第一章通风发酵设备
一、选择题
1、好气性发酵需要无菌空气，概括起来无菌空气在发酵生产中的作用是。
A. 给培养微生物提供氧气
B. 能起一定的搅拌作用，促进菌体在培养基中不断混合，加快生长繁殖速度
C. 打碎泡沫，防止逃液
D. 保持发酵过程的正压操作
2、气升式发酵罐的优点是无需。
A. 空气过滤系统
B. 搅拌器
C. 空气喷嘴
D. 罐外上升管
3、喷射自吸式发酵罐的优点是。
A. 空气吸入量与液体循环量之比较高
B. 无需搅拌传动系统
C. 气液固三相混合均匀
D. 适用好氧量较大的微生物发酵
4、气升式发酵罐的特点有。
A. 高径比(H/D)比机械搅拌通风发酵罐的小
B. 无需机械搅拌
C. 无需空气压缩机
D. 溶氧速率较高
5、自吸式发酵罐的搅拌轴是从罐下方进罐的,因此轴封。
A. 应该用填料函
B. 应该用单端面机械
C. 应该用双端面机械
D. 无需
6、一个优良的生物反应器应具有。
A. 良好的传质、传热和混合的性能
B. 结构严密，内壁光滑，易清洗，检修维护方便
C. 有可靠的检测及控制仪表
D. 搅拌及勇气所消耗的动力少
7、发酵罐的罐顶可装设的管路有。
A. 进料管
B. 排气管
C. 冷却水进出管
D. 压力表接管
8、发酵罐的罐峰可装设的管路有。
A. 取样管
B. 冷却水进出管
C. 空气进管
D. 检测仪表接口管
9、涡轮式搅拌器的特点有。
A. 结构简单
B. 溶氧速率高
C. 剪切力大
D. 气泡破碎程度低
10、某发酵罐直径为5m，下列组合可达到全挡板条件的有。
A. 挡板宽度为0.5m，挡板数为4
B. 挡板宽度为0.4m，挡板数为6
C. 挡板宽度为0.5m，挡板数为6
D. 挡板宽度为0.4m，挡板数为5
11、双端面机械轴封的主要部件有。
A. 动环
B. 静环
C. 弹簧加荷装置
D. 辅助密封元件
12、耙式消泡器通常安装在发酵罐的。
A. 内壁上
B. 马达上
C. 搅拌轴上
D. 搅拌器上
13、下列可提高氧传递推动力，从而增加溶氧速率。
A. 降低培养液黏度
B. 机械搅拌
C. 通入富氧空气
D. 提高通气压强
14、在发酵过程中，发酵罐罐顶压强（表压）一般为MPa。
A. 0.01
B. 0.03
C. 0.05
D. 0.07
15、有导流筒结构的发酵罐是。
A. 机械搅拌通风发酵罐
B. 气升式发酵罐
C. 机械搅拌自吸式发酵罐
D. 喷射自吸式发酵罐
16、气升式发酵罐的主要特点有。
A. 溶氧速率和溶氧效率较高
B. 剪切力小，对生物细胞损伤小
C. 易于放大设计和模拟
D. 操作和维修方便
17、气升式发酵罐的循环周期与有关。
A. 发酵液体积
B. 发酵液循环流量
C. 导流筒直径
D. 导流筒内发酵液流速
18、在设计和使用气升式发酵罐时，关于导流筒的说法正确的是。
A. 导流筒高度＞4m
B. 导流筒高度＜4m
C. 液面高度＞导流筒高度
D. 液面高度＜导流筒高度＋1.5m
19、采用负压吸入空气的发酵罐是。
A. 机械搅拌通风发酵罐
B. 气升式发酵罐
C. 机械搅拌自吸式发酵罐
D. 喷射自吸式发酵罐
20、可采用自吸与鼓风相合的发酵罐是。
A. 机械搅拌通风发酵罐
B. 气升式发酵罐
C. 机械搅拌自吸式发酵罐
D. 喷射自吸式发酵罐
21、具有转子和定子结构的发酵罐是。
A. 机械搅拌通风发酵罐
B. 气升式发酵罐
C. 机械搅拌自吸式发酵罐
D. 喷射自吸式发酵罐
22、下列关于机械搅拌自吸式发酵罐，正确的是。
A. 产生的负压不大，发酵罐的放大受到限制
B. 适于丝状菌的发酵
C. 适于微好氧的微生物发酵
D. 转子与液面距离应控制在2～3m
23、由于液体流动而吸气的发酵罐是。
A. 机械搅拌自吸式发酵罐
B. 文氏管吸气自吸式发酵罐
C. 液体喷射自吸式发酵
D. 溢流喷射自吸式发酵罐
24、好气性发酵工厂，在无菌空气进入发酵罐之前，以确保安全。
A. 应该安装截止阀
B. 应该安装安全阀
C. 应该安装止回阀
D. 不应该安任何阀门
二、判断题
1、（）在α-淀粉酶发酵生产中，发酵罐内使用的是单管式空气分布器，空气气泡的直径与通风量有关，而与管口直径无关。
2、（2）通用式机械搅拌发酵罐中搅拌器的作用是打碎泡沫，促使CO2从醪液中排出。
3、（）100 m3通用式机械搅拌发酵罐一般搅拌转速在140-160 rpm 之间，所用变速装置多为三角皮带轮变速。
4、（2）自吸式发酵罐的转子的作用之一是吸入连续灭菌后的培养基。
5、（2）小型发酵罐罐顶设有清洗用的人孔。
6、（2）大型发酵罐罐顶装设手孔。
7、（）发酵罐罐体上的罐体上的管路越少越好，能合并的应合并。
8、（）发酵罐内达到全挡板条件时，挡板的数量往往小于理论值，这是因为罐内有些部件也可起到挡板的作用，如冷却竖管、排管、蛇管。
9、（2）搅拌功率越大，溶氧系数越大，越有利于发酵。
10、（2）搅拌器的形状对溶氧系数没有影响。
11、（）在同样的搅拌形式和尺寸，同样的输入功率，培养液的体积至少要浸没搅拌叶情况下，培养液的净体积越大，溶氧系数越小。
12、（2）有挡板的发酵罐比没有挡板的发酵罐，体积溶氧系数小。
13、（）通入空气时，培养液中的气泡比纯水中的气泡小，体积溶氧系数高。
14、（）消泡剂既可增大体积溶氧系数，也可降低溶氧系数。
15、（）发酵罐的高径比因发酵菌种而异。
16、（）气升式发酵罐的高径比适宜范围为5～9。
17、（）气升式发酵罐的导流筒直径/发酵罐直径的适宜范围为0.6～0.8。
18、（2）一般的自吸式发酵罐是负压吸入空气的，较易产生杂菌污染。
三、填空
1、罐体必须能承受一定压力和温度，通常要求耐受130℃和0.25MPa（绝压）
2、在通风发酵罐中，挡板与罐壁之间的距离为1/5～1/8D，可避免形成死角，防止物料与菌体堆积。
3、轴封的作用是防止染菌和泄漏，大型发酵罐常用的轴封为双端面机械轴封。
4、空气分布器的作用是向罐体内通入无菌空气，并使空气均匀分布。
5、为了防止空气分布器吹入的空气直接喷击罐底，加速罐底腐蚀，常在空气分布器下部罐底上加焊一块补强板。
6、在大多数通气发酵场合，氧由气泡传递到液相中是生物通气发酵过程的限速步骤。
7、根据经验，通气发酵罐的装料系数范围在0.6～0.85。
8、在大多数的发酵罐中，罐顶压强取0.05MPa较好。
9、关于搅拌剪切与反应器形式、结构及对象生物细胞的设计准则，目前以搅拌叶尖线速度为基准。
10、酵母和细菌培养液呈现牛顿型流体特性；而丝状菌培养液呈现非牛顿型流体特性。
11、通常，对一个发酵罐的大小用公称体积表示。
12、体积溶氧系数的实验测定方法有物料平衡法、动态法和亚硫酸盐氧化法。
13、在机械搅拌自吸式发酵罐中，转子同时具有搅拌和充气两个作用。
四、名词解释
1、通用式发酵罐：指兼有搅拌和空气压缩分布装置的发酵罐.
2、全挡板条件：可以达到时涡旋基本消失或消除液面涡旋的最低档板条件
3、K L a：体积溶氧系数,有实验测得
4、牛顿型流体：之发酵过程中,液体的粘度不遂剪切速度和剪切力的改变并而改变
5、公称体积：罐体体积和罐顶体积之和
6、消泡器：
7、自吸式发酵罐：是一种不需要空气压缩机提供加压空气而依靠特色的机械搅拌吸气装置或液体喷射吸气装置吸入无菌空气并同时实现混合搅拌,及溶氧船只的发酵罐.
