2023年发酵工程题库及试题要点

发酵工程部分题库及答案

一、名称解释

1、前体指某些化合物加入到发酵培养基中，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。

2、发酵生长因子从广义上讲，凡是微生物生长不可缺少的微量的有机物质，如氨基酸、

嗦吟、嗜咤、维生素等均称生长因子

3、菌浓度的测定是衡量产生菌在整个培养过程中菌体量的变化,一般前期菌浓增长不

久，中期菌浓基本恒定。补料会引起菌浓的波动,这也是衡量补料量适合与否的一个参数。

4、搅拌热：在机械搅拌通气发酵罐中，由于机械搅拌带动发酵液作机械运动，导致液体之

间，液体与搅拌器等设备之间的摩擦，产生可观的热量。搅拌热与搅拌轴功率有关

5、分批培养：简朴的过程，培养基中接入菌种以后，没有物料的加入和取出，除了空气的

通入和排气。整个过程中菌的浓度、营养成分的浓度和产物浓度等参数都随时间变化。

6、接种量：移入种子的体积

接种量=------------------

接种后培养液的体积

7、比耗氧速度或呼吸强度单位时间内单位体积重量的细胞所消耗的氧气,mmol02・g

菌T・h-1

8、次级代谢产物是指微生物在一定生长时期，以初级代谢产物为前体物质，合成一些对

微生物的生命活动无明确功能的物质过程,这一过程的产物，即为次级代谢产物。

9、实罐灭菌实罐灭菌(即分批灭菌)将配制好的培养基放入发酵罐或其他装置中，通入蒸

汽将培养基和所用设备加热至灭菌温度后维持一定期间,在冷却到接种温度，这一工艺过程

称为实罐灭菌，也叫间歇灭菌。

10、种子扩大培养：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,再通过扁瓶或摇瓶及种子罐逐级扩大培养,最终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。

11、初级代谢产物是指微生物从外界吸取各种营养物质，通过度解代谢和合成代谢，生

成维持生命活动所需要的物质和能量的过程。这一过程的产物即为初级代谢产物。

12、倒种：一部分种子来源于种子罐，一部分来源于发酵罐。

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13、维持消耗(m)指维持细胞最低活性所需消耗的能量，一般来讲，单位重量的细胞在单

位时间内用于维持消耗所需的基质的量是一个常数。

14、产物促进剂是指那些非细胞生长所必须的营养物，又非前体，但加入后却能提高

产量的添加剂

15、补料分批培养：在分批培养过程中补入新鲜的料液，以克服营养局限性而导致的发酵

过早结束的缺陷。

在此过程中只有料液的加入没有料液的取出，所以发酵结束时发酵液体积比发酵开始时有

所增长。在工厂的实际生产中采用这种方法很多。

16、发酵热：所谓发酵热就是发酵过程中释放出来的净热量。什么叫净热量呢?在发酵过

程中产生菌分解基质产生热量,机械搅拌产生热量，而罐壁散热、水分蒸发、空气排气带走

热量。这各种产生的热量和各种散失的热量的代数和就叫做净热量。发酵热引起发酵液的

温度上升。发酵热大，温度上升快，发酵热小，温度上升慢。

17、染菌率总染菌率指一年发酵染菌的批（次）数与总投料批（次）数之比的百分率。染菌

批次数应涉及染菌后培养基经重新灭菌，又再次染菌的批次数在内

18、连续培养：发酵过程中一边补入新鲜料液一边放出等量的发酵液，使发酵罐内的体积

维持恒定。

达成稳态后，整个过程中菌的浓度，产物浓度，限制性基质浓度都是恒定的。

19、临界溶氧浓度指不影响呼吸所允许的最低溶氧浓度

20、回复突变由突变型回到野生型的基因突变

21、种子见种子扩大培养

22、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的一组营养物质

和原料。同时培养基也为微生物培养提供除营养外的其它所必须的条件。

23、发酵工程：运用微生物特定性状和功能，通过现代化工程技术生产有用物质或直接应

用于工业化生产的技术体系，是将传统发酵于现代的DNA重组、细胞融合、分子修饰和改

造等新技术集合并发展起来的发酵技术。

二、填空题

1>微生物发酵培养（过程）方法重要有分批培养、补料分批培养、连续培养、半

连续培养四种。

2、微生物生长一般可以分为：调整期、对数期、稳定期和衰亡期，

3、发酵过程工艺控制的只要化学参数溶解氯、PH、核酸量等.

