2015年湖南师范大学（同等学力加试）微生物学专业发酵工程考研大纲

湖南师范大学硕士研究生入学考试自命题考试大纲
考试科目代码： 考试科目名称：发酵工程
一、考试形式与试卷结构
1)试卷成绩及考试时间
百分制满分为 150 分，考试时间为 180 分钟。
2)答题方式
答题方式为闭卷、笔试。
3)题型结构
⑴ 单选题（10 题，每题 1 分，共 10 分）
⑵ 填空题（5 题，每空 1 分，共 25 分）
⑶ 名词解释题（6 题，每题 5 分，共 30 分）
⑷ 答题（5 题，每题 10-15 分，共 65 分）
⑸ 论述题（2 题，每题 10 分，共 20 分）
各类题目的特点及考试的目的
⑴ 选择题。是从一个问题的若干个答案中选出正确的答案。这类题目是把
正确答案与相近的答案或似是而非的答案并列，它具有简单、明确、客观的特点。
用这类题目进行考试的目的，主要是考查学生对基本知识理解的准确程度。
⑵填空题。一般来说有填写内容较少，而且十分准确，并具有答案的唯一性
特点。这是比较容易得分的题目。所填写的内容多半是一些基本原理的结论、条
件；名词概念的简单解释；表示一定意义的公式、字母；客观规律等。用这类题
目进行考试的目的，主要是考察学生对一些基本知识是否做到少而精地理解、掌
握和记忆。
⑶名词解释，一般来说，具有解释内容较少，并且答案比较规范的特点。这
是比较容易得分的题目。凡是解释内容较多，其意思又可以用多种方式表示的名
词，一般不作名词解释考试，但这类名词可以作为其它类型的题目考试。用这类
题目考试的目的，是要考察学生对基本概念理解和掌握的程度。
以上三类题目均为小题目。
⑷问答题，属于中型题目，主要是要求学生简要地回答出一些基本原理。用
这类题目进行考试，主要是考察学生对基本原理理解和掌握的程度。
⑸论述题，要求根据相关定律、公式，对所给出的数值或量进行运算，得出
正确答案。主要是考察学生基本的计算技能以及一定的推理判断力和逻辑思维能
力等。
答题要求
同学们拿到考卷以后，首先要把各类题目的意思和要求弄清楚，切记看错题
目，所答非所问，对于各类题目的回答要求如下：
⑴ 对于选择题 要求选择正确，不可多选或漏选
⑵对于填空题，要求填写要准确，无需解释。
⑶对于名词解释，要求答出定义、它所包括的内容及实质。有字母表示或有
计算公式的也应写出来。但是，由于各个名词的含义不尽相同，因此，所回答的
内容也各有区别。
⑷对于简答题，只要求答出要点，如果本身所表示的意思不明确，则需要对
要点稍作说明，若要点本身所表示的意思已经很明确，就无需再作说明。
⑸ 对于计算题，要求解题思路清楚，步骤完善，格式规范化。这类题一般
按演算步骤记分，如果计算结果不对，但演算步骤对了，仍可得一定分数。计算
题有很多题型，不同的题型有不同的解题方法。
二、考试内容与考试要求
1.考试要求
《发酵工程》课程考试旨在考察发酵工程知识的基础上，注重考察学生对于
发酵工程原理及发酵优化控制过程的理解与掌握。运用发酵工程知识分析解决简
单的实际问题的能力，以及一定程度的思维能力和逻辑推理能力。本门课程考核
要求由低到高共分为“识记”、“理解”、“应用”三个层次。其含义：识记，
指能知道有关的名词、概念、知识的含义，并能正确认识和表述；理解，在识记
（了解）的基础上，能全面把握基本概念、基本原理、基本方法，能掌握有关概
念、原理、方法的区别与联系；应用，在理解（领会、掌握）的基础上，能运用
