2025年大学三年级（发酵工程）发酵工艺优化试题及答案

2025年大学三年级（发酵工程）发酵工艺优化试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题共30分）（总共10题，每题3分，每题只有一个选项符合题意，请将正确答案填在括号内）w上1.以下关于发酵工程中培养基优化的说法，错误的是（）A.碳源是微生物生长的主要能源物质，应优先选择廉价且易利用的碳源B.氮源的种类和浓度对微生物的生长和代谢产物合成有重要影响C.培养基中添加的无机盐主要用于调节渗透压，对微生物生长无其他作用D.维生素、氨基酸等生长因子可满足微生物特殊营养需求w上2.在发酵工艺优化中，关于温度对发酵的影响，下列表述正确的是（）A.不同微生物发酵的最适温度相同B.温度升高，发酵反应速率一定加快C.温度影响酶的活性，进而影响发酵过程中物质的转化D.发酵过程中不需要控制温度的稳定性w上3.发酵过程中pH值的变化对微生物生长和产物合成至关重要，以下调节pH值的方法不合理的是（）A.当pH值过高时，可添加酸性物质如硫酸进行调节B.可通过控制培养基中碳氮比来间接调节pH值C.利用缓冲剂来维持发酵体系pH值的相对稳定D.直接向发酵罐中通入大量二氧化碳来降低pH值w上4.关于发酵罐的搅拌装置在发酵工艺优化中的作用，不正确的是（）A.使发酵液充分混合，保证微生物均匀分布B.促进氧气溶解，提高溶解氧水平C.增加发酵罐内的压力，有利于发酵进行D.防止发酵液中微生物沉淀w上5.以下哪种发酵方式不属于常见的发酵类型（）A.固态发酵B.气态发酵C.液态发酵D.固定化细胞发酵w上6.在发酵工艺优化中，选育优良菌种的目的不包括（）A.提高发酵产物产量B.增强菌种对环境的适应性C.降低发酵成本D.改变发酵产物的化学结构w上7.对于发酵过程中溶氧的控制，下列措施错误的是（）A.增加搅拌速度可提高溶氧B.提高发酵罐的通气量能增加溶氧C.降低发酵罐的压力可提高溶氧D.向发酵液中添加溶氧促进剂可提高溶氧w上8.发酵工艺优化中，关于种子扩大培养的说法正确的是（）A.种子扩大培养的目的只是为了获得足够数量的菌种B.种子扩大培养过程中培养基成分无需严格控制C.种子扩大培养的级数越多越好D.种子扩大培养要保证菌种处于对数生长期w上9.以下关于发酵产物提取与精制的说法，正确的是（）A.发酵产物提取过程中不需要考虑杂质的去除B.精制是进一步提高发酵产物纯度的过程C.提取方法的选择只取决于发酵产物的性质D.发酵产物提取后无需进行质量检测w上10.在发酵工艺优化中，研究发酵动力学的意义在于（）A.了解发酵过程中微生物生长、产物合成和底物消耗的规律B.预测发酵结束时间，但无法控制发酵过程C.与发酵工艺优化无关D.只能研究微生物生长规律，不能研究产物合成规律第II卷（非选择题共70分）w上11.（10分）简述发酵工艺优化中培养基设计的基本原则。w上12.（15分）阐述温度对发酵工艺的影响机制以及如何进行合理的温度控制。w上13.（15分）某发酵工厂生产某种抗生素，在发酵过程中发现产量一直不理想。分析可能导致产量低的因素，并提出相应的优化措施。w上14.（15分）材料：在发酵生产谷氨酸的过程中，最初采用的是野生型菌种，发酵产量较低。后来通过诱变育种获得了高产菌株，但在发酵过程中出现了pH值波动较大的问题。问题：请分析pH值波动大对谷氨酸发酵的影响，并提出解决pH值波动问题的方法。w上15.（15分）材料：某发酵企业计划扩大生产规模，准备新建发酵车间。在设计发酵车间时，需要考虑多方面因素以确保发酵工艺的顺利进行。问题：请从发酵工艺优化的角度，阐述新建发酵车间设计时应考虑的关键因素。答案：w上1.Cw上2.Cw上3.Aw上4.Cw上5.Bw上6.Dw上7.Cw上8.Dw上9.Bw上10.Aw上11.培养基设计的基本原则包括：满足微生物生长和产物合成的营养需求，根据微生物种类和发酵产物特性选择合适的碳源、氮源、无机盐及生长因子等；成本低廉，选择来源广泛、价格便宜的原料；具有适宜的渗透压，保证微生物正常生长；良好的流动性和稳定性，便于发酵过程操作和控制；符合无菌要求，防止杂菌污染。w上12.温度影响发酵工艺的机制：温度影响酶的活性，不同温度下酶促反应速率不同，进而影响微生物代谢途径中物质转化的速度。温度还会影响微生物细胞膜的流动性，改变细胞对营养物质的吸收和代谢产物的分泌。合理的温度控制：首先要确定发酵的最适温度范围，可通过实验摸索。发酵前期，适当提高温度利于微生物快速生长繁殖；发酵中期，保持最适温度使产物合成顺利进行；发酵后期，根据情况适当降低温度，延长产物合成时间或防止产物分解。同时要保证温度的稳定性，避免大幅度波动。w上13.可能导致产量低的因素及优化措施：菌种方面，若菌种退化，应进行菌种复壮或更换优良菌种；培养基方面，若营养成分不足或比例不当，需优化培养基配方，调整碳氮比等；发酵条件方面，温度、pH值、溶氧等不合适，要精确控制发酵条件，如通过调节搅拌速度、通气量等控制溶氧，选择合适的酸碱调节剂控制pH值；发酵设备方面，若设备存在问题影响发酵，要及时维修或更换设备。w上14.pH值波动大对谷氨酸发酵的影响：pH值过高或过低会影响谷氨酸生产菌中酶的活性，进而影响细胞的代谢途径，导致谷氨酸合成受阻，产量降低。还可能影响细胞膜的稳定性，使细胞对营养物质的吸收和代谢产物的分泌受到干扰。解决pH值波动问题的方法：可在培养基中添加缓冲剂，如磷酸盐等，维持pH值相对稳定；通过控制碳氮比来间接调节pH值，如适当增加氮源比例可使发酵过程中pH值上升幅度减小；实时监测pH值，根据变化情况及时添加酸性或碱性物质进行微调。w上15.新建发酵车间设计时应考虑的关键因素：发酵罐的选型和布局，要根据发酵规模和工艺要求选择合适的发酵罐类型，并合理布局，便于操作和维护；通风与空气净化系统，确保充足的无菌空气供应