生物工艺学复习题12.docx
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生物工艺学复习题12.docx
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生物工艺学复习题12
一、名词解释
1.动物细胞灌注培养:
细胞接种后进行培养,一方面新鲜培养基不断加入反应器,另一方面又将反应液连续不断的取出,但细胞留在反应器,史细胞处于一种不断的营养状态p281
2.比速率:
u=1/X.dX/dt,比生长速率是反应细胞生长特性的重要参数。
P198
3.发酵状态参数:
状态参数是指反映过程中菌的生理代状况的参数。
P184
4.临界稀释率:
相当于最高比生长速率时的稀释率
5.半连续发酵:
在补料-分批发酵的基础上加上间歇放掉部分发酵液便可称为半连续发酵p155
6.广义发酵:
微生物把一些原料养分在合适的发酵条件下经特定的代转变成所需产物的过程p150
7.碳源维持系数:
8.分解代物阻遏:
这是指培养集中某种基质的存在会减少细胞中其相应酶的合成速率。
P65
9.接种龄:
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或者发酵罐时的培养时间p146
10.连续培养:
连续培养是发酵过程中一边补入新鲜的料液,一边以相近的流速放料,维持发酵液原来的体积p156
11.发酵系数:
产物kg/(罐容积m3×发酵周期h)。
p180
12.产物生成部分生长关联型:
产物的生成与细胞生长部分先关,产物的生成速率既和细胞的比生长速率有关也和细胞的浓度有关p205
13.带放:
带放是指放掉发酵液和其他正常放罐的发酵液一起送去提炼工段p155
二、单项选择题
1.对于不产孢子的菌丝体来说,那种方法最为理想且保存时间长。
D
A菌丝速冻法B沙土管保藏法C真空冷冻干燥法D液氮超低温保存法
2.下面出现那种异常情况最可能是噬菌体污染了。
D
ApH上升BpH下降,菌丝体畸变CpH下降,菌丝体消解DpH上升且菌丝体畸变
3.在分批培养过程中静止期菌体的浓度变化为零因此(A)。
A比生长速率为零B比死亡速率为零C产物浓度变化为零D比死亡速率等于比生长速率
4.对于底物抑制的酶反应,随着底物浓度增加反应速度(B)。
A增加B增加到一定程度不在增加C增加到最大值然后减小D一直减小
5.细胞生长速率可以看作是关于细胞浓度的一级反应即dX/dt=(B)。
Aμ·1/XBμ·XC1/μ·XD1/μ·1/X
6.发酵过程的温度控制应当控制在(C)
A菌体最适温度B产物合成的最适温度
C发酵工艺控制的最适温度D最好温度恒定在某个值
7.在基因工程菌发酵过程中往往进行高密度发酵,为了提高产量,因此(D)。
A调节比生长速率为最大B足够高的底物浓度C控制比生长速率D采用分批发酵
8.大多数微生物最佳的pH跨度为(A)
A0.5~1B3~4C4~5D7.0左右
9.苯乙酸是青霉素合成的前提物质,添加苯乙酸有利于我们获得(B)
A青霉素VB青霉素GC青霉素XD阿莫西林
10.下列属于产物的生成与生长呈生长关联型的是。
(C)
A柠檬酸B乳酸C乙醇D青霉素
11.在好氧发酵过程中发酵的生长期pH经常会出现降低下面那种说法不正确(D)。
A由于葡萄糖利用加速,代物造成B由于生长过快溶解氧不能满足
C由于一些生理酸性盐的利用D由于少数菌体发生自溶。
12.在单级连续培养过程中,稀释率控制在临界稀释率以下,随着比生长速率提高下列说确的是(A)。
A细胞产率越高B限制性基质浓度越高C细胞浓度越低D细胞浓度越高
13.在恒速补料分批培养过程中达到准稳态后(A)。
