微生物发酵复习题

一、名词解释（共10题，每题2分，共20分）1.发酵工程制药技术：发酵工程制药是微生物学、生物化学和化学工程学的有机结合，是利用微生物特定性状，通过现代工程技术在生物反应器中生产药用物质的一种技术，它是生物技术的支柱。2.培养基：供微生物生长繁殖和合成各种代谢产物所需要的按一定比例配制的多种营养物质的混合物。3.前体：是指加入到发酵培养基中的能够直接被微生物在生物合成过程中结合到产物分子中去而自身结构没有显著变化的一类小分子物质。4.致死温度：是指杀灭微生物的极限温度。5.热阻：微生物在某一特定条件（一定的温度、加热方式）的死亡时间。6.次级代谢：是指微生物在一定生长时期，以初级代谢产物为前体，合成一些对微生物生命活动无明确功能的物质的过程。7.液晶状态：是指某些有机物在发生固相到液相转变时的过渡状态称为液晶状态。8.发酵热：就是发酵过程中释放出来的净热量9.种子活化：是指将保存菌种接种在固体培养基上，在适宜条件下培养，恢复其固有的生物特性。10.分批式培养:培养液一次性装入发酵罐，一次性接种，经过一段时间培养，一次性卸出全部培养物。11．灭菌：是指用物理或化学因子杀灭有生活能力的细菌营养体和芽孢或孢子的方法。12．生长因子：维持微生物生长所必需的微量有机物，不起碳源和氮源作用。13．致死时间：是在致死温度下杀灭全部微生物所需时间。14．初级代谢：指能使营养物质转变成机体的结构物质和对机体具有生理活性作用的物质，或是为机体生长提供能量的一类代谢。15．微生物发酵：微生物发酵即是指利用微生物，在适宜的条件下，将原料经过特定的代谢途径转化为人类所需要的产物的过程。是指利用微生物体来制得产物的需氧或厌氧的任何过程。16．菌株（strain）：表示任何由一个独立分离的单细胞繁殖而成的纯种群体及其一切后代（起源于共同祖先并保持祖先特性的一组纯种后代菌群）。因此，一种微生物的不同来源的纯培养物均可称为该菌种的一个菌株。菌株强调的是遗传型纯的谱系。17．种子扩大培养：种子扩大培养简称种子扩培是发酵工程的一个组成部分，其实指将保存在砂土管、冷冻干燥管中处休眠状态的生产菌种接入试管斜面活化后，再经过扁瓶或摇瓶及种子罐逐级扩大培养,最终获得一定数量和质量的纯种过程。18．净热量: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，而罐壁散热、水分蒸发、空气排气带走热量。这各种产生的热量和各种散失的热量的代数和就叫做净热量。19．连续式培养操作：培养液一起装入发酵罐，接种后培养过程中，不断补充新培养基,同时取出包括培养液和菌体在内的发酵液，直至发酵结束。20．连续灭菌：培养基在发酵罐外经过一套灭菌设备连续的加热灭菌，冷却后送入已灭菌的发酵罐内的工艺过程。二、填空题（共20空，每空1分,共20分）1.微生物药物按化学本质和化学特征进行分类分为，抗生素类、氨基酸类、 核苷酸类、维生素类、甾体、治疗酶及酶抑制剂共6类。2.工业微生物育种过程分为4个阶段：菌种选育，菌种筛选，菌种保存，菌种的退化和复壮。3.在发酵过程中，培养液的pH发生变化为主要原因是机制代谢、产物形成、菌体自容。调节和控制培养液中的pH的方法是加入维持PH的物质，或在发酵过程中添加补料。4．细胞融合是通过人工的方法，使遗传性状不同的两个没有细胞壁的细胞发生融合，并产生重组子的过程。5．