《生物工艺学》试卷B及答案

1、9/9 生物工艺学 课程补考 试卷 B 专业： 考试日期： 试卷所需时间：120分钟 闭卷 试卷总分：100分（答案请全部写在答题纸上）一名词解释（共8小题，每题3分，共24分）1. 合成培养基 2. 间歇灭菌 3. 比耗氧速率 4. 分批培养 5. 发酵染菌 6. 产物得率系数（YP/S）7. 发酵染菌 8. 临界氧浓度二填空题（共10小题，每空0.5分，共16分）1.根据原料淀粉的性质及采用的催化剂不同，淀粉水解为葡萄糖的方法一般有 、 以及 等三种。2. 工业上，培养基、发酵设备一般都采用 灭菌，而对空气则采用 的方法除菌。3. 发酵培养基中常用的有机氮源主要有 、 、 等。4. 微生物

2、细胞主要有 、 、 等元素组成。5. 一般的湿热灭菌条件为 ， 分钟。6. 目前常用于检查是否染菌的无菌实验方法主要有 、 、 等。7. 影响体积氧传递系数的因素主要有 、 、 、 等。8. 发酵过程中释放出来的引起温度变化的净热量称为发酵热，发酵热包括了 、 、 以及 等。9. 流加补料的内容大致上可分为补充生产菌体所需的 、 、 和 等物质。10. 培养基中碳源过多，特别是葡萄糖过量或者中间补糖过多或溶解氧不足，致使糖等营养物质的氧化不完全，从而使pH ；培养基中氮源过多，氨基氮释放会使pH ；培养基中生理酸性物质的存在，使pH ，生理碱性物质的存在使pH 。 三问答题（共6小题，每小题8

3、分，共48分）1请从各自的培养目的出发，简要分析微生物种子培养基和发酵培养基对营养物质有哪些要求？2请说明发酵过程中可以采用哪些办法控制溶氧？ 3. 发酵过程产生泡沫的原因有哪些，并简要分析泡沫对发酵的利弊。4. 在发酵过程中，调节和控制发酵液pH的方法和措施有哪些？5与分批培养方式相比较，补料分批培养有哪些优缺点？6. 请谈一谈本门课程的学习对你所学专业有哪些作用和意义？四论述题 （共1小题，12分）背景资料：大肠杆菌W3110（pEC901）表达干扰素时受trp启动子调控，当培养基中存在色氨酸时干扰素表达受到阻遏，不存在色氨酸时干扰素基因表达。连续培养表明，当菌体比生长速率较高时重组质粒稳

4、定性高，干扰素的比生产速率也高，但代谢副产物乙酸的比生产速率大大增加。乙酸对大肠杆菌的生长有非竞争性抑制，对干扰素的生产也有强烈的抑制作用。问1：请简要画出大肠杆菌W3110（pEC901）液体深层发酵的工艺路线图？问2：根据大肠杆菌W3110（pEC901）上述的生理代谢特性，请问你该怎样实行最优化调控？生物工艺学试卷B答案一、名词解释1. 合成培养基：是用化学成分和数量完全了解的物质配制而成的培养基，其成分精确，重复性强，可以减少不能控制的因素。2. 间歇灭菌：将配制好的培养基放在发酵罐或其它装置中，通入蒸汽将培养基和所用设备一起进行加热灭菌的过程。3. 比耗氧速率：QO2，单位时间内单位

5、体积重量的细胞所消耗的氧气，mmol O2g菌-1h-1 4. 分批培养：指一次性将培养基投入发酵设备完成一个发酵周期的培养过程，中间不进行物料的补加。 5. 发酵染菌：发酵过程中除了生产菌以外，还有其它菌生长繁殖。6. 产物得率系数（YP/S）：消耗1g营养物质生成的产物的克数。7. DE值：Dextrose equivalent value，葡萄糖当量值，表示淀粉糖的含糖量，即还原糖占干物质的百分比。8. 临界氧浓度：当培养基中不存在其他限制性基质时，不影响好氧性微生物生长繁殖的最低溶解氧浓度。 二填空题1. 酸解法、酶解法、酸酶结合法2. 蒸汽、过滤3. 蛋白胨、玉米浆、黄豆饼粉4. C

6、、O、N5. 121、306. 肉汤培养法、平皿检测、镜检7. 搅拌、空气的线速度、空气分布管、培养液的性质8. 生物热、搅拌热、蒸发热、辐射热9. 碳源、氮源、微量元素、无机盐、诱导底物（前体）、水（任意四个答案）。10. 下降、上升、下降、上升三问答题（共8小题，任选其中6小题做）第1小题种子培养基：供M菌体的生长和大量繁殖，在较短时间内获得数量较多的强壮的种子细胞。要求：营养丰富、完全，氮源、维生素的比例应较高，所用原料也应是易于微生物菌体的吸收和利用，常用葡萄糖、尿素、玉米浆、蛋白胨、酵母膏等。发酵培养基：维持微生物菌体的正常生长外，主要要求合成额定的发酵产物。要求：碳源含量高于种子培

7、养基，如果产物是含氮物质，相应增加氮源的供应量，便于发酵操作和不影响产物的分离提取。第2小题（1）改变通气速率；（2）改变搅拌转速；（3）改变气体组成中的氧分压（如通纯氧）；（4）改变罐压（即改变氧的分压P，以提高C*）；（5）改变发酵液的理化性质加消沫剂、补加无菌水、改变培养基的成分等以改善通气效果。（6）加入传氧中间介质血红蛋白；烃类碳氢化合物（如石蜡、甲苯等）；含氟碳化物。第3小题（1）发酵过程产生泡沫的原因有1）通气搅拌的强烈程度2）培养基配比与原料组成3）菌种、种子质量和接种量4）灭菌质量（2）泡沫对发酵的利弊危害：降低生产能力；引起原料浪费；影响菌的呼吸；引起染菌好处：气体分散、增

8、加气液接触面积。第4小题在发酵过程中，调节和控制发酵液pH的方法和措施1）调节好基础料的pH。2）在基础料中加入维持pH的物质，如CaCO3 ，或具有缓冲能力的试剂，如磷酸缓冲液等。3）通过补料调节pH。 4）当补料与调pH发生矛盾时，加酸碱调pH 。5）发酵的不同阶段采取不同的pH值。第5小题（1）优点：1）可以解除培养过程中的底物抑制、产物的反馈抑制和葡萄糖的分解阻遏效应。2）对于耗氧过程，可以避免在分批培养过程中因一次性投糖过多造成的细胞大量生长、耗氧过多以至通风搅拌设备不能匹配的状况；在某种程度上可减少微生物细胞的生成量、提高目的产物的转化率。3）微生物细胞可以被控制在一系列连续的过渡态阶段，可用来控制细胞的质量；并可重复某个时期细胞培养的过渡态，可用于理论研究。（2）缺点：操作相对复杂，且由于补料的进行而增加染菌的机会。第6小题答案要点：