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1、发 酵 工 程 某 些 题 库 及 答 案 1、举 出 几 例 微 生 物 大 规 模 表 达 产 品，及 其 产 生 菌 特 点？A.蛋 白 酶 表 达 产 物 普 通 分 泌 至 胞 外，能 运 用 便 宜 氮 源，生 长 温 度 较 高，生 长 速 度 快,纯 化、分 离 及 分 析 迅 速；安 全 性 高，得 到 F D A 批 准 菌 种。B.单 细 胞 蛋 白 生 长 迅 速，营 养 规 定 不 高，易 培 养，能 运 用 便 宜 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 F D A 批 准 菌 种。C.
2、不 饱 和 脂 肪 酸 生 长 温 度 较 低，安 全 性 高，能 运 用 便 宜 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 运 用 便 宜 原 料 F.氨 基 酸 代 谢 途 径 比 较 清 晰，代 谢 途 径 比 较 简 朴 2、工 业 化 菌 种 规 定？A 可 以 运 用 便 宜 原 料，简 朴 培 养 基，大 量 高 效 地 合 成 产 物 B 关 于 合 成 产 物 途 径 尽 量 地 简 朴，或 者 说 菌 种 改 造 可 操 作 性 要 强 C.遗 传 性 能 要 相 对 稳 定 D.不 易 感 染 它
3、种 微 生 物 或 噬 菌 体 E.产 生 菌 及 其 产 物 毒 性 必 要 考 虑（在 分 类 学 上 最 佳 与 致 病 菌 无 关）F.生 产 特 性 要 符 合 工 艺 规 定 4、讨 论：微 生 物（涉 及 动、植 物）可 以 生 产 咱 们 所 需 一 切 产 品，但 是 涉 及 到 工 业 化 生 产，对 于 某 一 种 特 定 产 品，为 什 么 只 有 特 定 微 生 物 才 具 备 大 量 表 达 潜 力？在 不 同 环 境 条 件 下，微 生 物 细 胞 对 遗 传 信 息 作 选 取 性 表 达，实 当 代 谢 自 动 调 节。代 谢 协 调 能 保 证 在 任 何
4、特 定 期 刻、特 定 细 胞 空 间，只 合 成 必 要 酶 系（参 加 代 谢 各 种 酶）和 刚 够 用 酶 量。一 旦 特 定 物 质 合 成 达 到 足 够 量，与 这 些 物 质 合 成 关 于 酶 就 不 再 合 成 T o 并 且，已 合 成 酶 活 力 受 到 许 多 调 节 机 制 控 制，以 保 证 新 陈 代 谢 全 面 协 调，、为 细 胞 经 济 运 营 提 供 保 证。因 而，细 胞 固 有 生 产 关 系 支 持 细 胞 自 身 增 殖（生 产 细 胞）,不 支 持（人）目 产 物 过 量 生 产（生 产 特 定 初 级 代 谢 产 物）。而 工 业 化 生 产
5、 规 定 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 微 生 物 才 干 达 到 规 定 5、自 然 界 分 离 微 生 物 普 通 操 作 环 节？样 品 采 用 一 预 解 决 一 培 养 f 菌 落 选 取 一 初 筛 一 复 筛 f 性 能 鉴 定 f 菌 种 保 藏 6、从 环 境 中 分 离 目 微 生 物 时，为 什 么 一 定 要 进 行 富 集 培 养？自 然 界 中 目 微 生 物 含 量 很 少，非 目 微 生 物 种 类 繁 多，进 行 富 集 培 养，使 目 微 生 物 在 最 适 环 境 下 迅 速 地 生
