一．问答题（20分两道）

1. 生化工程的发展：

1. 第一代微生物发酵技术－纯培养技术建立

人为控制发酵过程，简单的发酵罐（以厌氧发酵和表面固体发酵为主），生产酵母、酒精、丙酮、丁醇、有机酸、酶制剂等

2． 第二代微生物发酵技术－深层培养技术建立

1928年英国弗莱明发现点青霉可以产生抑制葡萄球菌生长的青霉素

：青霉素的大量需求－需氧发酵工业化生产

建立了高效通气搅拌供氧（深层培养）技术、无菌空气的制备技术及大型生物反应器灭菌技术，促进了生物制品的大规模工业化－进入微生物发酵工业新阶段

微生物学，生物化学与化学工程相结合，标志着生物化学工程（Biochemical Engineering）的诞生

2. 生化工程的概念：

定义：运用化学工程学原理方法, 将生物技术实验成果进行工程化、产业化开发的一门学科。实质：研究生物反应过程中的工程技术问题，是微生物学、生物化学与化学工程结合。

3.奠定生化工程学科基础的两个关键技术

① 通气搅拌解决了液体深层培养时的供氧问题。 ②抗杂菌污染的纯种培养技术：无菌空气、培养基灭菌、无污染接种、大型发酵罐的密封与抗污染设计制造。

4．高温灭菌机理：

微生物受热死亡的活化能ΔE比营养成分受热分解的活化能ΔE’大。ΔE大，说明反应速率随温度变化也大；

当温度升高，微生物死亡速度比营养成分分解速度快。故采取高温瞬时，有利于快速杀灭菌体，而且减少营养的破坏。养分虽因温度增高破坏也增加，但因灭菌时间大为缩短，总破坏量因之减少。

5. 深层过滤除菌机理：

深层过滤：一定厚度的介质，介质的孔径一般大于细菌，其主要由于滞留作用截获微粒，使

空气净化。

滞留作用机制主要构成为：

1． 惯性碰撞滞留作用：一定质量的颗粒随气流运动，若遇到纤维，由于惯性力作用直线前

进，最终碰撞到纤维，摩擦、黏附作用被停滞于纤维表面。

2． 阻拦滞留作用：当V< Vc 时, 气流流过纤维，纤维周围产生滞流层，微小颗粒在滞流层

接触纤维，由于摩擦黏附作用被纤维阻拦滞留的现象。

3． 扩散作用：当V< Vc时，微小颗粒在流速缓慢的气流中发生布朗运动，与介质碰撞而被

捕获。

6.

28℃下，氧在发酵液中100％的空气饱和浓度只有0.25 mmol/L左右，7000倍。

在对数生长期，即使发酵液中的溶氧能达到100％空气饱和度，若中止供氧，发酵液中溶氧可在几分钟之内便耗竭，使溶氧成为限制因素。

7. Monod方程

经验公式：μ＝μm S/ (Ks + S) （ μ性质？指出下图中的K s，μmax,s等代表什么，图中反映了什么关系？）

μ：菌体的生长比速（1/h）； S：限制性基质浓度（g/L）；Ks：饱和常数(相当于1/2