微生物工程：
发酵工程、生物冶金、环境保护、微生物勘探、能源开发等。
概念：
利用微生物生长代谢活动产生的各种生理活性物质来生产商业产品。
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狭义“发酵”的定义：在生物化学或生理学上发酵是指微生物在无氧条件下，分解各种有机物质产生能量的一种方式，或者更严格地说，发酵是以有机物作为电子受体的氧化还原产能反应。如葡萄糖在无氧条件下被微生物利用产生酒精并放出二氧化碳。同时获得能量，丙酮酸被还原为乳酸而获得能量等等。
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广义“发酵”的定义：工业上所称的发酵是泛指利用生物细胞制造某些产品或净化环境的过程，它包括厌氧培养的生产过程，如酒精、丙酮丁醇、乳酸等，以及通气（有氧）培养的生产过程，如抗生素、氨基酸、酶制剂等的生产。产品即有细胞代谢产物，也包括菌体细胞、酶等。
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“发酵工程”的定义：应用微生物学等相关的自然科学以及工程学原理，利用微生物等生物细胞进行酶促转化，将原料转化成产品或提供社会性服务的一门科学。
基本概念
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发酵工程的特点
发酵和其他化学工业的最大区别在于它是生物体所进行的化学反应。其主要特点如下：1·发酵过程一般来说都是在常温常压下进行的生物化学反应，反应安全，要求条件也比较简单。
2·发酵所用的原料简单粗放。通常以淀粉、糖蜜或其他农副产品为主，只要加入少量的有机和无机氮源就可进行反应。微生物因不同的类别可以有选择地去利用它所需要的营养。基于这一特性，可以利用废水和废物等作为发酵的原料进行生物资源的改造和更新。
3·发酵过程是通过生物体的自动调节方式来完成的，反应的专一性强，因而可以得到较为单一的代谢产物。
4·发酵过程中对杂菌污染的防治至关重要。除了必须对设备进行严格消毒处理和空气过滤外，反应必须在无菌条件下进行。如果污染了杂菌，生产上就要遭到巨大的经济损失，要是感染了噬菌体，对发酵就会造成更大的危害。因而维持无菌条件是发酵成败的关键。
5·由于生物体本身所具有的反应机制，能够专一性地和高度选择性地对某些较为复杂的化合物进行特定部位地氧化、还原等化学转化反应，也可以产生比较复杂的高分子化合物。
6·微生物菌种是进行发酵的根本因素，通过变异和菌种筛选，可以获得高产的优良良菌株并使生产设备得到充分利用，也可以因此获得按常规方法难以生产的产品。
7·工业发酵与其他工业相比，投资少，见效快，并可以取得显著的经济效益。
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发酵的类型按发酵原料来区分
糖类物质发酵
石油发酵
废水发酵
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按发酵形式来区分
固态发酵
深层液体发酵
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按发酵产物区分
氨基酸发酵
有机酸发酵
抗生素发酵
酒精发酵
维生素发酵
酶制剂发酵
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按发酵工艺流程区分
分批发酵
分批补料发酵
连续发酵
发酵的类型
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按发酵过程中对氧的不同需求来分
好氧发酵
厌氧发酵
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发酵过程的组成
繁殖种子和发酵生产所用的培养基组份确定；
培养基、发酵罐及其附属设备的灭菌；
培养出有活性、适量的纯种，接种入生产容器中；
微生物在最适合于产物生长的条件下，在发酵罐中生长；
产物提取和精制；
过程中排出的废弃物的处理。
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发酵生产的条件
某种适宜的微生物
保证或控制微生物进行代谢的各种条件（培养基组成，温度，溶氧，pH等）
进行微生物发酵的设备
提取菌体或代谢产物，精制成产品的方法和设备
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菌体
工业生产的微生物体，可分为二种：
供制备面包用的酵母；
作为人类或动物的食物的微生物细胞（单细胞蛋白质）。
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微生物的酶
工业上，曾由植物、动物和微生物生产酶。微生物的酶可以用发酵技术大量生产，是其最大的优点。而且与植物或动物相比，改进微生物的生产能力也方便得多。酶的生产是受到微生物本身严格控制。为改进酶的生产能力可以改变这些控制，如在培养基中加入诱导物和采用菌株的诱变和筛选技术，以消除反馈阻遏作用。
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微生物代谢产物---代谢产物的类别
初级代谢产物：氨基酸、核苷酸、蛋白质、核酸、脂类和碳水化合物等。
次级代谢产物：有些微生物的稳定期培养物中所含有的化合物，并不在营养期时出现，而且未见到对细胞代谢功能有明显的影响。例如，抗生素。
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微生物代谢产物---初级代谢产物及其在工业上的用途举例
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生物转化过程---定义
生物细胞或其产生的酶能将一种化合物转化成化学结构相似，但在经济上更有价值的化合物。
转化反应是催化脱氢、氧化、羟化、缩合、脱羧、氨化、脱氨化或同分异构作用。
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生物转化过程---特点
反应条件温和(30-40℃，常压，水相反应)
反应选择性高
反应产物纯度高（包括光学纯）
反应底物简单便宜（一般无毒、不易燃）
反应收率主要取决于菌种的性能
设备简单
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生物工程重要的组成部分
发酵工程( Fermentation )
