生物科技發(fā)酵工程工藝優(yōu)化案例分析題集姓名_________________________地址_______________________________學(xué)號______________________-------------------------------密-------------------------封----------------------------線--------------------------1.請首先在試卷的標(biāo)封處填寫您的姓名，身份證號和地址名稱。2.請仔細(xì)閱讀各種題目，在規(guī)定的位置填寫您的答案。一、選擇題1.發(fā)酵工程中，常用的培養(yǎng)基成分包括哪些？

A.蛋白胨

B.碳源

C.氮源

D.維生素

E.微量元素

2.哪種微生物屬于好氧微生物？

A.酵母菌

B.革蘭氏陽性菌

C.革蘭氏陰性菌

D.酵母菌與需氧菌

3.下列哪種物質(zhì)不屬于發(fā)酵過程中的主要代謝產(chǎn)物？

A.葡萄糖

B.乳酸

C.酒精

D.脂肪酸

4.以下哪項是影響發(fā)酵工程產(chǎn)量的主要因素？

A.微生物種類的選擇

B.發(fā)酵培養(yǎng)基的成分

C.發(fā)酵過程的溫度控制

D.所有上述因素

5.在發(fā)酵過程中，下列哪項措施可以降低發(fā)酵液的pH值？

A.加熱

B.通氣

C.加酸

D.添加緩沖劑

6.下列哪種方法可以用于發(fā)酵過程的在線監(jiān)測？

A.光密度法

B.電阻法

C.壓力法

D.所有上述方法

7.以下哪種設(shè)備在發(fā)酵過程中用于物料輸送？

A.攪拌器

B.蒸汽噴射泵

C.噴霧干燥器

D.所有上述設(shè)備

8.發(fā)酵過程中的生物反應(yīng)器主要有哪幾種類型？

A.均質(zhì)攪拌反應(yīng)器

B.液膜反應(yīng)器

C.管式反應(yīng)器

D.所有上述類型

答案及解題思路：

1.答案：A,B,C,D,E

解題思路：發(fā)酵工程中，常用的培養(yǎng)基成分包括碳源、氮源、維生素、蛋白胨和微量元素，以支持微生物的生長和代謝。

2.答案：D

解題思路：好氧微生物指的是那些需要在有氧條件下生長和繁殖的微生物。需氧菌是好氧微生物的一種。

3.答案：D

解題思路：發(fā)酵過程中的主要代謝產(chǎn)物通常包括葡萄糖、乳酸和酒精，而脂肪酸并不是主要代謝產(chǎn)物。

4.答案：D

解題思路：發(fā)酵工程產(chǎn)量的主要因素涉及微生物種類的選擇、培養(yǎng)基成分、發(fā)酵過程的溫度控制等多個方面。

5.答案：C

解題思路：在發(fā)酵過程中，通過添加酸可以降低發(fā)酵液的pH值。

6.答案：D

解題思路：發(fā)酵過程的在線監(jiān)測方法有多種，包括光密度法、電阻法、壓力法等。

7.答案：B

解題思路：蒸汽噴射泵是發(fā)酵過程中常用的物料輸送設(shè)備，具有高效、低能耗的特點。

8.答案：D

解題思路：發(fā)酵過程中的生物反應(yīng)器類型較多，包括均質(zhì)攪拌反應(yīng)器、液膜反應(yīng)器、管式反應(yīng)器等。二、填空題1.發(fā)酵工程是利用微生物在一定條件下進(jìn)行代謝的過程。

2.發(fā)酵工程的主要應(yīng)用領(lǐng)域包括食品工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)和生物化工等。

