2026年高职发酵技术(发酵实操)试题及答案

2026年高职发酵技术(发酵实操)试题及答案一、单项选择题（本大题共20小题，每小题2分，共40分。在每小题列出的四个备选项中，只有一个是符合题目要求的，请将其代码填在括号内）1.在发酵罐的空消（实罐灭菌前的空罐灭菌）过程中，通常要求夹套或盘管通入蒸汽压力维持在（）。A.0.1-0.2MPaB.0.3-0.4MPaC.0.5-0.6MPaD.1.0-1.2MPa2.使用分光光度法测定发酵液菌体浓度时，若菌液浓度过高超出线性范围，应采取的操作是（）。A.直接读取吸光度数值B.将发酵液离心后测定上清液C.用无菌水或缓冲液进行适当稀释D.增加比色皿的厚度3.在机械搅拌通风发酵罐中，安装挡板的主要作用是（）。A.增加发酵罐的强度B.防止液面产生中心旋涡，改善混合效果C.固定搅拌轴D.增加传热面积4.工业发酵中，空气过滤除菌常用的介质是（）。A.砂滤棒B.活性炭C.超细玻璃纤维纸或聚四氟乙烯滤芯D.硅藻土5.进行pH电极的校准时，通常使用的标准缓冲液pH值为（）。A.4.00和9.18B.5.00和8.00C.6.86和7.00D.4.00和6.866.在发酵过程中，若发现溶解氧浓度（DO）突然急剧下降并持续维持在低位，最可能的原因是（）。A.搅拌转速过快B.罐压过低C.污染了耗氧较快的杂菌D.通气量过大7.实罐灭菌（实消）时，冷却水阀门的开闭顺序原则是（）。A.先开进水阀，再开出水阀B.先开出水阀，再开进水阀C.同时开启D.无所谓顺序8.种子扩大培养的目的是（）。A.增加发酵液的体积B.获得足够数量和质量的接种物C.消耗培养基中的营养物质D.检验培养基的无菌程度9.在谷氨酸发酵中，通常采用（）流加方式控制生物素亚适量。A.一次性添加B.连续流加葡萄糖C.间歇流加尿素或氨水D.补料前体10.消毒与灭菌的区别在于（）。A.消毒杀死所有微生物B.灭菌杀死所有微生物包括芽孢C.消毒比灭菌彻底D.灭菌仅杀死病原菌11.在发酵罐操作中，安装轴封的主要目的是（）。A.防止搅拌轴断裂B.防止泄漏和染菌C.增加搅拌功率D.冷却搅拌轴12.使用高压蒸汽灭菌锅时，必须在压力下降到（）后方可打开锅盖。A.0MPaB.0.02MPaC.0.05MPaD.0.1MPa13.测定发酵液中还原糖含量常用的方法是（）。A.考马斯亮蓝法B.Fehling试剂法或DNS法C.紫外分光光度法D.凯氏定氮法14.在酵母培养过程中，最适宜的pH范围通常为（）。A.3.0-4.0B.4.5-5.5C.7.0-7.5D.8.0-9.015.发酵罐搅拌电机过载跳闸，不可能的原因是（）。A.培养基粘度过大B.搅拌轴机械密封卡死C.空气过滤器堵塞D.搅拌桨叶缠绕异物16.在膜过滤系统操作中，若发现通量显著下降，应采取的维护措施是（）。A.提高操作压力B.停止过滤并进行反冲洗或化学清洗C.升高料液温度D.增加进料流速17.某发酵过程中，糖消耗速率为，菌体生长速率为，产物生成速率为。若产物生长类型为生长偶联型，则三者的关系特征是（）。A.产物形成与菌体生长偶联，与糖消耗无直接关系B.产物形成仅在菌体停止生长后产生C.产物形成速率与菌体生长速率成正比D.产物形成速率与糖消耗速率成反比18.在抗生素发酵中，通常在（）阶段开始补糖。A.延滞期B.对数生长期C.稳定期（产物合成期）D.衰亡期19.发酵液预处理时，加入絮凝剂的主要目的是（）。A.调节pH值B.改变发酵液粘度，加速固液分离C.杀灭细菌D.提取产物20.紫外线杀菌的最佳波长范围是（）。A.200-230nmB.250-270nmC.300-320nmD.400-500nm二、多项选择题（本大题共10小题，每小题3分，共30分。在每小题列出的五个备选项中，有两个或两个以上是符合题目要求的，请将其代码填在括号内。