生物技术发酵工程知识题集

生物技术发酵工程知识题集姓名_________________________地址_______________________________学号______________________-------------------------------密-------------------------封----------------------------线--------------------------1.请首先在试卷的标封处填写您的姓名，身份证号和地址名称。2.请仔细阅读各种题目，在规定的位置填写您的答案。一、选择题1.发酵工程中，酶的作用是什么？

A.提高原料利用率

B.降低能耗

C.产生目标产物

D.A、B、C都是

2.微生物发酵过程中，影响菌种生长的主要因素有哪些？

A.温度

B.pH值

C.氧气供应

D.酶活性

E.母液成分

F.所有选项都是

3.常见的微生物发酵类型包括哪些？

A.酵母发酵

B.醋酸菌发酵

C.纤维素分解菌发酵

D.微生物酶解发酵

E.所有选项都是

4.发酵罐的基本组成部分有哪些？

A.进料系统

B.出料系统

C.搅拌系统

D.温控系统

E.所有选项都是

5.微生物发酵过程中，pH值对发酵过程有何影响？

A.影响菌种生长速度

B.影响酶活性

C.影响产物

D.A、B、C都是

6.发酵过程中，如何控制菌种的生长速度？

A.调节营养物质供应

B.控制温度和pH值

C.限制氧气供应

D.A、B、C都是

7.微生物发酵过程中，如何避免菌种污染？

A.原料和设备的消毒

B.使用无菌操作技术

C.预处理和净化原料

D.A、B、C都是

8.发酵过程中，如何优化菌种生长条件？

A.调整营养物质配方

B.优化pH值和温度

C.调整氧气供应

D.A、B、C都是

答案及解题思路：

1.答案：D

解题思路：酶在发酵工程中具有提高原料利用率、降低能耗和产生目标产物的多重作用。

2.答案：F

解题思路：菌种生长受多种因素影响，包括环境条件（温度、pH值、氧气供应）和菌种本身的特性（酶活性、母液成分）。

3.答案：E

解题思路：酵母发酵、醋酸菌发酵、纤维素分解菌发酵和微生物酶解发酵都是常见的微生物发酵类型。

4.答案：E

解题思路：发酵罐包括进料系统、出料系统、搅拌系统、温控系统等，以保证发酵过程的顺利进行。

5.答案：D

解题思路：pH值对菌种生长速度、酶活性和产物都有显著影响，是发酵过程中重要的控制参数。

6.答案：D

解题思路：通过调节营养物质供应、控制温度和pH值、限制氧气供应等方法，可以有效控制菌种的生长速度。

7.答案：D

解题思路：通过原料和设备的消毒、使用无菌操作技术、预处理和净化原料等措施，可以有效地避免菌种污染。

8.答案：D

解题思路：通过调整营养物质配方、优化pH值和温度、调整氧气供应等手段，可以优化菌种生长条件，提高发酵效率。二、填空题1.发酵工程中的关键环节是____________________。

