发酵工程制药工试题

一、判断题

（T）1、 有经济价值的抗生素主要是由放线菌属及部分丝状真菌产生的。

（F）2、实罐灭菌时未充分排尽罐内空气，对灭菌结果不造成影响。

（F）3、液体石蜡保藏法操作时，经冷却后加到斜面上的石蜡量为浸没斜面顶端2厘米。 （F）4、摇瓶种子培养培养成熟后可经保存后用做生产种子。

（T）5、临界氧浓度是指微生物对发酵液中溶解氧浓度的最低要求。

（F）6、一般超滤的操作压力比反渗透的操作压力要高。

（T）7、液膜萃取最显著的特点是萃取和反萃取同时进行，一步完成。

（F）8、蒸发操作中，多效蒸发的能量利用率比单效高了很多，因此效数越多

越经济。

（F）9、对干燥器而言，其干空气消耗量随着温度t和相对湿度φ的增加而增加，因此在选

择干燥器配套风机时，须按照夏季空气消耗量而定。

（T）10、双水相萃取中，除高聚物－高聚物能形成双水相外，聚合物－无机盐也能形成双水

相。

二、选择题

（ ）1. 在生产阶段适当( ), 利于青霉素合成

A.升高温度 B.降低温度 C.温度不变

（ ）2. 青霉素发酵时,适宜pH是

A. 4.4-4.6 B.5.4-5.6 C.6.4-6.6 D. 7.4-7.6

（ ）3. 青霉素发酵时，用于消泡的天然物质是

A.花生油 B.色拉油 C.玉米油 D.大豆油

（ ）4.关于青霉素生产的叙述，正确的是

A．青霉素是青霉菌生长代谢中重要的初级代谢产物

B．用紫外线、激光、化学诱变剂处理青霉菌再经筛选的方法可以选育高产菌种

C．发酵罐接种后必须进行灭菌处理

D．在青霉菌生长的稳定期，活菌数不再增加，青霉菌产量也不再增加

（ ）5. 青霉素发酵选用下列哪种菌

A.变灰青霉 B.蓝青霉 C.产黄青霉 D.顶青霉

（ ）6.我国设计的摇床，一般偏心距为25mm,转速为：

A 100－200r/min B 200－300r/min C 300－400r/min D 400－500r/min

（ ）7.发酵罐的径高比为：

A (2.5－5):1 B (3－6):1 C (4－7):1 D (3.5－8):1

（ ）8.产生芽孢或分生孢子的菌种多用 法保藏

A 沙土管保藏 B 液体石蜡保藏

C 定期移植保藏 D 低温保藏

（ ）9.能使DNA产生胸腺二聚化作用的诱变剂是

A 紫外线 B 碱基类似物 C 烷化剂 D 亚硝酸

（ ）10.供物理或化学诱变剂处理的单孢子悬液的孢子数一般控制在

A 70万个/ml B 80万个/ml C 90万个/ml D 100万个/ml

（ ）11. 结晶时，若要获得颗粒少但是粒度大的晶体，应该控制溶液在 结晶

A.不稳定区 B.稳定区 C.介稳区 D.饱和曲线上

（ ）12. 下面关于离子交换说法不正确的是：

A.离子交换处理的溶液一般为水溶液；

B.离子交换可看作被分离组分与离子交换剂之间的离子臵换反应，其选择性相当高；

C.离子交换剂在使用后，其性能改变不大，一般不需要再生；

D.离子交换技术最早应用于制备软水和无盐水。

（ ）13. 下列表述不正确的是：

A. 沉降、过滤等操作处理的是非均相混合物；B. 蒸发操作实际上就是对溶液的浓缩；

