加几滴10%勺酚，以抑制细菌的牛长,分离酵母菌时，可在培养

基中添加一定量的抗生素以抑制细菌的生长.

14.培养基按用途分可分为抱子培养基、种子培养基、发酵培养基和补料培养四种类型。

15.制备淀粉水解糖的方法有化学法、酶解法、和生物发酵法。

四、名词解释

1.培养基：

是供微生物、植物和动物组织生长和维持用的人工配制的养料，一般都含有碳水化合物、含氮物质、无机盐（包括微量元素）以及维生素和水等。

3.次级代谢产物：

是指微生物生长到一定阶段才产生的化学结构十分复杂、对该生物无明显生理功能，或并非是微生物生长和繁殖所必需的物质

五、问答题

1.什么是前体？

前体添加的方式？

答：

前体指某些化合物加入到发酵培养基中，能直接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化，但是产物的产量却因加入前体而有较大的提高。

前体使用时普遍采用流加的方法。

2.简述菌种保藏的基本原理和菌种保藏方法。

答：

基本原理：

根据微生物的生理生化特性，人为地创造条件，使微生物处于代谢不活泼，生长繁殖受到抑制的休眠状态，以减少菌种的变异。

保藏方法：

1斜面保藏法。

2穿刺保藏法。

3沙土管干燥保藏法。

4真空

冷冻干燥保藏法。

5液氮保藏法。

6悬液保藏法。

7低温保藏法。

3.微生物工业用的菌种有哪几大类，能否举出各类中常用的工业微生物名称和其反应产物。

答：

类型：

1细菌，乳酸杆菌，产生乳酸。

2放线菌，红霉素链霉菌，产生红霉素。

3霉菌，青霉，产生青霉

素。

酵母，啤酒酵母，产生啤酒。

5.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？

答：

实验室阶段培养物选择的原则：

种子能扩培到一定的量和质，获得一定数量和质量的孢子/菌体。

培养基

的选择应该是有利于菌体的生长，对孢子培养基应该是有利于孢子的生长。

在原料方面，实验室种子培养阶段，规模一般比较小，因此为了保证培养基的质量，培养基的原料一般都比较精细。

生产车间阶段培养物的选择原则最终一般都是获得一定数量的菌丝体。

培养基选择首先考虑的是有利于孢子的发育和菌体的生长，所以营养要比发酵培养基丰富。

在原料方面：

不如实验室阶段那么精细，而是基本接近于发酵培养基，这有两个方面的原因:

一是成本二是驯化。

6.依据不同的分类方法，培养基有哪几种类型？

答：

按组成成分：

1合成培养基，2天然培养基；按状态分：

固体，半固体，液体；

按用途分：

孢子，种子，发酵。

7、淀粉酶可以通过微生物发酵生产，为了提高酶的产量，请你设计一个实验，利用诱变育种方法，获得产生淀粉酶较多的菌株，

（1）写出主要实验步骤。

（2）根据诱发突变率和诱变不定向性的特点预期实验结果。

答案：

（1）主要实验步骤：

将培养好的菌株分两组，一组用一定剂量的诱变剂处理，另一组不处理作对照。

配制含淀粉的培养基。

把诱变组的菌株接种于多个含淀粉的培养基上，同时接种对照组，相同条件培养。

比较两种菌株菌落大小，选出透明大的菌株。

（2）预期实习结果：

由于诱变率低，诱变组中大多数菌落周围的透明圈大小与对照组相同。

由于诱变不定向性，诱变组中极少数菌落透明圈与对照组相比变大或变小。

3.填空题

1.常用的需氧发酵罐有机械搅拌通风式发酵罐、空气带升环流式发酵罐、高位塔式发酵罐、

自吸式发酵罐等，其中机械搅拌通风式发酵罐作为通用式发酵罐而占据主导地位。

2•发酵罐中的搅拌器按液流形式可分为轴向流和径向流两种，圆盘涡轮式搅拌器使用比较广

泛，圆盘上的搅拌叶一般有箭叶式、平叶式、弯叶式三种。

3.酒精发酵罐一般为圆筒形,底盖和顶盖为碟形或锥形,国内外啤酒厂使用较多的是圆筒体锥底

形发酵罐。

4、填写下图空气除菌设备流程图中各部分的设备名称：

1粗过滤器，2空气压缩机，4冷却器，8加热器9空气过滤器。

5、下图为标准通用式发酵罐的几何尺寸比例图，其中H/D=1.7-4，d/D=1/2-1/3

W/D=1/8-1/12,B/D.

