发酵工程课后思考题答案
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思考题1 了解发酵工程的发展简史2微生物代谢调节的特点和方式3酶合成调节的特点和机制4酶活性调节的类型5诱导、阻遏、分解代谢物阻遏、反馈抑制的定义6代谢控制发酵的定义7营养缺陷型突变株积累产物的特点。
8抗反馈调节突变株的定义9谷氨酸、赖氨酸代谢控制发酵的应用举例10自然界分离微生物的一般操作步骤?11 从环境中分离目的微生物时,为何一定要进行富集富集?12 菌种选育分子改造的目的?13 什么叫自然选育?14什么是诱变育种?常用的诱变剂有哪些?15代谢工程的定义和方法16常用的碳源有哪些?常用的糖类有哪些,各自有何特点?17什么是生理性酸性物质?什么是生理性碱性物质?18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?19无机盐的影响?20 什么是前体?前体添加的一般方式?21什么是生长因子?生长因子的来源?22 什么是产物促进剂?产物促进剂举例?23柠檬酸发酵的培养基条件24物料粉碎的力学分析和粉碎原理25气流输送的原理和方式?26淀粉糖的酶法制备原理与技术?27 高温瞬时灭菌的原理?28 介质过滤除菌的机理是什么29典型的空气除菌流程(两级冷却两级分离加热流程是重点)?30 什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?31 什么是初级代谢产物?什么是次级代谢产物?32什么是连续培养?什么是连续培养的稀释率?33连续发酵动力学的应用34温度对微生物生长、产物形成的影响?发酵热的定义,35 发酵过程的pH控制可以采取哪些措施?36为何氧容易成为好氧发酵的限制性因素?37 影响微生物需氧的因素有哪些?38 发酵液中的体积氧传递方程?其中Kla的物理意义是什么?39如何调节通气搅拌发酵罐的供氧水平?40发酵过程中生长速度和菌体浓度的控制方法?41 发酵中泡沫形成的原因是什么?42圆筒锥底啤酒发酵罐的主要特点?罐内传质和传热如何实现43 通风发酵设备的设备要求?通风搅拌发酵罐的主要结构?44构建基因工程菌中常用宿主系统是什么?45基因不稳定性的原因?46工程菌发酵过程中,减少乙酸积累的措施?47大肠杆菌高密度发酵的策略?48甲醇营养酵母的主要特点?。
发酵工艺学原理思考题参考答案吴凤池 200677505125第二章1.比较固体培养与液体培养的优缺点。
固体培养优点:(1)酶活力高。
(因为菌丝体密度大)(2)生产过程中无菌程度要求不是很严格。
(3)对于固体培养,通常用于固体发酵,由于产物浓度大,易于分离,可以有效的降低产品分离成本。
缺点:(1)生产劳动强度较大,占地面积大,不宜自动化生产。
(2)周期长。
(3)培养过程中环境条件控制较难。
(4)生产过程中,由于无菌程度较低,其菌种菌类不纯。
液体培养优点:(1)生产效率高,便于自动化管理。
(2)生产过程中温度、溶氧、pH 值等参数可以实现全面控制。
(3)通常生产液体种子,整个生产周期较短。
缺点:(1)无菌程度要求高,相对生产设备投资较大。
(2)对于某些种类的发酵,液体培养因投资大、生产密度大而难以实现。
2.说明菌种扩大培养的条件。
菌种扩大培养条件因不同的菌种差异是非常大的,通常是与菌种的性质有关的,也与后续的发酵工艺有关。
但是,与发酵工艺却有着很大的差别。
1.培养基:种子培养基因不同的微生物种类差别是很大的,同一种微生物因不同的扩大培养过程(一级、二级)其培养基往往也有较大差异。
通常,对于种子用的培养基,摇瓶与种子罐用的培养基也不相同,摇瓶要求培养基用的原材料精细,碳源浓度较低而且是用微生物较易利用的碳源;对于种子罐用培养基,要求使用接近大生产用的原材料,氮源浓度较高,有利于菌体的增殖。
2.温度种子扩大培养的温度,从试管到三角瓶到种子罐,其温度也应逐步调整,最后接近大生产的温度,目的在于使菌种逐渐适应。
需要指出的是:(1)许多微生物其最适生长温度与最适发酵温度往往有差异的,例如:谷氨酸发酵,谷氨酸产生菌的最适合生长温度为:30℃,而产物合成温度为32-34℃(2)种子扩大培养的温度的选择,应该考虑的是菌体的快速增殖上,一方面可以缩短周期,另一方面有利于抑制其他杂菌的生长。
3.氧的供给菌种扩大培养的目的就是提供大量的强壮的菌体,因此在扩培过程要求菌体增殖速度越快越好,增殖期消耗的底物葡萄糖越少越好,从这个意义上讲,扩培过程中应提供足够的氧气,无论是厌氧发酵还是好氧发酵。
新人教选择性必修3《生物技术与工程》课后训练1.3 发酵工程及其应用基础巩固1.下列关于发酵工程应用的说法,错误的是()A.发酵工程产品可以是微生物的代谢产物B.通过发酵工程可以从微生物中提取一些酶C.通过发酵工程可以从微生物细胞中提取单细胞蛋白D.发酵工程产品可以是微生物的菌体答案:C解析:单细胞蛋白是以淀粉或纤维素的水解液、制糖工业的废液等为原料,通过发酵获得的微生物菌体。
