2025年發(fā)酵工程技術(shù)考試題及答案(完整版)一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.下列哪種微生物常用于酒精發(fā)酵？（）A.大腸桿菌B.酵母菌C.乳酸菌D.醋酸菌答案：B。酵母菌在無(wú)氧條件下能將葡萄糖等糖類發(fā)酵產(chǎn)生酒精和二氧化碳，是酒精發(fā)酵的常用微生物。大腸桿菌一般用于基因工程等領(lǐng)域；乳酸菌主要用于乳酸發(fā)酵；醋酸菌用于醋酸發(fā)酵。2.發(fā)酵罐中攪拌器的主要作用是（）A.增加發(fā)酵罐的壓力B.促進(jìn)氣體與液體的混合C.防止雜菌污染D.提高發(fā)酵溫度答案：B。攪拌器的主要功能是使發(fā)酵液中的氣體（如氧氣）與液體充分混合，保證微生物有足夠的溶解氧進(jìn)行代謝活動(dòng)。它不能增加發(fā)酵罐壓力，也沒(méi)有防止雜菌污染和提高發(fā)酵溫度的主要作用。3.下列不屬于發(fā)酵過(guò)程中物理參數(shù)的是（）A.溫度B.pH值C.攪拌轉(zhuǎn)速D.溶解氧答案：B。pH值屬于化學(xué)參數(shù)，溫度、攪拌轉(zhuǎn)速、溶解氧分別從熱學(xué)、動(dòng)力學(xué)、氣體含量方面描述發(fā)酵過(guò)程，屬于物理參數(shù)。4.種子擴(kuò)大培養(yǎng)的目的是（）A.增加菌種數(shù)量B.提高菌種活力C.使菌種適應(yīng)發(fā)酵條件D.以上都是答案：D。種子擴(kuò)大培養(yǎng)可以增加菌種的數(shù)量，滿足大規(guī)模發(fā)酵的需求；通過(guò)培養(yǎng)可以提高菌種的活力，使其處于良好的生長(zhǎng)狀態(tài)；同時(shí)讓菌種在逐步擴(kuò)大培養(yǎng)的過(guò)程中適應(yīng)發(fā)酵罐中的環(huán)境和條件。5.發(fā)酵工業(yè)中常用的消泡劑是（）A.氯化鈉B.乙醇C.聚醚類消泡劑D.氫氧化鈉答案：C。聚醚類消泡劑具有消泡能力強(qiáng)、毒性小等優(yōu)點(diǎn)，是發(fā)酵工業(yè)中常用的消泡劑。氯化鈉一般不用于消泡；乙醇在發(fā)酵中有一定作用但不是專門的消泡劑；氫氧化鈉是強(qiáng)堿性物質(zhì)，不能用于消泡。6.連續(xù)發(fā)酵與分批發(fā)酵相比，其優(yōu)點(diǎn)是（）A.設(shè)備利用率高B.發(fā)酵周期短C.產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定D.以上都是答案：D。連續(xù)發(fā)酵可以連續(xù)進(jìn)料和出料，設(shè)備一直處于運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，設(shè)備利用率高；由于可以不間斷生產(chǎn)，發(fā)酵周期相對(duì)分批發(fā)酵更短；并且能更好地控制發(fā)酵條件，使產(chǎn)品質(zhì)量更穩(wěn)定。7.發(fā)酵液中目標(biāo)產(chǎn)物的提取方法不包括（）A.蒸餾B.萃取C.過(guò)濾D.蒸發(fā)結(jié)晶答案：C。過(guò)濾主要是用于分離發(fā)酵液中的固體雜質(zhì)，不屬于目標(biāo)產(chǎn)物的提取方法。蒸餾可用于分離沸點(diǎn)不同的物質(zhì)；萃取利用溶質(zhì)在兩種互不相溶的溶劑中的溶解度差異進(jìn)行分離；蒸發(fā)結(jié)晶可用于從溶液中獲得晶體狀的目標(biāo)產(chǎn)物。8.以下哪種發(fā)酵方式屬于厭氧發(fā)酵？（）A.啤酒發(fā)酵B.檸檬酸發(fā)酵C.谷氨酸發(fā)酵D.青霉素發(fā)酵答案：A。啤酒發(fā)酵前期需氧繁殖酵母菌，后期厭氧發(fā)酵產(chǎn)生酒精。檸檬酸發(fā)酵、谷氨酸發(fā)酵和青霉素發(fā)酵都需要充足的氧氣供應(yīng)，屬于好氧發(fā)酵。9.基因工程菌發(fā)酵時(shí)，為了提高外源基因的表達(dá)水平，通常需要（）A.控制發(fā)酵溫度B.