A稀释率逐渐减小B细胞总量逐渐减小C细胞浓度逐渐增多D细胞浓度逐渐减小
14.青霉素的母核6-氨基青霉烷酸由(B)
A半胱氨酸和赖氨酸组成B半胱氨酸和缬氨酸组成C缬氨酸和赖氨酸组成D缬氨酸和谷氨酸组成
15.在分批培养过程中减速期的长短取决于(C)。
A菌体的浓度B限制性基质的浓度C菌体对限制性基质的亲和力D比生长速率
16.目前发酵行业主要用以下那种方法表示溶氧浓度(C)
A利用氧分压B绝对浓度C空气饱和度百分数D空气的流速
17.补料分批培养过程中在那些条件下可以达到准稳态(A)。
AD<μmax且Ks>>S0BD<μmax且Ks< 18.连续培养过程达到稳态时,那些说法是正确的。 A A细胞浓度变化为零B发酵液体积最大C细胞产量最高D限制性底物浓度为零 19.如果接种量过多往往会造成菌体生长过快,造成(B)降低而影响产物的合成。 A发酵液黏度B溶解氧C菌体浓度D菌体生长速率 20.α1为碳源的含碳量,α2为细胞的含碳量,Yx/s为碳源对细胞的得率系数,那么无因次碳生长得率系数为(B)。 Aα1/α2Yx/sBα2/α1Yx/sCYx/sDα2/α1 21.连续培养和连续透析培养过程中那些说确。 D A透析设备大小影响稳态时的细胞浓度B与非透析连续培养时细胞浓度相同 C较非透析连续培养时细胞浓度低D透析设备大小不影响稳态时的细胞浓度 22.在连续发酵时以下关于基质利用常数Ks的说确的是(B) A不影响残留限制性基质的浓度B影响菌体稳态时的浓度 C不影响最大稀释率D影响残留限制性基质的浓度但不影响最大稀释率 23.在基因工程菌发酵培养过程假设带有基因工程DNA质粒最大比生长速率为μmax+丢失质粒的细胞最大比生长速率为μmax-。 (D) Aμmax+>μmax-Bμmax+>>μmax-Cμmax+=μmax-Dμmax+<μmax- 24.分批培养过程中,不考虑抑制作用。 关于减速期的长短下面那个正确(A)。 AKs值越大减速期越长BKs值越大减速期越短Cumax越大减速期越短Dumax越大减速期越长 25.补料-分批发酵过程中,随着发酵的进行(C) A能够达到稳态B比生长速率要小于稀释率C能够达到准稳态D不能达到准稳态 26.那些培养方式最适宜获得动力学参数的研究(C)。 A补料分批培养B分批培养C连续培养D透析培养 27.产黄青霉菌进行抗生素生产,在种子实验室制备阶段主要生产大量的(D) A芽孢B萌发孢子C菌丝体D孢子 28.种子罐的种子移植到发酵罐中主要采用(A)法。 A差压法B火焰接种法C微孔接入法D紫外无菌接种 29.发酵染菌的防治与处理与那些条件无关(B) A生产技术管理B发酵温度控制不当C发酵罐有犄角D发酵过程不进行无菌检测 三、多项选择题 1.发酵好坏与那些条件有关(ABCDE)P150 A培养基配比B原料的质量C灭菌条件D种子的质量E发酵条件 *2.为了提高谷氨酸发酵产率,经常采取哪种方法(BD)。 A发酵过程添加红霉素B青霉素C赖氨酸营养缺陷型D生物素营养缺陷型E控制生物亚适量 3.连续分批发酵具有以下几个优点(ACE) A避免碳源的阻遏效应B提高菌体的浓度 C可以提高氧的供应能力D较小染菌机会E减缓代物的不利影响 4.青霉素发酵过程中碳源往往采用葡萄糖和乳糖的混合碳源目的是() A减少葡萄糖的用量B减少乳糖的用量C减少分解中间代物阻遏效应 D乳糖中间代物是青霉素的前体物质E乳糖较葡萄糖容易被利用,但葡萄糖有利于青霉素合成 5.分批发酵不适合抗生素发酵的原因() A发酵强度低B不容易操作C容易染菌D容易产生中间阻遏现象E生产周期太短 6.在谷氨酸发酵过程中,通过改善细胞膜的通透性来提高产量下列哪种方法可以实现之。 (BD) A丝氨酸缺陷型B油酸缺陷型C甘油缺陷型D温度敏感型E少量抗生素 7.基因工程菌发酵不稳定因素和那些条件有关。 (ABDE) A宿主细胞的种类B菌体的生长速率C培养基的组成D发酵的温度E基因剂量 8.在抗生素生产中,种子罐培养的积极作用有(ACE)。 A使孢子发芽B产生少量抗生素C促进菌丝体繁殖D形成大量孢子E获得足量的菌丝体 9.发酵过程泡沫的多少往往与那些因素有关(ABCDE) A生产菌株的特性B培养基的成分C灭菌的的方法D通气量的大小E发酵液的黏度 10.发酵过程实时监测控制非常重要尤其是碳源,但是没有检测的探头,故可以利用间接指标反映糖的利用程度。 (ACE) ApHBRQCDOD泡沫E温度 11.连续发酵在工业上没有得到广泛应用是因为(AE)。 A容易遭受污染B设备利用率降低C设备投资大D劳动强度大E菌种易退化 12.在发酵中期如果pH偏低我们可以通过那种手段进行调节(CE) A加大补糖速率B提高供氧速率C补加氨水D补加硫酸铵E降低补糖速率 13.下面那种方法可以增加氧在发酵液的饱和度(ABE) A富氧通气B提高通气率C增加培养基的养分D降低菌生长速率E提高罐压 11.连续培养往往用来进行发酵动力学参数的研究,是因为连续培养() A菌种不易退化×B生产质量容易控制C稀释率稳态时D=μD设备简单E容易解除抑制 14.发酵终点的判断可以从那些指标入手(BCD) ADO下降且氨基氮上升BDO上升且氨基氮上升 C发酵液pH上升且黏度提高D发酵液过滤速度降低且黏度提高 15.菌体生长比生长速率与那些条件有关(BE) A培养温度B培养基限制性基质浓度C渗透压DpHE发酵液体中细胞的浓度 16.动物细胞大规模培养灌注培养是主流因为(AB) A细胞不流出反应器B减少副产物的抑制效应C发酵容易控制D符合动物细胞生长特点 17.次级代产物的合成的与以下哪个选项有关() A初级代B质粒C发酵过程控制D菌体的特性 18.基因工程菌脱落性不稳定在反应器中的表现为(ACE) A反应器中相当于两种菌的生长B丢失质粒菌与工程菌比例不变C产量减低 D质量不受影响E丢失质粒菌与工程菌比例逐渐增大 19.根据反应器和透析器的操作方式,可以分为(ABCD) A连续培养连续透析B分批培养连续透析C连续培养分批透析D分批培养分批透析E过滤和培养耦合 四、填空题 1.连续发酵时临界稀释率Dcrit=(Umaxs0/(ks+s0))。 2.过于年轻的种子接入发酵罐后往往会引起发酵周期(延长)。 3.补料分批培养过程中,补料的方式分为快速、(恒速)、指数和变速流加。 4.连续发酵时在相同的稀释率下,流加培养基中限制性底物浓度越高稳态时菌体浓度越(大)。 5.连续培养的稀释率表示因(流入罐发酵液)而被稀释,补料培养稀释率因()而被稀释。 6.微生物次级代产物生产往往应用到前体物质前体分为源性和(外源性) 7.泡沫控制方法分为机械和(消泡剂)两大类。 8.在生产菌种选育过程中经常要获得抗性菌体目的是解除抑制和()作用。 9.青霉素发酵过程中对()酶有直接的抑制作用。 10.次级代较初级代产物合成不仅受到常染色体的控制而且还要受到()控制。 11.在分批培养过程中代时是针对(丝状菌)类型的菌体而言。 12.次级代发酵过程中次级代产物的生成与初始培养基的成分关系是否密切(.)。 13.发酵工业的发展除了优良菌株的获得和和设备得以改进外,还与()有关。 14.在补料分批过程中糖补的过多往往会造成溶氧(不足)。 15.发酵过程中尾气中氧气含量的变化与二氧化碳的含量成(反向)同步关系,因此可以用呼吸商来判断菌体的生长、代状况。 16.对于次级代产物的发酵,还原糖浓度一般控制在()g/L左右水平。 17.