微生物工程复习题.doc

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1、微 生 物 工 程 复 习 题第一章 微生物工程概论1. 简述微生物工程领域国内外现状。2. 简述微生物工程主要研究内容。微生物菌种、菌种选育的研究 微生物的代谢调节和代谢工程的研究培养基的研究 发酵工艺控制研究 下游加工技术的研究 3. 简述微生物工程发展简史。微生物工程的发展划分为四个阶段：从人类开始从事酿造酒、醋的时期，是以自然发酵为主的微生物工程时期；19世纪末到20世纪30年代，主要建立纯培养技术；20世纪40年代到50年代，主要是建立深层培养技术为主的微生物工程时期，这个时期由于好气性发酵工程的建立，1947年诞生了生化工程；20世纪5060年代以来，由于DNA重组技术、细胞融合技

2、术的发展进入现代微生物工程时期，微生物工程的发展史和微生物工程学科的建立与发展，大概是符合这一历史进程的。4. 简述微生物工程应用。微生物工程在食品工业中的应用 微生物工程在医药工业中的应用 微生物工程在酶工程中的应用 微生物工程在化工和漂产品的应用 微生物工程在农业中的应用 微生物工程在环境保护中的应用 微生物工程在金属冶炼中的应用 微生物工程在高新技术研究中的应用 5. 简述微生物工程的优缺点。微生物工程工业优点如下：反应条件温和： 生物发酵罐的通用性： 生产原料多数为农副产品：微生物反应机理的高度选择性：微生物菌种选育的优越性：（6）可以生产目前不能生产的或用化学法 微生物工程缺点 能源

3、消耗较大： 微生物菌体的生长需要消耗部分原料 需要消耗大量水： 废水、废液量大，易造成污染：6. 比较微生物工程与酶工程优缺点。 （1）发酵工程和酶工程二者之间，既有联系又有区别，因为大多数酶剂也是由发酵而产生的产物，如淀粉酶、糖化酶、蛋白酶等。 (2)酶制剂的研究开发涉及产酶菌种选育、生产工艺、酶反应技术的优化以及酶制剂产品的应用，酶制剂能有效带动相关领域技术水平的提高，包括微生物工程的技术的提高。7. 比较微生物工程与动植物细胞培养优缺点。(1)微生物培养具有生长速度快、培养要求简单、对环境条件要求较低等特点。(2)正因为如此，利用转基因微生物生产动、植物细胞产品已经成为当前微生物工程领域

4、的研究热点。8.概念题：微生物工程（microbial engineering）：是研究微生物生长代谢活动规律在工业化大规模生产上应用的科学。 第二章 工业微生物生产菌种1. 工业微生物菌种包括哪些？ 工业微生物菌种包括四大类：(1) 细菌(2) 放线菌(3) 霉菌(丝状真菌)(4) 酵母菌2. 简述噬菌体特性以及对工业微生物危害。噬菌体虽具有遗传、变异、共生、干扰等生命现象，但不能脱离寄主细菌独立进行代谢活动。 噬菌体是病毒的一种，其特点如下：(1)形体微小，体积比细菌小得多必须在电子显微镜下才能看到，可以通过细菌过滤器；(2)没有细胞结构，为非细胞类型。是一种独特的分子生物，主要由核酸和蛋

5、白质构成；(3)专一性活物寄生，由于噬菌体缺乏独立代谢的酶体系，不能脱离寄主而自行生长繁殖，因而一定要在话体细胞生长、并且对寄主细胞有严格的专一性，即只能在特异性寄主细胞中增殖。 3. 一般菌种分离纯化和筛选步骤包括哪些？一般菌种分离纯化和筛选步骤是： 调查研究方案设计标本采集标本予处理品富集培养菌种初筛复筛性能鉴定菌种保藏。4. 含微生物材料的标本如何采集？ ( 1)在采集菌种标本时，遵循的原则是材料的来源越广泛，越有可能获得新的菌种 ( 2)采样地点的确定要根据筛选的目的，微生物的分布概况及菌种的重要特性、特征及外界环境关系等，进行综合、具体地分析来决定 (3)如果预选不了解某种生产菌的具