調(diào)節(jié)培養(yǎng)基成分C.誘導(dǎo)表達(dá)D.以上都是答案：D。控制發(fā)酵溫度可以影響基因工程菌的生長(zhǎng)和代謝，從而影響外源基因的表達(dá)；調(diào)節(jié)培養(yǎng)基成分能為菌體生長(zhǎng)和基因表達(dá)提供合適的營(yíng)養(yǎng)條件；誘導(dǎo)表達(dá)可以通過(guò)添加特定的誘導(dǎo)劑等方式，啟動(dòng)外源基因的高效表達(dá)。10.發(fā)酵工程中，對(duì)發(fā)酵罐進(jìn)行滅菌的方法通常是（）A.紫外線滅菌B.干熱滅菌C.濕熱滅菌D.化學(xué)藥劑滅菌答案：C。濕熱滅菌利用高溫高壓的蒸汽進(jìn)行滅菌，能有效殺滅各種微生物，包括芽孢，是發(fā)酵罐常用的滅菌方法。紫外線滅菌適用于空氣和物體表面滅菌；干熱滅菌一般用于玻璃器皿等的滅菌；化學(xué)藥劑滅菌可能會(huì)殘留藥劑影響發(fā)酵，不常用于發(fā)酵罐整體滅菌。二、多項(xiàng)選擇題（每題3分，共15分）1.影響發(fā)酵過(guò)程的環(huán)境因素有（）A.溫度B.pH值C.溶解氧D.攪拌速度答案：ABCD。溫度會(huì)影響微生物的生長(zhǎng)和代謝酶的活性；pH值影響微生物的生理活動(dòng)和產(chǎn)物合成；溶解氧是好氧微生物生長(zhǎng)和代謝必需的；攪拌速度影響發(fā)酵液的混合和溶氧情況，它們都對(duì)發(fā)酵過(guò)程有重要影響。2.以下屬于發(fā)酵工程下游加工過(guò)程的是（）A.發(fā)酵液的預(yù)處理B.產(chǎn)物的提取C.產(chǎn)物的精制D.發(fā)酵培養(yǎng)基的配制答案：ABC。發(fā)酵工程下游加工過(guò)程是從發(fā)酵液中分離、純化目標(biāo)產(chǎn)物的過(guò)程，包括發(fā)酵液的預(yù)處理（如過(guò)濾、離心等除去雜質(zhì)）、產(chǎn)物的提取和精制。發(fā)酵培養(yǎng)基的配制屬于發(fā)酵工程的上游過(guò)程。3.常見(jiàn)的發(fā)酵類型有（）A.固體發(fā)酵B.液體發(fā)酵C.深層發(fā)酵D.表面發(fā)酵答案：ABCD。固體發(fā)酵是以固體物料為培養(yǎng)基進(jìn)行發(fā)酵；液體發(fā)酵以液體培養(yǎng)基進(jìn)行發(fā)酵；深層發(fā)酵是在深層的發(fā)酵罐中進(jìn)行大規(guī)模液體發(fā)酵；表面發(fā)酵是微生物在液體表面生長(zhǎng)繁殖進(jìn)行發(fā)酵。4.提高發(fā)酵產(chǎn)率的措施有（）A.選育優(yōu)良菌種B.優(yōu)化發(fā)酵工藝條件C.控制發(fā)酵污染D.改進(jìn)發(fā)酵設(shè)備答案：ABCD。選育優(yōu)良菌種可以從根本上提高微生物的代謝能力和產(chǎn)物合成能力；優(yōu)化發(fā)酵工藝條件（如溫度、pH、溶氧等）能為微生物生長(zhǎng)和產(chǎn)物合成創(chuàng)造良好環(huán)境；控制發(fā)酵污染可避免雜菌與目標(biāo)微生物競(jìng)爭(zhēng)營(yíng)養(yǎng)和空間；改進(jìn)發(fā)酵設(shè)備可以提高發(fā)酵效率和質(zhì)量。5.發(fā)酵過(guò)程中可能出現(xiàn)的異?，F(xiàn)象有（）A.染菌B.泡沫過(guò)多C.發(fā)酵液變稀D.菌體自溶答案：ABCD。染菌會(huì)導(dǎo)致發(fā)酵失敗，影響產(chǎn)物質(zhì)量和產(chǎn)量；泡沫過(guò)多會(huì)導(dǎo)致逃液、染菌等問(wèn)題；發(fā)酵液變稀可能是微生物代謝異?；驙I(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消耗過(guò)快等原因；菌體自溶會(huì)使發(fā)酵液中成分改變，影響產(chǎn)物提取和質(zhì)量。三、判斷題（每題2分，共10分）1.發(fā)酵工程只能利用微生物進(jìn)行發(fā)酵生產(chǎn)。