发酵工程与设备复习题

发酵工程与设备

1.怎么利用目标特性来分离发酵工程菌种？（14-15）

通过两种方法：（一）液体富集培养，（二）固体富集培养

（一）液体富集培养通常在摇瓶中进行。从环境中所取的样品中含有多种微生物，由于目标菌种的生长会改变培养基的条件，从而改变选择压力，使那些不需要的微生物不能生长。再将经过富集的培养物转接种到相同的新鲜培养基上，选择压力又重新确立。经过几次这样的转接培养后，将少量的富集培养液涂布到平板上。

（二）固体富集培养：固体培养基常用于一些酶产生菌的分离，这些技术通常包括选择性培养基，这种培养基含有这种酶的底物，酶作用底物后刺激产生菌的生长。或利用鉴别培养基原理或其他途径，把原先肉眼无法观察的生理性状或产量性状转化为可见的形态性状。

2.发酵工程菌株的选育及改造有哪几种方法？（18-20）

一、诱变育种诱变育种是利用物理或化学等诱变剂处理均匀分散的微生

物细胞群，使其突变率大幅度提高，然后采用简便、快速和高效的筛选方法，从中挑选出少量符合育种目的的突变株，以供生产实践和科研用。

二、杂交育种杂交育种是指两个基因型不同的菌株通过接合，使遗传物质重新组合，从中分离和筛选具有新性状的菌株。一般是指人为利用真核微生物的有性或准性生殖，或原核微生物的接合、F因子转导、转化等过程，促使两个具有不同遗传性状的菌株发生基因重组，获得优良的生产菌株。

三、原生质体融合是指先用酶分别酶解两个出发菌株的细胞壁，在高渗环境中释放出原生质，将它们混合，在助融剂或电场的作用下，使它们互相融合，促使两套基因组之间的接触、交换、遗传重组，在适宜的条件下使细胞壁再生，在再生的细胞中获得重组体。

四、基因工程育种是运用体外DNA各种操作或修改手法获得目的基因，再借助于病毒、细菌质粒或其他载体，将目的基因转移至新的宿主细胞并使其在新的宿主细胞系统内进行复制和表达，或者通过细胞间的相互作用，使一个细胞的优秀性状经其遗传物质的交换而转移给另一个细胞的方法。

3.什么是营养缺陷性？什么是代谢的反馈调节机制？（21）

营养缺陷性：指微生物等不能在无机盐类和碳源组成的合成培养基中增殖，必须补充一种或二种以上的营养物质才能生长。

代谢的反馈调节机制：

反馈抑制：是生物化学途径的末端产物抑制反应途径中某个催化酶的活性（通常是第一个反应）的现象。

反馈阻遏：是生物化学途径的末端产物阻止反应途径中某个催化酶的合成。

4.怎样选育代谢调节突变株

1、细胞膜渗透性的改造通过生物素水平的调节，改变其细胞膜渗透性。

2、不能产生反馈抑制或阻遏的突变株的筛选利用营养缺陷型突变株可以

获得高浓度的产物，这类菌株可以通过降低或消除末端产物浓度，在代谢控制中解除反馈抑制或阻遏，而使代谢途径中间产物或分支合成途径中末端产物积累。

3、不能识别抑制和阻遏现象的突变株的筛选可以通过将菌株变异来实

现。改变对抑制因子识别的突变株的选育，可应用以下两个技术：（1）结构类似物抗性突变株的选育；（2）回复突变株的选育。

5.什么是生长因子？什么是前体？它们有什么作用？举例说明（57-58）

生长因子：凡是微生物生长不可缺少的微量的有机物质（嘌呤、嘧啶、维生素、氨基酸）作用：构成细胞成分，促进生命活动的正常进行。如以糖质原料为碳源的谷氨酸生产菌均为生物素缺陷型，以生物素为生长因子。

前体：能够加入到发酵培养基中，能被微生物在生物合成过程中结合到产物分子中去，而其自身的结构并没有多大变化，但产物的产量却有较大提高的化合物。如在青霉素的生产中加入苯乙酸可生产青霉素G，而用苯氧乙酸作为前体则可生产青霉素V。

8.发酵工厂的灭菌分哪几大类？有什么特点?

灭菌的方法主要有：干热灭菌法、湿热灭菌法、化学药品灭菌法、过滤除菌法干热灭菌法是指在干燥高温条件下，将微生物杀死。干热对微生物有氧化、蛋白质变性和电解质浓缩引起中毒的作用，其中氧化作用是主要的。干热灭菌必须高温，工业生产中采用的条件是摄氏160℃，1h。主要使用于需要保持干燥的器械、容器的灭菌。

湿热灭菌是借助蒸汽释放的热能和水的参与，能使微生物细胞中蛋白质、酶、核酸分子内部的化学键（特别是氢键）受破坏，特别是蛋白质发生不可逆的凝固性变性，使微生物死亡。蒸汽在冷凝时释放出大量潜热，具有强大的穿透力，尤其适用于大量培养基及发酵设备的灭菌。

化学药品灭菌法一些化学药品易与微生物细胞中的某种成分产生化学反应，如使蛋白质变性、酶类失活，破坏细胞膜透性而杀死微生物。根据灭菌对象不同有浸泡、添加、擦拭、喷洒、气态熏蒸等。

10.现代的糖化工艺由哪几种设备完成?共有什么特点和作用？

现代糖化基本都采用五器组合，即糊化锅、糖化锅、过滤槽、煮沸锅和回旋沉淀槽

（一）糊化锅糊化锅是用来加热煮沸辅助原料（一般为大米粉或玉米粉）和部分麦芽粉醪液，使其淀粉液化和糊化。

（二）糖化锅啤酒糖化锅的用途是使麦芽粉与水混合，并保持在一定的温度下进行蛋白质分解和淀粉糖化。

（三）麦汁煮沸锅麦汁煮沸锅又称煮沸锅或浓缩锅，用于麦汁的煮沸和浓缩，并加入酒花，浸出酒花中的苦味及芳香物质。还有加热凝固蛋白质、灭菌、灭酶的作用。

（四）糖化醪过滤槽糖化醪过滤槽是啤酒厂获得澄清麦汁的一个关键设备。国内糖化醪过滤主要是平底筛过滤槽。此外还有一种快速过滤器。

13.空气除菌有哪几种方法？原理是什么？（92-93）

（一）辐射灭菌高能射线（X射线、α射线、β射线、γ射线、紫外线、高能阴极射线）、超声波等从都能破坏蛋白质等生物活性物质，从而起到杀菌作用。（二）热灭菌利用空气被压缩时所产生的热量进行部分杀菌，能够减少过滤器的过滤负荷。

（三）静电除菌静电引力吸附带电粒子而达到除菌除尘的目的。

（四）过滤除菌利用过滤介质阻截流过空气中的微生物，以达到除菌目的的方法，其所使用的过滤介质必须定期灭菌。

14.过滤器根据其结构分为哪两大类？各有怎样的除菌机理？

过滤器的类型可分为两种类型：

1、非固定孔径过滤器主要通过惯性作用、扩散作用、静电吸附而不是拦截作用来滞留颗粒。填充的介质有数不清的曲折路径。这种滞留颗粒是一种统计学现象，于是产品灭菌效果需根据失败的可能性进行预测。因此用纤维介质过滤器过滤除去微生物不可能完全去除，因为总会有菌可能通过滤层。另外一个重要的原因是填充的介质不是固定在某一位置上的，一旦过滤器承受的压力增大则可能造成介质发生位移，在滤层中产生大的通道，而丧失过滤功能。另外增大压力也可能造成已被捕获的颗粒逃离。

2、固定孔径过滤器由于其结构在过滤操作时过滤介质不会发生位移，通过过滤器的流体的流动型不会由于介质产生裂缝而发生改变。过滤器的孔径在制造过程中是严格控制的，因此可保证去除某一尺寸的颗粒。拦截作用是其去除颗粒的主要机制。具有绝对过滤效率。另外固定孔径的过滤器也有一定的深度，所以其他过滤机制（惯性作用、扩散作用、静电作用）同样可除去比孔径小的颗粒。

15.单根纤维过滤除菌的机理是怎样的？

（一）惯性捕集作用当微粒随气流以一定速度垂直向纤维方向运动时，因障碍物（介质）的出现，空气流线由直线变成曲线，即当气流突然改变方向时，沿空气流线运动的微粒由于惯性作用仍然继续以直线前进。惯性使它离开主导气流。气流宽度以内的粒子，与介质碰撞而被捕集。这种捕集由于微粒直冲到纤维表面，因摩擦黏附，微粒就滞留在纤维表面上。