答案：菌种选育与发酵条件优化

解题思路：发酵工程的核心在于高效生产目标产物，而菌种选育和发酵条件的优化是保证这一目标实现的关键环节。

2.发酵过程中，____________________是维持菌种生长的重要条件。

答案：营养物质的供应

解题思路：菌种生长需要一定的营养物质，如碳源、氮源、维生素和矿物质等，这些营养物质的供应是维持菌种生长的基础。

3.发酵罐的搅拌器主要有____________________、____________________等类型。

答案：桨式搅拌器、涡轮式搅拌器

解题思路：发酵罐中搅拌器的类型会影响发酵液的流动性和菌种与营养物质的混合程度，桨式和涡轮式搅拌器是常见的两种类型。

4.微生物发酵过程中，____________________是菌种生长的主要营养物质。

答案：碳源和氮源

解题思路：微生物生长需要碳源和氮源，碳源提供能量和碳骨架，氮源提供蛋白质和核酸的合成原料。

5.发酵过程中，____________________可以防止菌种污染。

答案：无菌操作

解题思路：无菌操作是防止外来杂菌污染发酵体系的重要措施，包括使用无菌设备、无菌空气和严格的无菌操作规程。

6.发酵过程中，____________________是衡量发酵过程的重要指标。

答案：pH值

解题思路：pH值是衡量发酵液酸碱度的重要指标，它对菌种的生长和代谢活动有显著影响。

7.发酵过程中，____________________是优化菌种生长条件的重要手段。

答案：补料策略

解题思路：通过补料策略可以调整发酵过程中的营养物质浓度，从而优化菌种的生长条件，提高发酵效率。

8.发酵过程中，____________________是菌种生长的制约因素。

答案：溶解氧

解题思路：溶解氧是好氧菌生长的必需条件，其浓度不足会成为菌种生长的限制因素，影响发酵效果。三、判断题1.发酵工程中的酶是催化剂，不参与反应。（）

2.发酵过程中，pH值越高，菌种生长速度越快。（）

3.发酵过程中，温度越高，菌种生长速度越快。（）

4.发酵过程中，营养物质充足，菌种生长速度越快。（）

5.发酵过程中，菌种污染是不可避免的。（）

6.发酵过程中，优化菌种生长条件可以提高发酵效率。（）

7.发酵过程中，搅拌器的作用是使菌种均匀分布。（）

8.发酵过程中，pH值对菌种生长没有影响。（）

答案及解题思路：

1.发酵工程中的酶是催化剂，不参与反应。（×）

解题思路：酶在发酵过程中起催化作用，虽然它们在反应结束后不会发生改变，但它们确实是参与反应的。

2.发酵过程中，pH值越高，菌种生长速度越快。（×）

解题思路：不同的菌种对pH值有不同的适应性，有的喜酸性，有的喜碱性，pH值过高或过低都可能抑制菌种生长。

3.发酵过程中，温度越高，菌种生长速度越快。（×）

解题思路：菌种对温度的适应性也因菌种而异，温度过高会导致菌种死亡，而温度适宜时生长速度才快。

4.发酵过程中，营养物质充足，菌种生长速度越快。（√）

解题思路：充足的营养物质为菌种提供生长所需的能量和原料，因此充足的营养物质能促进菌种的生长。

5.发酵过程中，菌种污染是不可避免的。（×）

解题思路：虽然发酵过程中存在污染风险，但通过严格的无菌操作和消毒措施，可以有效降低污染概率。

6.发酵过程中，优化菌种生长条件可以提高发酵效率。（√）

解题思路：优化菌种生长条件，如pH值、温度、营养物质等，可以使菌种生长更旺盛，提高发酵效率。

7.发酵过程中，搅拌器的作用是使菌种均匀分布。（√）

解题思路：搅拌器能使培养基中的菌种分布更加均匀，有助于发酵过程的进行。

8.发酵过程中，pH值对菌种生长没有影响。（×）

解题思路：pH值对菌种生长有直接影响，不同的菌种对pH值的适应性不同，因此pH值对菌种生长有影响。四、简答题1.简述发酵工程的基本流程。

发酵工程的基本流程主要包括以下几个步骤：①菌种筛选与保藏；②培养基的配制；③种子培养；④发酵生产；⑤产品分离纯化；⑥产品的精制和后处理。

2.简述微生物发酵过程中，菌种生长的制约因素。

菌种生长的制约因素主要包括以下几方面：①营养物质：碳源、氮源、维生素、无机盐等；②物理因素：温度、pH值、气体成分、搅拌速度等；③化学因素：有害物质、抗生素等；④生物因素：其他微生物的竞争或抑制作用。

3.简述发酵过程中，如何优化菌种生长条件。

优化菌种生长条件的方法有：①控制适宜的温度：根据菌种特性选择合适的发酵温度；②控制适宜的pH值：根据菌种特性调整发酵液的pH值；③提供充足的营养物质：按照菌种需求配制培养基；④保持合适的气体成分：维持发酵罐中氧气和二氧化碳的浓度；⑤保证良好的搅拌速度：促进菌种均匀分布。

4.简述发酵过程中，如何防止菌种污染。

防止菌种污染的方法有：①严格无菌操作：保证操作人员在无菌条件下进行实验；②消毒灭菌：对发酵设备和环境进行消毒；③使用纯种菌种：避免使用已经污染的菌种；④合理控制发酵环境：降低发酵罐内温度、pH值、气体成分等条件。