3.培養(yǎng)基的組成包括碳源、氮源、生長因子、水和無機鹽等。

4.發(fā)酵過程的主要階段包括種子培養(yǎng)、發(fā)酵培養(yǎng)和發(fā)酵終止等。

5.發(fā)酵過程的在線監(jiān)測主要包括pH值、溶解氧和菌體濃度等。

6.生物反應(yīng)器的主要類型有好氧生物反應(yīng)器、厭氧生物反應(yīng)器和固液分離反應(yīng)器等。

7.發(fā)酵過程中，控制溫度、pH值和營養(yǎng)物質(zhì)濃度等參數(shù)對發(fā)酵過程。

8.發(fā)酵過程的主要影響因素包括菌種特性、培養(yǎng)基成分和環(huán)境條件等。

答案及解題思路：

1.答案：微生物；代謝

解題思路：發(fā)酵工程的核心在于微生物的代謝活動，通過控制微生物的代謝過程來生產(chǎn)所需的產(chǎn)品。微生物在不同的條件下能夠進(jìn)行代謝，如分解有機物、合成有機物等。

2.答案：食品工業(yè)；醫(yī)藥工業(yè)；生物化工

解題思路：發(fā)酵工程應(yīng)用廣泛，涵蓋了多個工業(yè)領(lǐng)域，包括食品加工、藥物生產(chǎn)以及生物化學(xué)品的生產(chǎn)。

3.答案：碳源；氮源；生長因子；水和無機鹽

解題思路：培養(yǎng)基是微生物生長的基礎(chǔ)，必須包含微生物生長所需的營養(yǎng)元素，如碳源、氮源、生長因子、水和無機鹽等。

4.答案：種子培養(yǎng)；發(fā)酵培養(yǎng)；發(fā)酵終止

解題思路：發(fā)酵過程通常分為三個主要階段：種子培養(yǎng)階段用于培養(yǎng)種子細(xì)胞，發(fā)酵培養(yǎng)階段進(jìn)行微生物的大量繁殖和產(chǎn)物，發(fā)酵終止階段則是停止發(fā)酵過程。

5.答案：pH值；溶解氧；菌體濃度

解題思路：在線監(jiān)測是保證發(fā)酵過程順利進(jìn)行的關(guān)鍵，pH值、溶解氧和菌體濃度是監(jiān)測發(fā)酵過程的重要參數(shù)。

6.答案：好氧生物反應(yīng)器；厭氧生物反應(yīng)器；固液分離反應(yīng)器

解題思路：生物反應(yīng)器的設(shè)計根據(jù)不同的發(fā)酵需求而有所不同，包括好氧和厭氧反應(yīng)器，以及用于固液分離的特殊設(shè)計。

7.答案：溫度；pH值；營養(yǎng)物質(zhì)濃度

解題思路：這些參數(shù)對微生物的代謝活性有很大影響，因此需要在發(fā)酵過程中嚴(yán)格控制。

8.答案：菌種特性；培養(yǎng)基成分；環(huán)境條件

解題思路：菌種特性、培養(yǎng)基成分和環(huán)境條件都會影響發(fā)酵效率和產(chǎn)品質(zhì)量，因此是發(fā)酵過程中需要特別關(guān)注和優(yōu)化的因素。三、判斷題1.發(fā)酵工程中，微生物的代謝產(chǎn)物可以通過生物轉(zhuǎn)化法進(jìn)一步提取和應(yīng)用。（）

2.發(fā)酵過程中，pH值的變化對微生物的生長和代謝有顯著影響。（）

3.在發(fā)酵過程中，增加溶解氧可以促進(jìn)微生物的生長和代謝。（）

4.發(fā)酵過程中的生物反應(yīng)器主要分為固體反應(yīng)器和液體反應(yīng)器兩種類型。（）

5.發(fā)酵過程中，發(fā)酵液的攪拌速度對微生物的生長和代謝有重要影響。（）

6.發(fā)酵過程中的發(fā)酵溫度對微生物的生長和代謝有顯著影響。（）

7.發(fā)酵工程中，微生物的培養(yǎng)和發(fā)酵過程可以在同一反應(yīng)器中進(jìn)行。（）

8.發(fā)酵過程中的生物反應(yīng)器可以根據(jù)發(fā)酵工藝的不同進(jìn)行定制設(shè)計。（）

答案及解題思路：

1.答案：正確

解題思路：在發(fā)酵工程中，微生物的代謝產(chǎn)物如抗生素、酶等，通常需要通過生物轉(zhuǎn)化法進(jìn)行提取和應(yīng)用，以提高產(chǎn)物的純度和產(chǎn)量。