五、问答题
1、搅拌器的作用。
搅拌的主要作用是混合和传质，即使通入的空气分散气泡并与发酵液充分混合，使气泡破碎以增大气－液接触界面，以获得所需要的氧传递速率，并使生物细胞悬浮分散于发酵体系中，以维持适当的气－液－固（细胞）三相的混合与质量传递，同时强化传热过程。
2、通用式机械搅拌发酵罐中的平直叶涡轮搅拌器为什么要安一个圆盘呢？
通用式机械搅拌发酵罐中的平直叶涡轮搅拌器如果没有圆盘，从搅拌器下方空气管进入的无菌空气气泡就会沿着轴部的叶片空隙上升，不能被搅拌叶片打碎，致使气泡的总表面积减少，溶氧系数降低。
而安一个圆盘，大的气泡受到圆盘的阻挡，只能从圆盘中央流至其边缘，从而被圆盘周边的搅拌浆叶打碎、分散，提高了溶氧系数。
3、挡板的作用。
①防止液面中央产生漩涡，②促使液体激烈翻动，增加溶解氧，③改变液流的方向，由径向流改为轴向流。
4、说明增加通气量对体积溶氧系数有何影响？
对同一个生物反应器，一般来说通气量越大，溶氧系数越大。这是因为：①较大的通气量能够在发酵液中产生较多的气泡，从而增大气液接触面积，使溶氧系数提高。②通气对培养液也起到一定的搅拌作用，通气量越大，搅拌越剧烈，降低了液膜和气膜厚度，减少了传质阻力。
但是，通气量也不能太大，因为太大的通气量不仅容易产生大量泡沫，使发酵液冲出发酵罐，而且，通气量超过一定的限度，搅拌将带动大量的气泡空转，无法有效地将空气分散到发酵液中，发生所谓的“过载”现象，溶氧系数会降低。
5、在发酵中，提高罐压可明显提高溶氧速率，但为何在实践中行不通？
提高罐压后，不仅对生物细胞的生长与代谢受影响，而且相应提高的CO2浓度会抑制生物细胞的生长代谢，从而降低发酵速率。
故此操作罐压应适度，在大多数的发酵，罐顶压强取0.05MPa较好。
6、在通风搅拌发酵设备中，请描述搅拌剪切与细胞损伤的定性关系？
单细胞微生物如球状或杆状的细菌、酵母、小球藻等耐受搅拌剪切的能力强，而丝状菌的耐受力弱，特别是动物细胞对搅拌剪切甚至对通气混合所产生的较轻微的剪应力也非常敏感，以致于在进行动物细胞组织培养反应器时把降低搅拌剪切放于首位。
7、以内循环为例，说明气升式发酵罐的工作原理。
气升发酵罐内中央有一个导流筒。在导流筒的下部有空气喷嘴，空气以250~300米/秒的高速度喷入导流筒，通过气－液混合物的湍流作用而使气泡分割破碎，同时导流筒内的发酵液密度降低，加上压缩空气的喷流动能，因此使导流筒内的发酵液向上运动。
在发酵罐上部，一部分气泡破碎，CO2排出发酵液密度增大，并在导流筒外下降，再次进入上升管，形成循环流动，实现混合与溶氧传质。
8、叙述机械搅拌自吸式发酵罐的工作原理。
自吸式发酵罐的主要构件是自吸搅拌器(转子)和导轮(定子)。在转子启动前,先用液体将转子浸没，然后启动马达使转子转动，由于转子高速旋转，液体或空气在离心力的作用下，被甩向叶轮外缘，在转子中心处形成负压，由于转子的空膛用管子与大气相通，因此空气不断地被吸入，甩向叶轮的外缘，通过定子而使气液均匀分布甩出。
同时由于转子的搅拌作用，气液在叶轮的外缘形成强烈的混合流（湍流），使刚刚离开叶轮的空气立即在不断循环的发酵液中分裂成细微的气泡，并在湍流状态下混合、翻腾、扩散到整个罐中。因此转子
同时具有搅拌和充气两个作用。
9、叙述溢流喷射自吸式发酵罐的工作原理。
溢流喷射自吸式发酵罐的工作原理是用泵将发酵液从发酵罐的底部提升到罐顶的溢流口，液体由于自重通过溢流管向发酵罐跌落，形成抛射流，由于液体表面层作用，使靠近流体表面的无菌空气气体边界层具有一定的速率，从而形成气体的流动和自吸作用，吸入空气被高速流动的液体打碎、分散，与液体均匀混合,使氧溶解在发酵液中的，这是溶氧阶段。
发酵液进入发酵罐后，微生物耗氧，同时将代谢产生的二氧化碳和其它气体不断地从发酵液中分离并排出，发酵液的比重变大向发酵罐底部循环，待发酵液中的溶解氧即将耗竭时，发酵液又从发酵罐底部被泵打入循环管，开始下一个循环。
10、文氏管吸气自吸式发酵罐原理
其原理是用泵将发酵液压入文氏管，由于文氏管的收缩段中液体的流速增加，形成真空而将无菌空气吸入，并被高速流动的液体打碎，与液体均匀混合，提高发酵液中的溶解氧，同时由于上升管中发酵液与气体混合后，比重较罐内发酵液轻，再加上泵的提升作用，使发酵液在上升管内上升。当发酵液从上升管进入发酵罐后，微生物耗氧，同时将代谢产生的二氧化碳和其它气体不断地从发酵液中分离并排出，发酵液的比重变大向发酵罐底部循环，待发酵液中的溶解氧即将耗竭时，发酵液又从发酵罐底部被泵打入上升管，开始下一个循环。
11、影响溶氧系数的因素有哪些？
（1）提高饱和浓度C*：①降低培养液黏度；②通入富氧空气；③提高通气压强；
（2）增加溶氧系数：①机械搅拌；②培养液的体积；③通气速度；④搅拌罐内部结构；⑤发酵液性
质；⑥消沫剂；
第二章厌氧发酵设备
一、选择题
1、塔式啤酒发酵罐换热的蛇管在发酵罐外，蛇管内用与罐内的啤酒发酵醪进行热交换。
A. 蒸气
B. 酒精
C. 冷凝水
D. 热水
2、圆筒锥底啤酒发酵罐的夹套内可用与啤酒发酵醪进行热交换。
A. 乙二醇
B. 乙醇
C. 氨
D. 冷凝水
3、目前啤酒厂的圆筒锥底发酵罐内采用。
A. 圆盘平直叶涡轮搅拌器
B. 螺旋浆式搅拌器
C. 无搅拌器
D. 锚式搅拌器
4、生产中使用的酒精发酵罐是受压容器，因此上下封头一般选用封头。
A. 锥形
B. 球形
C. 蝶形
D. 平板
5、酒精发酵罐应具备的性能有。
A. 及时移走热量
B. 有利于发酵液的排出
C. 便于设备的清洗、维修
D. 有利于回收二氧化碳
6、下列发酵罐是密闭式的有。
A. 机械搅拌通风发酵罐
B. 气升式发酵罐
C. 酒精发酵罐
D. 啤酒发酵罐
7、厌氧发酵罐与好氧发酵罐在结构上区别有。
A. 通风
B. 搅拌
C. 冷却
D. 清洗
8、圆筒体锥底发酵罐在啤酒发酵中，锥底的作用是。
A. 有利用排除酵母
B. 有利于冷却
C. 有利于进料
D. 有利于充CO2
9、在进行啤酒发酵罐的设计时，应重点考虑。
A. 罐的耐压要求
B. 内部清洗
C. 发酵液的对流
D. 发酵液的热交换
10、啤酒发酵罐与酒精发酵罐在工作时的区别是。
A. 冷媒
B. 温度
C. 压力
D. 充气
11、圆筒体锥底啤酒发酵罐的优点是。
A. 既可做发酵罐，又可做储酒罐
B. 可缩短发酵周期
C. 减少酒花苦味质损失
D. 啤酒二氧化碳溶解度高，泡沫丰富，泡持性长
12、圆筒体锥底啤酒发酵罐的缺点是。
A. 酒液澄清慢，影响过滤，排酵母时酒液损失大
B. 对麦芽质量有一定的要求
C. 主发酵时产生大量泡沫，罐利用率低
D. 啤酒内二氧化碳含量不均匀
13、使用圆筒体锥底啤酒发酵罐时，主发酵产生大量泡沫，解决的办法有。
A. 降低麦汁含氧量
B. 加消泡剂
C. 减少酵母接种量
D. 加压发酵
14、具有搅拌装置的啤酒发酵设备是。
A. 圆筒体锥底发酵罐
B. 联合罐
C. 朝日罐
15、罐体不耐压的啤酒发酵设备是。
A. 圆筒体锥底发酵罐
B. 联合罐
C. 朝日罐
16、罐底不是锥底的啤酒发酵设备是。
A. 圆筒体锥底发酵罐
B. 联合罐
C. 朝日罐
17、内部设有带转轴的可动排液管的啤酒发酵设备。
A. 圆筒体锥底发酵罐
B. 联合罐
C. 朝日罐
18、有离心的啤酒发酵设备。
A. 圆筒体锥底发酵罐
B. 联合罐
C. 朝日罐
19、朝日罐在发酵啤酒循环的目的是为了。
A. 回收酵母
B. 降低酒温
C. 控制下酒酵母浓度
D. 排除啤酒中的生味物质
20、利用朝日罐进行一罐法生产啤酒的优点是。
A. 加速啤酒成熟
B. 装液系数高
C. 设备利用率高
D. 减少了排除酵母时发酵液的损失
二、判断
1、（）大型酒精发酵罐通常采用高压强水力喷射洗涤装置。
2、（2）酒精发酵罐冷媒通常用酒精、乙二醇、液氨等。
3、（2）在酒精发酵时，罐内自始至终要保持厌氧环境。
4、（2）在酒精发酵时，收集二氧化碳的目的是避免污染环境。
5、（2）在酒精连续发酵时，各个发酵罐应专用，不能轮换。
6、（）圆筒体锥底发酵罐是目前国内外应用最广的啤酒发酵设备。
7、（）发酵后期，为了加强冷却时酒液的自然对流，可人工充二氧化碳强化酒液循环，人工充二氧化碳也起到二氧化碳洗涤作用，可除去酒液中生酒味。
8、（2）圆筒体锥底发酵罐是国内外广泛使用的设备，它只能用于下面啤酒发酵。
9、（2）使用圆筒体锥底发酵罐时，发酵周期较长，啤酒品质较好。
10、（）使用圆筒体锥底发酵罐时，酒内二氧化碳含量不均匀，可通过控制罐的高度及在罐的中部装设出酒口，以改善酒的质量。
11、（）联合罐的相对于圆筒锥底发酵罐和朝日罐，造价最低。
12、（）联合罐做发酵罐，又可做储酒罐，也能用于多罐法和一罐法生产。
13、（）朝日罐的发酵工艺不同于圆筒锥底发酵罐和联合罐。
顺序依次排出，入蒸馏塔蒸馏。而空罐则依次进行清洗灭菌待用。二氧化碳则由各罐罐顶排人总汇集罐，再送往二氧化碳车间，进行综合利用。
3、简述淀粉质原料制酒精的连续发酵流程
三、填空
1、圆筒体锥底发酵罐中发酵液的对流主要是依靠其中二氧化碳和温度变化的作用。
2、朝日罐的酵母分离靠离心机完成。
3、在啤酒发酵罐中，CIP是指内部清洗系统。
4、啤酒四罐式连续发酵，是在三罐发酵中的一级发酵罐前增加一个酵母繁殖罐。
5、啤酒多罐式连续发酵其特点是发酵罐内装有搅拌器。
五、问答题
1、简述酒精发酵设备中的冷却装置。
答：①中小型发酵罐：多采用罐顶喷水淋于罐外壁表面进行膜状冷却；②大型发酵罐：由于罐外壁冷却面积不能满足冷却要求，所以，罐内装有冷却蛇管或罐内蛇管和罐外壁喷洒联合冷却装置。要求罐体底部沿罐体四周装有集水槽。③此外，也有采用罐外列管式喷琳冷却的方法，此法具有冷却发酵液均匀、冷却效率高等优点。
2、简述糖蜜原料制酒精的连续发酵流程。
该流程由9个发酵罐组成，其容量视生产能力大小而定。酵母和糖蜜同时连续流加入1号罐内，并依次流经各罐，最后从9号罐排出。除了在酒母槽通入空气之外，在1号罐内也同样通入适量的空气，或增大酵母接种量，维持1号罐内工艺所要求的酵母数。连续发酵周期结束，则储存于每罐的发酵液，
先从末罐按逆向
该流程是由11个发酵罐组成，借连通管将各罐互相勾通。糖化醪和液曲混合液同时连续平行流入前3罐。在发酵过程中，发酵液由罐底流出，经连通管进入另一罐的上部，其余依次类推，最后流入最末的两罐计量，并轮流用泵送往蒸馏工段。发酵过程中所产生的二氧化碳气体借带有控制阀门的U形支管和总管相连，并引向液沫捕集器经分离除去泡沫后，再通过一个鼓泡式的水洗涤塔，经回收酒精后才排入大气或二氧化碳综合利用车间。
4、说明朝日罐的特点。