2.利用酵母菌酿酒时,从开始便持续向发酵罐内通入无菌空气,结果是()A.酵母菌大量死亡,酒精减产B.酵母菌数量不变,酒精产量不变C.酵母菌数量增多,酒精减产D.酵母菌数量增多,不产生酒精答案:D解析:酵母菌是兼性厌氧菌,有氧呼吸产生的能量多、繁殖快,无氧呼吸产生酒精。
如果从开始便持续通入无菌空气,酵母菌进行有氧呼吸,大量繁殖,不产生酒精。
3.啤酒是发酵工程的主要产品。
下列关于啤酒发酵的说法,错误的是()A.啤酒是以大麦为主要原料经酵母菌发酵制成的B.酵母菌的大量繁殖在主发酵阶段完成C.主发酵阶段酵母菌主要进行有氧呼吸D.后发酵阶段是在低温、密闭的环境下进行的答案:C解析:在啤酒生产的主发酵阶段,酵母菌主要进行无氧呼吸。
4.用发酵工程生产的产品,如果是菌体,则进行分离提纯时可采用的方法是()A.蒸馏、过滤B.过滤、沉淀C.萃取、离心D.沉淀、萃取答案:B5.下列产品不属于发酵工程产品的是()A.味精B.啤酒C.豆浆D.人生长激素答案:C6.现代工业生产中往往采用规范的流程进行发酵生产以提高生产效率。
下图是发酵工程生产产品的流程图。
请据图回答下列问题。
(1)能生产人生长激素的工程菌是通过①培养的,①是;高产青霉素菌种是通过②培育的,②是。
(2)④表示,⑤表示。
(3)整个过程的中心环节是发酵,在此环节需要随时取样、检测等,以了解发酵进程,还要及时添加,同时严格控制等发酵条件。
(4)若发酵所得产品是单细胞蛋白,则往往采用的方法进行提取。
发酵工程_华中科技大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.发酵工程的目标不包含()答案:无污染2.下列哪项不是微生物本征动力学参数?答案:微生物比生长速率μ3.微生物发酵过程中底物消耗速率取决于多种因素,其中不包括()答案:细胞得率4.下列发酵产物属于非生长相关型的是()答案:抗生素5.下列不是分批发酵优点的是()答案:发酵设备外的外围设备利用度高6.下列关于分批发酵的说法错误的是()答案:分批发酵过程中碳源耗尽时需进行补料维持发酵7.连续发酵处于流动状态,不属于稳态过程。
答案:错误8.底物比消耗速率qs是指单位质量细胞在单位时间内的底物消耗量。
答案:正确9.乙醇发酵按照Ganden的分类方法属于非生长相关型。
答案:错误10.分批发酵过程中如果目的产物为初级代谢产物,则可设法延长稳定期获得更多的产物。
答案:错误11.发酵液pH的改变会对发酵体系产生很大影响,影响菌体生长和产物代谢方向。
答案:正确12.根据氧传递方程的推导,在氧传递过程中的主要阻力是()答案:液膜阻力13.关于气体溶解过程双膜理论以下说法错误的是()答案:气膜内气体分子和液膜内液体分子以对流状态流动14.发酵过程中的氧传递方程式OTR=KLa(C*-CL)中,C*-CL代表()答案:氧浓度推动力15.以下不是通过影响氧饱和浓度来改变推动力的因素是()答案:微生物的耗氧能力16.通气准数Na与搅拌转速、通气线速度以及搅拌桨直径相关。
通气搅拌功率和搅拌轴功率的比值PG/P=1-12.6Na与PG/P= 0.62-1.85Na成立时,要求Na分别满足()答案:<0.035;≥0.03517.下列关于表面活性剂对KLa的影响的说法中,错误的是()答案:随着表面活性剂浓度的增加a上升至最大值后保持不变18.一般来说高产菌具备的特点是呼吸强、生长快、代谢旺盛、产物专一。
答案:错误19.对好氧微生物的发酵过程进行温度控制时,应该在保证最适酶活的温度范围内尽可能选择较低的温度,以提高氧传递的推动力。
发酵工程习题第一章思考题1、什么叫发酵工程,它研究的主要内容是什么?其主要产品有哪几大类?试举出几种具体产品。
2、蒸煮工程与生物技术的关系?3、微生物发酵的一般过程。
4、在蒸煮工程应用领域方面具体内容列举几种实例。
第二章思考题1、试述生物物质产生菌甄选的通常方法。
2、结合实例说明选择性压力在微生物菌种筛选中的应用。
3、什么叫做细胞分裂培育?4、何谓菌种筛选中应用的变色圈、透明圈、生长圈?5、菌种育种常用的的方法存有哪些?各有何优缺点?分别适宜什么样的情况?6、什么叫诱变育种?7、什么叫做杂交育种?8、什么叫原生质体融合育种?9、什么叫做菌种中草药?常用的中草药方法存有哪些?各有何优缺点?第三章思考题1、什么叫做微生物的初级新陈代谢?2、微生物的初级代谢有哪些类型?与发酵工业有关的是哪些?微生物初级代谢产物有哪些?3、微生物就是怎样展开初级新陈代谢调节的?4、什么叫微生物的次级代谢?微生物次级代谢产物有哪些?5、什么叫做意见反馈遏制?意见反馈Dozul?并举例说明。
6、为获得代谢产物怎样对初级代谢和次级代谢进行调控?并各举一例说明。
