(同等學(xué)力加試) 微生物學(xué)專業(yè) 發(fā)酵工程
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1、.................................................. 湖南師范大學(xué)碩士研究生入學(xué)考試自命題考試大綱 考試科目代碼:考試科目名稱:發(fā)酵工程 一、考試形式與試卷結(jié)構(gòu) 1)試卷成績及考試時間 百分制滿分為150分,考試時間為180分鐘。 2)答題方式 答題方式為閉卷、筆試。 3)題型結(jié)構(gòu) ⑴ 單選題(10題,每題1分,共10分) ⑵ 填空題(5題,每空1分,共25分) ⑶ 名詞解釋題(6題,每題5分,共30分) ⑷ 答題(5題,每題10-15分,共65分) ⑸ 論述題(2題,每題10分,共20分) 各類題目的特點及考試的目的
2、 ⑴選擇題。是從一個問題的若干個答案中選出正確的答案。這類題目是把正確答案與相近的答案或似是而非的答案并列,它具有簡單、明確、客觀的特點。用這類題目進行考試的目的,主要是考查學(xué)生對基本知識理解的準確程度。 ⑵填空題。一般來說有填寫內(nèi)容較少,而且十分準確,并具有答案的唯一性特點。這是比較容易得分的題目。所填寫的內(nèi)容多半是一些基本原理的結(jié)論、條件;名詞概念的簡單解釋;表示一定意義的公式、字母;客觀規(guī)律等。用這類題目進行考試的目的,主要是考察學(xué)生對一些基本知識是否做到少而精地理解、掌握和記憶。 ⑶名詞解釋,一般來說,具有解釋內(nèi)容較少,并且答案比較規(guī)范的特點。這是比較容易得分的題目。凡是解釋內(nèi)容
3、較多,其意思又可以用多種方式表示的名詞,一般不作名詞解釋考試,但這類名詞可以作為其它類型的題目考試。用這類題目考試的目的,是要考察學(xué)生對基本概念理解和掌握的程度。 以上三類題目均為小題目。 ⑷問答題,屬于中型題目,主要是要求學(xué)生簡要地回答出一些基本原理。用這類題目進行考試,主要是考察學(xué)生對基本原理理解和掌握的程度。 ⑸論述題,要求根據(jù)相關(guān)定律、公式,對所給出的數(shù)值或量進行運算,得出正確答案。主要是考察學(xué)生基本的計算技能以及一定的推理判斷力和邏輯思維能力等。 答題要求 同學(xué)們拿到考卷以后,首先要把各類題目的意思和要求弄清楚,切記看錯題目,所答非所問,對于各類題目的回答要求如下: ⑴對
4、于選擇題要求選擇正確,不可多選或漏選 ⑵對于填空題,要求填寫要準確,無需解釋。 ⑶對于名詞解釋,要求答出定義、它所包括的內(nèi)容及實質(zhì)。有字母表示或有計算公式的也應(yīng)寫出來。但是,由于各個名詞的含義不盡相同,因此,所回答的內(nèi)容也各有區(qū)別。 ⑷對于簡答題,只要求答出要點,如果本身所表示的意思不明確,則需要對要點稍作說明,若要點本身所表示的意思已經(jīng)很明確,就無需再作說明。 ⑸對于計算題,要求解題思路清楚,步驟完善,格式規(guī)范化。這類題一般按演算步驟記分,如果計算結(jié)果不對,但演算步驟對了,仍可得一定分數(shù)。計算題有很多題型,不同的題型有不同的解題方法。 二、考試內(nèi)容與考試要求 1.考試要求 《發(fā)酵
