發(fā)酵工程工藝流程評(píng)估試卷及答案考試時(shí)長：120分鐘滿分：100分發(fā)酵工程工藝流程評(píng)估試卷及答案考核對(duì)象：發(fā)酵工程專業(yè)學(xué)生、行業(yè)從業(yè)者題型分值分布：-判斷題（總共10題，每題2分）：總分20分-單選題（總共10題，每題2分）：總分20分-多選題（總共10題，每題2分）：總分20分-案例分析（總共3題，每題6分）：總分18分-論述題（總共2題，每題11分）：總分22分總分：100分---一、判斷題（每題2分，共20分）1.發(fā)酵過程中，菌種的生長和產(chǎn)物合成階段是同步進(jìn)行的。2.糖蜜是工業(yè)發(fā)酵中最常用的碳源，其利用率通常高于葡萄糖。3.發(fā)酵罐的攪拌速度越高，溶氧傳遞效率越好。4.發(fā)酵過程中pH值的波動(dòng)會(huì)對(duì)菌種活性產(chǎn)生顯著影響。5.篩選高產(chǎn)菌株的主要方法包括平板劃線法和顯微鏡觀察法。6.發(fā)酵液的過濾通常采用板框過濾機(jī)或轉(zhuǎn)鼓過濾機(jī)。7.發(fā)酵過程中產(chǎn)生的熱量主要通過冷卻系統(tǒng)進(jìn)行散發(fā)。8.補(bǔ)料分批發(fā)酵（Fed-batch）可以提高目標(biāo)產(chǎn)物的濃度。9.發(fā)酵過程中，無菌操作是防止雜菌污染的關(guān)鍵措施。10.發(fā)酵工藝優(yōu)化主要關(guān)注產(chǎn)率和生產(chǎn)效率的提升。---二、單選題（每題2分，共20分）1.下列哪種培養(yǎng)基屬于合成培養(yǎng)基？A.豆餅粉培養(yǎng)基B.麥芽汁培養(yǎng)基C.蛋白胨培養(yǎng)基D.玉米粉培養(yǎng)基2.發(fā)酵過程中，溶氧不足會(huì)導(dǎo)致哪種現(xiàn)象？A.菌種快速繁殖B.產(chǎn)物合成加速C.副產(chǎn)物生成增加D.菌種代謝活性降低3.下列哪種設(shè)備主要用于發(fā)酵液的固液分離？A.蒸發(fā)器B.離心機(jī)C.膜過濾機(jī)D.冷凝器4.發(fā)酵過程中，溫度控制的主要目的是？A.提高設(shè)備利用率B.促進(jìn)菌種生長C.減少能耗D.增加碳源利用率5.下列哪種方法不屬于菌種篩選技術(shù)？A.篩選平板法B.液體發(fā)酵法C.顯微鏡計(jì)數(shù)法D.篩選搖瓶法6.發(fā)酵過程中，pH值過高會(huì)導(dǎo)致？A.菌種生長加速B.產(chǎn)物合成效率提高C.副產(chǎn)物生成增加D.菌種活性增強(qiáng)7.下列哪種設(shè)備主要用于發(fā)酵過程中的攪拌？A.冷凝器B.蒸發(fā)器C.攪拌器D.離心機(jī)8.發(fā)酵過程中，補(bǔ)料分批發(fā)酵的主要優(yōu)點(diǎn)是？A.提高產(chǎn)率B.降低成本C.減少污染D.提高效率9.下列哪種培養(yǎng)基屬于天然培養(yǎng)基？A.蛋白胨培養(yǎng)基B.豆餅粉培養(yǎng)基C.合成培養(yǎng)基D.玉米粉培養(yǎng)基10.發(fā)酵過程中，無菌操作的主要目的是？A.提高設(shè)備利用率B.防止雜菌污染C.減少能耗D.增加碳源利用率---三、多選題（每題2分，共20分）1.發(fā)酵過程中，影響菌種生長的因素包括？A.溫度B.pH值C.溶氧D.碳源E.攪拌速度2.下列哪些設(shè)備屬于發(fā)酵罐的輔助設(shè)備？A.冷卻系統(tǒng)B.攪拌器C.空氣壓縮機(jī)D.過濾機(jī)E.蒸發(fā)器3.發(fā)酵過程中，常見的副產(chǎn)物包括？A.乙醇B.乳酸C.乙酸D.丙酮E.甲醇4.下列哪些方法可用于菌種篩選？A.平板劃線法B.顯微鏡觀察法C.液體發(fā)酵法D.篩選搖瓶法E.篩選平板法5.發(fā)酵過程中，溫度控制的主要目的是？A.促進(jìn)菌種生長B.提高產(chǎn)物產(chǎn)率C.減少能耗D.防止雜菌污染E.提高設(shè)備利用率6.下列哪些設(shè)備屬于發(fā)酵罐的攪拌系統(tǒng)？A.攪拌器B.馬達(dá)C.減速器D.傳動(dòng)軸E.冷凝器7.