第1页共 2页生物工程专业实验一课程考试试卷A答案一、填空题（共4 空，每空 3 分，共 12 分）1、上进下出、下进上出、通气保压2、三路进汽，非进即出二、问答题（共5 小题，每小题 14 分，共 70 分）1、答：小罐的灭菌过程为：1）配制好发酵培养基，调节pH2）先向夹套中通蒸汽，一直到90以上，并且同时开动搅拌和通气，以提高传热效率3）待温度升到 90以上，关闭空气，开始直接将蒸汽从空气进路和排料口进入发酵罐中进行加热，在加热的过程中可停止搅拌4）一直到温度升到121, 维持 20-30min （特殊的不耐热的培养基，如含糖的培养基可以适当降到115灭菌）5）时间到了以后，关闭蒸汽，并且通气保压，再通冷凝水进行降温，一直到发酵温度灭菌的注意事项：1）先要通过夹套升温到90以后才能直接向罐内通蒸汽，防止产生大量的冷凝水2）在用夹套升温的时候要开动搅拌和通空气，使发酵液受热均匀3）灭菌时要注意“非进即出”的排气原则，保证所有的管道都能够充分灭菌，防止灭菌死角的存在4）降温时要注意先要通空气保压，再通冷凝水，防止产生真空损坏发酵罐2、答：发酵过程中pH是不断变化的1）糖代谢特别是快速利用的糖，分解成小分子酸、醇，使pH 下降。
糖缺乏，pH上升，是补料的标志之一2）氮代谢当氨基酸中的 -NH2被利用后 pH会下降；尿素被分解成NH3，pH上升，NH3利用后 pH下降，当碳源不足时氮源当碳源利用pH上升3）生理酸碱性物质利用后pH会上升或下降（4）某些产物本身呈酸性或碱性， 使发酵液 pH变化如有机酸类产生使pH下降，红霉素、螺旋霉素等抗生素呈碱性，使pH上升5）菌体自溶 pH 上升，发酵后期， pH上升（6）杂菌的污染， pH下降3、答：在发酵过程中突然停止通气，发酵液中的溶氧浓度将成直线下降，用溶氧电极连续地测定并记录停止通风阶段发酵液中的氧浓度C，并以 C-t 作图，注意控制停止通气时间，使溶氧不要降低到临界溶氧浓度以下在发酵过程中，对溶氧作衡算有：dcdt=kLa (C*C)Qo2 X 停止通气时，则有dcdt=Qo2 X 由 c-t 作图得到一条直线，其斜率=Qo2 X 故菌体的呼吸强度 Qo2= 斜率 /x 再取一定体积的发酵液，通过干重法测定发酵液中菌体的重量，进而求出发酵液浓度 x，从而可以求出菌体的呼吸强度4、答：在分批培养过程中补入新鲜的料液，以克服营养不足而导致的发酵过早结束的缺点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；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。
补料的成分：限制性基质或缓冲液等投料过多造成菌体细胞大量生长，无法稳定的产生发酵产物，导致菌体生产力下降，同时改变发酵液流变学性质如果补料过少, 则使菌体过早进入衰退期，引起菌体衰老和自溶，同样使生产力下降第2页共 2页5、答：根据阿累尼乌兹方程有ERTKAe求导可以得到lnlnEKART当灭菌温度由 T1升到 T2时，对应的杀菌常数由K1升到 K2，此时有11lnlnEKART（1）2lnln2EKART（2）两式相减有211211ln()KEKR TT（3）同理，培养基灭菌时也遵循以及反应动力学，可以得到211211ln()KEKR TT（4）将（3） 、 （4）两式相除有：2121lnlnKKEKEK由于细菌芽孢的E营养细胞的 E培养基营养成分的E，因此2121ln1lnKKEKEK即温度由 T1升到 T2时， 杀菌常数增加的倍数大于培养基营养成分破坏的速率常数，因此高温瞬时灭菌能够杀死微生物，而很少破坏培养基的营养成分二、分析题（共1 小题，每小题 18 分，共 18 分）答：由图可见，随着发酵时间的延长以上参数的变化规律如下：1）还原糖随着发酵时间的延长逐渐下降，到达28h时达到最低值，后来由于补料的操作，导致发酵液中的还原糖又升高了，由于菌体的继续消耗，导致还原糖又下降至较低的水平。
2）菌体的湿重随着发酵时间的延长是逐渐增加的，到达40h时达到最高值，后来再随着时间的继续延长，菌体湿重有所降低，原因是由于发酵的后期菌体自溶的缘故3）pH在发酵的前期是随着发酵时间的延长而逐渐减低的，到了后期以后是呈现升高的趋势，分析原因，发酵前期糖被降解产生有机酸导致pH 的下降，而发酵后期由于菌体自溶产生氨氮，从而导致pH有所上升4）溶氧随着时间的延长是逐渐降低的，到了28h 溶氧突然升高，后来又继续下降并保持在一个较低的水平， 到了 40h以后又继续升高一直到一个比较高的水平分析原因：发酵前期，菌体生长比较旺盛，所以溶氧逐渐降低，直到还原糖很低时不够菌体消耗了，这时表现为菌体不耗氧，从而使溶氧急剧升高，这是由于进行了补料操作，菌体有了可以消耗的碳源，从而继续耗氧，是溶氧继续下降，到了发酵的未期，由于营养物质消耗完毕，从而表现为菌体不耗氧，表现为 pH继续上升。