培养过程的宏观动力学研究,可以对细胞的(生长)、底物的(消耗)以及产物的生产进行定量分析。 18.细胞对碳源的宏观得率系数YX/S=(-△X/△S)。 五、判断题 2.在谷氨酸发酵过程中添加青霉素的目的是为了防止杂菌污染。 错 1青霉素发酵过程中受到无机离子的影响,Fe浓度高对青霉素发酵不利,因此铁质发酵罐罐壁必须做处理经常使用环氧树脂对其进行表面处理防治Fe离子脱落进入发酵液。 对 1.细胞对碳源的系数即每生产单位质量细胞消耗底物的质量。 错 2.温度对微生物产物的形成有重要的影响,如果温度控制不当,将可能影响产物的合成方向。 对 4.比生长速率是反映细胞生长特性的重要参数与菌种和培养条件都有关。 对 10.青霉素发酵pH一般控制在6.5左右,当偏碱性条件下青霉素容易降解。 对 5.一般条件下菌株的生产性能越高,其生产条件越容易满足。 错 8.透析培养的目的是为了移除抑制性产物,有利于发酵的进行。 对 6.Monod方程对菌体生长的描述形式与米氏方程相同,因为其本质是相同的。 错 6.在青霉素生产过程中我们加入苯乙酸作为碳源,一般进行少量多次流加方式进行加入,这是因为苯乙酸对菌体有毒害作用。 对 4.霉菌发酵过程也存在着指数生长期。 对 7.发酵过程控制pH首先考虑从基础培养基的配方入手,然后再通过补料或酸碱调节控制。 对 3.在发酵过程中发现发酵液变稀肯定是发生噬菌体污染。 错 8.在发酵过程中溶氧往往控制在菌体对氧需求的最佳水平。 错 10.青霉素只有产黄青霉菌株可以分泌合成,故产黄青霉是生产青霉素的唯一菌种。 错 六、简答题 1.简述Monod方程的三个假设条件。 1)细胞的生长为均衡式生长,因此描述细胞生长的唯一变量是细胞的浓度; 2)培养基中只有一种基质是生长限制性基质,而其他组分为过量,不影响细胞的生长; 3)细胞的生长视为简单的单一反应,细胞得率为一常数。 2.简要回答溶氧在发酵过程中进行时时监控的作用? (1.有些操作故障或事故引起的发酵异常现象也能从溶氧的变化中得到反映 (2.中间不了是否得当可以从溶氧的变化看出 (3.污染杂菌 (4作为质量控制的指标(在天冬氨酸发酵中前期是好气培养,后期转变为厌气培养,酶活性可大为提高) 溶氧浓度变化还可以作为各级种子罐的质量的控制和移种指标之一 控制发酵,原则是加糖速率应正好是培养物处于半饥饿状态,即仅能维持正常的生理代,而把更多的糖用于产物的合成,并且其摄氧率不至于超过设备的供氧能力KLa。 当培养液的溶氧高于控制点时,糖阀开大,糖的利用需要更多的氧,导致溶氧读数下跌;反之,当读数下降到控制点以下,加糖速率便自动减小,摄氧率也会随之降低,引起溶氧读数逐渐上升。 该系统的优点: 1.它能使发酵的溶氧控制更符合需求;2.达到“控制”参数所需时间更短;3.可减少由于种子质量的不稳定而导致的批与批间的产量波动;4.能及时调节搅拌与通气以克服发酵过程中出现的干扰。 3.画出丝状菌三级发酵流程,并简单标注每个流程的条件。 4.在发酵过程中温度对发酵有哪些影响? 温度是保证酶活性的重要条件.一般菌体生长和产物形成最适温度不同.控制发酵过程中的温度对菌体生长和产物形成有这重要的作用. 温度对发酵的影响: ①温度直接影响发酵过程中各种反应速率. ②通过改变发酵液的物理物理性质,间接影响菌的生物合成. ③温度会影响生物合成的方向. ④温度影响菌的调节机制. 5.简述青霉素发酵过程中青霉菌的7个生长过程的特点并说明生长期在那个阶段,那个阶段适合作为种子,那个阶段适合生产产物,那个阶段到了就要放罐。 6.大规模发酵一般都要进行种子的扩大培养,那么作为种子有那些要求? 