發(fā)酵過程中，pH值控制的主要目的是？A.促進(jìn)菌種生長B.提高產(chǎn)物產(chǎn)率C.減少副產(chǎn)物生成D.防止雜菌污染E.提高設(shè)備利用率8.下列哪些方法可用于發(fā)酵過程的優(yōu)化？A.菌種改造B.培養(yǎng)基優(yōu)化C.工藝參數(shù)調(diào)整D.設(shè)備改進(jìn)E.無菌操作9.發(fā)酵過程中，常見的分離純化方法包括？A.過濾B.膜過濾C.萃取D.沉淀E.蒸發(fā)10.發(fā)酵過程中，無菌操作的主要目的是？A.防止雜菌污染B.提高設(shè)備利用率C.減少能耗D.增加碳源利用率E.提高產(chǎn)物產(chǎn)率---四、案例分析（每題6分，共18分）1.案例背景：某制藥公司采用發(fā)酵法生產(chǎn)青霉素，發(fā)酵過程中發(fā)現(xiàn)青霉素產(chǎn)量低于預(yù)期，且發(fā)酵液粘稠度較高，過濾困難。請(qǐng)分析可能的原因并提出解決方案。2.案例背景：某食品公司采用發(fā)酵法生產(chǎn)乳酸，發(fā)酵過程中發(fā)現(xiàn)乳酸產(chǎn)量低于預(yù)期，且發(fā)酵液pH值波動(dòng)較大。請(qǐng)分析可能的原因并提出解決方案。3.案例背景：某生物技術(shù)公司采用發(fā)酵法生產(chǎn)胰島素，發(fā)酵過程中發(fā)現(xiàn)菌種生長緩慢，且發(fā)酵液中含有大量雜菌。請(qǐng)分析可能的原因并提出解決方案。---五、論述題（每題11分，共22分）1.請(qǐng)論述發(fā)酵過程中，溫度、pH值和溶氧對(duì)菌種生長和產(chǎn)物合成的影響，并提出相應(yīng)的控制措施。2.請(qǐng)論述發(fā)酵工藝優(yōu)化的主要方法，并舉例說明其在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用。---標(biāo)準(zhǔn)答案及解析---一、判斷題1.×（菌種的生長和產(chǎn)物合成階段并非同步進(jìn)行，通常存在生長階段和產(chǎn)物合成階段。）2.√（糖蜜是工業(yè)發(fā)酵中最常用的碳源，其利用率通常高于葡萄糖。）3.×（攪拌速度過高會(huì)導(dǎo)致剪切力過大，反而降低溶氧傳遞效率。）4.√（pH值的波動(dòng)會(huì)影響酶的活性，進(jìn)而影響菌種活性。）5.√（篩選高產(chǎn)菌株的主要方法包括平板劃線法和顯微鏡觀察法。）6.√（發(fā)酵液的過濾通常采用板框過濾機(jī)或轉(zhuǎn)鼓過濾機(jī)。）7.√（發(fā)酵過程中產(chǎn)生的熱量主要通過冷卻系統(tǒng)進(jìn)行散發(fā)。）8.√（補(bǔ)料分批發(fā)酵可以提高目標(biāo)產(chǎn)物的濃度。）9.√（發(fā)酵過程中，無菌操作是防止雜菌污染的關(guān)鍵措施。）10.√（發(fā)酵工藝優(yōu)化主要關(guān)注產(chǎn)率和生產(chǎn)效率的提升。）---二、單選題1.C（蛋白胨培養(yǎng)基屬于合成培養(yǎng)基。）2.C（溶氧不足會(huì)導(dǎo)致副產(chǎn)物生成增加。）3.B（離心機(jī)主要用于發(fā)酵液的固液分離。）4.B（發(fā)酵過程中，溫度控制的主要目的是促進(jìn)菌種生長。）5.C（顯微鏡計(jì)數(shù)法不屬于菌種篩選技術(shù)。）6.C（pH值過高會(huì)導(dǎo)致副產(chǎn)物生成增加。）7.C（攪拌器主要用于發(fā)酵過程中的攪拌。）8.A（補(bǔ)料分批發(fā)酵的主要優(yōu)點(diǎn)是提高產(chǎn)率。）9.B（豆餅粉培養(yǎng)基屬于天然培養(yǎng)基。）10.B（發(fā)酵過程中，無菌操作的主要目的是防止雜菌污染。）---三、多選題1.A,B,C,D,E（溫度、pH值、溶氧、碳源和攪拌速度均會(huì)影響菌種生長。）2.A,B,C,D,E（冷卻系統(tǒng)、攪拌器、空氣壓縮機(jī)、過濾機(jī)和蒸發(fā)器均屬于發(fā)酵罐的輔助設(shè)備。）3.A,B,C,D,E（乙醇、乳酸、乙酸、丙酮和甲醇均為常見的副產(chǎn)物。）