5、工程》課程考試旨在考察發(fā)酵工程知識的基礎(chǔ)上,注重考察學(xué)生對于發(fā)酵工程原理及發(fā)酵優(yōu)化控制過程的理解與掌握。運用發(fā)酵工程知識分析解決簡單的實際問題的能力,以及一定程度的思維能力和邏輯推理能力。本門課程考核要求由低到高共分為“識記”、“理解”、“應(yīng)用”三個層次。其含義:識記,指能知道有關(guān)的名詞、概念、知識的含義,并能正確認識和表述;理解,在識記(了解)的基礎(chǔ)上,能全面把握基本概念、基本原理、基本方法,能掌握有關(guān)概念、原理、方法的區(qū)別與聯(lián)系;應(yīng)用,在理解(領(lǐng)會、掌握)的基礎(chǔ)上,能運用基本概念、基本原理、基本方法分析和解決有關(guān)的理論問題和實際問題。 2.考試內(nèi)容 第一章緒論 識記:發(fā)酵工程、發(fā)酵、
6、發(fā)酵方式、發(fā)酵產(chǎn)品類型 理解:發(fā)酵反應(yīng)的特點及其與化工反應(yīng)的區(qū)別;發(fā)酵工程的重點內(nèi)容及應(yīng)用領(lǐng)域;發(fā)酵工程的發(fā)展歷史及發(fā)展趨勢。 應(yīng)用:與化工生產(chǎn)相比,敘述發(fā)酵工程的優(yōu)缺點。 第二章工業(yè)微生物的生長與產(chǎn)物的生物合成 微生物的生長與分化 識記:微生物生長、微生物繁殖、微生物細胞分化 理解:微生物生長繁殖的方式;微生物的生長曲線。 代謝產(chǎn)物的生源說與生物合成 識記:初級代謝產(chǎn)物、次級代謝產(chǎn)物、代謝樹 理解:微生物合成次級代謝產(chǎn)物的基本特征,次級代謝產(chǎn)物的構(gòu)件單位的生源說和生物合成。次級代謝產(chǎn)物生物合成的基本過程。 微生物生物合成的主要調(diào)控機制 識記:分叉中間體、前體激活、反饋抑
7、制、協(xié)同反饋抑制、累積反饋抑制、增效反饋抑制、順序反饋抑制、誘導(dǎo)酶、組成酶、反饋租遏、分解產(chǎn)物阻遏、葡萄糖效應(yīng)、能荷、能荷調(diào)節(jié) 理解:初級代謝產(chǎn)物生物合成中的主要調(diào)控機制;能荷調(diào)節(jié);次級代謝產(chǎn)物生物合成中的主要調(diào)控機制。 第三章工業(yè)微生物的菌種選育 自然選育 識記:自然選育的含義,優(yōu)缺點及一般程序 理解:菌種衰退的原因 應(yīng)用:在生產(chǎn)活動中用自然選育法獲得高產(chǎn)菌株。 誘變育種 識記:誘變育種的含義及其優(yōu)缺點;誘變、復(fù)合誘變及誘變劑的種類。 理解:誘變育種的基本原理及一般步驟;營養(yǎng)缺陷型的檢出與鑒定。 應(yīng)用:通過誘變育種篩選某種營養(yǎng)缺陷型高產(chǎn)菌株。 雜交育種 識記:雜交育種
8、的含義;雜交育種的優(yōu)缺點;原生質(zhì)體融合及其優(yōu)點。 理解:原生質(zhì)體融合的一般步驟。 應(yīng)用:利用原生質(zhì)體融合法改良生產(chǎn)菌種。 分子育種 識記:基因重組的含義;基因工程技術(shù)的核心內(nèi)容。 理解:基因工程的一般步驟。 第四章培養(yǎng)基 概述 識記:培養(yǎng)基條件 理解:配制發(fā)酵培養(yǎng)基的一般要求。 培養(yǎng)基的成分 理解:培養(yǎng)基的成分 培養(yǎng)基的種類和選擇 識記:孢子培養(yǎng)基、種子培養(yǎng)基、發(fā)酵培養(yǎng)基的含義、發(fā)酵培養(yǎng)基的篩選方法 應(yīng)用:發(fā)酵培養(yǎng)基的設(shè)計 影響培養(yǎng)基的質(zhì)量因素 理解:影響培養(yǎng)基的質(zhì)量因素 第五章滅菌 滅菌的基本原理 識記:滅菌;微生物的熱阻;對數(shù)殘留定律。 理解:滅菌溫
