(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(jī)及考試時(shí)間 百分制滿分為150分，考試時(shí)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(diǎn)及考試的目的

2、 ⑴選擇題。是從一個(gè)問題的若干個(gè)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(jiǎn)單、明確、客觀的特點(diǎn)。用這類題目進(jìn)行考試的目的，主要是考查學(xué)生對(duì)基本知識(shí)理解的準(zhǔn)確程度。 ⑵填空題。一般來說有填寫內(nèi)容較少，而且十分準(zhǔn)確，并具有答案的唯一性特點(diǎn)。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(jiǎn)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(jìn)行考試的目的，主要是考察學(xué)生對(duì)一些基本知識(shí)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(diǎn)。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(duì)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(jiǎn)要地回答出一些基本原理。用這類題目進(jìn)行考試，主要是考察學(xué)生對(duì)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(duì)所給出的數(shù)值或量進(jìn)行運(yùn)算，得出正確答案。主要是考察學(xué)生基本的計(jì)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(cuò)題目，所答非所問，對(duì)于各類題目的回答要求如下： ⑴對(duì)

4、于選擇題要求選擇正確，不可多選或漏選 ⑵對(duì)于填空題，要求填寫要準(zhǔn)確，無需解釋。 ⑶對(duì)于名詞解釋，要求答出定義、它所包括的內(nèi)容及實(shí)質(zhì)。有字母表示或有計(jì)算公式的也應(yīng)寫出來。但是，由于各個(gè)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(duì)于簡(jiǎn)答題，只要求答出要點(diǎn)，如果本身所表示的意思不明確，則需要對(duì)要點(diǎn)稍作說明，若要點(diǎn)本身所表示的意思已經(jīng)很明確，就無需再作說明。 ⑸對(duì)于計(jì)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(jì)算結(jié)果不對(duì)，但演算步驟對(duì)了，仍可得一定分?jǐn)?shù)。計(jì)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(shí)的基礎(chǔ)上，注重考察學(xué)生對(duì)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(yùn)用發(fā)酵工程知識(shí)分析解決簡(jiǎn)單的實(shí)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(shí)記”、“理解”、“應(yīng)用”三個(gè)層次。其含義：識(shí)記，指能知道有關(guān)的名詞、概念、知識(shí)的含義，并能正確認(rèn)識(shí)和表述；理解，在識(shí)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(huì)、掌握）的基礎(chǔ)上，能運(yùn)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(shí)際問題。 2.考試內(nèi)容 第一章緒論 識(shí)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(diǎn)及其與化工反應(yīng)的區(qū)別；發(fā)酵工程的重點(diǎn)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(shì)。 應(yīng)用：與化工生產(chǎn)相比，敘述發(fā)酵工程的優(yōu)缺點(diǎn)。 第二章工業(yè)微生物的生長(zhǎng)與產(chǎn)物的生物合成 微生物的生長(zhǎng)與分化 識(shí)記：微生物生長(zhǎng)、微生物繁殖、微生物細(xì)胞分化 理解：微生物生長(zhǎng)繁殖的方式；微生物的生長(zhǎng)曲線。 代謝產(chǎn)物的生源說與生物合成 識(shí)記：初級(jí)代謝產(chǎn)物、次級(jí)代謝產(chǎn)物、代謝樹 理解：微生物合成次級(jí)代謝產(chǎn)物的基本特征，次級(jí)代謝產(chǎn)物的構(gòu)件單位的生源說和生物合成。次級(jí)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(jī)制 識(shí)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?zhàn)舛簟⒎纸猱a(chǎn)物阻遏、葡萄糖效應(yīng)、能荷、能荷調(diào)節(jié) 理解：初級(jí)代謝產(chǎn)物生物合成中的主要調(diào)控機(jī)制；能荷調(diào)節(jié)；次級(jí)代謝產(chǎn)物生物合成中的主要調(diào)控機(jī)制。 第三章工業(yè)微生物的菌種選育 自然選育 識(shí)記：自然選育的含義，優(yōu)缺點(diǎn)及一般程序 理解：菌種衰退的原因 應(yīng)用：在生產(chǎn)活動(dòng)中用自然選育法獲得高產(chǎn)菌株。 誘變育種 識(shí)記：誘變育種的含義及其優(yōu)缺點(diǎn)；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(shí)記：雜交育種

