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2025年发酵工程技术考试题及答案

一、单项选择题（每题2分，共20分）

1.下列关于菌种保藏的描述中，错误的是（）

A.冷冻干燥保藏法可使菌种存活5-10年

B.斜面保藏法的保藏时间通常为3-6个月

C.液氮超低温保藏（-196℃）适用于所有微生物

D.甘油悬液保藏（-80℃）需控制甘油浓度为15%-20%

2.在好氧发酵过程中，若搅拌转速提高但溶氧（DO）未明显上升，最可能的原因是（）

A.发酵液黏度降低

B.空气流量已达设备最大限制

C.菌体处于对数生长期

D.培养基中碳源浓度过高

3.代谢控制发酵中，通过限制某种营养物质（如生物素）提高谷氨酸产量的关键机制是（）

A.抑制菌体生长，促进产物合成

B.改变细胞膜通透性，加速产物分泌

C.激活关键酶的活性

D.阻断副产物合成途径

4.以下关于补料分批发酵（Fed-batch）的描述，正确的是（）

A.发酵过程中培养基体积恒定

B.适合用于控制基质抑制或分解代谢阻遏

C.比连续发酵更易染菌

D.产物生成速率始终高于分批发酵

5.某发酵罐有效体积为50m3，空气流量为1.2vvm（体积/体积·分钟），则每分钟通入的空气体积为（）

A.60m3

B.50m3

C.120m3

D.30m3

6.衡量发酵过程中菌体生长与基质消耗关系的参数是（）

A.产物得率（Yp/s）

B.菌体得率（Yx/s）

C.比生产速率（qp）

D.比耗氧速率（qO?）

7.下列不属于次级代谢产物的是（）

A.青霉素

B.乙醇

C.红霉素

D.维生素B12

8.发酵过程中，若pH持续下降，最可能的原因是（）

A.氮源消耗过多

B.有机酸（如乳酸）积累

C.通气量过大导致CO?逸出

D.菌体自溶释放碱性物质

9.关于新型生物反应器的描述，错误的是（）

A.气升式反应器适合高黏度发酵液

B.固定化细胞反应器可提高产物浓度

C.微藻光生物反应器需优化光照分布

D.膜生物反应器无法实现连续产物分离

10.采用响应面法（RSM）优化发酵条件时，核心目的是（）

A.确定单因素最优值

B.分析因素间交互作用

C.降低实验成本

D.验证模型预测准确性

二、填空题（每空1分，共20分）

1.菌种选育中，紫外线诱变的主要作用靶点是DNA的________结构，通常需在________条件下处理以避免光修复。

2.发酵培养基中，玉米浆主要提供________，硫酸镁的主要作用是________。

3.好氧发酵中，溶氧的传递方程为________，其中KLa的单位是________。

4.连续发酵的关键参数是________，其值等于________（公式）。

5.代谢流分析（MFA）的核心是通过________平衡计算各代谢途径的流量。

6.下游分离中，盐析法的原理是________，常用的盐是________。

7.发酵过程在线监测的典型参数包括________、________、________（至少3个）。

8.合成生物学改造菌种时，常用的工具酶包括________（如切割DNA）和________（如连接DNA）。

9.极端环境微生物（如嗜热菌）的发酵优势是________，但需注意________的设计。

三、简答题（每题8分，共40分）

1.简述分批发酵、补料分批发酵和连续发酵的操作特点及适用场景。

2.分析发酵过程中染菌的可能原因及快速检测方法。

3.说明如何通过控制溶氧（DO）提高次级代谢产物产量（以青霉素发酵为例）。

4.比较固定化细胞发酵与游离细胞发酵的优缺点。

5.简述基于组学技术（如转录组、蛋白组）的发酵优化策略。

四、计算题（每题10分，共20分）

1.某大肠杆菌分批发酵实验中，初始菌体浓度X?=0.5g/L，培养8小时后菌体浓度X?=25g/L（对数生长期）。假设菌体呈指数生长，计算：

（1）比生长速率μ（h?1）；

（2）倍增时间t_d（h）；

（3）若培养至12小时，菌体浓度X??（g/L）。（注：ln2≈0.693，e≈2.718）

2.某好氧发酵罐中，测得发酵液溶氧浓度为5mg/L（饱和溶氧浓度为8mg/L），菌体比耗氧速率qO?=15mmolO?/(g·h)，菌体浓度X=10g/L。已知发酵罐体积V=20m3，求：

（1）总耗氧速率OUR（mmol