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1、发酵工艺学题库一、名词解释一、名词解释1、发酵（广义）利用生物细胞制造某些产品或净化环境的过程，它包括厌氧培养的生产过程，以及通气（有氧）培养的生产过程。2、生物转化生物细胞或其产生的酶能将一种化合物转化成化学结构相似，但在经济上更有价值的化合物。3、菌落指微生物细胞在一定条件下，在固体培养基表面形成的肉眼可见的微生物群体。若来自一个细胞，则为纯培养或称克隆。4、酶活性调节是指一定数量的酶，通过其分子构象或分子结构的改变来调节其催化反应的速率。5、激活在激活剂的作用下，使原来无活性的酶变成有活性，或使原来活性低的酶提高了活性的现象。6、前（体）馈激活指代谢途径中后面的酶促反应，可被该途径中较前
2、面的一个中间产物所促进。7、反馈抑制（feedback inhibition）反馈抑制是指代谢的末端产物对酶(往往是代谢途径中的第一个酶)活性的抑制。8、次级代谢是指微生物在一定的生长时期(一般是稳定生长期)，以初级代谢产物为前体，合成一些对微生物的生命活动没有明确功能的物质的过程。9、淀粉的溶解或液化淀粉糊化后，如果提高温度至 130，由于支链淀粉的全部（几乎）溶解，网状结构彻底破坏，淀粉溶液的粘度迅速下降，变为流动性较好的醪液，这种现象称为淀粉的溶解或液化。10、糖化以无机酸或酶为催化剂，在一定温度下使淀粉水解，将淀粉全部或部分转化为葡萄糖等可发酵性糖的过程。11、前体物质指某些化合物加入
3、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，其自身结构并无多大变化，但产量却因前体的加入有较大提高。12、抑制剂加入后会抑制某些代谢途径的进行，使另一途径活跃，从而获得人们所需要的某种代谢产物，或使正常代谢的某一代谢中间物积累。13、灭菌用物理或化学方法杀死或除去环境中所有微生物，包括营养细胞、细菌芽孢和孢子。14、微生物的热阻是指微生物在某一特定条件（主要是温度和加热方式）下的致死时间。15、无菌空气是指通过除菌处理使空气中含菌量降低在一个极低的百分数，从而能控制发酵污染至极小机会，此种空气称为“无菌空气”。16、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。17、种
4、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。18、菌种衰退菌种经过长期人工培养或保藏，由于自发突变的作用而引起某些优良特性变弱或消失的现象。19、分批发酵是指在一封闭系统内含有初始限量基质的发酵方式。在这一过程中，除了氧气、消泡剂及控制 pH 的酸或碱外，不再加入任何其它物质。20、补料分批发酵是指在分批发酵过程中，间歇或连续地补加新鲜培养基的发酵方式。21、连续发酵培养基料液连续输入发酵罐，并同时放出含有产品的相同体积发酵液，使发酵罐内料液量维持恒定，微生物在近似恒定状态下生长的发酵方式。22、临界氧浓度指不影响菌体呼吸所允许的最低氧浓度，或微生物对发酵液中溶解氧浓度
5、的最低要求。23、总染菌率指一年内发酵染菌的批次与总投料批次数之比乘以 100 得到的百分率。24、固定化细胞是被限制自由移动的细胞，既细胞受到物理化学等因素约束或限制在一定的空间界限内，但细胞仍保留催化活性并具备能被反复或连续使用的活力。二、判断题二、判断题1、按发酵形式来区分，发酵类型可分为固态发酵和深层液体发酵。（）2、酶活性调节的方式是激活已有酶的活性，诱导酶的表达。（）3、能荷的大小与细胞中 ATP、ADP 和 AMP 的相对含量有关。当细胞中全部腺苷酸均以 ADP 形式存在时，则能荷最大，为 100%，即能荷为满载。当全部以AMP 形式存在时，则能荷最小，为零。（）4、抗生素属于初