答：利用离心机回收酵母，利用薄板换热器控制发酵温度，利用循环泵把发酵液抽出又送回去。这三种设备互相组合，解决了前、后发酵温度控制和酵母的控制问题，同时也解决了消除发酵液不成熟的风味，加速了解酒的成熟。
使用酵母离心机分离发酵液的酵母，可以解决酵母沉淀慢的缺点，而且还可以利用凝聚性弱的酵母进行发酵，增加酵母与发酵液接触时间，促进发酵液中乙醛和双乙酰的还原，减少其含量。
5、啤酒发酵罐由于操作失误就可能造成罐内真空甚至被吸瘪，叙述造成上述事故的原因，以及预防和修复(被吸瘪)的方法。
答：酒精发酵罐出现真空主要是发酵罐在密闭条件下转罐或进行内部清洗时造成的。由于大型发酵罐在工作完毕后放料的速度很快，有可能造成一定的负压。另外，即便罐内留存一部分CO2气体，在进行清洗时，由于清洗溶液中含有碱性物质，与CO2进行中和反应，除去了CO2也可能使罐内形成真空。如果不即时进气，在外界压力作用下发酵罐就会被压瘪。
所以大型发酵罐应设防止真空装置，在罐顶安装一个真空安全阀。真空安全阀的作用是当罐内出现真空时，阀门开启，允许空气进入罐内，以建立罐内外压力的平衡。如果出现上述事故，可以用高压水涨法使其复原。
6、简述啤酒三罐式连续发酵。
将经过冷却、杀菌并已加入酒花的麦芽汁，通过柱式供氧器，流向2个带有搅拌器发酵罐的第一罐中。经第一罐发酵的啤酒和酵母混合液，借液位差溢流入第二罐，发酵温度24℃。最后流入第三个酵母分离罐，在罐内被冷却到5℃，自然沉降的酵母则定期用泵抽出，而成熟啤酒则由罐上面溢流到贮酒罐
中。
第三章植物细胞（组织）、动物细胞培养反应器
一、选择题
1、植物细胞培养与微生物细胞培养区别主要体现在。
A. 细胞体积
B. 培养液黏度
C. 需氧量
D. 体积溶氧系数
2、固定化细胞生物反应器解决了植物细胞培养的。
A. 细胞遗传的不稳定性
B. 细胞生理的不稳定性
C. 目的物产量低的问题
D. 降低细胞剪切力
3、填充床反应器的缺点在于。
A. 支持物颗粒破碎，易阻塞填充床
B. 氧传递效果不好
C. 气体排出较困难
D. 温度和pH不易控制
4、流化床反应器的优点在于。
A. 混合效果好
B. 支持物颗粒不易破损
C. 放大容易
D. 有利于植物细胞摄取营养和代谢产物排出
4、植物细胞膜反应器优点在于。
A. 流体动力学易于控制
B. 操作压下降较低
C. 放大容易
D. 提供更均匀的环境条件
5、在应用通气搅拌反应器培养动物细胞时，应。
A. 改进冷却装置
B. 降低搅拌速度
C. 改进通气装置
D. 改进搅拌器结构
6、既可培养贴壁依赖性细胞，又可非贴壁依赖性细胞的反应器是。
A. 机械搅拌通风反应器
B. 气升式反应器
C. 中空纤维细胞培养反应器
D. 喷射自吸式反应器
7、中空纤维细胞培养反应器的优点在于。
A. 培养器体积小，细胞高密度生长
B. 浓缩产品
C. 自动化程度高，细胞生长周期长
D. 产物纯度高
8、微囊培养系统优点在于。
A. 细胞密度大
B. 产量低
C. 分离纯化操作经济简便
D. 产物活性、纯度低
二、判断题
1、（2）机械搅拌通风发酵罐不能应用于植物细胞培养。
2、（）机械搅拌通风发酵罐可通过改进搅拌器，以适应植物细胞培养。
3、（2）填充床反应器中，培养液的流速高于流化床反应器。
4、（）构建膜反应器的成本较高。
5、（）贴壁依赖性动物细胞宜采用滚瓶系统培养。
6、（2）气升式反应器不能应用于动物细胞的培养。
7、（）中空纤维细胞培养反应器操作要求较高。
8、（）微囊培养系统是将动物细胞包裹在半透膜中，并放入气升式反应器进行培养。
三、填空题
1、很多研究表明，（气体搅拌式）反应器十分适于植物细胞生长与次级代谢产物的生成。
2、固定化细胞培养反应器常见的有（填充床反应器）、（流化床反应器）和（膜反应器）三种。
3、膜反应器主要有（中空纤维反应器）和（螺旋卷绕反应器）二种。
4、动物细胞培养方法有（贴壁培养）、（悬浮培养）和（固定化培养）三种。
5、动物细胞大规模培养中，（笼式）通气搅拌器应用较多。
6、动物细胞大规模培养中，大载体是由（海藻酸钠）构成的。
四、名词解释
1、固定化细胞培养技术：是指通过物理或化学的方法,
2、填充床反应器：
3、流化床反应器：
4、膜反应器：
5、悬浮培养
6、微载体培养系统：
五、问答题
1、植物细胞培养过程有哪些特点
①细胞培养液的性质：植物细胞培养液的黏度随细胞浓度的增加而显著上升。②植物细胞培养中需氧量和溶氧系数K L a低于微生物培养。
3、机械搅拌式反应器应用于植物细胞培养存在的主要问题是什么，如何改进？
存在的主要问题是植物细胞的细胞壁对剪切的耐受力差。对搅拌器加以改进，可以减小搅拌过程中的剪切力。另外通过对细胞在搅拌式反应器上的长期驯化，细胞对剪切的耐受程度也大大提高。
4、植物细胞培养中的最大问题是什么？固定化细胞培养相对于悬浮培养有何优势？
植物细胞培养的最大问题是培养中的细胞遗传和生理的高度不稳定性。致使在培养过程中高产细胞系往往出现低产率和产生其他代谢物的情况。固定化细胞培养可以在一定程度上克服这种倾向。
固定化细胞包埋于支持物内，可以消除或极大地减弱剪切力；细胞在一个限定范围内生长也可以导致一定程度的分化发育，从而促进次级代谢产物的产生。此外，还便于连续操作。
5、简述动物细胞大规模培养反应器有哪些？
通气搅拌式细胞培养反应器、气升式细胞培养反应器、中空纤维细胞培养反应器、微囊培养系统、大载体系统、微载体培养系统。
6、以单克隆抗体生产为例，说明中空纤维细胞培养反应器。
一个培养筒内由数千根中空纤维所组成，然后封存在特制的圆筒里。这样圆筒内形成了2个空间：每根纤维的管内成为"内室"，管与管之间的间隙就成为"外室"。接种的细胞就贴附"外室"的管壁上，并吸取从"内室"渗透出来的养分，迅速生长繁殖。由于血清和细胞分泌产物的分子质量大而无法穿透到"内室"去，只能留在"外室"并且不断被浓缩。当需要收集这些产物时。只要把"外室"总出口打开，产物就能流出来。至于细胞的代谢废物，因为都属小分子物质，可以从管壁渗进"内室"，最后从"内室"总出口排出，不会对"外室"细胞产生毒害作用。
7、微囊培养系统。
把生物活性物质、完整的活细胞或组织包在薄的半透膜中,即称为微囊技术。
在无菌条件下，将活性细胞或生物活性物质悬浮在1．4％海藻酸钠溶液中，通过特制的成滴器，将含有细胞的悬液形成一定大小的小滴，滴入氯化钙溶液中，形成凝胶小珠。每一个胶化的小珠,再用长链氨基酸聚合物、多聚赖氨酸包被，形成坚韧、多孔、可通透的外膜。
重新液化胶化小珠，使海藻酸钠从多孔膜流出，活细胞或生物活性物质留在多孔外膜内，放入气升式培养系统中进行增殖。营养物质和氧可通过膜孔进入囊内，细胞代谢的小分子产物可排出囊外，分泌
的大分子产物如IgG，不能透过膜孔，积聚在囊内。
第四章空气净化除菌与空气调节
一、选择题
1、无菌空气的质量指标有。
A. 空气压强
B. 降低罐内空气温度
C. 空气温度
D. 空气洁净度
2、生物工业中的无菌空气是指通过除菌处理使空气中含菌量降低到零或达到级的洁净空气。
A. 100
B. 1000
C. 10000
D. 100000
3、高效前置过滤除菌流程与两级冷却、分离、加热的空气除菌流程区别在于。
A. 与大气直接接触的过滤器过滤效能不同
B. 冷却器个数不同
C. 无菌程度不同
D. 加热器个数不同
4、空气过滤系统中，粗过滤器的作用有。
A. 捕集较大的灰尘颗粒
B. 防止压缩机受损
C. 过滤除菌
D. 减轻总过滤器负荷
5、空气过滤系统中，空气压缩机的作用有。
A. 灭菌
B. 克服压缩空气输送过程的阻力
C. 除水、除油
D. 克服发酵罐中液柱压强
6、压缩空气中的油雾主要来源于。
A. 涡轮式空气压缩机
B. 螺杆式空气压缩机
C. 往复式空气压缩机
D. 大气
7、压缩空气中的水雾主要来源于。
A. 涡轮式空气压缩机
B. 螺杆式空气压缩机
C. 往复式空气压缩机
D. 大气
8、后无须设置空气贮存罐。
A. 涡轮式空气压缩机
B. 螺杆式空气压缩机
C. 往复式空气压缩机
9、空气过滤系统中，空气贮罐的作用有。
A. 稳定压强、消除压缩机排出空气的脉冲
B. 维持整个发酵系统稳定的正压力
C. 利用重力沉降作用分离部分油雾
D. 空气灭菌
10、空气过滤系统中，气液分离器的作用有。
A. 除菌
B. 除尘
C. 除油
D. 除水
11、空气过滤系统中，旋风分离器的作用有。
A. 分离油雾
B. 除尘
C. 分离部分杂菌
D. 分离水滴
12、空气过滤系统中，丝网分离器的作用有。
A. 分离油雾
B. 除尘
C. 分离部分杂菌
D. 分离水滴
13、空气过滤系统中，冷却器的作用有。
A. 除油
B. 减湿
C. 降温，满足发酵需要
D. 除水
14、空气过滤系统中，加热器的作用有。
A. 降低空气湿度
B. 除油
C. 使总过滤器保持干燥
D. 除水
15、空气过滤系统中，经过无菌程度最高。
A. 空压机
B. 丝网分离器
C. 加热器
D. 总过滤器
16、生物工业中，空气调节的主要内容包括。
A. 湿度
B. 温度
C. 清洁度
D. 空气流速
17、某空气净化流程中空气流经下列各设备的顺序排列哪个正确：。
A. 总过滤器→空压机→贮罐→一级冷却器→二级冷却器→旋风分离器→丝网分离器→加热器→粗
过滤器
B. 总过滤器→空压机→贮罐→一级冷却器→旋风分离器→二级冷却器→丝网分离器→加热器→粗
过滤器
C. 粗过滤器→空压机→一级冷却器→旋风分离器→二级冷却器→丝网分离器→加热器→贮罐→总
过滤器
D. 粗过滤器→空压机→贮罐→一级冷却器→旋风分离器→二级冷却器→丝网分离器→加热器→总
过滤器
二、判断
1、（2）棉花活性炭空气过滤器中所用的棉花为灭菌的脱脂棉。
2、（2）设计空气预处理流程应考虑进总空气过滤器的相对湿度越大越好。
3、（）一般控制进发酵罐压缩空气的温度最好不超过微生物发酵温度10℃。
4、（）进入总过滤器的压缩空气的相对湿度控制在60%～70%。
5、（）两级冷却、分离、加热的空气除菌流程是一个比较完善的空气除菌流程，可适应各种气候条件，能充分地分离油水。
6、（2）前置高效过滤除菌流程中有旋风分离器。
7、（）在生物发酵企业，吸风塔的高度应至少10米。
8、（2）在空气过滤系统中，空气贮罐主要安装在丝网分离器之后。
9、（2）在空气过滤系统中，空气贮罐无须安装安全阀和压力表。
10、（）在空气过滤系统中，金属丝网分离器分离油滴或水滴效率低于旋风分离器。
11、（2）在空气过滤系统中，气液分离时，空气先经过金属丝网分离器，再经过旋风分离器。
12、（）GMP规定：厂房必须按生产工艺和产品质量的要求划分洁净级别。
三、填空
1、在发酵工业生产中，对所用的空气质量有不同要求，空气的（无菌程度）是一项关键指标。