在某种特定环境下、长期处理某一特定微生物群体、同时不断对其进行移种传代、以达到积累和选择合适的自发突变体的目的，这种育种方式称为菌种的复壮。6．底物消耗速率与菌体细胞合成速度是平行的，这种生长类型称为偶联型。7．在微生物生长和生产用培养基中侵入了有碍于微生物生长和生产的其它微生物称之为杂菌。8．IFO是国外一个菌种保藏中心的缩写，它的中文名是日本技术评价研究所生物资源中心。9.发酵工程上常使用的空气除菌方法----滤过除菌法是采用定期灭菌的干燥物质来阻截流过的空气中所含的微生物，从而制造无菌空气。10.生长因子是一类微生物维持正常生活不可缺少的，但细胞自身不能合成的微量有机化合物包括：氨基酸、维生素等。11．菌种的选育包括，自然选育、人工选育、诱变育种、杂交育种、基因工程育种。12．菌种保藏方法有斜面低温、石蜡封存、固体曲保藏、沙土管保藏、冷冻干燥保藏、液氮低温保藏。13．在大肠杆菌培养过程中，除考虑营养条件外，还要考虑温度、酸碱度和渗透压等条件。由于该细菌具有体积小、结构简单、变异类型容易选择、易培养、生周期短等优点，因此常作为遗传学研究的实验材料。14．通常，对获得的纯菌种还可以依据菌落的形状、大小等菌落特征对细菌进行初步的鉴定。15．若用大肠杆菌进行实验，使用过的培养基及其培养物必须经过灭菌处理后才能丢弃，以防止培养物的扩散。16、实验室常用的有机氮源有蛋白胨和牛肉膏等，无机氮源有硫酸铵和硝酸钠等。为节约成本，工厂中常用豆粉饼等做有机氮源。三、单项选择题，每题只有一个正确答案（共10题，每题2分，共20分）1.在培养基的配制过程中，具有如下步骤，其正确顺序为（B）①溶化②调pH③加棉塞④包扎⑤培养基的分装⑥称量A.①②⑥⑤③④　B.⑥①②⑤③④　C.⑥①②⑤④③　D.①②⑤④⑥③2.在斜面培养基上接种时，其正确的操作顺序是（B）①用左手大拇指、食指和无名指夹住菌种试管和待接种的斜试管，管口并齐，使斜面向上成水平状态。②右手拧松棉塞，但不取下。③在火焰边用右手无名指和小指夹住两个棉塞，将它们取下，同时左腕转动，烧灼管口一周。④ 将接种环伸入管内，让环先接触培养基上未长菌的部位，使环冷却，然后轻轻挑取少量菌体，立即将接种环抽出。⑤右手拿接种环，在火焰上烧灼灭菌。⑥在火焰旁迅速将沾有菌体的接种环伸到斜面培养基的底部，由里向外轻轻画蛇形细线。⑦抽出接种环，再用火焰烧灼管口，并在火焰上方将棉塞塞上。A.①②③④⑤⑥⑦　　　　　B.①②⑤③④⑥⑦　　C.①③②④⑤⑥⑦　　　　　D.②③①④⑤⑦⑥3．发酵法生产维生素B2（核黄素）所用的微生物是（C）。A．阿氏假囊酵母B．毕赤氏酵母C．热带假丝酵母D．葡萄汁酵母4．青霉素发酵采用（C）A、三级发酵B、四级发酵C、二级发酵D、一级发酵5.工业生产用的菌种应选取微生物生长的时期及能大量产生抗生素的时期分别是（A）①调整期②对数期③稳定期④衰亡期A．②③......B．①③.....C．①③.....D．②④6.细菌群体从开始生长到死亡的动态变化，可以分为四个主要时期。生产上，人们总结出一种连续培养的方法，可以大大提高代谢产物的产量，这种连续培养的方法可以延长的时期是（B）A．调整期B．对数期C．稳定期D．衰亡期7．青霉素的作用机制是（A）A．抑制细胞壁的合成B．影响细胞膜功能C．抑制蛋白质的合成D．抑制细胞核酸的合成E．抑制细菌生物能作用8．在培养基的配制过程中，下列哪项操作及作用是不正确的（D）A.