酶工程(蛋白质工程) (Enzyme engineering & Protein engineering)
基因工程( Genetic engineering)
细胞工程( Cell engineering )
发酵工程的过去－－发酵工业发展年鉴
由食品工业向非食品工业发展
抗菌素发酵工业
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异位生物修复
原位生物修复
◆土著原位
◆工程原位
废水生物处理工程
生物修复
发酵工程的现在－－解决的问题
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1 微生物菌株选育→→微生物菌株选育、改造与功能优化技术工业环境与自然环境的巨大差异
微生物长期进化的经济型生存本能
发酵工程的障碍
微生物及其分子的适应能力
微生物效率与产率
技术手段：
代谢组学
流量组学
代谢工程
生物信息学
高通量筛选
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2 发酵工艺→→发酵过程优化、控制与反应器技术
优化的目标是创造最适合微生物或酶工作的环境
需要发展过程环境参数和微生物生理参数的在线监测技术
基于工业微生物生理的发酵过程模型化、预测和控制技术
基于人工智能的生物转化过程精细控制技术
发酵工程的现在－－研究的内容
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3 单元操作→→发酵工程过程工程技术
细胞群体效应及过程放大原理
1 大规模细胞群体行为及过程放大原理
多相复杂体系物质和能量传递与生物转化规律
2 生化反应过程放大原理与方法
3 多相生化特性分析及生物过程模型化
4 生物/化学方法耦联设计与调控
生物过程单元耦合与过程优化原理
5 工业生物过程单元耦合与集成
6 工业生物过程的系统控制与优化
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4 发酵产品分离提取工艺→→发酵产品高效提取技术与装备
发酵罐
1、提高产品收率
2、降低生产成本
目标
生物反应与产物分离的耦合技术
新型分离介质和新型分离方法
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5废物处理→→绿色制造工艺的开发
1·利用微生物细胞或酶的生物催化功能，进行大规模的物质加工与转化的先进生产方式
2·针对高污染、高能耗的化学工业过程，以生物加工取代化学加工
3·采用酶技术等方法，改造造纸、皮革、纺织、医药、食品等行业
节约能耗、降低水资源消耗、降低污染物排放、实现环境友好过程
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发酵工程的现在－－关键技术问题
1 微生物能够积累最大目的产物(产量)的条件是什么？
高产量便于产品分离提取
2 底物最多被微生物转化为产物(转化率)的条件是什么？
粮食原料为底物高转化率降低原料成本
3 微生物最快速度发酵生产目的产物的条件是什么？
分批操作为主高生产强度缩短生产周期
高产量
高底物转化率
高生产强度
优化策略
在理论和技术上有突破,在工业生产中能广泛应用
显著提高发酵过程的经济性和科学性
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发酵工程的现在
1 发酵工程是工业生物技术的主要部分，由于国家需求和社会发展，主要目标已从生活资料的生产转向解决资源、能源和环境问题
2 发酵工程的技术内涵，已经从主要是工业应用技术，发展为紧密依靠生物学、工程学基础研究的工程技术
3 发酵工业与其它学科的交叉，已经从产品生产过程拓展到关键技术、方法学
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发酵工业的现在
4 生产规模大
醋、酱油、啤酒等产量世界第一
抗生素，如青霉素等产量世界第一
维生素C、氨基酸(味精) 、有机酸(如柠檬酸）等产量世界第一
5 产品种类多
5000多家, 相关产业年产值超过2万亿元，占国民经济的20%
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6 工艺技术落后
7 环境污染严重
每年废水达80亿m3(工业排放总量10%)，COD排放500万吨(20％)
生产水平低25%-45%、能耗高40%、水耗高55%
8 创新品种较少部分产品长期依赖进口
中国不是发酵工业强国
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1 基于组学技术的高通量菌种改造和筛选平台
2 基于组学和生物信息学的代谢途径分析与优化
3 基于实时代谢流分析、代谢途径模型和智控工程的集约型发酵过程控制与优化技术
4 基于发酵液及产品特性的高收率、低成本、高质量和环境友好的集成型提取精制技术
5 基于源头防治与过程监控的资源节约与废物资源化清洁生产技术
发酵工程思考题(含答 案)
发酵工程课后思考题 第一章绪论 1、发酵及发酵工程定义？ 答：它是应用微生物学等相关的自然科学以及工程学原理，利用微生物等生物细胞进行酶促转化，将原料转化成产品或提供社会性服务的一门科学。由于它以培养微生物为主，所以又称为微生物工程。 2、发酵工程基本组成部分？ 答：从广义上讲分为三部分：上游工程、发酵工程、下游工程 3、发酵工业产业化应抓好哪三个环节？ 答：发酵工程产业化就是将有关应用微生物的科学研究成果转化为发酵产品，并投向市场的过程。 三个环节：投产试验、规模化生产和市场营销。 ①投产试验：涉及到”上、中、下三游”工作，即研究成果的验证、小试、中试和扩大试验。 ②规模化生产：值得注意的是产品质量问题，其检测必须符合相应产品标准。 ③市场营销：市场开拓对技术本身影响不大，但参与市场竞争却是产业化成败的决定因素。 4、当前发酵工业面临三大问题是什么？ 答：菌种问题 纯种，遗传稳定性，安全，周期短、转化率高产率高抗污染能力强：噬菌体、蛭弧菌； 合适的反应器 生产规模化原料利用量大，并且具有一定选择性，节能，结构多样化、操作制动化，节劳力。 基质的选择