6、级代谢产物。（）5、维生素属于次级代谢产物。（）6、粉碎的目的是为了增加原料受热面积和粉末状原料加水混合后容易流动输送。（）7、许多种培养基多加入碳酸氢钠作为缓冲剂，以达到 pH70 左右，如果 pH 下降，则碳酸氢钠分解。（）8、淀粉糖化的目的是将淀粉转化为葡萄糖。（）9、发酵对空气无菌程度的要求按染菌机率为 10-3来计算，即 1000 次发酵周期所用的无菌空气只允许 1 次染菌。（）10、在制备细菌的斜面种子培养基时，多采用氮源限量而碳源丰富的配方。（）11、在制备种子时，细菌菌体培养时间一般为 12 天，产芽孢的细菌培养则需要510 天。（）12、在制备种子时，霉菌孢子培养时间一般为
7、510 天。（）13、种子罐的作用主要是使种子发芽，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。（）14、产物是在基质消耗和菌体生长之后，菌体利用中间代谢反应来形成的发酵方式为非生长关联型发酵。（）15、产物直接来源于产能的初级代谢（自身繁殖所必需的代谢），菌体生长与产物形成不分开的发酵方式为部分生长关联型发酵。（）16、最适发酵温度与菌种，培养基成分，培养条件和菌体生长阶段有关。（）17、在发酵中，可调节培养基配方中的碳氮比来实现对 pH 的控制。（）18、不能通过限制基础培养基的浓度，使发酵器内的生物体浓度维持于适当水平来实现对溶氧的控制。（）19、CO
8、2对菌体具有抑制作用，当排气中 CO2的浓度高于 4%时，微生物的糖代谢和呼吸速率下降。（）20、固体厌气发酵是多菌种的混合发酵。（）21、酒精发酵属于通风发酵。（）22、所谓“杂菌”，是指在发酵培养中侵入了病毒性的其他微生物。（）23、种子带菌可使发酵染菌具有延续性，培养基或设备灭菌不彻底也具有延续性。（）24、空气带菌使发酵染菌具有延续性，导致染菌范围扩大至所有发酵罐。（）25、发酵早期染菌可以适当添加营养物质，重新灭菌后再接种发酵。（）三、不定项选择题三、不定项选择题1、按发酵工艺流程区分，发酵类型可分为（ABD）A、分批发酵 B、流加发酵 C、半连续发酵 D、连续发酵2、按发酵过程中对
9、氧的不同需求来分，发酵类型可分为（AC）A、厌氧发酵 B、兼性厌氧发酵 C、通风发酵 D、固态发酵3、细菌有哪几种基本形态（ABCD）A、球形 B、杆形 C、螺旋形 D、弧形4、高浓度细胞培养的方法有（ABC）A、流加培养 B、高细胞浓度连续培养 C、菌体循环利用 D、加入诱导剂5、原料除杂有哪几种方式（BCD）A、浸泡 B、筛选 C、风选 D、磁力除铁6、酶解法液化、糖化淀粉常用的是哪些酶（ABCD）A、-淀粉酶 B、异淀粉酶 C、普鲁蓝酶 D、-淀粉酶7、空气除菌的方法有（ABCD）A、辐射灭菌 B、加热灭菌 C、静电除菌 D、介质过滤8、介质过滤除菌的机理有（ACD）A、直接拦截 B、表
10、面吸附 C、惯性撞击 D、扩散拦截9、细菌通常的接种量为（D）A、2025%B、510%C、715%D、15%10、酵母菌通常的接种量为（B）A、2025%B、510%C、715%D、15%11、防止菌种退化的措施有（ABCD）A、控制传代次数 B、选择合适的保藏方法 C、菌种稳定性检查 D、分离复壮12、发酵过程按进行过程有哪几种方式（ACD）A、分批发酵 B、液态深层发酵 C、补料分批发酵 D、连续发酵13、下面哪些物质的发酵属于生长关联型发酵（BC）A、柠檬酸 B、细胞蛋白 C、葡萄糖酸 D、抗生素14、下列哪些属于温度对发酵的影响（ABCD）A、酶的反应速率 B、蛋白质性质 C、发酵液