（二）拦截捕集作用微生物微粒直径很小，质量很轻，它随低速气流流动慢慢靠近纤维时，微粒所在的主导气流流线受纤维所阻，从而改变流动方向，绕过纤维前进，而在纤维的周边形成一层边界滞留区。滞留区的气流速度更慢，进到滞留区的微粒慢慢靠近和接触纤维而被黏附滞留。

（三）扩散捕集作用直径很小的微粒在很慢的气流中能产生一种不规则的运动，称为布朗扩散。在很慢的气流速度和较小的纤维间隙中，扩散作用大大增加了微粒与纤维的接触机会，从而被捕集。

17、常用的空气过滤除菌流程是什么？特点如何？

1、空气压缩冷却过滤流程

压缩机储罐空气冷却器过滤器特点：简单2、两次冷却、分离、加热除菌流程

粗过滤器空压机储罐一级冷却器旋风分离器二级冷却器丝网分离器加热器过滤器

特点：两次冷却、两次分离、适当加热。提高传热系数，节约冷却用水，油、水、雾分离得比较完全。

3、高效前置过滤除菌流程

高效过滤器空压机储罐冷却器丝网分离器加热器过滤器

特点：经高效前置过滤后，空气的无菌程度已达到99.99%。

4、DH公司空气除菌工艺流程

前置采风系统空压机缓冲罐冷却器 WS气水分离器OIL-X除水除油预过滤器 OIL-X除水除油精过滤器夹套加热器

除菌过滤器至使用点。

特点：

①采用专利设计的WS高效气水分离器，除菌率由58-80%上升至95%。

②OIL-X除水除油预过滤器

微粒直径：1微米

油雾含量：＜0.5mg/kg（21℃）

过滤效率：100%

③OIL-X除水除油精过滤器

微粒直径：0.01微米

油雾含量：＜0.01mg/kg（21℃）

过滤效率：100%

18.分批培养与发酵的微生物生长动力学模型是怎样的？P115

（1）迟滞期：体积增大，代谢活跃，蛋白质DNA、RNA含量增高。通过自身代谢机能的调节，合成并完善内酶系统，进行DNA复制，为细胞生长做准备。（2）、加速期：细胞大量繁殖，时间短暂，并迅速达到对数生长期。

（3）、对数生长期：细胞数目和菌体质的以指数形式增长。

（4）、减速期：微生物的比生长速率从最大下降为零。进入稳定期。

原因：营养消耗、产物积累。

（5）、稳定生长期

(6)、衰亡期：基质缺乏，产物积累，环境恶劣，能量消耗，菌体开始衰亡。

19.菌体的比生长速率与限制性基质浓度之间有什么关系？如何求的特定的微生物在特定的培养条件下最大比生长速率和饱和常数？P117-118

20根据产物生成与细胞生长的关系可将产物生成动力学类型分为那几类？各有什么特点？P121

生长偶联型

部分生长偶联型

非生长偶联型

21，什么是菌体细胞的生长得率？什么是代谢产物得率？对它们的研究有什么意义？二者常用的表示方法是什么？P123-124

菌体细胞的生长得率指菌体细胞的生长量与营养基质的消耗量或与营养基质氧化释放的能量之间的比例关系。

代谢产物得率指代谢产物的生成量与营养基质消耗量或与营养基质氧化释放的能量之间的比例关系。

意义：生长得率与产物得率是分批培养与发酵生产中选择并确定发酵培养基基质组成以及浓度比例的理论基础，也是判断微生物将底物转化为细胞物质或代谢产物收得率的重要指标

生长得率是y x/s：消耗单位基质所生成的菌体细胞的质量

产物得率是y p/s：消耗单位基质所生成的产物的质量

22机械通风搅拌发酵罐的设计有什么要求？其中最重要的是什么？P142

一．发酵罐应具有适宜的高径比。发酵罐的高度与直径比为2.5~4：1。罐身长，则氧的利用率较高。

二．发酵罐应能承受一定压力。由于发酵罐在消毒及正常工作时，罐内有一定的压力和温度，因此罐体各部件要有一定的强度，能承受一定的压力。罐体加工完成后，必须进行水压试验，一般水压试验压力为工作压力的1.5倍。三．发酵罐的搅拌通风装置要能使气泡分散细碎，气液充分混合，以保证发酵液溶氧量，提高氧的利用率。

四．发酵罐应具有足够的冷却面积。微生物生长代谢过程放出大量的热量，不同产品的发酵放出热量也有不同，为了控制发酵过程不同阶段所需的温度，发酵罐应装有足够的冷却面积。

五．发酵罐内应抛光，尽量减少死角，避免藏垢积污，使灭菌彻底，避免染菌。六．搅拌器的轴封应严密，近量减少泄露。

发酵罐的基本要求：1、发酵期内保持无菌状态2、能提供充足的空气和充分的搅拌满足微生物生产代谢的需要

23.机械通风搅拌发酵罐的主体机构有哪些？

罐体、搅拌器和挡板、消泡器、搅拌轴、变速装置、空气分布装置、轴封、换热装置。

26.二氧化碳对发酵有什么影响？如何控制？P206-207

溶解在发酵液中的二氧化碳对微生物的生长和代谢有刺激和抑制作用。

二氧化碳对菌体生长通常有抑制作用，当排气中的二氧化碳浓度高于4%时，菌体的糖代谢及呼吸速率下降。发酵液中的二氧化碳浓度达时，会严重影响酵母菌生长。二氧化碳还会对菌体的形态产生影响。

二氧化碳也影响代谢产物的积累，一些发酵需要一定量的二氧化碳。

二氧化碳对许多发酵也产生抑制作用，如对肌苷、组氨酸和抗生素发酵，特别是对抗生素的发酵的影响明显。

（1）二氧化碳浓度的控制根据对发酵的影响而定。如果二氧化碳对产物合成有促进作用，则应提高其浓度；如果有抑制作用，则应设法降低其浓度。通气搅拌是控制二氧化碳浓度的一种方法。降低通气量和搅拌速率，有利于增加二氧化碳在发酵液中的浓度；提高通气量和搅拌速率，降低二氧化碳在发酵液中的浓度。

(2）二氧化碳与呼吸商根据菌的好氧速率(OUR)和二氧化碳释放率（CER）可求出菌的呼吸商RQ(RQ=CER/OUR)，RQ值可以反映菌的代谢情况。如酵母发酵过程中RQ=1，表示糖代谢走有氧分解代谢途径，仅生成菌体，无产物生成；如RQ>1.1，表示求EMP途径，生成乙醇；RQ=0.93，生成柠檬酸，RQ《0.7表示生成的乙醇被当做基质利用。

27.在发酵过程中如何防治杂菌和噬菌体的污染？P211-212

防止染菌的措施：

一、无菌检查灭菌后尚未接种的培养基、种子液和发酵过程中的培养液都需要接受严格的无菌检查，目的是检查培养基灭菌是否彻底、种子液和发酵液是否染菌。检查可从3方面进行：无菌试验、显微镜检查和培养液生化指标检查，其中无菌试验和显微镜检查是主要的判断依据。

二、发酵设备的定期检查定期检查和维护设备，是预防染菌的重要措施。

三、严格按要求进行操作生产操作应严格按要求进行，千万不要主观判断是否有问题。

发酵工程与设备实验试题答案

发酵工程与设备实验 1.决定摇瓶溶氧量的因素有哪些？它们如何影响摇瓶溶氧量？答：⑴摇瓶的透气性：8层纱布，纱布透气性越好，摇瓶溶氧量越大。⑵摇瓶的转速：转速越大，培养基流动越剧烈，增大与气体接触面积。⑶培养基的粘稠度：粘稠度越大，氧气越难进入，溶氧量越低。 2.采用磷钼蓝法测定发酵液中的植酸酶活性实验中，空白对照中并未发生酶和底物的水解反应，但经过显示后，颜色却呈较深的蓝色，试解释其原因。 答：①磷钼蓝受热，易被氧化成蓝色还原物。②植酸钠中含杂质磷太多。 3.红曲米发酵实验中，为何要添加酸水？无菌酸水如何制得？答：是为了洗脱菌种，同时为红曲霉生长创造酸性环境。 制备：取一烧杯的蒸馏水，往水中加入乳酸并调PH至4.0.然后取10ml配制好的溶液于干净的试管中，密封包扎后，放入高压灭菌锅灭菌，即可得到无菌酸水。 4.产植酸酶黑曲霉的分离实验中，为何选用植酸钙而不选用植酸钠？ 答：钠盐易溶解、钙盐难容，易形成透明圈，从而筛选。 5.产植酸酶黑曲霉的分离实验中，为什么不将脱氧胆酸钠溶液