价廉原料利用量大，并且具有一定选择性易被利用、副产物少，满足工艺要求。 5、我国发酵工业应该走什么样的产业化道路？发酵过程的组成部分？ 答第一步为技术积累阶段、第二步为产业崛起阶段、第三步为持续发展阶段 典型的发酵过程可划分成六个基本组成部分： （1）繁殖种子和发酵生产所用的培养基组份设定； （2）培养基、发酵罐及其附属设备的灭菌； （3）培养出有活性、适量的纯种，接种入生产容器中； （4）微生物在最适合于产物生长的条件下，在发酵罐中生长； （5）产物分离和精制； （6）过程中排出的废弃物的处理。 第二章菌种的来源(1) 1、自然界分离微生物的一般操作步骤？ 答：标本采集，预处理，富集培养，菌种分离（初筛，复筛），发酵性能鉴定，菌种保藏2、从环境中分离目的微生物时，为何一定要进行富集？ 答：让目的微生物在种群中占优势，使筛选变得可能。 3、什么叫自然选育？自然选育在工艺生产中的意义？ 答：不经人工处理，利用微生物的自然突变进行菌种选育的过程称为自然选育。 意义：自然选育是一种简单易行的方法，可达到纯化菌种、防止菌种退化、稳定生产、提高产量的目的。虽然其突变率很低，但却是工厂保证稳产高产的重要措施。 4、诱变育种对出发菌株有哪些要求？ 答：出发菌株指用于诱变育种的最初菌株或每代诱变的试验菌株。 选择出发菌株的要求：
发酵工程课后思考题 第一章绪论 1、发酵及发酵工程定义？ 答：它是应用微生物学等相关的自然科学以及工程学原理，利用微生物等生物细胞进行酶促转化，将原料转化成产品或提供社会性服务的一门科学。由于它以培养微生物为主，所以又称为微生物工程。 2、发酵工程基本组成部分？ 答：从广义上讲分为三部分：上游工程、发酵工程、下游工程 3、发酵工业产业化应抓好哪三个环节？ 答：发酵工程产业化就是将有关应用微生物的科学研究成果转化为发酵产品，并投向市场的过程。 三个环节：投产试验、规模化生产和市场营销。 ①投产试验：涉及到”上、中、下三游”工作，即研究成果的验证、小试、中试和扩大试验。 ②规模化生产：值得注意的是产品质量问题，其检测必须符合相应产品标准。 ③市场营销：市场开拓对技术本身影响不大，但参与市场竞争却是产业化成败的决定因素。 4、当前发酵工业面临三大问题是什么？ 答：菌种问题 纯种，遗传稳定性，安全，周期短、转化率高产率高抗污染能力强：噬菌体、蛭弧菌； 合适的反应器 生产规模化原料利用量大，并且具有一定选择性，节能，结构多样化、操作制动化，节劳力。 基质的选择 价廉原料利用量大，并且具有一定选择性易被利用、副产物少，满足工艺要求。 5、我国发酵工业应该走什么样的产业化道路？发酵过程的组成部分？ 答第一步为技术积累阶段、第二步为产业崛起阶段、第三步为持续发展阶段 典型的发酵过程可划分成六个基本组成部分： （1）繁殖种子和发酵生产所用的培养基组份设定； （2）培养基、发酵罐及其附属设备的灭菌； （3）培养出有活性、适量的纯种，接种入生产容器中； （4）微生物在最适合于产物生长的条件下，在发酵罐中生长； （5）产物分离和精制； （6）过程中排出的废弃物的处理。 第二章菌种的来源(1) 1、自然界分离微生物的一般操作步骤？ 答：标本采集，预处理，富集培养，菌种分离（初筛，复筛），发酵性能鉴定，菌种保藏 2、从环境中分离目的微生物时，为何一定要进行富集？ 答：让目的微生物在种群中占优势，使筛选变得可能。 3、什么叫自然选育？自然选育在工艺生产中的意义？ 答：不经人工处理，利用微生物的自然突变进行菌种选育的过程称为自然选育。 意义：自然选育是一种简单易行的方法，可达到纯化菌种、防止菌种退化、稳定生产、提高产量的目的。虽然其突变率很低，但却是工厂保证稳产高产的重要措施。 4、诱变育种对出发菌株有哪些要求？
发酵工程总结50327
1 绪论 1-1何谓发酵？生物化学和工业上的发酵有何不同？ 生物化学意义上的发酵是指细胞在无氧条件下，分解葡萄糖或有机物产生能量的过程。 工业意义上的发酵是泛指利用培养细胞（包括动物、植物和微生物）获得产物的任何有氧或无氧的过程。 1-2何谓发酵工程？其主要内容是什么？请简述其与生物技术的关系。 发酵工程是利用生物体为工业化生产服务的一门工程技术，即利用生物体的生命活动产生的酶，对无机或有机原料进行酶加工（生物反应过程），获得产品的工程化技术。 它是研究生物技术产业化的一门学科，其主体包括生物反应工程和产品提取、精制的下游工程。主要研究内容： 1）优良菌种的选育； 2）合适的生物反应工程包括生物反应过程的优化、反应器的选择和下游工程生物技术是应用自然科学和工程学的原理，依靠生物催化剂（酶或细胞）的作用将物料进行加工以提供产品或为社会服务的技术。它包括基因工程、细胞工程、发酵工程、酶工程、生化工程等五大工程。生物技术的核心是基因工程，但又离不开发酵工程。发酵工程是基因工程和酶工程的表达，即大部分生物工程的产品均要通过发酵工程来完成。所以说，发酵工程在生物工程中是最关键的过程。现代发酵工程处于生物技术的中心地位，绝大多数生物技术的目
标都是通过发酵工程来实现的。因此生物技术的主要应用领域往往就是发酵工程的研究对象。 1-3请简述发酵工程的发展史。 1）基因工程出现之前的时代（1982年前）； 1859年发现发酵原理、设计了便于灭菌的密闭式发酵罐； 1929,1940年发现和分离出青霉素，青霉素发酵、将通气搅拌引入发酵工业；1956年谷氨酸等氨基酸、核苷酸等发酵成功、代谢控制育种理论的建立； 60年代采用烷烃、乙酸、天然气等为原料的石油发酵； 2）基因工程出现后的时代（1982年后）。 80 年代随着基因工程技术的发展，人们可定向选育高产菌株； 1991年综述代谢工程，在对细胞内代谢网络系统分析的基础上开始运用基因工程技术改造细胞代谢途径，以改进细胞性能或提高产物生产能力。 组学的发展…… 系统工程和合成生物学…… 1-4 何谓初级代谢和次生代谢？举例说明初级代谢产物和次生代谢产物。 初级代谢：微生物从外界吸收各种营养物质，通过分解代谢和合成代谢，生成维持生命活动的物质和能量的过程称为初级代谢。常见的初级代谢产物有：乙醇、氨基酸、呈味核苷酸、有机酸、多羟基化合物、多糖（黄原胶、结冷胶）、糖类和维生素。
第一章绪论 1.地基：承担建筑物的全部荷载的那部分地层，分为天然地基人工地基。 基础：建筑物的像地基传递荷载的下部结构。分为浅基础和深基础。 2.基础设计必须满足的三个基本要求。强度要求、变形要求、上部结构的其他要求。 3.基础工程设计：基础设计（基础形式的选择，基础埋置深度，基底面积大小，基础内力和断面计算，如果地下部分是多层的结构还应包括地下结构的计算) 地基设计（地基土的承载力确定，地基变形计算，地基稳定性计算） 第二章浅基础 1.天然地基上浅基础的设计内容： （1）选择基础的材料类型进行基础平面布置 （2）确定地基城池力层和基础埋置深度 （3）确定地基承载力 （4）确定基础的地面尺寸，必要时进行地基变形与稳定性计算 （5）进行基础结构设计 （6）绘制基础施工图提出施工说明 2.连续基础包括：柱下条形基础、柱下交叉条形基础、筏形基础、箱形基础 3.荷载取值的规定： （1）按地基承载力确定基础底面积及埋深时，传至基础底面上的作用效应应按正常使用极限状态下作用的标准组合；相应的抗力应采用地基承载力特征值 （2）计算地基变形时，传至基础底面上的，作用效应应按正常使用极限状态下作用的准永久组合，不应计入风荷载和地震作用；相应的限值因为地基变形允许值。