生物工程專(zhuān)升本2025年發(fā)酵工程試卷（含答案）考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題1.下列哪種微生物通常不用于工業(yè)發(fā)酵生產(chǎn)高價(jià)值代謝產(chǎn)物？A.釀酒酵母(Saccharomycescerevisiae)B.青霉菌(Penicilliumchrysogenum)C.大腸桿菌(Escherichiacoli)D.乳酸桿菌(Lactobacillusbulgaricus)2.在發(fā)酵培養(yǎng)基中，通常作為微生物生長(zhǎng)所需微量元素來(lái)源的是？A.碳源B.氮源C.磷源D.礦質(zhì)元素3.發(fā)酵過(guò)程中，影響微生物生長(zhǎng)的最關(guān)鍵環(huán)境因素通常是？A.攪拌速度B.溫度C.培養(yǎng)基pHD.通氣量4.下列關(guān)于分批補(bǔ)料發(fā)酵方式的描述，錯(cuò)誤的是？A.發(fā)酵初期補(bǔ)料速率為零B.適用于生長(zhǎng)緩慢或產(chǎn)物合成期長(zhǎng)的過(guò)程C.可以提高底物利用率和產(chǎn)物濃度D.不會(huì)導(dǎo)致發(fā)酵過(guò)程染菌風(fēng)險(xiǎn)增加5.發(fā)酵液中目標(biāo)產(chǎn)物濃度過(guò)高時(shí)，常采用哪種方法進(jìn)行初步分離？A.萃取B.活性炭吸附C.離心分離D.膜過(guò)濾6.在微生物生長(zhǎng)曲線中，對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期結(jié)束后，微生物生長(zhǎng)速率開(kāi)始下降的階段稱(chēng)為？A.遲滯期B.對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期C.穩(wěn)定期D.衰退期7.發(fā)酵罐中攪拌的主要目的是？A.控制溫度B.提供溶氧C.混合培養(yǎng)液D.以上都是8.下列哪種方法不屬于物理分離純化技術(shù)？A.萃取B.膜過(guò)濾C.離心分離D.離子交換層析9.固態(tài)發(fā)酵相比液體發(fā)酵的主要優(yōu)點(diǎn)之一是？A.傳質(zhì)傳熱效率高B.易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制C.原料利用率通常更高D.設(shè)備投資成本較低10.利用基因工程技術(shù)改造微生物，其主要目的是？A.提高微生物對(duì)不良環(huán)境脅迫的抵抗力B.增強(qiáng)微生物的初級(jí)代謝產(chǎn)物合成能力C.改造微生物的代謝途徑，使其高效產(chǎn)生目標(biāo)產(chǎn)物D.降低發(fā)酵生產(chǎn)成本二、填空題1.發(fā)酵工程是利用微生物的____________或____________，為人類(lèi)生產(chǎn)有用產(chǎn)品或達(dá)到特定目的的一項(xiàng)綜合性技術(shù)。2.設(shè)計(jì)發(fā)酵培養(yǎng)基時(shí)，應(yīng)遵循____________、____________、____________和____________的原則。3.發(fā)酵過(guò)程中，溶氧是好氧微生物生長(zhǎng)和代謝的____________，通常通過(guò)____________和____________來(lái)控制。4.評(píng)價(jià)發(fā)酵過(guò)程狀態(tài)的重要參數(shù)包括____________、____________、____________和____________等。5.從發(fā)酵液中分離目標(biāo)產(chǎn)物，常用的下游加工步驟包括____________、____________和____________等。6.根據(jù)微生物對(duì)氧氣的要求，可將發(fā)酵分為_(kāi)___________發(fā)酵、____________發(fā)酵和____________發(fā)酵。7.細(xì)胞破碎的目的是為了____________，以便后續(xù)分離純化目標(biāo)產(chǎn)物。三、名詞解釋1.發(fā)酵工程2.培養(yǎng)基3.Monod方程4.下游加工四、簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述影響微生物生長(zhǎng)的主要環(huán)境因素及其作用。2.簡(jiǎn)述分批發(fā)酵和連續(xù)發(fā)酵的主要區(qū)別。3.簡(jiǎn)述發(fā)酵過(guò)程中常用的滅菌方法及其原理。4.簡(jiǎn)述萃取法分離目標(biāo)產(chǎn)物的基本原理。五、論述題六、計(jì)算題某微生物的特定生長(zhǎng)速率常數(shù)μ值為0.2h?1，其半飽和常數(shù)Ks值為10g/L。當(dāng)發(fā)酵液底物濃度S為20g/L時(shí)，該微生物的瞬時(shí)生長(zhǎng)速率μ'是多少？當(dāng)?shù)孜餄舛冉抵?g/L時(shí)，瞬時(shí)生長(zhǎng)速率變?yōu)槎嗌?？