8、的含義；雜交育種的優(yōu)缺點(diǎn)；原生質(zhì)體融合及其優(yōu)點(diǎn)。 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(shí)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(shí)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(shí)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(jì) 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(shí)記：滅菌；微生物的熱阻；對(duì)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(shí)記：發(fā)酵培養(yǎng)基及設(shè)備滅菌的主要方法；分批滅菌時(shí)間的計(jì)算；連續(xù)滅菌的優(yōu)點(diǎn)及滅菌時(shí)間的計(jì)算。 理解：培養(yǎng)基滅菌溫度的選擇。分批滅菌的傳熱計(jì)算；分批滅菌操作要點(diǎn)；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(jì)算某發(fā)酵罐徹底滅菌所需時(shí)間；根據(jù)某發(fā)酵的特點(diǎn)設(shè)計(jì)一種連續(xù)發(fā)酵流程。 空氣除菌 識(shí)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(duì)無菌空氣的要求；過濾除菌的機(jī)理；對(duì)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(diǎn)。 應(yīng)用：根據(jù)某發(fā)酵對(duì)凈化空氣的要求設(shè)計(jì)一種

10、空氣凈化流程。 無菌檢查與染菌的處理 識(shí)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(diǎn)；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(diǎn) 識(shí)記：制服染菌的要點(diǎn) 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(shí)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(shí)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(duì)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(duì)氧的需求 識(shí)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(shí)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(shí)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(shí)記：影響供氧的主要因素。 理解：影響氧傳遞推動(dòng)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(cè)定 識(shí)記：溶解氧濃度測(cè)定；攝氧率的測(cè)定。 理解：溶氧系數(shù)的測(cè)定與計(jì)算。 應(yīng)用：用兩種方法測(cè)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(shí)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(shí)記：微生物發(fā)酵過程的分類。 理解：初級(jí)代謝的代謝變化；次級(jí)代謝的代謝變化 菌體濃度的影響及其控制 識(shí)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(duì)發(fā)酵的影響及控制 溫度的影響及其控制 識(shí)記：溫度與發(fā)酵的關(guān)系及其對(duì)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(shí)記：pH值對(duì)菌體生長(zhǎng)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(zhǎng)和產(chǎn)物合成的最適pH；最適pH的選擇與調(diào)控。 應(yīng)用：對(duì)某發(fā)酵過程中的pH實(shí)施優(yōu)化控制。 溶氧的影響及其控制 識(shí)記：發(fā)酵過程中控制氧濃度的變化對(duì)發(fā)酵的影響。 理解：發(fā)酵異常時(shí)的溶氧變化；供氧能力的變化對(duì)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(shí)記：二氧化碳對(duì)發(fā)酵的影響 理解：

14、二氧化碳濃度的控制 補(bǔ)料的作用和控制 識(shí)記：補(bǔ)料分批培養(yǎng)的含義、作用及優(yōu)缺點(diǎn) 理解：補(bǔ)料分批培養(yǎng)的補(bǔ)料方式及控制 10、泡沫的影響及其控制 識(shí)記：發(fā)酵過程中泡沫的成因與消長(zhǎng)規(guī)律；機(jī)械消泡的方法和優(yōu)缺點(diǎn)；化學(xué)消泡機(jī)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(xiàng)；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(jìn)行，應(yīng)如何控制泡沫。 11、發(fā)酵終點(diǎn)的判斷 識(shí)記：確定放罐的指標(biāo) 第九章發(fā)酵動(dòng)力學(xué) 概述 識(shí)記：發(fā)酵動(dòng)力學(xué)研究的內(nèi)容；研究發(fā)酵動(dòng)力學(xué)的方法 理解：發(fā)酵動(dòng)力學(xué)與過程優(yōu)化控制 質(zhì)量與能量平衡 識(shí)記：維持；維持因素；生長(zhǎng)得率與比生

