2026年生物工程（发酵工艺优化）试题及答案

2026年生物工程（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，请将正确答案的序号填在括号内）1.发酵工艺优化中，关于微生物代谢调控机制的理解，以下正确的是（）A.微生物代谢调控仅通过酶活性调节B.代谢途径中关键酶的变构调节是唯一调控方式C.微生物可通过调节酶的合成和活性来适应环境变化D.代谢调控与发酵产物积累无关2.在发酵培养基优化过程中，碳源的选择至关重要，以下哪种碳源对大多数发酵微生物是最常用的（）A.葡萄糖B.淀粉C.蔗糖D.乳糖3.发酵过程中，温度对发酵的影响不包括（）A.影响酶的活性B.改变微生物细胞膜的流动性C.影响发酵产物的合成方向D.与发酵液的pH值无关4.关于发酵罐的结构设计，以下说法错误的是（）A.搅拌装置可使发酵液均匀混合B.通气装置能保证微生物对氧气的需求C.发酵罐的材质对发酵过程无影响D.罐体需有良好的密封性能5.发酵工艺优化中，溶氧水平的控制是关键，以下哪种方法不能有效提高溶氧（）A.增加通气量B.提高搅拌速度C.降低发酵罐压力D.减少发酵液体积6.对于发酵过程中pH值的调节，以下做法正确的是（）A.仅通过添加酸碱来调节B.利用缓冲剂维持稳定pH值C.pH值对发酵无显著影响D.发酵前期无需关注pH值变化7.在发酵工艺放大过程中，以下因素变化对发酵影响最小的是（）A.发酵罐体积增大B.搅拌功率变化C.培养基成分微调D.操作人员的更换8.发酵产物的提取和分离工艺优化时，首先要考虑的因素是（）A.是否能得到高纯度产物B.工艺成本C.操作的简便性D.对环境的影响9.关于发酵动力学，以下描述正确的是（）A.仅研究微生物生长的动力学B.不涉及发酵产物生成的动力学C.包括微生物生长、产物生成和基质消耗的动力学D.与发酵工艺优化无关10.以下哪种发酵方式不属于常见的发酵类型（）A.分批发酵B.连续发酵C.补料分批发酵D.固定化细胞发酵第II卷（非选择题共70分）11.（10分）简述发酵工艺优化的主要目标以及实现这些目标的关键因素。12.（15分）在发酵培养基优化中，如何确定合适的氮源种类和浓度？请详细说明。13.（15分）材料：某发酵工厂采用分批发酵生产某种抗生素，在发酵过程中发现产量一直不理想。经过分析，发现发酵前期溶氧水平较低，pH值波动较大。请分析可能导致这些问题的原因，并提出相应的解决措施。14.（15分）材料：随着生物工程技术的发展，新型发酵工艺不断涌现。例如，近年来兴起的合成生物学发酵技术，通过对微生物基因进行改造，使其能够合成特定的高价值产物。请结合所学知识，谈谈合成生物学发酵技术在发酵工艺优化方面的优势和面临的挑战。15.（15分）材料：在发酵工艺放大过程中，小试和中试的数据往往不能直接应用于大规模生产。某企业在将小试成功的发酵工艺放大到生产规模时，遇到了发酵罐染菌的问题，导致多次生产失败。请分析发酵罐染菌可能的原因，并提出防止染菌的具体措施。答案：1.C2.A3.D4.C5.D6.B7.D8.A9.C10.D11.发酵工艺优化的主要目标包括提高发酵产物的产量和质量、降低生产成本、缩短发酵周期等。实现这些目标的关键因素有：优化培养基配方，包括碳源、氮源、无机盐等的种类和浓度；控制发酵条件，如温度、pH值、溶氧等；选择合适的发酵设备和工艺；对微生物进行改良等。12.确定合适的氮源种类和浓度，首先要考虑微生物的营养需求特点。不同微生物对氮源的偏好不同，如细菌可能更适合有机氮源，而真菌对无机氮源和有机氮源都有较好利用。通过实验对比不同氮源（如蛋白胨、酵母粉、铵盐、硝酸盐等）对发酵的影响，观察微生物生长情况、产物合成量等。浓度方面，从较低浓度开始逐步增加，绘制生长曲线和产物合成曲线，找到使发酵效果最佳的氮源浓度范围。13.溶氧水平低可能原因：通气量不足、搅拌速度不够、发酵罐密封不严等。解决措施：增加通气量、提高搅拌速度、检查并修复密封。pH值波动大可能原因：培养基缓冲能力不足、代谢产物积累影响、酸碱添加不及时。解决措施：添加合适缓冲剂、及时监测并调整酸碱添加量。14.优势：可精准设计微生物代谢途径，高效合成目标产物；能快速筛选和优化基因元件，加速工艺开发。挑战：基因改造技术复杂，存在脱靶效应；对微生物生理特性影响难准确预测；大规模生产时工程菌稳定性和适应性有待提高。15.染菌原因：发酵