6、长 繁 殖，数 量 增 长，由 本 来 自 然 条 件 下 劣 势 种 变 成 人 工 环 境 下 优 势 种，使 筛 选 变 得 也 许。7、菌 种 选 育 分 子 改 造 目？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 当 前 研 究 水 平，土 壤 中 可 以 培 养 微 生 物 大 概 占 总 数 多 少？什 么 是 16sR N A同 源 性 分 析？当 前 可 以 培 养 微 生 物 不 到 总 数 1%。以 16sRNA为 靶 基 因，设 计 引 物，建 立 p e r扩 增 体 系，再 通
7、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 意 义？自 然 选 育 就 是 不 经 人 工 解 决，运 用 微 生 物 自 然 突 变 进 行 菌 种 选 育 过 程。自 然 选 育 在 工 业 生 产 上 意 义：自 然 选 育 可 以 有 效 地 用 于 高 性 能 突 变 株 分 离。然 选 育 虽 然 突 变 率 很 低，但 却 是 工 厂 保 证 稳 产 高 产 重 要 办 法。10、什 么 是 正 突 变？什 么 是 负 突 变？什 么 是 构 造 类 似 物？生 产 上 所 不 但 愿 看 到，体
8、现 为 菌 株 衰 退 和 生 产 质 量 下 降，这 种 突 变 成 为 负 突 变。生 产 上 但 愿 看 到，对 生 产 有 利，这 种 突 变 成 为 正 突 变。构 造 类 似 物：在 化 学 和 空 间 构 造 上 和 代 谢 中 间 物（终 产 物）相 似，因 而 在 代 谢 调 节 方 面 可 以 代 代 替 谢 中 间 物（终 产 物）功 能，但 细 胞 不 能 以 其 作 为 自 身 营 养 物 质。发 酵 工 程 与 工 艺 学 试 题 库 及 答 案 10-20-06-16 08:36:11 1 楼 11、什 么 是 诱 变 育 种？惯 用 诱 变 剂 有 哪 些？诱
9、变 育 种 是 指 用 物 理、化 学 因 素 诱 导 植 物 遗 传 特 性 发 生 变 异，再 从 变 异 群 体 中 选 取 符 合 人 们 某 种 规 定 单 株，进 而 哺 育 成 新 品 种 或 种 质 育 种 办 法。诱 变 剂 有 两 大 类：物 理 诱 变 剂 和 化 学 诱 变 剂。惯 用 物 理 诱 变 剂 有 紫 外 线、x 射 线、丫 射 线（如 C o60等）、等 离 子、快 中 子、a 射 线、B射 线、超 声 波 等。惯 用 化 学 诱 变 剂 有 碱 基 类 似 物、烷 化 剂、羟 胺、口 丫 定 类 化 合 物 等。12、什 么 是 基 因 重 组？什 么
10、是 基 因 直 接 进 化？两 者 有 何 区 别？基 因 重 组：是 由 于 不 同 D N A链 断 裂 和 连 接 而 产 生 D N A片 段 互 换 和 重 新 组 合，形 成 新 D N A分 子 过 程 基 因 直 接 进 化：在 分 子 水 平 上，对 目 的 基 因 直 接 解 决，然 后 通 过 高 通 量 筛 选 办 法，提 高 目 的 蛋 白 性 能。基 因 直 接 进 化，可 使 已 有 基 因 获 得 新 特 性，可 获 得 自 然 界 中 不 存 在 基 因，可 解 决 许 多 新 理 论 和 应 用 问 题 13、什 么 是 培 养 基?发 酵 培 养 基 特
11、点 和 规 定？培 养 基：广 义 上 讲 培 养 基 是 指 一 切 可 供 微 生 物 细 胞 生 长 繁 殖 所 需 一 组 营 养 物 质 和 原 料。同 步 培 养 基 也 为 微 生 物 培 养 提 供 除 营 养 外 其 他 所 必 要 条 件。培 养 基 可 以 满 足 产 物 最 经 济 合 成。发 酵 后 所 形 成 副 产 物 尽 量 少。培 养 基 原 料 应 因 地 制 宜，价 格 低 廉；且 性 能 稳 定，资 源 丰 富，便 于 采 购 运，适 合 大 规 模 储 藏，能 保 证 生 产 上 供 应。/所 选 用 培 养 基 应 能 满 足 总 体 工 艺 规 定