2、工业上利用（空气被压缩时产生的热量）进行空气加热保温灭菌。
3、（过滤除菌）是发酵工业最常用的空气除菌方法。
4、空气除菌中，常用的粗过滤器有（布袋过滤）、（填料式过滤）、（油浴洗涤）和（水雾除尘）等。
5、（气液分离器）是将空气中被冷凝成雾状的水雾和油雾粒子除去的设备，常用的有（旋风分离器）和（填料分离器）。
6、（空气贮罐）的作用是消除压缩机排出空气量的脉冲，维持稳定的（空气压力）和分离（油雾）。
7、发酵工业上的空气调节主要是指对空气进行（增湿）和（减湿）操作。
8、在各种填料过滤器中（丝网分离器）具有较高的分离效率，它对于直径大于（5μm）的颗粒的分离效果可达99%。
四、名词解释
1、介质过滤除菌：是使空气经高温灭菌的介质，通过滤层将空气中的微生物颗粒阻截在介质层中而达到灭菌的目的
2、无菌空气：是指通过除菌处理使空中微生物降低到一百级的洁净空气
3、空气调节：是指在一定的看空间内时，其空气温度湿度清洁度和空气流动速度进行调节到到工艺要求的过程
五、简答
1、简述纤维介质深层过滤器。
纤维介质深层过滤器通常是立式圆筒形，内部填充过滤介质，空气由下而上通过过滤介质，以达到除菌的目的。
过滤器内有上下孔板，过滤介质置于上下孔板之间，被孔板压紧。
介质主要为棉花、玻璃纤维、活性炭。一般棉花置于上、下层，活性炭在中间，也可全部用纤维状介质。
2、说出下图是何流程图，标明各设备名称，并对此流程进行说明。 3
12图4-3 两极冷却,加热除菌流程
1-粗过滤器 2-压缩机 3-贮罐 4,6-冷却器 5-旋风分离器 7-丝网分离器 8-加热器 9-过滤器456789
两级冷却、分离、加热的空气除菌流程是一个比较完善的流程，可适应各种气候条件，充分地分离空气中的水分，使空气在低的相对湿度下进入过滤器，提高过滤除菌的效率。
该流程的特点是两次冷却、两次分离、适当加热。主要优点是可节约冷却水，油和水雾分离除去比较完全，保证干过滤。
3、说出下图是何流程图，标明各设备名称，并对此流程进行说明。
1-高效前置过滤器 2-压缩机 3-贮罐 4-冷却器 5-丝网分离器 6-加热器 7-过滤器图4-5 高效前置过滤空气除菌流程
高效前置过滤除菌流程，它的特点是无菌程度高。
该流程使空气先经中效、高效过滤后，进入空气压缩机。经前置高效过滤器后，空气的无菌程度已达99.99%，再经冷却、分离和主过滤器过滤后，空气的无菌程度更高。
第五章物料处理与培养基制备
一、选择题（不定项）
1、振动筛筛体由组成。
A. 接料筛
B. 分级筛
C. 除尘筛
D. 精选筛
2、大麦精选机是利用杂粒与大麦不同的特点进行分离。
A. 重量
B. 长度
C. 体积
D. 硬度
3、啤酒发酵原料粉碎主要采用粉碎机。
A. 锤式
B. 辊式
C. 盘磨机
D. 砂轮磨
4、在生物工业中，原料的中碎与细碎作用，应用最广泛的是粉碎机。
A. 锤式
B. 辊式
C. 盘磨机
D. 砂轮磨
5、动物细胞培养基一般采用灭菌方式。
A. 高压蒸汽
B. 干热
C. 化学
D. 微孔滤膜过滤
6、关于实消，下列说法正确的是。
A. 凡是与培养基接触的管路都要进蒸汽
B. 凡是不与培养基接触的管路都要进蒸汽
C. 凡是与培养基接触的管路都要排蒸汽
D. 凡是不与培养基接触的管路都要排蒸汽
7、实消质量优劣判别的标准有。
A. 培养基灭菌后达到无菌要求
B. 培养基营养成分破坏少
C. 灭菌后培养基体积与计料体积相符
D. 泡沫少
8、关于水平式糖蜜稀释器，下列说法错误的是。
A. 该稀释器，主体为一圆筒形水平管，沿管长在管内装有若干隔板和筛板，将其分成若干空段
B. 隔板上的孔上下交错地配置，以改善糖液流动形式，使糖蜜与水很好地混合
C. 每块隔板固定在两根水平杆上，能与杆一同安装，拆卸取出，以便清理
D. 该稀释器可进行稀释，但不能加营养盐等操作
9、关于立式糖蜜连续稀释器，下列说法正确的是。
A. 该稀释器，为圆筒形器身，上、下封头为锥形
B. 该稀释器下部有热水进管、冷水进管和糖蜜进管
C. 该稀释器，里面有7~8块具有圆形缺口的隔板交错配置
D. 该稀释器可进行稀释，但不能加营养盐等操作
10、淀粉质原料蒸煮的目的是。
A. 灭菌
B. 糖化
C. 糊化
D. 灭酶
11、啤酒厂糖化车间的主要任务是。
A. 原料糊化
B. 糖化
C. 糖化醪过滤
D. 麦汁煮沸
12、连消工艺流程中，物料中的杂菌主要在哪个设备中被灭活。
A. 连消塔
B. 维持罐
C.喷淋冷却器
D.喷射加热器
13、下列哪些设备或流程中，同时需要加热以及冷却装置的有：。
A 真空冷冻干燥设备
B 空气过滤系统
C 培养基的连消系统
D 淀粉质原料的糖化流程
14、连消塔的结构的关键是。
A. 孔径大小
B. 小孔与管壁夹角
C. 小孔分布
D. 高度
15、实消时，喷射加热器的特点有。
A. 蒸汽与物料密切混合
B. 加热瞬间完成
C. 蒸汽由侧面进入，物料由喷嘴喷出
D. 在加热器内被均匀混合加热
16、实消时，培养基同时完成预热、加热灭菌、维持及冷却的灭菌流程是。
A. 连消塔—喷淋冷却
B. 喷射加热—真空冷却
C. 薄板换热器
17、关于连消工艺，下列正确的是。
A. 营养破坏少，发酵罐利率高，但发酵单位低
B. 蒸汽负荷均衡，锅炉利用率高
C. 适宜自动控制
D. 降低劳动强度
二、判断题
1、（）大麦精选机主要是利用杂粒能进入袋孔或窝眼，而正常大麦不能进入袋孔或窝眼而进行分离。
2、（）碟片精选机的特点是工作面积大，转速高，产量大；而且在同一台机器上安装不同袋孔的碟片，同时分离不同品种、规格的物料，碟片损坏可以更换。
3、（）碟片精选机的缺点是碟片上的袋孔容易磨损，功率消耗较大。
4、（2 ）目前啤酒厂糊化锅中不用搅拌器而是靠锅内形成的密度梯度进行自然循环。
5、（2 ）滚筒精选机的袋孔开在旋转滚筒的外表面。
6、（）碟片式精选机袋孔开在碟片两侧。
7、（）滚筒精选机的特点是分离出来的杂粒中含大麦较少；主要缺点是袋孔的利用系数较低，产量较低，且工作面磨损后不能修复。
8、（）为保证灭菌的成功，在实消前应保证培养基配制时溶解均一，确保发酵罐的密封性。
9、（）实消可分为升温、保温灭菌和冷却三个阶段。
10、（）实消时，有些营养成分易被高温破坏，因此将不耐热营养成分与培养基其他成分分开灭菌，然后再混合。
11、（）淀粉原料蒸煮罐是由三层直径不同的套管组成。内层和中层管壁上都钻有许多小孔，罐壁外是的保温层。
12、（）连续糖化罐的任务是把已降温至60～62℃的糊化醪，与糖化醪或曲乳混合，将60℃下维持30～40min，保持流动状态，使淀粉在酶的作用下变成可发酵性糖。
13、（）真空糖化器的优点是：既是蒸发冷却器，又是糖化器，简化了设备。
三、填空
1、常用的大麦精选机有（碟片）精选机和（滚筒）精选机。
2、大麦的分级设备有（平板分级筛）和（圆筒分级筛）二种类型。
3、在淀粉蒸煮设备中，最后一个后熟器主要起到（汽液分离）的作用。
4、在淀粉蒸煮设备中，由汽液分离器排出的糊化醪需降温至（60）℃左右进行糖化，一般利用（真空冷却器）来达到目的。
5、在啤酒厂麦芽汁制备多采用四器组合，四器为（糊化锅）、（糖化锅）、（过滤槽或压滤机）和麦汁煮沸锅）。
6、发酵工业上常用的培养基灭菌设备有（连消塔）、（喷射加热器）和（薄板换热器）等。
7、在连消塔中，培养液在管间高温灭菌的逗留时间为（15～20S）。
9、淀粉质原料蒸煮流程包括（蒸煮罐）、（后熟罐）、（真空冷却器）、（糖化罐）等四种设备。
10、我国酒精生产厂多采用（罐式）、（管式）和（柱式）三种连续蒸煮方法。
11、淀粉原料蒸煮罐中，加热管壁上小孔分布区称为（有效加热段）。
四、名词解释
1、糖蜜稀释器：糖蜜浓度很高，酵母不能直接利用，所以在利用糖蜜做酒精前需要进行稀释，酸化灭
菌，和增加营养盐的处理过程
2、糊化：借助于蒸煮时的高温高压作用，破化原料中淀粉颗粒的外壳，使其内容物流出来从容饥饿状态变成可溶性淀粉，以便糖化剂使用，湿淀粉变成那个可发酵性堂的过程
3、糖化：实在淀粉酶活酸水解下，把淀粉变成可发酵性堂的过程
4、实消：
五、简答题
1、为什么要对大麦进行精选和分级，常用的精选和分级设备有哪些？
答：精选目的：除去一些圆形杂粒，特别是断裂的伤麦和草籽，伤麦在发芽时容易生霉；草籽则会给麦汁和啤酒带来不良草味。常用设备有碟片精选机和滚筒精选机。
大麦的分级是要把腹径大小不同的麦粒分形，以便在浸渍和发芽过程中保持均匀一致，提高麦芽质量和精选大麦的出芽率。常用的分级设备有平板分级筛和圆筒分级筛二种类型。
2、在啤酒厂，大麦可分为几级？其依据是什么？各有什么用途？
答：根据大麦分级的要求，在大麦分级设备上布置不同孔径的筛面，一般安排矩形孔25×2.5mm和25×2.2mm可以将大麦分成三级，即2.5mm以上，2.2×2.5mm和2.2mm以下3种。前2种制麦芽用，后者作饲料。
3、在酒精生产时，对淀粉原料进行糖化时，主要设备有哪些？各起到什么作用？
答：①蒸煮罐和后熟罐：将淀粉浆加热到蒸煮温度，并保持一定时间，以达到淀粉浆糊化和灭菌目的。
②真空冷却器：由于汽液分离器排出的糊化醪温度为100℃，黏度大，又含有固形物，需降温至60℃左右进行糖化。
③糖化设备：把已降温至60℃左右的糊化醪，与糖化醪或曲乳混合，在60℃下维持30～45min，保持流动状态，使淀粉在酶的作用下变成可发酵性糖。
4、在啤酒生产时，制备麦芽汁需要哪些设备？各起到什么作用？
答：①糊化锅：用来加热煮沸辅助原料（一般为大米粉或玉米粉）和部分麦芽醪液，使其淀粉液化和糊化
②糖化锅：使麦芽粉与水混合，并保持一定温度进行蛋白质分解和淀粉糖化。
③麦芽法煮沸锅：用于麦汁的煮沸和浓缩，使麦汁达到要求浓度，并加入酒花，浸出酒花中的苦味及芳香物质。还有加热凝固蛋白、灭菌、灭酶的作用。
④糖化醪过滤槽：是啤酒厂获得澄清麦汁的一个关键设备。
5、啤酒厂糖化设备的组合方式有哪些？各有什么优点？
①四器组合：四器为糊化锅、糖化锅、过滤槽(或压滤机)和麦汁煮沸锅。每一个锅负责完成一项任务。适用于产量较大的工厂。
②六器组合：在四器组合的基础上，增加一只过滤槽和一只麦汁煮沸锅，变为六器组合。提高了产量和设备利用率。
另一种六器组合方式为两只糖化—糊化两用锅，两只过滤槽和两只麦汁煮沸锅，更便于生产周转。生产能力相当于两套四器组合，设备利用更加合理。
③两器组合：仅由一个糖化锅兼麦汁过滤槽和糊化锅兼煮沸锅组成。设备组合简单、投资少，适用于小型啤酒厂。
第六章固液分离设备
一、选择题（不定项）
1、液固过滤所需的条件有。
A. 推动力
B. 液固微粒间重度或尺度差异
C. 液固微粒间密度差异
D. 过滤介质
2、液固过滤的机理有。
A. 滤饼过滤
B. 重力沉降