11、的物理性质 D、生物合成的方向15、pH 值对微生物的生长繁殖和产物合成的影响体现在哪些方面？（ABCD）A、酶的活性 B、细胞膜所带电荷的状态 C、培养基某些组分 D、中间代谢产物的离解16、发酵过程中引起 pH 下降的因素（ACD）A、碳源过量 B、氮源过多 C、消泡油添加过量 D、生理酸性物质的存在17、发酵过程中引起 pH 上升的因素（BD）A、碳源过量 B、氮源过多 C、消泡油添加过量 D、生理碱性物质的存在18、下列哪些氨基酸在发酵时，供氧充足条件下，产量最大；若供氧不足，合成受强烈抑制（A）A、精氨酸 B、苏氨酸 C、亮氨酸 D、缬氨酸19、下列哪些氨基酸在发酵时，若供氧受限，细
12、胞呼吸受抑制时，才获得最大量产物；若供氧充足，产物形成反而受抑制（CD）A、异亮氨酸 B、谷氨酸 C、缬氨酸 D、苯丙氨酸20、种子带菌的原因是（ABD）A、无菌室的无菌条件不符合要求 B、培养基灭菌不彻底 C、冷凝水引入 D、操作不当21、细胞固定化的方法有（ABCD）A、吸附 B、包埋 C、交联 D、共价结合22、质粒不稳定的类型分为（AB）A、分离性不稳定 B、结构性不稳定 C、拷贝性不稳定 D、遗传性不稳定23、为使质粒保持稳定，常用的施加选择压力的方法有（BCD）A、饥饿培养法 B、抗生素添加法 C、抗生素依赖变异法 D、营养缺陷型法四、填空题四、填空题1、按发酵原料来区分，发酵类型
13、可分为糖类物质发酵、石油发酵以及废水发酵。2、现代发酵工业要研究的主要内容就是通过改变培养条件和遗传特性，使微生物的代谢途径改变或代谢调节失控而获得某一发酵产物的过量产生。3、微生物代谢的控制是指运用人为的方法对微生物的代谢调节进行遗传改造和条件的控制，以期按照人们的愿望，生产有用的微生物制品。4、列举微生物代谢调节方式：细胞透性的调节、代谢途径区域化、代谢流向的调控、代谢速度的调控。5、细胞具有复杂的膜结构使其代谢活动只能在特定的部位上进行，即代谢活动是区域化的，其实质是控制酶与底物接触，使各个反应有序地进行。6、在微生物的代谢速度的调控中，微生物在不同条件下能按照需要，通过激活或抑制原有酶
14、的活性或通过诱导或阻遏酶的合成来自我调节其代谢速度，使之高度经济有效地利用能量和原料进行生长繁殖。7、根据微生物热死灭方程，要求灭菌后达到绝对无菌是很难做到的，也是不必要的。因此在工程设计中常取 N=10-3。8、在种子罐级数的确定时，通常细菌采用二级种子、霉菌采用三级种子、放线菌采用四级种子。9、发酵补料控制的目的是：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。10、发酵补料的内容：补充微生物能源和碳源的需要；补充菌体所需要的氮源；补充微量元素或无机盐。11、固体发酵的 pH 一般控制在 1.42.0 的酸度。12、霉菌通常的接种量为 715%。13、搅拌转速大小与发
15、酵液的均匀性和氧在发酵液中的传递速率有关。14、氧是微生物体内一系列细胞色素氧化酶催化产能反应的最终电子受体，也是合成某些产物的基质。15、在啤酒发酵设备中，目前在露天大罐工艺中使用最为普遍是露天锥形发酵罐。16、通风发酵罐有机械搅拌发酵罐、气升式发酵罐、自吸式发酵罐、伍式发酵罐、文氏管发酵罐等几种类型。17、搅拌器的作用是打碎气泡，使空气与溶液均匀接触，使氧溶解于发酵液中。18、挡板的作用是改变液流的方向，由径向流改为轴向流，促使液体剧烈翻动，增加溶解氧。19、在实际生产中可以根据溶解氧、pH 值、尾气中 CO2含量等参数的异常变化来判断是否染菌。20、发酵早期染菌可能是由于种子带菌、培养基