（）答案：錯(cuò)誤。發(fā)酵工程除了利用微生物，還可以利用動(dòng)植物細(xì)胞等進(jìn)行發(fā)酵生產(chǎn)，如利用動(dòng)物細(xì)胞生產(chǎn)單克隆抗體等。2.發(fā)酵罐中的溶氧越高越好。（）答案：錯(cuò)誤。不同的微生物對(duì)溶氧有不同的需求，過(guò)高的溶氧可能會(huì)對(duì)某些微生物產(chǎn)生抑制作用，并且會(huì)增加能耗等成本，所以溶氧應(yīng)控制在合適的范圍內(nèi)。3.分批發(fā)酵過(guò)程中，微生物的生長(zhǎng)曲線包括延滯期、對(duì)數(shù)期、穩(wěn)定期和衰亡期。（）答案：正確。這是分批發(fā)酵中微生物典型的生長(zhǎng)階段，延滯期微生物適應(yīng)環(huán)境；對(duì)數(shù)期微生物快速生長(zhǎng)繁殖；穩(wěn)定期生長(zhǎng)和死亡達(dá)到平衡；衰亡期微生物開(kāi)始死亡。4.只要保證發(fā)酵原料的質(zhì)量，就可以獲得高產(chǎn)的發(fā)酵產(chǎn)品。（）答案：錯(cuò)誤。發(fā)酵產(chǎn)品的產(chǎn)量不僅取決于發(fā)酵原料的質(zhì)量，還與菌種性能、發(fā)酵工藝條件、設(shè)備狀況、是否染菌等多種因素有關(guān)。5.發(fā)酵工程下游加工過(guò)程的目的是將發(fā)酵液中的目標(biāo)產(chǎn)物分離純化出來(lái)。（）答案：正確。下游加工過(guò)程就是通過(guò)一系列的分離、純化步驟，從發(fā)酵液中獲得高純度的目標(biāo)產(chǎn)物。四、簡(jiǎn)答題（每題10分，共30分）1.簡(jiǎn)述發(fā)酵工程的一般工藝流程。答：發(fā)酵工程的一般工藝流程主要包括以下幾個(gè)階段：（1）菌種選育：從自然界中篩選或通過(guò)基因工程等手段改造獲得具有優(yōu)良生產(chǎn)性能的菌種，如高產(chǎn)、高穩(wěn)定性等。（2）培養(yǎng)基配制：根據(jù)菌種的營(yíng)養(yǎng)需求，配制合適的培養(yǎng)基，包括碳源、氮源、無(wú)機(jī)鹽、生長(zhǎng)因子等，為微生物生長(zhǎng)和產(chǎn)物合成提供物質(zhì)基礎(chǔ)。（3）種子擴(kuò)大培養(yǎng)：將保藏的菌種接種到種子培養(yǎng)基中，逐步擴(kuò)大培養(yǎng)，使菌種數(shù)量增加、活力提高，并適應(yīng)發(fā)酵條件。（4）發(fā)酵過(guò)程：將種子液接入發(fā)酵罐，控制溫度、pH、溶解氧等發(fā)酵條件，讓微生物在發(fā)酵罐中生長(zhǎng)繁殖并合成目標(biāo)產(chǎn)物。發(fā)酵方式有分批發(fā)酵、連續(xù)發(fā)酵等。（5）發(fā)酵液預(yù)處理：發(fā)酵結(jié)束后，對(duì)發(fā)酵液進(jìn)行初步處理，如過(guò)濾、離心等，除去固體雜質(zhì)。（6）產(chǎn)物提?。翰捎谜麴s、萃取、吸附等方法從發(fā)酵液中提取目標(biāo)產(chǎn)物。（7）產(chǎn)物精制：通過(guò)結(jié)晶、層析等方法進(jìn)一步純化目標(biāo)產(chǎn)物，提高其純度和質(zhì)量。（8）產(chǎn)品檢驗(yàn)和包裝：對(duì)精制后的產(chǎn)品進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)，合格后進(jìn)行包裝，成為最終產(chǎn)品。2.說(shuō)明發(fā)酵過(guò)程中溫度控制的重要性及常用的溫度控制方法。答：溫度控制在發(fā)酵過(guò)程中具有重要意義：（1）影響微生物生長(zhǎng)：不同的微生物有其最適生長(zhǎng)溫度，在最適溫度下，微生物的生長(zhǎng)速度最快，代謝活性最強(qiáng)。溫度過(guò)高或過(guò)低都會(huì)抑制微生物的生長(zhǎng)，甚至導(dǎo)致死亡。