C. 精馏、吸收处理的都只是均相混合物； D. 干燥、精馏都只是一个传质的过程。

（ ）14助滤剂应具有以下哪一种性质：

A 颗粒均匀，柔软，可压缩 B 颗粒均匀，坚硬，不可压缩

C 粒度分布范围大，坚硬，不可压缩 D 颗粒均匀，可压缩，易变形

（ ）15 在一列管式换热器中，壳程为饱和水蒸气，以加热管程中的空气。当空气流量增大

10％，为保证空气出口温度不变，可采用的办法

A 壳程加折流挡板 B 将原来的并流改为逆流

C 增大水蒸汽流量 D 提高蒸汽压力

三、填空题

1.发酵工业以产品类型分可分为微生物菌体发酵、微生物转化发酵、 微生物代谢产物发酵 。

2.微生物在生长代谢过程中分泌的代谢产物有初级代谢产物、次级代谢产物前者是微生物 所产生的产物，如氨基酸、核酸、类脂糖类。后者是在 微生物生长到一定时期，以初级代

谢产物为前提物质而合成对微生物生命活动无明确功能性质的过程中 所产生的产物。如抗

生素、生物碱、植物生长因子等。

3.对微生物而言，培养基的两个主要营养因素是 供菌体细胞代谢过程所需要的能源、 微生物利用培养基中的各种元素去组合形成细胞物质或产物 。

4.工业生产常用的灭菌方法有物理灭菌和化学灭菌。其中物理灭菌包括湿热灭菌、 干热灭菌、 射线灭菌 、过滤灭菌。

5.培养基的灭菌工业上可分为 实罐灭菌、空罐灭菌、 连续灭菌。

6.工业发酵所需要的无菌空气除菌和灭菌的方法有介质过滤除菌、 加热灭菌、 静电除尘 。

7.常用的空气过滤介质棉花、玻璃纤维、 活性炭、石棉滤板。

8.双水相萃取中常用的成相亲水聚合物有 聚乙二醇和 葡聚糖。

9.测定流量的孔板流量计、文丘里流量计、转子流量计等均是利用 和 互换的原理来进行测量的。

10. 离心泵启动时应关闭出口阀门，目的： 。

四、简答/计算题

1. 简述沙土管保藏菌种的操作步骤和优缺点。

操作步骤：斜面孢子先加灭菌蒸馏水2～2.5mL，沿斜面轻刮孢予后，再吸0.2～0.3mL到灭菌备用的

沙土管中，在真空度100Pa以下进行干燥，直至沙土外貌呈松散状态，然后低温(4℃)保存。经真空干燥后的沙土管，最好放在密闭容器内，容器内可放入吸潮剂CaCl2或硅胶等，保藏期间整个容器置于冰箱中。 如无真空干燥设备，也可将待保存的孢子轻刮下，直接种入来灭菌备用的沙土管中，干燥保存。刮孢子时要尽量减少菌丝断片混入。此干埋法如能结合短时间抽真空则效果更好。

优缺点：本法的缺点是存活率低，变异率高。特别是抗生素工业上的高产菌株采用本法保藏时，对高产特性的保藏效果差，仅在真空干燥这一步，不少菌的死亡率即达90％以上，有的菌种如万古霉素产生菌，多数菌株沙土管保藏一年以上时，死亡率达99.9999％。另外，在抽真空后容易引起DNA断裂致使菌发生变异，此法对一些经长期诱变处理的高产菌株及一些难保藏的菌株的保藏效果也不理想。因而国外一些有关单位已很少使用沙土藏法。

2. 简述噬菌体的特点、感染过程。

噬菌体是病毒的一种，它的特点是形体微小，体积比细菌小得多，要借助于电子显微镜才能观察的到，并且没有细胞结构，主要由核酸和蛋白质构成。噬菌体只能寄生于其它微生物的细胞内，靠吸附、