C. 深层过滤
D. 绝对过滤
3、过滤介质的标示孔径小于被截留的固体颗粒，这种过滤称为。8
A. 滤饼过滤
B. 重力沉降
C. 深层过滤
D. 绝对过滤
4、沉降所需的条件有。
A. 重力场
B. 液固微粒间重度或尺度差异
C. 液固微粒间密度差异
D. 离心场
5、离心机的分离因数主要与转鼓有关。
A. 直径
B. 高度
C. 重力加速度
D. 转速
6、板框压滤机的原理是。
A. 滤饼过滤
B. 重力沉降
C. 深层过滤
D. 绝对过滤
7、如果1代表过滤板、2代表滤框、3代表洗涤板，板框压滤机过滤机构安装顺序为。
A. 1—3—2—3—1
B. 1—2—3—2—1
C. 1—3—3—2—1
D. 1—2—2—3—1
8、关于板框压滤机，下列说法正确的是。
A. 滤板分为洗涤板和非洗涤板
B. 滤板表面应比较光滑
C. 空框和滤布围成了容纳滤浆和滤饼的空间
D. 滤板作用是支撑滤布，也是滤液流出的通道
9、关于板框压滤机滤液流出的方式，下列说法正确的是。
A. 滤液从每一滤板下方直接引出的称明流
B. 明流可单独控制每个滤板，如某滤板失效后，不影响其他滤板工作
C. 滤液集中在末端出口流出的称为暗流
D. 暗流收集滤液是封闭的，适用于无菌过滤、滤液易挥发等情况
10、真空转鼓过滤机转鼓外的结构顺序为。
A. 金属丝－筛板－滤布
B. 金属丝－滤布－筛板
C. 滤布－筛板－金属丝
D. 滤布－金属丝－筛板
11、在真空转鼓过滤机中，滤饼中在表面形成。
A. 滤布
B. 过滤室内
C. 筋片
D. 分配头
12、关于真空转鼓过滤机，下列说法正确的是。
A. 吸滤、洗涤、卸渣、再生等作业可连续化操作，必要时可进行自动控制
B. 辅助设备较多，耗电量大
C. 过滤推动力较大
D. 适用于较细或较黏稠的物料
13、三足式离心机主要应用于。
A. 萃取液与萃余液分离
B. 结晶与母液分离
C. 酵母菌收集
D. 活性炭脱色后，活性炭与分离液的分离
14、可进行液－液分离的离心机有。
A. 三足式离心机
B. GF型管式离心机
C. 螺旋卸料离心机
D. 碟片式离心机
15、关于GQ型管式离心机，下列说法正确的是。
A. 可进行液－液分离
B. 可进行液－固分离
C. 沉降式离心机
D. 过滤式离心机
16、关于螺旋卸料离心机，下列说法正确的是。
一、思考题 1.发酵及发酵工程定义 答：定义：发酵工程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。 传统发酵是指酵母作用于果汁或发芽的谷物时产生二氧化碳的现象； 生化和生理学意义的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；或者更严的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CO2。 工业上的发酵泛指利用生物细胞制造某些产品或净化环境的过程。 青霉素发酵能成功的原因，主要是解决了两大技术问题：1）通气搅拌解决了液体深层培养时的供氧问题；2）抗杂菌污染的纯种培养技术：无菌空气、培养基灭菌、无污染接种、大型发酵罐的密封与抗污染设计制造。 2.发酵工程基本组成部分 答：从广义上讲，由三部分组成：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：三个环节：投产试验、规模化生产和市场营销 4.当前发酵工业面临三大问题是什么 答：菌种问题、合适的反应器、基质的选择 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、节省劳力 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
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 二、思考题 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→菌种保藏目的：高效地获取一株高产目的产物的微生物； 2、从环境中分离目的微生物时，为何一定要进行富集富集 答：富集的目的：让目的微生物在种群中占优势，使筛选变得可能。 富集的基本方法：1、控制营养：如以唯一碳源或氮源作底物；2、控制培养条件：如pH、温度、通气量等；3、抑制不需要的种类 3、什么叫自然选育自然选育在工艺生产中的意义 答：定义：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 回复突变：高产菌株在传代的过程中，由于自然突变导致高产性状的丢失，生产性能下降，这种情况我们称为回复突变。 4、诱变育种对出发菌株有哪些要求 答：出发菌株定义：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。 要求：★对菌株产量，形态、生理等情况了解；★生长繁殖快，营养要求低，产孢子多且早；★对诱变剂敏感；★菌株要有一定的生产能力；★多出发菌株：一般采用3~4个出发菌株，在逐代处理后，将产量高、特性好的菌株留作继续诱变的出发菌株。 5、诱变选育的流程 答：出发菌株经纯化活化前培养（同步培养）→培养液（离心、洗涤、）→单细胞获单胞子悬液→诱变处理→后培养（中间培养）→平板分离→初筛→复筛→保藏及扩大试验 筛选的关键是选择一定的特征（如菌落特征、生化特征等）去判断所筛选的菌株是我们所需要的突变株。
《放射治疗设备》 中山大学新华学院11生物医学工程11111020关邵翔2014-5-22 1.国外与国内分别在什么时间开始有了放射治疗技术？国外：1896,国内：20 1比纪30年代 2.放射治疗的方式有儿种？ 3.放射治疗设备经过了那儿个发展阶段？ 4.目前，国际上最著名的医用电子在线加速器的生产厂商是哪几家？ 羌国瓦立安公司（Varian）；瑞典医科达公司（Elekta）；徳国西门子公司（Siemens）； 5.简述放射源和放射线的类型与特点。 放射源 |放射性、人工 肘线装童 天佢 电子ir速超 1 充子 e ?1 1 1 |ita| yfral农煜□于I丈电戸子1 三电住子1 1 1 宇刊3 ?|更于重乜刊 6.哪些射线是“直接致电离辐射”？哪些射线是“间接致电离辐射”，各有什么特点？ 带电粒子（包括电子）都是“直接致电离辐射S JS接致电离辐射的射线都具有明 比的“射程"。电了射程近（浅）；质了与巫粒了射程远（深），并口深度可调。质了 ?重粒了具有“布拉格峰”特性。 光子与中子是“间接致电离辐射"。间接致电离辐射的射线没有明显的“射程二间 接致电离辐射的能量越高，最人剂量点的辐射深度越深，通帘川“建成区”来表示间 接致电离辐射能虽特性。 7.a射线、B射线和Y射线分別是什么射线？氨核、电了和光了 &哪种设备是现代放射治疗设备的主流机型？为什么？ 医用自线加速器。因为：1?关闭电源后不会发出射线，减少工作人员伤害。2.可产牛.高 能X射线与高能电子束，射线具有高能量，穿透力强，皮肤剂星低，半影小等优点。3. 近代 医用肓线加速器可增加更多实用功能，女Fh全门动多叶准玄器系统,LC、适时影像系统、X 刀治疗系统等。 9.举例说明什么是放射性核素？它们有什么共同特性？ 处于不稳定状态（激发态）的同位素称为放射性核素。特性：不稳定核素会自发地衰变并同 时放出射线。 10.电离辐射与物质的相互作用类型有哪些？ 11.简述人工射线装置的放射性原理。 12.为什么不能统一定义各种电离辐射的能量？请简述各种射线的能量是如何定义的。中低 能X射线的能量：实践屮?般用半价层（half value ldver, 1IYL）衣示屮低能X射线的辐射能 屋。在描述小低能X射线能屋的时候，除了用半价层衣示Z外，述应该给出管电压的数值和吸收体的同质性系数。 高能X射线的能量：实践中川加速电场的强度即标称加速电位来定义高能X射线的能量，单?位是兆伏（MV）,例如：15MVX-射线。X线的能谱，并沖完全依赖于加速电孑的能呆，还与加速方式、电孑束的偏转方式、准氏系统的设计，特别是靶和均整器的材料、形状与厚度等氏接相关。即使加速电场相同，不同的加速器输出的X线辐射深度和作用效果会冇人的差別。所以，需对能量进行定标。 13.简述放射性活度的慕本概念与计算方法。
一、名词解释 烈性噬菌体：能引起寄主细胞迅速裂解的噬菌体。这种噬菌体成为烈性噬菌体。 温和性噬菌体：在侵染细菌后并不迅速繁殖，而是以传递遗传信息的方式和寄主的遗传物质紧密结合在一起随寄主细胞的繁殖而繁殖，这种噬菌体成为温和性噬菌体。 敏感性细菌：受烈性噬菌体感染的细菌成为敏感性细菌。 溶原性细菌：含有温和性噬菌体的细菌通常称作溶原性细菌。 斜面保藏法：最基本的方法，适用范围广，细菌、真菌和放线菌都可用。当微生物在适宜的斜面培养基和温度条件下生长良好后，在5摄氏度左右可以保藏3-6个月，到期后重新移种一次 穿刺保藏法：常用于保藏各种需气性细菌。方法是将培养基制成软琼脂（一般为1%），盛入1.2cm*10cm的小试管或螺旋口小管内，高度1~2cm，121摄氏度高压灭菌后制成斜面，用接种针将菌种穿刺接入培养基的1∕2处，培养后的微生物在穿刺处及琼脂表面均可生长，然后覆盖以2-3cm的无菌液体石蜡。这样的小管可以在冰箱中保藏半年至一年， 干燥保藏法：将微生物吸附在各种载体上，干燥后低温保藏的方法。 悬液保藏法：将微生物悬浮于不含养分的溶液中保藏的方法。 冷冻干燥保藏法：将微生物或孢子冷冻后在减压情况下利用升华现象出去水分，使细胞代谢、生长等生命活动处在停止状态下从而达到长期保藏目的的方法。 菌丝速冻保藏法：对于不产孢子或芽孢的微生物，配制50%的甘油溶液和菌体悬浮液并按照1：1的比例混合均匀后置于—20°C保藏的方法。 微生物种子：将保存在沙土管或冷冻干燥管中处于休眠状态的生产菌种接入试管斜面活化后，再经过摇瓶及种子罐逐级扩大培养，从而获得一定数量和质量的纯种，这些纯种培养物就称为微生物种子 表面培养法：是将纯种微生物接种在固体或液体培养基的表面，在恒温条件下进行静置培养的方法。 固体培养法：是将纯种微生物接种在固体培养基上进行培养的方法。 液体深层培养法：又叫液体通风培养，是专门在发酵罐中进行的。菌体在液体培养基中处于悬浮状态，导入培养基中的空气通过气液界面传质进入液相，在扩散进入细胞内部。 接种龄：是指种子罐中培养的菌丝体开始移入下一级种子罐时的培养时间。 接种量：是指移入的种子液体积和接种后培养液体积的比例。 二级发酵：种子接入种子罐后培养一次即可接入发酵罐作为种子，这称为一级种子扩大培养，也称二级发酵。 