6、体来源，一般原则是从土壤中分离。5. 土壤标本如何采集？用小铲子除去表土515cm.取离地表515cm处的土样1025克盛入预先消过毒的牛皮纸或玻璃瓶中，扎好口对每个土样需记录采样地点、日期与编号、环境情况、土壤质地、植被名称等，以备查考采集的土样，切忌将大块土粉碎，以便到实验室处理土样时再破碎并重新取样6. 纯种分离方法有哪些？ 纯种分离方法很多，常用的是: 划线法 稀释法 组织分离法 7. 简述菌种保藏的重要意义8. 简述菌种保藏的原理9. 简述菌种退化原因及防止菌种退化措施10. 简述菌种复壮的方法11.概念题：富集培养（enrichment）所谓富集培养就是在目的微生物含量较少时，根据

7、微生物的生理特点，设计一种选择培养基，创造有利的生长条件，使目的微生物在最适得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，以利于分离到所需要的菌株。 菌种保藏 菌种复壮 第三章 工业微生物优良菌种选育1.一株优良的生产菌种应该具备如下的特性菌种的生长繁殖能力强，具较强的生长速率，产生孢子的菌种应具有较强的产孢子能力。这样有利于缩短发酵培养周期，减少种子罐的级数，最终得以减少设备投资和运转费用。同时，还可以减少菌种在扩大生产过程中可能发生的生产下降，或杂菌污染的可能性。菌种的培养基和发酵原料来源广泛、价格便宜、尤其对发酵原料成分的波动敏感性较小。2.微生物工程

8、菌种选育、改良的目的3. 自然选育的目的和意义 提高生产能力。由于各种条件因素的影响，自然突变的经常发生，造成生产水平的波动，因此从高生产水平的批次中，分离出生产能力高菌种再用生产。 纯化菌种，稳定生产，并作为诱变育种的出发菌种。实践证明，纯的出发菌种比用遗传性能差的异核体作为出发菌效果较好。4. 诱变育种的原理 诱变育种的理论基础是基因突变，所谓突变是指由于染色体和基因本身的变化而产生的遗传性状诱变育种的理论基础是基因突变，所谓突变是指由于染色体和基因本身的变化而产生的遗传性状的变异。5. 诱变育种的理论基础是诱变育种的理论基础是基因突变6. 物理诱变剂种类有哪些？简述物理诱变剂作用过程。

9、物理诱变剂种类包括紫外线、快中子、X射线、-射线、-射线、-射线、微波、超声波、电磁波、激光射线、宇宙线等各种射线，其中应用最广泛是紫外线、快中子、X射线、-射线。 物理辐射可分为电离辐射（ionizing radiation）和非电离辐射（nonionizing radiation），它们都是以量子为单位的可以发射能量的射线7. 紫外线的诱变机制紫外线被DNA吸收后引起突变的原因，有DNA与蛋白质的交链；胞嘧啶与尿嘧啶之间的水合作用；DNA链的断裂；形成嘧啶二聚体。而形成嘧啶二聚体是产生突变的主要原因。8. 化学诱变剂有哪些？简述物理诱变剂作用过程。化学诱变剂包括四大类：碱基类似物、烷化剂、

10、移码突变剂以及其他种类等9. 诱变育种的基本方法诱变育种的操作程序步聚，整个流程包括诱变和筛选两个部分，诱变能否成功的关键是出发菌株的选择，诱变剂种类和剂量的选择、以及合理的使用方法；而筛选包括初筛和复筛测定菌种的生产能力。因此，诱变育种是诱变和筛选过程的不断重复，直到获得高产菌株。诱变育种的主要环节是， 以合适的诱变剂处理大量而均匀分散的微生物细胞悬浮液（细胞或孢子），在引起绝大多数细胞致死的同时，使存活个体中DNA结构变异频率大幅度提高； 用合适的方法淘汰效应变异株，选出极少数性能较优良的正变异株，以达到培育优良菌株的目的。10. 如何选择出发菌株？出发菌株通常有五种： 从自然界分离得到的

11、野生型菌株，初长系菌株； 通过生产选育，即由自然突变经筛选得到的菌株； 已经诱过变过的菌株，采用连续诱变的方法效果更佳。即对诱变敏感的菌种； 采用多出发菌种； 菌种不同生长发育阶段和生理状态（休眠孢子或萌发孢子）等。11. 营养缺陷型突变菌株的诱变育种筛选一般包括哪些步骤。筛选步骤一般包括:诱变（诱发突变）淘汰野生型检出缺陷型鉴别缺陷型种类12. 试设计筛选营养缺陷型突变菌株的步骤。13. 抗噬菌体菌株的选育程序有哪些？抗噬菌体菌株的选育程序为： 专一性噬菌体获得和纯化高效价噬菌体原液制备菌株诱发突变分离在含有噬菌体的平皿上挑取抗性菌落和摇瓶筛选（加人噬菌体）分离到含噬菌体的平皿上挑取抗性菌落