（2）影響產(chǎn)物合成：微生物合成產(chǎn)物的酶的活性受溫度影響，合適的溫度能保證酶的活性，促進(jìn)產(chǎn)物的合成。例如，青霉素發(fā)酵在不同階段需要不同的溫度來(lái)提高青霉素的產(chǎn)量。（3）影響發(fā)酵液的物理性質(zhì)：溫度會(huì)影響發(fā)酵液的黏度、溶解氧等物理性質(zhì)，進(jìn)而影響發(fā)酵過(guò)程的傳質(zhì)和傳熱。常用的溫度控制方法有：（1）夾套冷卻或加熱：在發(fā)酵罐外設(shè)置夾套，通過(guò)向夾套內(nèi)通入冷水或熱水來(lái)調(diào)節(jié)發(fā)酵罐內(nèi)的溫度。當(dāng)發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生過(guò)多熱量時(shí)，通入冷水降溫；需要升溫時(shí)，通入熱水。（2）蛇管冷卻或加熱：在發(fā)酵罐內(nèi)安裝蛇管，通過(guò)蛇管內(nèi)的熱交換介質(zhì)（水或其他冷卻液）來(lái)調(diào)節(jié)溫度。（3）空氣加熱或冷卻：通過(guò)調(diào)節(jié)通入發(fā)酵罐的空氣溫度來(lái)影響發(fā)酵液溫度，同時(shí)還能滿足微生物對(duì)氧氣的需求。（4）自動(dòng)控制系統(tǒng)：利用溫度傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)發(fā)酵液溫度，將信號(hào)傳送給控制器，控制器根據(jù)設(shè)定的溫度值自動(dòng)調(diào)節(jié)冷卻或加熱設(shè)備的運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)溫度的精確控制。3.簡(jiǎn)述基因工程菌發(fā)酵的特點(diǎn)及需要注意的問(wèn)題。答：基因工程菌發(fā)酵的特點(diǎn)：（1）可生產(chǎn)高附加值產(chǎn)品：基因工程菌可以表達(dá)外源基因，生產(chǎn)一些用傳統(tǒng)方法難以獲得的高附加值產(chǎn)品，如胰島素、干擾素等生物藥物。（2）發(fā)酵條件要求高：基因工程菌通常對(duì)發(fā)酵條件更為敏感，需要精確控制溫度、pH、溶氧等條件，以保證外源基因的穩(wěn)定表達(dá)和菌體的生長(zhǎng)。（3）代謝調(diào)控復(fù)雜：基因工程菌的代謝途徑可能與原始宿主菌不同，需要對(duì)其代謝進(jìn)行精細(xì)調(diào)控，以提高目標(biāo)產(chǎn)物的產(chǎn)量和質(zhì)量。（4）可能存在質(zhì)粒丟失問(wèn)題：基因工程菌中的質(zhì)粒在傳代過(guò)程中可能會(huì)丟失，導(dǎo)致外源基因無(wú)法表達(dá)，影響發(fā)酵效果。需要注意的問(wèn)題：（1）防止雜菌污染：基因工程菌發(fā)酵過(guò)程中一旦染菌，不僅會(huì)影響發(fā)酵產(chǎn)量和質(zhì)量，還可能導(dǎo)致基因工程菌的遺傳物質(zhì)泄露，帶來(lái)安全隱患。因此，要嚴(yán)格進(jìn)行無(wú)菌操作，對(duì)發(fā)酵設(shè)備、培養(yǎng)基等進(jìn)行徹底滅菌。（2）優(yōu)化發(fā)酵工藝：通過(guò)優(yōu)化培養(yǎng)基成分、發(fā)酵條件等，提高基因工程菌的生長(zhǎng)和外源基因的表達(dá)水平。例如，選擇合適的誘導(dǎo)劑和誘導(dǎo)時(shí)間來(lái)啟動(dòng)外源基因的表達(dá)。（3）監(jiān)測(cè)質(zhì)粒穩(wěn)定性：定期檢測(cè)基因工程菌中質(zhì)粒的存在情況，防止質(zhì)粒丟失。可以通過(guò)添加選擇壓力（如抗生素）來(lái)維持質(zhì)粒的穩(wěn)定性。（4）安全問(wèn)題：基因工程菌可能具有潛在的危險(xiǎn)性，在發(fā)酵過(guò)程中要采取相應(yīng)的安全措施，如防止基因工程菌泄漏到環(huán)境中。