和氯霉素眼药水加入到筛选培养基中一起灭菌？ 答：①脱氧胆酸钠会与铁盐高温时反应。②细菌性抗生素、自身就是杀菌的，且本身无菌，也不能灭菌。 6.请详细说明产植酸酶黑曲霉的分离实验的实验原理。 答：以植酸钙为唯一磷来源的选择培养基，同时以透明圈法，从土壤中分离筛选产植酸酶的黑曲霉 7.产植酸酶黑曲霉的摇瓶发酵实验中，摇瓶的作用有哪些？答：①气体和营养分布均匀②温度保持恒定③代谢产物分散④避免影响其他菌丝生长⑤防止细胞沉淀 8.植酸酶酶活力测定实验中，若显色后的反应体系测定吸光度值为2.23，说明什么问题？该如何调整实验方案？ 答：浓度过大，该稀释。 9.植酸酶活力测定时做标线的目的是什么？ 答：标线是反应吸光度与无机磷浓度之间的关系，待我们测的样品吸光度后即可在标线上读出对应无机磷浓度，从而进行酶活计算。 10.简述灭菌锅的使用方法及步骤。 答：①向锅内注入水至三脚架上边缘、预热。 ②放入物品，将直排气管并放入排气槽。 ③关盖，拧紧对应螺栓，打开开关加热 ④待压力达到0.05MPa，排冷空气，归零。

发酵工程与设备 教材教材教案

发酵工程与设备 第一章绪论 生物技术作为21世纪高新技术的核心，对人类面临的食品、资源、健康、环境等重大问题发挥越来越大的作用。大力发展生物技术及其产业已成为世界各国经济发展的战略重点。 一．发酵工程的主要内容 发酵工程（Fermentation Engineering）属于生物技术的范畴，生物技术又称生物工艺学，最初是由一位匈牙利工程师Karl.Ereky于1917年提出的。当时他提出的生物技术这一名词的涵义是指甜菜作为饲料进行大规模养猪，即利用生物将原料转化为产品。现在的生物技术的定义为：生物技术是应用自然科学及工程学原理依靠生物催化剂的作用将物料进行加工以提供产品或社会服务的技术。因此，生物技术是一门综合性多学科技术，他涉及的基础学科有生物学、化学和工程学。下图为生物技术与基础学科关系的示意图。它逐渐成为与生物学、生物化学、化学工程等多学科密切相关的综合性边缘学科。 现代生物技术作为一门新兴的高科技术产业，它的生命力在于他对社会经济和发展的各个方面都带来了极大冲击和影响。 发酵工程是指在最适发酵条件下，发酵罐中大量培养细胞和生产代谢产物的技术。 发酵工程由于涉及到生物催化剂，因而与化学反应有关。由于生物技术的最终目标是建立工业生产过程为社会服务，因而该生产过程可称为生物反应过程（亦称为生化反应过程）。 在发酵技术中一般包括微生物细胞或动植物细胞的悬浮培养，或利用固定化酶，固定化细胞所做的反应器加工底物（即有生化催化剂参加），以及培养加工后产物大规模的分离提取等工艺。主要是在生物反应过程中提供各种所需的最适环境条件。如酸碱度、湿度、底物浓度、通气量以及保证无菌状态等研究内容。 二、发酵工程的发展历史 生物技术的发展和利用可以追溯到1000多年（甚至4000多年）以前如酒类的酿造。而人类有意识地利用酵母进行大规模发酵生产是在19世纪。当时进行大规模生产的发酵产品有乳酸、酒精、面包酵母、柠檬酸和蛋白酶等初级代谢产

放疗设备学复习题.docx

《放射治疗设备》 中山大学新华学院11生物医学工程11111020关邵翔2014-5-22 1.国外与国内分别在什么时间开始有了放射治疗技术？国外：1896,国内：20 1比纪30年代 2.放射治疗的方式有儿种？ 3.放射治疗设备经过了那儿个发展阶段？ 4.目前，国际上最著名的医用电子在线加速器的生产厂商是哪几家？ 羌国瓦立安公司（Varian）；瑞典医科达公司（Elekta）；徳国西门子公司（Siemens）； 5.简述放射源和放射线的类型与特点。 放射源 |放射性、人工 肘线装童 天佢 电子ir速超 1 充子 e ?1 1 1 |ita| yfral农煜□于I丈电戸子1 三电住子1 1 1 宇刊3 ?|更于重乜刊 6.哪些射线是“直接致电离辐射”？哪些射线是“间接致电离辐射”，各有什么特点？ 带电粒子（包括电子）都是“直接致电离辐射S JS接致电离辐射的射线都具有明 比的“射程"。电了射程近（浅）；质了与巫粒了射程远（深），并口深度可调。质了 ?重粒了具有“布拉格峰”特性。 光子与中子是“间接致电离辐射"。间接致电离辐射的射线没有明显的“射程二间 接致电离辐射的能量越高，最人剂量点的辐射深度越深，通帘川“建成区”来表示间 接致电离辐射能虽特性。 7.a射线、B射线和Y射线分別是什么射线？氨核、电了和光了 &哪种设备是现代放射治疗设备的主流机型？为什么？ 医用自线加速器。因为：1?关闭电源后不会发出射线，减少工作人员伤害。2.可产牛.高 能X射线与高能电子束，射线具有高能量，穿透力强，皮肤剂星低，半影小等优点。3. 近代 医用肓线加速器可增加更多实用功能，女Fh全门动多叶准玄器系统,LC、适时影像系统、X 刀治疗系统等。 9.举例说明什么是放射性核素？它们有什么共同特性？ 处于不稳定状态（激发态）的同位素称为放射性核素。特性：不稳定核素会自发地衰变并同 时放出射线。 10.电离辐射与物质的相互作用类型有哪些？ 11.简述人工射线装置的放射性原理。 12.为什么不能统一定义各种电离辐射的能量？请简述各种射线的能量是如何定义的。中低 能X射线的能量：实践屮?般用半价层（half value ldver, 1IYL）衣示屮低能X射线的辐射能 屋。在描述小低能X射线能屋的时候，除了用半价层衣示Z外，述应该给出管电压的数值和吸收体的同质性系数。 高能X射线的能量：实践中川加速电场的强度即标称加速电位来定义高能X射线的能量，单?位是兆伏（MV）,例如：15MVX-射线。X线的能谱，并沖完全依赖于加速电孑的能呆，还与加速方式、电孑束的偏转方式、准氏系统的设计，特别是靶和均整器的材料、形状与厚度等氏接相关。即使加速电场相同，不同的加速器输出的X线辐射深度和作用效果会冇人的差別。所以，需对能量进行定标。 13.简述放射性活度的慕本概念与计算方法。

(完整版)发酵工程与设备习题答案

第一章 1．简述发酵工程的概念及其主要内容。 发酵工程是生物技术的重要组成部分，是生物技术产业化的重要环节。它是应用生物学、化学和工程技术学的原理，大规模（工厂化）培养动植物和微生物细胞，生产生物量或产物的科学。发酵工程可分为上游工程、中游工程和下游工程。 生产微生物细胞（或生物量）； 生产微生物的酶；●生产微生物的代谢产物；?生产基因重组产物；?将一个化合物经过发酵改造其化学结构——生物转化。 2.什么叫次级代谢产物？次级代谢产物是微生物在哪些生长时期形成的？其与初级代谢产物有什么关系？ 以初级代谢产物为原料通过次级代谢合成的，对自身无明确生理作用的代谢产物叫次级代谢产物。关系：先产生初级代谢产物，后产生次级代谢产物；初级代谢是次级代谢的基础；次级代谢是初级代谢在特定前提下的继续与发展。 3.发酵过程有哪些组成部分？ 用于菌种扩大培养和发酵生产用的培养基配方； 培养基、发酵罐和辅助设备的灭菌；●足量的高活性、纯培养的接种物；?在适宜条件的发酵罐中培养菌体生产产物；?产物的提取和纯化；?生产过程的废物的处理。 第二章 1.发酵工程菌株的选育方法有哪些？各有何特点？ 自然选育：自发突变率低，变异程度较轻微，变异过程十分缓慢；自发突变不定向，负向变异可能性大，正向变异可能性小 诱变育种：方法简单，快速，收效显著。 原生质体融合：打破种属间的界限，提高重组频率，扩大重组幅度。 杂交育种：使不同菌株的优良性状集中在重组体中，扩大变异范围，具有更强的方向性和目的性。 基因工程育种：按人们的愿望使生物体的遗传性状发生定向变异。 2.发酵工程对菌种有何要求？菌种的分离和筛选基本流程是怎样的？ 要求：能大量高效合成产物；发酵培养基原料廉价；培养条件容易控制；易于液中提取产物；不易污染其它杂菌和噬菌体；无毒无害；性能稳定，不易退化