12、，如 不 应 当 影 响 通 气、提 取、纯 化 及 废 物 解 决 等。必 要 提 供 合 成 微 生 物 细 胞 和 发 酵 产 物 基 本 成 分。有 助 于 减 少 培 养 基 原 料 单 耗，即 提 高 单 位 营 养 物 质 所 合 成 产 物 数 量 或 最 大 产 率。有 助 于 提 高 培 养 基 和 产 物 浓 度，以 提 高 单 位 容 积 发 酵 罐 生 产 能 力。有 助 于 提 高 产 物 合 成 速 度，缩 短 发 酵 周 期。所 用 原 料 尽 量 减 少 对 发 酵 过 程 中 通 气 搅 拌 影 响，利 于 提 高 氧 运 用 率，减 少 能 耗。14、用
13、碳 源 有 哪 些？惯 用 糖 类 有 哪 些，各 自 有 何 特 点？碳 源:糖 类（淀 粉、葡 萄 糖、蔗 糖 等）、油 脂（动、植 物 油）、有 机 酸（琥 珀 酸、柠 檬 酸、乳 酸、乙 酸 等）和 低 碳 醇（甲 醇、乙 醇 等）。葡 萄 糖，所 有 微 生 物 都 能 运 用 葡 萄 糖，但 是 会 引 起 葡 萄 糖 效 应 糖 蜜，是 制 糖 生 产 时 结 晶 母 液，它 是 制 糖 工 业 副 产 物。重 要 具 有 蔗 糖，总 糖 可 达 50%75%。普 通 糖 蜜 分 甘 蔗 糖 蜜 和 甜 菜 糖 蜜 葡 萄 糖 蜜。除 糖 份 外，具 有 较 多 杂 质，其 中
14、有 些 是 有 用，但 是 许 多 都 会 对 发 酵 产 生 不 利 影 响，需 要 进 行 预 解 决。淀 粉、糊 精，缺 陷：难 运 用、发 酵 液 比 较 稠、普 通 2.0%时 加 入 一 定 a 一 淀 粉 酶。成 分 比 较 复 杂，有 直 链 淀 粉 和 支 链 淀 粉 等 等。长 处：来 源 广 泛、价 格 低，可 以 解 除 葡 萄 糖 效 应。15、什 么 是 生 理 性 酸 性 物 质？什 么 是 生 理 性 碱 性 物 质？经 微 生 物 生 理 作 用（代 谢）后 能 形 成 酸 性 物 质 营 养 物 叫 生 理 酸 性 物 质，若 菌 体 代 谢 后 能 产 生
15、 碱 性 物 质 营 养 物 称 为 生 理 碱 性 物 质 16、惯 用 无 机 氮 源 和 有 机 氮 源 有 哪 些？有 机 氮 源 在 发 酵 培 养 基 中 作 用？惯 用 有 机 氮 源 有 花 生 饼 粉、黄 豆 饼 粉、酵 母 粉、蛋 白 豚 等；惯 用 无 机 氮 源 有 氨 水、钱 盐 和 硝 酸 盐。有 机 氮 源 在 发 酵 培 养 基 中 作 用 有：除 提 供 氮 源 外，有 些 有 机 氮 源 还 提 供 大 量 无 机 盐 及 生 长 因 子。诱 导 某 些 酶 产 生。17、什 么 是 前 体？前 体 添 加 方 式？前 体 指 某 些 化 合 物 加 入 到
16、 发 酵 培 养 基 中，能 直 接 彼 微 生 物 在 生 物 合 成 过 程 中 合 成 到 产 物 物 分 子 中 去，而 其 自 身 构 造 并 没 有 多 大 变 化，但 是 产 物 产 量 却 因 加 入 前 体 而 有 较 大 提 高。前 体 使 用 时 普 遍 采 用 流 加 办 法。18、什 么 是 生 长 因 子？生 长 因 子 来 源？凡 是 微 生 物 生 长 不 可 缺 少 而 细 胞 自 身 不 能 合 成 微 量 有 机 物 质，如 氨 基 酸、喋 吟、喀 咤、维 生 素 等 均 称 生 长 因 子。有 机 氮 源 是 这 些 生 长 因 子 重 要 来 源 19
17、、什 么 是 产 物 增 进 剂？产 物 增 进 剂 举 例？是 指 那 些 非 细 胞 生 长 所 必 要 营 养 物，又 非 前 体，但 加 入 后 却 能 提 高 产 量 添 加 剂。20、什 么 是 理 论 转 化 率？什 么 是 实 际 转 化 率？理 论 转 化 率 是 指 抱 负 状 态 下 依 照 微 生 物 代 谢 途 径 进 行 物 料 衡 算，所 得 出 转 化 率 大 小。实 际 转 化 率 是 指 实 际 发 酵 过 程 中 转 化 率 大 小 发 酵 工 程 与 工 艺 学 试 题 库 及 答 案 20-30-06-16 08:51:03 2 楼 21、培 养 基