5.简述发酵过程中，如何控制菌种的生长速度。

控制菌种生长速度的方法有：①调整发酵温度：根据菌种特性选择合适的发酵温度；②调整pH值：维持发酵液的pH值在适宜范围内；③控制营养物质：适量添加营养物质，避免过饱和；④监控菌种生长：定期检测菌种生长情况，调整发酵条件。

6.简述发酵过程中，如何调整pH值。

调整pH值的方法有：①使用酸碱溶液：根据发酵液pH值的需求，加入适量的酸或碱；②采用中和反应：通过添加酸或碱，使发酵液中的酸碱度达到目标值。

7.简述发酵过程中，如何选择合适的搅拌器。

选择合适的搅拌器的方法有：①根据发酵液特性：考虑液体的粘度、密度、泡沫量等因素；②根据发酵罐类型：考虑搅拌器的功率、搅拌叶片形状等；③考虑实际需求：根据生产规模、生产效率等因素选择合适的搅拌器。

8.简述发酵过程中，如何监控发酵过程。

监控发酵过程的方法有：①在线检测：使用传感器实时监测发酵温度、pH值、气体成分等；②离线检测：定期取样，分析发酵液的成分和菌种生长情况；③图像监控：通过摄像头实时观察发酵罐内的菌种生长情况。