发酵工程期末复习题

发酵工程复习题库 一、填空题（常为括号后2－4字） 1. 淀粉水解糖的制备可分为（ ）酸解法、（ ）酶解法和酸酶结合法 三种。 2. 糖酵解途径中的三个重要的关键酶是（ ）己糖激酶、磷酸丙糖激酶、（ ）丙 酮酸激酶。 3. 甘油的生物合成机制包括在酵母发酵醪中加入（ ）亚硫酸氢钠 与乙醛起加成反应 和在（ ）碱性 条件下乙醛起歧化反应。 4. 微生物的吸氧量常用呼吸强度；耗氧速率两种方法来表示，二者的关系是 （ ） 。 5. 发酵热包括（ ）生物热；搅拌热；蒸发热和（ ）辐射热等几种热。 6. 发酵过程中调节pH 值的方法主要有添加（ ）碳酸钙法；氨水流加法和尿素流加 法。 7. 微生物工业上消除泡沫常用的方法有（ ）化学消泡和（ ）机械消泡两种。。 8. 一条典型的微生物群体生长曲线可分为（ ）迟滞期、对数期；（ ）稳定期； 衰亡期四个生长时期。 9. 常用菌种保藏方法有（ ）斜面保藏法、（ ）沙土管保藏法、液体石蜡保藏法； 真空冷冻保藏法等。 10. 培养基应具备微生物生长所需要的五大营养要素是（ ）碳源、氮源；（ ）无 机盐；（ ）生长因子和水。 11. 提高细胞膜的（ ）谷氨酸通透性，必须从控制磷脂的合成着手或者使细胞膜受损 伤。 12. 根据微生物与氧的关系，发酵可分为（ ）有（需）氧发酵；（ ）厌氧发酵两 大类。 13. 工业微生物育种的基本方法包括（ ）自然选育、诱变育种； 代谢控制育种；（ ） 基因重组和定向育种 等。 14. 肠膜明串珠菌进行异型乳酸发酵时，产物为（ ）乳酸；（ ）乙醇；CO2。 15. （ ）诱导酶指存在底物时才能产生的酶，它是转录水平上调节（ ）酶浓度的 一种方式。 16. 发酵工业的发展经历了（ ）自然发酵，纯培养技术的建立，（ ）通气搅拌的 好气性发酵技术的建立，人工诱变育种（ ）代谢控制发酵技术的建立，开拓新型 发酵原料时期，与（ ）基因操作技术相结合的现代发酵工程技术 等六个阶段。 17. 去除代谢终产物主要是通过改变细胞的膜的（ ）通透性来实现。 18. 获得纯培养的方法有（ ）稀释法，（ ）划线法，单细胞挑选法，利用选择培 养基分离法等方法。 19. 生长因子主要包括（ ）维生素，（ ）氨基酸，（ ）碱基，它们对微生物 所起的作用是供给微生物自身不能合成但又是其生长必需的有机物质。 20. 微生物生长和培养方式，可以分为（ ）分批培养，（ ）连续培养，补料分批 培养三种类型。 21. 影响种子质量的主要因素包括培养基，（ ）种龄与（ ）接种量，温度，pH 值， 通气和搅拌，泡沫，染菌的控制和（ ）种子罐级数的确定。 22. 空气除菌的方法有加热杀菌法，静电除菌法，（ ）介质过滤除菌法。 23. 发酵产物的浓缩和纯化过程一般包括发酵液（ ）预处理，提取，精制。 24. 菌种扩大培养的目的是为每次发酵罐的投料提供（ ）数量相当的（ ）代谢旺 盛的种子。 25. 在微生物研究和生长实践中，选用和设计培养基的最基本要求是（ ） 目的明确， （ ）营养协调，物理化学条件适宜和（ ）价廉易得。 26. 液体培养基中加入CaCO3的目的通常是为了调节（ ）pH 值。 27. 实验室常用的有机氮源有（ ）牛肉膏，蛋白胨等，无机氮源有 硫酸铵，硝酸钠， 等。为节约成本，工厂中常用尿素、（ ）液氨等作为氮源。 () X c Q r O ?=2

发酵工程试题及答案.

类。 微生物的育种方法主要有三类： 诱变法，细胞融合法，基因工程法。 发酵培养基主要由 碳源，氮源，无机盐，生长因子 组成。 6、利用专门的灭菌设备进行连续灭菌称为 连逍，用高压蒸汽进行空罐灭菌称为 空消。 7、可用于生产酶的微生物有 细菌、真菌、酵母菌。 常用的发酵液的预处理方法有 酸化、加热、加絮凝剂。 8、根据搅拌方式的不同， 好氧发酵设备可分为 机械搅拌式发酵罐 和通风搅拌式发酵罐 两种。 9、 依据培养基在生产中的用途，可将其分成 孢子培养基、种子培养基、发酵培养 10、 现代发酵工程不仅包括菌体生产和代谢产物的发酵生产，还包括微生物机能的利用。 11、发酵工程的主要内容包括 生产菌种的选育、发酵条件的优化与控制、反应器的设计及 产物的分离、提取 与精制。 12、发酵类型有微生物菌体的发酵、微生物酶的发酵、微生物代谢产物的发酵、微生物转 化发酵、生物工程细胞的发酵 。 13、发酵工业生产上常用的微生物主要有 细菌、放线菌、酵母菌、霉菌。 14、当前发酵工业所用的菌种总趋势是从野生菌转向 变异菌，从自然选育转向 代谢调控育种, 从诱发基 因突变转向 基因重组的定向育种。 15、根据操作方式的不同，液体深层发酵主要有 分批发酵、连续发酵、补料分批发酵。 16、分批发酵全过程包括 空罐灭菌、加入灭过菌的培养基、接种、发酵过程、放罐和洗罐， 所需的时间总和为一个发酵周期。 发酵工程 、名词解释 1、 分批发酵：在发酵中，营养物和菌种一次加入进行培养，直到结束放出，中间除了空气 进入和尾气排出外，与外部没有物料交换。 2、 补料分批发酵：又称半连续发酵，是指在微生物分批发酵中，以某种方式向培养系统不 加一定物料的培养技术。 3、 絮凝：在某些高分子絮凝剂的作用下，溶液中的较小胶粒聚合形成较大絮凝团的过程。 二、填空 1、 生物发酵工艺多种多样，但基本上包括 菌种制备、种子培养、发酵和提取精^_等下游 处理几个过程。 2、 根据过滤介质截留的物质颗粒大小的不同, 过滤可分为粗滤、微滤、超滤和反渗透四大 3、 4、 5、青霉素发酵生产中，发酵后的处理包括: 过滤、提炼，脱色，结晶。 基三种。

发酵工程考试题

1.发酵工程的主要内容发酵条件的优化与控制、反应器的设计及产物的分离、提取与精制 2.根据微生物与氧的关系，发酵可分为__需氧发酵_和_厌氧发酵__两大类。 3.在无氧条件下能将丙酮酸分子转变成乙醇分子的微生物是___酵母__。 4.诱发突变的方法分为物理方法和化学方法，物理方法主要是紫外线_，x射线_，B射线_和_激光__；化学诱变剂包括_碱基类似物， _烷化剂__ 和 _吖啶色素_ 。 5.消毒和灭菌的区别在于前者是杀死或除去病原微生物营养体细胞，而后者则指杀死包括芽孢在内的所有微生物。 6.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灯条件下进行，以防止光复活效应现象的产生。 7.巴斯德效应的本质是能荷调节，表现为呼吸抑制发酵。 8.乳酸发酵一般要在无氧条件下进行,它可分为同型乳酸发酵和异型乳酸发酵_。 1.根据不同的分类原则，工业发酵可分为若干类型。如按发酵形式来区分，有 传统工艺发酵和现代工业发酵；按发酵培养基的物理性状来区分，有固态发酵、半固态发酵和液态发酵；按发酵工艺流程来区分，有分批式发酵、连续式发酵和流加式发酵；按发酵过程中对氧的不同需求来区分，有厌氧发酵和需氧发酵。 2.发酵工业上常用的微生物有细菌（如枯草芽孢杆菌、醋酸杆菌、棒状杆菌、 乳酸菌、状芽孢杆菌）、酵母菌、霉菌（如根霉、曲霉）和放线菌四大类群。 3.微生物群体的生长过程，大致可划分为４个阶段：延滞期、对数期、稳定期和衰亡期。 4.微生物生长所需的基本营养物质有碳源、氮源、无机盐类、生长因子和水分。 5.发酵工业生产中的碳源主要是糖类和淀粉，如葡萄糖、玉米、大米、 大麦、高梁、麸皮等。氮源主要是玉米浆、花生饼粉等有机氮源，也有尿素、硫酸铵、硝酸铵等无机氮液。 6.筛选新菌种的具体步骤大体可分为采样、增殖培养、纯种分离、发酵试验、性能测定等。 7.菌种的选育方法常用的有新菌种的分离与筛选、诱变育种和基因重组育种。 8.常见的菌种保藏方法有：斜面转接保藏法、液体石蜡保藏法、 砂土管保藏法、冷冻干燥保藏法和液氮保藏法。 9.培养基的种类繁多，一般可根据其营养物质的不同来源分为合成培养基、天然培养基和半合成培养基，根据培养基的不同用途分为基础培养基、增殖培养基、鉴别培养基和选择培养基；根据培养基的物理状态的不同分为固体培养基、半固体培养基和液体培养基。在工业发酵中，依据生产流程和作用的不同分为斜面培养基、种子培养基以及发酵培养基。 11.发酵生产中常用的除菌方法有高压蒸汽灭菌法、巴斯德消毒法、空气过滤除菌法、、辐射灭菌法和化学试剂消毒等 1、获得纯培养的方法有：平板划线法、平板稀释法、组织分离法 等方法。 的目的通常是为了__ 中和有机酸，调节PH _。 2、液体培养基中加入CaCO ３