12、抗性菌株的特性试验14. 试设计筛选一株抗噬菌体菌株的步骤。15. 杂交育种的目的 (1)获得新的品种：将不同菌株的遗传物质进行交换、重组，通过杂交扩大变异范围、改变产品的产量和质量，使不同菌株的优良性状集中在重组体中，甚至创造出新品种。 (2)获得具有新遗传特性的重组体：克服长期诱变引起的生活力下降、代谢缓慢等缺陷，提高对诱变剂的敏感性，降低对诱变剂的“疲劳”效应。 (3) 促进遗传学理论的发展：通过分析杂交结果，总结杂交物质的转移和传递规律，促进杂交育种的发展。16. 杂交育种的一般步骤。 选择原始亲本诱变筛选直接亲本直接亲本之间亲和力鉴定杂交分离（基本培养基MM，选择培养基）筛选重组体重

13、组体分析鉴定。 17. 细菌杂交育种的原理细菌杂交育种的原理，通过接合、转化、转导这三种方式，把受体菌(receptor)原来不具备的遗传物质由供体菌(donor)传递到受体菌中去，经过繁殖过程，染色体交换和重组后，受体子代中出现了新的遗传信息和遗传形状。18. 放线菌杂交育种的原理 通过供体向受体转移部分染色体，经过遗传物质的交换，最终达到基因重组。19. 霉菌杂交育种的原理 利用准性生殖过程中的基因重组和分离现象，将不同菌株的优良特性集合到一个新菌株中，通过筛选出具有新遗传结构和优良特性的新菌株。20. 原生质体融合技术在微生物育种中的应用 原生质体融合技术在微生物育种中的应用已经相当广泛

14、，应用范围主要包括以下几方面：(1)提高产量或质量，合成新物质：在抗生素的研究中，利用原生质体融合技术不但可用于提高抗生素的产量，同时还可利用重组体产生新的抗生素。 (2)改良菌种遗传特性：通过原生质体融合技术使两个亲本菌株的遗传物质得到重组，从而获得兼具两个亲本优良性状的新菌株(3)优化菌种发酵特性(4)质粒转移：为基因转移和育种提供了新的途径(5)原生质体与细胞核融合(6)进行遗传分析21. 概念题(1)自然突变（spontaneous mutation）所谓自然突变是指某些微生物在没有人工参与下所发生的某些突变现象，称它为自然突变决不意味着这种突变是没有原因的 (2)自然选育（spont

15、amtous selection）：不经人工处理，利用微生物的自然突变（spontaneous mutation）进行菌种选育的过程称为自然选育（spontamtous selection）。 (3)诱变育种： 诱变育种就是利用各种被称为诱变剂的物理因素、化学试剂和生物诱变剂处理微生物细胞，提高基因突变频率，再通过适当的筛选方法获得所需要的高产优质菌种的育种方法。 (4)绝对剂量和相对剂量：微生物诱变的紫外线剂量的表示方法，可分为绝对剂量相对剂量绝对剂量：单位为erg/mm2表示（1erg=10-7J），需要用一种剂量仪来测定。相对剂量：单位用照射时间或杀菌率表示。 (5)杂交育种 ： 是指将

16、两个基因型不同的菌株经吻合或接合使遗传质重新组合从中分离和筛选具有新性状的菌株育种方法.杂交育种包括：常规杂交 控制杂交 原生质体融合杂交 (6)原始亲本：微生物杂交育种中具有不同遗传背景的优良出发菌株，主要根据杂交的目的来选择。 (7)直接亲本 ：具有遗传标记和亲和能力而直接用于杂交配对的菌株。 原生质体融合(Protoplast Fusion) ：，是通过两个遗传性状不同的亲株原生质体融合而达到杂交目的。双亲本原生质体在促融剂作用下相互接触，融合成一个细胞，然后核融合，最后强制性地将双亲基因融合，DNA交换、重组并产生新形状。 (8)再生：是微生物制备原生质体后直接再生，从再生菌落中直接分