18、设 计 普 通 环 节？1.依 照 前 人 经 验 和 培 养 基 成 分 拟 定 期 某 些 必 要 考 虑 问 题，初 步 拟 定 也 许 培 养 基 成 分；2.通 过 单 因 子 实 验 最 后 拟 定 出 最 为 适 当 培 养 基 成 分；3.当 培 养 基 成 分 拟 定 后，剩 余 问 题 就 是 各 成 分 最 适 浓 度，由 于 培 养 基 成 分 诸 多，为 减 少 实 验 次 数 常 采 用 某 些 合 理 实 验 设 计 办 法。22、培 养 基 成 分 选 取 考 虑 问 题？1.菌 种 同 化 能 力 2.代 谢 阻 遏 和 诱 导 3.适 当 C、N 比 4.p
19、H规 定 23、读 书 报 告：举 例 阐 明 培 养 基 设 计 办 法 与 环 节？24、讨 论：培 养 基 优 化 在 发 酵 优 化 控 制 中 作 用 与 地 位？发 酵 优 化 控 制 分 两 个 阶 段：第 一 阶 段 控 制 菌 体 生 长，目 是 使 长 好 菌 体 能 处 在 最 佳 产 物 合 成 状 态。培 养 基 优 化 应 当 保 证 菌 体 迅 速 生 长，有 助 于 产 物 合 成 和 分 泌 酶 系 启 动，而 不 利 于 产 物 合 成 酶 系 关 闭，处 在 最 佳 产 物 合 成 状 态，并 且 副 产 物 合 成 和 分 泌 酶 系 尽 量 少 启 动
20、 第 二 阶 段 控 控 制 产 物 合 成。该 阶 段，培 养 基 优 化 应 使 产 物 合 成 能 较 长 时 间 保 持 在 最 大 合 成 速 度。副 产 物 合 成 速 率 尽 量 小。25、什 么 是 种 子 扩 大 培 养？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 生 产 菌 种 接 入 试 管 斜 面 活 化 后，再 通 过 扁 瓶 或 摇 瓶 及 种 子 罐 逐 级 扩 大 培 养，最 后 获 得 一 定 数 量 和 质 量 纯 种 过 程。26.种 子 扩 大 培 养 目 与 规 定？种 子 扩 培 目：接 种
21、 量 需 要，菌 种 驯 化，缩 短 发 酵 时 间、保 证 生 产 水 平 种 子 规 定：总 量 及 浓 度 能 满 足 规 定，生 理 状 况 稳 定，个 体 与 群 体，活 力 强，移 种 至 发 酵 后，可 以 迅 速 生 长，无 杂 菌 污 染 27、种 子 扩 大 培 养 普 通 环 节？休 眠 抱 子 一 母 斜 面 活 化 一 摇 瓶 种 子 或 茄 子 瓶 斜 面 或 固 体 培 养 基 抱 子 f 一 级 种 子 罐 f 二 级 种 子 罐 f 发 酵 罐 28、在 大 规 模 发 酵 种 子 制 备 过 程 中，实 验 室 阶 段 和 生 产 车 间 阶 段 在 培 养
22、 基 和 培 养 物 选 取 上 各 有 何 特 点？实 验 室 阶 段 培 养 物 选 取 原 则：种 子 能 扩 培 到 一 定 量 和 质，获 得 一 定 数 量 和 质 量 抱 子/菌 体。培 养 基 选 取 应 当 是 有 助 于 菌 体 生 长，对 抱 子 培 养 基 应 当 是 有 助 于 抱 子 生 长。在 原 料 方 面，实 验 室 种 子 培 养 阶 段，规 模 普 通 比 较 小，因 而 为 了 保 证 培 养 基 质 量，培 养 基 原 料 普 通 都 比 较 精 细。生 产 车 间 阶 段 培 养 物 选 取 原 则 最 后 普 通 都 是 获 得 一 定 数 量 菌