发酵工程与设备习题答案

第一章 1 ?简述发酵工程的概念及其主要内容。 发酵工程是生物技术的重要组成部分，是生物技术产业化的重要环节。它是应用生物学、化学和工程技术学的原理，大规模（工厂化）培养动植物和微生物细胞，生产生物量或产物的科学。发酵工程可分为上游工程、中游工程和下游工程。 生产微生物细胞（或生物量）；生产微生物的酶；生产微生物的代谢产物；生产基因重组产物；将一个化合物经过发酵改造其化学结构——生物转化。 2?什么叫次级代谢产物？次级代谢产物是微生物在哪些生长时期形成的？其与初级代谢产 物有什么关系？ 以初级代谢产物为原料通过次级代谢合成的，对自身无明确生理作用的代谢产物叫次级代谢 产物。关系：先产生初级代谢产物，后产生次级代谢产物；初级代谢是次级代谢的基础；次级代谢是初级代谢在特定前提下的继续与发展。 3. 发酵过程有哪些组成部分？ 用于菌种扩大培养和发酵生产用的培养基配方；培养基、发酵罐和辅助设备的灭菌； 足量的高活性、纯培养的接种物；在适宜条件的发酵罐中培养菌体生产产物；产物的提取和纯化；生产过程的废物的处理。 第二章 1?发酵工程菌株的选育方法有哪些？各有何特点？ 自然选育：自发突变率低，变异程度较轻微，变异过程十分缓慢；自发突变不定向，负向变 异可能性大，正向变异可能性小 诱变育种：方法简单，快速，收效显著。 原生质体融合：打破种属间的界限，提高重组频率，扩大重组幅度。 杂交育种：使不同菌株的优良性状集中在重组体中，扩大变异范围，具有更强的方向性和目 的性。 基因工程育种：按人们的愿望使生物体的遗传性状发生定向变异。 2?发酵工程对菌种有何要求？菌种的分离和筛选基本流程是怎样的？ 要求：能大量高效合成产物；发酵培养基原料廉价；培养条件容易控制；易于液中提取产物； 不易污染其它杂菌和噬菌体；无毒无害；性能稳定，不易退化 调亟研究开充分區阅费料 设计试验右寃 4确定采拝的生态环境 4确定持定的槪5条件 4硯定定性或半逹:壘的快速检砺法 處种斜面确定岌薛的基本祭件 r初陆（挨逮检测或一菌株駆培等测定】 4 製睛［一菌株3%摇瓶】 4结合初步的工艺条件 ▼ *「生产性能试監 暉鉴出v 吉性试验 一J —L菌沖鉴定 菌种灘及作为进一歩育种的出岌菌株

发酵工程设备题库

发酵工程设备题库 第一章通风发酵设备 一、选择题 1、好气性发酵需要无菌空气，概括起来无菌空气在发酵生产中的作用是ABD 。 A. 给培养微生物提供氧气 B. 能起一定的搅拌作用，促进菌体在培养基中不断混合，加快生长繁殖速度 C. 打碎泡沫，防止逃液 D. 保持发酵过程的正压操作 2、气升式发酵罐的优点是无需 B 。 A. 空气过滤系统 B. 搅拌器 C. 空气喷嘴 D. 罐外上升管 3、喷射自吸式发酵罐的优点是ABC 。 A. 空气吸入量与液体循环量之比较高 B. 无需搅拌传动系统 C. 气液固三相混合均匀 D. 适用好氧量较大的微生物发酵 4、气升式发酵罐的特点有BD 。 A. 高径比(H/D)比机械搅拌通风发酵罐的小 B. 无需机械搅拌 C. 无需空气压缩机 D. 溶氧速率较高

5、自吸式发酵罐的搅拌轴是从罐下方进罐的，因此 C 轴封。 A. 应该用填料函 B. 应该用单端面机械 C. 应该用双端面机械 D. 无需 6、一个优良的生物反应器应具有ABCD 。 A. 良好的传质、传热和混合的性能 B. 结构严密，内壁光滑，易清洗，检修维护方便 C. 有可靠的检测及控制仪表 D. 搅拌及勇气所消耗的动力少 7、发酵罐的罐顶可装设的管路有ABD 。 A. 进料管 B. 排气管 C. 冷却水进出管 D. 压力表接管 8、发酵罐的罐身可装设的管路有ABCD 。 A. 取样管 B. 冷却水进出管 C. 空气进管 D. 检测仪表接口管 9、涡轮式搅拌器的特点有ABC 。 A. 结构简单 B. 溶氧速率高 C. 剪切力大 D. 气泡破碎程度低 10、某发酵罐直径为5m，下列组合可达到全挡板条件的有AD 。 A. 挡板宽度为0.5m，挡板数为4 B. 挡板宽度为0.4m，挡板数为6 C. 挡板宽度为0.5m，挡板数为6 D. 挡板宽度为0.4m，挡板数为5 11、双端面机械轴封的主要部件有ABCD 。 A. 动环 B. 静环 C. 弹簧加荷装置 D. 辅助密封元件 12、耙式消泡器通常安装在发酵罐的 C 。

发酵工程与设备习题答案

第一章 1.简述发酵工程的概念及其主要内容。 发酵工程就是生物技术的重要组成部分,就是生物技术产业化的重要环节。它就是应用生物学、化学与工程技术学的原理,大规模(工厂化)培养动植物与微生物细胞,生产生物量或产物的科学。发酵工程可分为上游工程、中游工程与下游工程。 生产微生物细胞(或生物量); 生产微生物的酶;●生产微生物的代谢产物;?生产基因重组产物;?将一个化合物经过发酵改造其化学结构——生物转化。 2、什么叫次级代谢产物？次级代谢产物就是微生物在哪些生长时期形成的？其与初级代谢产物有什么关系？ 以初级代谢产物为原料通过次级代谢合成的,对自身无明确生理作用的代谢产物叫次级代谢产物。关系:先产生初级代谢产物,后产生次级代谢产物;初级代谢就是次级代谢的基础;次级代谢就是初级代谢在特定前提下的继续与发展。 3、发酵过程有哪些组成部分？ 用于菌种扩大培养与发酵生产用的培养基配方; 培养基、发酵罐与辅助设备的灭菌;●足量的高活性、纯培养的接种物;?在适宜条件的发酵罐中培养菌体生产产物;?产物的提取与纯化;?生产过程的废物的处理。 第二章 1、发酵工程菌株的选育方法有哪些？各有何特点？ 自然选育:自发突变率低,变异程度较轻微,变异过程十分缓慢;自发突变不定向,负向变异可能性大,正向变异可能性小 诱变育种:方法简单,快速,收效显著。 原生质体融合:打破种属间的界限,提高重组频率,扩大重组幅度。 杂交育种:使不同菌株的优良性状集中在重组体中,扩大变异范围,具有更强的方向性与目的性。 基因工程育种:按人们的愿望使生物体的遗传性状发生定向变异。 2、发酵工程对菌种有何要求？菌种的分离与筛选基本流程就是怎样的？ 要求:能大量高效合成产物;发酵培养基原料廉价;培养条件容易控制;易于液中提取产物;不易污染其它杂菌与噬菌体;无毒无害;性能稳定,不易退化