4、发酵过程控制的目的就是得到最大的比生产率和最大的得率。

5、菌种分离的一般过程采样、富集、分离、目的菌的筛选。

6、富集培养目的就是让目的国在种群中占优势，使筛选变得也许。

7、根据工业微生物对氧气的需求不同，培养法可分为好氧培养和厌氧培养两种。

8、微生物的培养基根据生产用途只要分为狗子培养基、种子培养基和发酵培养基。

9、常用灭菌方法：化学灭菌、射线灭菌、干热灭菌、湿热灭菌

10、常用工业微生物可分为：细菌、酵母菌、霉菌、放线菌四大类。

11、发酵过程工艺控制的代谢参数中物理参数温度、压力、搅拌转速、功率输入、流加

数率和质量等

12、环境无菌的检测方法有:显微镜检杳法、肉汤培养法、平板培养法、发酵过程的异常

观测法等

13、染菌因素：发酵工艺流程中的各环节漏洞和发酵过程管理不善两个方面。

14、实验室中进行的发酵菌液体发酵方式重要有四种：试管液体培养、浅层液体培养、

摇瓶培养、台式发酵罐

15、发酵高产菌种选育方法涉及（自然选育）、（杂交育种）、（诱变育种）、（基因工

程育种）、（原生质体融合）。

16、发酵产物整个分离提取路线可分为：预解决、固液分离、初步纯化、精细纯化和成

品加工加工等五个重要过程。

17、发酵过程重要分析项目如下：pH、排气氧、排气C02和呼吸嫡、糖含量、氨基氮

和氨氮、磷含量、菌浓度和菌形态。

18、微生物调节其代谢采用酶活性、酶合成量、细胞膜的透性。

19、工业微生物菌种可以来自自然分离，也可以来自从微生物菌种保藏机构单位获

取。

20、发酵工业上常用的糖类重要有葡萄糖、糖蜜。

21、工业发酵方式根据所用菌种是单一或是多种可以分为单一纯种发酵和混合发

酵。

22、种子及发酵液进行无菌状况控制常用的方法显微镜检测法、酚红肉汤培养基

法、平板画线培养法、发酵过程的异常观测法。

23、菌种的分离和筛选一般分为采样、富集、分离、目的菌的筛选环节。

24、菌种的分离和筛选一般可分为o

三、问答题

1、发酵工程的概念是什么？发酵工程基本可分为那两个大部分，涉及哪些内容？

答：发酵工程是运用微生物特定性状好功能,通过现代化工程技术生产有用物质或其直接应

用于工业化生产的技术体系，是将传统发酵与现代的DNA重组、细胞融合、分子修饰和改

造等新技术结合并发展起来的发醉技术。也可以说是渗透有工程学的微生物学,是发酵技术

T程化的发展,由于重要运用的是微牛物发酵过程来牛产产品,因此也称为微牛物T程.

一.发酵部分：1.菌种的特性和选育

*2.培养基的特性，选择及其灭菌理论

*3.发酵液的特性

*4.发酵机理。

*5.发酵过程动力学

*6.空气中悬浮细菌微粒的过滤机理

*7.氧的传递。溶解。吸取。理论。

*8.连续培养和连续发酵的控制

二.提纯部分

*1.细胞破碎，分离

*2.液输送，过滤.除杂

*3.离子互换渗析，逆渗透，超滤

*4.凝胶过滤，沉淀分离

*5溶媒萃取，蒸发蒸储结晶，干燥，包装等过程加单元操作

2、现代发酵工程所用的发酵罐应具有那些特性?

答：(1)、发酵罐应有适宜的径高比。罐身较长，氧的运用率较高;

(2)、发酵罐应能承受-一定的压力。由于发醉罐在灭菌和正常工作时，要承受一定的压力

(气压和液压)和温度；

(3)、发酵罐的搅拌通风装置能使气液充足混合，实现传质传热作用，保证微生物发酵

过程中所需的溶解氧；

(4)、发酵罐内应尽量减少死角，避免藏污纳垢，保证灭菌彻底，防止染菌；

(5)、发酵罐应具有足够的冷却面积；

(6)、搅拌器的轴封要严密，以减少泄露。

3、微生物发酵的种子应具有那几方面条件？

答：(1)、菌种细胞的生长活力强，移种至发酵罐后能迅速生长，迟缓期短。

(2)、生理性状稳定。

(3)、菌体总量及浓度能满足大量发酵罐的要就。

(4)、无杂菌污染。

(5)、保持稳定的生产能力。

4、发酵工业上常用的氮源有那些，起何作用？

答：氮源重要用于构成菌体细胞物质(氨基酸，蛋白质、核酸等)和含氮代谢物。常用的氮

源可分为两大类:有机氮源和无机氮源。

1、无机氮源

种类:氨盐、硝酸盐和氨水

特点：微生物对它们的吸取快，所以也称之谓迅速运用的氮源。但无机氮源的迅速运用常会

引起pH的变化如：

(NH4)2S04-2NH3+2H2S04

NaN03+4H2NH3+2H2O+NaOH

无机氮源被菌体作为氮源运用后，培养液中就留下了酸性或碱性物质，这种经微生物生理

作用(代谢)后能形成酸性物质的无机氮源叫生理酸性物质，如硫酸胺,若菌体代谢后能产生

碱性物质的则此种无机氮源称为生理碱性物质，如硝酸钠。对的使用生理酸碱性物质，对稳

定和调节发酵过程的PH有积极作用。

所以选择合适的无机氮源有两层意义：

满足菌体生长

稳定和调节发酵过程中的pH

2、有机氮源

来源:工业上常用的有机氮源都是一些便宜的原料，花生饼粉、黄豆饼粉、棉子饼粉、玉

米浆、玉米蛋白粉、蛋白陈、酵母粉、鱼粉、蚕蛹粉、尿素、废菌丝体和酒糟。

成分复杂:除提供氮源外,有些有机氮源还提供大量的无机盐及生长因子。

有机氮源成分复杂可以从多个方面对发酵过程进行影响.而另一方面有机氮源的来源具有

不稳定性。所以在有机氮源选取时和使用过程中，必须考虑原料的波动对发酵的影响

5、发酵产品的生产特点是什么，什么是种子扩大培养，其任务是什么？

答：（2）、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，再通过扁瓶或摇瓶及种子罐逐级扩大培养，最终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。

