四、填空题
1.发酵工程的主要内容包括 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tps5430 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__乳酸发酵。
七、问答题
1.在发酵过程中，培养液的pH为什么会发生变化？应当怎样调节和控制培养液的pH？ 答：由于微生物自身的代谢特性，培养基的成分，通气条件的变化，菌体自溶或杂菌污染，所以引起pH发生变化。 2.哪些因素会影响发酵过程中的温度？
答：发酵热，包括：生物热，搅拌热，蒸发热和辐射热。
3.按物理性质可将培养基分为哪几类？各有何用途？
答：固体培养基：用于菌种的培养和保存，广泛用于产生子实体真菌的生产；
半固体培养基：用于菌种鉴定，细菌运动性鉴定和噬菌体效价鉴定；
液体培养基：利于大规模工业生产，因为它有利于氧和物质的传递。
4.按化学成分可将培养基分为哪几类？各有何用途？
答：①合成培养基：多用于研究和育种；②天然培养基：适于工业生产。
5.按用途可将培养基分为哪几类？
答：孢子培养基，种子培养基和发酵培养基。
答：延迟期，对数期，稳定期和衰亡期。
7．简述发酵热产生的原因
答：提示：微生物分解有机物释放的能量，一部分用于合成ATP，另一部分散发到培养基中时，会引起发酵温度升高；机械搅拌也会产生一部分热量引起温度升高。此外，发酵罐
壁散热，水分蒸发会带走部分热量，使发酵温度降低。
八、分析应用题
1.在发酵过程中，如何保证菌种生长和代谢的正常进行。
答：①培养基中的营养物质应全面，缺乏营养物质，会影响菌种的生长繁殖及正常的代谢活动。如生物素是谷氨酸棒状杆菌的生长因子，缺乏生物素，谷氨酸的合成就会受到影响。②各种营养物质的比例和浓度会影响菌种的代谢途径等。如在碳源和氮源的比为3∶1时，谷氨酸棒状杆菌会大量合成谷氨酸，但当碳源和氮源的比为4∶1时，谷氨酸棒状杆菌只生长而不合成谷氨酸。③当pH下降，呈酸性时，谷氨酸棒状杆菌就会生成乙酰谷氨酰胺。在发酵过程中，培养液的pH发生变化的主要原因是培养基中营养成分的利用和代谢产物的积累。如当谷氨酸棒状杆菌利用糖类物质不断生成谷氨酸时，培养液的pH就会下降。而碱性物质的消耗和氨的生成等则会导致培养液的pH上升。调节和控制培养液pH的方法有：在培养基中添加缓冲液，在发酵过程中加酸或碱。
三、填空题
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。
3. 微生物体的生长过程，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 智能平衡代步车、 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 。
10.灭菌是指 完全杀死所有微生物包括繁殖体和芽孢的方法 ；消毒是指 杀死一药有害健康的致病微生物 。
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。
四、综合填空题
2．家庭酿造甜米酒的具体操作过程：先将米加热煮至七成熟，待冷却至30度，加少许的水和一定量的“酒药”（实际是酵母菌菌种）与米饭混合后置于一瓷坛内（其他容器也可），在米饭中央挖一个小洞，加盖后置于适当地方保温（28℃)，12小时后即可。请从以下几个方面对发酵过程做一简单的分析。
1) 先将米煮一煮的目的是 主要为了杀灭其他杂菌 。
2) 为什么要冷却到30℃后才能加入“酒药”？ 太高的温度会杀死或抑制酵母菌 。
3) 在中央挖一个小洞的原因是有利于透气，可保证酵母菌在开始生长时有足够的氧气，短时间内迅速繁殖；。
4) 发酵坛并没有完全密封，坛内无氧发酵的环境是如何形成的？
有氧呼吸消耗了氧气；呼吸产生的水使发酵液增多，淹没了米饭，形成了无氧环境 。
