微生物工程期末考试试题

一、 选择题（多项或单项）1发酵工程的前提条件是指具有( A )和( E C)条件A.具有合适的生产菌种B.具备控制微生物生长代谢的工艺C菌种筛选技术D.产物分离工艺 E发酵设备2在好氧发酵过程中，影响供氧传递的主要阻力是（ C ） A氧膜阻力 B气液界面阻力 C液膜阻力 D液流阻力3微生物发酵工程发酵产物的类型主要包括: ( ABC )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 4引起发酵液中pH下降的因素有：( BCDE )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5发酵培养基中营养基质无机盐和微量元素的主要作用包括: (ABCD )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.调节细胞渗透压D.缓冲pH值 E.参与产物的生物合成6在冷冻真空干燥保藏技术中，加入5%二甲亚砜和10%甘油的作用是（ B ）A 营养物 B 保护剂 C 隔绝空气 D 干燥7发酵是利用微生物生产有用代谢产物的一种生产方式，通常说的乳酸发酵属于（ A ）A.厌氧发酵B氨基酸发酵 C液体发酵 D需氧发酵8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（ B ） A.温度 B. pH C.氧含量 D前三者的共同作用9在发酵工艺控制中，主要是控制反映发酵过程中代谢变化的工艺控制参数，其中物理参数包括：( ABCD )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10发酵过程中较常测定的参数有：( AD )A.温度 B.罐压 C.空气流量 D. pH E.溶氧二、填空题1、获得纯培养的方法有：固体培养基分离 、液体培养基分离 、显微操作 等方法。2、液体培养基中加入CaCO的目的通常是为了_中和微生物生长过程中不断产生的酸_。3、发酵过程满足最低通气条件是 供氧 与 好氧 至少必须平衡。4、微生物工业上消除泡沫常用的方法有机械消沫 和化学消沫 两种。5、按发酵工艺流程来区分，工业发酵有 分批发酵 、连续发酵 和 补料分批发酵 三种类型。按菌体生长与产物形成关系分为 生长偶联型 , 部分生长偶联型 ,非生长偶联型 三种类型。6、发酵工业上常用的微生物有 细菌 、 酵母 、 霉菌 和 放线菌 四大类群。7、生物素影响谷氨酸发酵主要是影响谷氨酸的生物合成 和氮代谢。8、紫外线照射能使 DNA 产生 胸腺嘧啶二聚体 ，从而导致 DNA 复制产生错误；用紫外线诱变微生物应在红光 条件下进行，以防止 光复活现象的产生。9、在谷氨酸的生产中，培养基中碳源与氮源的比为4：1时，_菌体大量繁殖，而谷氨酸积累却很少_，当碳源与氮源比为3：1时，_产生大量的谷氨酸_，谷氨酸的合成过量时，就会抑制_谷氨酸脱氢酶_的活性；当谷氨酸合成下降时，_反馈抑制_解除。为了使谷氨酸生产中解除产物谷氨酸对_谷氨酸脱氢酶_的抑制作用，提高谷氨酸的产量，因此采取一定的手段，改变_细胞的通透性_，使谷氨酸迅速排放到细胞外面。10、代谢调节是指在代谢途径水平上 酶活性 和 酶合成 的调节。酶活性调节包括 酶激活作用 和 酶抑制作用 两方面。酶合成调节包括 酶合成的诱导作用 和 酶合成的阻遏 两方面。三、问答题1. .一般情况下，典型的发酵过程可以划分为哪几个基本组成部分？ 答：典型的发酵过程可以划分成六个基本组成部分：（1）繁殖种子和发酵生产所用的培养基组份设定；（2）培养基、发酵罐及其附属设备的灭菌；（3）培养出有活性、适量的纯种，接种入生产的容器中；（4）微生物在最适合于产物生长的条件下，在发酵罐中生长；（5）产物萃取和精制；（6）过程中排出的废弃物的处理。2. pH对发酵的影响表现在哪些方面？ 发酵过程的pH控制可以采取哪些措施？答：pH对微生物生长繁殖和代谢产物形成影响的主要表现在：（1）影响原生质膜的性质，改变膜电荷状态；（2）影响酶的活性，影响新陈代谢；（3）影响营养物质和中间代谢产物的解离，从而影响对营养物的吸收及代谢物的泄漏；（4）影响代谢产物的合成途径。