发酵设备课程设计

年产15万吨木薯干酒精工厂的设计 附：设计依据及设计范围 （1）、设计依据原始数据如下： 生产要求：年产150，000吨医药酒精，酒精含量%（V） 生产原料：木薯干片年生产天数：300天 厂址选择：南方某城市（符合建厂条件） 气候条件：良好 最高气温：38℃最低气温：4℃平均气温：20℃最高湿度：95% 平均湿度：78% 主导风向：冬季东北风夏季东南风 河水温度：最高30℃最低10℃ 深井水温度：最高25℃最低：20℃ 自来水温度：最高31℃最低：14℃ （2）、设计范围： ○1. 工艺流程的选取与论证 ○2. 全厂水、电、汽及原料耗用量的平衡计算 ○3. 设备的设计与计算 ○4. 安全防火、经济核算、三废处理途 ○5. 绘制重点车间设计施工图 ○6. 编写设计说明书 设计说明书前有中、英文摘要各一份。 重点车间：原料蒸煮车间 重点设备：糖化罐 绘图内容： ○1.重点车间工艺、设备流程图（带自动控制点） ○2．重点车间设备平面布置图 ○3.重点设备装配图

目录 1 工艺流程的选取与论证 2 物料及热量衡算 3 酒母制造 4 液化罐与糖化罐设计 5 安全防火、三废处理

1 工艺流程的选取与论证 1.（1）原料预处理：木薯干片原料较大块，不易在一次粉碎达到要求，故采用二次粉碎以提高粉碎度[4]。 （2）调浆：采用一个冲量计进行粉水自动化调浆，实现了自动化生产过程，减轻了工人劳动强度。 （3）蒸煮工艺：采用带喷雾转盘的锅式低温常压连续蒸煮方法，生产条件温和，操作安全、简便，热利用率高，节省了蒸汽、能耗，提高了淀粉利用率和设备利用率。 （4）糖化酶的利用：该酶活性高，用量少，配制成溶液即可投入使用，不用进行高温蒸煮，节约了资金、能源，且快速、易操作。 （5）糖化工艺：采用真空前冷却的连续糖化法，使冷却用水用量大大减少，可将醪液在瞬间降低到相应的温度，冷却好的醪液连续进入糖化锅，锅内有搅拌器，冷却器，使糖化温度得以保证。 （6）发酵工艺：采用连续发酵，缩短了发酵周期，提高设备利用率，便于实现自动化、连续化，降低了生产成本。 （7）精馏工艺：采用两塔式蒸馏，粗馏塔采用泡罩塔，精馏塔采用浮阀塔，二塔间用气相过塔，从而节省加热蒸汽、冷却水，但要注意成品质量控制。 2.工艺及设备计算 （1）根据工艺流程草图逐步地进行物料衡算与热量衡算。 （2）计算单位基本是以每小时计，并尽量采用国际单位。 （3）计算中的物理化学参数基本来源一致。 （4）对于标准设备，直接根据生产能力进行选型，而对于非标准设备，则进行设计计算。 （5）对重点设备——糖化罐进行详细地设计计算。 （6）对于其他内容，如经济核算、安全防火、综合处理费用进行估算。

发酵工程工厂题库(含答案)

2018 发酵微生物题库 一、名词解释 1.微生物：一切肉眼看不见或看不清的微小生物的总称。 2.菌落：菌落（ colony）由单个细菌（或其他微生物）细胞或一堆同种细胞在适宜固体培养基表面或 3.内部生长繁殖到一定程度；形成肉眼可见有一定形态结构等特征的子细胞的群落。病毒 : 是一类核酸合蛋白质等少数集中成分组成的超显微“非细胞生物”。 4.基本培养基：仅能满足微生物野生型菌株生长需要的培养基。 5.最适生长温度：某菌分裂代时最短或生长速率最高时的培养温度。 6.巴氏消毒法：一种利用较低的温度既可杀死病菌又能保持物品中营养物质风味不变的消毒法。 7.温和噬菌体：能引起溶源性的噬菌体。 8.噬菌体：原核生物的病毒。 9.溶原性细菌：温和噬菌体侵入的宿主细胞。 10.噬菌斑生成单位（效价）：每毫升试样中所含有的具侵染性的噬菌体粒子数。 二、填空题 1.微生物是一切肉眼看不见或看不清的微小生物的总称，其特点是个体微小、构造简单和进化地位低。 2.微生物主要有三大类群：①原核类的细菌、放线菌、蓝细菌、支原体、衣原体、立克次氏体； ②真核类的真菌、原生动物、显微藻类； ③非细胞类的病毒和亚病毒。 3.微生物的五大共性是体积小，面积大；吸收多，转化快；生长旺，繁殖快；适应强，易变异；分布广，种 类多，其中最主要的共性应是体积小，面积大。 4.细菌的形态主要有杆状、球状状和螺旋状三种，此外，还有少数丝状和棱角状等。 5.细菌细胞的一般构造有细胞壁、细胞质、细胞质膜、核区、间体、和各种内含物等，而特殊构造则有糖被、 鞭毛、菌毛、性菌毛和芽孢等。 6.磷壁酸是革兰氏阳性细菌细胞壁上的特有成分，主要成分为甘油磷酸或核糖醇磷酸。 7.芽胞除了可长期休眠外，还是生命世界中抗逆性最强的生命体，例如抗热、抗化学药物和抗辐射等。 8. 根据进化水平和形态构造等特征上的明显差别可把微生物分成三大类，即原核类、真核类和非细胞类。 9.支原体突出的形态特征是无细胞壁，所以对青霉素不敏感。 10. 病毒的一步生长曲线包括了三个时期，即潜伏期、裂解期、和平稳期。 11.细菌在固体培养基表面能形成菌落和菌苔。 12.细菌最常见的繁殖方式是裂殖，包括二分裂、三分裂、复分裂三种形式，少数细菌还能进行芽殖。 13.可以在光学显微镜油镜下看到的细菌特殊结构有鞭毛、芽胞、糖被。 14、病毒的主要组成为核酸和蛋白质。 15、噬菌体的特点是不具有完整的细胞结构,遗传物质多为 DNA。 16、病毒的繁殖过程可分为吸附、侵入、增值、成熟、裂解五个步骤。 17、微生物类群的繁殖方式多种多样，病毒以复制方式繁殖；细菌以分裂繁殖为主；而放线菌以分生孢子和 孢囊孢子两种方式形成无性孢子；霉菌较复杂，已有了无性繁殖有性繁殖和两种繁殖方式和半知菌特有的 准性生殖。 18、真菌细胞的线粒体是_能量代谢的细胞器。 19、真核微生物包括有：真菌，粘菌，藻类，原生动物. 20、酵母菌的无性繁殖方式中最常见的是芽殖，少数种类具有与细菌相似的裂殖方式。 21、构成丝状真菌营养体的基本单位是：菌丝. 22、真菌菌丝具有的功能是吸收营养物质和进行繁殖。 23、真菌生长在基质内的菌丝叫基内菌丝，其功能主要是吸收营养物质，伸出基质外的菌丝叫气生菌丝，其 功能主要是转化成繁殖菌丝产生孢子。 填空题（二） 1、微生物的营养要素有__碳源 _、 _氮源 _、 _能源 _、_无机盐 _、 _生长因子 __和_水 __六大类。 2、营养物质通过渗透方式进入微生物细胞膜的方式有_单纯扩散、促进扩散 _、主动运送、基因移位 _等四种。 3、化能自养微生物以无机物为能源，以无机碳源为碳源，如硝化细菌属于此类微生物。 4、化能异养微生物的基本碳源是有机碳源，能源是有机物，其代表微生物是__酵母菌 __和 __乳酸菌 _等。 5、固体培养基常用于微生物的科学研究、生产实践、及微生物的固体研究和大规模生产等方面。

《发酵工程与设备》期末复习题

《发酵工程与设备》期末复习题 1、工业发酵的发展经历了哪几个阶段？（6个阶段） 答: ①自然发酵阶段；②纯培养技术的建立；③通气搅拌发酵技术的建立；④诱变技术与代谢控制发酵的建立；⑤开拓新的发酵原料时期；⑥基因工程阶段(现代发酵工业新阶段)。 2、发酵工程发展过程中的三个转折点什么？ 答: 纯培养技术的建立是第一个转折点，通气搅拌发酵技术的建立是第二个转折点，代谢控制发酵技术的建立是第三个转折点。 3、根据不同的分类原则，工业发酵可分为若干类型。按发酵形式、发酵培养基的物理性状、按发酵工艺流程来、按发酵过程中对氧的不同需求来区分，各有哪些？ 答: ①发酵形式：细菌发酵、放线菌发酵、霉菌发酵、酵母发酵 ②发酵培养基的物理性状：固体发酵、液体发酵、半固体发酵 ③工艺流程：分批发酵、补料分批发酵、连续发酵 ④对氧的需求：厌氧发酵、好氧发酵、兼性厌氧发酵 4、固体发酵、发酵热、通风比、罐压、临界氧浓度、前体、分批灭菌、种子罐级数、全挡板条件、接种龄、产物合成促进剂、连续灭菌、种子培养、、接种量、轴功率、清洁生产等概念。 固体发酵：又称固态发酵,是指微生物在湿的固体培养基上生长、繁殖、代谢的发酵过程。