1、蒸煮生产中培养基的类型存有哪些?根据生产工艺的建议和促进作用可以分成哪些?2、举一实例说明在培养基设计和配制时应考虑的问题?3、工业蒸煮培养基的来源存有哪些?4、为什么要进行种子扩培?怎样进行种子扩培?5、车间种子制取应当特别注意哪些问题?5、种子质量控制包括哪些内容?为保持菌种特性在生产中应如何做?第五章思考题1.为达到纯培养的目的,应采取的措施是什么?2.液体培养基杀菌的两种方式就是什么?各用什么设备展开杀菌?适宜什么样的情况?3.简述连续灭菌的过程?4.液态培养基杀菌所用的设备及方法就是什么?6.空气除菌的一般要求是什么?常采用哪些方法?其原理是什么?7.常用过滤器设备存有哪些?第六章思考题1、微生物发酵的类型存有哪些?2、发酵中间分析项目主要有哪些?3、什么叫做分批培养、补料分批培养和连续培养?恳请表示微生物分批培养、补料分批培养和连续培养的区别。
食品科学技术:发酵工程找答案1、名词解释拟反馈抑制正确答案:根据反馈抑制的原理,用人工合成的产物类似物来反馈抑制代谢通路。
2、问答题简述泡沫给发酵造成的影响正确答案:泡沫给发酵造成的影响包括:1)泡沫过多,升(江南博哥)到罐顶从轴封渗出,易造成染菌;2)使发酵罐装填系数减少,降低了设备利用率;3)影响通风搅拌正常进行,影响氧的传递,妨碍菌的呼吸;4)增加菌群的非均一性,微生物随泡沫漂浮;5)造成产物的损失;6)加入消泡剂给下游提取工序带来困难。
3、名词解释薄层色谱法正确答案:将固定相(如硅胶)薄薄地均匀涂敷在底板(或棒)上,试样点在薄层一端,在展开罐内展开,由于各组分在薄层上的移动距离不同,形成互相分离的斑点,测定各斑点的位置及4、名词解释液体发酵正确答案:液体发酵是相对于固体和半固体发酵而言,是从培养基的状态对发酵的一个分类。
当然,由于培养基状态不同也影响了发酵过程的很多因素,如发酵的条件,发酵设备等。
5、填空题淀粉水解的方法有三种:()、酸解法、酸酶复合法。
正确答案:酶解法6、判断题能异养菌以有机物作为呼吸底物,以O2作为最终电子受体进行有氧呼吸作用产生能量。
正确答案:对7、问答题提高初级代谢产物和次级代谢产物产量的方法有哪些?正确答案:提高初级代谢产物方法1.使用诱导物2.除去诱导物——选育组成性产生菌3.降低分解代谢产物浓度,减少阻遏的发生4.解除分解代谢阻遏——筛选抗分解代谢阻遏突变株5.解除反馈抑制——筛选抗反馈抑制突变株6.防止回复突变的产生和筛选负变菌株的回复突变株7.改变细胞膜的通透性8.筛选抗生素抗性突变株9.选育条件抗性突变株10.调节生长速率11.加入酶的竞争性抑制剂。
2.提高次级代谢产物的方法:1.补加前体类似物2.加入诱导物3.防止碳分解代谢阻遏或抑制的发生4.防止氮代谢阻遏的发生5.筛选耐前体或前体类似物的突变株6.选育抗抗生素突变株7.筛选营养缺陷型的回复突变株8.抗毒性突变株的选育8、判断题从微生物中发现的抗生素,有约90%是由放线菌产生的正确答案:错9、名词解释fermentation(发酵)正确答案:利用生物细胞(含动植物、微生物),在合适条件下经特定的代谢途径转变成所需产物菌体的过程。
2019版生物选择性必修3 课后集训第1章发酵工程第3节发酵工程及其应用题组一发酵工程及发酵工程的基本环节1.下列有关发酵工程的叙述,不正确的是()A.发酵工程是通过利用现代工程技术,规模化生产对人类有用的产品B.发酵工程涉及菌种的选育和扩大培养、产物的分离和提纯等C.发酵工程所用的菌种可以通过诱变育种或基因工程育种获得D.发酵工程所需的培养基可以选用天然的培养基2.下列有关发酵工程的基本环节的叙述,正确的是()A.发酵工程的基本环节有选育菌种、扩大培养、配制培养基、灭菌、接种和发酵、产品的分离和纯化B.接种是发酵工程的中心环节,接种必须在无菌条件下进行C.发酵过程中,不能再向发酵罐中添加营养物质,以免造成污染D.整个发酵过程中通过人工方法对发酵过程中温度、pH、溶解氧等进行检测和控制,从而使发酵过程处于最佳状态题组二发酵工程的应用3.下列有关发酵工程及其应用的叙述中,正确的是()A.发酵工程生产的菌种是对自然界分离的菌种进行定向改造后获得的B.发酵工程生产的单细胞蛋白是从微生物菌体细胞中提取出来的C.利用发酵工程可以产生微生物肥料来增加土壤肥力,改善土壤结构,促进植株生长,如根瘤菌肥、固氮菌肥等D.利用发酵工程生产微生物的代谢产物可以用蒸馏、过滤、沉淀等方法提取4.由于发酵工程生产条件温和,原料来源丰富,价格低廉等,在食品工业、医药工业、农牧业等许多领域得到了广泛的应用。