三级发酵：种子接入种子罐经过第一次培养后，还需移入装有新鲜培养基的第二级种子罐进行第二次培养，然后才能接入发酵罐作为种子，称为二级种子扩大培养，也称三级发酵。 双种法：采用二只种子罐接一只发酵罐的方法称双种法。 倒种法：以适宜的发酵液倒出适量给另一发酵罐作种子。 培养基：就是人工配制的供微生物或动植物细胞生长、繁殖、代谢和合成人们所需要的营养物质和原料同时也为微生物提供合适的生长坏境条件。 碳源：凡可构成微生物细胞和代谢产物中碳素骨架的营养物质成为碳源。 氮源：凡是能被微生物用来构成细胞物质中或代谢产物中氮素来源的营养物质称为氮源 生长辅助物质：是在微生物生长发育过程中不可缺少而需要量又极少的一类特殊营养物质。 光能自养微生物：细胞内含有光合色素，能进行光合作用的，以光作为能源，以某些无机物作氢受体还原二氧化碳合成有机化合物的一类微生物。 光能异养微生物：以光为能源，利用有机物作为碳源的一类微生物称为光能异养微生物。 化能自养微生物：以无机物氧化所产生的化学能作为能源，以二氧化碳作为碳源合成有机物的一类微生物称为化能自养微生物。 化能异养微生物：以有机物作为能源和碳源的微生物称为化能异养微生物。 专性好氧微生物：只能在有空气或有氧的条件下才能生长的微生物。 专性厌氧微生物：只能在没有空气或无氧的条件下才能生长的微生物。 兼性微生物：既能在有空气或有氧的条件下生长，又能在没有空气或无氧的条件下生长的微生物。 天然培养基：是指用天然有机物配制而成的一类培养基。 合成培养基：是指用化学成分完全清楚的物质配制而成的一类培养基。 半合成培养基：是指以一部分天然物质作为碳源、氮源及生长辅助物质的来源，再适当补充少量的盐，经人工配制而成的一类培养基。 固体培养基：在配制好的液体培养基中加入一定量的凝固剂，经煮沸溶解并冷却后制成的培养基就是固体培养基。 液体培养基：是指将微生物所需的营养物质用水溶解并混合在一起，再经调节适宜的酸碱度后制成为液体状态的培养基质。 增殖培养基：按某种微生物的营养特性在培养基中加入有利于该微生物生长、繁殖的营养物质，以提高对该微生物的分离效率。这些在微生物增殖过程
类。 微生物的育种方法主要有三类： 诱变法，细胞融合法，基因工程法。 发酵培养基主要由 碳源，氮源，无机盐，生长因子 组成。 6、利用专门的灭菌设备进行连续灭菌称为 连逍，用高压蒸汽进行空罐灭菌称为 空消。 7、可用于生产酶的微生物有 细菌、真菌、酵母菌。 常用的发酵液的预处理方法有 酸化、加热、加絮凝剂。 8、根据搅拌方式的不同， 好氧发酵设备可分为 机械搅拌式发酵罐 和通风搅拌式发酵罐 两种。 9、 依据培养基在生产中的用途，可将其分成 孢子培养基、种子培养基、发酵培养 10、 现代发酵工程不仅包括菌体生产和代谢产物的发酵生产，还包括微生物机能的利用。 11、发酵工程的主要内容包括 生产菌种的选育、发酵条件的优化与控制、反应器的设计及 产物的分离、提取 与精制。 12、发酵类型有微生物菌体的发酵、微生物酶的发酵、微生物代谢产物的发酵、微生物转 化发酵、生物工程细胞的发酵 。 13、发酵工业生产上常用的微生物主要有 细菌、放线菌、酵母菌、霉菌。 14、当前发酵工业所用的菌种总趋势是从野生菌转向 变异菌，从自然选育转向 代谢调控育种, 从诱发基 因突变转向 基因重组的定向育种。 15、根据操作方式的不同，液体深层发酵主要有 分批发酵、连续发酵、补料分批发酵。 16、分批发酵全过程包括 空罐灭菌、加入灭过菌的培养基、接种、发酵过程、放罐和洗罐， 所需的时间总和为一个发酵周期。 发酵工程 、名词解释 1、 分批发酵：在发酵中，营养物和菌种一次加入进行培养，直到结束放出，中间除了空气 进入和尾气排出外，与外部没有物料交换。 2、 补料分批发酵：又称半连续发酵，是指在微生物分批发酵中，以某种方式向培养系统不 加一定物料的培养技术。 3、 絮凝：在某些高分子絮凝剂的作用下，溶液中的较小胶粒聚合形成较大絮凝团的过程。 二、填空 1、 生物发酵工艺多种多样，但基本上包括 菌种制备、种子培养、发酵和提取精^_等下游 处理几个过程。 2、 根据过滤介质截留的物质颗粒大小的不同, 过滤可分为粗滤、微滤、超滤和反渗透四大 3、 4、 5、青霉素发酵生产中，发酵后的处理包括: 过滤、提炼，脱色，结晶。 基三种。
发酵工程与设备实验 1.决定摇瓶溶氧量的因素有哪些？它们如何影响摇瓶溶氧量？答：⑴摇瓶的透气性：8层纱布，纱布透气性越好，摇瓶溶氧量越大。⑵摇瓶的转速：转速越大，培养基流动越剧烈，增大与气体接触面积。⑶培养基的粘稠度：粘稠度越大，氧气越难进入，溶氧量越低。 2.采用磷钼蓝法测定发酵液中的植酸酶活性实验中，空白对照中并未发生酶和底物的水解反应，但经过显示后，颜色却呈较深的蓝色，试解释其原因。 答：①磷钼蓝受热，易被氧化成蓝色还原物。②植酸钠中含杂质磷太多。 3.红曲米发酵实验中，为何要添加酸水？无菌酸水如何制得？答：是为了洗脱菌种，同时为红曲霉生长创造酸性环境。 制备：取一烧杯的蒸馏水，往水中加入乳酸并调PH至4.0.然后取10ml配制好的溶液于干净的试管中，密封包扎后，放入高压灭菌锅灭菌，即可得到无菌酸水。 4.产植酸酶黑曲霉的分离实验中，为何选用植酸钙而不选用植酸钠？ 答：钠盐易溶解、钙盐难容，易形成透明圈，从而筛选。 5.产植酸酶黑曲霉的分离实验中，为什么不将脱氧胆酸钠溶液
和氯霉素眼药水加入到筛选培养基中一起灭菌？ 答：①脱氧胆酸钠会与铁盐高温时反应。②细菌性抗生素、自身就是杀菌的，且本身无菌，也不能灭菌。 6.请详细说明产植酸酶黑曲霉的分离实验的实验原理。 答：以植酸钙为唯一磷来源的选择培养基，同时以透明圈法，从土壤中分离筛选产植酸酶的黑曲霉 7.产植酸酶黑曲霉的摇瓶发酵实验中，摇瓶的作用有哪些？答：①气体和营养分布均匀②温度保持恒定③代谢产物分散④避免影响其他菌丝生长⑤防止细胞沉淀 8.植酸酶酶活力测定实验中，若显色后的反应体系测定吸光度值为2.23，说明什么问题？该如何调整实验方案？ 答：浓度过大，该稀释。 9.植酸酶活力测定时做标线的目的是什么？ 答：标线是反应吸光度与无机磷浓度之间的关系，待我们测的样品吸光度后即可在标线上读出对应无机磷浓度，从而进行酶活计算。 10.简述灭菌锅的使用方法及步骤。 答：①向锅内注入水至三脚架上边缘、预热。 ②放入物品，将直排气管并放入排气槽。 ③关盖，拧紧对应螺栓，打开开关加热 ④待压力达到0.05MPa，排冷空气，归零。
发酵工程复习题库 一、填空题（常为括号后2－4字） 1. 淀粉水解糖的制备可分为（ ）酸解法、（ ）酶解法和酸酶结合法 三种。 2. 糖酵解途径中的三个重要的关键酶是（ ）己糖激酶、磷酸丙糖激酶、（ ）丙 酮酸激酶。 3. 甘油的生物合成机制包括在酵母发酵醪中加入（ ）亚硫酸氢钠 与乙醛起加成反应 和在（ ）碱性 条件下乙醛起歧化反应。 4. 微生物的吸氧量常用呼吸强度；耗氧速率两种方法来表示，二者的关系是 （ ） 。 5. 发酵热包括（ ）生物热；搅拌热；蒸发热和（ ）辐射热等几种热。 6. 发酵过程中调节pH 值的方法主要有添加（ ）碳酸钙法；氨水流加法和尿素流加 法。 7. 微生物工业上消除泡沫常用的方法有（ ）化学消泡和（ ）机械消泡两种。。 8. 一条典型的微生物群体生长曲线可分为（ ）迟滞期、对数期；（ ）稳定期； 衰亡期四个生长时期。 9. 常用菌种保藏方法有（ ）斜面保藏法、（ ）沙土管保藏法、液体石蜡保藏法； 真空冷冻保藏法等。 10. 培养基应具备微生物生长所需要的五大营养要素是（ ）碳源、氮源；（ ）无 机盐；（ ）生长因子和水。 11. 提高细胞膜的（ ）谷氨酸通透性，必须从控制磷脂的合成着手或者使细胞膜受损 伤。 12. 根据微生物与氧的关系，发酵可分为（ ）有（需）氧发酵；（ ）厌氧发酵两 大类。 13. 工业微生物育种的基本方法包括（ ）自然选育、诱变育种； 代谢控制育种；（ ） 基因重组和定向育种 等。 14. 肠膜明串珠菌进行异型乳酸发酵时，产物为（ ）乳酸；（ ）乙醇；CO2。 15. （ ）诱导酶指存在底物时才能产生的酶，它是转录水平上调节（ ）酶浓度的 一种方式。 16. 发酵工业的发展经历了（ ）自然发酵，纯培养技术的建立，（ ）通气搅拌的 好气性发酵技术的建立，人工诱变育种（ ）代谢控制发酵技术的建立，开拓新型 发酵原料时期，与（ ）基因操作技术相结合的现代发酵工程技术 等六个阶段。 17. 去除代谢终产物主要是通过改变细胞的膜的（ ）通透性来实现。 18. 获得纯培养的方法有（ ）稀释法，（ ）划线法，单细胞挑选法，利用选择培 养基分离法等方法。 19. 生长因子主要包括（ ）维生素，（ ）氨基酸，（ ）碱基，它们对微生物 所起的作用是供给微生物自身不能合成但又是其生长必需的有机物质。 20. 微生物生长和培养方式，可以分为（ ）分批培养，（ ）连续培养，补料分批 培养三种类型。 21. 影响种子质量的主要因素包括培养基，（ ）种龄与（ ）接种量，温度，pH 值， 通气和搅拌，泡沫，染菌的控制和（ ）种子罐级数的确定。 22. 空气除菌的方法有加热杀菌法，静电除菌法，（ ）介质过滤除菌法。 23. 发酵产物的浓缩和纯化过程一般包括发酵液（ ）预处理，提取，精制。 24. 菌种扩大培养的目的是为每次发酵罐的投料提供（ ）数量相当的（ ）代谢旺 盛的种子。 25. 在微生物研究和生长实践中，选用和设计培养基的最基本要求是（ ） 目的明确， （ ）营养协调，物理化学条件适宜和（ ）价廉易得。 26. 液体培养基中加入CaCO3的目的通常是为了调节（ ）pH 值。 27. 实验室常用的有机氮源有（ ）牛肉膏，蛋白胨等，无机氮源有 硫酸铵，硝酸钠， 等。为节约成本，工厂中常用尿素、（ ）液氨等作为氮源。 () X c Q r O ?=2