基本概念、基本原理、基本方法分析和解决有关的理论问题和实际问题。
2.考试内容
第一章 绪论
识记：发酵工程、发酵、发酵方式、发酵产品类型
理解：发酵反应的特点及其与化工反应的区别；发酵工程的重点内容及应用
领域；发酵工程的发展历史及发展趋势。
应用：与化工生产相比，叙述发酵工程的优缺点。
第二章 工业微生物的生长与产物的生物合成
微生物的生长与分化
识记：微生物生长、微生物繁殖、微生物细胞分化
理解：微生物生长繁殖的方式；微生物的生长曲线。
代谢产物的生源说与生物合成
识记：初级代谢产物、次级代谢产物、代谢树
理解：微生物合成次级代谢产物的基本特征，次级代谢产物的构件单位的生
源说和生物合成。次级代谢产物生物合成的基本过程。
微生物生物合成的主要调控机制
识记：分叉中间体、前体激活、反馈抑制、协同反馈抑制、累积反馈抑制、
增效反馈抑制、顺序反馈抑制、诱导酶、组成酶、反馈租遏、分解产物阻遏、葡
萄糖效应、能荷、能荷调节
理解：初级代谢产物生物合成中的主要调控机制；能荷调节；次级代谢产物
生物合成中的主要调控机制。
第三章 工业微生物的菌种选育
自然选育
识记：自然选育的含义，优缺点及一般程序
理解：菌种衰退的原因
应用：在生产活动中用自然选育法获得高产菌株。
诱变育种
识记：诱变育种的含义及其优缺点；诱变、复合诱变及诱变剂的种类。
理解：诱变育种的基本原理及一般步骤；营养缺陷型的检出与鉴定。
应用：通过诱变育种筛选某种营养缺陷型高产菌株。
杂交育种
识记：杂交育种的含义；杂交育种的优缺点；原生质体融合及其优点。
理解：原生质体融合的一般步骤。
应用：利用原生质体融合法改良生产菌种。
分子育种
识记：基因重组的含义；基因工程技术的核心内容。
理解：基因工程的一般步骤。
第四章 培养基
概述
识记：培养基条件
理解：配制发酵培养基的一般要求。
培养基的成分
理解：培养基的成分
培养基的种类和选择
识记：孢子培养基、种子培养基、发酵培养基的含义、发酵培养基的筛选方
法
应用：发酵培养基的设计
影响培养基的质量因素
理解：影响培养基的质量因素
第五章 灭菌
灭菌的基本原理
识记：灭菌；微生物的热阻；对数残留定律。
理解：灭菌温度与菌死亡反应速度常数的关系。
培养基和发酵设备的灭菌
识记：发酵培养基及设备灭菌的主要方法；分批灭菌时间的计算；连续灭菌
的优点及灭菌时间的计算。
理解：培养基灭菌温度的选择。分批灭菌的传热计算；分批灭菌操作要点；
连续灭菌的流程及设备类型。
应用：分析某发酵批次灭菌失败的原因；计算某发酵罐彻底灭菌所需时间；
根据某发酵的特点设计一种连续发酵流程。
空气除菌
识记：生产中空气除菌的主要方法；空气过滤效率及其影响因素；空气过滤
的一般流程。
理解：通风发酵对无菌空气的要求；过滤除菌的机理；对数穿透定律；空气
净化的工艺要求；空气过滤器的操作要点。
应用：根据某发酵对净化空气的要求设计一种空气净化流程。
无菌检查与染菌的处理
识记：杂菌；染菌；染菌的原因及其所造成的后果；噬菌体的污染源。
理解：防止染菌要点；无菌检查与染菌的处理；噬菌体污染与发酵异常现象；
噬菌体污染的防治。
应用：判断某发酵异常现象是杂菌污染还是噬菌体污染及相应处理手段。
5、制服染菌的要点
识记：制服染菌的要点
理解：染菌的原因分析。
第六章 生产菌种的培养和保藏
种子制备的过程
理解：孢子制备工艺、种子制备工艺