（3）、种子扩大培养的任务：现代的发酵工业生产规模越来越大，每只发酵罐的容积有几

十立方米甚至几百立方米，•要使小小的微牛物在几十小时的较短时间内，完毕如此巨大的发

酵转化任务，那就必须具有数量巨大的微生物细胞才行。

（1）发酵和其他化学工业的最大区别在于它是生物体所进行的化学反映。其重要特点如下:

1,发酵过程一般来说都是在常温常压下进行的生物化学反映，反映安全，规定条件也比

较简朴。

2,发酵所用的原料通常以淀粉、糖蜜或其他农副产品为主，只要加入少量的有机和无机氮

源就可进行反映。微生物因不同的类别可以有选择地去运用它所需要的营养。基于这一特

性,可以运用废水和废物等作为发酵的原料进行生物资源的改造和更新。

3,发酵过程是通过生物体的自动调节方式来完毕的，反映的专一性强,因而可以得到较为单

一的代谢产物。

4,由于生物体自身所具有的反映机制,可以专一性地和高度选择性地对某些较为复杂的化

合物进行特定部位地氧化、还原等化学转化反映,也可以产生比较复杂的高分子化合物。

5,发酵过程中对杂菌污染的防治至关重要。除了必须对设备进行严格消毒解决和空气过滤

外，反映必须在无菌条件下进行。假如污染了杂菌，生产上就要遭到巨大的经济损失，要是

感染了噬菌体，对发酵就会导致更大的危害。因而维持无菌条件是发酵成败的关键。

6,微生物菌种是进行发酵的主线因素,通过变异和菌种筛选,可以获得高产的优良菌株并使

生产设备得到充足运用，也可以因此获得按常规方法难以生产的产品。

7,T业发酵与其他T'W相比，投资少.见效快,开可以取得显著的经济效益.

基于以上特点，工业发酵日益引起人们重视。和传统的发酵工艺相比，现代发酵工程除了上

述的发酵特性之外更有其优越性。除了使用微生物外，还可以用动植物细胞和陋，也可以用

人工构建的“工程菌’来进行反映；反映设备也不只是常规的发酵罐,而是以各种各样的生

物反映器而代之，自动化连续化限度高，使发酵水平在原有基础上有所提高和和创新。

发酵产品的生产特点：

①一般操作条件比较温和；

②以淀粉、糖蜜等为丰，辅以少量有机、无机氮源为原料：

③过程反映以生命体的自动调节方式进行；

④能合成复杂的化合物如酶、光学活性体等；

⑤能进行一些特殊反映,如官能团导入；

⑥生产产品的生物体自身也是产物，具有多种物质；

⑦生产过程中，需要防止杂菌污染；

⑧菌种性能被改变,从而获得新的反映性能或提高生产率。

6、培养成分用量的拟定有什么规律？

答：(1)、参照微生物细胞内元素的比例拟定。培养基的成分派比虽然千差万别，但都是用

来培养某种微生物的，而不同类型的微生物细胞的成分比例其实是有一定规律的。这些规

律可以在很大限度上知道培养基的基本成分派比的选择。

不同种类的微生物内某种成分的含量其实是比较稳定的。培养基最终会被微生物吸取运

用，因此其成分比例可以参考该种微生物的成分比例，至少可以作为一个重要依据。此

外，尽管不同种类的微生物的成分比例有一定的差异，但还是有一定共性的。所以培养基中

这集中营养成分不管由什么具体物质提供，其用量基本上也符合这种关系。

(2)参照碳氮比拟定。假如培养基中碳源过多，不利产物的合成。同样碳源过少或氮源过

少对发酵的影响也是不利的.不同种微牛物碳氮比差异很大，既是同种微牛物在其不同牛理

时期对碳氮比规定也有不同，所以最适碳氮比要通过实验拟定，一般在100:(1—20)