寄生细胞的营养而迅速繁殖、生长。 噬菌体在寄主细胞内生长、繁殖的过程可分为：吸附、侵入、增

殖、成熟、释放五个阶段。成熟后的噬菌体，促使细胞裂解，从而释放出大量的子代噬菌体。它的繁殖

速度以百倍，千倍的增加，因此，一旦感染噬菌体后，就很难彻底清除。噬菌体广泛的存在空气、污水

之中。由于噬菌体的体积极小，在空气中难于清除干净，所以，发酵生产上一旦污染了噬菌体，就会面

临着“全军覆没”的危险。

3. 简述肉眼观察时低产型菌落的特征。

a．光秃型。 b．严重生长衰退，如长的过小，孢子量过少到影响正常生长繁殖。 c．表面结构不均匀，孢子生长不均匀，孢子颜色不均匀；菌落表面产生白色斑点、秃斑或角变菌落等。需要说明的是，在这一类菌落中，亦可能杂有高产型。但因其表型表现了严重的不纯，不宜选用。此类菌落在传代后往往遗传分化强，不稳定，尤其是纯化分离(纯化的目的是要选择纯度提高的菌种)，更不宜选择此类不纯的菌落。 d．生长过于旺盛，如菌落生长特别快，直径特点大，孢子量特别丰富的野生型菌落类型。

4. 膜分离中常采用错流过滤法，简述什么是错流过滤，有什么优点？ 可作图说明。

5. 发酵过程中为什么要补料，补料的内容和方式。

补料的目的和原则，就在于有节制的向接近贫乏的罐内补充营养物质，从而控制抗生素的中间代谢，

使之向有利于抗生素合成积累的方向发展。1.补糖补糖的方式较多，有的少量多次，间歇补加；有的少量连续滴加，有的大量分次补加或定时补加等。其关键是控制糖浓度，保持在产生菌需要范围，有利于提高抗生素产量。 2.通氨及补氮通氨方法，一般采用少量间歇添加或少量自动流加主要以pH为依据，少量多次。3.补充无机元素和促进剂、前体

五、论述/绘图题

1. 绘图并说明绿盾生物发酵公司种子罐取样操作。

2.简述两种结晶的方法，并说明晶体洗涤的原因。

3. 绘图并说明氧从气相传递到液相的菌体中需要克服的几种阻力。

一、判断题

（F）1、实罐灭菌时未充分排尽罐内空气，对灭菌结果不造成影响。

（F）2、玉米浆是用硫酸浸泡玉米的水经过浓缩加工制成的。

（F）3、微生物生长的测定方法中直接计数法测得是活菌数。。

（F）4、摇瓶种子培养培养成熟后可经保存后用做生产种子。

（T）5、临界氧浓度是指微生物对发酵液中溶解氧浓度的最低要求。

（F）6、包含体是由蛋白质分子本身及其周围的杂蛋白和核酸等形成的不溶性的，但有活性

的聚集体。

（T）7、结晶和沉淀在本质上是一致的，都是新相形成的过程。

（T）8、蒸发操作中，多效蒸发的能量利用率比单效高了很多，因此效数越多越经济。

（F）9、随温度升高，一般液体粘度下降而气体粘度上升。

（T）10、液膜萃取最显著的特点时萃取和反萃取同时进行，一步完成。

二、选择题

（ ）1.在抗生素生物合成中，菌体用来构成抗生素分子而本身又没有显著改变的物质称为：

A 前体 B 促进剂 C 消沫剂 D 抗体

（ ）2.工业生产中种子罐和发酵罐每隔 取样一次。

A 2h B 3h C 7h D 8h

（ ）3.工业上实罐灭菌的时间一般为：

A 20min B 30min C 35min D 40min

（ ）4.总过滤器中，以棉花活性炭为介质时，棉花层的厚度为：

A 1/3－1/2 B 1/4－1/3 C 1/5－1/4 D 1/6－1/5

（ ）5.摇瓶种子的最大保存时间为：

A 1d B 2d C 3d D 4d

（ ）6.下列所述环境条件下的微生物，能正常生长繁殖的是:

A．在缺乏生长素的无氮培养基中的圆褐固氮菌

B．在人体表皮擦伤部位的破伤风杆菌

C．在新配制的植物矿质营养液中的酵母菌

D．在灭菌后的动物细胞培养液中的禽流感病毒

（ ）7.下列不需要利用发酵工程的是:

A.生产单细胞蛋白饲料 B．通过生物技术培育可移植的皮肤

C．利用工程菌生产胰岛素 D．工厂化生产青霉素

（ ）8.某同学在进行探究大肠杆菌群体生长规律实验时，正确的操作是:

A.在调整期扩大接种 B．随时调整pH

C在稳定期连续培养 D．定期检测菌体数目

（ ）9.关于青霉素生产的叙述，正确的是：

A．青霉素是青霉菌生长代谢中重要的初级代谢产物

B．用紫外线、激光、化学诱变剂处理青霉菌再经筛选的方法可以选育高产菌种

C．发酵罐接种后必须进行灭菌处理

D．在青霉菌生长的稳定期，活菌数不再增加，青霉菌产量也不再增加

（ ）10.关于炭疽杆菌的叙述，错误的是:

A．具有细胞壁、细胞膜、细胞质和拟核等结构

B．通过二分裂方式进行繁殖

C．核衣壳外还有多糖、蛋白质和脂质构成的囊膜

D．同化类型是化能异养型

（ ）11. 饱和空气在恒压下冷却，温度从50℃降至20℃，则该空气相对湿度φ ，绝对湿度H 。 A 增大 减小 B 不变 增大 C 不变 减小 D 减小 减小

（ ）12. 膜分离技术中，超滤的操作压在：

A.0.1 MPa以下 B.0.1～1.0 MPa C.1.0～10.0 MPa D.10.0 MPa以上 （ ）13萃取操作中，最重要的是：

A物料前处理 B溶剂的选择 C操作方法 D溶剂的回收

（ ）14反胶团萃取中，反胶团的结构是：

A.亲水基向外，憎水基向内 B.亲水基向内，憎水基向外

C.极性基向外，非极性向内 D.极性基向外，憎水基向内

（ ）15细胞破碎法中，已经应用到工业上的破碎法有：

A.球磨法，高压匀浆法 B.超声波破碎法，化学渗透法

C.撞击破碎法，渗压冲击法 D.反复冻融法，酶溶法

三、填空题

1.发酵工业以产品类型分可分为 微生物菌体发酵 、微生物转化发酵、 微生物代谢产物发酵。

2.氨基酸微生物在生长代谢过程中分泌的 初级代谢产物，抗生素是微生物生长代谢过程中分泌的 次级代谢 产物。

3.制备原生质体目前应用最多最有效的方法是 酶解法

4.微生物的吸氧量常用 化学需氧量COD 和 生物需氧量BOD 两种方法来表示。

5.发酵生产和发酵试验采用的物理参数主要有温度、压力、 搅拌速率、搅拌功率、空气流量、溶解氧、表观黏度。

6.工业发酵所需要的无菌空气除菌和灭菌的方法有 过滤灭菌、加热灭菌、 静电除尘。

7.常用的空气过滤介质棉花、 玻璃纤维 、 活性炭 、石棉滤板。

8. 离子交换工艺的一般流程：

离子交换树脂的 预处理 → 离子交换过程 → 洗脱过程→ 树脂的 再生 9离心泵启动前需要 关闭出口阀门 ，以预防 。

10凝胶树脂的交联度越大，则树脂的孔径越 小 。

四、简答/计算题

1. 简述沙土管保藏菌种的操作步骤和优缺点。

操作步骤：斜面孢子先加灭菌蒸馏水2～2.5mL，沿斜面轻刮孢予后，再吸0.2～0.3mL到灭菌备用的沙土管中，在真空度100Pa以下进行干燥，直至沙土外貌呈松散状态，然后低温(4℃)保存。经真空干燥后的沙土管，最好放在密闭容器内，容器内可放入吸潮剂CaCl2或硅胶等，保藏期间整个容器置于冰箱中。如无真空干燥设备，也可将待保存的孢子轻刮下，直接种入来灭菌备用的沙土管中，干燥保存。刮孢子时要尽量减少菌丝断片混入。此干埋法如能结合短时间抽真空则效果更好。