种子质量的控制
识记：影响孢子、种子质量的因素
理解：孢子、种子质量的控制；种子异常的原因。
菌种保藏与复壮
识记：菌种衰退及其主要原因；防止菌种衰退的方法。
理解：菌种保藏原理；主要保藏方法。
应用：对不同菌种选择适宜的保藏方法及复壮方法。
第七章 通气与搅拌
工业发酵过程中对氧的需求
识记： Henry 定律；摄氧率 ro2 及其影响因素；比耗氧速率（Qo2）;临界溶
氧浓度。
理解：影响微生物需氧量的因素；控制溶解氧的供需平衡。
氧在溶液中的传递
识记：氧的饱和浓度及其影响因素；体积氧传递系数（KLa）。
理解：氧在培养液中的传递原理及氧传递方程式。
发酵液的流变学
识记：黏度、牛顿型流体、非牛顿型流体
理解：发酵液的流变学
影响供氧的因素
识记：影响供氧的主要因素。
理解：影响氧传递推动力的因素；影响体积氧传递系数 KLa 的因素及影响
溶解氧的其它因素。
应用：提出某发酵中提高溶解氧的方法。
液相体积氧传递系数的测定
识记：溶解氧浓度测定；摄氧率的测定。
理解：溶氧系数的测定与计算。
应用：用两种方法测定某发酵液中的溶氧系数值。
第八章 发酵工艺的控制
发酵过程的主要控制参数
识记：发酵过程的主要控制参数
发酵过程中的代谢变化
识记：微生物发酵过程的分类。
理解：初级代谢的代谢变化；次级代谢的代谢变化
菌体浓度的影响及其控制
识记：菌体浓度
理解：菌体浓度的控制
基质的影响及其控制
理解：碳源、氮源、磷酸盐对发酵的影响及控制
温度的影响及其控制
识记：温度与发酵的关系及其对发酵的影响；生物热；发酵热；搅拌热。
理解：最适温度的选择与控制。
应用：最适温度的调控。
pH 的影响及其控制
识记：pH 值对菌体生长和产物合成的影响；发酵过程中 pH 的变化规律；
引起发酵液中 pH 变化的因素。
理解：微生物生长和产物合成的最适 pH；最适 pH 的选择与调控。
应用：对某发酵过程中的 pH 实施优化控制。
溶氧的影响及其控制
识记：发酵过程中控制氧浓度的变化对发酵的影响。
理解：发酵异常时的溶氧变化；供氧能力的变化对溶解氧的影响；提高供氧
能力和控制需氧的方法。
应用：在一定供氧能力的发酵过程中控制需氧≦供氧能力，使供需平衡。
二氧化碳的影响及其控制
识记：二氧化碳对发酵的影响
理解：二氧化碳浓度的控制
补料的作用和控制
识记：补料分批培养的含义、作用及优缺点
理解：补料分批培养的补料方式及控制
10、泡沫的影响及其控制
识记：发酵过程中泡沫的成因与消长规律；机械消泡的方法和优缺点；化学
消泡机理；化学消泡剂的种类与性质。
理解：选择化学消泡剂应注意的事项；泡沫控制措施。
应用：发酵过程中泡沫过大影响搅拌、通风和发酵生产正常进行，应如何控
制泡沫。
11、发酵终点的判断
识记：确定放罐的指标
第九章 发酵动力学
概述
识记：发酵动力学研究的内容；研究发酵动力学的方法
理解：发酵动力学与过程优化控制
质量与能量平衡
识记：维持；维持因素；生长得率与比生长速率；产物得率。
理解：质量平衡（碳平衡、氮平衡、基质平衡、氧平衡、二氧化碳平衡）、
能量平衡（化学能平衡、氧平衡、呼吸与发酵热）。
应用：实际得率与菌体生长速率的关系；质量平衡与能量平衡的统一。
微生物生长与产物合成动力学
识记：Monod 生长动力学模型；产物合成动力学模型。
理解：Monod 方程中各变量的含义及它们之间的相互关系；Monod 方程是