4.A,B,C,D,E（平板劃線法、顯微鏡觀察法、液體發(fā)酵法、篩選搖瓶法和篩選平板法均可用于菌種篩選。）5.A,B,D,E（溫度控制的主要目的是促進(jìn)菌種生長、提高產(chǎn)物產(chǎn)率、防止雜菌污染和提高設(shè)備利用率。）6.A,B,C,D（攪拌器、馬達(dá)、減速器和傳動(dòng)軸均屬于發(fā)酵罐的攪拌系統(tǒng)。）7.A,B,C,D,E（pH值控制的主要目的是促進(jìn)菌種生長、提高產(chǎn)物產(chǎn)率、減少副產(chǎn)物生成、防止雜菌污染和提高設(shè)備利用率。）8.A,B,C,D,E（菌種改造、培養(yǎng)基優(yōu)化、工藝參數(shù)調(diào)整、設(shè)備改進(jìn)和無菌操作均可用于發(fā)酵過程的優(yōu)化。）9.A,B,C,D,E（過濾、膜過濾、萃取、沉淀和蒸發(fā)均為常見的分離純化方法。）10.A,B,C,D,E（無菌操作的主要目的是防止雜菌污染、提高設(shè)備利用率、減少能耗、增加碳源利用率和提高產(chǎn)物產(chǎn)率。）---四、案例分析1.可能原因：-青霉素產(chǎn)量低于預(yù)期可能是由于菌種代謝途徑受阻、培養(yǎng)基營養(yǎng)不均衡或發(fā)酵條件不適宜。-發(fā)酵液粘稠度較高可能是由于菌種生長過快導(dǎo)致胞外多糖等物質(zhì)積累。解決方案：-優(yōu)化培養(yǎng)基配方，增加必需的營養(yǎng)物質(zhì)，如氮源、磷源和微量元素。-調(diào)整發(fā)酵條件，如溫度、pH值和溶氧，以促進(jìn)菌種生長和產(chǎn)物合成。-采用新型過濾材料或預(yù)處理技術(shù)，降低發(fā)酵液粘稠度。2.可能原因：-乳酸產(chǎn)量低于預(yù)期可能是由于菌種代謝途徑受阻、培養(yǎng)基營養(yǎng)不均衡或發(fā)酵條件不適宜。-發(fā)酵液pH值波動(dòng)較大可能是由于菌種代謝產(chǎn)物積累或培養(yǎng)基緩沖能力不足。解決方案：-優(yōu)化培養(yǎng)基配方，增加必需的營養(yǎng)物質(zhì)，如氮源、磷源和微量元素。-調(diào)整發(fā)酵條件，如溫度、pH值和溶氧，以促進(jìn)菌種生長和產(chǎn)物合成。-增加緩沖物質(zhì)，如磷酸鹽，以穩(wěn)定發(fā)酵液pH值。3.可能原因：-菌種生長緩慢可能是由于培養(yǎng)基營養(yǎng)不均衡或發(fā)酵條件不適宜。-發(fā)酵液中含有大量雜菌可能是由于無菌操作不嚴(yán)格或發(fā)酵罐密封不嚴(yán)。解決方案：-優(yōu)化培養(yǎng)基配方，增加必需的營養(yǎng)物質(zhì)，如氮源、磷源和微量元素。-調(diào)整發(fā)酵條件，如溫度、pH值和溶氧，以促進(jìn)菌種生長和產(chǎn)物合成。-加強(qiáng)無菌操作，確保發(fā)酵罐和培養(yǎng)基的無菌性。---五、論述題1.溫度、pH值和溶氧對(duì)菌種生長和產(chǎn)物合成的影響及控制措施：-溫度：溫度是影響菌種生長和產(chǎn)物合成的重要因素。過高或過低的溫度都會(huì)影響酶的活性，進(jìn)而影響菌種生長和產(chǎn)物合成。控制措施包括：采用恒溫發(fā)酵罐，根據(jù)菌種生長特性設(shè)定適宜的溫度范圍。-pH值：pH值會(huì)影響酶的活性，進(jìn)而影響菌種生長和產(chǎn)物合成。過高或過低的pH值都會(huì)影響菌種活性。控制措施包括：采用pH自動(dòng)控制系統(tǒng)，根據(jù)菌種生長特性設(shè)定適宜的pH值范圍。-溶氧：溶氧是影響好氧菌生長和產(chǎn)物合成的重要因素。溶氧不足會(huì)導(dǎo)致菌種生長緩慢，產(chǎn)物合成受阻?？刂拼胧┌ǎ翰捎脭嚢柘到y(tǒng)，增加發(fā)酵液的溶氧量。2.發(fā)酵工藝優(yōu)化的主要方法及實(shí)際應(yīng)用：-菌種改造：通過基因工程、誘變育種等方法，提高菌種的產(chǎn)率和生產(chǎn)效率。例如，通過基因工程改造大腸桿菌，提高其生產(chǎn)胰島素的效率。