在融化过程的最后阶段要补充蒸馏水至100mLB.趁热将培养基分装到洁净试管中，培养基高度为试管长度的1/5C.所加棉塞即能防止杂菌污染，又能通气D.操作的顺序是称量—溶化—分装—调pH—加棉塞—包扎9．下列有关谷氨酸棒状杆菌的生长和谷氨酸发酵的叙述．错误的是（C）A.组成酶是维持菌体基本生活的必要条件B.菌体能合成各种生长因子，不需要从外界补充C.发酵液pH呈酸性时，就会生成乙酰谷氨酰胺D.细胞膜透性的改变，可解除代谢产物对有关酶活性的抑制10．不用空气压缩机的自吸式发酵罐罐体的结构大致上与通用式发酵罐相同，主要区别在于搅拌器的形状和结构不同。自吸式发酵罐的缺点是进罐空气处于(A)，因而增加了染菌机会。 A．升压B．降压C．正压D．负压11．发酵工程的第一个重要工作是从混杂的微生物群体中选择优良的单一纯种，获得纯种的方法不包括：（C）A.根据微生物对碳源需要的差别，使用含不同碳源的培养基B.根据微生物缺乏生长因子的种类，在培养基中增减不同的生长因子C.利用高温高压消灭不需要的杂菌D.根据微生物对抗生素敏感性的差异，在培养基中加入不同的抗生素12．下面关于微生物最适生长温度判断，正确的是（A）A.微生物群体生长繁殖速度最快的温度B.发酵的最适温度C.积累某一代谢产物的最适温度D.无法判断13．发酵法生产酵母菌时，正确的措施是（C）A、密闭隔绝空气B、用萃取、离子交换获得产品C、在稳定期获得菌种D、使菌体生长长期处于稳定期14．曲法保藏是基于（A）原理对微生物进行保藏的。A．干燥B．低温C．缺氧D．冷冻15．在微生物发酵工程中，导致菌体过剩，溶解氧下降的可能原因是（C）。A．发酵液转稀B．发酵液过浓C．种子质量D．pH不正常16．采用物理或化学方法杀灭或除去物料及设备中所有生命物质的过程称之为（A）。A．灭菌B．消毒C．除菌D．抑菌17．采取一定措施使培养液中的底物浓度较长时间地保持在一定范围内，即保证微生物的生长需要，又不造成不利影响，中途不排出发酵液。从而达到提高容量产率，产物浓度和得率的目的发酵是(D)A．半连续发酵B．分批发酵C．连续发酵D．补料分批发酵18．下表为某培养基的配方，有关叙述正确的是（B）成分蛋白胨葡萄糖K2HPO4伊红美蓝蒸馏水含量10g10g2g0.4g0.065g1000mLA．从化学成分看该培养基属于合成培养基，从用途看该培养基属于鉴别培养基B．培养基中属于碳源的物质主要是葡萄糖，属于氮源的物质是蛋白胨C．该培养基缺少能提供生长因子的物质D．该培养基PH调好后就可以接种菌19．下列关于通过发酵工程生产谷氨酸的叙述，错误的是(C)A．发酵时需不断通入无菌空气，否则会积累乳酸;B．发酵时常采用的培养基为液体天然培养基;C．从自然界分离的野生型菌株可直接用于生产; D．当菌体生长进入稳定期时，补充营养物可提高谷氨酸产量;20．下面关于连续培养的说法中，叙述不正确的是（A）A.恒化连续培养的控制对象是菌体密度B.恒浊连续培养中微生物菌体以最高生长速率生长C.恒化连续培养的产物是不同生长速率的菌体D.恒浊连续培养无生长限制因子四、多选题（共10题，每题2分，共20分）1．培养基的组成有（ABCDE）A．碳源B．氮源C．无机盐和微量元素D．前体E．促进剂和抑制剂2．微生物发酵工程涉及的应用范围很广，以下的应用领域也与微生物发酵工程有关(DE)：A．湿法冶金;B．污水处理;C．机械制造;D．生物降解材料制备;E．生物农药;3．