4.名词解释

1、机械搅拌发酵罐：

也称标准式或通用式发酵罐，它是利用机械搅拌器的作用，湿空气和发酵液充分混合,

并溶解在发酵液中，以保证微生物的生长繁殖所需要的氧气。

2、气升式发酵罐：

是应用最广泛的生物反应设备。

这类反应器具有结构简单、不易染菌、溶氧效率高、能

耗低等优点。

有多种类型，常见的有气升环流式、鼓泡式、空气喷射式等。

3、自吸式发酵罐：

是一种不需要空气压缩机，在搅拌过程中自吸入空气的发酵罐。

5.简答题（见P85之1⑷6）

1.机械搅拌发酵罐中，搅拌器的搅拌作用是什么？

答：

将空气打碎成小气泡，增加气液接触界面，提高氧的传质速率，同时使发酵液充分混合，液体中的固体物质保持悬浮状态。

2.机械搅拌发酵罐的基本结构包括哪些部件？

答：

罐体，搅拌器，挡板，轴封，冷却装置，消泡器，变速装置，空气分布装置

3.判断下图分别为何种生物反应器？

请简述其操作原理。

4.

6.在实际生产中，对数期的长短取决于（）

1培养罐的大小②接种量的大小③培养基的多少④代谢产物合成的多少

A.②③B.②④C.①②D.①③

7•通过影响微生物膜的稳定性，从而影响营养物质吸收的因素是（）

A.温度B.pHC.氧含量D.前三者的共同作用

8.工业上利用谷氨酸棒壮杆菌大量积累谷氨酸，应采用（）。

五、简答题

1.影响微生物需氧的因素有哪些？

如何调节通气搅拌发酵罐的供氧水平？

答：

①因素：

细胞浓度直接影响培养液的摄氧率，在分批发酵中摄氧率变化很大，不同生长阶段需氧不同，对数生长后期达最大值。

培养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。

②如何调节：

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，所以有时发酵初期采用小通风，停搅拌，不但有利于降低能耗，而且在工艺上也是必须的。

但是通气增大的时间一定要把握好。

2.泡沫对发酵有哪些有益之处，哪些有害之处？

答：

益处：

气体分散，增加气液接触面积。

坏处：

①引起逃液，造成损失；②发酵液体积减少影响收率；

③增加杂菌污染机会；④使菌体量减少；⑤妨碍菌体呼吸，造成代谢异常，导致菌体提前自溶。

3.发酵过程温度的选择有什么依据？

答：

（1）根据菌种种类和生长阶段选择；

（2）根据培养条件选择；（3）菌生长快，维持在较高温时间要短些,

菌生长慢，维持在较高温时间可以长些。

5.发酵中泡沫形成的原因是什么？

常用的消泡剂有哪几类？

答：

原因：

（1）由外界引起的气流被机械地分散形式；

（2）发酵过程中微生物代谢及培养基的成分产生的气体集结而成的。

分类：

天然油脂，高级醇类，脂肪酸和脂类，聚醚类，硅酮类。

6.发酵操作方式可分为分批、流加和连续三种，试述三种方法的优缺点。

答：

一、分批发酵

优点：

操作简单，周期短，染菌机会减少和生产过程，产品质量易于控制。

缺点：

产率低，存在基质抑制问题，出现二次生长现象，对基质敏感的产物，或者次级代谢产物，抗生素，不适宜用分批发酵。

二、流加发酵

优点：

1能维持适当的发酵条件2减缓代谢有害物的不利影响3避免快速利用碳源的阻遏效应。

缺点：

没有物料取出，产物的积累最终导致比生长率的下降，有物料的加入，增加了染菌的机会。

三、连续发酵优点：

设备利用率高，单位时间产量高，容易控制，可及时排除发酵过程中的有害物质。

缺点：

由于长时间不断向发酵系统加入物料，增加染菌几率，连续发酵时间长，容易产生菌种突变。

7.Monod方程中，Ks的意义是什么？

答：

Ks为称作饱和常数的系统常数（g基质/L），其值为此系统可达到

的最大比生长速率值的半数（即1/2卩maX直）。

8.深层过滤的对数穿透定律。

答：

进入滤层的微粒数与穿透层的微粒数之比的对数是滤层厚度的函数。

9.某菌株的比生长速率为0.15h-1，试求该微生物的倍增时间。

10.氧从气相传递到细胞内要克服哪些阻力，其中最大阻力是哪一个。

答：

①气膜传递阻力；②气液界面传递阻力；③气液界面通过液膜的传递阻力；④液相主体的传递阻力；

⑤细胞表面的传递阻力；⑥固液界面的传递阻力；⑦细胞内的传递阻力；⑧细胞壁的阻力；⑨反应阻力。

其中最大最大阻力是气液界面的传递阻力。

11.描述供氧与耗氧平衡方程式。

答：

CcQo2=KLa（C*-CL）

12.简述温