試卷答案一、選擇題1.D2.D3.B4.D5.C6.D7.D8.A9.C10.C二、填空題1.代謝活動(dòng)；酶活力2.經(jīng)濟(jì)；有效；易于滅菌；簡(jiǎn)單3.必需物質(zhì)；調(diào)節(jié)溶氧的攪拌速度；調(diào)節(jié)溶氧的通氣量4.菌體濃度；底物濃度；產(chǎn)物濃度；細(xì)胞狀態(tài)5.固液分離；初步純化；最終純化6.好氧；兼性厭氧；厭氧7.釋放細(xì)胞內(nèi)的目標(biāo)產(chǎn)物三、名詞解釋1.發(fā)酵工程：是利用微生物的代謝活動(dòng)或酶活力，為人類(lèi)生產(chǎn)有用產(chǎn)品或達(dá)到特定目的的一項(xiàng)綜合性技術(shù)。2.培養(yǎng)基：是指供給微生物生長(zhǎng)、繁殖或進(jìn)行代謝活動(dòng)所需營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)組成的混合物。3.Monod方程：描述微生物生長(zhǎng)速率與限制性底物濃度之間關(guān)系的數(shù)學(xué)模型，表達(dá)式為μ=μmax*(S/(Ks+S))，其中μ為瞬時(shí)生長(zhǎng)速率，μmax為最大特定生長(zhǎng)速率，S為限制性底物濃度，Ks為半飽和常數(shù)。4.下游加工：是指將發(fā)酵液中的目標(biāo)產(chǎn)物與菌體、細(xì)胞碎片及其他雜質(zhì)分離開(kāi)，并進(jìn)行純化、濃縮、結(jié)晶等處理，最終得到合格產(chǎn)品的一系列單元操作過(guò)程。四、簡(jiǎn)答題1.答：主要環(huán)境因素包括溫度、pH、溶氧、通氣攪拌、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)等。溫度影響酶活性；pH影響酶和細(xì)胞膜穩(wěn)定性；溶氧是好氧微生物生長(zhǎng)必需；通氣攪拌促進(jìn)物質(zhì)交換；營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)是微生物生長(zhǎng)和代謝的基礎(chǔ)。2.答：分批發(fā)酵指一次性投入全部培養(yǎng)物和培養(yǎng)基，在發(fā)酵過(guò)程中不補(bǔ)料；連續(xù)發(fā)酵指連續(xù)不斷地向發(fā)酵罐補(bǔ)入新鮮培養(yǎng)基，同時(shí)流出等量的發(fā)酵液。分批發(fā)酵操作簡(jiǎn)單，適用于產(chǎn)物易抑制或生長(zhǎng)周期長(zhǎng)的；連續(xù)發(fā)酵底物利用率高，產(chǎn)物濃度高，但易染菌，設(shè)備要求高。3.答：常用滅菌方法包括高溫高壓蒸汽滅菌（原理：利用高壓蒸汽的高溫和高濕度破壞微生物細(xì)胞結(jié)構(gòu)）、過(guò)濾除菌（原理：利用濾膜孔徑截留微生物）、紫外線滅菌（原理：紫外線破壞微生物核酸結(jié)構(gòu)）。其中高溫高壓蒸汽滅菌應(yīng)用最廣。4.答：萃取法利用目標(biāo)產(chǎn)物在兩種互不相溶或部分互溶的溶劑中溶解度或分配系數(shù)的差異，通過(guò)振蕩或攪拌使目標(biāo)產(chǎn)物從原來(lái)的溶劑（水相）轉(zhuǎn)移到新的溶劑（有機(jī)相）中，從而實(shí)現(xiàn)分離。常用于提取脂溶性或疏水性產(chǎn)物。五、論述題答：發(fā)酵過(guò)程控制對(duì)于保證發(fā)酵過(guò)程穩(wěn)定、高效運(yùn)行至關(guān)重要。首先，通過(guò)精確控制溫度、pH、溶氧等環(huán)境因素，可以為微生物提供最適宜的生長(zhǎng)和代謝條件，從而保證微生物的高效生長(zhǎng)和目標(biāo)產(chǎn)物的最大化合成。其次，過(guò)程控制有助于維持發(fā)酵過(guò)程的穩(wěn)定性，及時(shí)消除或緩解發(fā)酵過(guò)程中出現(xiàn)的各種異常情況（如染菌、產(chǎn)酸、底物抑制等），保證發(fā)酵過(guò)程的順利進(jìn)行。此外，通過(guò)控制發(fā)酵參數(shù)，可以?xún)?yōu)化發(fā)酵周期，提高底物利用率，降低生產(chǎn)成本，并確保產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定。例如，通過(guò)調(diào)節(jié)通氣量控制溶氧，可以影響微生物代謝途徑的選擇，進(jìn)而影響目標(biāo)產(chǎn)物的類(lèi)型和產(chǎn)量。因此，有效的發(fā)酵過(guò)程控制是現(xiàn)代發(fā)酵工業(yè)實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、低耗的關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)。六、計(jì)算題解：(1)當(dāng)S=20g/L時(shí)，瞬時(shí)生長(zhǎng)速率μ'=μmax*(S/(Ks+S))=0.2h?1*(20g/L/(10g/L+20g/L))=0.2h?1*(20/30)=0.2h?1*(2