17、离筛选变异菌株，最获得优良形状提高的正变菌株。第四章 工业微生物培养基1.常用的培养基都必须符合哪些基本的条件？2.大规模发酵的培养基应该具有是什么特点？3. 碳源是组成培养基的主要成分其主要功能是什么？工业用糖类有哪些？4. 氮源是组成培养基的主要成分其主要功能是什么？常用的氮源可分为哪两大类？工业用氮源有哪些？5. 什么是前体？前体与诱导物的区别6. 培养基选择的依据7. 工业发酵培养基的组成和要求需要满足哪些条件？8. 培养基的优化的方法有哪些？9. 培养基发展趋势第五章 微生物的代谢调节和代谢工程1. 如何改变细胞透性？在发酵过程中，可以控制使用那些影响细胞膜通透性的物质作为培养基的成

18、分，有利于代谢产物分泌出来，从而避免了末端产物的反馈调节。 2. 简述微生物初级代谢与次级代谢的区别。3. 简述次级代谢产物的合成途径。糖类（多数为葡萄糖）的缩合途径：其次级代谢产物如卡那霉素、链霉素等氨基糖苷抗生素。莽草酸途径：其次级代谢产物为氯霉素、新生霉素、绿浓霉素、芽孢杆菌溶素等与核酸代谢有关的途径：其次级代谢产物为间型霉素、狭霉素C、蛹草菌素等。多酮酐和聚丙酸途径：其次级代谢产物为四环类抗生素、制霉菌素、灰黄霉素、红霉素、利福霉素等。氨基酸途径：其次级代谢产物为短杆菌肽S、青霉素、杆菌肽、头孢菌素等抗生素，壳肽素和肽素等。甲羟戊酸途径：其次级代谢产物为赤霉素类、胡萝卜类、萜烯类、麦角

19、碱和梭孢酸等。复合途径：其次级代谢产物有博莱霉素、大环内酯类等。4. 代谢工程的主要研究内容有哪些？5. 简述代谢工程的研究方法。6. 简述代谢工程应用范围。7. 什么是节点？主节点？节点分为哪些？如何区分？8. 简述代谢工程在发酵工程中的应用9.概念题： 初级代谢：系指微生物的生长、分化和繁殖所必需的代谢活动而言，它包括蛋白质、核酸和碳水化合物等生命活动必需的物质组成代谢以及和能量代谢有关的分解代谢。 次级代谢 初级代谢产物 次级代谢产物:次级代谢产物经常是在微生物生活周期的特定阶段中产生，可分为初级代谢活动活跃、菌丝生长旺盛的“生长期”阶段和菌丝生长迟缓、次级代谢有关酶系开始出现并大量累积

20、次级代谢产物的“生产期”阶段。代谢工程(metabolic engineering): 途径(pathway): 通量物流(flux) : 微生物控制代谢物流的方法有两种：调节现有酶的量，这可通过增加或减少途径中有关酶的合成或降解速率实现；改变已有酶分子的话性、这可通过小分子化合物调节酶反应速率，激活或抑制，有效地控制各种代谢过程。 节点(nodes): 主节点:第六章 工业微生物种子扩大培养1. 简述作为种子的准则。 菌种细胞的生长活力强该种至发酵罐后能迅速生长，迟缓期短； 生理性状稳定； 菌体总量及浓度能满足大容量发酵罐的要求； 无杂菌污染； 保持稳定的生产能力。 2. 简述实验室种子制备

21、过程 保藏在砂土管或冷冻干燥管中的菌种经无菌操作接入适合于孢子发芽或菌丝生长的斜面培养基中，经培养成熟后挑选菌落正常的孢子可再一次接入试管斜面， 实验室种子的制备一般采用两种方式： 对于产孢子能力强的及孢子发芽、生长繁殖快的菌种可以采用固体培养基培养孢子，孢子可直接作为种子罐的种子，这样操作简便，不易污染杂菌。 对于产孢子能力不强或孢子发芽慢的菌种，可以用液体培养法。3. 简述生产车间种子制备过程 实验室制备的孢子或液体种子移种至种子罐扩大培养，种子罐的培养基虽因不同菌种而异，但其原则为采用易被菌利用的成分如葡萄糖、玉米浆、磷酸盐等，如果是需氧菌，同时还需供给足够的无菌空气，并不断搅拌，使菌（