2.答案：正確

解題思路：pH值是微生物生長和代謝的重要環(huán)境因素之一，不同的微生物對pH值有不同的要求，pH值的變化會直接影響微生物的生長速度和代謝途徑。

3.答案：錯誤

解題思路：對于好氧微生物而言，增加溶解氧可以促進(jìn)其生長和代謝，但對于厭氧微生物，增加溶解氧反而會抑制其生長。

4.答案：錯誤

解題思路：生物反應(yīng)器根據(jù)所處理的物料狀態(tài)，主要分為固體反應(yīng)器、液體反應(yīng)器和氣液反應(yīng)器三種類型。

5.答案：正確

解題思路：發(fā)酵液的攪拌速度影響發(fā)酵液的均勻性，對微生物的生長和代謝有重要影響，合適的攪拌速度有利于提高發(fā)酵效率。

6.答案：正確

解題思路：發(fā)酵溫度是影響微生物生長和代謝的關(guān)鍵因素之一，不同的微生物對溫度有不同的要求，適宜的溫度可以提高發(fā)酵效率。

7.答案：正確

解題思路：現(xiàn)代發(fā)酵工程中，培養(yǎng)和發(fā)酵過程可以在同一反應(yīng)器中進(jìn)行，這樣可以簡化工藝流程，提高生產(chǎn)效率。

8.答案：正確

解題思路：根據(jù)發(fā)酵工藝的不同，生物反應(yīng)器可以進(jìn)行定制設(shè)計，以滿足不同發(fā)酵過程的需求。四、簡答題1.簡述發(fā)酵工程的基本原理。

答案：

發(fā)酵工程的基本原理是通過控制微生物的生長和代謝，利用微生物的酶促反應(yīng)，將原料轉(zhuǎn)化為具有經(jīng)濟價值的產(chǎn)品。其核心是利用微生物的代謝途徑和特性，通過優(yōu)化發(fā)酵條件，提高發(fā)酵效率和生產(chǎn)效益。

解題思路：

解釋發(fā)酵工程的定義。

闡述微生物在發(fā)酵過程中的作用。

概述通過控制發(fā)酵條件優(yōu)化微生物代謝過程。

2.簡述發(fā)酵過程中影響微生物生長和代謝的主要因素。

答案：

影響微生物生長和代謝的主要因素包括：溫度、pH值、營養(yǎng)物質(zhì)、氧氣、壓力、有毒物質(zhì)、微生物種類等。這些因素共同作用，影響微生物的生長速度、代謝類型和產(chǎn)量。

解題思路：

提出影響微生物生長和代謝的因素。

列舉具體因素如溫度、pH值等。

分析這些因素如何影響微生物的生長和代謝。

3.簡述發(fā)酵過程中的主要階段及其特點。

答案：

發(fā)酵過程主要包括以下三個階段：種子培養(yǎng)階段、發(fā)酵階段和后處理階段。種子培養(yǎng)階段是微生物適應(yīng)新環(huán)境的過程，發(fā)酵階段是微生物大量繁殖和代謝產(chǎn)物的形成階段，后處理階段是對發(fā)酵產(chǎn)物進(jìn)行提取、純化和干燥等處理。

解題思路：

介紹發(fā)酵過程的三個主要階段。

分別描述每個階段的特點和任務(wù)。

4.簡述發(fā)酵過程中常用的生物反應(yīng)器類型及其特點。

答案：

常用的生物反應(yīng)器類型包括：好氧生物反應(yīng)器、厭氧生物反應(yīng)器、固定化酶反應(yīng)器和膜生物反應(yīng)器。好氧生物反應(yīng)器適用于好氧微生物發(fā)酵，厭氧生物反應(yīng)器適用于厭氧微生物發(fā)酵，固定化酶反應(yīng)器適用于酶催化反應(yīng)，膜生物反應(yīng)器適用于生物膜的形成和生物處理。

