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
C．菌种筛选技术 B.具备控制微生物生长代谢的工艺 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
C.产品是微生物次级代谢产物
E.产品是微生物产生的色素 B.产品是微生物初级代谢产物 D.产品是微生物代谢的转化产物
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
质的存在 E.碳源较多 D.生理酸性物
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
C.调节细胞渗透压 B.作为酶的组分或维持酶活性 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CaCO３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和
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
①添加CaCO3： CaCO3+有机酸→有机酸鈣+H2O+CO2↑；②氨水流加法；③尿素流加法
（3）在补料与调pH没有矛盾时，采用补料调pH
如①调节补糖速率，调节空气流量来调节pH
② 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pH
3. 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：①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。②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：①操作简单；②操作引起染菌的概率低；③不会产生菌种老化和变异等问题。 缺点：①非生产时间较长、设备利用率低。
连续培养：
优点：①能维持低基质浓度；②可以提高设备利用率和单位时间的产量；③便于自动控制。缺点：①菌种发生变异的可能性较大；②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KLα。（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：
求(1)在该培养条件下，大肠杆菌的最大比生长速率μ
(2)比生长速率为μ
解：（1）根据莫诺方程：
由题意得：
MAXMAX,饱和常数KS 时的倍增时间τd。 SKs+Sμ=μmax
其中，μmax=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μmax为0.9976；饱和常数KS 为48.5394。 （2当比生长速率为μmax时，倍增时间τd=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胞浓度成正比。（ √ ）
2、在生产中，要保证最高产物产量，供氧时必须使溶氧浓度大于临界溶氧浓度。（ × ）
3、、发酵工业中常用的消泡剂是天然油脂和聚醚类。( √ )
4、进行紫外线诱变时，要求菌悬液浓度:细菌约为108~1010个/mL。（ × ）
5、温度对发酵过程的影响是很大的，因此整个发酵过程中应只选一个培养温度。（ × ）
6、发酵过程中，影响Ka的因素主要是通风和搅拌。（ √ ）