之间。

(3)、其他因素。培养基中一些用量很少的物质一般要严格控制，不能过量。例如，维生素、

微量元素、某些生长因子、前体等。具体用量要通过实验拟定。培养基中的一些成分的比

例会影响培养基的某些理化性质，这时要引起重视。

7、叙述防止发酵菌种退化的具体条件措施有那些？

答：(1)控制传代次数：尽量避免不必要的移种和传代,并将必要的传代减少到最低限度，

以减少细胞分裂过程中所产生的自发突变几率。

(2)发明良好的培养条件:如在赤霉素生产菌G.fujikuroi的培养基中，加入糖蜜、

天冬酰胺、谷氨酰胺、5'一核昔酸或甘露醉等丰富营养物时，有防止衰退效果。

(3)运用不易衰退的细胞传代：对于放线菌和霉菌,菌丝细胞常具有几个细胞核，因此用菌

丝接种就易出现衰退,而抱子一般是单核的,用于接种就可避免这种现象。

(4)采用有效的菌种保藏方法

(5)合理的育种：选育菌种是所解决的细胞应使用单核的,避免使用多核细胞;合理选择

诱变剂种类或增长突变位点，以减少分离回复突变；在诱变解决后及分离提纯化，从而保证

保藏菌种的纯度。

(6)、选用合适的培养基在培养基中添加某种化学物质可以防止菌种退化。或者选取营养

相对贫乏的培养基在菌种保藏培养基，限制菌株的生长代谢减少变异反而发生从而防止菌

种的退化。

8、如何选择最适发酵温度？

答：1、根据菌种及生长阶段选择。

微生物种类不同，所具有的前系及其性质不同，所规定的温度范围也不同。在发酵前期由

于菌量少,发酵FI的是要尽快达成大量的菌体,取稍高的温度,促使菌的呼吸与代谢，使菌生

长迅速；在中期菌量已达成合成产物的最适量,发酵需要延长中期,从而提高产量,因此中期

温度要稍低一些，可以推迟衰老。发酵后期，产物合成能力减少，延长发酵周期没有必要，

就又提高温度，刺激产物合成到放罐。

2、根据培养条件选择。

温度选择还要根据培养条件综合考虑,灵活选择。

通气条件差时可适当减少温度，使菌呼吸速率减少些，溶氧浓度也可高些。

培养基稀薄时，温度也该低些。由于温度高营养运用快，会使菌过早自溶。

3、根据菌生长情况

菌生长快，维持在较高温度时间要短些；菌生长慢，维持较高温度时间可长些。培养条件适

宜，如营养丰富，通气能满足，那么前期温度可高些，以利于菌的生长。总的来说，温度的选

择根据菌种生长阶段及培养条件综合考虑。要通过反复实践来定出最适温度。

9、不同时间染菌对发酵有什么影响，染菌如何控制?

答：（1）种子培养期染菌：由于接种量较小,生产菌生长一开始不占优势,并且培养液中几乎没

有抗生素（产物）或只有很少抗生素（产物）。因而它防御杂菌能力低，容易污染杂菌。如在

此阶段染菌，应将培养液所有废弃。

（2）发酵前期染菌:发酵前期最易染菌，且危害最大。

因素发酵前期菌量不很多，与杂菌没有竞争优势;且尚未合成产物（抗生素）或产生很

少，抵御杂菌能力弱。

在这个时期要特别警惕以制止染菌的发生。

染菌措施可以用减少培养温度,调整补料量,用酸碱调pH值,缩短培养周期等措施予以

补救。假如前期染菌，且培养基养料消耗不多,可以重新灭菌，补加一些营养，重新接种再

用C

（3）发酵中期染菌：发酵中期染菌会严重干扰产生菌的代谢。杂菌大量产酸，

培养液PH下降；糖、氮消耗快，发酵液发粘，菌丝自溶,产物分泌减少或停止，有时甚至会

使已产生的产物分解。有时也会使发酵液发臭，产生大量泡沫。

措施降温培养，减少补料，密切注意代谢变化情况。假如发酵单位到达一定水平可以

提前放罐，或者抗生素生产中可以将高单位的发酵液输送一部分到染菌罐，克制杂菌。

（4）发酵后期染菌:发酵后期发酵液内己积累大量的产物，特别是抗生素,对杂菌有一

定的克制或杀灭能力。因此假如染菌不多，对生产影响不大。假如染菌严重，乂破坏性较大,

可以提前放罐。

发酵染菌后的措施：

染菌后的培养基必须灭菌后才可放下水道。灭菌方法:可通蒸汽灭菌，也可加入过氧乙酸等

化学灭菌剂搅拌半小时,才放下水道。否则由于各罐的管道相通，会导致其它罐的染菌，并

且直接放下水道也会导致空气的污染而导致其它罐批染菌。

凡染菌的罐要找染菌的因素，对症下药，该罐也要彻底清洗，进行空罐消毒，才可进罐。入

染菌厉害时，车间环境要用石灰消毒，空气用甲醛熏蒸。特别，若染噬菌体，空气必须用

甲醛蒸汽消毒人

I0、发酵级数拟定的依据是什么？

答：

一般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

谷氨酸:三级发酵

一级种子（摇瓶）一二级种子（小罐）f发酵

青霉素:三级发酵

一级种子（小罐）一二级种子（中罐）一发酵

1、发酵级数拟定的依据：级数受发酵规模、菌体生长特性、接种量的影响。

2、级数大，难控制、易染菌、易变异，管理困难，一

般2-4级.

3、在发酵产品的放大中，反映级数的拟定是非常重要

的一个方面

12、什么是半连续培养，说明其优缺陷。

答:在补料分批培养的基础上间歇放掉部分发酵液（带放）称为半连续培养。某些品种采用

这种方式,如四环素发酵

优点放掉部分发酵液，再补入部分料液，使代谢有害物得以稀释有助于产物合成,提高

了总产量。

缺陷代谢产生的前体物被稀释，提取的总体积增大

13、发酵工程主题微生物有什么特点？

答:发酵工程所运用的微生物重要是细菌、放线菌，酵母菌和霉菌

特点：（1）对周边环境的温度、压强、渗透压、酸碱度等条件有极大的适应能力

（2）有极强的消化能力

（3）有极强的繁殖能力

14、什么叫染菌，对发酵有什么影响，对提炼有什么危害？

答:染菌:发酵过程中除了生产菌以外，尚有其它菌生长繁殖染菌的影响:发酵过程污染杂菌，

会严重的影响生产,是发酵工业的致命伤。导致大量原材料的浪费,在经济上导致巨大损失.