解題思路：

列舉常用的生物反應(yīng)器類型。

簡述每種反應(yīng)器的特點和適用范圍。

5.簡述發(fā)酵過程中的在線監(jiān)測方法及其應(yīng)用。

答案：

發(fā)酵過程中的在線監(jiān)測方法包括：pH監(jiān)測、溶解氧監(jiān)測、溫度監(jiān)測、濃度監(jiān)測等。這些方法可以實時監(jiān)測發(fā)酵過程中的關(guān)鍵參數(shù)，為優(yōu)化發(fā)酵條件提供依據(jù)。

解題思路：

列舉發(fā)酵過程中的在線監(jiān)測方法。

說明每種監(jiān)測方法的應(yīng)用和意義。

6.簡述發(fā)酵過程的主要影響因素及其控制方法。

答案：

發(fā)酵過程的主要影響因素包括：原料質(zhì)量、菌種選擇、發(fā)酵條件、設(shè)備狀況等?？刂品椒òǎ簝?yōu)化原料質(zhì)量、選擇合適的菌種、調(diào)整發(fā)酵條件、維護(hù)設(shè)備等。

解題思路：

列舉發(fā)酵過程的主要影響因素。

提出相應(yīng)的控制方法。

7.簡述發(fā)酵工程在生物制藥、食品和飼料等領(lǐng)域的應(yīng)用。

答案：

發(fā)酵工程在生物制藥、食品和飼料等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。在生物制藥領(lǐng)域，發(fā)酵工程用于生產(chǎn)抗生素、疫苗等生物藥品；在食品領(lǐng)域，發(fā)酵工程用于生產(chǎn)酸奶、啤酒、醬油等發(fā)酵食品；在飼料領(lǐng)域，發(fā)酵工程用于生產(chǎn)飼料添加劑、微生物蛋白等。

解題思路：

列舉發(fā)酵工程在不同領(lǐng)域的應(yīng)用。

簡述具體應(yīng)用案例。

8.簡述發(fā)酵工程在我國的發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢。

答案：

我國發(fā)酵工程發(fā)展迅速，已形成完整的產(chǎn)業(yè)鏈。目前我國發(fā)酵工程在生物制藥、食品和飼料等領(lǐng)域取得了顯著成果。未來發(fā)展趨勢包括：加強基礎(chǔ)研究、提高發(fā)酵效率、拓展應(yīng)用領(lǐng)域、加強國際合作等。

解題思路：

簡述我國發(fā)酵工程的發(fā)展現(xiàn)狀。

分析未來發(fā)展趨勢。五、論述題1.結(jié)合實際案例，論述發(fā)酵工程在生物制藥領(lǐng)域的應(yīng)用及其優(yōu)勢。

解題思路：

介紹發(fā)酵工程在生物制藥領(lǐng)域的定義和作用。

通過實際案例如胰島素的生產(chǎn)過程，展示發(fā)酵工程在生物制藥中的應(yīng)用。

分析發(fā)酵工程在生物制藥中的優(yōu)勢，如提高效率、降低成本、增強安全性等。

答案：

發(fā)酵工程在生物制藥領(lǐng)域中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在生物制藥的生產(chǎn)過程中，如胰島素的生產(chǎn)。以胰島素為例，通過發(fā)酵工程將微生物培養(yǎng)在適宜的條件下，使其產(chǎn)生大量的胰島素。這種方法的優(yōu)點包括：發(fā)酵工程能夠?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)，滿足市場需求；通過優(yōu)化發(fā)酵條件，可以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量；發(fā)酵工程具有較高的安全性，減少了人工操作的誤差。

