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发酵工程期末复习题

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发酵工程复习题库

填空题(常为括号后2—4字)

微生物的吸氧量常用呼吸强度;耗氧速率两种方法来表示,二者的关系是

(r-Qo2cX)。

发酵热包括()生物热;搅拌热;蒸发热和()辐射热等几种热。

发酵过程中调节pH值的方法主要有添加(法。

微生物工业上消除泡沫常用的方法有(一条典型的微生物群体生长曲线可分为(衰亡期四个生长时期。

常用菌种保藏方法有()斜面保藏法、

真空冷冻保藏法等。

)碳酸钙法;氨水流加法和尿素流加

)化学消泡和()机械消泡两种。

)迟滞期、对数期;()稳定期;

()沙土管保藏法、液体石蜡保藏法;

)有(需)氧发酵;()厌氧发酵两

)自然选育、诱变育种;代谢控制育种;()

培养基应具备微生物生长所需要的五大营养要素是()碳源、氮源;()无

机盐;()生长因子和水。

提高细胞膜的()谷氨酸通透性,必须从控制磷脂的合成着手或者使细胞膜受损

伤。

根据微生物与氧的关系,发酵可分为(大类。

工业微生物育种的基本方法包括(基因重组和定向育种等。

发酵工业的发展经历了()自然发酵,纯培养技术的建立,()通气搅拌的

好气性发酵技术的建立,人工诱变育种()代谢控制发酵技术的建立,开拓新型

发酵原料时期,与()基因操作技术相结合的现代发酵工程技术等六个阶段。

)通透性来实现。

)划线法,单细胞挑选法,利用选择培

去除代谢终产物主要是通过改变细胞的膜的(获得纯培养的方法有()稀释法,(养基分离法等方法。

生长因子主要包括()维生素,()氨基酸,()碱基,它们对微生物

所起的作用是供给微生物自身不能合成但又是其生长必需的有机物质。

34.常用灭菌方法:

()化学灭菌、射线灭菌、()干热灭菌、()湿热灭菌

35.常用工业微生物可分为:

()细菌、酵母菌、霉菌、()放线菌四大类。

36.发酵过程工艺控制的代谢参数中物理参数有温度、压力、()搅拌转速、()功率输入、流加数率和质量等

37.

环境无菌的检测方法有:

()显微镜检查法、肉汤培养法、()平板培养法、发酵过程的异常观察法等

4.培养过程中不希望培养基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

5.下列营养物质中,不同时含有碳源、氮源和生长因子的是(C)

A牛肉膏B蛋白胨C生物素D酵母粉

6.平板划线分离法不需要下面哪个物品或设备(D)

A接种环B琼脂培养基平板C超净工作台D电泳仪

7.在培养基的配制过程中,具有如下步骤,其正确顺序为(B)

1溶化②调pH③加棉塞④包扎⑤培养基的分装⑥称量

A①②⑥⑤③④B⑥①②⑤③④

C⑥①②⑤④③D①②⑤④⑥③

8.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

14.常作为生产菌种和科研材料的细菌群体,应该是代谢旺盛、个体形态和生理特性比较稳定的。

所以应选择在它的(B)

A迟滞期B对数期C稳定期D衰亡期

15.某些放线菌产生的抗生素,是它们的(B)

A初级代谢产物B次级代谢产物C代谢中间产物D代谢废物

16.固体培养基中需要加入琼脂的目的是(D)

A为菌体提供碳源B为菌体提供氮源

C使培养基保持水分D使培养基凝固

17.微生物代谢的调节属于(C)

A神经调节B.激素调节C.酶的调节D.基因调节

18.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

19.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

22.发酵过程中,不会直接引起pH变化的是(C)

A营养物质的消耗B微生物呼出的CO2C微生物细胞数目的增加D代谢产物的积累

23.关于灭菌和消毒的不正确的理解是(B)

A灭菌是指杀灭环境中的一切微生物的细胞、芽孢和孢子

B消毒和灭菌实质上是相同的

C接种环用烧灼法灭菌

D常用灭菌方法有加热法、过滤法、紫外线法、化学药品法

24.加热灭菌时,一般营养细胞的致死温度是多少度(B)

A32CB60CC100CD120C

29.使用高压锅灭菌时,打开排汽阀的目的是(D)