23、 丝 体。培 养 基 选 取 一 方 面 考 虑 是 有 助 于 孩 子 发 育 和 菌 体 生 长，因 此 营 养 要 比 发 酵 培 养 基 丰 富。在 原 料 方 面:不 如 实 验 室 阶 段 那 么 精 细，而 是 基 本 接 近 于 发 酵 培 养 基，这 有 两 个 方 面 因 素：一 是成 本 二 是 驯 化 29、什 么 是 接 种 量？对 于 细 菌、放 线 菌 及 霉 菌 惯 用 接 种 量 是 多 少？接 种 量=移 入 种 子 体 积/接 种 后 培 养 液 体 积 细 菌 5%、放 线 菌 2 0%霉 菌 10%3 0 什 么 是 发 酵 级 数？发 酵 级 数 对
24、 发 酵 有 何 影 响，影 响 发 酵 级 数 因 素 有 哪 些？普 通 由 菌 丝 体 培 养 开 始 计 算 发 酵 级 数，但 有 时，工 厂 从 第 一 级 种 子 罐 开 始 计 算 发 酵 级 数 发 酵 级 数 对 发 酵 影 响：1.种 子 级 数 少，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，减 少 发 酵 罐 生 产 率，增 长 染 菌 机 会 3.级 数 大，难 控 制、易 染 菌、易 变 异，管 理 困 难，普 通 2-4级。4.在 发 酵 产 品 放 大 中，反 映 级 数 拟 定
25、是 非 常 重 要 一 种 方 面 影 响 发 酵 级 数 因 素：(1)菌 种 生 长 特 性，抱 子 发 芽 及 菌 体 繁 殖 速 度;(2)发 酵 规 模.(3)工 艺 规 定.(4)接 种 量 影 响.发 酵 工 程 与 工 艺 学 试 题 库 及 答 案 30-40-06-16 08:52:33 3 楼 31、什 么 是 种 龄？事 宜 种 龄 拟 定 根 据？种 龄 是 指 种 子 罐 中 培 养 菌 体 开 始 移 入 下 一 级 种 子 罐 或 发 酵 罐 时 培 养 时 间。原 则：对 数 生 长 期 末，细 胞 活 力 强，菌 体 浓 度 相 对 较 大，但 是 最 后
26、由 实 验 成 果 定。32、读 书 报 告：结 合 详 细 产 品 理 解 种 子 质 量 控 制 办 法，以 及 结 识 种 子 质 量 对 发 酵 影 响？影 响 斜 面 种 子 质 量 因 素：(1)原 材 料 质 量，水 质，培 养 基 pH.(2)灭 菌 条 件，(3)接 种 量,(4)温 度，通 风、(5)培 养 时 间(6)有 害 气 体 或 挥 发 物(7)冷 藏 条 件 种 子 质 量 好：1.缩 短 发 酵 时 间、保 证 生 产 水 平.2.无 杂 菌 污 染.3 移 种 至 发 酵 后，可 以 迅 速 生 长.4.泡 末 产 生 少.5.产 物 生 成 速 率 大.6
27、.副 产 物 合 成 少.7.对 下 游 分 离 纯 化 有 利 33、接 种、倒 种、双 种?接 种：接 入 种 子 罐 后 直 接 移 种 到 发 酵 罐。双 种：两 个 种 子 罐 种 子 接 种 到 一 种 发 酵 罐 中。倒 种：一 某 些 种 子 来 源 于 种 子 罐，一 某 些 来 源 于 发 酵 罐。34、什 么 是 菌 体 生 长 比 速？产 物 形 成 比 速？基 质 消 耗 比 速？维 持 消 耗？菌 体 比 生 长 速 率：单 位 重 量 菌 体 瞬 时 增 量(dx/dt)/x；单 位 为 1/h,其 中 x菌 体 浓 度(g/L)产 物 形 成 比 速：单 位 时
28、 间 内 单 位 菌 体 形 成 产 物(菌 体)量 冗=(dp/dt)/x,；单 位 为 1/h,其 中 p产 物 浓 度(g/L)基 质 比 消 耗 速 率:单 位 时 间 内 单 位 菌 体 消 耗 基 质 量 二(ds/dt)/x；单 位 为 1/h,其 中 s底 物 浓 度(g/L)35、什 么 是 Monod方 程 其 使 用 条 件 如 何？各 参 数 意 义 与 求 解？当 培 养 基 中 不 存 在 抑 制 细 胞 生 长 物 质 时，细 胞 生 长 速 率 与 基 质 浓 度 关 系(Monod方 程 式)如 下：U=P max S/(Ks+S)P：菌 体 生 长 比 速.