答案及解题思路：

1.答案：发酵工程的基本流程包括菌种筛选与保藏、培养基的配制、种子培养、发酵生产、产品分离纯化、产品的精制和后处理。

解题思路：根据题目要求，将发酵工程的基本流程分步骤进行概述。

2.答案：菌种生长的制约因素包括营养物质、物理因素、化学因素、生物因素。

解题思路：根据题目要求，将影响菌种生长的几个方面进行列举。

3.答案：优化菌种生长条件的方法有控制适宜的温度、pH值、提供充足的营养物质、保持合适的气体成分、保证良好的搅拌速度。

解题思路：根据题目要求，从各个方面提出优化菌种生长条件的方法。

4.答案：防止菌种污染的方法有严格无菌操作、消毒灭菌、使用纯种菌种、合理控制发酵环境。

解题思路：根据题目要求，列举几种防止菌种污染的方法。

5.答案：控制菌种生长速度的方法有调整发酵温度、调整pH值、控制营养物质、监控菌种生长。

解题思路：根据题目要求，从不同角度提出控制菌种生长速度的方法。

6.答案：调整pH值的方法有使用酸碱溶液、采用中和反应。

解题思路：根据题目要求，列举两种调整pH值的方法。

7.答案：选择合适的搅拌器的方法有根据发酵液特性、根据发酵罐类型、考虑实际需求。

解题思路：根据题目要求，从三个方面提出选择合适的搅拌器的方法。

8.答案：监控发酵过程的方法有在线检测、离线检测、图像监控。

解题思路：根据题目要求，列举三种监控发酵过程的方法。五、论述题1.论述发酵工程在食品、医药、化工等领域的应用。

答案：

发酵工程在食品领域的应用包括生产酸奶、啤酒、酱油、醋等；在医药领域的应用涉及抗生素、疫苗、生物制药等；在化工领域的应用包括生产有机酸、氨基酸、酶制剂等。

解题思路：

食品领域：列举具体发酵食品及其生产工艺。

医药领域：介绍抗生素、疫苗等药物的发酵生产过程。

化工领域：提及有机酸、氨基酸等化工产品的发酵生产。

2.论述发酵过程中，菌种生长与发酵条件的关系。

答案：

菌种生长与发酵条件密切相关，包括温度、pH值、营养物质、氧气、水分等。适宜的发酵条件可以促进菌种生长，提高发酵效率。

解题思路：

分析发酵过程中菌种生长的必要条件。

讨论不同条件对菌种生长的影响。

结合具体案例说明。

3.论述发酵过程中，如何提高发酵效率。

答案：

提高发酵效率的方法包括优化菌种选择、改善发酵条件、加强过程控制、使用新型发酵设备等。

解题思路：

菌种选择：讨论如何选择适合的菌种。

发酵条件：分析如何优化温度、pH值等条件。

过程控制：探讨如何实施有效的过程监控。

设备选择：介绍新型发酵设备的应用。

4.论述发酵过程中，如何降低生产成本。

答案：

降低生产成本的方法包括优化原料供应、提高设备利用率、减少能源消耗、降低废液处理成本等。

解题思路：

原料供应：分析如何选择成本较低的原料。

设备利用率：探讨如何提高设备的运行效率。

能源消耗：讨论如何减少能源消耗。

废液处理：介绍降低废液处理成本的措施。

5.论述发酵过程中，如何提高产品质量。

答案：

提高产品质量的方法包括严格控制菌种、优化发酵条件、加强产品质量检测、改进后处理工艺等。

解题思路：

菌种控制：讨论如何选择和培养高质量的菌种。

发酵条件：分析如何优化发酵条件以保证产品质量。

质量检测：介绍如何加强产品质量检测。

后处理工艺：探讨如何改进后处理工艺以提高产品质量。

6.论述发酵过程中，如何保证发酵过程的安全性。

答案：

保证发酵过程的安全性需要严格控制菌种、优化发酵条件、加强设备维护、严格执行操作规程等。

解题思路：

菌种控制：讨论如何选择安全可靠的菌种。

发酵条件：分析如何保证发酵条件的安全。

设备维护：介绍如何加强设备维护。

操作规程：探讨如何严格执行操作规程。

7.论述发酵过程中，如何提高发酵罐的利用率。

答案：

提高发酵罐的利用率可以通过合理安排生产计划、优化罐内操作、实施设备维护等途径。

解题思路：

生产计划：讨论如何合理安排生产计划。

罐内操作：分析如何优化罐内操作以提高利用率。

设备维护：介绍如何实施设备维护。

8.论述发酵过程中，如何应对发酵过程中可能出现的问题。

答案：

应对发酵过程中可能出现的问题需要建立完善的应急机制、加强过程监控、及时调整发酵条件等。

解题思路：

应急机制：讨论如何建立应急机制。

过程监控：分析如何加强过程监控。

条件调整：探讨如何及时调整发酵条件。六、案例分析题1.案例一：分析某企业发酵过程中出现的问题及解决方案。

问题：某企业在发酵过程中发觉菌种生长速度缓慢，发酵液pH值不稳定。

解答：

问题分析：菌种生长速度缓慢可能是由于培养基成分不足、温度控制不当或菌种退化等原因引起；pH值不稳定可能是因为发酵过程中产生的代谢产物影响了pH值平衡。

解决方案：优化培养基配方，增加营养物质；严格控制发酵温度，使用pH控制器；定期更换菌种，保证菌种活力。

2.案例二：分析某发酵过程中，如何提高产品质量。

问题：某企业在发酵过程中产品纯度不高，杂质含量较多。