22、丝）体在培养液中均匀分布，获得相同的培养条件。 4. 种子罐的作用是什么？ 种子罐的作用主要是使孢子发芽，生长繁殖成菌（丝）体，接入发酵罐能迅速生长，达到一定的菌体量，以利于产物的合成。5. 如何确定的种子罐级数？需要注意哪些问题？（1）种子级数越少越好，可简化工艺和控制，减少染菌机会（2）种子级数太少，接种量小，发酵时间延长，降低发酵罐的生产率，增加染菌机会（3）虽然种子罐级数随产物的品种及生产规模而定。但也与所选用工艺条件有关。如改变种子罐的培养条件，加速了孢子发芽及菌体的繁殖，也可相应地减少种子罐的级数。 6. 影响种子质量的因素有哪些？如何控制？ 生产过程中影响种子质量的因素通常有：孢

23、子的质量 培养基 培养条件 种龄 接种量1）菌种稳定性的检查 :生产上所使用的菌种必须保持有稳定的生产能力，虽然菌种保藏在休眠状态的环境中，但微生物或多或少会出现变异的危险，因此定期考察及挑选稳定菌种投入生产是十分重要的。2）无（杂）菌检查 :在种子制备过程中每移种一步均需进行杂菌检查。 通常采用的方法是：种子液显微镜观察，肉汤或琼脂斜面接入种子液培养进行无菌试验和对种子液进行生化分析。 其中无菌试验是判断杂菌的主要依据。7. 种子质量标准包括哪些内容？发酵工业生产上常用的种子质量标准，大致有如下几个方面。 细胞或菌体的形 生化指标 产物生成量 酶活力8.概念题： 种子：将保存在砂土管、冷冻干

24、燥管中处休眠状态的生产菌种接入试管斜面活化后，再经过扁瓶或摇瓶及种子罐逐级扩大培养而获得一定数量和质量的纯种过程，这些纯种培养物称为种子。 种子扩大培养：是指将保存在砂土管、冷冻干燥管中处休眠状态的生产菌种接入试管斜面活化后，再经过扁瓶或摇瓶及种子罐逐级扩大培养而获得一定数量和质量的纯种过程。 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。 接种量：是指移入的种子液体积和接种后培养液体积的比例。 第七章 工业发酵工艺控制1. 影响发酵温度变化的因素产热因素 : 生物热(Q生物) ：生物热是生产菌在生长繁殖时产生的大量热量。培养基中碳水化合物，脂肪，蛋白质等物质被分解为

25、CO2,NH3时释放出的大量能量 搅拌热(Q搅拌) 通风发酵都有大功率搅拌，搅拌的机械运动造成液体之间，液体与设备之间的摩擦而产生的热 。散热因素 : 蒸发热(Q蒸发) :通入发酵罐的空气，其温度和湿度随季节及控制条件的不同而有所变化。空气进入发酵罐后，就和发酵液广泛接触进行热交换。同时必然会引起水分的蒸发；蒸发所需的热量即为蒸发热。 辐射热(Q辐射) :由于发酵罐内外温度差，通过罐体向外辐射的热量 显热(Q显) 2. 简述发酵过程温度变化规律。 般情况下接种后应适当提高培养温度，以利于微生物细胞或孢子的萌发、生长、繁殖,而此时发酵温度多数是下降的；待发酵液表现为上升时，发酵液的温度应控制在微

26、生物的最适生长温度；到主发酵时，温度控制在微生物生化反应的代谢产物合成的最适生成温度；到发酵后期时，温度会出现下降的趋势，直到发酵成熟，到此时，有些发酵需采取保温措施。 3. 发酵过程温度如何的控制？(1)微生物种类不同，所具有的酶系不同，所要求的温度不同。(2)同一微生物，培养条件不同，最适温度不同。(3)各种微生物在一定条件下，都有一个最适的温度范围。 4. 微生物生长适应的跨度为多少个pH值单位？大多数微生物生长适应的pH值跨度为34个pH值单位，其最佳生长pH跨度范围在0.51单位。但是在发酵工艺中，为了达到高生长速率和最佳产物形成，必须使pH在很窄的范围内保持恒定。5. 微生物发酵过