同時(shí)，對(duì)發(fā)酵產(chǎn)物要進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量檢測(cè)，確保其安全性。五、論述題（每題25分，共25分）論述發(fā)酵工程在生物制藥領(lǐng)域的應(yīng)用及發(fā)展前景。答：發(fā)酵工程在生物制藥領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用和良好的發(fā)展前景，具體如下：應(yīng)用1.抗生素生產(chǎn)：抗生素是發(fā)酵工程在生物制藥領(lǐng)域最早且最成功的應(yīng)用之一。通過(guò)發(fā)酵培養(yǎng)特定的微生物，如青霉素生產(chǎn)菌、鏈霉素生產(chǎn)菌等，利用它們的代謝產(chǎn)物生產(chǎn)抗生素。發(fā)酵過(guò)程中，通過(guò)優(yōu)化培養(yǎng)基成分、控制發(fā)酵條件等措施，提高抗生素的產(chǎn)量和質(zhì)量。例如，青霉素的生產(chǎn)從最初的低產(chǎn)量逐漸發(fā)展到現(xiàn)在的大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，滿足了臨床治療的需求。2.氨基酸生產(chǎn)：許多氨基酸如谷氨酸、賴氨酸等可以通過(guò)發(fā)酵工程生產(chǎn)。利用經(jīng)過(guò)選育的氨基酸生產(chǎn)菌，在合適的發(fā)酵條件下，將糖類等原料轉(zhuǎn)化為氨基酸。這些氨基酸在醫(yī)藥領(lǐng)域有重要用途，如谷氨酸可用于合成藥物、調(diào)節(jié)神經(jīng)系統(tǒng)功能等；賴氨酸是人體必需氨基酸，可用于營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充劑。3.維生素生產(chǎn)：一些維生素如維生素C、維生素B2等也可以通過(guò)發(fā)酵法生產(chǎn)。例如，維生素C的兩步發(fā)酵法，利用不同的微生物進(jìn)行兩步發(fā)酵，將山梨醇轉(zhuǎn)化為維生素C，大大提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。4.生物活性蛋白和多肽生產(chǎn)：基因工程技術(shù)與發(fā)酵工程相結(jié)合，使得生產(chǎn)各種生物活性蛋白和多肽成為可能。如胰島素、生長(zhǎng)激素、干擾素等生物藥物，通過(guò)將編碼這些蛋白的基因?qū)牒线m的宿主菌（如大腸桿菌、酵母菌等），然后進(jìn)行發(fā)酵培養(yǎng)，使宿主菌表達(dá)外源基因，生產(chǎn)出具有生物活性的蛋白和多肽。這些生物藥物在治療糖尿病、侏儒癥、病毒性疾病等方面發(fā)揮著重要作用。5.疫苗生產(chǎn)：發(fā)酵工程可用于生產(chǎn)疫苗。例如，利用發(fā)酵培養(yǎng)病毒或細(xì)菌，經(jīng)過(guò)滅活、減毒等處理后制成疫苗。如乙肝疫苗、流感疫苗等，通過(guò)大規(guī)模發(fā)酵培養(yǎng)相應(yīng)的病原體，為預(yù)防傳染病提供了有效的手段。發(fā)展前景1.新型藥物研發(fā)：隨著生物技術(shù)的不斷發(fā)展，發(fā)酵工程將在新型藥物研發(fā)中發(fā)揮更大作用。例如，通過(guò)基因工程改造微生物，使其能夠合成具有全新結(jié)構(gòu)和功能的生物活性物質(zhì)，為開(kāi)發(fā)治療疑難病癥的藥物提供新的途徑。2.個(gè)性化醫(yī)療：發(fā)酵工程可以根據(jù)患者的個(gè)體基因信息，生產(chǎn)個(gè)性化的生物藥物。例如，利用患者自身的細(xì)胞進(jìn)行基因改造，然后通過(guò)發(fā)酵培養(yǎng)生產(chǎn)出針對(duì)該患者的特異性藥物，提高治療效果。3.綠色生產(chǎn)：發(fā)酵工程以可再生資源為原料，生產(chǎn)過(guò)程相對(duì)環(huán)保，符合可持續(xù)發(fā)展的要求。未來(lái)，發(fā)酵工