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2025年大学生物化工工艺（生物化工操作）试题及答案

（考试时间：90分钟 满分100分）
班级______ 姓名______

第I卷（总共10题，每题3分，每题只有一个正确答案，请将正确答案填写在括号内）

1. 生物化工操作中，对于发酵罐的灭菌操作，以下哪种说法正确（ ）
A. 灭菌温度越高越好
B. 灭菌时间越长越好
C. 需在合适温度和时间下确保杀灭所有微生物
D. 只要能闻到一点异味说明灭菌不彻底

2. 在生物化工产品分离过程中，常用的过滤介质不包括（ ）
A. 滤纸
B. 超滤膜
C. 棉花
D. 沙子

3. 对于生物化工反应体系的pH值控制，主要目的是（ ）
A. 让反应颜色更好看
B. 加速反应进行
C. 维持酶活性等生物活性物质功能
D. 增加反应体系的稳定性

4. 生物化工操作中，关于培养基的配制，以下错误的是（ ）
A. 各种营养成分比例要恰当平衡
B. 配制后可长期保存无需特殊处理
C. 需注意无菌操作防止污染
D. 要根据培养生物的需求进行配制

5. 以下哪种不属于生物化工中常用的搅拌设备（ ）
A. 锚式搅拌器
B. 推进式搅拌器
C. 离心式搅拌器
D. 框式搅拌器

6. 在生物化工发酵过程中，溶氧水平对微生物生长和产物合成很关键，一般好氧微生物发酵溶氧应维持在（ ）
A. 接近0mg/L
B. 1 - 3mg/L
C. 5 - 10mg/L
D. 越高越好

7. 生物化工操作中，关于管道连接，哪种方式密封性最好（ ）
A. 螺纹连接
B. 焊接连接
C. 法兰连接
D. 卡箍连接

8. 对于生物化工产品的浓缩操作，以下方法不属于常用浓缩方法的是（ ）
A. 蒸发浓缩
B. 冷冻浓缩
C. 化学沉淀浓缩
D. 膜浓缩

9. 在生物化工反应釜的清洗过程中，以下哪种清洗剂不适合清洗含有蛋白质类杂质的反应釜（ ）
A. 氢氧化钠溶液
B. 稀盐酸溶液
C. 蛋白酶溶液
D. 有机溶剂

10. 生物化工操作中，关于温度控制，以下说法错误的是（ ）
A. 不同生物反应对温度要求不同
B. 温度过高可能导致生物活性物质失活
C. 温度越低反应进行得越快
D. 精确的温度控制有助于提高反应效率

第II卷

二、填空题（总共5题，每题4分，请将答案填写在横线上）

1. 生物化工操作中，常用的灭菌方法有______、______等。
2. 生物化工产品分离过程中，常见的分离技术有______、______、______等。
3. 在生物化工反应体系中，常用的缓冲溶液有______、______等。
4. 生物化工操作中，培养基的主要成分包括______、______、______、______等。
5. 生物化工发酵过程中，影响发酵液溶氧的因素有______、______、______等。

三、简答题（总共3题，每题10分）

1. 简述生物化工操作中发酵罐的主要结构及各部分作用。
2. 说明生物化工产品分离过程中离心分离的原理及适用范围。
3. 阐述生物化工反应体系中pH值对反应的影响及如何进行有效的pH值控制。

四、材料分析题（总共2题，每题15分）

材料：在某生物化工工厂进行抗生素发酵生产过程中，发现发酵液中微生物生长缓慢且产物合成量低。经过检测发现发酵罐内溶氧水平异常低，搅拌转速正常，通风量也在设定范围内。

1. 请分析溶氧水平低可能导致微生物生长缓慢和产物合成量低的原因。
2. 针对溶氧水平低的问题，提出可能的解决措施。

五、综合应用题（总共1题，每题20分）

某生物化工企业计划生产一种新型生物酶制剂。请设计一套完整的生物化工操作流程，包括原料准备、发酵过程、产品分离与纯化等环节，并说明每个环节的关键操作要点及注意事项。

答案：
第I卷：1. C 2. D 3. C 4. B 5. C 6. C 7. B 8. C 9. D 10. C
第II卷：二、1. 湿热灭菌、干热灭菌 2. 过滤、离心、萃取 3. 磷酸盐缓冲液、Tris缓冲液 4. 碳源、氮源、无机盐、生长因子 5. 搅拌强度、通风量、发酵罐结构
三、1. 发酵罐主要结构包括罐体、搅拌装置、通风装置、加热与冷却装置等。罐体用于容纳发酵液；搅拌装置使发酵液均匀混合，利于传质传热；通风装置提供氧气；加热与冷却装置控制发酵温度。 2. 离心分离原理是利用不同物质在离心力作用下沉降速度不同实现分离。适用于分离悬浮液中的固体颗粒、乳浊液中的液滴等，如分离发酵液中的细胞、菌体等。 3. pH值影响酶活性、微生物生长代谢等。过高或过低pH可能使酶失活，影响反应进行。通过加入酸碱调节剂、缓冲溶液等进行pH值控制，保持反应体系pH稳定。
四、1. 溶氧低导致微生物生长缓慢可能是因为氧气不足影响呼吸作用，能量供应受限。产物合成量低可能是因为许多生物合成反应需氧气参与，氧气不足使合成途径受阻。 2. 措施：检查通风管道是否堵塞，清理或修复；增加搅拌叶片数量或优化搅拌方式，提高传质效率；考虑增加纯氧供应，提高溶氧水平。
五、原料准备：选用优质原料，确保无杂质无污染，按比例准确配制培养基。关键是原料质量把控。发酵过程：控制合适温度、pH、溶氧等条件，定期监测。注意防止杂菌污染。产品分离与纯化：采用过滤、离心、萃取、层析等方法。关键是选择合适分离技术及操作参数，保证产品纯度。