27、程pH值变化的规律在微生物菌体细胞的生长阶段，由于所用的微生物菌种不同，相对于接种后的起始pH来讲，发酵液的pH有上升或下降的趋势；在发酵生产阶段，一般发酵液的pH趋于稳定，维持在最适合产物形成的pH范围；6. 简述引起发酵醪pH下降（或上升）的因素。 下降（1）碳源过量：（2）消泡油添加过量；（3）生理酸性物质的存在；（4）自身代谢；（5）菌体自溶。上升（1）氮源过多：(2）生理碱性物质的存在；使pH上升；（3）中间补料，氨水或尿素等碱性物质添加过多，使pH上升；（4）菌体自身代谢，使pH上升；（5）杂菌污染，使pH上升。 7. 简述发酵过程中 pH的调节和控制方法 1一般根据实验结果确定。

28、将发酵培养基调节成不同的出发pH值，进行发酵，在发酵过程中，定时测定和调节pH值，以分别维持出发pH值，或者利用缓冲液来配制培养基来维持之。到时观察菌体的生长情况。以菌体生长达到最高值的pH值为菌体生长的合适pH值。 (1）调节基础培养基的配方：先需要考虑和试验发酵培养基的基础配方，使它们有个适当的配比，使发酵过程中的pH值变化在合适的范围内。 (2）调节碳氮比（C/N）：因为培养基中含有代谢产酸如葡萄糖产生酮酸、(NH4)2SO4和产碱(如NaNO3、尿素)的物质以及缓冲剂(如CaC03) 等成分，它们在发酵过程中要影响pH值的变化。 ( 3）添加缓冲剂：缓冲剂(如CaC03)成分，它们在发

29、酵过程中要影响pH值的变化，特别是CaC02能与酮酸等反应，而起到缓冲作用，所以它的用量比较重要。在分批发酸中常采用这种方法来控制pH值的变化。（4）补料控制：即调节培养液的pH值，又补充营养物质,增加培养液的浓度和减少阻遏；进一步提高发酵产物的得率，取得明显效果。（5）直接加酸加碱：直接加入酸(如H2SO4)或碱(NaOH)来控制，但现在常用的是以生理酸性物质(NH4)2S04和碱性物质来控制。（6）补加碳源或氮源：最成功的例子就是青霉索的补料工艺，利用控制葡萄糖的补加速率来控制pH值的变化范围(现已实现自动化)，其青霉素产量比用恒定的加糖速率和加酸或碱来控制pH值的产量高25。8. 在发酵

30、过程中，最适pH值在微生物生长和产物形成之间存在几种关系？简述之。9. 简述发酵过程溶解氧的变化规律。发酵前期：由于微生物大量繁殖，需氧量不断大幅度增加，此时需氧超过供氧，溶氧明显下降。发酵中后期：溶氧浓度明显地受工艺控制手段的影响，如补料的数量、时机和方式等。发酵后期：由于菌体衰老，呼吸减弱，溶氧浓度也会逐步上升，一旦菌体自溶，溶氧就会明显地上升 10. 简述控制发酵液中溶解氧的工艺手段。11. 对发酵产物合成的影响12. 泡沫的类型有哪些？起泡的方式有哪些？泡沫产生的原因是什么？泡沫的稳定性原因？（1）形成的泡沫有两种类型：一种是发酵液液面上的泡沫，气相所占的比例特别大与液体有较明显的界限

31、如发酵前期的泡沫或种子培养液中所见到的 ；另一种是发酵液中的泡沫，又称流态泡沫(fluid foam)，分散在发酵液中比较稳定，与液体之间无明显的界限。（2）酵时起泡的方式被认为有五种：整个发酵过秤中，泡沫保持恒定的水平；发酵早期，起泡后稳定地下降，以后保持恒定；发酵前期，泡沫稍微降低后又开始上升；发酵开始起泡能力低以后上升；以上类型的综合方式。（3）泡沫产生的原因 外力作用：由外界引进的气流被机械地分散形成（通风、搅拌）；发酵性泡沫：发酵过程中产生的气体聚结生成（发泡性物质）。发酵液理化性质：发酵液的理化性质对形成泡沫起决定性作用（4）泡沫的稳定性原因？ 液体的表面性质：发酵液的表面张力较低

32、，而表观粘度较高，致使泡沫的稳定性增强。液体黏度越，大气泡液膜的黏度也大，泡沫则较稳定。 泡沫机械强度：蛋白质分子间的范德华力和羧基与氨基之间的氢键引力，以及表面活性物质的分子极性的定性排列方式均增加泡沫的机械强度 泡沫的表面积： 培养基组成、浓度、温度、酸碱度：发酵液的花生饼粉、玉米浆、皂苷、黄豆饼粉、糖蜜等中含有的蛋白质，具有稳定泡沫的作用。 微生物菌体：不同的微生物菌种，其起泡性质也不相同。13. 简述泡沫对发酵的危害性。 （1）降低发酵设备的利用率：发酵罐的装料系数一般取0.60.7，发酵液 体积的减少，直接影响发酵收率（2）增加了菌群的非均一性：由于泡沫高低的变化和处在不同生长周期的