错选、多选、少选均不得分）21.影响机械搅拌发酵罐溶氧系数（a）的主要因素包括（）。A.搅拌转速B.通气量C.空气分布器的形式D.培养基的物理性质（粘度、表面张力）E.发酵罐的体积22.发酵工业中，染菌的常见原因有（）。A.设备渗漏B.空气过滤系统失效C.培养基灭菌不彻底D.种子带菌E.操作人员未穿无菌服23.关于发酵罐温度控制，下列说法正确的有（）。A.产热期需要通冷却水降温B.维持恒温是微生物生长的关键C.温度计应插入发酵液内部D.灭菌阶段主要通过夹套或盘管加热E.温度不影响酶的活性24.发酵液中常用的固液分离方法包括（）。A.板框压滤B.真空转鼓过滤C.离心分离D.膜过滤E.萃取25.在接种操作中，需要注意的无菌操作规范包括（）。A.接种口需经过火焰灼烧灭菌B.接种环需在火焰中灭菌C.接种过程中需打开超净工作台的风机D.手臂需经过酒精消毒E.接种瓶口应始终对着火焰26.下列关于种子质量的判断指标，正确的有（）。A.菌体生长健壮，菌丝粗壮B.培养液pH值在正常范围内C.无杂菌污染D.显微镜下观察无异常形态E.产物的含量越高越好27.发酵罐的管路配置通常遵循的原则是（）。A.尽量减少死角B.管道光滑，耐腐蚀C.阀门便于拆卸和检修D.排水管与进水管可以共用E.必须设有取样口和接种口28.补料分批培养的优点包括（）。A.可以解除底物抑制B.可以解除产物反馈抑制C.延长发酵周期，提高产量D.便于自动化控制E.降低染菌风险29.常用的pH调节剂有（）。A.NaOHB.SC.氨水D.尿素E.碳酸钙30.发酵结束的判断依据主要有（）。A.残糖浓度极低B.产物合成速率明显下降C.菌体开始自溶D.pH值不再正常变化E.发酵时间达到预设值三、判断题（本大题共15小题，每小题1分，共15分。请判断下列说法的正误，正确的打“√”，错误的打“×”）31.发酵罐上的压力表读数代表的是罐内的绝对压力。（）32.实消过程中，为了节省蒸汽，可以直接将蒸汽通入发酵罐内达到规定压力后立即关闭蒸汽。（）33.在好氧发酵中，搅拌转速越快，溶氧效果一定越好。（）34.所有的微生物发酵都需要严格的厌氧环境。（）35.消泡剂通常采用自动流加或滴加的方式加入，以避免一次性加入过多影响氧传递。（）36.种子罐与发酵罐的体积比通常为1:10到1:50。（）37.离子交换法提取产物时，流速越快，吸附效率越高。（）38.发酵罐的搅拌电机通常采用变频器控制，以便根据需要调节转速。（）39.无菌室在使用前应开启紫外灯照射至少30分钟，并使用甲醛熏蒸。（）40.发酵液粘度的增加通常有利于氧的传递。（）41.在取样时，应先关闭取样阀，再打开排汽阀，待有蒸汽排出后接样。（）42.比生长速率μ的单位是。（）43.只要培养基灭菌彻底，发酵过程中就不会染菌。（）44.溶氧电极测得的是发酵液中的氧浓度，通常用饱和百分数表示。（）45.青霉素发酵属于初级代谢产物发酵。（）四、填空题（本大题共20空，每空1分，共20分。请在每小题的空格中填上正确答案）46.发酵工程中，最常用的灭菌方法是__________灭菌。47.在发酵罐放大过程中，常以__________常数或__________常数作为放大准则。48.测定发酵液中菌体浓度的比浊法，其原理是利用菌体对光的__________作用。49.发酵罐搅拌器的类型主要有__________式、__________式和圆盘涡轮式。50.发酵热的来源包括生物合成热、__________热和搅拌热。51.常用的空气除菌流程包括：空气压缩、__________、__________和除菌过滤。52.在单细胞蛋白生产中，微生物主要利用底物中的__________源和__________源生长。53.某发酵液在560