29、S：限 制 性 基 质 浓 度.K s：半 饱 和 常 数.Umax：最 大 比 生 长 速 度 Monod方 程 参 数 求 解(双 倒 数 法)：将 Monod方 程 取 倒 数 可 得：1/u=1/u max+Ks/u max S 或 S/u=S/u max+Ks/R max这 样 通 过 测 定 不 同 限 制 性 基 质 浓 度 下，微 生 物 比 生 长 速 度，就 可 以 通 过 回 归 分 析 计 算 出 Monod方 程 两 个 参 数。36、什 么 是 初 级 代 谢 产 物？什 么 是 次 级 代 谢 产 物？初 级 代 谢 产 物 是 指 微 生 物 产 生，生 长 和
30、 繁 殖 所 必 须 物 质，如 蛋 白 质、核 酸 等。次 级 代 谢 产 物 是 指 由 微 生 物 产 生，与 微 生 物 生 长、繁 殖 无 关 一 类 物 质。37、什 么 是 一 类 发 酵？二 类 发 酵？三 类 发 酵？一 类 发 酵：产 物 形 成 与 底 物 运 用 直 接 有 关，为 生 长 联 系 型，又 称 简 朴 发 酵 型，产 物 直 接 由 碳 源 代 谢 而 来，产 物 生 成 速 度 变 化 与 微 生 物 对 碳 源 运 用 速 度 变 化 是 平 行，产 物 生 成 与 微 生 物 生 长 也 是 平 行。在 这 些 发 酵 过 程 中，菌 体 生 长、
31、基 质 消 耗、产 物 生 成三 个 速 度 均 有 一 种 高 峰，三 高 峰 几 乎 同 步 浮 现。二 类 发 酵：产 物 形 成 与 底 物 运 用 间 接 有 关，为 某 些 生 长 联 系 型，又 称 中 间 发 酵 型，产 物 不 是 碳 源 直 接 氧 化 产 物，而 是 菌 体 代 谢 主 流 产 物。它 特 点 是 在 发 酵 第 一 时 期 碳 源 大 量 消 耗 用 于 菌 体 迅 速 增 长 而 产 物 形 成 很 少 或 全 无，第 二 时 期 碳 源 大 量 消 耗 用 于 产 物 高 速 合 成 及 菌 体 生 长。三 类 发 酵：产 物 形 成 与 底 物 运
32、 用 不 有 关，为 非 生 长 联 系 型，又 称 复 杂 发 酵 型，产 物 生 成 在 菌 体 生 长 和 基 质 消 耗 完 后 来 才 开 始，与 菌 体 生 长 不 有 关，与 基 质 消 耗 无 直 接 关 系，所 形 成 产 物 为 次 级 代 谢 产 物。38、什 么 是 持 续 培 养？什 么 是 持 续 培 养 稀 释 率？由 于 新 鲜 培 养 基 不 断 补 充，因 此 不 会 发 生 营 养 物 枯 竭，另 一 方 面，发 酵 液 不 断 取 出，发 酵 罐 内 微 生 物 始 终 处 在 旺 盛 指 数 生 长 期，罐 内 细 胞 浓 度 X、比 生 长 速 率
33、口、以 及 t,p H等 都 保 持 恒 定。稀 释 率):补 料 速 度 与 反 映 器 体 积 比 值(h-1)39、解 释 持 续 培 养 富 集 微 生 物 原 理？菌 积 累 速 率=生 长 速 率-流 出 速 率，调 节 培 养 基，使 目 菌 流 出 速 率 生 长 速 率，杂 菌 流 出 速 率 生 长 速 率，就 起 到 富 集 作 用 40、何 氧 容 易 成 为 好 氧 发 酵 限 制 性 因 素？氧 是 需 氧 微 生 物 生 长 所 必 须。氧 往 往 容 易 成 为 控 制 因 素，是 由 于 氧 在 水 中 溶 解 度 很 低，培 养 基 因 具 有 大 量 有