发酵过程的pH控制可以采取以下措施：（1）调整培养基的组分（2）在发酵过程中进行控制添加CaCO3： CaCO3+有机酸有机酸鈣+H2O+CO2；氨水流加法；尿素流加法 （3）在补料与调pH没有矛盾时，采用补料调pH如调节补糖速率，调节空气流量来调节pH 当NH2-N低，pH低时补氨水；当NH2-N低，pH高时补(NH4)2SO4（4）当补料与调pH发生矛盾时，加酸碱调pH3. 发酵液泡沫产生的原因及消泡的基本方法。答：发酵液泡沫产生原因：外界引入，在通气过程中，伴随机械搅拌、空气被分成细小的气泡，从溶氧的角度讲，气泡越细越好，使空气中的氧和发酵液中的CO2能充分的进行交换，这些气泡升到发酵液面形成泡沫。由发酵液内部产生微生物在进行发酵活动时，往往产生一些气体，如CO2，这些代谢气体凝结形成气泡，冒出到发酵液面，成为发酵泡沫，菌体代谢越旺盛，这部分泡沫的产生量越多。消泡是基本方法：化学消泡、机械消泡。其中机械消泡法有多种，一种是罐内消泡：在发酵罐内将泡沫消除；另一种是罐外消泡：将泡沫引出发酵罐外，泡沫消除后，液体再返回发酵罐内。4. 比较分批培养和连续培养的优缺点。答：分批培养：优点：操作简单；操作引起染菌的概率低；不会产生菌种老化和变异等问题。缺点：非生产时间较长、设备利用率低。连续培养：优点：能维持低基质浓度；可以提高设备利用率和单位时间的产量；便于自动控制。缺点：菌种发生变异的可能性较大；要求严格的无菌条件。5. 发酵过程温度的选择有什么依据？答：（1）根据菌种及生长阶段来选择；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。（2）根据培养条件选择；温度选择还要根据培养条件综合考虑，灵活选择。（3）根据菌生长情况。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。培养条件适宜，如营养丰富，通气能满足，那么前期温度可髙些，以利于菌的生长。6. 溶氧对发酵有何影响。提出几种有效提高溶氧的方法。答：（1）供氧与微生物呼吸代谢产物的关系；（2）微生物的临界氧浓度（C临界）；（3）溶氧浓度对产物合成的影响。有效提高溶氧的方法：主要是设法提高氧传递的推动力和液相体积氧传递系数KL。（1）搅拌，增加溶氧、促进微生物悬浮混合；（2）可以通过增加发酵罐罐压；或增加空气中氧的含量，进行富氧通气操作，即通过深冷分离法、吸附分离法及膜分离法制得富氧空气，然后通入培养液。四、计算题1、在一定培养条件下，培养大肠杆菌，测定实验数据如下：S（mg/L）100120153170220（h-1）0.6670.7060.7540.7730.815求(1)在该培养条件下，大肠杆菌的最大比生长速率MAX,饱和常数KS(2)比生长速率为MAX时的倍增时间d。解：（1）根据莫诺方程：由题意得：1/S0.01000.00830.00650.00590.00451/1.49921.41641.32631.29371.2270由L-B法， ，作图可得：y=49.733x+1.0024其中，max=0.9976，KS=48.5394因此，在该培养条件下，大肠杆菌的最大比生长速率max为0.9976；饱和常数KS 为48.5394。（2）根据公式： 当比生长速率为max时，倍增时间d=0.693/0.9976=0.6947五、名词解释临界溶氧值：菌体进行某种生理活动时，对发酵液中溶氧浓度的最低要求。氧传质方程：在稳定情况下，氧分子从气体主体扩散到液体主体的传递速率即为氧的传质方程。发酵热：伴随发酵的进行而产生的净热量叫发酵热。 生理酸性物质：无机氮源被菌体作为氮源利用后，培养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。次级代谢：某些微生物为了避免代谢过程中，某种代谢产物的积累造成的不利作用，而产生的一类有利于生存的代谢类型。连续培养：在培养过程中，连续地向发酵罐中加入培养基，同时以相同流速从发酵罐中排出含有产品的培养基，这种操作方式称为连续培养。六、判断题1、对数生长期的细胞浓度变化率与细