（3）计算挡土墙、地基或滑坡稳定以及基础抗浮稳定时，作用效应应按承载能力极限状态下作用的基本组合，但其分项系数均为1.0 （4）在确定基础高度、支挡结构截面、计算基础或支挡结构内力，确定配筋和验算材料强度时，上部结构传来的作用效应和相应的基底反力，挡土墙土压力，以及滑坡推力，应按承载能力极限状态下作用的基本组合，采用相应的分项系数。当需要验算基础裂缝宽度时应按正常使用极限状态下作用的标准组合。 （5）有永久作用控制的基本组合值可采取标准组合值的1.35倍。 4.三合土：由石灰、沙和骨料加水混合而成的。 5.柱下条形基础：优点：抗弯刚度较大，具有调整不均匀沉降的能力，并能将所承受的集中柱荷载较均匀地分布到整个基地面积上。适用：软弱地基上框架或排架结构的一种基础形式 6.基础埋置深度的选择：基础埋置深度之基础底面至天然地面的距离 （1）与建筑物有关的条件（2）工程地质条件：直接支撑基础的土层称为持力层，其下的各土层称为下卧层（3）水文地质条件 （4）地基冻融条件 （5）场地环境条件 7.浅基础的地基承载力： （1）地基承载力是指地基承受荷载的能力。 地基承载力特征值：在保证地基稳定的条件下，使建筑物的沉降量不超过允许值的地基承载力。 （2）地基承载力特征值的确定方法： ①按土的抗剪强度指标确定：a.地基极限承载力的理论公式：fa=Pu/k b.规范推荐的理论公式 ②按地基载荷试验确定：浅层平板载荷试验、深层平板试验、以及螺旋板载荷试验 ③按规范提供的承载力表确定：当基础宽度大于3米或埋置深度大于0.5米，应进行修正。 fa=fak+ηbγ(b-3)+ηbγm(d-0.5) ④在土质基本相同的情况下，参照邻近建筑物的工程经验确定。 8.地基变形按其特征可分为四种： （1）沉降量：独立基础中心点的沉降值或整幢建筑物基础的平均沉降值。 （2）沉降差：相邻两个柱基的沉降量之差 （3）倾斜：基础倾斜方向两端点的沉降差与其距离的比值 （4）局部倾斜：砌体承重结构严重向6-10m内基础两点的沉降差与其距离的比值9.地基变形用什么验算？ （1）砌体承重结构对地基的不均匀沉降是很敏感的其损坏主要由于墙体挠曲引起局部出现斜裂缝，故砌体承重结构的地基变形有局部倾斜控制。 （2）框架结构和单层排架结构主要因相邻柱基的沉降差使构件受扭曲而损坏，因此其地基变形由沉降差控制。 （3）高耸结构和高层建筑的整体高度很大，可近似视为刚性结构，其地基变形应由建筑物的整体倾斜控制，必要时应控制平均沉降量。 10.基础底面尺寸的确定： （一）轴心荷载作用： ①Pk≤fa ②Pk=(Fk+Gk)/A ③Gk=γG A d一γwAh w
第一章绪论 发酵工程：发酵工程是指采用现代工程技术手段，利用微生物的某些特定功能，为人类生产有用的产品的一种新技术。 发酵工程是生物技术的重要组成部分，是生物技术产业化的重要技术基础。 应用遍及轻工、食品、化工、能源、环保、农业、医药等国民经济诸多领域 发酵工程组成 从广义上讲，由三部分组成：上游工程、发酵工程、下游工程 一、何为发酵？ 来源拉丁语“Fervere”“Fermentation” 用于描述果汁或麦芽浸出液中的糖在缺氧条件下降解而产生二氧化碳所引起的“沸腾”现象。狭义定义生物化学或生理学上 发酵指微生物在无氧条件下，分解各种有机物质产生能量的一种方式。 广义定义工业上 发酵泛指利用生物细胞制造某些产品或净化环境的过程。厌氧培养有氧培养 发酵定义 是利用微生物或其他生物细胞（动、植物细胞）的培养，产生和积累人们所需产品的过程。 二、发酵工业的发展史 1.天然发酵阶段（19世纪以前） 特点 ?1.手工作坊或家庭式生产 ?2.非纯种培养 ?3.产品质量不稳定 ?4.凭经验传授技术 ?5.一般为嫌气发酵 ?17世纪后叶，列文虎克发明显微镜，首次观察到大量的微生物 ?19世纪中叶，巴斯德（微生物学之父提出了著名的发酵理论：“一切发酵过程都是微生物作用的结果。”），发酵是微生物作用的结果，认识了发酵的生理学意义 ?19世纪后期，柯赫（细菌学之父），建立了单种微生物分离和纯培养技术，利用控制特定微生物发酵生产特定产品 2.纯培养技术的建立（1905-1940年） 在一次大战时，魏兹曼开拓了丁醇丙酮发酵，并建立了真正的无杂菌发酵。 特点 ?表面培养 ?生产过程简单，对设备要求不高 ?生产规模不大 ?嫌气或好气发酵 3.深层发酵阶段（1940年以后） 1943年，在发酵罐中采用通气搅拌的深层培养法生产青霉素。 青霉素发酵技术 ?成功地建立起深层通气培养法和一套培养技术（包括通无菌空气，搅拌，培养基灭菌和无菌接种等） ?使微生物在培养过程中的温度、pH、通气量、营养物的供给都受到了严格的控制， ?厌氧—→好氧，导致一大批新产品的开发
《道路工程材料》习题册参考答案 绪论及第一章岩石 一、填空题 1、密度、孔隙率 2、常温常压煮沸真空抽气 3、直接冻融法质量损失百分率耐冻系数 4、耐冻系数抗冻性 5、抗压强度磨耗率 6、分计筛余百分率累计筛余百分率通过百分率 7、细度模数 8、吸水率饱和吸水率 9、自由吸水煮沸真空抽气 10、酸性碱性中性 11、4.75mm、2.36 mm 12 国家标准、部委行业标准、地方标准、企业标准 GB ， QB 13 标准名称，标准分类，标准编号，颁布年份 14 岩浆岩，沉积岩，变质岩 15 3% 二、选择题 1、C 2、B 3、A 4、B 5、D 6、B 7、B 8、D 9、D 10、D 11、C 12、D 13、A 三、判断题 1、× 2、√ 3、× 4、√ 5、× 6、× 7、√ 8、× 9、√10、× 四、术语 1、碱-集料（骨料）反应 ——胶凝材料（如水泥）中含有碱性氧化物（Na2O,K2O），与集料中含有的活性成分（如SiO2）发生化学反应，生成物导致结构破坏的现象。 2、密度 ——在规定条件下，材料在绝对密实状态下的单位体积的质量。