34、机 和 无 机 物 质，氧 溶 解 度 比 水 中 还 要 更 低。在 对 数 生 长 期 虽 然 发 酵 液 中 氧 浓 度 达 到 饱 和，若 此 时 终 结 供 氧，发 酵 液 中 溶 氧 可 在 几 分 钟 内 所 有 耗 尽，使 溶 氧 成 为 控 制 因 素。发 酵 工 程.某 些 题 库 及 答 案 241、临 界 溶 氧 浓 度、氧 饱 和 度 概 念？临 界 氧 浓 度：C C r临 界 氧 浓 度：指 不 影 响 菌 呼 吸 所 容 许 最 低 氧 浓 度。氧 饱 和 度：发 酵 液 中 氧 浓 度/临 界 溶 氧 溶 度饱 和 溶 氧 浓 度：在 一 定 温 度 和 压
35、力 下，空 气 中 氧 在 水 中 溶 解 度。(mol/m3)42、影 响 微 生 物 需 氧 因 素 有 哪 些？细 胞 浓 度 直 接 影 响 培 养 液 摄 氧 率，在 分 批 发 酵 中 摄 氧 率 变 化 很 大，不 同 生 长 阶 段 需 氧 不 同，对 数 生 长 后 期 达 最 大 值。培 养 基 成 分 和 浓 度 明 显 影 响 微 生 物 摄 氧 率，碳 源 种 类 对 细 胞 需 氧 量 有 很 大 影 响，普 通 葡 萄 糖 运 用 速 度 比 其 她 糖 要 快。43、发 酵 液 中 体 积 氧 传 递 方 程？其 中 K ia物 理 意 义 是 什 么？以 单
36、位 体 积 液 体 中 所 具 备 氧 传 递 面 积 为 a(m2/m3)OTR=KLa(C*-C L)KL a 以 氧 浓 度 为 推 动 力 容 积 氧 传 递 系 数,反 映 了 设 备 供 氧 能 力 44、如 何 调 节 摇 瓶 发 酵 供 氧 水 平？往 复，频 率 80-120分/次，振 幅 8cm旋 转，偏 心 距 转 速 250rpm装 液 量，普 通 取 1/10左 右：250ml 15-25 ml500ml 30 ml750ml 80 ml45、如 何 调 节 通 气 搅 拌 发 酵 罐 供 氧 水 平？普 通 以 为，发 酵 初 期 较 大 通 风 和 搅 拌 而 产
37、 生 过 大 剪 切 力，对 菌 体 生 长 有 时 会 产 生 不 利 影 响，因 此 有 时 发 酵 初 期 采 用 小 通 风，停 搅 拌，不 但 有 助 于 减 少 能 耗，并 且 在 工 艺 上 也 是 必 要。但 是 通 气 增 大 时 间 一 定 要 把 握 好。46、氧 供 需 研 究 与 反 映 器 设 计 与 放 大 关 系？发 酵 过 程 放 大 困 难 因 素 就 在 放 大 时 不 也 许 同 步 做 到 几 何 相 似、流 体 运 动 学 相 似 和 流 体 动 力 学 相 似，当 在 小 试 研 究 时 某 一 种 对 生 产 产 生 影 响 重 要 因 素 没
38、有 被 观 测 到，而 这 个 因 素 恰 恰 在 放 大 时 成 为 核 心 因 子 时，就 会 导 致 整 个 发 酵 过 程 失 败(供 氧、混 合、剪 切)。47、发 酵 过 程 糖 代 谢、氮 代 谢 有 什 么 规 律，为 什 么？糖 代 谢：特 别 是 迅 速 运 用 糖，分 解 成 小 分 子 酸、醇，使 p H下 降。糖 缺 少，p H上 升,是 补 料 标 志 之 一 氮 代 谢：氨 基 酸 被 运 用 后 产 生 NH3,p H 会 上 升；尿 素 被 分 解 成 NH3,pH 上 升。微 生 物 生 长 和 产 物 合 成 与 糖 代 谢 有 密 切 关 系。糖 消 耗
39、 反 映 产 生 菌 生 长 繁 殖 状 况，反 映 产 物 合 成 活 力。菌 体 生 长 旺 盛 糖 耗 一 定 快，残 糖 也 就 减 少 得 快 通 过 糖 含 量 测 定，可 以 控 制 菌 体 生 长 速 率，可 控 制 补 糖 来 调 节 p H,增 进 产 物 合 成，不 致 于 盲 目 补 糖,导 致 发 酵 不 正 常。氮 运 用 快 慢 可 分 析 出 菌 体 生 长 状 况，含 氮 产 物 合 成 状 况。但 是 氮 源 太 多 会 促 使 菌 体 大 量 生 长。有 些 产 物 合 成 受 到 过 量 钱 离 子 抑 制，因 而 必 要 控 制 适 量 氮。通 过 氨