9、度與菌死亡反應(yīng)速度常數(shù)的關(guān)系。 培養(yǎng)基和發(fā)酵設(shè)備的滅菌 識記:發(fā)酵培養(yǎng)基及設(shè)備滅菌的主要方法;分批滅菌時間的計算;連續(xù)滅菌的優(yōu)點及滅菌時間的計算。 理解:培養(yǎng)基滅菌溫度的選擇。分批滅菌的傳熱計算;分批滅菌操作要點;連續(xù)滅菌的流程及設(shè)備類型。 應(yīng)用:分析某發(fā)酵批次滅菌失敗的原因;計算某發(fā)酵罐徹底滅菌所需時間;根據(jù)某發(fā)酵的特點設(shè)計一種連續(xù)發(fā)酵流程。 空氣除菌 識記:生產(chǎn)中空氣除菌的主要方法;空氣過濾效率及其影響因素;空氣過濾的一般流程。 理解:通風(fēng)發(fā)酵對無菌空氣的要求;過濾除菌的機理;對數(shù)穿透定律;空氣凈化的工藝要求;空氣過濾器的操作要點。 應(yīng)用:根據(jù)某發(fā)酵對凈化空氣的要求設(shè)計一種
10、空氣凈化流程。 無菌檢查與染菌的處理 識記:雜菌;染菌;染菌的原因及其所造成的后果;噬菌體的污染源。 理解:防止染菌要點;無菌檢查與染菌的處理;噬菌體污染與發(fā)酵異?,F(xiàn)象;噬菌體污染的防治。 應(yīng)用:判斷某發(fā)酵異?,F(xiàn)象是雜菌污染還是噬菌體污染及相應(yīng)處理手段。 5、制服染菌的要點 識記:制服染菌的要點 理解:染菌的原因分析。 第六章生產(chǎn)菌種的培養(yǎng)和保藏 種子制備的過程 理解:孢子制備工藝、種子制備工藝 種子質(zhì)量的控制 識記:影響孢子、種子質(zhì)量的因素 理解:孢子、種子質(zhì)量的控制;種子異常的原因。 菌種保藏與復(fù)壯 識記:菌種衰退及其主要原因;防止菌種衰退的方法。 理解:菌
11、種保藏原理;主要保藏方法。 應(yīng)用:對不同菌種選擇適宜的保藏方法及復(fù)壯方法。 第七章通氣與攪拌 工業(yè)發(fā)酵過程中對氧的需求 識記:Henry定律;攝氧率ro2及其影響因素;比耗氧速率(Qo2);臨界溶氧濃度。 理解:影響微生物需氧量的因素;控制溶解氧的供需平衡。 氧在溶液中的傳遞 識記:氧的飽和濃度及其影響因素;體積氧傳遞系數(shù)(KLa)。 理解:氧在培養(yǎng)液中的傳遞原理及氧傳遞方程式。 發(fā)酵液的流變學(xué) 識記:黏度、牛頓型流體、非牛頓型流體 理解:發(fā)酵液的流變學(xué) 影響供氧的因素 識記:影響供氧的主要因素。 理解:影響氧傳遞推動力的因素;影響體積氧傳遞系數(shù)KLa的因素及影響溶
12、解氧的其它因素。 應(yīng)用:提出某發(fā)酵中提高溶解氧的方法。 液相體積氧傳遞系數(shù)的測定 識記:溶解氧濃度測定;攝氧率的測定。 理解:溶氧系數(shù)的測定與計算。 應(yīng)用:用兩種方法測定某發(fā)酵液中的溶氧系數(shù)值。 第八章發(fā)酵工藝的控制 發(fā)酵過程的主要控制參數(shù) 識記:發(fā)酵過程的主要控制參數(shù) 發(fā)酵過程中的代謝變化 識記:微生物發(fā)酵過程的分類。 理解:初級代謝的代謝變化;次級代謝的代謝變化 菌體濃度的影響及其控制 識記:菌體濃度 理解:菌體濃度的控制 基質(zhì)的影響及其控制 理解:碳源、氮源、磷酸鹽對發(fā)酵的影響及控制 溫度的影響及其控制 識記:溫度與發(fā)酵的關(guān)系及其對發(fā)酵的影響;生物熱;