扰乱生产秩序，破坏生产计划。碰到连续染菌，特别在找不到染菌因素往往会影响人们的情

绪和生产积极性。影响产品外观及内在质量。

发酵染菌对提炼的影响：染菌发酵液中具有比正常发酵液更多的水溶性蛋白和其它杂质。

采用有机溶剂萃取的提炼工艺,则极易发生乳化,很难使水相和溶剂相分离，影响进一步提

纯。

采用直接用离子互换树脂的提取工艺，如链霉素、庆大霉素，染菌后大量杂菌黏附在离子互

换树脂表面，或被离子互换树脂吸附，大大减少离子互换树脂的互换容量，并且有的杂菌很

难用水冲洗干净，洗脱时与产物一起进入洗脱液,影响进一步提纯

15、结合所学《微生物发酵工程》课程论述某个工业发酵产品的生产工艺流程（可画图

说明），越具体越好。

答：①培养基制备

②、无菌空气制备

③、菌种与种子扩大培养

④、发酵培养

⑤、通过化学工程技术分离、提取、精制。

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，能运用便宜的氮源，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。AB.单细胞蛋白生长迅速，营养规定不高，易培养，能运用便宜的培

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。AC.不饱和脂肪酸生长温度较低，安全性高，能运用便宜的碳源，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，，能运用便宜原料

E.氨基酸代谢途径比较清楚，代谢途径比较简朴A

2、工业化菌种的规定？

A可以运用便宜的原料，简朴的培养基，大量高效地合成产物

B有关合成产物的途径尽也许地简朴，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加E.产生菌及其产物的毒性必须考虑（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小、讨论:微生物（涉及动、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，为什么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期刻、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成足够的量，与这些物质合成有关的酶就不再合

成了。并且，己合成的酶的活力受到许多调节机制的控制，以保证新陈代谢全面协调，、为

细胞的经济运营提供保证。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，代谢协调失常的微生物才干达成规定A

5、自然界分离微生物的一般操作环节？

样品的采用一预解决一培养一菌落的选择一初筛一复筛一性能的鉴定一菌种保藏

6、从环境中分离目的微生物时，为什么一定要进行富集培养？A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，A使目的微生物在最适的环境下迅速地生长

繁殖，数量增长，由本来自然条件下的劣势种变成人工环境下的优势种，使筛选变得也许。

7菌种选育分子改造的目的？

防止菌种退化；A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，土壤中可以培养的微生物大约占总数的多少？什么是16sRNA同

源性分析？

目前可以培养的微生物不到总数的1%。以16sRNA为靶基因，设计引物，建立per扩增体

系，再通过DN仙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解决，运用微

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T厂保讦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?A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。A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。

11、什么是诱变育种?常用的诱变剂有哪些?A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规定的单株,进而哺育成新的品种或种

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、丫射线（如Co60等）、等离子、快中子、a射线、

B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、口丫定类化合物等。A

12、什么是基因的重组？什么是基因的直接进化？两者有何区别？

基因的重组:是由于不同DNA链的断裂和连接而产生DNA片段的互换和重新组合，形成新

DNA分子的过程

基因的.直接进化:在分子水平上，对目的基因直接解决，然后通过高通量的筛选方法，提高

目的蛋白的性能。基因的直接进亿，可使已有基因获得新的特性，可获得自然界中不存在的

基因,可解决许多新的理论和应用问题A

13、什么是培养基？发酵培养基的特点和规定？A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的一组营养物质和原料。同时培养基也为微生物培养提供

除营养外的其它所必须的条件。

①培养基可以满足产物最经济的合成。

②发酵后所形成的副产物尽也许的少。A③培养基的原料应因地制宜，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，能保证生产上的供应。@/所选用的培养基

应能满足总体工艺的规定,如不应当影响通气、提取、纯化及废物解决等。必须提供合成微

生物细胞和发酵产物的基本成分。4⑥有助于减少培养基原料的单耗，即提高单位营养物

质所合成产物数量或最大产率。

⑦有助于提高培养基和产物的浓度.以提高单位容积发酵皤的牛产能力°⑧有助干提高产

物的合成速度，缩短发酵周期。▲⑨所用原料尽也许减少对发酵过程中通气搅拌的影响，利

于提高氧的运用率，减少能耗。A

14、用的碳源有哪些？常用的糖类有哪些，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）。A葡萄糖，所有的微生物都能运用葡萄糖，但

