生物工艺学期末课程考试试卷A.pdf

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1、2020-2021生物工艺学课程考试试卷生物工艺学课程考试试卷 A 专业： 考试日期： 试卷所需时间：120 分钟 闭卷 试卷总分：100 分 （答案请全部写在答题纸上）（答案请全部写在答题纸上） 一、名词解释（共一、名词解释（共 8 8 小题，任选小题，任选 5 5 题，每小题题，每小题 2 2 分，共分，共 1010 分）分） 1发酵热 2摄氧率 3临界氧浓度 4缓效氮源 5产物得率系数 6比基质消耗速率 7微生物对数残留定律 8分批发酵 二、填空题（二、填空题（共共 6 6 小题，小题，每空每空 0.50.5 分，共分，共 1010 分）分） 1发酵培养基中常用的有机氮源主要有 、 、

2、等。 2根据原料淀粉的性质及采用的催化剂不同，淀粉水解为葡萄糖的方法一般有 、 以及 等三种。 3工业上，培养基、发酵设备一般都采用 灭菌，而对空气则采用 的方法除菌。 4影响体积氧传递系数的因素主要有 、 、 、 等。 5发酵染菌的原因主要有 、 、 、 等。 6公式dS/dt=msX+(1/YX/S) dX/dt+(1/YP/T) dP/dt 中，dS/dt、msX、(1/YX/S) dX/dt、(1/YP/S) dP/dt 分别表示 、 、 、 等。 三、问答题、问答题（共（共 8 8 小题，每小题小题，每小题 5 5 分，共分，共 4040 分）分） 1请从各自的培养目的出发，试述微生

3、物斜面培养基和种子培养基的特点？ 2在青霉素发酵过程中，在时间 t1处一次性补加一定量的葡萄糖，产生的二氧化碳和 pH 的变化如下图所示： 问：（1）试述图 1 中 t1- t2时间段的 pH 和 CO2变化原因；（2）在发酵过程中，调节和控制发酵液 pH 的方法和措施一般有哪些？ 3发酵液中供氧和需氧始终处于一个动态的平衡中，氧的平衡最终反映在发酵液中 氧 的 浓 度 上 面 ， 可 用 下 式 推 出 ： 溶 解 氧 变 化 = 供 氧 耗 氧 ， 即dc/dt=OTR-OUR=Kla(C*-C)-OUR。如果发酵过程溶解氧处于临界氧浓度之下，该采用怎样的措施来解决该问题？ 4发酵前期最易

4、染菌且危害最大，请分析其原因，且染菌后该采取怎样的措施？ 5某人研究了发酵培养基中的KH2PO4浓度对螺旋霉素产生菌 Streptomyces spiramyceticus F21 菌体生长以及螺旋霉素合成的影响，结果如表 1 所示： 表 1 不同浓度 KH2PO4对Streptomyces spiramyceticus F21 发酵的影响 KH2PO4(g/100ml) 0.01 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 螺旋霉素螺旋霉素（g/ml） 241 525 1342 1720 1421 954 812 菌体量菌体量（g/L） 23.7 25.0 29.6 31.3

5、33.4 36.8 38.1 试述元素 P 的代谢规律，并分析以上结果。 6某人考察了四种培养模式对酵母菌发酵产谷胱甘肽的影响，结果如表 2 所示： 表 2 四种培养模式下各参数的比较 培养模式培养模式 最大细胞干重最大细胞干重 （g/L） 达到细胞达到细胞最大干重时间最大干重时间（h） 谷胱甘肽产量谷胱甘肽产量 （mg/L） 分批培养 10.97 32 323.39 葡萄糖恒速流加 15.88 60 638.20 葡萄糖指数流加 35.96 60 678.90 葡萄糖恒-pH 补料分批培养 22.35 60 977.8 基于以上四种培养模式所得的实验结果，请你分析并讨论下其中可能的原因。 7

6、指出下图分批发酵中的产物合成各属于哪种动力学模型，并简述其发酵工艺的控制关键点。 （X：菌体量；P：产物） 8利用植物细胞悬浮发酵培养的模式来获取有用的次生代谢产物，正越来越成为院系： 专业班级： 姓名： 学号： 装 订 线 人们关注的热点。请你从植物细胞的特点出发，试述：与微生物发酵培养相比，植物细胞悬浮培养在发酵工艺的控制以及发酵设备的选择等方面有哪些异同点？ 四、论述题四、论述题（第第 1 1 小题必做，第小题必做，第 2 2、3 3 小题任选一题，每小题小题任选一题，每小题 2020 分，共分，共 4040 分）分） 1某人考察了发酵培养基中不同起始 NH4+浓度（0 mmol/L、4

7、0 mmol/L 和 80 mmol/L） ，对脱氮假单胞杆菌产维生素 B12发酵过程的影响，具体的发酵过程参数（pH、残留 NH4+浓度、菌体量、维生素 B12产量）如下图所示。请你根据图中所示的结果，从 NH4+代谢特征角度出发分析其中的原因，以及综合提高脱氮假单胞杆菌菌体量和维生素 B12产量的 NH4+控制策略。 不同铵离子浓度对不同铵离子浓度对脱氮假单胞杆菌脱氮假单胞杆菌发酵过程的影响发酵过程的影响 NH4+: 0 mmol/L (), 40 mmol/L () and 80 mmol/L () 2加强对生物质能的利用已经成为各国解决目前所面临的能源危机和环境污染问题的一项重要的解决

8、办法。目前，开发工程微藻中的油脂制备生物柴油成为国内外的研究重点。然而，制约微藻能源形成规模化的根本原因在于微藻细胞生物学规律的基本科学问题和规模化过程所涉及的培养等工程科学问题，未得到深入系统的阐明。为此，某人拟采用以下路线（如下图）来探讨以上问题。 由于能源微藻培养过程所涉及的技术具有多学科交叉性， 请根据你所学的 生物化学 、 微生物学 、 化工原理 、 工业微生物遗传育种学 、 发酵工程设备和生物工艺学等课程的知识，详细阐述该路线的研究背景及其科学内容。 3生物科技的发展正在以“结构基因组学功能基因组学（蛋白质组学）系统生物学合成生物学”路径模式快速演进。某实验室拟对产活性物质 A 的菌株进行发酵放大的研究，其总体技术路线如下图，请你从生物技术和生物工程专业发展趋势的角度阐释下该技术路线。