16、和设备灭菌不彻底、设备或管道有死角的原因。21、无菌室内无菌度的要求是：把无菌培养皿平板打开盖子在无菌室内放置 30分钟，长出的菌落在 3 个以下为好。22、种子摇瓶培养时，瓶口包扎的纱布一般为八层以上。23、利用细菌或放线菌进行的发酵容易感染噬菌体。24、共价结合法固定细胞是利用细胞表面的反应基团与活化的无机或有机载体反应，形成共价键将细胞固定。用该法制备的固定化细胞一般为死细胞。25、包埋法是细胞固定化最常用的方法，包埋法可以分为：微胶囊法和凝胶包埋法。26、物理密封是将重组菌封闭于设备内，以防止传染给实验人员和向外界扩散。27、生物学密封要求用只有在特殊培养条件下才能生存的宿主，同时用不
17、能转移至其它活细胞的载体，通过这样组合的系统，可以防止重组菌向外扩散。28、从生物安全性考虑，培养的基因工程菌通常是维生素或氨基酸的营养缺陷型突变株。五、简答题五、简答题1、解释二次生长现象。大肠杆菌可以利用葡萄糖、乳糖、麦芽糖、阿拉伯糖等作为碳源而生长繁殖，当培养基中含有葡萄糖和乳糖时，细菌优先利用葡萄糖，当葡萄糖耗尽，细菌停止生长，经过短时间的适应，就能利用乳糖，细菌继续呈指数式繁殖增长。2、列举有分支代谢途径的反馈调节方式顺序反馈抑制、同工酶的反馈抑制、协同反馈抑制、累积反馈抑制、超相加反馈抑制。3、解释累积反馈抑制在分支代谢途径中各种末端产物单独过量时，它们各自能对途径中的第一个反应的
18、酶仅产生较小的抑制作用。一种末端产物单独过量并不影响其它末端产物的形成，只有当几种末端产物同时过量时，才对途径中的第一个酶产生较大的抑制。4、列举提高初级代谢产物产量的方法使用诱导物、除去诱导物选育组成型产生菌、降低分解代谢产物浓度，减少阻遏的发生、解除分解代谢阻遏筛选抗分解代谢阻遏突变株、解除反馈抑制筛选抗反馈抑制突变株、防止回复突变的产生和筛选负变菌株的回复突变株、改变细胞膜的通透性、筛选抗生素抗性突变株、选育条件抗性突变株、调节生长速率、加入酶的竞争性抑制剂5、解释次级代谢物合成的特点次级代谢物合成过程远较初级代谢产物复杂；次级代谢产物则需要复杂的营养条件；在分批培养条件下，次级代谢产物
19、一般都是在菌体生长的峰值出现后才大量合成。6、列举常用的提高次级代谢产物产量的方法补加前体类似物；加入诱导物；防止碳分解代谢阻遏或抑制的发生；防止氮代谢阻遏的发生；筛选耐前体或前体类似物的突变株；选育抗抗生素突变株；筛选营养缺陷型的回复突变株；抗毒性突变株的选育7、为什么要采用高浓度微生物的培养？微生物液体发酵大都采用分批培养，这种培养方式的缺点是：发酵液中最终细胞浓度不高。如果通过改进工艺技术，使发酵液中微生物细胞增殖到很高的浓度，那么，高浓度的细胞将会产生高浓度的发酵产物，这样就可以大大提高发酵设备的利用率，降低生产成本。基于这种目的，人们开始研究微生物高细胞浓度的培养技术。采用高细胞浓度
20、培养技术，发酵液中菌体浓度比分批式培养可高 10 倍以上。8、为何要进行培养基的设计？（1）完善的培养基设计是实验室的试验、实验工厂和生产规模的放大中的一个重要步骤。（2）在发酵过程中，我们的目的产品是菌体或代谢产物。而发酵培养基是否适合于菌体的生长或积累代谢产物，对最终产品的得率具有非常大的影响。9、列举发酵培养基的组成成分水；碳源、氮源、无机盐、维生素、缓冲剂、前体和代谢调节剂、消沫剂10、淀粉进行水-热处理的目的？淀粉原料经过水热处理，使淀粉从细胞中游离出来，并转化为溶解状态，以便淀粉酶系统进行糖化作用，这就是原料水-热处理的主要目的。11、解释湿热灭菌的原理每一种微生物都有一定的最适生