真菌门包括四个亚门分别是(CDE)：A．芽孢菌亚门；B．接合菌亚门；C．子囊菌亚门；D．担子菌亚门；E．半知菌亚门；4．在微生物发酵工程中决定种子扩大级数的因素有(BCDE)：A．菌种的性质；B．菌体的生长速度；C．最低接种量；D．发酵规模；E．种子罐与发酵罐的容积比；5．在微生物发酵工程中产生的泡沫对发酵的影响表现为(ABCD):A．减少装液量；B．减少产物量；C．严重时影响通气和搅拌；D．增加污染机会；E．微生物菌体变异；6．补料分批发酵中补料的目的和意义可以概括为(BCDE)： A．维持菌体正常代谢，推迟自溶期B．延长产物合成期C．维持较高的产物增长幅度D．降低底物消耗量E．纠正异常发酵，控制pH7．过滤除菌的机理涉及空气中颗粒被捕获的作用机理，可概括为以下几个方面(ABCDE):A．惯性冲击截留效应；B．拦截截留效应；C．扩散截留效应D．重力沉降截留效应；E．吸附截留效应；8．在生物物质分离纯化方法中，沉淀法是常用的方法之一，主要包括(ABCDE):A．有机溶剂沉淀法;B．盐析法;C．化学沉淀法;D．等电点沉淀法;E．离子交换沉淀法;9．现代发酵技术的特点(ABCE):A．注重菌种选育，选择高产菌株;B．发酵工程与化学工程更紧密的结合;C．发展酶，细胞的固定化技术;D．计算机等自控技术的应用，提高了整体水平;E．遗传工程技术的应用，使得定向育种真正成为可能;10．发酵过程主要分析项目有(ABDE)A．pH;B．菌浓度和菌形态;C．排气CO2和呼吸熵;D．糖含量;E．氨基氮和氨氮;11．下列关于发酵工程的说法，正确的是（BCD）A.发酵工程的产品是指微生物的代谢产物和菌体本身B.可通过人工诱变选育新品种C.培养基、发酵设备和菌种必须经过严格的灭菌D.环境条件的变化，不仅会影响菌种的生长繁殖，而且会影响菌体代谢产物的形成E.以上均不是12．分离提纯是制取发酵产品不可缺少的阶段，产品不同，分离提纯的方法不同，对产品的代谢产物常采用的提取方法是 （BD）A.离心B.萃取C.过滤D.离子交换E.沉淀13．发酵工程中培育优良品种的方法有多种，其中能定向培育新品种的方法是（AC）　A.人工诱变　　　B.基因移植　　　C.细胞杂交D.原生质体融合E.以上均不是14．根据抗生素的作用对象分类有（ABCDE）A.抗革兰氏阳性菌的抗生素B.抗革兰氏阴性菌的抗生素C.抗真菌的抗生素D.抗肿瘤的抗生素E.抗结核分支杆菌的抗生素15．工业发酵产品的生产工艺流程()。A.培养基制备B.无菌空气制备C.菌种与种子扩大培养D.发酵培养E.通过化学工程技术分离、提取、精制。16．防止菌种衰退的措施有(ABCDE)A.控制菌种传代次数；B.创造良好的培养条件；C.利用不易衰退的细胞移种传代；D.采用有效的菌种保藏方法；E.究菌种选育技术；17．在发酵产品的放大中，反应级数的确定是非常重要的一个方面影响发酵级数的因素()A.生长特性,孢子发芽及菌体繁殖速度;B.发酵规模.C.工艺要求.D.接种量的影响.E.以上均不是18．菌种的保藏方法有（ABCDE）A.斜面低温保藏法B.石蜡封存保藏法C.固体曲保藏法D.沙土管保藏法E.冷冻干燥保藏法19．染菌出现的原因有（ACE）A.种子被污染B.接种时罐压为零C.空气过滤系统带菌D.发酵液逃逸E.人为操作失误 20．优良的发酵设备应具有（ABCD）:A．严密的结构;B．良好的液体混合性能;C．良好的的传质、传热速率;D．