nm处测得OD值为0.8，稀释倍数为10，则实际54.发酵罐的几何尺寸参数中，高径比（H/55.膜分离过程中，推动力主要是__________差或浓度差。56.在发酵过程中，控制pH可以通过流加__________或__________来实现。57.种子培养分为__________期和__________期两个阶段。58.柠檬酸发酵生产中，常用__________菌作为生产菌种。59.在气升式发酵罐中，液体的循环动力主要来源于__________的上升。五、简答题（本大题共6小题，每小题10分，共60分）60.简述发酵罐实罐灭菌（实消）的主要操作步骤及注意事项。61.简述造成发酵过程泡沫过多的原因及其危害，并列举三种常用的消泡方法。62.在发酵过程中，如何通过溶解氧（DO）的变化趋势来判断发酵状态？63.简述种子扩大培养的级数确定原则及种子质量的要求。64.简述膜分离技术在发酵下游处理中的主要应用及其优缺点。65.试述发酵工艺控制中主要参数（温度、pH、溶氧）对微生物代谢的影响。六、综合应用题（本大题共4小题，共85分）66.（20分）某工厂在进行青霉素发酵生产时，发现发酵罐内的溶解氧（DO）水平在对数生长期初期正常，但随着发酵进行，DO水平开始缓慢下降，补料后DO迅速回升，随后又缓慢下降。请分析：(1)描述该发酵过程中DO变化的可能原因。(2)作为操作人员，应采取哪些措施来维持适宜的溶氧水平？(3)写出比耗氧速率（）的计算公式（符号需说明含义）。67.（25分）在50

L机械搅拌发酵罐中进行大肠杆菌发酵，装液量为30(1)若初始接种量为10%(2)发酵过程中，通过流加50%的葡萄糖溶液控制残糖浓度。若发酵结束时共流加了5

L葡萄糖溶液，且发酵液蒸发损失为(3)若发酵结束时测得菌体干重浓度为20

g/L(4)简述在放大到5000

L68.（20分）某发酵车间在例行检查中发现，一台正在运行的500

L(1)请列举至少四种可能导致该故障的原因。(2)针对上述原因，制定相应的排查和处理方案。(3)若故障无法立即排除且处于发酵后期，应如何决策？69.（20分）设计一个从发酵液中提取胞内酶（如胞内蛋白酶）的初步下游工艺流程。(1)画出简单的工艺流程框图。(2)详细说明每个步骤的操作目的及关键控制点。(3)如果该酶对热敏感，在操作过程中应注意什么？参考答案与解析一、单项选择题1.B【解析】空消时，为了确保设备内部所有死角达到灭菌温度，通常夹套或盘管通入蒸汽压力维持在0.3-0.4MPa，以保证足够的温度和传热效率。2.C【解析】分光光度法测定要求吸光度在0.2-0.8之间线性最好，浓度过高需稀释。3.B【解析】挡板的作用是打破液体的中心旋涡，使液体形成轴向和径向混合，改善溶氧和混合效果。4.C【解析】超细玻璃纤维纸或PTFE滤芯是工业发酵空气除菌的主流高效过滤介质。5.D【解析】常用4.00（酸性）和6.86（中性）或7.00、9.18（碱性）进行两点校准，4.00和6.86覆盖了大多数发酵范围。6.C【解析】DO突降且不回升，通常是杂菌污染（特别是耗氧快的野生菌）或设备故障（如停气），但持续低位维持更倾向于染菌导致耗氧激增。7.B【解析】先开出水阀（防止憋压），再开进水阀，保证冷却水畅通。8.B【解析】种子扩大培养的目的是为了获得大量健壮的种子，缩短发酵延滞期。9.C【解析】谷氨酸发酵中，尿素或氨水既提供氮源，又调节pH，通过流加控制生物素亚适量以改变代谢流向。10.B【解析】灭菌是杀灭所有微生物（包括芽孢），消毒是杀灭病原体或部分微生物。11.B【解析】轴封防止发酵液向外泄漏或外部空气向内渗入，防止染菌。12.C【解析】压力需降至0.05MPa以下，甚至为0，方可开盖，以防蒸汽烫伤或压力差冲开盖子。13.B【解析】DNS法（3,5-二硝基水杨酸法）和斐林试剂法是测定还原糖的经典方法。