下列有关发酵工程在食品工业上的应用描述,正确的是()A.日常生活中食用的酱油以大麦为主要原料,利用产蛋白酶的霉菌的作用,将原料中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸制作而成B.啤酒发酵的过程分为主发酵和后发酵两个阶段,其中,酵母菌的繁殖在主发酵阶段完成,大部分糖的分解和代谢物的生成在后发酵阶段完成C.味精的生产是谷氨酸棒状杆菌在无氧条件下发酵产生谷氨酸,谷氨酸经过一系列处理而获得的D.由于酶制剂催化效率高、专一性强、作用条件温和,因此在使用时要考虑酶制剂的使用量、底物的种类以及适宜的温度和pH5.关于发酵工程应用的说法错误的是()A.发酵工程的产品可以是微生物的代谢产物B.通过发酵工程可以从微生物中提取一些酶C.通过发酵工程可以从微生物中提取单细胞蛋白D.发酵工程的产品可以是微生物的菌体6.下图所示是一个发酵装置,现代发酵工程常常利用计算机系统对发酵过程中的各种指标进行检测和控制,关于发酵过程中发酵条件的描述,不正确的是()A.发酵过程中,由于微生物代谢产生的热量和搅拌叶轮搅拌产生的热量达到一定的数值时,可以通过温度传感器感受并控制冷却水从进水口进入B.冷却水从下方进入上方流出的目的是使冷却更充分C.在发酵过程中可能需要通过营养物质加入口加入酸或碱来调节发酵液的pHD.培养液要一次性全部加入,在发酵过程中不能再重新加入7.现在市场上流行一种“精酿”啤酒(以纯手工酿造为主的啤酒),它的制作工艺与普通啤酒有所不同,下列有关“精酿”啤酒和普通啤酒的叙述,不正确的是() A.“精酿”啤酒的原料和普通啤酒不同,“精酿”啤酒只使用麦芽、啤酒花、酵母和水,普通啤酒除了麦芽、啤酒花、酵母和水以外,还有玉米等物质B.“精酿”啤酒的原料主要是麦芽,其麦芽汁的浓度较高,口味较为浓郁C.“精酿”啤酒不添加食品添加剂,虽然产量低,价格高,但它也有一定的市场D.“精酿”啤酒和普通啤酒一样可以直接放心饮用8.如图所示为发酵工程生产产品的流程图,请据图回答下列问题。
《食品发酵与工程》课后习题集第一章绪论1.简答发酵与发酵工业的定义。
发酵与酿造有何区别?何为发酵食品?食品发酵与酿造的特点?2.按产品性质,发酵工业产品有哪些类型?3.我国发酵食品的工艺有何特色?4.根据生物技术发展的趋势,以及食品发酵与酿造和生物技术的关系,分析现代食品发酵与酿造的发展情况。
第二章菌种选育、保藏与复壮(重点)1.常用工业微生物的种类有哪些?2.工业生产中使用的微生物菌种为什么会发生衰退?菌种衰退表现在哪些方面?防止菌种衰退的措施有哪些?3.简要说明诱变育种的步骤。
诱变育种应注意哪些问题?4.试述菌种保藏的目的、原理及常用的方法5.什么是营养缺陷型菌株?营养缺陷型菌株如何筛选及鉴定。
第三章微生物的代谢调控理论及其在食品发酵与酿造中的应用(重点)1.解释:1)初级代谢产物与次级代谢产物;2)组成酶与诱导酶;3)反馈阻遏与反馈抑制;4)营养缺陷型菌株;5)分解代谢物阻遏;6)末端产物阻遏;7)葡萄糖效应;2食品发酵对微生物菌种有何要求?试举例说明。
3.微生物代谢的自我调节有哪几大环节?为什么说酶的调节是微生物代谢自我调节的根本?4.简述微生物代谢中酶活性的主要调节方式与类型。
5.工业发酵的目的何在?人工控制代谢的手段主要有哪些?8.试述人工调控微生物细胞膜透性的主要方法与原理?如果膜透性增大,对于终产物的反馈控制有何改变?9.谷氨酸发酵中,利用控制生物素浓度和利用油酸缺陷型谷氨酸生产菌提高谷氨酸产量的原理有何异同?第四章发酵工艺学基础及主要设备(重点)1.解释:分批培养、连续培养、补料分批培养、发酵罐2.在分批发酵过程中,微生物的生长曲线中各阶段的特点是什么?3.比较分批发酵、连续发酵、补料分批发酵的优缺点。
4.对发酵液的pH值进行调节的主要方法有哪些?第五章酒精发酵与酿酒(重点)解释:酒精发酵、淀粉糊化、大曲、上面酵母、下面酵母、啤酒、酒花1.什么叫酒精发酵?简述酒精发酵的生化机制。
1、广义的发酵概念为:借助微生物大量生成并积累特定的代谢产物的现象。
微生物工程学是以微生物学、生物化学和生物工程学为基础,又与工程技术紧紧联系在一起而建立的一个完整的科学与工程技术体系。
它是研究利用微生物(包括“工程微生物”在内)及其代谢产物与工艺生产过程原理的科学。
2、微生物工程简史:孕育时期——天然发酵、第一代微生物发酵技术——纯培养技术的建立(人为控制发酵过程的时期)、第二代(近代)微生物发酵技术——深层培养技术(抗生素工业生产)、第三代微生物发酵技术——微生物工程(主流发展方向——“工程菌”)。
3、微生物代谢产物的类型:初级代谢产物(Primary metabolites):微生物通过代谢活动所产生的、自身生长和繁殖所必需的物质。
次级代谢产物(Secondary metabolites):微生物生长到一定阶段才产生的化学结构十分复杂、对该微生物无明显生理功能,或并非是微生物生长和繁殖所必需的物质。
转化产物:以外源物质为底物,通过微生物细胞的酶或酶系对底物某一特定部位进行化学反应,使它转变成结构相类似但更具有经济价值的化合物。