3、表观密度 ——材料在自然状态下单位体积的质量。 4、毛体积密度（岩石） ——在规定条件下，烘干岩石矿质实体包括孔隙（开口和闭口孔隙）体积在内的单位毛体积的质量。 5、孔隙率 ——是指岩石孔隙体积占岩石总体积（包括开口和闭口孔隙）的百分率。 6、比强度 ——材料强度与其密度的比值。 7、抗冻性（岩石） ——是指岩石能够经受反复冻结和融化而不破坏，并不严重降低岩石强度的能力。 8、级配 ——是指集料中各种粒径颗粒的搭配比例或分布情况。 五、计算 1、烧结粘土砖进行抗压试验，干燥状态下的破坏荷载为207KN，饱和水状态下的破坏荷载为172.5KN，砖的受压面积均为115×120mm2。试问该砖能否用于水中结构。 解：软化系数 172.5/172.5 0.8330.85 207/207 R A K A ===<该砖不能用于水中结构。 2、某混凝土配合比中，需干砂660kg，干石子1240kg，施工现场砂含水率为4％，石子含水率为1％。计算施工中砂、石子的用量。 解：砂：m s＝660×（1＋4％）＝686.4Kg 石子：m g＝1240×（1＋1％）＝1252.4Kg 3、已知碎石的表观密度为2.65g/cm3，堆积密度为1500kg/m3，砂子的堆积密度为1550kg/m3，求2.5m3松散状态的碎石至少需要多少重量的砂子才能填满其空隙。 解：空隙率p＝1－1.5/2.65＝43.4％ 2.5m3碎石中空隙体积V=4 3.4％×2.5=1.085m3 砂质量m s =1.085×1550=1681.75Kg 4、已知某岩石的密度为2.65g/cm3，干表观密度为2.56 g/cm3，吸水率为1.5％，试计算该岩石中开口孔隙与闭口孔隙所占的比例。 解：密度ρ=m/v 表观密度ρ0=m/v0 孔隙率P= v0- v / v0=1-ρ0/ρ= 3%
绪论 0.1地基和基础 一、地基和基础的概念（插图） 1地基：受建（构）筑物荷重影响的那一部分地层称为地基 2基础：支撑上部结构荷载并将其传给地层中地基的下部结构称为基础3直接支撑基础的地基称为持力层，在持力层下方的地层称为下卧层。4基础分类： 埋深不大于5cm或埋深与基础底面宽度之比小于1、只需简单施工程序就可以建造起来的基础称为浅基础；埋深较深，且需要特殊方法施工的基础称为深基础，如桩基础、墩基础、沉井、地下连续墙、筏板带桩基础、箱基带桩基础等。 5地基分类： 地层包括岩层和土层，因此地基有岩石地基和土质地基之分。由于人们对选定场地的土质条件无法选择，只能对其进行合理的利用和处理。 对于开挖基坑后就可以直接修筑基础的地基，称为天然地基；对那些
不能满足要求、需要进行人工处理的地基称为人工地基。 二、地基应满足的基本条件： 为了建（构）筑物的安全和正常使用，地基基础设计必须满足下列两个基本条件： 1地基的强度条件：要求作用于地基的荷载不得超过地基的承载力，保证地基不发生整体强度破坏；地基的土（岩）体必须稳定，保证在建（构）筑物使用期间，不发生开裂、滑动和坍塌等有害现象。 【沉降量、沉降差】 2地基的变形条件：控制基础的沉降不超过地基的容许变形值，保证建（构）筑物不因地基变形而损坏过影响其正常使用。【倾斜、局部倾斜】在荷载作用下，建（构）筑物的地基、基础、上部结构上部分互相制约、共同工作。对于特定的建筑物，采用何种类型的地基、配合何种形式的基础，是建筑物设计最基本的问题之一。设计时应根据当地地质勘查资料，综合考虑地基、基础、上部结构的相互作用与当地施工水平及场地施工条件，通过技术经济比较，选取安全可靠、经济合理、技术先进、保护环境的地基基础方案。 0.2基础工程的作用 一、基础工程的学科地位： 基础工程是以土力学、建筑材料、钢筋混凝土结构、建筑施工等课程为专业基础，研究在各种可能荷载及其组合作用及一定工程地质条件和环境条件下，地基基础受力、变形稳定新装的变化规律及各种地基基础的设计、施工、检测与维护的专门学科，是土木工程学科的
发酵工程复习题 第一章绪论 发酵工程：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。 二简答题 1. 简述发酵工业的特点 2. 简述发酵的一般工艺流程 （菌种制备、培养基的制备、灭菌、接种、控制发酵条件、产物的提取与精制、回收处理三废物质)。 3．上游技术：优良种株的选育和保藏（包括菌种筛选、改造，菌种代谢路径改造等）。基因工程和细胞工程（上游生物技术） 中游技术：发酵过程控制，主要包括发酵条件的调控，无菌环境的控制，过程分析和控制等 下游技术：分离和纯化产品。包括固液分离技术、细胞破壁技术、产物纯化技术，以及产品检验和包装技术等 4．发酵工程的发展 1) 1900年前，自然发酵阶段。 2) 1900-1940年，纯培养技术的建立—第一转折点 3) 1940年后，深层液体通气搅拌纯种培养—第二转折点 4) 代谢控制发酵工程技术的建立—第三转折点 5) 开拓发酵原料,发展发酵放大技术 6) 采用基因工程菌生产新产物 5．发酵工业的研究范畴：发酵食品，微生物菌体，酶制剂，微生物特殊机能利用，代谢产物，生物转化。
6．工业发酵的类型 对氧的需求：需氧发酵，厌氧发酵，兼性厌氧发酵 培养基物理性状：液体发酵，固体发酵（浅盘固体发酵和深层固体发酵） 发酵的工艺流程：分批发酵，连续发酵，补料分批连续发酵 第二章发酵工业菌种 要求 一名词解释 菌落，芽孢，荚膜，鞭毛，富集培养，比生长速率，连续培养，诱变育种，菌种退化，菌种的复壮。 二简答题 1. 简述酵母菌的形态结构及繁殖方式； 2. 菌种分离筛选步骤。 一名词解释 菌落 芽孢 荚膜 鞭毛 富集培养 比生长速率：单位菌体在单位时间内生长所增加的菌体量。 连续培养 诱变育种 菌种退化 菌种的复壮：在菌种的生产性能未衰退前，有意识的进行纯种的分离和性能的测定，以期菌种的性能逐步提高； 方法：1、纯种分离；2、在宿主体内生长进行复壮；3、淘汰衰退的个体。 营养菌丝：生长于培养基内，具有吸收营养功能的放线菌或真菌 气生菌丝：放线菌或真菌的营养菌丝长到一定程度长出培养基，向空气中伸展。
建筑 1绪论 1-1何谓发酵？生物化学和工业上的发酵有何不同？ 生物化学意义上的发酵是指细胞在无氧条件下，分解葡萄糖或有机物产生能量的过程。 工业意义上的发酵是泛指利用培养细胞（包括动物、植物和微生物）获得产物的任何有氧或 无氧的过程。 1-2何谓发酵工程？其主要内容是什么？请简述其与生物技术的关系。 发酵工程是利用生物体为工业化生产服务的一门工程技术，即利用生物体的生命活动产生的酶，对无机或有机原料进行酶加工（生物反应过程），获得产品的工程化技术。 其主体包括生物反应工程和产品提取、精制的下它是研究生物技术产业化的一门学科， 游工程。主要研究内容： 1）优良菌种的选育； 2）合适的生物反应工程包括生物反应过程的优化、反应器的选择和下游工程 生物技术是应用自然科学和工程学的原理，依靠生物催化剂（酶或细胞）的作用将物料 进行加工以提供产品或为社会服务的技术。它包括基因工程、细胞工程、发酵工程、酶工程、生化工程等五大工程。生物技术的核心是基因工程，但又离不开发酵工程。发酵工程是基因 工程和酶工程的表达，即大部分生物工程的产品均要通过发酵工程来完成。所以说，发酵工 ，绝大多数生物程在生物工程中是最关键的过程。现代发酵工程处于生物技术的中心地位 技术的目标都是通过发酵工程来实现的。 因此生物技术的主要应用领域往往就是发酵工程的 研究对象。 1-3请简述发酵工程的发展史。 1）基因工程出现之前的时代（1982年前）； 1859年发现发酵原理、设计了便于灭菌的密闭式发酵罐； 1929,1940年发现和分离出青霉素，青霉素发酵、将通气搅拌引入发酵工业； 1956年谷氨酸等氨基酸、核苷酸等发酵成功、代谢控制育种理论的建立； 60年代采用烷烃、乙酸、天然气等为原料的石油发酵； 2）基因工程出现后的时代（1982年后）。 80年代随着基因工程技术的发展，人们可定向选育高产菌株； 1991年综述代谢工程，在对细胞内代谢网络系统分析的基础上开始运用基因工程技术改造 细胞代谢途径，以改进细胞性能或提高产物生产能力。 组学的发展?? 系统工程和合成生物学?? 1-4何谓初级代谢和次生代谢？举例说明初级代谢产物和次生代谢产物。 初级代谢：微生物从外界吸收各种营养物质，通过分解代谢和合成代谢，生成维持生命活动的物质和能量的过程称为初级代谢。常见的初级代谢产物有：乙醇、氨基酸、呈味核苷酸、 有机酸、多羟基化合物、多糖（黄原胶、结冷胶）、糖类和维生素。
