发酵工程试卷E及答案

一、选择题（共10小题，每题2分，共计20分）1.下列关于发酵工程的说法，错误的是（C）A发酵工程产品主要是指微生物的代谢产物、酶和菌体本身B可以通过人工诱变选育新菌株C培养基、发酵设备和菌种必须经过严格的灭菌D环境条件的变化既影响菌种的生长繁殖又影响菌体代谢产物的形成2.当培养基pH发生变化时，应该（C）A加酸B加碱C加缓冲液D加无机盐3.甘油生物合成主要由下列哪种物质引起（D）A尿素B硫酸铵C酶D亚硫酸盐4.对谷氨酸发酵的叙述正确的是（D）A菌体是异养厌氧型微生物B生物素对谷氨酸生成无影响C谷氨酸的形成与搅拌速度无关D产物可用离子交换法提取5.为使淀粉和纤维素进行代谢而提供能量，（B）A它们必须第一步变成脂肪分子B它们的葡萄糖单位必须被释放C环境中必须有游离氧存在D遗传密码必须起促进作用6.关于微生物代谢产物的说法中不正确的是（D）A初级代谢产物是微生物生长和繁殖所必须的B次级代谢产物并非是微生物生长和繁殖所必须的C初级代谢产物在代谢调节下产生D次级代谢产物的合成无需代谢调节7.在发酵中有关氧的利用正确的是（B）A微生物可直接利用空气中的氧B微生物只能利用发酵液中溶解氧C温度升高，发酵液中溶解氧增多D机械搅拌与溶氧浓度无关8.某药厂用谷氨酸棒状杆菌发酵生产谷氨酸，结果代谢产物没有谷氨酸而产生乳酸及琥珀酸，其原因可能是（B）A温度控制不适B通气量过多CpH呈酸性D溶氧不足9.下列可用于生产谷氨酸的菌种是（C）A谷氨酸棒状杆菌、金黄色葡萄球菌B链球菌、大肠杆菌C谷氨酸棒状杆菌，黄色短杆菌D大肠杆菌、乳酸菌10.酵母菌培养液中常含有一定浓度的葡萄糖，但当葡萄糖浓度过高时，反而会抑制微生物的生长，原因是（B）A．碳源供应太充足B．细胞会发生质壁分离C．改变了酵母菌的pH值D．葡萄糖不是酵母菌的原料二、判断正误（共15小题，每题1分，共计15分）1、在微生物杀虫剂中，引用最广泛的是苏云金芽孢杆菌，他用来毒杀鳞翅目和双翅目的害虫。（√）2、分批发酵又称为半连续发酵。（×）3、青霉素是由放线菌产生的。（×）4、培养基的连续灭菌称为空消（×）5、在分批发酵中，最好的收获期是指数生长期。（×）6、在微生物菌体的对数生长期所产生的产物如氨基酸、核苷酸等是菌体生长繁殖所必须的，这些产物叫初级代谢产物。（√）7、发酵过程中需要防止杂菌污染，大多数情况下设备需要进行严格的冲洗、灭菌，但空气不需要过滤。（×）8、发酵工业中常用的细菌有：枯草芽孢杆菌、乳酸杆菌、醋酸杆菌、棒状杆菌、短杆菌等。（√）9、发酵培养基的组成和配比由于菌种不同、设备和工艺不同等有所差异，但都包括碳源、氮源、无机盐类、生长因子等几类。（√）10、发酵产物的产量与成品的质量，与菌种性能及孢子和种子的制备情况密切相关。（√）11.最适的生长繁殖温度就是微生物代谢的最适温度。（×）12、在发酵过程中要控制温度和pH，对于需氧微生物还要进行搅拌和通气。（√）13、通用式发酵罐和自吸式发酵罐是机械搅拌式发酵罐。（√）14..通过调节基础培养基的配方和补料控制可以调控发酵醪的pH值。（√）15.参与淀粉酶法水解的酶包括淀粉酶、麦芽糖酶和纤维素酶等。（×）三、名词解释（共5小题，每题4分，共计20分）1、前体答：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、搅拌热答：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，造成液体之间，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。3、次级代谢产物答：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。4、连续培养答：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。达到稳态后，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。5、发酵工程答：利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。