4、微生物工程面临的问题菌种问题、合适的反应器、基质的选择5、微生物工程发展的趋向提高现有微生物发酵工业水平、利用重组DNA技术、开拓极端酶1、微生物特点:体积小、比表面积大;生长快、繁殖性强;适应强、多变异。
2、对工业菌种的要求生产力:能在廉价的培养基上迅速生长,所需的代谢产物的产量高,其它代谢产物少操作性:培养条件简单,发酵易控制,产品易分离稳定性:抗噬菌体能力强,菌种纯粹,不易变异退化安全性:是非病源菌,不产有害生物活性物质或毒素3、常用工业微生物菌种及主要代表产物。
(1)革兰氏阴性无芽孢杆菌A、大肠埃希氏菌(俗称大肠杆菌)可利用大肠杆菌制取天冬氨酸、苏氨酸、缬氨酸等。
大肠杆菌的谷氨酸脱羧酶在工业上被用来进行谷氨酸的定量分析。
基因工程研究材料。
B、醋酸杆菌可生产醋酸;有机酸;制备葡萄糖异构酶;生产山梨糖,好气性C、假单胞菌多数种能氧化葡萄糖、分解蛋白质和利用无机氮;好氧菌;生产维生素c 、生产抗生素、制备多种酶、生产酶抑制剂、生产有机酸。
《发酵工程》思考题《发酵工程》思考题第一章发酵工程总论1、发酵及发酵工程的定义,发酵工程与生物工程的关系2、发酵工业的特点及应用领域3、发酵工程的发展趋势4、发酵工业发展历史进程的几个主要阶段、重要的历史人物第二章发酵工业所需原料的制备1、淀粉的膨胀、糊化和液化定义及目的2、淀粉的酶法液化和糖化工艺中常用到的酶有哪些各自有什么特点3、淀粉糖化的理论收率、实际收率和淀粉转化率的定义及计算4、DE值的定义5、淀粉制糖的工艺有哪几种,比较各自的优缺点6、糖蜜原料的来源、特点及常用的处理方法7、工业生产的培养基特点和要求?8、工业生产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?9、发酵培养基的碳氮比对菌体的生长及产物生成的影响10、培养基设计的基本原则及一般步骤?11、发酵工业生产培养基的灭菌一般采用哪些方法,比较各自的优缺点。
12、连续灭菌的成功要素及注意事项13、发酵工业生产培养基采用高温瞬时灭菌的依据是什么?14、培养基灭菌影响因素有哪些?15、介质过滤除菌的机理16、常用过滤介质的类型,过滤介质过滤效率的计算17、常见的空气过滤除菌工艺技术和流程18、新型的空气过滤器有哪些,有何优点?19、影响空气过滤除菌效率的因素,如何提高过滤除菌的效率?第三章发酵工业菌种的制备技术1、工业化菌种的要求?2、工业生产中常用的微生物种类有哪些?3、什么叫自然选育?诱变育种?自然选育在工艺生产中的意义?4、诱变育种技术、原生质体融合技术、DNA重组技术三种育种方法的优缺点5、菌种复壮的定义,如何进行工业生产菌种的复壮6、种子的扩大培养的目的、流程、注意事项7、种子的制备可分为哪两个阶段,各阶段有何特点?8、种子罐级数的定义,如何确定种子罐的级数。
9、种龄、接种量、倒种、双种的定义10、影响孢子、种子质量的因素有哪些?11、如何控制种子的质量?第四章发酵动力学1、发酵动力学的定义,研究发酵动力学的意义2、菌体得率系数(Y X/S)、比生长速率(μ)、基质比消耗速率(q s)、稀释率(D)的定义3、什么是一类发酵?二类发酵?三类发酵?各自有什么基本特点?4、说明分批发酵动力学Monod方程及意义5、分析分批发酵中产物的比生产速率方程式,说明在生产中如何提高产品的产率。
2019版生物选择性必修3 课后集训第1章发酵工程第2节 2微生物的选择培养和计数题组一微生物的选择培养1.选择培养基是根据某一种或某一类微生物的特殊营养要求或对一些物理、化学抗性而设计的培养基。
利用这样培养基可以将所需要的微生物从混杂的微生物中分离出来。
为选择酵母菌和硝化细菌,应选用的培养基分别为()A.伊红美蓝培养基、含青霉素培养基B.含青霉素培养基、含氨的无机培养基C.含氨的无机培养基、含青霉素培养基D.含青霉素培养基、伊红美蓝培养基2.某些土壤细菌可将尿素分解成CO2和NH3,供植物吸收和利用。
以下说法错误的是()A.土壤中的细菌之所以能分解尿素,是因为它们能合成脲酶B.能分解尿素的细菌也能以尿素的分解产物CO2作为碳源C.为了筛选可分解尿素的细菌,在配制培养基时应选择尿素作为唯一氮源D.筛选分解尿素细菌的培养基含有KH2PO4的作用是提供无机盐和维持pH题组二微生物的数量测定方法3.用稀释涂布平板法来统计样品中的活菌数时,通过统计平板上的菌落数就能推测出样品中的活菌数,原因是()A.菌落中的细菌数目是固定的B.平板上的一个菌落就是一个细菌C.通过此方法统计的菌落数与活菌的实际数目相同D.平板上的一个菌落一般来源于样品稀释液中的一个活菌4.下列关于统计统计数目的方法的叙述,不正确的是()A.采用平板计数法获得的菌落数往往少于实际的活菌数B.当样品的稀释度足够高时,一个活菌会形成一个菌落C.为了保证结果准确,一般采用密度较大的平板进行计数D.在某一浓度下涂布三个平板,若三个平板统计的菌落数差别不大,则应以它们的平均值为统计结果题组三能分解尿素的细菌的分离与计数5.