A防止高压锅内压力过高,使培养基成分受到破坏

B排尽锅内有害气体

C防止锅内压力过高,造成灭菌锅爆炸

D排尽锅内冷空气

30.巴斯德效应是指(D

A乳酸对微生物的抑制B酒精对葡萄糖分解的抑制

C氧气对呼吸作用的抑制D氧气对发酵作用的抑制

31.微生物群体生长状况的测定方法可以是(B

①测定样品的细胞数目③测定培养基中细菌的体积

2测定次级代谢产物的总含量

④测定样品的细胞重量

A.②④B.①④C.①③

D.②③

32.酵母菌培养液中常含有一定浓度的葡萄糖,但当葡萄糖浓度过高时,反而会抑制微生物的生长,原因是(B)

A•碳源供应太充足B•细胞会发生质壁分离

C.改变了酵母菌的pH值D.葡萄糖不是酵母菌的原料34.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

36.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-errr..尸.捋关苴n丰拄井拉关苴

C高氏一号培养基D麦芽汁培养基

37.在实验中我们所用到的淀粉水解培养基是一种A基础培养基B富集培养基C选择培养基D鉴别培养基

38.下列物质属于生长因子的是

A•葡萄糖B•蛋白胨C.NaCID•维生素

39.1摩尔葡萄糖通EMP和TCA循环彻底氧化共产生多少摩尔

39

养基

A34B36C38

40.下列抗生素作用机制中,抑制细胞壁合成的是

A利福霉素B四环素C

41.实验室常规高压蒸汽灭菌的条件是A135C—140C,5—15秒B72C、C121C,30分钟D100C,5小时

42.出于控制微生物的目的,灭菌一词指的是

A除去病原微生物B降低微生物的数量C消灭所有的生物D只消灭体表的微生物

43.紫外线辐射主要作用于微生物的

A糖类B酶类C核酸

氯霉素

15秒

细胞壁

A)

ATP

(D

青霉素

(C

44.发酵工程是生物技术实现以下哪项的关键环节

A产业化B商品化C社会化

45.酶活性调节速度比酶合成调节速度

A快B慢C相等

46.受反馈调节的酶一般是

A同功酶B组成酶C变构酶

47.通气搅拌技术的建立是发酵技术进步的A第一个转折期B第二个转折期48•酵母菌的川型发酵的产物是

D安全化

(A

D无法比较

(C

D激酶

(C

C第三个转折期D第四个转折期

(B)

A酒精B甘油C乳酸D丙酸

49.目前发酵工业常用的处理菌体、固形物杂质和悬浮物等固体物质,保证处理液澄清的主要方法为

A离心和过滤B离心和萃取

50.抗生素的合成是在微生物生长的

A延滞期B对数生长期

51.发酵液中含量最高的成分为

(A)

C蒸馏和萃取

D离子交换和过滤

稳定期

D衰亡期

A水分B蛋白质C发酵产物

52.连续发酵中的恒浊培养所控制的对象为A培养液流速B菌液密度C生长速度

53.诱变处理时所用的出发菌细胞应处于

A延迟期B对数生长期C稳定期

54.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

C高氏一号培养基D

菌体

(B

D发酵液体积

(B

衰亡期

马铃薯培养基

+£J-kN推甘麦芽汁培养基

 

55.酵母菌适宜的生长pH值为

A3.8-6.0B3.0-4.0C8.0-9.0D7.0-7.5

57.如果发酵工程生产的产品是菌体,菌体分离采用的方法是(B)

A.蒸馏B.过滤C.萃取D.离子交换

58.下列关于生长因子的说法中,不正确的一项是(B)

A.是微生物生长不可缺少的微量有机物

B.是微生物生长不可缺少的微量矿质元素

C•主要包括维生素、氨基酸和碱基等

D.是微生物自身不能合成的

59.下列对连续培养优点的叙述,不正确的是(B)

A.能及时补充微生物所需的营养物质,提高产量

B.有利于微生物尽快将代谢产物释放到培养基中

C•能消除不利于微生物生长的某些环境因素

D.能提高发酵设备的利用率61.发酵工程的第一个重要工作是选择优良的单一纯种。

消灭杂菌,获得纯种的方法不包括(C)

A•根据微生物对碳源需求的差别,使用含不同碳源的培养基

B•根据微生物缺乏生长因子的种类,在培养基中增减不同的生长因子

C.根据微生物遗传组成的差异,在培养基中加入不同比例的核酸

D•根据微生物对抗菌素敏感性的差异,在培养基中加入不同的抗菌素

63.在微生物生长的过程中,细胞形态最多和数目最多的时期是(B)