菌种的扩大培养就是把保藏的菌种,即砂土管,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,再经过扁瓶或药瓶和种子罐,逐级扩大培养后达到一定的数量和质量的纯种培养过程。 这些纯种的培养物称为种子。 种子必须具备的条件: ①菌种细胞的生长活力强,接种后在发酵罐中能迅速生长 ②生理性状稳定③菌体总量和浓度能满足大容量发酵罐的要求 ④无杂菌污染(不带杂菌)⑤生产能力稳定 7.简述次级代的特性 (1.种类繁多,结构特殊,含有不常见的化合物,如氨基糖、苯醌、酯、四环类抗生素等; (2.含有少见的化学键,如β-酰胺环、聚乙烯和多烯的不饱和键、大环脂的大环和含有普通氨基酸和经修饰的氨基酸组成的环肽等; (3.一种微生物所合成的次级代物往往是一组结构相似的化合物,如青霉素G、V、F、K和N; (4.一种微生物的不同菌株可以长生分子结构迥异的次级代产物,如灰色链霉菌可以产生链霉素、白霉素、吲哚霉素等,不同种类的微生物亦能产生同一种次级代产物,如产黄青霉、点青霉、土曲霉的一些真菌都能产生青霉素; (5.次级代产物的合成比生长对环境因素更敏感,如生长可在0.3~300mmol∕L磷酸盐浓度下进行,而次级代产物合成的最适浓度只在0.1~10mmol∕L围。 8.补料分批发酵适用的围 细胞高密度培养、发生基质抑制过程、分解代物阻碍、营养缺陷型菌株的培养、前体的补充(上学期答案版) {网络版} 1.高菌体浓度培养(高密度培养)系统; 2.存在高浓度底物抑制的系统;如苯酚等,通过流加底物降低抑制; 3.存在Crabtree效应的系统(酵母培养中,初糖过高,即使溶氧充足,也会产生乙醇,影响菌体生长);4受异化代物阻遏的系统(葡萄糖做碳源时,分解代物抑制异化代有关的酶合成); 5.利用营养突变体的系统; 6希望延长反应时间或补充损失水分的系统。 9.简述染菌的技术分析途径 染菌的途径有以下几方面: 1.种子包括进罐前菌种室阶段出问题;2.培养基的配制和灭菌不彻底;设备上特别是空气除菌不彻底和过程控制操作上的疏漏。 种子带菌的检查可从菌种室保藏的菌种、斜面、摇瓶直到种子罐。 保藏菌种定期作复壮、单孢子分离和纯种培养;斜面、摇瓶和种子罐做无菌试验,可以用肉汤和斜面或平板培养基检查有无杂菌 培养基和设备没消透的原因有很多方面,如蒸汽压力或灭菌时间不够,培养基配料未混合均匀,存在结块现象,设备未清洗干净,特别是罐冲洗不到的犄角处。 设备方面特别是老设备也会常遇到各种问题,如夹层或盘管、轴封和管道的渗漏,空气除菌效果差,管道安装不合理,存在死角等。 过程控制主要包括接种、过程加糖补料和取样操作等是否规。 一级种子罐的接种可分为血清瓶针头或管道方式或火焰敞口式接种,罐与罐之间移种前管道冲洗或灭菌不当 七、 1.请你利用动力学参数分析微生物细胞生产中连续培养优越于分批培养 2.举例试述补料分批发酵的意义和列举3种以上流加补料的依据指标并以其中一种详细阐述意义。 在分批培养过程中补入新鲜的料液,以克服由于养分的不足,导致发酵过早结束。 由于只有料液的输入,没有料液的输出,所以发酵结束时发酵液体积比发酵开始时有所增加。 补料分批发酵的意义: 在这样一种系统中可以维持低的基质浓度,避免快速利用碳源的阻遏效应;可以通过补料控制达到最佳的生长和产物合成条件;能够按设备的通气能力去维持适当的发酵条件,并且能减缓代有害物的不利影响;还可以利用计算机控制合理的补料速率,稳定最佳生产工艺。 3.谈谈发酵重点判断的方法和注意事项 4.利用物料平衡原理推断补料分批发酵当达到拟稳态时μ=D,并进一步推断 du/dt=-1/t2 5.青霉素发酵及其提取流程
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