5)家庭酿酒的关键是保温和放“酒药”，如果米的量很多而放的“酒药”太少，常常导致甜米酒因变质而失败。其主要原因是米多酒药少，造成酵母菌起始密度太低，不能迅速繁殖形成生长优势，往往导致杂菌感染 。
7．据下图回答问题：
1)图为微生物的赵时碧 连续培养 装置。其目的是延长 稳定期 ，提高 代谢产物 产量。为此需创造微生物生长繁殖的条件，主要做法是：以一定速度不断添加 新的培养基 。同时又以 同样 的速度不断放出 老的培养基 。
2)对加入的［3］要求是 无菌 ，意义是 增加溶氧 。
3)在横线上填写名称：［1］ 新鲜培养基 ［3］ 无菌空气 ［4］ 流出物
压水堆核电厂的运行五、名词解释
2. 代谢控制发酵技术：以动态生物化学和微生物遗传学为基础，通过诱变选育适合生产某种产品的突变住，再在有控制的条件下大量生产人们所需的产品。
3. 连续发酵：在发酵过程中，有物料连续流入，同时有等量物料连续流出，使细胞在近似恒定的状态下生长。
4.临界溶氧值：各种微生物的呼吸强度是不同的，并且呼吸强度是随着培养基中溶氧浓度的增强，直至达到一个临界值为止。这个临界值称临界氧浓度。
5.氧传质方程：在稳定情况下，氧分子从气体主体扩散到液体主体的传递效率既氧的传质方程。OTR = KLa( C*-CL)
6.发酵热：发酵过程中释放出来的净热量。
7.生理酸性物质:被微生物利用后，导致发酵液pH降低的物质。
8.次级代谢：在一定的生长时期（一般是稳定生长期），微生物以初级代谢产物为前体合成的对微生物本身的生命活动没有明确功能的物质的过程。
9.连续培养：在培养过程中，连续地向发酵罐中加入培养基，同时以相同流速从发酵罐中排出含有产品的培养基，这种操作方式成为连续培养。
建筑钢模六、问答题
1、一般情况下，典型的发酵过程可以划分为哪几个基本组成部分？
答：一般情况下，典型的发酵过程可以划分为6个基本组成部分：
①繁殖菌种和发酵生产所用的培养基的配制；
②培养基、发酵罐以及辅助设备的消毒灭菌；
③将已培养好的有活性的纯菌株以一定量接种到发酵罐中；
④控制发酵罐中的菌株在最适条件下生长并形成代谢产物；
⑤产物的提取和精制，以得到合格的产品；
⑥回收或处理发酵过程中所产生的废物、废水。
2、写出酒母扩大培养的工艺流程。
答：斜面菌种─→液体试管培养─→三角瓶培养─→卡氏罐─→小酒母罐─→大酒母罐─→成熟酒母（─→接种至发酵罐）。
3、简述菌种保藏的原理。
答：菌种保藏的原理是：用人工方法创造条件，如低温、干燥、缺氧等，使微生物代谢处于不活跃状态，生长繁殖受到抑制处于休眠状态，同时，使菌种避免污染死亡和变异，根据这个原理可有效地保藏菌种，使菌种保持原有性状，减少衰退，突变的发生。
4．举例说明生物化学意义上的“发酵”和工业意义上的“发酵”概念的异同。
答：生物化学意义上的“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。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。而工业意义上的“发酵”，它泛指利用微生物制造成生产某些产品的过程。它包括厌氧培养的生产过程，如酒精、乳酸、丙酮丁醇等，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。产品既有微生物细胞代谢产物，也包括菌体细胞（如单细胞蛋白SCP）、酶等。
5．简述发酵过程中pH的调控方法
答：（1）调节基础培养基的配方。C/N、碳源种类和浓度（2）补料的控制。①简单的加酸加碱；②楼顶钢筋如何防锈补入无机氮源；③同时补入碳氮源。
6．有机酸发酵时，其产物经常改变培养液的pH或抑制发酵，生产上是如何解决这一问题的？
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