A.对数期、稳定期B.衰亡期、稳定期

C.迟滞期、衰亡期D.衰亡期、对数期

64.在实际生产中,对数期的长短取决于(A)

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

66.下列属于微生物不可缺少的微量有机物是(D)

①牛肉膏②蛋白胨③氨基酸④维生素⑤碱基⑥生物素

A.①②③B.②③④C.②③④⑤D.③④⑤⑥

67.下列不属于发酵工程应用的是(C)

A.生产抗生素、维生素、药用氨基酸等

B.生产啤酒、果酒和食醋等

C.用于化学检测和水质监测

D.生产各种各样的食品和添加剂

68.大多数芽孢细菌形成芽孢在哪个时期(C)

A调整期B对数期C稳定期D衰亡期

69.下列有关谷氨酸棒状杆菌的生长和谷氨酸发酵的叙述,错误的是(B)

A.组成酶是维持菌体基本生活的必要条件

B.菌体能合成各种生长因子,无需从外界补充

C.发酵液pH呈酸性时,不会生成乙酰谷氨酰胺

D.细胞膜透性的改变,可解除代谢产物对有关酶活性的抑制

三、判断题

1•人工诱变、细胞工程、基因工程等都能对微生物进行定向改造。

.X

2•单细胞蛋白是从微生物细胞中提取出来的。

X

3.精确定量某些成分而配制的培养基是所有成分的性质和数量已知的培养基,称为天然培养

基。

X

4•环境条件的变化不仅会影响微生物的生长繁殖,也会影响微生物的代谢途径。

"

5•发酵罐中微生物的生长繁殖、代谢产物的形成都与搅拌速度有关。

"

6•微生物的最适生长繁殖温度就是积累代谢产物的最适温度。

X

7•通过调节基础培养基的配方和补料控制可以调控发酵醪的pH值。

"

8•灭菌就是杀死一定环境中所有微生物的营养细胞、孢子和胚芽。

X

9•巴斯德消毒法能杀死牛奶或奶制品中存在的所有微生物。

X

10•发酵产物的提取和精制过程也就是产物浓缩和纯化过程。

"

11.细菌分裂繁殖一代所需时间为代时。

12.凡是影响微生物生长速率的营养成分均称为生长限制因子。

V

13.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。

X

14.参与淀粉酶法水解的酶包括淀粉酶、麦芽糖酶和纤维素酶等。

X

15・EMP和HMP代谢途径往往同时存在于同一种微生物的糖代谢中。

X

16.同功酶是行使同一功能、结构不同的一组酶V

17.最适的生长繁殖温度就是微生物代谢的最适温度。

X

18.微生物的次级代谢产物是初级代谢不畅通时,由支路代谢产生的。

X

19.底物水平磷酸化和氧化磷酸化一样都是通过电子传递系统产生ATPoX

20.分批培养时,细菌首先经历一个适应期,此期间细胞处于代谢活动的低潮,所以细胞数目并不明显增加。

V

21・化能异养菌以有机物作为呼吸底物,以02作为最终电子受体进行有氧呼吸作用产生能

量。

V

四、名词解释

1・发酵工程:

是指采用现代工程技术手段,利用微生物的某些特定功能,或直接把微生物

应用于工业生产过程,为人类生产有用产品的一种技术。

2・代谢控制发酵:

人为地改变微生物的代谢调控机制,使有用中间代谢产物过量积累,这

种发酵称为代谢控制发酵。

3・次级代谢产物是指微生物在一定生长时期,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。

4・营养缺陷型突变株:

指某一菌株丧失了合成某种营养物质的能力,在培养基中若不外加

这种营养成分就不能正常生长的变异菌株。

5.酶合成调节:

酶合成的调节是通过调节酶合成的量来控制微生物代谢速度的调节机制,这类调节在基因转录水平上进行。

酶合成调节主要有酶的诱导和酶的阻遏两种类型。

6.酶活性调节:

通过改变酶分子的活性来调节代谢速度的调节方式称为酶活性的调节,是

发生在蛋白质水平上的调节。

7.初级代谢产物是指微生物从外界吸收各种营养物质,通过分解代谢和合成代谢,生成维持生命活动所需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。

8.产物促进剂是指那些非细胞生长所必须的营养物,又非前体,但加入后却能提高产量的添加剂。

9..DE值(葡萄糖值):