14.B【解析】酵母适宜生长在微酸性环境，pH4.5-5.5最适宜，且此环境下细菌不易生长。15.C【解析】空气过滤器堵塞会导致背压升高，但不会直接导致搅拌电机过载；过载通常源于机械阻力增大（粘度、异物、密封）。16.B【解析】通量下降通常由膜污染引起，需进行清洗恢复通量。17.C【解析】生长偶联型产物的生成速率与菌体生长速率成正比。18.C【解析】抗生素属于次级代谢产物，通常在菌体生长稳定期大量合成，此时开始补糖利于产物合成。19.B【解析】絮凝剂通过电中和或架桥作用使细小颗粒聚集成大颗粒，加速沉降或过滤。20.B【解析】紫外线杀菌最强波长在254-265nm左右，即250-270nm。二、多项选择题21.ABCD【解析】搅拌、通气、空气分布器形式、流体性质（粘度等）均直接影响a。罐体积本身不是直接因素，但几何尺寸是。22.ABCD【解析】设备、空气、培养基、种子是染菌的四大主要途径。人员操作不当也会导致，但D选项已包含操作失误导致的种子带菌，A、B、C是硬件和工艺原因。23.ABCD【解析】温度控制需恒温，通过夹套/盘管换热，温度计需插入液内。温度显著影响酶活性，故E错。24.ABC【解析】板框、转鼓、离心是常规固液分离。膜过滤也是，但在大规模发酵液固液分离中，前三种更典型于菌体分离，膜更多用于澄清或浓缩。此处广义上选ABCD。注：若按最典型菌体分离，ABC最准确，但D也属于分离技术，选ABCD。25.ABCDE【解析】所有选项均为无菌操作的标准规范。26.ABCD【解析】种子质量主要看菌体形态、生长状态、无菌性、pH等。E项产物含量不是种子阶段的主要指标（种子阶段主要是生长）。27.ABCE【解析】管路设计应无死角、光滑、阀门易修、有取样接种口。进出水管绝对不能共用，以防交叉污染，故D错。28.ABC【解析】补料分批培养可解除抑制、延长周期、提高产量。D项自动化是其优点但非生物本质优点；E项补料操作若不当可能增加染菌风险，故E错。29.ABCDE【解析】酸碱（NaOH,S）、生理调节剂（氨水、尿素）、缓冲剂（Ca30.ABCDE【解析】所有选项均为发酵结束的判断依据。三、判断题31.×【解析】压力表读数通常是表压（相对压力），不是绝对压力。32.×【解析】实消需要保压维持一定时间（如20-30分钟）才能杀灭芽孢，不能立即关闭。33.×【解析】转速过快形成剪切力过强可能打碎菌丝，且超过一定临界点后，由于形成气穴，a反而可能下降。34.×【解析】好氧发酵需要氧气，不需要厌氧环境。35.√【解析】消泡剂过多会影响氧传递和菌体生长。36.√【解析】通常种子罐体积是发酵罐的1/10到1/50。37.×【解析】流速过快会导致接触时间短，吸附不彻底，穿透快，吸附效率反而降低。38.√【解析】变频控制是现代发酵罐的标配。39.√【解析】这是无菌室标准操作程序。40.×【解析】粘度增加，扩散系数降低，气泡聚并，不利于氧传递。41.×【解析】取样时，应先开出口阀或排汽阀排走死区液体，再接样，通常操作是：开取样阀→放掉少量样→接样→关阀→开蒸汽保压。题目描述“先关后开”逻辑有误，且顺序不对。42.√【解析】比生长速率单位是时间的倒数。43.×【解析】设备泄漏、空气过滤失败等均会导致染菌。44.√【解析】DO电极通常输出相对于饱和空气（100%）的百分比。45.×【解析】青霉素是次级代谢产物。四、填空题46.湿热（或高压蒸汽）47.单位体积搅拌功率（P/V）；氧体积传递系数（48.散射（或吸收）49.平桨；螺旋桨50.搩拌（或蒸发热）51.冷却；除水（或除油）52.碳；氮53.8.054.2；455.压力56.酸；碱（或氨水/尿素）57.实验室；生产（或摇瓶/种子罐）58.黑曲59.气体五、简答题60.答：操作步骤：(1)预热：开启夹套蒸汽，将培养基预热至80-90℃。