发酵热：习惯上将产生的热能减去散失的热能所得的净热量称为发酵热。 通风比： 罐压： 临界氧浓度：各种微生物对发酵液中溶解氧浓度有一个最低要求，这一溶解氧浓度叫做临界氧浓度，以C浓度表示。 前体：指加入到发酵培养基中，能直接被微生物在生物合成过程中结合到产物分子中去，而其自身的结构并没有多大变化，但是产物的产量却因加入前体而有较大的提高的一类化合物。 分批灭菌：将配制好的培养基输入发酵罐内，直接用蒸汽加热，达到灭菌要求的温度和压力后维持一定时间，再冷却至发酵要求的温度，这一工艺称为分批灭菌或实罐灭菌。 种子罐级数：制备种子需逐级扩大培养的次数 全挡板条件：是指达到消除液面旋涡的最低条件，在一定转速下面增加罐内附件而轴功率仍保持不变。 接种龄：是指种子罐中培养的菌丝体开始移入下一级种子罐或发酵罐时的培养时间 产物合成促进剂：是指那些细胞生长非必需的，但加入后却能显著提高产量的物质。 连续灭菌：也叫连消，是指将培养基在发酵罐外经过一套灭菌设备连续地加热灭菌、冷却后送入已灭菌的发酵罐内的工艺过程。 种子培养：

发酵工程设备复习题

发酵工程设备复习题 一、名词解释 1. 实罐灭菌：将培养基置于发酵罐中用蒸汽加热，达到预定灭菌温度后，维持一定时间，再冷却到发酵温度，然后接种发酵，又称为分批灭菌。 2. 带式输送机：利用一根封闭的环形皮带，绕在相距一定距离的2个鼓轮上，皮带由主动轮带动运行，物料在带上靠摩擦力随带前进，到另一端卸料。由皮带、托辊、鼓轮、传动装置、张紧装置、加料装置和卸料装置组成。适用于松散干湿物料、谷物颗粒及成件制品。 3. 菌体得率Y X/S ：对基质的细胞得率Yx/s 4. 装料系数：发酵罐存在持气与起泡问题，必须在充入培养液后留有一定的空间，此时发酵液量与发酵罐体积之比为装料系数。 式中 V —发酵罐的容积（m 3）；V 0—进入发酵罐的发酵液量（m 3）；ψ —装液系数 5. 全挡板条件：在一定转速下，再在搅拌罐内增加挡板或其他附件，搅拌功率仍保持不变而漩涡基本消失。能达到消除液面漩涡的最低条件即全挡板条件。 6. 带式输送机：利用一根封闭的环形皮带，绕在相距一定距离的2个鼓轮上，皮带由主动轮带动运行，物料在带上靠摩擦力随带前进，到另一端卸料。由皮带、托辊、鼓轮、传动装置、张紧装置、加料装置和卸料装置组成。适用于松散干湿物料、谷物颗粒及成件制品。 二、问答题 1. 板框式压滤机BMY60/810-25表示什么规格的压滤机？ 答：板框式压滤机BMY60/810-25表示：B 表示板框压滤机，M 表示明流，Y 表示液压 压紧，数字表示过滤面积60平方米，框宽和框高810mm ，框厚25mm 。 2. 发酵罐实罐灭菌为什么要“三路进汽”? 实罐灭菌的进汽和排气原则是什么? 答：所谓发酵罐实罐灭菌的“三路进汽”就是在对培养基灭菌时，让蒸汽从空气进口、排料口、取样口进入罐内，使培养基均匀翻腾，达到培养基灭菌之目的。这是因为这三个管都是插入到发酵醪中，若不进蒸汽就会形成灭菌死角。实罐灭菌的进汽和排气原则是“非进即出”，就是说所有进入发酵罐的管道在灭菌过程中如果不进入蒸汽就一定要进行排气，使所有管道都被蒸汽（或二次蒸汽）通过，得以灭菌。不能有既不进汽也不排汽的管道（死角）存在。 3. 圆筒体锥底啤酒发酵罐为什么要安装真空安全阀？其作用是什么？ 答：圆筒体锥底啤酒发酵罐出现真空主要是发酵罐在密闭的条件下转罐（或放罐）或进行内部清洗时造成的，由于大型发酵罐在工作完毕后放料的速度很快，有可能造成一定程度的负压，另外，罐内可能会存留一部分二氧化碳气体，在清洗时，由于清洗溶液中含有碱性物质，与二氧化碳进行中和反应，除去了二氧化碳也可能造成一定真空度，所以，大型发酵罐应设置防止真空装置。真空安全阀的作用是当罐内出现真空时，阀门开启，允许空气进入罐内，以建立罐内外空气压的平衡。 4. 通用式机械搅拌发酵罐中的平直叶涡轮搅拌器为什么要安一个圆盘? 答：通用式机械搅拌发酵罐中的平直叶涡轮搅拌器如果没有圆盘，从搅拌器下方空气管进入的无菌空气气泡就会沿着轴部的叶片空隙上升，不能被搅拌叶片打碎，致使气泡的总表面积减少，溶氧系数降低；同时气泡大，上升速度快，走短路，传质效果差。而安一个圆盘，大的气泡受到圆盘的阻挡，只能从圆盘中央流至其边缘，从而被圆盘周边的搅拌浆叶打碎、分散，提高了溶氧系数。 5. 酒精发酵罐由于操作失误就可能造成罐内真空甚至被吸瘪，叙述造成上述事故的原因，以及预防和修复(被吸瘪)的方法。 答：酒精发酵罐出现真空主要是发酵罐在密闭条件下转罐或进行内部清洗时造成的。由于大型发酵罐在工作完毕后放料的速度很快，有可能造成一定的负压。另外，即便罐内留存一部分CO 2气体，在进行清洗时，由于清洗溶液中含有碱性物质，与CO 2进行中和反应，除去了CO 2也可能使罐内形成真空。如果不即时进气，在外界压力作用下发酵罐就会被压瘪。所以大型发酵罐应设防止真空装置，在罐顶安装一个真空安全阀。真空安全阀的作用是当罐内出现真空时，阀门开启，允许空气进入罐内，以建立罐内外压力的平衡。如果出现上述事故（发酵罐被吸瘪），可以用高压水涨法使其复圆 S x x ?-?=＝消耗基质的质量生成细胞的质量 /s Y ?0V V =

发酵工程_题库及答案

发酵工程部分题库及答案 1、举出几例微生物大规模表达的产品, 及其产生菌的特点？ A.蛋白酶表达产物一般分泌至胞外，能利用廉价的氮源，生长温度较高，生长速度快,纯化、分离及分析快速；安全性高，得到FDA 的批准的菌种。 B.单细胞蛋白生长迅速，营养要求不高，易培养，能利用廉价的培养基或生产废物。适合大规模工业化生产，产量高，质量好。安全性高，得到FDA的批准的菌种。 C. 不饱和脂肪酸生长温度较低，安全性高，能利用廉价的碳源，不饱和脂肪酸含量高， D.抗生素生产性能稳定，产量高，不产色素，，能利用廉价原料 F. 氨基酸代谢途径比较清楚，代谢途径比较简单 2、工业化菌种的要求？ A能够利用廉价的原料，简单的培养基，大量高效地合成产物 B有关合成产物的途径尽可能地简单，或者说菌种改造的可操作性要强 C. 遗传性能要相对稳定 D. 不易感染它种微生物或噬菌体 E. 产生菌及其产物的毒性必须考虑（在分类学上最好与致病菌无关） F. 生产特性要符合工艺要求 4、讨论：微生物（包括动、植物）可以生产我们所需的一切产品，但是涉及到工业化生产，对于某一种特定的产品，为何只有特定的微生物才具有大量表达的潜力？ 在不同的环境条件下，微生物细胞对遗传信息作选择性的表达，实现代谢的自动调节。代谢的协调能保证在任何特定时刻、特定的细胞空间，只合成必要的酶系（参与代谢的多种酶）和刚够用的酶量。一旦特定物质的合成达到足够的量，与这些物质合成有关的酶就不再合成了。并且，已合成的酶的活力受到许多调节机制的控制，以确保新陈代谢全面协调，、为细胞的经济运行提供保证。因此，细胞固有的生产关系支持细胞自身的增殖（生产细胞），不支持（人的）目的产物的过量生产（生产特定的初级代谢产物）。而工业化生产要求特定表达某种或某类物质，只有正常代谢被打破，代谢协调失常的微生物才能达到要求 5、自然界分离微生物的一般操作步骤？ 样品的采取→预处理→培养→菌落的选择→初筛→复筛→性能的鉴定→菌种保藏 6、从环境中分离目的微生物时，为何一定要进行富集培养？ 自然界中目的微生物含量很少，非目的微生物种类繁多，进行富集培养， 使目的微生物在最适的环境下迅速地生长繁殖，数量增加，由原来自然条件下的劣势种变成人工环境下的优势种，使筛选变得可能。7、菌种选育分子改造的目的？ 防止菌种退化; 解决生产实际问题; 提高生产能力; 提高产品质量; 开发新产品. 8、以目前的研究水平，土壤中能够培养的微生物大概占总数的多少？什么是16sRNA同源性分析？ 目前能够培养的微生物不到总数的1%。以16sRNA为靶基因，设计引物，建立pcr扩增体系，再通过DNA 测序进行细菌同源性分析。 9、什么叫自然选育？自然选育在工艺生产中的意义？ 自然选育就是不经人工处理，利用微生物的自然突变进行菌种选育的过程。 自然选育在工业生产上的意义：自然选育可以有效地用于高性能突变株的分离。然选育虽然突变率很低，但却是工厂保证稳产高产的重要措施。 10、什么是正突变？什么是负突变？什么是结构类似物？ 生产上所不希望看到的，表现为菌株的衰退和生产质量的下降，这种突变成为负突变。 生产上希望看到的，对生产有利，这种突变成为正突变。 结构类似物：在化学和空间结构上和代谢的中间物（终产物）相似，因而在代谢调节方面可以代替代谢中间物（终产物）的功能，但细胞不能以其作为自身的营养物质。 《发酵工程与工艺学》试题库及答案10-202008-06-16 08:36:11 1 楼 11、什么是诱变育种？常用的诱变剂有哪些？ 诱变育种是指用物理、化学因素诱导植物的遗传特性发生变异，再从变异群体中选择符合人们某种要求的单株，进而培育成新的品种或种质的育种方法。诱变剂有两大类：物理诱变剂和化学诱变剂。 常用的物理诱变剂有紫外线、x射线、γ射线(如Co60等)、等离子、快中子、α射线、β射线、超声波等。常用的化学诱变剂有碱基类似物、烷化剂、羟胺、吖定类化合物等。