15、長(zhǎng)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(shí)際得率與菌體生長(zhǎng)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(zhǎng)與產(chǎn)物合成動(dòng)力學(xué) 識(shí)記：Monod生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)模型；產(chǎn)物合成動(dòng)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(gè)假設(shè)條件而建立；推廣的Monod方程的幾個(gè)主要形式；細(xì)胞死亡動(dòng)力學(xué)方程；三種合成動(dòng)力學(xué)類型的方程式；推廣的幾種合成動(dòng)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(zhǎng)過程。 發(fā)酵過程動(dòng)

16、力學(xué)模擬與優(yōu)化 識(shí)記：簡(jiǎn)單分批發(fā)酵；補(bǔ)料分批發(fā)酵、反復(fù)補(bǔ)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(zhǎng)模型的選擇；優(yōu)化生長(zhǎng)過程的一般原理；產(chǎn)物合成模擬方法的選擇。 應(yīng)用：補(bǔ)料分批發(fā)酵動(dòng)力學(xué)、連續(xù)發(fā)酵動(dòng)力學(xué)。 第十章發(fā)酵過程檢測(cè)與自控 發(fā)酵過程檢測(cè) 識(shí)記：主要檢測(cè)參數(shù)及其檢測(cè)方法；生物傳感器。 理解：對(duì)發(fā)酵用傳感器的要求；在線檢測(cè)的優(yōu)點(diǎn)與存在的問題。 應(yīng)用：生物傳感器的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)。 發(fā)酵過程變量的間接估計(jì) 識(shí)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(shí)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(jì)某項(xiàng)直接參數(shù)的簡(jiǎn)易自控裝置。 第十一章發(fā)酵過程的實(shí)驗(yàn)室研究、中試和放大 實(shí)驗(yàn)室研究 識(shí)記：實(shí)驗(yàn)室研究的目的；實(shí)驗(yàn)室研究的方法。 理解：搖瓶試驗(yàn)對(duì)微生物生長(zhǎng)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（縮小）的意義及主要理論依據(jù)、幾種放大（縮?。┓椒ǖ膬?yōu)缺點(diǎn)。 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(shí)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(shí)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(dòng)植物細(xì)胞的組織培養(yǎng) 識(shí)記：動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)；使用動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)生產(chǎn)的產(chǎn)物的種類；植物細(xì)胞培養(yǎng)的優(yōu)點(diǎn)。 理解：動(dòng)植物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù) 應(yīng)用：動(dòng)植物細(xì)胞的組織培養(yǎng)的應(yīng)用前景 固定化細(xì)胞發(fā)酵 識(shí)記：固定化細(xì)胞的制備方法；固定化細(xì)胞發(fā)酵的優(yōu)點(diǎn)。 應(yīng)用：固定化細(xì)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(hù) 概述 識(shí)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(shí)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(jī)理；生物膜法的凈化機(jī)理；

19、厭氧消化處理的含義、原理；甲烷發(fā)酵的機(jī)理。 應(yīng)用：試設(shè)計(jì)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(jì)學(xué) 發(fā)酵成本的構(gòu)成及影響因素 識(shí)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(jì)學(xué)評(píng)價(jià) 識(shí)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(duì)一個(gè)新工藝進(jìn)行發(fā)酵過程經(jīng)濟(jì)學(xué)評(píng)價(jià)。 第十五章產(chǎn)物的分離與提取 1、概述 識(shí)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(shí)記：有效成分的提取方法。 4、發(fā)酵產(chǎn)品的精制 識(shí)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