21、长温度范围。当微生物处于最低温度以下时，代谢作用几乎停止而处于休眠状态。当温度超过最高限度时，微生物细胞中的原生质胶体和酶起了不可逆的凝固变性，使微生物在很短时间内死亡，加热灭菌即是根据微生物这一特性而进行的。12、影响灭菌的因素培养基成分、培养基的物理状态、培养基中微生物数量、培养基中氢离子浓度、微生物细胞中水分、微生物细胞菌龄、空气排除情况、搅拌、泡沫。13、什么叫种子扩大培养是指将保存在砂土管、冷冻干燥管中处于休眠状态的生产菌种接入试管斜面活化后，在经过扁瓶或摇瓶及种子罐逐级放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。14、作为种子有哪些准则？菌种细胞的生长活力强，移
22、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。15、在配制种子培养基时，营养上要注意什么问题？营养成分适合种子培养的需要；选择有利于孢子发芽和菌体生长的培养基；营养上要易于被菌体直接吸收和利用；营养成分要适当丰富和完全，氮源和维生素含量要高营养成分要尽可能与发酵培养基相近。16、影响种子质量的培养条件因素温度、通气量、湿度、培养时间、冷藏时间、接种量17、菌种保藏的原理菌种保藏主要是根据菌种的生理生化特点人工创造条件使种子或菌体的生长代谢活动尽量降低，以减少其变异。一般可通过保持培养基营养成分在最低水平缺氧状态，干燥和低
23、温，使菌种处于“体眠”状态，抑制其繁殖能力。一种好的保藏方法首先应能长期保持菌种原有的优良性状不变，同时还需考虑到方法本身的简便和经济，以便生产上能推广使用。18、列举几种菌种保藏方法斜面低温保藏法；石蜡油封保藏法；砂土管保藏法；硅胶保藏法；冷冻干燥法；液氮超低温冻结法；19、什么叫生物热？它的用途是什么？生物热：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 CO2，NH3 时释放出的大量能量。用途：合成高能化合物；供微生物生命代谢活动；热能散发。20、列举泡沫对发酵的不利影响。低发酵设备的利用率；增加了菌群的非均一性；增加了染菌的机会；导致产物的损
24、失；消泡剂会给后提取工序带来困难21、列举种子培养基灭菌的注意事项灭菌操作时需要注意排气管是否畅通；固体培养基可采用两次灭菌的方法；通入蒸汽后使瓶内培养基温度达到 121C，所需的时间与瓶内培养基的体积有关。22、与固定化酶相比，固定化细胞有哪些的优点免去了破碎细胞提取酶的手续；酶在细胞内的稳定性较高，完整细胞固定化后酶活性损失少；固定化细胞制备的成本比固定化酶低；无需辅酶再生23、作为基因工程菌，应当具备何种条件？发酵产品是高浓度、高转化率和高产率的，同时是分泌型菌株；菌株能利用常用的碳源，并可进行连续发酵；菌株不是致病株，也不产内毒素；代谢控制容易进行；能进行适当的 DNA 重组，并且稳定，重组的 DNA 不易脱落。24、列举质粒不稳定的类型分离性不稳定：这是由于在细胞分裂过程中质粒缺失分配到子细胞中而导致整个质粒丢失。结构性不稳定：这是由于重组质粒 DNA 发生缺失、插入或重排引起的质粒结构变化。25、列举使质粒保持稳定的措施组建合适载体；选择适当宿主；施加选择压力；控制基因过量表达；控制培养条件