四、填空题（共6小题，每空1分，共计20分）1、微生物发酵培养（过程）方法主要有分批培养、连续培养、半连续培养四种。2、常用工业微生物可分为：细菌、酵母菌、霉菌、放线菌四大类。3、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。4、菌种分离的一般过程采样、富集、分离、目的菌的筛选。5、环境无菌的检测方法有：显微镜检查法、肉汤培养法、平板培养法等。6、发酵高产菌种选育方法包括自然选育、诱变育种、基因工程育种、原生质体融合等。五、简答题（共5小题，每题5分，共计25分）1、分析发酵工程的一般特征？答：（1）作为生化反应，通常在常温常压下进行，因此没有爆炸之类的危险，各种设备都不必考虑防爆问题，还有可能使一种设备具有多种用途；（2）原料通常以糖蜜、淀粉等碳水化合物为主，加入少量的各种有机或无机氮源，只要不含毒物，一般无精制的必要，微生物本身就有选择地摄取所需物质；（3）反应以生命体的自动调节方式进行，因此数十个反应过程能够像单一反应一样，在称为发酵罐的单一设备内很容易地进行；（4）能够容易地生产复杂的高分子化合物，是发酵工业最有特色的领域；（5）由于生命体特有的反应机制，能高度选择性地进行复杂化合物在特定部位的氧化、还原、官能团导入等反应；（6）生产发酵产物的生物物质菌体本身也是发酵产物，富含维生素、蛋白质、酶等有用物质。因此，除特殊情况外，发酵液等一般对生物体无害；（7）发酵生产在操作上最需要注意的是防止杂菌污染（8）通过微生物的菌种改良，能够利用原有生产设备使生产飞跃上升。2、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，并将必要的传代降低到最低限度，以减少细胞分裂过程中所产生的自发突变几率。（2）创造良好的培养条件：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‘-核苷酸或甘露醇等丰富营养物时，有防止衰退效果。（3）利用不易衰退的细胞传代：对于放线菌和霉菌，菌丝细胞常含有几个细胞核，因此用菌丝接种就易出现衰退，而孢子一般是单核的，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：选育菌种是所处理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加突变位点，以减少分离回复突变；在诱变处理后及分离提纯化，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。3、简述柠檬酸发酵生产的工艺流程？答：（1）菌种培养（2）接种、发酵（3）发酵工艺条件的控制（4）浸取柠檬酸（5）清液中和（6）酸解与脱色（7）浓缩、结晶4、淀粉水解一般有几种工艺？各有何特点？答：酸解法：是淀粉水解糖制备的传统方法，它是以无机酸为催化剂，在高温高压下将淀粉水解为葡萄糖的方法。优点：工艺简单、水解时间短、设备生产能力大。缺点：高温高压以及酸的腐蚀对设备有一定的要求；副反应多，影响水解糖液的质量；对原料要求严格，淀粉颗粒必须大小均匀，否则水解不均一不彻底。（1）酶解法：（双酶水解法）是用专一性很强的α-淀粉酶将原料淀粉水解为糊精和低聚糖（液化），再用糖化酶继续水解为葡萄糖的制糖工艺（糖化）。优点：条件温和，设备要求低；酶专一性强，副反应少；淀粉液初始浓度较高，对原料要求较低；糖液颜色浅，较纯净。缺点：生产周期长，需要专门的设备（培养酶），过滤困难（酶是蛋白质）。（2）①酸酶法：是先将淀粉用酸水解成低聚糖和糊精，再用糖化酶将其水解成葡萄糖的工艺。②酶酸法：是先用α-淀粉酶将原料淀粉水解到一定程度，过滤除去杂质后，再用酸完全水解的工艺。糖液质量：酶解法＞（酸酶法＞酶酸法）＞酸解法糖液粘度：酸解法＞酸酶结合法＞酶解法水解时间：酶解法＞酸酶结合法＞酸解法5、发酵过程中溶解氧受哪些因素的影响？答：（1）搅拌。（2）温度（3）发酵液浓度（4）培养基（5）气体组成成分。发酵前期：由于微生物大量繁殖，需氧量不断大幅度增加，此时需氧超过供氧，溶氧明显下降；发酵中后期：溶氧浓度明显地受工艺控制手段的影响，如补料的数量、时机和方式等；发酵后期：由于菌体衰老，呼吸减弱，溶氧浓度也会逐步上升，一旦菌体自溶，溶氧就会明显地上升。