城市道路设计
《城市道路设计》知识汇编 说明：标“◆”为名词解释。 第一章绪论 1．道路工程划分的三大类型：公路、城市道路、特殊道路【含：矿道路、林业道路、机场道路、港口道路】。 2．城市道路组成：车行道、路侧带、分隔带、交叉口和交通广场、停车场和公交停靠站台、道路雨水排水系统、其它设施【安全护栏、照明设备、交通标志等】。 3．城市道路的功能体现在以下方面：交通设施功能、公共空间功能、防灾救灾功能、形成城市平面结构功能。 4．城市道路特点：1）功能多样，组成复杂；2）行人、非机动车交通量大；3）道路交叉口多；4）沿线两侧建筑物密集；5）景观艺术要求高；6）城市道路规划、设计影响因素多；7）政策性强。 5．在道路规划设计中，常考虑的问题：城市发展规模、技术设计标准、房屋拆迁、土地征用、工程造价、近期与远期、需要与可能、局部与整体等问题。 6．城市道路划分的四种类型：城市快速路、城市主干路、城市次干路、城市支路。 7．根据道路所处的城市地理环境划分为：中心、工业、仓库、文教、生活、游览区道路。。 8．◆城市主干路：以交通功能为主的连接城市各主要分区的干线道路。 9．城市道路快速路完全是为机动车辆交通服务的，快速路应设置中央分隔带，在与高速公路、快速路和主干路相交时，必须采用立体交叉形式;与次干道相交时，暂时采用平面交叉形式，但应保留建立立体交叉的用地条件。进出口采用全部控制或部分控制。快速路两侧不应设置吸引大量车流、人流的公共建筑物出入口。如需设置，应设置辅助道路。 9．主干路上平面交叉口间距以800——1200m为宜。 10．城市次干路的作用：它是城市内区域性的交通干道，为区域交通集散服务，兼有服务功能，配合主干路组成城市干道网络，起到广泛连接城市各部分及集散交通的作用。 11．城市支路既是城市交通的起点，也是交通的终端。
《基础工程》思考题和习题 绪论 1．地基和基础。 2．天然地基和人工地基。 3．深基础和浅基础 4．地基基础设计要满足的三个条件？ 5．基础工程重要性体现在哪些方面？ 第一章地基基础设计的原则 1．基础的含义。 2．三种设计状况是什么？ 3．基础工程的设计任务是什么？ 4．极限状态分哪两类？哪一个要求更严格？ 5．地基基础设计需要资料有哪些？ 6．地基基础设计的基本规定有哪些？ 7．什么是湿陷性黄土地基、膨胀土地基、冻土地基？它们的工程性质如何？ 8．浅基础有哪些主要形式？ 9．深基础有哪些主要形式？ 10．什么是桩基础？它的适用条件如何？ 11．何为柔性结构？敏感结构？刚性结构？ 12．线性变形体的地基计算模型主要有哪几种？ 第二章刚性基础与扩展基础 1．刚性基础的含义？刚性角的概念？刚性基础主要材料有哪些？刚性基础的优缺点？ 2．钢筋混凝土扩展基础的含义？宽基浅埋的含义？钢筋混凝土扩展基础构造的有哪些主要要求？ 3．基础埋置深度选择考虑的主要因素有哪些？ 4．地基承载力确定要满足什么要求？确定地基承载力有哪些方法？ 5．如何进行地基承载力的验算？ 6．如何进行软弱下卧层的验算？ 7．基础和地基稳定性验算包括哪些方面？ 8．如何进行钢筋混凝土扩展基础的结构设计？ 9．为何要进行地基变形验算？其内容如何？ 10. 减轻建筑物不均匀沉降的措施？ 11．习题2.1：某独立基础的受力情况及地基条件示于下页图中，验算地基是否满足要求。 第三章连续基础 1．连续基础的优缺点和适用条件？ 2．连续基础的计算与刚性和扩展基础计算有什么不同，为什么？ 3．弹性地基上梁的微分方程要满足的两个条件是什么？
第一章 绪论 发酵工程 ：发酵工程是指采用现代工程技术手段， 利用微生物的某些特定功能， 有用的产品的一种新技术。 发酵工程是生物技术的重要组成部分，是生物技术产业化的重要技术基础。 应用遍及轻工、食品、化工、能源、环保、农业、医药等国民经济诸多领域 发酵工程组成 从广义上讲，由三部分组成： 一、何为发酵？ 是利用微生物或其他生物细胞 （动、植物细胞） 的培养， 产生和积累人们所需产品的过程。 二、发酵工业的发展史 1. 天然发酵阶段（ 19 世纪以前） 特点 1. 手工作坊或家庭式生产 2. 非纯种培养 3. 产品质量不稳定 4. 凭经验传授技术 5. 一般为嫌气发酵 17 世纪后叶，列文虎克发明显微镜，首次观察到 大量的微生物 19 世纪中叶，巴斯德（微生物学之父 提出了著名的发酵理论： “一切发酵过程都是微生物 作用的结果。 ”），发酵是微生物作用的结果，认识了发酵的生理学意义 19 世纪后期，柯赫（细菌学之父） ，建立了单种微生物分离和纯培养技术，利用控制特定 微生物发酵生产特定产品 2.纯培养技术的建立（ 1905-1940 年 ） 在一次大战时，魏兹曼开拓了丁醇丙酮发酵，并建立了真正的无杂菌发酵。 特点 表面培养 生产过程简单，对设备要求不高 生产规模不大 嫌气或好气发酵 3.深层发酵阶段 （ 1940 年以后） 1943 年，在发酵罐中采用通气搅拌的深层培养法生产青霉素。 青霉素发酵技术 成功地建立起深层通气培养法和一套培养技术（包括通无菌空气，搅拌，培养基灭菌和无 菌接种等） 使微生物在培养过程中的温度、 pH 、通气量、营养物的供给都受到了严格的控制， 厌氧一-好氧，导致一大批新产品的开发 这些都为以后的发酵工业提供了新的概念和模型，成为当代发酵工业兴旺发达的开端 4. 开拓发酵原料（1960年以后） 60年代，为了解决由于人迅速增长而带来的粮食短缺问题，进行了非碳水化合物代替碳水 化合物的发酵 主要产品为微生物蛋白质（单细胞蛋白 SCP ） 特点 机械搅拌发酵罐的容积已经从第三阶段时的 80M 3扩大到150M 3 o 以烃为碳源生产微生物细胞作为饲料蛋白质的来源 5. 基因工程阶段（1979年以后） 这个阶段以基因工程产品的生产为标志。 基本方法定向的改变生物性状和功能，生产原来微生物不能生产的产物。 特点 为人类生产 上游工程、发酵工程、下游工程 来源 拉丁语 “Fervere ”“Fermentation ” 用于描述果汁或麦芽浸出液中的糖在缺氧条件下降解而产生二氧化碳所引起的 狭义定义 生物化学或生理学上 发酵指微生物在无氧条件下，分解各种有机物质产生能量的一种方式。 广义定义 工业上 发酵泛指利用生物细胞制造某些产品或净化环境的过程。 发酵定义 沸腾”现象。 厌氧培养 有氧培养