培养基是微生物生长、分离、鉴别的营养基础,下列有关微生物培养及培养基的描述错误的是()A.牛肉膏蛋白胨培养基的菌落数明显大于选择培养基的菌落数目,说明选择培养基已筛选出一些菌落B.不论何种培养基,在各成分溶化后都要进行灭菌操作,灭菌常用的方法是高压蒸汽灭菌C.因为土壤中各类微生物的数量不同,所以为获得不同类型的微生物要按不同的稀释倍数进行分离D.微生物培养基的配方中必须包含的成分有碳源、氮源、水、无机盐、特殊营养物质及琼脂6.某生物兴趣小组欲配制培养基从土壤中选择能分解尿素的细菌,下列相关叙述正确的是()A.配制以尿素为唯一氮源的液体培养基可用于选择和观察尿素分解菌B.实验中设置对照,同时培养一个空白培养基可检验培养基灭菌是否彻底C.为获取1×102倍稀释的稀释液可将90 mL无菌水加入10 g土壤样品中D.实验中若需要统计能尿素分解菌的菌落数目,接种时只能用平板划线法7.通过实验测定土壤中的细菌数量,下列与此操作有关的叙述中,不正确的是() A.用蒸馏水配制牛肉膏蛋白胨培养基,经高温、高压灭菌后倒平板B.取1×104、1×105倍的土壤稀释液0.1 mL,分别涂布于各组平板上C.选择菌落数在300个以上的培养皿进行计数D.将培养皿倒置,37 ℃恒温培养24~48小时8.下列有关土壤中能分解尿素的细菌的分离和计数的实验操作,错误的是()A.取土壤用的小铁铲和盛土样的信封在使用前都需要灭菌B.测定土壤中细菌的数量一般选用1×102、1×103、1×104倍的稀释液进行平板培养C.鉴定能分解尿素的细菌,利用了尿素分解成氨,从而使pH升高的原理D.用牛肉膏蛋白胨培养基作对照,来验证选择培养基是否有选择性9.如图是从土壤中筛选能产脲酶的细菌的过程,下列叙述不正确的是()A.能产生脲酶的细菌可以分解利用尿素B.图中逐级稀释的程度会直接影响细菌培养基上的菌落数量C.培养基中可添加KH2PO4、Na2HPO4以提供无机盐和作为缓冲剂D.培养基①应以尿素为唯一氮源,培养基②的作用是纯化培养能产脲酶的细菌10.下图是研究人员从红棕壤中筛选能高效分解尿素的细菌的过程示意图,有关叙述错误的是()A.在配制步骤②③的培养基时,应先调pH值后进行高压蒸汽灭菌B.步骤③纯化能分解尿素的细菌的原理是将聚集的细菌分散,可以获得单细胞菌落C.步骤③采用涂布平板法接种,并需向牛肉膏蛋白胨培养基中加入尿素D.步骤④挑取③中不同种的菌落分别接种,比较细菌分解尿素的能力11.三个培养皿中分别加入10 mL不同的培养基,然后接种相同的大肠杆菌样液,培养36小时后,计算菌落数,结果如下表,下列选项正确的是()培养皿培养基成分菌落数/个Ⅰ琼脂、葡萄糖35Ⅱ琼脂、葡萄糖、维生素250Ⅲ琼脂、维生素0A.该实验采用的是液体培养基B.该实验采用平板划线法接种C.Ⅰ和Ⅲ对照,说明大肠杆菌的生长不需要维生素D.Ⅱ和Ⅲ对照,说明大肠杆菌的生长需要碳源12.尿素是一种重要的农业氮肥,但是尿素不能被农作物直接吸收,只有当土壤中的细菌将尿素分解成氨之后,才能被植物利用。
第一章1.发酵与酿造的概念,发酵、酿造工业与化学工业的区别答:发酵:将提炼精制获得的成分单纯、无风味的要求的产品的生产过程称为发酵。
(PPT)广义上,微生物进行的一切活动都可以称为发酵;狭义上,发酵仅仅是指厌氧条件下有机化合物进行不彻底分解代谢释放能量的过程。
(书)工业上的发酵:利用微生物生产某些产品的过程。
酿造:通常指成分复杂并对风味有特殊要求的食品或调味品的生产过程。
区别:在于发酵与酿造工业是利用生物体或生物体产生的酶进行的化学反应。
2.简述发酵与酿造技术的研究对象答:按产业部门分类:酿酒工业、传统酿造工业、有机酸发酵工业、酶制剂发酵工业、氨基酸发酵工业、功能性食品生产工业、食品添加剂生产工业、菌体制造工业、维生素发酵工业、核苷酸发酵工业。
按产品性质分类:生物代谢产物发酵、酶制剂发酵、生物转化发酵、菌体获得。
3.简述发酵与酿造的特点答:安全、简单;原料广泛;反应专一;代谢多样;易受污染;菌种选育。
4.简述发酵与酿造和现代生物技术的关系答:生物技术是靠基因工程、细胞工程、发酵工程、酶工程和生化工程这五大体系支撑起来的,发酵工程常常是基因工程、酶工程的基础和必要条件。
食品发酵和酿造主要是以发酵工程和酶工程为支撑,是利用微生物细胞或动植物细胞的特定性状,通过现代化工程技术,生产食品或保健品的一种技术。
发酵技术的两个核心部分是生物催化剂和生物反应系统,总而言之,食品发酵和酿造与现代生物技术关系密切,传统的发酵与酿造技术只有采用现代生物技术加以改造才被赋予新的内涵,才会有新的突破性进展。
(补充请翻书4、5页)5.我国主要发酵食品有哪些答:酒精饮料、谷类食品发酵、豆类食品发酵、蔬菜发酵。
6.新型发酵食品的生产工艺及用途答:第四章1.发酵工业的特征是什么答:①微生物菌种选育及扩大培养;②发酵原料的选择及预处理;③发酵设备选择及工艺条件控制;④发酵产物的提取和分离;⑤发酵产物的回收和利用。