典型的均相非结构模型，它基于三个假设条件而建立；推广的 Monod 方程的几
个主要形式；细胞死亡动力学方程；三种合成动力学类型的方程式；推广的几种
合成动力学模型及其条件。
应用：将 Monod 方程推广应用到某特定微生物生长过程。
发酵过程动力学模拟与优化
识记：简单分批发酵；补料分批发酵、反复补料分批发酵、连续发酵（恒化
器发酵、恒浊器发酵）、洗出
理解：生长模型的选择；优化生长过程的一般原理；产物合成模拟方法的选
择。
应用：补料分批发酵动力学、连续发酵动力学。
第十章 发酵过程检测与自控
发酵过程检测
识记：主要检测参数及其检测方法；生物传感器。
理解：对发酵用传感器的要求；在线检测的优点与存在的问题。
应用：生物传感器的现状与发展趋势。
发酵过程变量的间接估计
识记：呼吸商
应用：论述直接参数和间接参数的关系。
发酵过程自控
识记：发酵过程自控；发酵过程自控的内容；基本自控系统（前馈控制、反
馈控制、自适应控制）；发酵自控系统的组成
应用：试设计某项直接参数的简易自控装置。
第十一章 发酵过程的实验室研究、中试和放大
实验室研究
识记：实验室研究的目的；实验室研究的方法。
理解：摇瓶试验对微生物生长的影响
微生物摇瓶与罐培养的差异和发酵规模改变的影响
理解：摇瓶与罐培养的差异；发酵罐规模改变的影响。
发酵规模的缩小和放大
理解：发酵罐放大（缩小）的意义及主要理论依据、几种放大（缩小）方法
的优缺点。
应用：发酵规模放大（缩小）最佳方法。
第十二章 现代生物技术在发酵工业中的应用
概述
识记：生物技术；生物技术内容。
应用：生物技术的应用。
工程菌的发酵
识记：基因工程的含义；基因工程菌具备的条件；防止基因重组菌外漏的措
施。
理解：基因工程菌的安全问题。
应用：基因工程菌的培养
动植物细胞的组织培养
识记：动物细胞培养；使用动物细胞培养生产的产物的种类；植物细胞培养
的优点。
理解：动植物细胞培养技术
应用：动植物细胞的组织培养的应用前景
固定化细胞发酵
识记：固定化细胞的制备方法；固定化细胞发酵的优点。
应用：固定化细胞在医药工业中的应用前景
第十三章 发酵工业与环境保护
概述
识记：化学需氧量；生物需氧量。
发酵工业的废液的生物处理
识记：发酵工业废液的生物处理方法；好氧生物处理的含义、原理；活性污
泥法的机理；生物膜法的净化机理；厌氧消化处理的含义、原理；甲烷发酵的机
理。
应用：试设计造纸废水的生物处理方法。
发酵工业废渣的处置
理解：废渣的处理工艺。
第十四章 发酵过程经济学
发酵成本的构成及影响因素
识记：发酵成本的构成。
理解：影响发酵成本的因素。
发酵成本的控制及过程经济学评价
识记：发酵成本的控制方法；发酵产率；单位产量发酵成本。
应用：如何对一个新工艺进行发酵过程经济学评价。
第十五章 产物的分离与提取
1、 概述
识记：下游加工过程的定义；发酵工业下游技术的一般工艺过程。
理解：选择下游加工工艺的原则。
2、 发酵液的固液分离
理解：去除蛋白质的主要方法。
3、 有效成分的提取
识记：有效成分的提取方法。
4、 发酵产品的精制
识记：结晶；干燥。
理解：发酵工业中常用的结晶方法。
三、参考书目
1、熊宗贵主编，《发酵工艺原理》，中国医药科技出版社，2001 年
2、钱铭镛主编，《发酵过程最优化控制》，江苏科学出版社，1998 年
3、曹军卫, 马辉文主编，《微生物工程》，科学出版社. 2002 年