2.結(jié)合實際案例，論述發(fā)酵工程在食品領(lǐng)域的應(yīng)用及其優(yōu)勢。

解題思路：

介紹發(fā)酵工程在食品領(lǐng)域的定義和作用。

通過實際案例如酸奶的生產(chǎn)過程，展示發(fā)酵工程在食品中的應(yīng)用。

分析發(fā)酵工程在食品中的優(yōu)勢，如提高食品品質(zhì)、增強營養(yǎng)價值、延長保質(zhì)期等。

答案：

發(fā)酵工程在食品領(lǐng)域的應(yīng)用主要體現(xiàn)在食品加工過程中，如酸奶的生產(chǎn)。通過發(fā)酵工程，將乳糖轉(zhuǎn)化為乳酸，使酸奶具有獨特的口感和營養(yǎng)價值。這種方法的優(yōu)點包括：發(fā)酵工程可以提高食品品質(zhì)，如改善口感、增加營養(yǎng)價值；發(fā)酵工程可以延長食品的保質(zhì)期，減少浪費；發(fā)酵工程具有較低的污染風(fēng)險，有利于環(huán)保。

3.結(jié)合實際案例，論述發(fā)酵工程在飼料領(lǐng)域的應(yīng)用及其優(yōu)勢。

解題思路：

介紹發(fā)酵工程在飼料領(lǐng)域的定義和作用。

通過實際案例如飼料添加劑的生產(chǎn)過程，展示發(fā)酵工程在飼料中的應(yīng)用。

分析發(fā)酵工程在飼料中的優(yōu)勢，如提高飼料利用率、降低養(yǎng)殖成本、改善動物生長功能等。

答案：

發(fā)酵工程在飼料領(lǐng)域的應(yīng)用主要體現(xiàn)在飼料添加劑的生產(chǎn)過程中，如微生物發(fā)酵。通過發(fā)酵工程，可以將原料轉(zhuǎn)化為高蛋白、高營養(yǎng)價值的飼料添加劑。這種方法的優(yōu)點包括：發(fā)酵工程可以提高飼料利用率，降低養(yǎng)殖成本；發(fā)酵工程可以改善動物生長功能，提高養(yǎng)殖效益；發(fā)酵工程有利于環(huán)保，減少養(yǎng)殖過程中的污染。

4.結(jié)合實際案例，論述發(fā)酵工程在環(huán)保領(lǐng)域的應(yīng)用及其優(yōu)勢。

解題思路：

介紹發(fā)酵工程在環(huán)保領(lǐng)域的定義和作用。

通過實際案例如廢水處理，展示發(fā)酵工程在環(huán)保中的應(yīng)用。

分析發(fā)酵工程在環(huán)保中的優(yōu)勢，如提高處理效率、降低處理成本、實現(xiàn)資源化利用等。

答案：

發(fā)酵工程在環(huán)保領(lǐng)域的應(yīng)用主要體現(xiàn)在廢水處理過程中，如利用微生物分解有機物。通過發(fā)酵工程，可以將有機廢水中的污染物轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)，達(dá)到凈化水質(zhì)的目的。這種方法的優(yōu)點包括：發(fā)酵工程可以顯著提高廢水處理效率；發(fā)酵工程可以降低處理成本；發(fā)酵工程有利于資源化利用，實現(xiàn)廢水資源化。

5.結(jié)合實際案例，論述發(fā)酵工程在生物能源領(lǐng)域的應(yīng)用及其優(yōu)勢。

解題思路：

介紹發(fā)酵工程在生物能源領(lǐng)域的定義和作用。

通過實際案例如生物乙醇的生產(chǎn)過程，展示發(fā)酵工程在生物能源中的應(yīng)用。

分析發(fā)酵工程在生物能源中的優(yōu)勢，如提高能源產(chǎn)量、降低能源成本、減少環(huán)境污染等。

答案：

發(fā)酵工程在生物能源領(lǐng)域的應(yīng)用主要體現(xiàn)在生物乙醇的生產(chǎn)過程中，如利用植物秸稈發(fā)酵。通過發(fā)酵工程，將植物秸稈中的纖維素轉(zhuǎn)化為乙醇，實現(xiàn)能源轉(zhuǎn)換。這種方法的優(yōu)點包括：發(fā)酵工程可以提高能源產(chǎn)量，滿足能源需求；發(fā)酵工程可以降低能源成本；發(fā)酵工程有利于減少環(huán)境污染，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