13、發(fā)酵熱;攪拌熱。 理解:最適溫度的選擇與控制。 應(yīng)用:最適溫度的調(diào)控。 pH的影響及其控制 識記:pH值對菌體生長和產(chǎn)物合成的影響;發(fā)酵過程中pH的變化規(guī)律;引起發(fā)酵液中pH變化的因素。 理解:微生物生長和產(chǎn)物合成的最適pH;最適pH的選擇與調(diào)控。 應(yīng)用:對某發(fā)酵過程中的pH實施優(yōu)化控制。 溶氧的影響及其控制 識記:發(fā)酵過程中控制氧濃度的變化對發(fā)酵的影響。 理解:發(fā)酵異常時的溶氧變化;供氧能力的變化對溶解氧的影響;提高供氧能力和控制需氧的方法。 應(yīng)用:在一定供氧能力的發(fā)酵過程中控制需氧≦供氧能力,使供需平衡。 二氧化碳的影響及其控制 識記:二氧化碳對發(fā)酵的影響 理解:
14、二氧化碳濃度的控制 補料的作用和控制 識記:補料分批培養(yǎng)的含義、作用及優(yōu)缺點 理解:補料分批培養(yǎng)的補料方式及控制 10、泡沫的影響及其控制 識記:發(fā)酵過程中泡沫的成因與消長規(guī)律;機械消泡的方法和優(yōu)缺點;化學(xué)消泡機理;化學(xué)消泡劑的種類與性質(zhì)。 理解:選擇化學(xué)消泡劑應(yīng)注意的事項;泡沫控制措施。 應(yīng)用:發(fā)酵過程中泡沫過大影響攪拌、通風(fēng)和發(fā)酵生產(chǎn)正常進行,應(yīng)如何控制泡沫。 11、發(fā)酵終點的判斷 識記:確定放罐的指標 第九章發(fā)酵動力學(xué) 概述 識記:發(fā)酵動力學(xué)研究的內(nèi)容;研究發(fā)酵動力學(xué)的方法 理解:發(fā)酵動力學(xué)與過程優(yōu)化控制 質(zhì)量與能量平衡 識記:維持;維持因素;生長得率與比生
15、長速率;產(chǎn)物得率。 理解:質(zhì)量平衡(碳平衡、氮平衡、基質(zhì)平衡、氧平衡、二氧化碳平衡)、能量平衡(化學(xué)能平衡、氧平衡、呼吸與發(fā)酵熱)。 應(yīng)用:實際得率與菌體生長速率的關(guān)系;質(zhì)量平衡與能量平衡的統(tǒng)一。 微生物生長與產(chǎn)物合成動力學(xué) 識記:Monod生長動力學(xué)模型;產(chǎn)物合成動力學(xué)模型。 理解:Monod方程中各變量的含義及它們之間的相互關(guān)系;Monod方程是典型的均相非結(jié)構(gòu)模型,它基于三個假設(shè)條件而建立;推廣的Monod方程的幾個主要形式;細胞死亡動力學(xué)方程;三種合成動力學(xué)類型的方程式;推廣的幾種合成動力學(xué)模型及其條件。 應(yīng)用:將Monod方程推廣應(yīng)用到某特定微生物生長過程。 發(fā)酵過程動
16、力學(xué)模擬與優(yōu)化 識記:簡單分批發(fā)酵;補料分批發(fā)酵、反復(fù)補料分批發(fā)酵、連續(xù)發(fā)酵(恒化器發(fā)酵、恒濁器發(fā)酵)、洗出 理解:生長模型的選擇;優(yōu)化生長過程的一般原理;產(chǎn)物合成模擬方法的選擇。 應(yīng)用:補料分批發(fā)酵動力學(xué)、連續(xù)發(fā)酵動力學(xué)。 第十章發(fā)酵過程檢測與自控 發(fā)酵過程檢測 識記:主要檢測參數(shù)及其檢測方法;生物傳感器。 理解:對發(fā)酵用傳感器的要求;在線檢測的優(yōu)點與存在的問題。 應(yīng)用:生物傳感器的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢。 發(fā)酵過程變量的間接估計 識記:呼吸商 應(yīng)用:論述直接參數(shù)和間接參數(shù)的關(guān)系。 發(fā)酵過程自控 識記:發(fā)酵過程自控;發(fā)酵過程自控的內(nèi)容;基本自控系統(tǒng)(前饋控制、反饋控制、自適