40、 基 氮 和 氨 氮 分 析 可 控 制 发 酵 过 程，适 时 采 用 补 氨 办 法。发 酵 后 期 氨 基 氮 回 升，这 时 就 要 放 罐，否 则 影 响 提 取 过 程。48、发 酵 过 程 为 什 么 要 补 料？补 些 什 么？在 分 批 培 养 过 程 中 补 入 新 鲜 料 液，以 克 服 营 养 局 限 性 而 导 致 发 酵 过 早 结 束 缺 陷。在 这 样 一 种 系 统 中 可 以 维 持 低 基 质 浓 度，避 免 迅 速 运 用 碳 源 阻 遏 效 应；可 以 通 过 补 料 控 制 达 到 最 佳 生 长 和 产 物 合 成 条 件；还 可 以 运 用 计
41、算 机 控 制 合 理 补 料 速 率，稳 定 最 佳 生 产 工 艺。发 酵 基 质 和 缓 冲 液 等。49、补 料 过 多 或 过 少 对 发 酵 有 什 么 影 响？投 料 过 多 导 致 菌 体 细 胞 大 量 生 长，无 法 稳 定 产 生 发 酵 产 物，导 致 菌 体 生 产 力 下 降，同 步 变 化 发 酵 液 流 变 学 性 质。如 果 补 料 过 少，则 使 菌 体 过 早 进 入 衰 退 期，引 起 菌 体 衰 老 和 自，同 样 使 生 产 力 下 降。50、发 酵 过 程 中 p H会 不 会 发 生 变 化 为 什 么？发 酵 过 程 中 p H是 不 断 变
42、化 1）糖 代 谢 特 别 是 迅 速 运 用 糖，分 解 成 小 分 子 酸、醇，使 p H 下 降。糖 缺 少，p H 升，是 补 料 标 志 之 一2)氮 代 谢 当 氨 基 酸 中-NH2被 运 用 后 p H会 下 降；尿 素 被 分 解 成 NH3,p H上 升，NH3运 用 后 p H下 降，当 碳 源 局 限 性 时 氮 源 当 碳 源 运 用 pH上 升。3)生 理 酸 碱 性 物 质 运 用 后 pH会 上 升 或 下 降 4)某 些 产 物 自 身 呈 酸 性 或 碱 性，使 发 酵 液 pH变 化。如 有 机 酸 类 产 生 使 p H下 降，红 霉 素、洁 霉 素、螺
43、 旋 霉 素 等 抗 生 素 呈 碱 性，使 pH上 升。5)菌 体 自 溶 pH上 升，发 酵 后 期，pH上 升 6)杂 菌 污 染，pH下 降 51、pH对 发 酵 影 响 体 当 前 哪 些 方 面？(1)pH影 响 酶 活 性。当 pH值 抑 制 菌 体 某 些 酶 活 性 时 使 菌 新 陈 代 谢 受 阻。(2)pH影 响 微 生 物 细 胞 膜 所 带 电 荷。从 而 变 化 细 胞 膜 透 性，影 响 微 生 物 对 营 养 物 质 吸 取 及 代 谢 物 排 泄，因 而 影 响 新 陈 代 谢 进 行。(3)pH值 影 响 培 养 基 某 些 成 分 和 中 间 代 谢 物
44、 解 离，从 而 影 响 微 生 物 对 这 些 物 质 运 用。(4)p H 值 影 响 代 谢 方 向。p H 不 同，往 往 引 起 菌 体 代 谢 过 程 不 同，使 代 谢 产 物 质 量 和 比 例 发 生 变 化。例 如 黑 曲 霉 在 pH2 3 时 发 酵 产 生 柠 檬 酸，在 pH近 中 性 时，则 产 生 草 酸。谷 氨 酸 发 酵，在 中 性 和 微 碱 性 条 件 下 积 累 谷 氨 酸，在 酸 性 条 件 下 则 容 易 形 成 谷 氨 酰 胺 和 N-乙 酰 谷 氨 酰 胺。(5)pH在 微 生 物 培 养 不 同 阶 段 有 不 同 影 响。52、温 度 对 发 酵 有 哪 些 影 响？(1)温 度 影 响 反 映 速 率 发 酵 过 程 反 映 速 率 实 际 是 酶 反 映 速 率，酶 反 映 有 一 种 最 适 温 度。从 阿 累 尼 乌 斯 方 程 式 可 以 看 到 dlnKr/dt-E/RT2(平 方)