是会引起葡萄糖效应

糖蜜，是制糖生产时的结晶母液，它是制糖工业的副产物。重要具有蔗糖，总糖可达50%

~75机一般糖蜜分甘蔗糖蜜和甜菜糖蜜葡萄糖蜜。除糖份外，具有较多的杂质，其中有些是

有用的，但是许多都会对发酵产生不利的影响，需要进行预解决。A淀粉、糊精,缺陷：难运

用、发酵液比较稠、••般＞2.0%时加入一定的a-淀粉酶。成分比较复杂，有直链淀粉和支

链淀粉等等。优点：来源广泛、价格低，可以解除葡萄糖效应。h5、什么是生理性酸性物

质？什么是生理性碱性物质?A经微生物生理作用（代谢）后能形成酸性物质的营养物叫生理

酸性物质，若菌体代谢后能产生碱性物质的营养物称为生理碱性物质S6、常用的无机氮

源和有机氮源有哪些？有机氮源在发酵培养基中的作用？A常用的有机氮源有花生饼粉、黄

豆饼粉、酵母粉、蛋白腺等;常用的无机氮源有氨水、钱盐和硝酸盐。A有机氮源在发酵培

养基中的作用有：除提供氮源外，有些有机氮源还提供大量的无机盐及生长因子。诱导某些

酶的产生。17A、什么是前体？前体添加的方式？A前体指某些化合物加入到发酵培养基中，

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。前体使用时普遍采用流加的方法。A1

8、什么是生长因子？生长因子的来源？

凡是微生物生长不可缺少而细胞自身不能合成的微量的有机物质，如氨基酸、嚓

吟、嘴庭、维生素等均称生长因子。▲有机氮源是这些生长因子的重要来源

19、什么是产物促进剂?产物促进剂举例?A是指那些非细胞生长所必须的营养物,又非前体，

但加入后却能提高产量的添加剂。A20、什么是理论转化率？什么是实际转化率？A理论转

化率是指抱负状态下根据微生物的代谢途径进行物料衡算，所得出的转化率的大小。

实际转化率是指实际发酵过程中转化率的大小

21培养基设计的一般环节？

1.根据前人的经验和培养基成分拟定期一些必须考虑的问题,初步拟定也许的培养基

成分；

2.通过单因子实验最终拟定出最为适宜的培养基成分；3M当培养基成分拟定后，剩

下的问题就是各成分最适的浓度，由于培养基成分很多，为减少实验次数常采用一些合理的

实验设计方法。

22、培养基成分选择考虑的问题？

L菌种的同化能力％.代谢的阻遏和诱导3A.合适的C、N比

4.PH的规定

24、讨论：培养基优化在发酵优化控制中的作用与地位？

发酵优化控制分两个阶段：

第一阶段控制菌体的生长，目的是使长好的菌体能处在最佳的产物合成状态。培养基优化

应当保证菌体快速生长,有助于产物合成和分泌的酶系启动,而不利于产物合成酶系的关闭，

处在最佳的产物合成状态，并且副产物合成和分泌的酶系尽也许的少启动第二阶段控控制产

物的合成。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。副产物的

的合成速率尽也许小。2A、什么是种子的扩大培养？A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苗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，最终获得一定数量和质量的纯种过程。A

26.种子扩大培养的目的与规定？

种子扩培的目的:接种量的需要，菌种的驯化，缩短发酵时间、保证生产水平A种子的规定:

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、种子扩大培养的一般环节？

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一一级种子罐一二级种

子皤~发酵皤

28、在大规模发酵的种子制备过程中，实验室阶段和生产车间阶段在培养基和培养物选择上

各有何特点？

实验室阶段培养物选择的原则：种子能扩培到一定的量和质，获得一定数量和质量的抱子

/菌体。培养基的选择应当是有助于菌体的生长，对胞子培养基应当是有助于抱子的生

长。在原料方面，实验室种子培养阶段，规模一般比较小，因此为了保证培养基的质量，培

养基的原料一般都比较精细。

生产车间阶段培养物的选择原则最终一般都是获得一定数量的菌丝体。培养基选择一方面

考虑的是有助于抱子的发育和菌体的生长，所以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，这有两个方面的因素：一是成本二

是驯化

29、什么是接种量？对于细菌、放线菌及霉菌常用的接种量是多少?A接种量=移入种子的体

积/接种后培养液的体积A细菌5%、放线菌20%霉菌10%

30什么是发酵级数？发酵级数对发酵有何影响，影响发酵级数的因素有哪些？

一般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》.种子级数太

少，接种量小，发酵时间延长，减少发酵罐的生产率，增长染菌机会"级数大，难控制、

易染菌、易变异，管理困难，-•般2-4级。4A.在发酵产品的放大中，反映级数的拟定是北

常重要的一个方面

影响发醉级数的因素：（1）成种生长特性，抱子发芽及菌体繁殖速度；（2）发酵规

模.（3）工艺规定.（4）接种量的影响.

31、什么是种龄？事宜种龄拟定的依据？

种龄是指种子罐中培养的菌体开始移入下一级种子罐或发酵罐时的培养时间。

原则：对数生长期末，细胞活力强，菌体浓度相对较大，但是最终由实验结果定。

32、结合具体的产品理解种子质量控制的方法，以及结识种子质量对发酵的影响？▲影响

斜面种子质量的因素：（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A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.副产物合成少.7.对下游分离纯化有利3幺、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个发酵罐中。倒

种：一部分种子来源于种子罐，一部分来源于发酵罐。

34、什么是菌体的生长比速？产物的形成比速?基质的消耗比速？维持消耗？A菌体的比生

长速率：单位重量的菌体瞬时增量AU=（dx/dt）/x;单位为1/h,其中x—菌体浓度（g/L）

产物的形成比速:单位时间内单位菌体形成产物（菌体）的量An=（dp/dt）/x,；单位为

1/h其中P—产物浓度（g/L）

基质的比消耗速率：单位时间内单位菌体消耗基质的量

=（ds/dt）/x；单位为1/h,其中s-底物浓度（g/L）

35、什么是Mon。d方程其使用条件如何？各参数的意义与求解?A当培养基中不存在克制细

胞生长的物质时，细胞的生长速率与基质浓度关系（Monod方程式）如下：

u=umaxS/（Ks+S）AH：菌体的生长比速.S:限制性基质浓度.Ks：半饱和常数.