2.优质种子应具备哪些条件答:①菌种细胞的生长活力强,移种到发酵罐后能迅速生长以缩短延滞期;②生理性状稳定,以便得到稳定的菌体生长过程;③菌体浓度及总量能满足大容量发酵接种的要求;④无杂菌污染,以确保整个发酵过程的正常进行;⑤保持稳定的生产能力,使最终产物的生物合成量维持稳定高产。
《发酵工程工艺原理》复习思考题第一章思考题:1.何谓次级代谢产物?次级代谢产物主要有哪些种类?2.典型的发酵过程由哪几个部分组成?3.发酵工程的特点及微生物的共性.第二章思考题:1.发酵对微生物菌种有何要求?举例说明。
2.什么叫自然突变和诱发突变?诱变育种的实质是什么?3.何为转化、转导、DNA体外重组技术?举例说明在发酵工业中的应用。
4.何为营养缺陷型?举例说明营养缺陷型的筛选方法。
5.如何筛选抗性突变株?6.菌种保藏的目的与核心是什么?产孢子的微生物适宜用何种保藏方法?7.造成菌种退化的原因是什么?生产中如何防止菌种的退化?8.何为菌种的复壮?9.培养基有哪些类型?各有何种用途?发酵工业上使用最广的是哪种类型?10.如何确定培养基的组成和进行培养基优化?11. 淀粉糖的制备方法?哪种方法制备的淀粉糖质量好?12.糖蜜可直接用作发酵原料吗?为什么?第三章复习思考题1.何谓消毒、灭菌?消毒可以达到灭菌的目的吗?2.灭菌的方法主要有哪几种?其灭菌原理何在?发酵工业中为何应用最广的是湿热灭菌?3.何谓微生物的热阻?高温短时灭菌法(HTST)的理论基础是什么?4.在工业生产中,影响培养基灭菌的因素有哪些?为什么?5.比较分批灭菌与连续灭菌的优缺点,两种灭菌方法各适用于何种场合?6.工业上空气除菌所用过滤介质(如棉花、玻璃纤维、活性炭等)的滤孔远大于菌体,为何也能达到除菌的目的?7.过滤效率受哪些因素影响?如何提高除菌效率?第四章复习思考题1.在分批发酵中,按细胞生长和产物生成的关系可分为哪几种类型?举例说明。
2.何为补料分批发酵?该法主要适用在哪些场合?3.什么叫连续培养?提出连续培养的根据是什么?连续培养有何缺点?4.在单级连续培养中,μ=D意味着什么?5.什么叫比生长速率?什么叫得率系数?什么叫转化率?第五章复习思考题1.谷氨酸产生菌利用糖质原料合成谷氨酸的代谢途径中有哪些关键环节?2.作为谷氨酸产生菌,应具备哪些生理特征?3.简述柠檬酸的积累机制,柠檬酸产生菌需具备什么特点?第六章复习思考题1.如何在实验室实现好氧菌和兼性需氧菌的培养?2.实验室中培养好氧菌如何提高供氧效果?3.在进行种子的扩大培养和发酵过程中,如何掌握培养基的碳氮比?4.种子扩大培养过程中如何提高接种物中的含菌量?5.举例说明种龄与接种量对发酵的影响。
. 精选 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、. 精选 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。 6、工业上优良生产菌种应具备哪些基本特性? 答:能在廉价原料制成的培养基上生长,且大量高效地合成产物;遗传性能要相对稳定;菌种改造的可操作性要强;抗噬菌体及杂菌污染能力强;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);发酵条件如温度、pH、溶解氧、泡沫等易控制。
三、思考题 1、何谓种子接种量、接种龄? 答:接种量指移入种子液的体积和接种后培养液体积之比。种龄是指种子罐中培养的菌丝体开始移入下一级种子罐或发酵罐时的培养时间。 2、影响种子质量的因素是哪些? 答:①原材料质量②种龄③培养条件④斜面冷藏时间 3、保证种子质量有哪些措施? 答:①菌种的稳定性检查;②提供种子培养的适宜环境;③无杂菌检查 4、工业上接种的方法有哪些? 答:
四、思考题 1、发酵培养基的特点和要求? 答:① 培养基能够满足产物最经济的合成;② 发酵后所形成的副产物尽可能的少;③ 培养基的原料应因地制宜,价格低廉,且性能稳定,资源丰富,便于采购运输,适合大规模储藏,能保证生产上的供应;④ 所选用的培养基应能满足总体工艺的要求,如不应该影响 通气、提取、纯化及废物处理等。 2、 常用的碳源有哪些?常用的糖类有哪些? 答:常用的碳源:糖类、油脂、有机酸、正烷烃;常用的糖类:葡萄糖、糖蜜、淀粉、糊精、脂类 3、 什么是生理性酸性物质?什么是生理性碱性物质? 答:无机氮源被菌体作为氮源利用后,培养液中就留下了酸性或碱性物质,这种经微生物生
理作用(代谢)后能形成酸性物质的无机氮源叫生理酸性物质,如硫酸铵;若菌体代谢后
能产生碱性物质的则此种无机氮源称为生理碱性物质,如硝酸钠。正确使用生理酸碱性物. 精选 质,对稳定和调节发酵过程的pH有积极作用。 4、 常用的无机氮中的作用? 答:常用的无机氮:种类:铵盐、硝酸盐和氨水;所以选择合适的无机氮源有两层意义: 满足菌体生长、稳定和调节发酵过程中的pH