17、應(yīng)控制);發(fā)酵自控系統(tǒng)的組成 應(yīng)用:試設(shè)計某項直接參數(shù)的簡易自控裝置。 第十一章發(fā)酵過程的實驗室研究、中試和放大 實驗室研究 識記:實驗室研究的目的;實驗室研究的方法。 理解:搖瓶試驗對微生物生長的影響 微生物搖瓶與罐培養(yǎng)的差異和發(fā)酵規(guī)模改變的影響 理解:搖瓶與罐培養(yǎng)的差異;發(fā)酵罐規(guī)模改變的影響。 發(fā)酵規(guī)模的縮小和放大 理解:發(fā)酵罐放大(縮?。┑囊饬x及主要理論依據(jù)、幾種放大(縮?。┓椒ǖ膬?yōu)缺點。 應(yīng)用:發(fā)酵規(guī)模放大(縮?。┳罴逊椒?。 第十二章現(xiàn)代生物技術(shù)在發(fā)酵工業(yè)中的應(yīng)用 概述 識記:生物技術(shù);生物技術(shù)內(nèi)容。 應(yīng)用:生物技術(shù)的應(yīng)用。 工程菌的發(fā)酵 識記:基因工程
18、的含義;基因工程菌具備的條件;防止基因重組菌外漏的措施。 理解:基因工程菌的安全問題。 應(yīng)用:基因工程菌的培養(yǎng) 動植物細胞的組織培養(yǎng) 識記:動物細胞培養(yǎng);使用動物細胞培養(yǎng)生產(chǎn)的產(chǎn)物的種類;植物細胞培養(yǎng)的優(yōu)點。 理解:動植物細胞培養(yǎng)技術(shù) 應(yīng)用:動植物細胞的組織培養(yǎng)的應(yīng)用前景 固定化細胞發(fā)酵 識記:固定化細胞的制備方法;固定化細胞發(fā)酵的優(yōu)點。 應(yīng)用:固定化細胞在醫(yī)藥工業(yè)中的應(yīng)用前景 第十三章發(fā)酵工業(yè)與環(huán)境保護 概述 識記:化學(xué)需氧量;生物需氧量。 發(fā)酵工業(yè)的廢液的生物處理 識記:發(fā)酵工業(yè)廢液的生物處理方法;好氧生物處理的含義、原理;活性污泥法的機理;生物膜法的凈化機理;
19、厭氧消化處理的含義、原理;甲烷發(fā)酵的機理。 應(yīng)用:試設(shè)計造紙廢水的生物處理方法。 發(fā)酵工業(yè)廢渣的處置 理解:廢渣的處理工藝。 第十四章發(fā)酵過程經(jīng)濟學(xué) 發(fā)酵成本的構(gòu)成及影響因素 識記:發(fā)酵成本的構(gòu)成。 理解:影響發(fā)酵成本的因素。 發(fā)酵成本的控制及過程經(jīng)濟學(xué)評價 識記:發(fā)酵成本的控制方法;發(fā)酵產(chǎn)率;單位產(chǎn)量發(fā)酵成本。 應(yīng)用:如何對一個新工藝進行發(fā)酵過程經(jīng)濟學(xué)評價。 第十五章產(chǎn)物的分離與提取 1、概述 識記:下游加工過程的定義;發(fā)酵工業(yè)下游技術(shù)的一般工藝過程。 理解:選擇下游加工工藝的原則。 2、發(fā)酵液的固液分離 理解:去除蛋白質(zhì)的主要方法。 3、有效成分的提取 識記:有效成分的提取方法。 4、發(fā)酵產(chǎn)品的精制 識記:結(jié)晶;干燥。 理解:發(fā)酵工業(yè)中常用的結(jié)晶方法。 三、參考書目 1、熊宗貴主編,《發(fā)酵工藝原理》,中國醫(yī)藥科技出版社,2001年 2、錢銘鏞主編,《發(fā)酵過程最優(yōu)化控制》,江蘇科學(xué)出版社,1998年 3、曹軍衛(wèi),馬輝文主編,《微生物工程》,科學(xué)出版社.2002年 .................................................19
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