6.結(jié)合實際案例，論述發(fā)酵工程在生物材料領(lǐng)域的應(yīng)用及其優(yōu)勢。

解題思路：

介紹發(fā)酵工程在生物材料領(lǐng)域的定義和作用。

通過實際案例如聚乳酸（PLA）的生產(chǎn)過程，展示發(fā)酵工程在生物材料中的應(yīng)用。

分析發(fā)酵工程在生物材料中的優(yōu)勢，如提高材料功能、降低生產(chǎn)成本、實現(xiàn)環(huán)境友好等。

答案：

發(fā)酵工程在生物材料領(lǐng)域的應(yīng)用主要體現(xiàn)在聚乳酸（PLA）的生產(chǎn)過程中，如利用玉米秸稈發(fā)酵。通過發(fā)酵工程，將植物秸稈轉(zhuǎn)化為PLA，制備生物可降解材料。這種方法的優(yōu)點包括：發(fā)酵工程可以提高材料功能，如強度、韌性等；發(fā)酵工程可以降低生產(chǎn)成本；發(fā)酵工程有利于實現(xiàn)環(huán)境友好，減少塑料污染。

7.結(jié)合實際案例，論述發(fā)酵工程在生物信息領(lǐng)域的應(yīng)用及其優(yōu)勢。

解題思路：

介紹發(fā)酵工程在生物信息領(lǐng)域的定義和作用。

通過實際案例如基因工程菌構(gòu)建，展示發(fā)酵工程在生物信息中的應(yīng)用。

分析發(fā)酵工程在生物信息中的優(yōu)勢，如提高基因工程菌構(gòu)建效率、降低構(gòu)建成本、實現(xiàn)基因表達(dá)調(diào)控等。

答案：

發(fā)酵工程在生物信息領(lǐng)域的應(yīng)用主要體現(xiàn)在基因工程菌構(gòu)建過程中，如利用發(fā)酵工程優(yōu)化基因表達(dá)。通過發(fā)酵工程，可以優(yōu)化基因工程菌的生長條件，提高基因表達(dá)效率。這種方法的優(yōu)點包括：發(fā)酵工程可以提高基因工程菌構(gòu)建效率；發(fā)酵工程可以降低構(gòu)建成本；發(fā)酵工程有利于實現(xiàn)基因表達(dá)調(diào)控，提高研究效率。

8.結(jié)合實際案例，論述發(fā)酵工程在生物安全領(lǐng)域的應(yīng)用及其優(yōu)勢。

解題思路：

介紹發(fā)酵工程在生物安全領(lǐng)域的定義和作用。

通過實際案例如疫苗生產(chǎn)，展示發(fā)酵工程在生物安全中的應(yīng)用。

分析發(fā)酵工程在生物安全中的優(yōu)勢，如提高疫苗產(chǎn)量、降低生產(chǎn)成本、保障生物安全等。

答案：

發(fā)酵工程在生物安全領(lǐng)域的應(yīng)用主要體現(xiàn)在疫苗生產(chǎn)過程中，如利用發(fā)酵工程大規(guī)模生產(chǎn)疫苗。通過發(fā)酵工程，可以優(yōu)化疫苗生產(chǎn)條件，提高疫苗產(chǎn)量。這種方法的優(yōu)點包括：發(fā)酵工程可以提高疫苗產(chǎn)量，滿足市場需求；發(fā)酵工程可以降低生產(chǎn)成本；發(fā)酵工程有利于保障生物安全，防止疾病傳播。六、計算題1.假設(shè)某微生物的發(fā)酵動力學(xué)方程為：dX/dt=kS，其中k為發(fā)酵速率常數(shù)，S為底物濃度。若底物濃度S1=10g/L，S2=5g/L，求微生物發(fā)酵至S2時的發(fā)酵時間。

解答：

發(fā)酵時間t可通過積分底物濃度S與時間t的關(guān)系得出：

\[t=\int_{S_1}^{S_2}\frac{dS}{kS}\]

由于dX/dt=kS，積分后得到：

\[\ln(S)\Big_{S_1}^{S_2}=kt\]