Umax:最大比生长速度AMonod方程的参数求解(双倒数法)：将Monod方程取倒数可

得：

1/P=1/Pmax+Ks/umaxS或S/u=S/pmax+Ks/umax

这样通过测定不同限制性基质浓度下，微生物的比生长速度，就可以通过回归分析计算出

Monod方程的两个参数。

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的，生长和繁殖所必需的物质，如蛋白质、核酸等。

次级代谢产物是指由微生物产生的，与微生物生长、繁殖无关的一类物质。

37、什么是一类发酵?二类发酵？三类发酵？A一类发酵:产物形成与底物运用直接相关，为

牛长联系型，又称简朴发酵型,产物音接由碳源代谢而来，产物牛成速度的变化与微牛物对

碳源运用速度的变化是平行的，产物生成与微生物的生长也是平行的。在这些发酵过程中，

菌体的生长、基质的消耗、产物的生成三个速度都有一个高峰，三高峰几乎同时出现。A二

类发酵：产物形成与底物运用间接相关，为部分生长联系型，又称中间发酵型，产物不是碳

源的直接氧化产物，而是菌体代谢的主流产物。它的特点是在发酵的第一时期碳源大量消

耗用于菌体的迅速增长而产物的形成很少或全无，第二时期碳源大量消耗用于产物的高速合

成及菌体的生长。A三类发酵：产物形成与底物运用不相关，为非生长联系型,又称复杂发酵

型,产物的生成在菌体生长和基质消耗完以后才开始,与菌体生长不相关，与基质消耗无直

接关系，所形成的产物为次级代谢产物。A

38、什么是连续培养？什么是连续培养的稀释率？A由于新鲜培养基不断补充，所以不会发

生营养物的枯竭，另一方面，发酵液不断取出，发酵罐内的微生物始终处在旺盛的指数生长

期，罐内细胞浓度X、比生长速率U、以及t,pH等都保持恒定。

稀释率(D):补料速度与反映器体积的比值(h—1)A39、解释连续培养富集微生物的原理？

菌的积累速率=生长速率-流出速率,调节培养基，使目的菌的流出速率〈生长速率，杂菌的

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的限制性因素?A氧是需氧微生物生长所必需的。氧往往容易成

为控制因素，是由于氧在水中的溶解度很低，培养基因具有大量的有机和无机物质,氧的溶

解度比水中还要更低。在对数生长期即使发酵液中的氧浓度达成饱和，若此时终止供氧,发

酵液中的溶氧可在几分钟内所有耗尽，使溶氧成为控制因素。

41、临界溶氧浓度、氧饱和度的概念？

临界氧浓度：CCr临界氧浓度：指不影响菌的呼吸所允许的最低氧浓度。

氧饱和度:发酵液中氧的浓度/临界溶氧溶度

饱和溶氧浓度：在一定温度和压力下，空气中的氧在水中的溶解度。(mol/m3)

42、影响微生物需氧的因素有哪些？

细胞浓度直接影响培养液的摄氧率,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。培养基的成分和浓度显著影响微生物的摄氧率，碳源种类对

细胞的需氧量有很大影响，一般葡葡糖的运用速度比其他的糖要快。

43、发酵液中的体积氧传递方程？其中Kia的物理意义是什么？

以单位体积的液体中所具有的氧的传递面积为a(m2/m3)

OTR=KLa(C*-CL)KLa以氧浓度为推动力的容积氧传递系数，反映了设

备的供氧能力

44、如何调节摇瓶发酵的供氧水平？

往复，频率80-120分/次，振幅3cm

旋转，偏心距转速250rpm

装液量，一般取1/10左右：

250m115-25ml

500m130ml

750m180ml

45、如何调节通气搅拌发酵罐的供氧水平？

一般认为，发酵初期较大的通风和搅拌而产生过大的剪切力，对菌体的生长有时会产生不

利的影响，所以有时发酵初期采用小通风，停搅拌，不仅有助于减少能耗，并且在工艺上也

是必须的。但是通气增大的时间一定要把握好。

46、氧的供需研窕与反映器设计与放大的关系？

发酵过程放大困难的因素就在放大时不也许同时做到几何相似、流体运动学相似和流体动

力学相似，当在小试研究时某一个对生产产生影响的重要因素没有被观测到,而这个因素恰

恰在放大时成为关键因子时，就会导致整个发酵过程的失败（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:特别是快速运用的糖，分解成小分子酸、醇，使PH下降。糖缺少,pH上升，是补