土力学与基础工程复习重点 第一章 绪论 （1）地基：支承基础的土体或岩体。 （2）天然地基：未经人工处理就可以满足设计要求的地基。 （3）人工地基：若地基软弱、承载力不能满足设计要求，则需对地基进行加固处理。 （4）基础：将结构承受的各重作用传递到地基上的结构组成部分。 第二章 土的性质及工程分类 （1）土体的三相体系：土体一般由固相（固体颗粒）、液相（土中水）和气相（气体）三部分组成。 （2）粒度：土粒的大小。 （3）界限粒径：划分粒组的分界尺寸。 （4）颗粒级配：土中所含各粒组的相对量，以土粒总重的百分数表示。 （5）土的颗粒级配曲线。 （6）土中的水和气（p9） （7）工程中常用不均匀系数u C 和曲率系数c C 来反映土颗粒级配的不均匀程度。 不均匀系数u C 反映了大小不同粒组的分布情况，曲率系数c C 描述了级配曲线分布整体形态。 工程上对土的级配是否良好可按如下规定判断： 1.对于级配连续的土：5>u C ，级配良好：5
2.对于级配不连续的土，级配曲线上呈台阶状（见图曲线C ），采用单一指标u C 难以全面有效地判断土的级配好坏，同时需满足5>u C 和3~1=c C 两个条件时，才为级配良好，反之则级配不良。 颗粒分析实验：确定土中各个粒组相对含量的方法称为土的颗粒分析实验。对于粒径大于的粗粒土，可用筛分法。对于粒径小于的细粒土，则可用沉降分析法（水分法）。 （7）土的物理性质指标 三个基本实验指标 1.土的天然密度ρ 土单位体积的质量称为土的密度（单位为33//m t cm g 或），即V m =ρ。 （） 2.土的含水量w 土中的水的质量与土粒质量之比（用百分数表示）称为土的含水量， 即%100?=s w m m w 。 （） 3.土粒相对密度s d 土的固体颗粒质量与同体积4℃时纯水的质量之比，称为土粒相对密度，即 1 11w s w S s s V m d ρρρ== （） 反映土单位体积质量（或重力）的指标 1.土的干密度d ρ 土单位体积中固体颗粒部分的质量，称为土的干密度，并以d ρ表示：V m s d = ρ。 （） 2.土的饱和密度sat ρ 土孔隙中充满水的单位体积质量，称为土的饱和密度sat ρ， 即V V m w V s sat ρρ+=， （） 式中w ρ为水的密度，近似取3/1cm g w =ρ 3.土的有效密度（或浮密度）ρ' 在地下水位以下，单位体积中土粒的质量扣除同体积水的质量后，即为单位土体积中土粒的有效质量，称为土的有效密度ρ'，即V V m w s s ρρ-= '. （） 反映土的空隙特征、含水程度的指标 1.土的孔隙比e 土中空隙体积与土粒体积之比称为土的孔隙比e ，即s V V V e =。 （）
发酵工程复习资料 第一章绪论 1、发酵及发酵产品各包括哪些类型？ 答案要点： 一）发酵的类型：按发酵原料分类：糖类物质发酵、石油发酵、废水发酵； 按发酵形式分类：固体发酵、液体发酵； 按发酵工艺流程分类：分批发酵、连续发酵、流加发酵； 按发酵过程对氧的需求分类：厌氧发酵、通风发酵； 按发酵产物分类：氨基酸发酵、有机酸发酵、抗生素发酵、酒精发酵、维生素发酵、 酶制剂发酵 二）发酵产品的类型：以菌体为产品、以微生物的酶为产品、以微生物的代谢产物为产品、生物转化过程 2、了解发酵工程的组成、基本要求及主要特点。 答案要点： 一）组成：上游工程：菌种选育、种子培养、培养基设计与制作、接种等。 发酵工程：发酵培养。 下游工程：产物的提取纯化、副产品的回收、废物处理等。 二）基本要求：发酵设备、合适的菌种、合适的培养基、有严格的无菌生长环境三）主要特点：1）发酵过程一般来说都是在常温常压下进行的生物化学反应，反应安全，要求条件简单；2）发酵所用的原料主要以再生资源为主；3）发酵过程通过生物体的自动调节方式来完成的，反应的专一性强，因而可以得到较为单一的代谢产物；4）获得按常规方法难以生产的产品；5）投资少，见效快，经济效率高；
6）维持无菌条件是发酵成败的关键； 7）环境污染小。 3、为什么说发酵工程在国民经济中有着重要的地位？ 答案要点： 因为发酵工程在医药、食品、能源、化工、冶金、农业、环境保护等方面均有着十分重要的作用，例如：抗生素的生产；饮料食品等的制造；沼气、微生物采油、生物肥料、生物农药以及三废处理等方面都有很重要的应用。所以说发酵工程在国民经济中有着重要的地位。 4、了解发酵工业的类型及必备条件。 答案要点： 一）发酵工业类型： 食品发酵工业：食品、酒类 1）传统分类 非食品发酵工业：抗生素、有机酸、氨基酸、酶制剂、核苷酸、单细胞蛋白 酿造业：利用微生物生产具有较高风味要求的发酵食品。 2）现代分类 发酵工业：经过微生物纯种培养后，提炼、精 制而获得成分单纯、无风味要求的 产品。 如：抗生素、柠檬酸、酶制剂、酒精等。 二）发酵工业必备条件： 1）适宜的微生物菌种；
第一章绪论 第二章 基础工程：研究下部结构物与岩土相互作用共同承担上部结构物所产生各种变形与稳定问题。持力层：在地基基础设计时，直接承受基础荷载的土层。 （持力层受附加应力影响，随深度增加而减小； 当附加应力与自重应力之比满足一定条件时，此时深度为持力层底面） 下卧层：承受压力的这一部分为持力层； 持力层以下部分为下卧层。（注：根据承受荷载不同，持力层和下卧层也不同） 地基：建筑物的全部荷载都由它地层来承担，受建筑物影响的那一部分地层。 地基可分为：①天然地基：开挖基坑后可以直接修筑基础的地基； ②人工地基：不能满足要求而需要事先进行人工处理的地基。 基础：建筑物向地基传递荷载的下部结构。 基础的作用：扩散压力；传递压力；调整地基变形；抗滑或抗倾覆及减振。 基础可分为：①浅基础：指埋深不大的基础（d<5m)； （1）采用常规施工方法修建； 大开挖——降水——建造基础——回填土 （2）不计基础侧面的摩擦力。 ②深基础：对于浅层土质不良，需要利用深处良好地层； （1）采用专门的施工方法和机具建造的基础； （2）计算承载力时需要计入基础侧面的摩擦力。 ③深浅结合的基础：桩——筏基础、桩——箱基础。 地基基础设计方案： ①天然地基上的浅基础（优先选用）——天然地基 ②人工地基上的浅基础 ③天然地基上的深基础 ④深浅结合的基础（桩-筏基础、桩-箱基础） 对地基基础设计的基本要求： ①地基承载力要求 ②地基变形要求 ③基础强度、刚度、耐久性要求 ④对坝基，有抗渗要求。 基础分类： 地基液化：——液化层常采用原位测试方法来判别。