表示淀粉水解程度及糖化程度,指葡萄糖(所有测定的还原糖都当作葡萄糖来计算)占干物质的百分率。

10.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。

11.培养基广义上讲培养基是指一切可供微生物细胞生长繁殖所需的一组营养物质和原料。

同时培养基也为微生物培养提供除营养外的其它所必须的条件。

12.发酵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、嘌呤、嘧啶、维生素等均称生长因子

13.临界氧浓度:

微生物的耗氧速率受发酵液中氧的浓度的影响,各种微生物对发酵液中溶氧浓度有一个最低要求,这一溶氧浓度叫做临界氧浓度。

14.介质过滤除菌:

是使空气通过经高温灭菌的介质过滤层,将空气中的微生物等颗粒阻截

15.发酵热:

引起发酵过程温度变化的原因是发酵过程所产生的热量,称为发酵热。

发酵热包括生物热、搅拌热、蒸发(汽化)热和辐射热等。

16.分批培养:

简单的过程,培养基中接入菌种以后,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、营养成分的浓度和产物浓度等参数都随时间变化。

五、简答题

1.种子扩大培养:

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养,最终获得一定数量和质量的纯种过程。

这些纯种培养物称为种子。

2.实罐灭菌:

实罐灭菌(即分批灭菌)将配制好的培养基放入发酵罐或其他装置中,通入蒸汽将培养基和所用设备加热至灭菌温度后维持一定时间,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。

3.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养基经重新灭菌,又再次染菌的批次数在内在介质层中,而达到除菌的目的。

4.初级代谢产物:

微生物细胞在其对数生长期所产生的产物,往往是细胞生长和繁殖中所必需的物质,如糖、氨基酸、脂肪酸、核苷酸以及由这些化合物聚合而成的高分子化合物,如多糖、蛋白质、脂类和核酸等,这些化合物称为初级代谢产物。

5.培养基:

是人工配制的适合于不同微生物生长繁殖或积累代谢产物的营养基质。

根据微生物对营养的要求,培养基都基本包括碳源、氮源、无机盐、生长因子和水分,此外,还应根据微生物的要求,有一定的酸碱度和渗透压。

6.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。

或者更严格地说,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二氧化碳,同时获得能量。

7.酵母的第三型发酵,又称碱法甘油发酵。

即在碱性条件下(pH7.6),2分子乙醛发生歧化反应,生成1分子乙醇和1分子乙酸,而磷酸二羟丙酮则还原为甘油。

总反应式:

2葡萄糖+H2O2甘油+乙醇+乙酸+2CO2

8.补料分批培养:

在分批培养过程中补入新鲜的料液,以克服营养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开始时有所增加。

在工厂的实际生产中采用这种方法很多。

9.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,发酵热小,温度上升慢。

10.简述发酵热产生的原因:

.答:

微生物分解有机物释放的能量,一部分用于合成ATP,另一部分散发到培养基中时,会引起发酵温度升高(生物热);机械搅拌也会产生一部分热量引起温度升高(搅拌热)。

此外,发酵罐壁散热(辐射热)、水分蒸发(蒸发热)会带走部分热量,使发酵温度降低

11.简述发酵过程进行中间补料的原则:

.答:

菌体生长代谢需要一个合适的浓度,过高的浓度对菌体生长有抑制作用,过低,不能满足产物合成的需要。

中间补料的原则是使生产菌在分泌期有足够多而不过多的养料,使代谢活动朝着有利于合成产物的方向发展。

六、问答题

1简述菌种保藏的基本原理及措施:

答:

菌种保藏的基本原理主要是根据菌种的生理生化特点,人工地创造条件,使菌种的代谢活动处于不活泼状态,同时,使菌种避免污染、死亡和变异。

保藏菌种时首先要挑选优良纯种,最好是它们的休眠体(孢子、芽胞等);其次,要创造

活动,延长保存期的目的。

对菌体生长和代谢产物形成的影响是由各种因素综合表

2.简述温度对发酵的影响答:

温度对发酵的影响是多方面的,现的结果。

1)温度升高,酶促反应速度加大,生长代谢加快,产物生成提前。

但温度愈高酶失活愈快,菌体易于衰老影响产物生成。

2)温度通过影响发酵液中溶解氧从而影响发酵。

3)温度能影响生物合成方向。

4)温度能影响微生物酶系的组成及酶的特性。

5)同一种生产菌,菌体生长和积累代谢产物的最适温度往往不同。

3.简述大规模发酵生产对菌种选择的要求

1)能够利用廉价的原料,简单的培养基,大量高效地合成产物

2)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

3)遗传性能要相对稳定

4)不易感染它种微生物或噬菌体

5)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)