5、 什么是前体?源和有机氮源有哪些?有机氮源在发酵培养基前体添加的方式? 答:前体指某些化合物加入到发酵培养基中后,能直接使微生物在生物合成过程中结合到产物分子中去,而其自身的结构并没有多大变化,但是产物的产量却因加入前体而有较大的提高。作用:前体有助于提高产量和组份;用法:前体使用时普遍采用流加的方法,前体一般都有毒性,浓度过大对菌体的生长不利苯乙酸,一般基础料中仅仅添加0.07%流加也有利于提高前体的转化率前体相对价格较高,添加过多,容易引起挥发和氧化 6、 什么是生长因子?生长因子的来源? 答:凡是微生物生长不可缺少的微量的有机物质,如氨基酸、嘌呤、嘧啶、维生素等均称生长因子。 有机氮源是这些生长因子的重要来源,多数有机氮源含有较多的B族维生素和微量元素及一些微生物生长不可缺少的生长因子 7、 举例说明培养基设计的方法与步骤? 答:培养基的设计首先是培养基成分的确定,然后再决定各成分在培养基中的比例。 设计原则: 目的明确 、营养协调、理化适宜 、经济节约。 设计方法: ①生态模拟②参阅文献③精心设计④试验比较 步骤:① 根据前人的经验和培养基成分,初步确定可能的培养基成分;② 通过单因素实验最终确定出最为适宜的培养基成分;③ 当培养基成分确定后,剩下的问题就是各成分最适的浓度,由于培养基成分很多,为减少实验次数常采用一些合理的实验设计方法。
五、思考题 ⒈ 灭菌的方法有哪些?如何根据灭菌对象和要求的不同选用不同的方法? 答:灭菌是用物理或化学方法杀死或除去环境中所有微生物,包括营养细胞、细菌芽孢和孢子。 消毒不一定能达到灭菌要求,而灭菌则可达到消毒的目的。 方法:培养基的加热灭菌、空气的过滤除菌、紫外线或电离辐射、化学药物灭菌 化学试剂灭菌法 :甲醛、乙醇或新洁尔灭、高锰酸钾等 ,适用范围:环境、皮肤及器械的表面消毒 射线灭菌法:电磁波、紫外线或放射性物质,适用范围:无菌室、接种箱 干热灭菌法 :常用烘箱,灭菌条件:160℃下保温1h ,适用范围:金属或玻璃器皿 湿热灭菌法 :利用饱和蒸汽灭菌,条件:121℃,30min ,适用范围:生产设备及培养基灭菌 过滤除菌法 :利用过滤方法阻留微生物 ,适用范围:制备无菌空气 火焰灭菌法 :火焰 ,适用范围:接种针、玻璃棒、三角瓶口 ⒉ 比较分批灭菌与连续灭菌的优缺点。 答: 优 点 缺 点 . 精选 连续 灭菌 1.高温短时灭菌,培养基 营养成分损失少。 2.发酵罐占用时间缩短, 利用率高。 1.设备复杂,操作麻烦, 染菌机会多。 2.不适合含大量固体物 料的灭菌。
间歇 灭菌 1.设备要求低,不需另外 加热、冷却装置。 2.操作要求低,适合小批 量生产规模 3.适合含大量固体物料的 灭菌 1.培养基的营养物质损 失大,灭菌后培养基 质量下降 2.发酵罐的利用率较低 3.不适合大规模生产的 灭菌
⒊影响培养基灭菌的因素有哪些? 答:培养基成分、培养基成分的颗粒度、培养基的pH、微生物细胞的含水量、微生物性质与数量、冷空气排除情况、泡沫、搅拌 4. 分析过滤除菌机理与影响过滤除菌的因素,考虑如何提高过滤除菌的效率。 答:微粒随气流通过滤层时,由于滤层纤维的层层阻碍,使气流出现无数次改变运动速度和方向的绕流运动,引起微粒与滤层纤维间产生惯性冲击、拦截、布朗扩散、重力沉降、静电引力等作用把微粒滞留在纤维表面上,实现过滤的目的。 提高过滤除菌效率的措施 ① 设计合理的空气预处理设备,选择合适的空气净化流程,以达到除油、水和杂质的目的。 ② 设计和安装合理的空气过滤器,选用除菌效率高的过滤介质。 ③ 保证进口空气清洁度,减少进口空气的含菌数。 ④ 降低进入空气过滤器的空气相对湿度,保证过滤介质能在干燥状态下工作。
六、思考题 1、 根据微生物对温度的依赖可分类成哪几类微生物? 答:嗜冷菌:0~260C生长,嗜温菌:15~430C生长,嗜热菌:37~650C生长,嗜高温菌:>650C生长 。 2、 发酵过程的温度会不会变化?为什么? 答: 会变化,因为在发酵过程中产生菌分解基质产生热量、机械搅拌产生热量、通气热等会使发酵过程中的温度变化。 3、 发酵热的定义 答: 发酵热就是发酵过程中释放出来的净热量。发酵热引起发酵液的温度上升。发酵热大,温度上升快;发酵热小,温度上升慢。 4、 生物热的大小与哪些因素有关? 答:1)、与发酵的类型有关:微生物进行有氧呼吸产生的热比无氧呼吸产生的热多;2)、与呼吸作用的强弱有关;3)、培养基营养成分越丰富,生物热也越大。 5、 温度对发酵有哪些影响? 答:1、温度影响微生物细胞的生长 2、温度影响反应速率(产物形成)3、温度会改变发酵液的理化性质 4、温度影响生物合成的方向。 6、 发酵过程温度的选择有什么依据? 答:1、根据菌种不同选择 2、根据发酵阶段选择:即二阶段发酵 3、根据培养条件选择