地震液化在地质上有如下的宏观现象: ①喷水冒砂:土体中剩余孔隙水压力所产生的管涌所导致的水和砂在地面上喷出。 ②地下砂层液化：地基中某些砂层，在其上虽覆盖有一定厚度的非液化土层， 但当地震烈度大于7度时，地下饱和砂层可发生液化，地基的强度降低。 液化土层的判别：影响土层液化的主要因素有振动强度、透水性、密度、粘性、静应力状态等。当地基内存在如下土层特点时应注意： （1）若土的密度大，振动下体积收缩的趋势小，不易液化。 （2）土的渗透性不好，则不易排水，孔隙水压力得以增大，易于液化。 （3）土的粘性大，则在有效应力消失时土粒可以依赖粘聚力来联系，粘性大的土不易液化。（4）若土的有效应力大，或土埋深大，则液化需要较高的孔隙水压力，比受力小的难液化。（5）振动强度增大至一定程度时会产生液化。 一般经验认为：地震烈度在6度以下的地区很少发现液化造成的喷水冒砂现象。 地基基础工程的重要性： 地质条件复杂；施工难度大；隐蔽工程（一旦发生事故，补救困难）；造价高（20%）。解决地基基础问题的合理途径： 勘察（室内，原位试验）—设计（理论，经验）—施工//检测（评价设计的合理程度， 信息化施工，判别安全度） 成功的基础工程需满足的8个要求：（2埋深；3体系；1经济，沉降，环保） ①埋深应足以防止基础底面下的物质向侧面挤出； ②埋深应在冻融及职务生长引起的季节性体积变化区以下； ③体系在抗倾覆、转动、滑动或防止土破坏方面必须安全； ④体系对土中有害物质所引起的锈蚀或腐蚀必须安全； ⑤体系足以应对以后在场地或施工几何尺寸方面的某些变化； ⑥基础应是经济的； ⑦地基总沉降和沉降差应为基础构件和上部结构所允许； ⑧基础及其施工应满足环境保护的要求。
楚雄师范学院化学与生命科学系 生物技术专业《发酵工程》（理论）课程教学大纲 一、课程基本信息 课程代码：031106009 课程中文名称：发酵工程 课程英文名称：Fermentation Engineering 课程性质：共同学科课程选修 使用专业：生物技术、葡萄酒专业 开课学期：第6学期 总学时：36 总学分：2 预修课程：无机及分机化学、有机化学、微生物、分子生物学、生物化学 课程简介：本课程是生物技术专业的必修课。课程系统讲授发酵工程基本概念、基本理论和分析方法，主要内容包括：工业微生物菌种选育、工业发酵培养基设计、发酵工业无菌技术、种子扩大培养、发酵动力学、氧的供需、发酵生理及其过程控制、发酵罐的放大与设计、基因工程菌发酵、发酵产品的提取与精制、发酵工业清洁生产、发酵工厂设计、发酵经济学、发酵产品生产原理与技术应用，以及发酵工程在现代生物化工中的应用等方面。 教材建议：余龙江，《发酵工程原理与技术应用》，北京，化学工业出版社，2006年。 参考书：李艳主编，《发酵工程原理与技术》，高等教育出版社，2007年。 李艳，《发酵工业概论》，中国轻工业出版社，2002年。 姚汝华，《微生物工程工艺原理》，华南理工大学出版社，2005年。 熊宗贵，《发酵工艺原理》，中国医药科技出版社，2000年。 毛忠贵，《生物工业下游技术》，中国轻工业出版社，2002年。 梅乐和等，《生化生产工艺学》，科学出版社，2007年。 俞俊棠等，《生物工艺学》，华东化工大学出版社，1992年。 贺小贤，《生物工艺原理》，化学工业出版社，2003年。 二、课程性质、目的及总体教学要求 课程的基本特性：发酵工程具有涉及领域宽、涵盖范围广、基础性强的特点，就其学科性质而言它又是一门实践性较强的学科。通过本课程的学习，使学生在微生物学、生物化学等课程的基础上，系统的掌握发酵工程的基本理论、基本知识和基本技能，建立较深刻的微生物学观点，形成科学的思维方式。同时要求学生能了解现代发酵工程理论和技术的新发展。
发酵工程原理与技术应用 第一章绪论 1.什么是发酵工程？ 发酵工程是指利用微生物的生长繁殖和代谢活动来大量生产人们所需产品过程的理论和工程技术体系，是生物工程与生物技术学科的重要组成部分。 利用微生物的特定性状和功能，通过现代化工程技术来生产有用物质或将微生物直接用于工业化体系的一门技术，是建立在微生物发酵工业基础上，与化学工程相结合而发展起来的。 2.发酵工业的特点 ①一步生产 ②反应条件温和 ③原料纯度要求低 ④设备的通用性高 ⑤对环境的污染相对较小 ⑥生产受自然条件限制小 第二章发酵工业菌种 1. 发酵工业菌种的常用类型。 ①细菌：枯草芽孢杆菌、醋酸杆菌、棒状杆菌、短杆菌等 ②放线菌：链霉菌属、小单胞菌属 ③酵母菌：啤酒酵母、假丝酵母、类酵母等 ④霉菌：根霉、毛霉、犁头霉、红曲霉、曲霉及青霉等 ⑤未培养微生物： 2. 发酵工业对菌种的要求。 ①能在廉价原料制成的培养基上生长，且生成的目的产物产量高、易于回收。 ②生长较快，发酵周期短。 ③培养条件易于控制。 ④抗噬菌体及杂菌污染的能力强。 ⑤菌种不易变异退化，以保证发酵生产和产品质量的稳定。 ⑥对放大设备的适应性强。 ⑦菌种不是病原菌，不产生任何有害的生物活性物质和毒素。
3.从自然界分离筛选菌种常用步骤。 ①采样：有针对性地采集样品。 ②样品预处理：可提高菌种分离效率。 ③增殖：人为地通过控制养分或培条件，使所需菌种增殖培养后，在数量上占优势，使 筛选变得可能。【目的菌富集培养】 富集培养方式：1?分批培养2?连续培养3?半连续培养 ④纯种分离：利用分离技术得到纯种。 常用的分离方法：1?平板划线分离2?稀释分离3?涂布分离4?毛细管分离5?小滴分离 ⑤初筛：从分离得到的大量微生物中将具有目的产物合成能力的菌株筛选出来的过程。 【（1）平板筛选（各种变化圈），（2）摇瓶发酵筛选】 ⑥菌种复筛。 ⑦菌种发酵性能鉴定。【鉴定技术四个水平：细胞的形态和习性水平 细胞组分水平蛋白质水平基因或核酸水平】 ⑧菌种保藏。 4?代谢调控机制一阻遏 阻遏的类型主要有：末端代谢产物阻遏和分解代谢产物阻遏。末端产物阻遏：| 是指由某代谢途径末端产物过量积累而引起的阻遏。 分解代谢物阻遏：是指有两种碳源（或氮源）分解底物同时存在时，细胞利用快的那种 分解底物会阻遏利用慢的底物的有关分解酶的合成和积累。 5.发酵工业菌种改良的目的 防止菌种退化 改良菌种性状，改善发酵过程 提高生产能力 提高产品质量 开发新产品 6.诱变育种的基本步骤。 ①菌出发菌株的选择：选择好的出发菌株对诱变效果有着极其重要的作用。 【选择标准：产量高、对诱变剂的敏感性大、变异幅度广】 ②悬液的制备：这一步骤的关键是制备单细胞和单孢子状态的、活力类似的菌悬液，为 此要进行合适培养基的培养，并要离心，洗涤，过滤。 ③诱变处理：将制备好的菌悬液与诱变剂接触，进行诱变。 ④中间培养：由于在发生了突变尚未表现出来之前，有一个表现延迟的过程，即细胞内原有酶量的稀释过程（生理延迟），需3代以上的繁殖才能将突变性状表现出来。此过程称为中间培养