6)生产特性要符合工艺要求

8

4.简述发酵生产中如何调节pH值

答:

在实际发酵生产中,调节pH值的方法应根据具体情况加以选用。

1)调节培养基的初始pH值。

初始pH值是指发酵液配制完毕后、灭菌前的pH值(注意:

灭菌前与灭菌后pH值有所不同)。

或加入缓冲剂(如磷酸盐)制成缓冲能力强、pH值改变

不大的培养基。

2)在发酵过程中加弱酸或弱碱进行pH值的调节,合理地控制发酵条件,如添加CaCO3。

或调节通气量来控制pH值。

3)进行中间补料是调节pH值较好的办法,既调节培养液的pH值,又可补充营养,如氨水、尿素流加法等。

通过补料调节pH值来提高发酵产率已在酶制剂发酵和抗生素发酵生产上取得明显的效果。

5.简述发酵工业经历的几个不同阶段

答:

发酵工业经历了以下几个不同阶段:

1)自然(天然)发酵时期

2)纯培养技术的建立

3)通气搅拌(好气性)发酵(工程)技术的建立

4)人工诱变育种与代谢控制发酵工程技术的建立

5)开拓新型发酵原料时期

6)与基因操作技术相结合的现代发酵工程技术阶段

6.简述发酵醪的一般特征

答:

发酵醪的一般特征是:

1)发酵醪大部分是水;2)发酵醪中发酵产物浓度较低;

3)发酵醪中的悬浮固体物主要含有菌体和蛋白质胶状物;

4)培养基残留成分中含有无机盐类、非蛋白质大分子杂质及其降解产物;

5)除发酵产物外,伴有一些代谢副产物;

6)发酵醪中含有色素、热原质、毒性物质等有机杂质。

7.简述泡沫给发酵造成的影响

答:

泡沫给发酵造成的影响包括:

1)泡沫过多,升到罐顶从轴封渗出,易造成染菌;

2)使发酵罐装填系数减少,降低了设备利用率;

3)影响通风搅拌正常进行,影响氧的传递,妨碍菌的呼吸;

4)增加菌群的非均一性,微生物随泡沫漂浮;

5)造成产物的损失;

6)加入消泡剂给下游提取工序带来困难。

8.简述实验室用压力锅进行培养基灭菌时的注意事项答:

压力锅是实验室进行培养基灭菌最常用的设备,使用时应注意以下几点:

1)实验室常采用1公斤/厘米2(约15磅/?

英寸2)的蒸汽压(蒸汽温度约121C)处理

15〜30分钟,?

即可杀死各种微生物及其芽孢。

2)在使用高压灭菌锅时,必须将灭菌锅内的冷空气完全赶光,否则压力表所表示的压力是水蒸汽压力和空气压力的总和,不是水蒸汽的实际压力,它所相当的温度与灭菌锅内的温度是不一致的。

3)灭菌完毕应缓慢减压(放汽),若急速减压,则容器内装的液体必然会突然沸腾,将试管或三角瓶棉塞顶出或弄温,造成污染。

应在压力下降至零后再打开灭菌锅的盖子,否则蒸汽外溢会烫伤人

9.举例说明生物化学意义上的“发酵”和工业意义上的“发酵”概念的异同。

答:

生物化学意义上的“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。

如葡萄糖在无氧条件下被微生物利用产生酒精并放出二氧化碳,同时获得能量;丙酮

酸被还原为乳酸而获得能量等。

而工业意义上的“发酵”,它泛指利用微生物制造成生产某些产品的过程。

它包括厌氧培养的生产过程,如酒精、乳酸、丙酮丁醇等,以及通气(有氧)培养的生产过程,如抗生素、氨基酸、酶制剂等的生产。

产品既有微生物细胞代谢产物,也包括菌体细胞(如单细胞蛋白

SCP)、酶等。

10.简述选择和配制发酵培养基应遵循哪些基本原则答:

选择和配制发酵培养基时应遵循以下几项基本原则:

1)必须提供合成微生物细胞和发酵产物的基本成份;

2)所用的单位营养物质能产生最大量的微生物体或发酵产物;③能形成最大

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