发酵工程试题

发酵工程 一、名词解释 1、分批发酵：在发酵中，营养物和菌种一次加入进行培养，直到结束放出，中间除了空气 进入和尾气排出外，与外部没有物料交换。 2、补料分批发酵：又称半连续发酵，是指在微生物分批发酵中，以某种方式向培养系统不 加一定物料的培养技术。 3、絮凝：在某些高分子絮凝剂的作用下，溶液中的较小胶粒聚合形成较大絮凝团的过程。 二、填空 1、生物发酵工艺多种多样，但基本上包括菌种制备、种子培养、发酵和提取精制等下游处理几个过程。 2、根据过滤介质截留的物质颗粒大小的不同，过滤可分为粗滤、微滤、超滤和反渗透四大类。 3、微生物的育种方法主要有三类：诱变法，细胞融合法，基因工程法。 4、发酵培养基主要由碳源，氮源，无机盐，生长因子组成。 5、青霉素发酵生产中，发酵后的处理包括：过滤、提炼，脱色，结晶。 6、利用专门的灭菌设备进行连续灭菌称为连消，用高压蒸汽进行空罐灭菌称为空消。 7、可用于生产酶的微生物有细菌、真菌、酵母菌。 常用的发酵液的预处理方法有酸化、加热、加絮凝剂。 8、根据搅拌方式的不同，好氧发酵设备可分为机械搅拌式发酵罐和通风搅拌式发酵罐两种。 9、依据培养基在生产中的用途，可将其分成孢子培养基、种子培养基、发酵培养基三种。 10、现代发酵工程不仅包括菌体生产和代谢产物的发酵生产，还包括微生物机能的利用。 11、发酵工程的主要内容包括生产菌种的选育、发酵条件的优化与控制、反应器的设计及产物的分离、提取与精制。 12、发酵类型有微生物菌体的发酵、微生物酶的发酵、微生物代谢产物的发酵、微生物转化发酵、生物工程细胞的发酵。 13、发酵工业生产上常用的微生物主要有细菌、放线菌、酵母菌、霉菌。 14、当前发酵工业所用的菌种总趋势是从野生菌转向变异菌，从自然选育转向代谢调控育种，从诱发基因突变转向基因重组的定向育种。 15、根据操作方式的不同，液体深层发酵主要有分批发酵、连续发酵、补料分批发酵。 16、分批发酵全过程包括空罐灭菌、加入灭过菌的培养基、接种、发酵过程、放罐和洗罐，所需的时间总和为一个发酵周期。

发酵工程试题及答案--模拟题

四．简答 1、工业上常用的菌种保藏方法？ ①斜面冰箱保藏法； ②沙土管保藏法； ③石蜡油封保藏法； ④真空干燥冷冻保藏法； ⑤液氮超低温保藏法 2、发酵培养基由哪些成份组成？ （1）碳源构成菌体和产物的碳架及能量来源 （2）氮源构成微生物细胞物质或代谢产物中氮素来源的营养物质 （3）无机盐和微量元素 （4）生长因子 （5）水、产物形成的诱导物、前体和促进剂 3、根据操作方式的不同，发酵类型主要分成哪几种？ （1）分批发酵 （2）连续发酵 （3）补料分批发酵 （4）固体发酵 4、简述发酵工程的类型 （1）微生物菌体发酵：以获得具有某种用途的菌体为目的的发酵。 （2）微生物酶发酵：微生物具有种类多、产酶品种多、生产容易和成本低等特点。 （3）微生物代谢产物发酵：初级代谢产物、次级代谢产物。 （4）微生物的转化发酵微生物转化是利用微生物细胞的一种或多种酶，把一种化合物转变成结构相关的更有经济价值的产物。 （5）生物工程细胞的发酵：这是指利用生物工程技术所获得的细胞，如DNA重组的“工程菌”以及细胞融合所得的“杂交”细胞等进行培养的新型发酵，其产物多种多样。 5、简述发酵技术特点 ①发酵过程以生命体的自动调节方式进行，数十个反应过程能够在发酵设备中一次完成； ②在常温常压下进行，条件温和，能耗少，设备较简单； ③原料通常以糖蜜、淀粉等碳水化合物为主，可以是农副产品、工业废水或可再生资源，微生物本身能有

选择地摄取所需物质； ④容易生产复杂的高分子化合物，能高度选择地在复杂化合物的特定部位进行氧化、还原、官能团引入或 去除等反应； ⑤发酵过程中需要防止杂菌污染，大多情况下设备需要进行严格的冲洗、灭菌，空气需要过滤等。 五、论述 1.论述液体深层发酵有哪些优点？发酵方式分为几类？ 优点： ①是很多微生物的最适生长环境； ②菌体及营养物、产物易于扩散，使在均质或拟均质条件下进行，便于控制，易于扩大生产规模； ③液体输送方便，易于机械化操作； ④厂房面积小，生产效率高，易自动化控制，产品质量稳定； ⑤产品易于提取、精制等。 方式： （1）分批发酵：营养物和菌种一次加入进行培养，直到结束放罐，中间除了空气进入和尾气排出，与外部没有物料交换。 （2）连续发酵是指以一定的速度向发酵罐内添加新鲜培养基，同时以相同的速度流出培养液，从而使发酵罐内的液量维持恒定，微生物在稳定状态下生长。可以有效地延长分批培养中的对数期。 （3）补料分批发酵又称半连续发酵，是介于分批发酵和连续发酵之间的一种发酵技术，是指在微生物分批发酵中，以某种方式向培养系统补加一定物料的培养技术。可以使培养液中的营养物浓度较长时间地保持在一定范围内，既保证微生物的生长需要，又不造成不利影响，从而达到提高产率的目的。 2、论述发酵下游加工过程 （1）预处理方法： 加热：适当加热之后，发酵液中的蛋白由于变性而凝聚，形成较大的颗粒，发酵液的粘度就会降低。此法仅适用于对非热敏感性产品发酵液的预处理。 调节PH值：适当的PH值可以提高产物的稳定性，减少其在随后的分离纯化过程中的损失。此外，发酵液PH值的改变会影响发酵液中某些成分的电离程度，从而降低发酵液的粘度。注意选择比较温和的酸和碱，以防止局部过酸或过碱。草酸较常用。 加入絮凝剂：通常情况下，细菌的表面都带有负电荷，可以在发酵液中加入带正电荷的絮凝剂，从而使菌体细胞与絮凝剂结合形成絮状沉淀，降低发酵液的上粘度，利于菌体的收获。 （2）固液分离方法：常用到过滤、离心等方法。如果欲提取的产物存在于细胞内，还需先对细胞进行破碎。