配套而又可靠的检测及控制仪表;E．能够远程控制发酵过程;五、简答题（共4题，每题5分，共20分）1．液体深层发酵的优点：2．在发酵产品的放大中，反应级数的确定是非常重要的一个方面影响发酵级数的因素：(1)菌种生长特性，包子发芽及及菌体繁殖速度(2)发酵规模(3)工艺要求(4)接种量的影响3．防止菌种衰退的措施有哪些？控制菌种传代次数、创造良好的培养条件、利用不易衰退的细胞移种传代、采用有效的菌种保藏方法、讲究菌种选育技术、定期进行分离纯化。4．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？实验室阶段培养物选择的原则：种子能扩培到一定的量和质，获得一定数量和质量的孢子/菌体。培养基的选择应该是有利于菌体的生长，对孢子培养基应该是有利于孢子的生长。在原料方面，实验室种子培养阶段，规模一般比较小，因此为了保证培养基的质量，培养基的原料一般都比较精细。生产车间阶段培养物的选择原则最终一般都是获得一定数量的菌丝体。培养基选择首先考虑的是有利于孢子的发育和菌体的生长，所以营养要比发酵培养基丰富。在原料方面：不如实验室阶段那么精细，而是基本接近于发酵培养基，这有两个方面的原因:一是成本二是驯化5．什么是发酵级数？发酵级数对发酵有何影响？影响发酵级数的因素有哪些？一般由菌丝体培养开始计算发酵级数，但有时，工厂从第一级种子罐开始计算发酵级数。发酵级数对发酵影响：1.种子级数少，可简化工艺和控制，减少染菌机会2.种子级数太少，接种量小，发酵时间延长，降低发酵罐的生产率，增加染菌机会3.级数大，难控制、易染菌、易变异，管理困难，一般2-4级。4.在发酵产品的放大中，反应级数的确定是非常重要的一个方面影响发酵级数的因素：(1)菌种生长特性,孢子发芽及菌体繁殖速度;(2)发酵规模.（3）工艺要求.（4）接种量的影响.6．发酵过程主要分析项目有哪些？pH、排气氧、排气co2和呼吸熵、糖含量、氨基氮和氨氮、磷含量、菌浓度和菌形态。7．不同时间染菌对发酵有什么影响，染菌如何控制？ 1.种子培养其染菌：若将污染的种子带入发酵罐，则危害极大，因此应严格控制种子染菌的发生。措施：一旦发现种子受到杂菌的污染，应经灭菌后弃去，并对种子罐、管道等进行仔细检查和彻底灭菌。2.发酵前期染菌：在发酵前期，微生物菌体主要是处于生长、繁殖阶段，此时期代谢的产物很少，相对而言这个时期也容易染菌。染菌后的杂菌将迅速繁殖，与生产菌争夺培养基中的营养物质，严重干扰生产菌的正常生长、繁殖及产物的生成。措施：可以用降低培养温度，调整补料量，用酸碱调pH值，缩短培养周期等措施予以补救。如果前期染菌，且培养基养料消耗不多，可以重新灭菌，补加一些营养，重新接种再用。3.发酵中期染菌：发酵中期染菌将会导致培养基中的营养物质大量消耗，并严重干扰生产菌的代谢，影响产物的生成。措施：降温培养，减少补料，密切注意代谢变化情况。如果发酵单位到达一定水平可以提前放罐，或者抗生素生产中可以将高单位的发酵液输送一部分到染菌罐，抑制杂菌。4.发酵后期染菌：发酵后期发酵液内已积累大量的产物，特别是抗生素，对杂菌有一定的抑制或杀灭能力。因此如果染菌不多，对生产影响不大。如果染菌严重，又破坏性较大，可以提前放罐。措施：染菌后的培养基必需经灭菌后才可放下水道，否则由于各罐的管道相通，会造成其他罐的染菌，而且直接放入下水道也会造成空气的污染而导致其他罐批染菌。