(2)直接通汽：开启进汽阀门，将蒸汽直接通入发酵罐内，同时开启排气阀，排出冷空气。(3)升温升压：待罐温升至121℃（压力0.1-0.12MPa）时，开始计时。(4)保压灭菌：维持121℃灭菌20-30分钟（根据体积调整）。(5)保压冷却：灭菌结束，关闭进汽阀，缓慢开启冷却水进水阀（先开出水后开进水），通入冷却水降温。(6)保压待种：降温至接种温度（如30℃），维持罐压略高于大气压，等待接种。注意事项：必须排尽冷空气，防止“假压”导致灭菌不彻底。升温升压和降温降压过程要缓慢，防止设备损坏或负压。灭菌过程中需不断搅拌以保证受热均匀。取样口、补料口等死角应有蒸汽溢出。61.答：原因：培养基成分中含有蛋白质等起泡物质。微菌体代谢产生气体。通气搅拌导致空气分散。危害：降低发酵罐有效装液系数。大量泡沫溢出导致跑料，增加染菌风险。气泡阻碍气液接触，影响氧传递。消泡方法：机械消泡：使用消泡桨，利用物理机械力破碎泡沫。化学消泡：加入天然油脂（如豆油）或化学合成消泡剂（如聚醚类）。菌种选育：筛选不易产生泡沫的菌株。62.答：DO对数下降：在对数生长期，菌体呼吸旺盛，耗氧速率大于供氧速率，DO呈对数下降趋势，属于正常现象。DO明显回升：可能原因包括：菌体进入稳定期，呼吸强度减弱；碳源耗尽，代谢活力下降；发生菌体自溶；或者发生了严重的染菌（耗氧菌死亡）。DO低水平维持：表明供氧与耗氧达到平衡，若DO过低（<临界氧浓度），可能限制菌体生长或产物合成。DO突降后不回升：可能是污染了耗氧极快的杂菌。DO阶梯状上升：可能是补料液中糖浓度不足或补料中断。63.答：级数确定原则：根据发酵罐体积确定。种子级数通常按10%考虑菌种的生长特性。生长快的菌种级数可少，生长慢的级数需多。尽量减少级数以降低染菌风险和操作成本。种子质量要求：无杂菌污染：绝对无菌。菌体生长旺盛：菌丝粗壮、染色均匀、无异常形态。菌体浓度高：达到规定的种子液浓度（OD适当的菌龄：处于对数生长期末期，代谢活力最强。生产能力强：摇瓶实验产素或酶活水平高。64.答：应用：发酵液澄清除菌（微滤）。酶和蛋白质的浓缩与分离（超滤）。产物脱盐、纯化（纳滤、反渗透）。优点：常温操作，适合热敏性物质。无相变，能耗低。化学试剂消耗少，环保。选择性高，分离精度好。缺点：膜易污染，通量衰减快，需定期清洗或更换。膜组件成本较高。对预处理要求较高（防止堵塞）。65.答：温度：影响酶反应速率、菌体生长速率和产物合成速率。通常有最适生长温度和最适产物合成温度。温度过高导致酶失活、菌体衰老；温度过低代谢缓慢。pH：影响细胞膜电荷状态、营养物离子化状态及酶活性。pH改变会改变代谢途径（如酵母产乙醇vs产酸）。需通过流加酸碱或碳氮源控制。溶氧（DO）：对好氧发酵至关重要。DO影响呼吸代谢和ATP生成。低于临界溶氧浓度会限制生长和产物合成，甚至诱发厌氧代谢。通过调节搅拌转速、通气量和罐压来控制。六、综合应用题66.答：(1)原因分析：对数生长期初期DO正常：菌体浓度低，耗氧少。DO缓慢下降：菌体进入对数生长期，大量繁殖，耗氧速率迅速增加，超过了供氧速率。补料后DO迅速回升：补料液中通常含有高浓度糖液，温度较低且不含菌体，加入后导致发酵液温度瞬时下降，且稀释了菌体浓度，导致耗氧速率暂时下降；同时补料操作可能伴随搅拌或通气调整。随后又缓慢下降：菌体利用补入的营养继续生长，耗氧速率再次超过供氧速率。(2)维持措施：增加搅拌转速：提高打碎气泡能力和湍流，增加a。增加通气量：增加空气密度，增加氧分压和接触面积。提高罐压：增加氧分压，推动氧传递（但注意增加C溶解度）。优化补料策略：避免一次性补料过多造成粘度剧增或温度波动过大。(3)公式：=其中：：比耗氧速率（g/g：空气流量（L/h：进气氧浓度（mol/L：尾气氧浓度（mol/LV：发酵液体积（L）X：菌体浓度（g/67.