优缺点：本法的缺点是存活率低，变异率高。特别是抗生素工业上的高产菌株采用本法保藏时，对高产特性的保藏效果差，仅在真空干燥这一步，不少菌的死亡率即达90％以上，有的菌种如万古霉素产生菌，多数菌株沙土管保藏一年以上时，死亡率达99.9999％。另外，在抽真空后容易引起DNA断裂致使菌发生变异，此法对一些经长期诱变处理的高产菌株及一些难保藏的菌株的保藏效果也不理想。因而国外一些有关单位已很少使用沙土藏法。

2. 简述生产上和发酵动力学研究中采用的生物参数。

l.菌丝形态 抗生素生产中，一般都以菌丝形态作为衡量种子质量、区分不同的发酵阶段、控制发酵过程的代谢变化及决定发酵周期的依据之一。

2.菌体干重(或菌体浓度) 3.菌体比生长速率

4.氧比消耗速率 是每小时单位质量的菌体所消耗的氧的数量，其单位为mmolO2／g(干菌体·h)。如果已知菌体质量，则可以根据氧比消耗速率计算单位时间内消耗的氧量。

5.糖比消耗速率 每小时单位质量的菌体所消耗的糖量称为糖比消耗速率，其单位为g或mmol(己糖)／[g(干菌体)·h]。如果已知菌体质量，则可以根据糖比消耗速率计算单位时间内消耗的糖量。

6.氮比消耗速率 每小时单位质量的菌体所消耗的氮的数量称为氮比消耗速率，其单位为g(NH2一N

或NH3一N)／[g(干菌体) ·h]。如果知道菌体质量，则可以根据氮比消耗速率计算单位时间内消耗的NH2一N或NH3一N的数量。

3. 简述工业上应用广泛的菌体细胞的固定化。

4. 简述高速离心喷雾干燥塔的操作过程。

首先检查水电供应情况和内部卫生情况，喷头是否转动。

操作：1.离心电机冷却通水，不能太大 2.机箱电源通电，打开照明，开风机3 电加热和温控打开，设定进气温度在160-180之间，4密封后进行加料5排气温度在九十度以上后，开始喷雾，料阀不能太大，观察排气温度在八十度左右(转速400左右)6结束后，关闭喷头，电加热，在排气温度六十以下后，关闭风机7关闭冷却水。

5. 发酵过程中为什么要补料，补料的内容和方式。

补料的目的和原则，就在于有节制的向接近贫乏的罐内补充营养物质，从而控制抗生素的中间代谢，使之向有利于抗生素合成积累的方向发展。1.补糖补糖的方式较多，有的少量多次，间歇补加；有的少量连续滴加，有的大量分次补加或定时补加等。其关键是控制糖浓度，保持在产生菌需要范围，有利于提高抗生素产量。 2.通氨及补氮通氨方法，一般采用少量间歇添加或少量自动流加主要以pH为依据，少量多次。3.补充无机元素和促进剂、前体

五、论述/绘图题 1、列举膜分离技术并作相应说明。

微滤（MF） 又称微孔过滤，它属于精密过滤，其基本原理是筛孔分离过程。微滤膜的材质分为有机和无机两大类，有机聚合物有醋酸纤维素、聚丙烯、聚碳酸酯、聚砜、聚酰胺等。无机膜材料有陶瓷和金属等。鉴于微孔滤膜的分离特征，微孔滤膜的应用范围主要是从气相和液相中截留微粒、细菌以及其他污染物，以达到净化、分离、浓缩的目的。 对于微滤而言，膜的截留特性是以膜的孔径来表征，通常孔径范围在0.1～1微米，故微滤膜能对大直径的菌体、悬浮固体等进行分离。可作为一般料液的澄清、保安过滤、空气除菌。