一 一、单项选择题：在每小题的备选答案中选出一个正确答案，并将正确答案的代码填在题干上的括号内。（每小题1分，本大题共10分） 1．一类单细胞有分枝的丝状微生物，以孢子繁殖，分布广泛大多是腐生菌，少数是动植物寄生菌，是抗生素的主要产生菌，2/3以上抗生素由该类菌产生。这类微生物是：A．细菌B．霉菌 C．放线菌D．酵母菌 3．用液氮长期保藏菌种是因为液氮温度可达（），远远低于微生物新陈代谢作用停止的温度。 A．-180 0C B．-170 0C C．-160 0C D．-196 0C 4．在微生物发酵工程中利用乳酸杆菌生产乳酸的发酵属于（）。 A．好气性发酵B．厌气性发酵 C．兼性发酵D．好厌间歇发酵 5．配料较粗，营养丰富，完全，C/N合适，原料来源充足，质优价廉，成本低，有利于大量积累产物。这些是（）的一般特点。 A．选择培养基B．保藏培养基 C．种子培养基D．发酵培养基 6．( ) 是一类微生物维持正常生长不可缺少的，但自身不能合成的微量有机化合物。 A．生长因素B．碳源 C．氮源D．微量元素 7．生物反应器间歇操作, 在发酵过程中,不断进行通气(好氧发酵)和为调节发酵液的pH而加入酸碱溶液外, 与外界没有其它物料交换。这种培养方式操作简单, 是一种最为广泛使用的方式, 称之为（）。 A．连续发酵B．半连续发酵 C．补料分批发酵D．分批发酵 8．要求发酵设备现代化程度高、体系内营养物浓度和产物浓度始终一致、菌种容易发生变异的问题无法解决这种发酵方式是（）。 A．连续发酵B．分批发酵 C．补料分批发酵D．半连续发酵 10．菌体的倍增时间是（）增加一倍所需要的时间。 A．细胞质量B．菌体浓度 C．菌体种类D．呼吸强度 二、多项选择题：在每小题的备选答案中选出二个或二个以上正确答案，并将正确答案的代码填在题干上的括号内，正确答案未选全或选错，该小题无分。（每小题2分，本大题共20分） 11．发酵工程的前提条件是指具有（）和（）条件 A．具有合适的生产菌种B．具备控制微生物生长代谢的工艺 C．菌种筛选技术D．产物分离工艺 E．发酵设备
1、举出几例微生物大规模表达的产品,及其产生菌的特点？ A.蛋白酶表达产物一般分泌至胞外，能利用廉价的氮源，生长温度较高， 生长速度快 ,纯化、分离及分析快速；安全性高，得到 FDA的批准的菌种。 B.单细胞蛋白生长迅速，营养要求不高，易培养，能利用廉价的培养基或生 产废物。适合大规模工业化生产，产量高，质量好。安全性高，得到 FDA的批准的菌种。 C.不饱和脂肪酸生长温度较低，安全性高，能利用廉价的碳源，不饱和脂 肪酸含量高， D.抗生素生产性能稳定，产量高，不产色素，，能利用廉价原料 F.氨基酸代谢途径比较清楚，代谢途径比较简单 2、工业化菌种的要求？ A能够利用廉价的原料，简单的培养基，大量高效地合成产物 B有关合成产物的途径尽可能地简单，或者说菌种改造的可操作性要强C. 遗传性能要相对稳定 D.不易感染它种微生物或噬菌体 E.产生菌及其产物的毒性必须考虑（在分类学上最好与致病菌无关） F.生产特性要符合工艺要求 4、讨论：微生物（包括动、植物）可以生产我们所需的一切产品，但是涉 及到工业化生产，对于某一种特定的产品，为何只有特定的微生物才具有大量 表达的潜力？ 在不同的环境条件下，微生物细胞对遗传信息作选择性的表达，实现代谢 的自动调节。代谢的协调能保证在任何特定时刻、特定的细胞空间，只合成必 要的酶系（参与代谢的多种酶）和刚够用的酶量。一旦特定物质的合成达到足 够的量，与这些物关系支持细胞自身的增殖（生产细胞），不支持（人的）目
的产物的过量生产（生产特定的初级代谢产物）。而工业化生产要求特定表达 某种或某类物质，只有正常代谢被打破，代谢协调失常的微生物才能达到要求 5、自然界分离微生物的一般操作步骤？ 样品的采取→预处理→培养→菌落的选择→初筛→复筛→性能的鉴定→菌种保藏 6、从环境中分离目的微生物时，为何一定要进行富集培养？ 自然界中目的微生物含量很少，非目的微生物种类繁多，进行富集培养， 使目的微生物在最适的环境下迅速地生长繁殖，数量增加，由原来自然条件下 的劣势种变成人工环境下的优势种，使筛选变得可能。 7、菌种选育分子改造的目的？ 防止菌种退化 ; 解决生产实际问题 ; 提高生产能力 ; 提高产品质量 ; 开发新产品 . 8、以目前的研究水平，土壤中能够培养的微生物大概占总数的多少？什么 是 16sRNA同源性分析？ 目前能够培养的微生物不到总数的 1%。以 16sRNA为靶基因，设计引物， 建立 pcr 扩增体系，再通过 DNA 测序进行细菌同源性分析。 9、什么叫自然选育？自然选育在工艺生产中的意义？ 自然选育就是不经人工处理，利用微生物的自然突变进行菌种选育的过 程。
第一章 1．简述发酵工程的概念及其主要内容。 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环节。它是应用生物学、化学和工程技术学的原理，大规模（工厂化）培养动植物和微生物细胞，生产生物量或产物的科学。发酵工程可分为上游工程、中游工程和下游工程。 生产微生物细胞（或生物量）； 生产微生物的酶；●生产微生物的代谢产物；?生产基因重组产物；?将一个化合物经过发酵改造其化学结构——生物转化。 2.什么叫次级代谢产物？次级代谢产物是微生物在哪些生长时期形成的？其与初级代谢产物有什么关系？ 以初级代谢产物为原料通过次级代谢合成的，对自身无明确生理作用的代谢产物叫次级代谢产物。关系：先产生初级代谢产物，后产生次级代谢产物；初级代谢是次级代谢的基础；次级代谢是初级代谢在特定前提下的继续与发展。 3.发酵过程有哪些组成部分？ 用于菌种扩大培养和发酵生产用的培养基配方； 培养基、发酵罐和辅助设备的灭菌；●足量的高活性、纯培养的接种物；?在适宜条件的发酵罐中培养菌体生产产物；?产物的提取和纯化；?生产过程的废物的处理。 第二章 1.发酵工程菌株的选育方法有哪些？各有何特点？ 自然选育：自发突变率低，变异程度较轻微，变异过程十分缓慢；自发突变不定向，负向变异可能性大，正向变异可能性小 诱变育种：方法简单，快速，收效显著。 原生质体融合：打破种属间的界限，提高重组频率，扩大重组幅度。 杂交育种：使不同菌株的优良性状集中在重组体中，扩大变异范围，具有更强的方向性和目的性。 基因工程育种：按人们的愿望使生物体的遗传性状发生定向变异。 2.发酵工程对菌种有何要求？菌种的分离和筛选基本流程是怎样的？ 要求：能大量高效合成产物；发酵培养基原料廉价；培养条件容易控制；易于液中提取产物；不易污染其它杂菌和噬菌体；无毒无害；性能稳定，不易退化
发酵课后题参考答案 1.试述消毒和灭菌的区别。 答: 消毒是用物理或化学的方法杀死无聊和设备中所有生命无知的过程。 灭菌是用无力或化学的方法杀死空气, 地表以及容器和器具表面的微生物。 消毒和灭菌的区别一方面在于消毒仅仅杀死生物体或非生物体表面的微生物, 而灭菌是杀死所有的生命体。另一方面在于消毒一般只能杀死营养细胞, 而不能杀死细菌芽胞和真菌孢子等, 适合于发酵车间的环境和发酵设备, 器具的无菌处理。 2简述染菌的检验方法及染菌类型的判断。 答: 生产上要求准确, 迅速的方法来检查出污染杂菌的类型及其可能的染菌途径, 当前有一下几种常见的方法。 1.显微镜检查法。一般见简单的染色法或革兰氏染色法, 将菌体染色后镜检。对于霉菌, 酵母发酵, 先用低倍镜观察生产菌的特征, 然后用高倍镜观察有无杂菌的存在。根据生产菌与杂菌的不同特征来判断是否杂菌, 必要时还可用芽胞染色或鞭毛染色。 2.平板划线培养检查法。先将待检样品爱无菌平板上划线, 根据可能的染菌类型分别置于37或27摄氏度下培养, 8个小时后可观察到是否有杂菌污染。对于噬菌体检查, 可采用双层平板培养法。 3.肉汤培养检查法。将待检样品介入无菌的肉汤培养基中, 分别置于37或27摄氏度下进行培养, 随时观察微生物的生长情况, 并取样镜检, 判读是否有杂菌污染及杂菌的类型。 4.发酵过程的异常现象观察法。发酵过程出现的异常现象如溶解氧, PH, 尾气中二氧化碳含量, 发酵液的粘度等的异常变化, 都可能产生染菌的重要信息, 也根据这些异常现象来分析发酵是否染菌。 3 发酵工业用菌种应具备哪些特点? 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;
发酵工程习题 1、举出几例微生物大规模表达的产品, 及其产生菌的特点？ 2、工业化菌种的要求？ 3、讨论：生产抗生素的微生物能不能生产氨基酸？ 4、讨论：微生物（包括动、植物）可以生产我们所需的一切产品，但是涉及到工业化生产，对于某一种特定的产品，为何只有特定的微生物才具有大量表达的潜力？ 5、自然界分离微生物的一般操作步骤？ 6、从环境中分离目的微生物时，为何一定要进行富集富集？ 7、菌种选育分子改造的目的？ 8、以目前的研究水平，土壤中能够培养的微生物大概占总数的多少？什么是16sRNA同源性分析？ 9、什么叫自然选育？自然选育在工艺生产中的意义？ 10、什么是正突变？什么是负突变？什么是结构类似物？ 11、什么是诱变育种？常用的诱变剂有哪些？ 12、什么是基因的重组？什么是基因的直接进化？二者有何区别？ 13、什么是培养基?发酵培养基的特点和要求？ 14、用的碳源有哪些？常用的糖类有哪些，各自有何特点？ 15、什么是生理性酸性物质？什么是生理性碱性物质？ 16、常用的无机氮源和有机氮源有哪些？有机氮源在发酵培养基中的作用？ 17、什么是前体？前体添加的方式？ 18、什么是生长因子？生长因子的来源？ 19、什么是产物促进剂？产物促进剂举例？ 20、什么是理论转化率？什么是实际转化率？ 21、培养基设计的一般步骤？ 22、培养基成分选择考虑的问题？ 23、读书报告：举例说明培养基设计的方法与步骤？ 24、讨论：培养基优化在发酵优化控制中的作用与地位？ 25、么是种子的扩大培养？ 26、种子扩大培养的目的与要求？ 27、种子扩大培养的一般步骤？ 28、在大规模发酵的种子制备过程中，实验室阶段和生产车间阶段在培养基和培养物选择上各有何特点？ 29、什么是接种量？对于细菌、放线菌及霉菌常用的接种量是多少？ 30、什么时发酵级数？发酵级数对发酵有何影响，影响发酵级数的因素有哪些？ 31、什么是种龄？事宜种龄确定的依据？ 32、读书报告：结合具体的产品理解种子质量控制的方法，以及认识种子质量对发酵的影响？ 33、接种、倒种、双种？ 34、么是菌体的生长比速？产物的形成比速？基质的消耗比速？维持消耗？ 35、什么是Monod方程其使用条件如何？各参数的意义与求解？ 36、什么是初级代谢产物？什么是次级代谢产物？ 37、什么是一类发酵？二类发酵？三类发酵？ 38、什么是连续培养？什么是连续培养的稀释率？ 39、解释连续培养富集微生物的原理？