解答：

问题分析：产品质量不高可能是由于发酵条件控制不当、菌种选择不合适或发酵后期处理不当等原因。

解决方案：优化发酵条件，如温度、pH值、溶氧等；选择合适的菌种，提高代谢产物的选择性；加强发酵后期处理，如离心、过滤等。

3.案例三：分析某发酵过程中，如何降低生产成本。

问题：某企业在发酵过程中生产成本较高，主要表现在能源消耗和原料成本上。

解答：

问题分析：生产成本高可能是由于能源利用效率低、原料利用率不高或设备维护不当等原因。

解决方案：提高能源利用效率，如采用节能设备、优化发酵工艺；提高原料利用率，如优化培养基配方；加强设备维护，减少故障停机时间。

4.案例四：分析某发酵过程中，如何提高发酵效率。

问题：某企业在发酵过程中发酵周期较长，发酵效率低。

解答：

问题分析：发酵效率低可能是由于菌种生长速度慢、发酵条件不适宜或发酵罐设计不合理等原因。

解决方案：优化菌种选择，提高菌种生长速度；调整发酵条件，如温度、pH值、溶氧等；改进发酵罐设计，提高传质效率。

5.案例五：分析某发酵过程中，如何保证发酵过程的安全性。

问题：某企业在发酵过程中存在安全隐患，如菌种突变、设备泄漏等。

解答：

问题分析：发酵过程存在安全隐患可能是由于菌种管理不善、设备维护不严格或操作不规范等原因。

解决方案：加强菌种管理，定期检测菌种特性；严格执行设备维护计划，保证设备安全运行；加强操作培训，提高员工安全意识。

6.案例六：分析某发酵过程中，如何提高发酵罐的利用率。

问题：某企业发酵罐利用率低，存在闲置时间过长的问题。

解答：

问题分析：发酵罐利用率低可能是由于生产计划不合理、发酵周期长或生产设备不匹配等原因。

解决方案：优化生产计划，合理安排发酵周期；提高发酵效率，缩短发酵周期；调整生产设备，保证设备匹配。

7.案例七：分析某发酵过程中，如何应对发酵过程中可能出现的问题。

问题：某企业在发酵过程中可能遇到各种问题，如温度波动、pH值异常等。

解答：

问题分析：发酵过程中可能出现的问题可能是由于环境变化、设备故障或操作失误等原因。

解决方案：建立应急预案，提前预测可能出现的问题；加强设备监控，及时发觉并处理问题；提高操作技能，减少人为失误。

8.案例八：分析某发酵过程中，如何调整菌种生长条件。

问题：某企业在发酵过程中菌种生长条件不理想，影响了发酵效果。

解答：

问题分析：菌种生长条件不理想可能是由于温度、pH值、营养物质等条件不适宜。

解决方案：根据菌种特性调整发酵条件，如温度、pH值、营养物质等；优化培养基配方，提供充足的营养。

答案及解题思路：

答案：以上每个案例的答案均为针对问题提出的问题分析及解决方案。

解题思路：首先对案例中提到的问题进行深入分析，找出可能的原因；然后根据原因提出相应的解决方案，保证问题的有效解决。解题过程中需结合生物技术发酵工程的相关知识，如菌种特性、发酵条件、设备操作等。七、设计题1.设计一种发酵工艺流程，提高某产品的产量和质量。

解题思路：

菌种筛选与优化：首先进行菌种筛选，选择产量高、质量好的菌种。

培养基优化：通过实验优化培养基成分，增加关键营养物质，如碳源、氮源、生长因子等。

发酵条件优化：包括pH、温度、溶解氧、搅拌速度等，通过实验确定最佳发酵条件。

过程控制：实时监控发酵过程，调整条件以保持最佳状态。

后处理优化：改进产品分离和纯化工艺，提高产品纯度和质量。

2.设计一种发酵过程中，降低生产成本的方案。

解题思路：

降低原料成本：选择成本较低的原料，或者优化原料配比，减少高成本成分的使用。

优化能源利用：采用节能设备，如变频调速泵，降低能源消耗。

减少废水处理成本：改进废水处理工艺，降低废水处理成本。

缩短生产周期：优化发酵工艺，缩短生产周期，减少设备折旧和维护成本。

降低劳动成本：通过自动化和智能化减少人力需求。

3.设计一种发酵过程中，提高发酵效率的方案。

解题思路：

优化菌种培养：通过选择或培育高产菌种，提高单位体积菌种的生产能力。

提高培养基利用率：优化培养基配方，使培养基成分更易于被菌种利用。

强化发酵条件：优化发酵参数，如温度、pH、溶解氧等，提高发酵速率。

减少菌种抑制物质：避免产生对菌种有毒的代谢产物，保证发酵过程稳定。

加强过程监控：实时监控发酵过程，及时调整条件以维持最佳发酵状态。

4.设计一种发酵过程中，保证发酵过程安全的方案。

解题思路：

风险评估：对发酵过程进行风险评估，识别潜在的安全隐患。

设备检查：定期检查发酵设备，保证设备运行安全可靠。

生物安全：控制菌种感染和交叉污染，实施生物安全措施。

应急预案：制定并实施应急预案，以应对发酵过程中的意外事件。

操作规范：培训操作人员，保证其遵循严格的安全操作规程。

5.设计一种发酵过程中，提高发酵罐利用率的方案。

解题思路：

批量发酵与连续发酵结合：根据产品需求，合理规划批量发酵和连续发酵，提高设备利用率。

发酵罐共享：通过发酵罐共享，实现多个发酵项目的交叉利用。

发酵罐