超滤（UF） 是介于微滤和纳滤之间的一种膜过程，膜孔径在0.05um至1nm分子量之间。超滤是一种能够将溶液进行净化、分离、浓缩的膜分离技术，超滤过程通常可以理解成与膜孔径大小相关的筛分过程。以膜两侧的压力差为驱动力，以超滤膜为过滤介质，在一定的压力下，当水流过膜表面时，只允许水及比膜孔径小的小分子物质通过，达到溶液的净化、分离、浓缩的目的。对于超滤而言，膜的截留特性是以对标准有机物的截留分子量来表征，通常截留分子量范围在1000～300000，故超滤膜能对大分子有机物（如蛋白质、细菌）、胶体、悬浮固体等进行分离，广泛应用于料液的澄清、大分子有机物的分离纯化、除热源。

纳滤（NF）是介于超滤与反渗透之间的一种膜分离技术， 其截留分子量在80～1000的范围内，孔径为几纳米，因此称纳滤。基于纳滤分离技术的优越特性，其在制药、生物化工、 食品工业等诸多领域显示出广阔的应用前景。对于纳滤而言，膜的截留特性是以对标准NaCl、MgSO4、CaCl2溶液的截留率来表

征，通常截留率范围在60～90%，相应截留分子量范围在

100～1000，故纳滤膜能对小分子有机物等与水、无机盐进行分离，实现脱盐与浓缩的同时进行。

反渗透（RO） 是利用反渗透膜只能透过溶剂（通常是水）而截留离子物质或小分子物质的选择透过性，以膜两侧静压为推动力，而实现的对液体混合物分离的膜过程。反渗透是膜分离技术的一个重要组成部分，因具有产水水质高、运行成本低、无污染、操作方便运行可靠等诸多优点 ，而成为海水和苦咸水淡化，以及纯水制备的最节能、最简便的技术.目前已广泛应用于医药、电子、化工、食品、海水淡化等诸多行业。反渗透技术已成为现代工业中首选的水处理技术。 反渗透的截留对象是所有的离子，仅让水透过膜，对NaCl的截留率在98%以上，出水为无离子水。反渗透法能够去除可溶性的金属盐、有机物、细菌、胶体粒子、发热物质，也即能截留所有的离子，在生产纯净水、软化水、无离子水、产品浓缩、废水处理方面反渗透膜已经应用广泛。

2. 绘图并说明氧从气相传递到液相的菌体中需要克服的几种阻力。

3. 噬菌体的特点、感染过程，危害程度及治理措施。

噬菌体是病毒的一种，它的特点是形体微小，体积比细菌小得多，要借助于电子显微镜才能观察的到，并且没有细胞结构，主要由核酸和蛋白质构成。噬菌体只能寄生于其它微生物的细胞内，靠吸附、寄生细胞的营养而迅速繁殖、生长。 噬菌体在寄主细胞内生长、繁殖的过程可分为：吸附、侵入、增殖、成熟、释放五个阶段。成熟后的噬菌体，促使细胞裂解，从而释放出大量的子代噬菌体。它的繁殖速度以百倍，千倍的增加，因此，一旦感染噬菌体后，就很难彻底清除。 噬菌体广泛的存在空气、污水之中。由于噬菌体的体积极小，在空气中难于清除干净，所以，发酵生产上一旦污染了噬菌体，就会面临着“全军覆没”的危险。真细胞、真菌、放线菌、细菌都有可能感染噬菌体。

发现噬菌体后，要尽快采取治理措施。通常的做法是：(1)全面普查和清理生产环境中的噬菌体.

(2)生产设备要进行彻底清理检查和灭菌。(3)更换生产菌种. (4)加强抗噬菌体菌株的选育工作. (5)污染严重时停产. (6)平时生产中也要加强对环境中噬菌体的检测.(7)发现污染噬菌体后要彻底消灭染源.除了对污染料液进行灭菌外，对各种检测样液也要集中消毒。上述情况主要是对一些烈性噬菌体而言。另外，还有一类不易发现的所谓温和噬菌体，它对生产的危害也比较严重，但其噬菌体的外观症状比较温和，没有明显的噬菌斑或噬菌斑很小，很难识别。