33、微生物菌体随泡沫漂浮，使部分菌体黏附于罐顶或罐壁上，使发酵液的菌体量减少，影响微生物的群体效果，增加微生物群体的非均一性。（3）增加了染菌的机会：泡沫顶盖、发酵液的逃液、或到油封，容易造成感染杂菌。（4）导致产物的损失：大量起泡，如控制不及时，会造成大量逃液，导致产物流失和产量的下降。(5）消泡剂会给后提取工序带来困难:为控制泡沫在一定范围内，发酵需加入一定量的消泡剂，消泡剂的加入，将会对发酵和提取工艺造成困难。（6）影响通气效果：泡沫的产生影响通气搅拌的正常进行，妨碍微生物的呼吸作用，造成异常发酵，导致最终产物产量下降。（7）菌体提前自溶：泡沫中的代谢气体不易被排出，使菌体的生存条件发生改变

34、，妨碍微生物的呼吸作用，导致菌体提前自溶。14. 简述发酵过程泡沫的消长规律。 发酵初期泡沫的高稳定性与高的表观粘度和低表面张力有关。随着霉菌产生的蛋白酶/淀粉酶的增多及其对碳、氮源的利用，造成泡沫稳定的蛋白质分解，培养液粘度降低，促进表面张力提高，泡沫减少。另外，菌体也有稳定泡沫的作用。在发酵后期菌体自溶，可溶性蛋白质浓度增加，又促使泡沫上升。 15. 如何进行泡抹的消除和防止？泡沫的控制，可以采用三种途径： 调整培养基中的成分(如少加或缓加易起泡的原材料)或改变某些物理化学参数(如pH值、温度、通气和搅拌)或者改变发酵工艺(如采用分次投料)来控制，以减少泡沫形成的机会。 采用机械消泡或消泡

35、剂消泡这两种方法来消除已形成的泡沫。 采用菌种选育的方法，筛选不产生流态泡沫的菌种，来消除起泡的内在因素.。 16. 补料控制目的是什么？解除基质过浓的抑制解除产物的反馈抑制解除葡萄糖分解代谢阻遏效应可以使发酵过程最佳化17. 补料的原则是什么？(1）控制微生物的中间代谢，使之向着有利于产物积累的方向发展。为此，要根据菌体的生长代谢、生物合成规律，利用中间补料的措施给予产生菌适当的调节，使得微生物菌体在生物合成阶段具有足够而又不过多的养料供给其合成和维持正常代谢的需要。（2）为实现这一目标，在中间补料控制时，必须选择恰当的反馈控制参数和补料速率。18. 如何进行发酵工艺最优化控制。（1）.明确

36、控制目标 （2）明确影响因素 （3）确定实现目标值的方法 （4）确定最佳工艺 （5）实施最佳工艺 19. 如何进行发酵终点的判断。20.21.（）发酵(fenmentation) 从广义将发酵拓展为微生物把一些原料养分在合适的发酵条件下经特定的代谢转变成所需产物的过程。（）温度系数(Q10) (每增加l0，化学反应速度增加的倍数) 最适发酵温度：是指在该温度下最适于微生物的生长或发酵产物的形成.故最适温度应该是微生物菌体生长的最适温度和产物形成的最适温度两种 （）临界溶氧浓度(critical value of disso1vcd oxygen concentration)：临界菌体浓度也就是传氧速率随菌浓变化的曲线和摄氧率随菌浓变化的曲线的交点所对应的菌体浓度，即临界菌体浓度 （） 呼吸商 ： （）菌体(细胞)浓度(简称菌浓，cell concentration)：是指单位体积培养液中菌体的含量。 （） 补料（fill）：间歇或连续的补加一种或多种成分的新鲜培养基就是补料（fill）。 （）放料（wihtdraw）：放料（wihtdraw）是发酵到一定时间，产生了代谢产物，放出一部分发酵液（进行提取），又称带放。 ZA （）摄氧率0UR：为菌体的耗氧能力和菌体浓度的综合结果； （）供氧量OTR ： （）需氧量：