2018发酵微生物题库 一、名词解释 1.微生物：一切肉眼看不见或看不清的微小生物的总称。 2.菌落：菌落（colony）由单个细菌（或其他微生物）细胞或一堆同种细胞在适宜固体培养基表面或 内部生长繁殖到一定程度；形成肉眼可见有一定形态结构等特征的子细胞的群落。 3.病毒:是一类核酸合蛋白质等少数集中成分组成的超显微“非细胞生物”。 4.基本培养基：仅能满足微生物野生型菌株生长需要的培养基。 5.最适生长温度：某菌分裂代时最短或生长速率最高时的培养温度。 6.巴氏消毒法：一种利用较低的温度既可杀死病菌又能保持物品中营养物质风味不变的消毒法。 7.温和噬菌体：能引起溶源性的噬菌体。 8.噬菌体：原核生物的病毒。 9.溶原性细菌：温和噬菌体侵入的宿主细胞。 10.噬菌斑生成单位（效价）：每毫升试样中所含有的具侵染性的噬菌体粒子数。 二、填空题 1.微生物是一切肉眼看不见或看不清的微小生物的总称，其特点是个体微小、构造简单和进化地位低。 2.微生物主要有三大类群：①原核类的细菌、放线菌、蓝细菌、支原体、衣原体、立克次氏体； ②真核类的真菌、原生动物、显微藻类； ③非细胞类的病毒和亚病毒。 3.微生物的五大共性是体积小，面积大；吸收多，转化快；生长旺，繁殖快；适应强，易变异；分布广，种类多，其中最主要的共性应是体积小，面积大。 4.细菌的形态主要有杆状、球状状和螺旋状三种，此外，还有少数丝状和棱角状等。 5.细菌细胞的一般构造有细胞壁、细胞质、细胞质膜、核区、间体、和各种内含物等，而特殊构造则有糖被、 鞭毛、菌毛、性菌毛和芽孢等。 6.磷壁酸是革兰氏阳性细菌细胞壁上的特有成分，主要成分为甘油磷酸或核糖醇磷酸。 7.芽胞除了可长期休眠外，还是生命世界中抗逆性最强的生命体，例如抗热、抗化学药物和抗辐射等。 8.根据进化水平和形态构造等特征上的明显差别可把微生物分成三大类，即原核类、真核类和非细胞类。 9. 支原体突出的形态特征是无细胞壁，所以对青霉素不敏感。 10.病毒的一步生长曲线包括了三个时期，即潜伏期、裂解期、和平稳期。 11.细菌在固体培养基表面能形成菌落和菌苔。 12.细菌最常见的繁殖方式是裂殖，包括二分裂、三分裂、复分裂三种形式，少数细菌还能进行芽殖。 13. 可以在光学显微镜油镜下看到的细菌特殊结构有鞭毛、芽胞、糖被。 14、病毒的主要组成为核酸和蛋白质。 15、噬菌体的特点是不具有完整的细胞结构,遗传物质多为DNA。 16、病毒的繁殖过程可分为吸附、侵入、增值、成熟、裂解五个步骤。 17、微生物类群的繁殖方式多种多样，病毒以复制方式繁殖；细菌以分裂繁殖为主；而放线菌以分生孢子和 孢囊孢子两种方式形成无性孢子；霉菌较复杂，已有了无性繁殖有性繁殖和两种繁殖方式和半知菌特有的准性生殖。 18、真菌细胞的线粒体是_能量代谢的细胞器。 19、真核微生物包括有：真菌，粘菌，藻类，原生动物. 20、酵母菌的无性繁殖方式中最常见的是芽殖，少数种类具有与细菌相似的裂殖方式。 21、构成丝状真菌营养体的基本单位是：菌丝. 22、真菌菌丝具有的功能是吸收营养物质和进行繁殖。 23、真菌生长在基质内的菌丝叫基内菌丝，其功能主要是吸收营养物质，伸出基质外的菌丝叫气生菌丝，其功能主要是转化成繁殖菌丝产生孢子。 填空题（二） 1、微生物的营养要素有__碳源_、_氮源_、_能源_、_无机盐_、_生长因子__和_水__六大类。 2、营养物质通过渗透方式进入微生物细胞膜的方式有_单纯扩散、促进扩散_、主动运送、基因移位_等四种。 3、化能自养微生物以无机物为能源，以无机碳源为碳源，如硝化细菌属于此类微生物。 4、化能异养微生物的基本碳源是有机碳源，能源是有机物，其代表微生物是__酵母菌__和__乳酸菌_等。 5、固体培养基常用于微生物的科学研究、生产实践、及微生物的固体研究和大规模生产等方面。
一、填空题：(20分，每空1分) 1、淀粉水解方法有酸法、酶法和酸酶结合法。 2、根据微生物生长速度与产物合成速度之间的关系，可以将发酵分为三种类型，分别是生长偶联型、非生长偶联型和混合生长偶联型。 3、呼吸抑制发酵的现象叫巴斯德效应。 4、高温灭菌的原理是高温使微生物蛋白质变性失活。 5、常用的干燥方法有对流加热干燥、接触加热干燥和冷冻升华干燥等。 6、发酵醪中菌体分离可采用离心分离和过滤分离方法。 7、发酵热包括生物热、搅拌热、蒸发热和辐射热。 8、发酵过程中，调节PH值常用方法有添加CaCO3法、流加尿素、 加缓冲剂法等。 二、名词解释：（15分，每题3分） 1、分解代谢物阻遏 当菌体利用葡萄糖作C源进行生长时（1分），葡萄糖分解产物能阻遏参与次级代谢产物的合成的酶系生成（1分），从而影响次生代谢物的合成（1分）。 2、对数残留定律 在高温灭菌时，菌的死亡速率与任一瞬间残留的活菌数N成正比（3分）。 3、反馈抑制 酶促反应的终产物（1分）抑制代谢途径第一个酶的活性（2分），这称反馈抑制。 4、限制性基质 微生物生长速率与底物浓度有一定的依赖关系（1分），当底物浓度很小（1分），微生物生长速率与底物浓度成正比，此时基质叫限制性基质（1分）。
5、次级代谢产物 从初级代谢途径中形成分枝代谢途径（1分），并用初级代谢产物生成与菌体生长繁殖无关的物质或功能还未明的化合物（2分），这个过程称次级代谢。 二、判断题（对的在下面的表格中打“√”，错的打“Χ”，10分） 1、柠檬酸发酵主要防止前期染菌。 2、疫苗深层培养，如果中期染菌不严重，考虑继续发酵。 3、介质过滤除菌，必须保证介质之间的孔径小于细菌直径，才能达到除菌目的。 4、发酵醪需先进行菌、液的分离，才能进行后续的提取和精制过程。 5、谷氨酸发酵中，加速DCA循环有利于产物积累。 6、发酵生产单细胞蛋白，需要供氧。 7、在发酵过程中，随着通气量的提高，溶氧系数也增大。 8、为了提高发酵效率及便于控制，在整个发酵期内，我们要选定一个最适温度， 控制发酵在该温度下进行。 9、一般来说，种子培养基的碳氮比低于发酵培养基的碳氮比。 10、消毒不一定能达到灭菌的要求，而灭菌则可达到消毒的目的。 每题1分 四、简答：（40分，每题5分） 1、微生物工程的发展经历了哪几个时期？ 答：1.自然发酵时期（1分） 2.纯培养技术的建立（1分） 3.通气搅拌好气性发酵工程技术建立（1分） 4.人工诱变育种与代谢调控发酵工程技术的建立（1分） 5.发酵动力学、发酵的连续化自动化工程技术的建立 6.基因工程阶段。或答微生物酶反应生物合成和化学合成反应相结合工 程技术建立。（1分） 2、谷氨酸生产如何防止噬菌体污染？ 答：注意环境卫生（1分），防止菌种流到发酵罐等设备以外（1分），发酵液必须经灭菌等处理措施才能排放（1分），选育抗噬菌体菌株，将不同生产菌轮流使用（1分），定期进行菌种复壮，注意检查溶原菌。
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？
1.发酵工程的主要内容发酵条件的优化与控制、反应器的设计及产物的分离、提取与精制 2.根据微生物与氧的关系，发酵可分为__需氧发酵_和_厌氧发酵__两大类。 3.在无氧条件下能将丙酮酸分子转变成乙醇分子的微生物是___酵母__。 4.诱发突变的方法分为物理方法和化学方法，物理方法主要是紫外线_，x射线_，B射线_和_激光__；化学诱变剂包括_碱基类似物， _烷化剂__ 和 _吖啶色素_ 。 5.消毒和灭菌的区别在于前者是杀死或除去病原微生物营养体细胞，而后者则指杀死包括芽孢在内的所有微生物。 6.紫外线照射能使 DNA 产生胸腺嘧啶二聚体，从而导致 DNA 复制产生错误；用紫外线诱变微生物应在红灯条件下进行，以防止光复活效应现象的产生。 7.巴斯德效应的本质是能荷调节，表现为呼吸抑制发酵。 8.乳酸发酵一般要在无氧条件下进行,它可分为同型乳酸发酵和异型乳酸发酵_。 1.根据不同的分类原则，工业发酵可分为若干类型。如按发酵形式来区分，有 传统工艺发酵和现代工业发酵；按发酵培养基的物理性状来区分，有固态发酵、半固态发酵和液态发酵；按发酵工艺流程来区分，有分批式发酵、连续式发酵和流加式发酵；按发酵过程中对氧的不同需求来区分，有厌氧发酵和需氧发酵。 2.发酵工业上常用的微生物有细菌（如枯草芽孢杆菌、醋酸杆菌、棒状杆菌、 乳酸菌、状芽孢杆菌）、酵母菌、霉菌（如根霉、曲霉）和放线菌四大类群。 3.微生物群体的生长过程，大致可划分为４个阶段：延滞期、对数期、稳定期和衰亡期。 4.微生物生长所需的基本营养物质有碳源、氮源、无机盐类、生长因子和水分。 5.发酵工业生产中的碳源主要是糖类和淀粉，如葡萄糖、玉米、大米、 大麦、高梁、麸皮等。氮源主要是玉米浆、花生饼粉等有机氮源，也有尿素、硫酸铵、硝酸铵等无机氮液。 6.筛选新菌种的具体步骤大体可分为采样、增殖培养、纯种分离、发酵试验、性能测定等。 7.菌种的选育方法常用的有新菌种的分离与筛选、诱变育种和基因重组育种。 8.常见的菌种保藏方法有：斜面转接保藏法、液体石蜡保藏法、 砂土管保藏法、冷冻干燥保藏法和液氮保藏法。 9.培养基的种类繁多，一般可根据其营养物质的不同来源分为合成培养基、天然培养基和半合成培养基，根据培养基的不同用途分为基础培养基、增殖培养基、鉴别培养基和选择培养基；根据培养基的物理状态的不同分为固体培养基、半固体培养基和液体培养基。在工业发酵中，依据生产流程和作用的不同分为斜面培养基、种子培养基以及发酵培养基。 11.发酵生产中常用的除菌方法有高压蒸汽灭菌法、巴斯德消毒法、空气过滤除菌法、、辐射灭菌法和化学试剂消毒等 1、获得纯培养的方法有：平板划线法、平板稀释法、组织分离法 等方法。 的目的通常是为了__ 中和有机酸，调节PH _。 2、液体培养基中加入CaCO ３
第一章 1.简述发酵工程的概念及其主要内容。 发酵工程就是生物技术的重要组成部分,就是生物技术产业化的重要环节。它就是应用生物学、化学与工程技术学的原理,大规模(工厂化)培养动植物与微生物细胞,生产生物量或产物的科学。发酵工程可分为上游工程、中游工程与下游工程。 生产微生物细胞(或生物量); 生产微生物的酶;●生产微生物的代谢产物;?生产基因重组产物;?将一个化合物经过发酵改造其化学结构——生物转化。 2、什么叫次级代谢产物？次级代谢产物就是微生物在哪些生长时期形成的？其与初级代谢产物有什么关系？ 以初级代谢产物为原料通过次级代谢合成的,对自身无明确生理作用的代谢产物叫次级代谢产物。关系:先产生初级代谢产物,后产生次级代谢产物;初级代谢就是次级代谢的基础;次级代谢就是初级代谢在特定前提下的继续与发展。 3、发酵过程有哪些组成部分？ 用于菌种扩大培养与发酵生产用的培养基配方; 培养基、发酵罐与辅助设备的灭菌;●足量的高活性、纯培养的接种物;?在适宜条件的发酵罐中培养菌体生产产物;?产物的提取与纯化;?生产过程的废物的处理。 第二章 1、发酵工程菌株的选育方法有哪些？各有何特点？ 自然选育:自发突变率低,变异程度较轻微,变异过程十分缓慢;自发突变不定向,负向变异可能性大,正向变异可能性小 诱变育种:方法简单,快速,收效显著。 原生质体融合:打破种属间的界限,提高重组频率,扩大重组幅度。 杂交育种:使不同菌株的优良性状集中在重组体中,扩大变异范围,具有更强的方向性与目的性。 基因工程育种:按人们的愿望使生物体的遗传性状发生定向变异。 2、发酵工程对菌种有何要求？菌种的分离与筛选基本流程就是怎样的？ 要求:能大量高效合成产物;发酵培养基原料廉价;培养条件容易控制;易于液中提取产物;不易污染其它杂菌与噬菌体;无毒无害;性能稳定,不易退化