因此：

\[\ln(S_2)\ln(S_1)=kt\]

\[\ln\left(\frac{S_2}{S_1}\right)=kt\]

\[t=\frac{\ln\left(\frac{S_2}{S_1}\right)}{k}\]

\[t=\frac{\ln\left(\frac{5}{10}\right)}{k}\]

\[t=\frac{\ln(0.5)}{k}\]

需要具體的k值才能計算t。

2.某發(fā)酵過程采用連續(xù)發(fā)酵方式，初始底物濃度S0=100g/L，底物消耗速率v=0.5g/(L·h)，求發(fā)酵至底物濃度降至S1=50g/L所需時間。

解答：

底物消耗量ΔS與時間t的關(guān)系為：

\[\DeltaS=v\timest\]

由于底物消耗量ΔS=S0S1，所以：

\[S0S1=v\timest\]

\[10050=0.5\timest\]

\[50=0.5\timest\]

\[t=\frac{50}{0.5}\]

\[t=100\,\text{hours}\]

3.某生物反應(yīng)器體積為V=5L，初始底物濃度S0=10g/L，底物消耗速率v=0.1g/(L·h)，求發(fā)酵至底物濃度降至S1=5g/L時的剩余底物濃度。

解答：

底物消耗量ΔS與時間t的關(guān)系為：

\[\DeltaS=v\timest\]

底物消耗量ΔS=S0S1，所以：

\[105=0.1\timest\]

\[5=0.1\timest\]

\[t=\frac{5}{0.1}\]

\[t=50\,\text{hours}\]

剩余底物濃度S2為：

\[S2=S0\DeltaS\]

\[S2=105\]

\[S2=5\,\text{g/L}\]

4.某發(fā)酵過程采用分批發(fā)酵方式，初始底物濃度S0=100g/L，底物消耗速率v=0.5g/(L·h)，求發(fā)酵至底物濃度降至S1=50g/L所需時間。

解答：

分批發(fā)酵時，底物消耗速率不會底物濃度的減少而改變。因此，計算方法與連續(xù)發(fā)酵相同：

\[10050=0.5\timest\]

\[50=0.5\timest\]

\[t=100\,\text{hours}\]

5.某生物反應(yīng)器體積為V=5L，初始底物濃度S0=10g/L，底物消耗速率v=0.1g/(L·h)，求發(fā)酵至底物濃度降至S1=5g/L時的剩余底物濃度。

解答：

計算方法與問題3相同：

\[t=\frac{105}{0.1}\]

\[t=50\,\text{hours}\]

剩余底物濃度S2為：

\[S2=105\]

\[S2=5\,\text{g/L}\]

68.這些問題與15的問題內(nèi)容相同，答案和解題思路也相同。

答案及解題思路：

1.解題思路：利用對數(shù)積分求解微生物發(fā)酵時間。

2.解題思路：利用底物消耗速率與時間的關(guān)系計算發(fā)酵時間。

3.解題思路：利用底物消耗速率與時間的關(guān)系計算剩余底物濃度。

4.解題思路：與連續(xù)發(fā)酵相同，計算發(fā)酵時間。

5.解題思路：與問題3類似，計算剩余底物濃度。

68.解題思路：與問題15類似，根據(jù)發(fā)酵動力學(xué)方程和底物消耗速率計算發(fā)酵時間或剩余底物濃度。七、實驗題1.實驗?zāi)康模禾骄坎煌瑴囟葘ξ⑸锷L的影響。

實驗原理：通過在不同溫度下培養(yǎng)微生物，觀察其生長情況，了解微生物的最適生長溫度。

實驗材料：微生物、培養(yǎng)基、培養(yǎng)箱、溫度計等。

實驗步驟：

1.制備微生物菌種；

2.將菌種接種到培養(yǎng)基中；

3.將培養(yǎng)基放入不同溫度的培養(yǎng)箱中培養(yǎng)；

4.觀察并記錄微生物的生長情況；

5.分析實驗結(jié)果。

實驗結(jié)果分析：通過比較不同溫度下微生物的生長情況，確定微生物的最適生長