料的标志之一氮代谢：氨基酸被运用后产生NH3,pH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。糖的消耗反映产生菌的生长繁殖情况，反映

产物合成的活力.菌体牛长肝盛糖耗一定快,残糖也就减少得快通过糜含量的测定，可以捽

制菌体生长速率,可控制补糖来调节pH,促进产物合成,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情况,含氮产物合成情况。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铁离子的克制，因此必须控制适量的氮。通过氨基氮和氨氮的分

析可控制发酵过程，适时采用补氨措施。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的料液，以克服营养局限性而导致的发酵过早结束的缺陷。在这

样一种系统中可以维持低的基质浓度，避免快速运用碳源的阻遏效应;可以通过补料控制达

成最佳的生长和产物合成条件；还可以运用计算机控制合理的补料速率，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，无法稳定的产生发酵产物，导致菌体生产力下降，同时改

变发酵液流变学性质。假如补料过少，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PH会不会发生变化为什么？

发酵过程中pH是不断变化的

1)糖代谢特别是快速运用的糖，分解成小分子酸、酶，使pH下降。糖缺少,pH上升,是补料

的标志之一

2)氮代谢当氨基酸中的-NH2被运用后pH会下降;尿素被分解成MH3,pH上升，NH3运用后

pH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pH下降，红霉素、洁

霉素、螺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)杂菌的污染,pH下降

51、pH对发酵的影响表现在哪些方面？

(DpH影响酹的活性。当pH值克制菌体某些能的活性时使菌的新陈代谢受阻。

(2)pH影响微生物细胞膜所带电荷。从而改变细胞膜的透性,影响微生物对营养物质的吸

取及代谢物的排泄，因此影响新陈代谢的进行。

(3)pH值影响培养基某些成分和中间代谢物的解离，从而影响微生物对这些物质的运

用。

(4)pH值影响代谢方向。pH不同，往往引起菌体代谢过程不同，使代谢产物的质量和比例

发生改变。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在微生物培养的不同阶段有不同的影响。

52、温度对发酵有哪些影响？

(1)温度影响反映速率发酵过程的反映速率实际是酶反映速率，能反映有一个最适温

度。

从阿累尼乌斯方程式可以看到dlnKr/dt=E/RT2(平方)

一、单项选择题:在每小题的备选答案中选出一个对的答案，并将对的答案的代码填在题干

上的括号内。（每小题1分，本大题共10分）

1.一类单细胞有分枝的丝状微生物，以胞子繁殖，分布广泛大多是腐生菌，少数是动植物寄

生菌，是抗生素的重要产生菌，以上抗生素由该类菌产生。这类微生物是：

A.细菌B.霉菌

C.放线菌D.酵母菌

2.分离放线菌时为了克制霉菌的生长往往加入

A.氯化钠B.丁酸钠

C.丙酸钠D.硫酸钠

3.用液氮长期保藏菌种是由于液氮温度可达（），远远低于微生物新陈代谢作用停止

的温度。

A.-180℃B.-I70℃

C.-l60℃D.-196°C

4.在微生物发酵工程中运用乳酸杆菌生产乳酸的发酵属于（）。

A.好气性发酵B.厌气性发酵

C.兼性发酵D.好厌间歇发酵

5.配料较粗，营养丰富,完全,C/N合适，原料来源充足，质优价廉，成本低，有助于大量积累

产物。这些是（）的一般特点。

A.选择培养基B.保藏培养基

C.种子培养基D.发酵培养基

6.（）是一类微生物维持正常生长不可缺少的，但自身不能合成的微量有机化合物。

A.生长因素B.碳源

C.氮源D.微量元素

7.生物反映器间歇操作，在发酵过程中，不断进行通气（好氧发酵）和为调节发酵液的pH而加

入酸碱溶液外，与外界没有其它物料互换。这种培养方式操作简朴，是一种最为广泛使用的

方式,称之为（）。

A.连续发酵B.半连续发酵

C.补料分批发酵D.分批发醉

8.规定发酵设备现代化限度高、体系内营养物浓度和产物浓度始终一致、菌种容易发生变

异的问题无法解决这种发酵方式是（）。

A.连续发酹B.分批发酵

C.补料分批发酵D.半连续发酵

9.厌氧发酵罐一般为立式圆柱形，装料系数为（）（＞

A.0.8-0.9B.0.6-0.8

C.0.5-0.8D.0.5-0.9

10.菌体的倍增时间是（）增长一倍所需要的时间。

A.细胞质量B.菌体浓度

C.菌体种类D.呼吸强度

二、多项选择题:在每小题的备选答案中选出二个或二个以上对的答案，并将对的答案的

代码填在题干上的括号内，对的答案未选全或选错,该小题无分。（每小题

2分，本大题共20分）

1I.发酵工程的前提条件是指具有（）和O条件

A.具有合适的生产菌种B.具有控制微生物生长代谢的工艺

C.菌种筛选技术D.产物分离工艺

E.发酵设备

12.采用微生物发酵工程可以生产许多有用物质，重要涉及：

A.抗菌素B.维生素

C.氨基酸D.蛋白酶

E.生理盐水

13.微生物发酵工程发酵产物的类型重要涉及：

A.产物是微生物菌体自身B.产品是微生物初级代谢产物

C.产品是微生物次级代谢产