发酵工程试题库

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发酵工程试题库一、名词解释1.代谢控制发酵：人为地改变微生物的代谢调控机制，使有用中间代谢产物过量积累，这种发酵称为代谢控制发酵。2.临界氧浓度：微生物的耗氧速率受发酵液中氧的浓度的影响，各种微生物对发酵液中溶氧浓度有一个最低要求，这一溶氧浓度叫做临界氧浓度。3.固定化酶：在酶促反应过程中，将酶定位或限制在一定的空间范围内，使其在反应后易于与反应物和产物分开，从而达到反复使用和连续化生产的新型酶制剂。4.营养缺陷型突变株：指某一菌株丧失了合成某种营养物质的能力，在培养基中若不外加这种营养成分就不能正常生长的变异菌株。5.巴氏消毒法：将物料加热至60℃维持60min，以杀死不耐高温的物料中的微生物营养细胞。6.发酵工程：是指采用现代工程技术手段，利用微生物的某些特定功能，或直接把微生物应用于工业生产过程，为人类生产有用产品的一种技术。7.初级代谢产物：微生物细胞在其对数生长期所产生的产物，往往是细胞生长和繁殖中所必需的物质，如糖、氨基酸、脂肪酸、核苷酸以及由这些化合物聚合而成的高分子化合物，如多糖、蛋白质、脂类和核酸等，这些化合物称为初级代谢产物。8.培养基：是人工配制的适合于不同微生物生长繁殖或积累代谢产物的营养基质。根据微生物对营养的要求，培养基都基本包括碳源、氮源、无机盐、生长因子和水分，此外，还应根据微生物的要求，有一定的酸碱度和渗透压。9.发酵：指微生物在无氧条件下，分解各种有机物质产生能量的一种方式。或者更严格地说，发酵是以有机物作为电子受体的氧化还原产能反应。如葡萄糖在无氧条件下被微生物利用产生酒精并放出二氧化碳，同时获得能量。10.酵母的第三型发酵，又称碱法甘油发酵。即在碱性条件下（pH7.6），2分子乙醛发生歧化反应，生成1分子乙醇和1分子乙酸，而磷酸二羟丙酮则还原为甘油。总反应式：2葡萄糖+H2O2甘油+乙醇+乙酸+2CO211.DE值（葡萄糖值）：表示淀粉水解程度及糖化程度，指葡萄糖（所有测定的还原糖都当作葡萄糖来计算）占干物质的百分率。12.发酵热：引起发酵过程温度变化的原因是发酵过程所产生的热量，称为发酵热。发酵热包括生物热、搅拌热、蒸发(汽化)热和辐射热等。13.生物膜法废水处理：使微生物群体附着在固体介质（滤料）的表面形成生物膜，废水与生物膜接触过程中，有机污染物质被吸附且氧化分解，使废水得到净化的废水处理方法。14.耗氧速率：指单位体积培养液在单位时间内的吸氧量，单位为mmolO2/L?h。15.酶合成调节：酶合成的调节是通过调节酶合成的量来控制微生物代谢速度的调节机制，这类调节在基因转录水平上进行。酶合成调节主要有酶的诱导和酶的阻遏两种类型。16.呼吸强度：指单位重量的干菌体在单位时间内所吸取的氧量，单位为mmolO2/g干菌体?h。17.连续培养：是指以一定的速度向发酵罐内添加新鲜培养基，同时以相同的速度流出培养液，从而使发酵罐内的液量维持恒定，使培养物在近似恒定状态下生长的培养方法。18.固定化技术:通过化学或物理的手段将游离细胞或酶定位于限定的空间区域内，并保持其固有的催化活性，使其活性能被反复利用的技术。19.BOD：指1L废水中的有机污染物在好氧微生物作用下进行氧化分解时所消耗的溶氧量。实际测定水样在20℃下培养5d的需氧量BOD5。20.碳源：凡可构成微生物细胞和代谢产物中碳素来源的营养物质，统称为碳源。 21.酶活性调节：通过改变酶分子的活性来调节代谢速度的调节方式称为酶活性的调节，是发生在蛋白质水平上的调节。22.COD：指用强氧化剂使被测废水中有机物进行化学氧化时所消耗的氧量。常用重铬酸钾测得的耗氧量CODCr值表示。23.介质过滤除菌：是使空气通过经高温灭菌的介质过滤层，将空气中的微生物等颗粒阻截在介质层中，而达到除菌的目的。二、判断改错题1.人工诱变、细胞工程、基因工程等都能对微生物进行定向改造。.×2.单细胞蛋白是从微生物细胞中提取出来的。×3.精确定量某些成分而配制的培养基是所有成分的性质和数量已知的培养基，称为天然培养基。×4.环境条件的变化不仅会影响微生物的生长繁殖，也会影响微生物的代谢途径。√5.发酵罐中微生物的生长繁殖、代谢产物的形成都与搅拌速度有关。√6.微生物的最适生长繁殖温度就是积累代谢产物的最适温度。×7.通过调节基础培养基的配方和补料控制可以调控发酵醪的pH值。√8.灭菌就是杀死一定环境中所有微生物的营养细胞、孢子和胚芽。×9.巴斯德消毒法能杀死牛奶或奶制品中存在的所有微生物。×10.发酵产物的提取和精制过程也就是产物浓缩和纯化过程。√11.细菌分裂繁殖一代所需时间为代时。√12.凡是影响微生物生长速率的营养成分均称为生长限制因子。√13.在最适生长温度下，微生物生长繁殖速度最快，因此生产单细胞蛋白的发酵温度应选择最适生长温度。×14.参与淀粉酶法水解的酶包括淀粉酶、麦芽糖酶和纤维素酶等。×15.EMP和HMP代谢途径往往同时存在于同一种微生物的糖代谢中。×16.同功酶是行使同一功能、结构不同的一组酶√17.最适的生长繁殖温度就是微生物代谢的最适温度。×18.微生物的次级代谢产物是初级代谢不畅通时，由支路代谢产生的。×19.底物水平磷酸化和氧化磷酸化一样都是通过电子传递系统产生ATP。×20.分批培养时，细菌首先经历一个适应期，此期间细胞处于代谢活动的低潮，所以细胞数目并不明显增加。√21.化能异养菌以有机物作为呼吸底物，以O2作为最终电子受体进行有氧呼吸作用产生能量。√三、单项选择题1.下列关于发酵工程的说法，错误的是（C）A发酵工程产品主要是指微生物的代谢产物、酶和菌体本身B可以通过人工诱变选育新菌株C培养基、发酵设备和菌种必须经过严格的灭菌D环境条件的变化既影响菌种的生长繁殖又影响菌体代谢产物的形成2.下列关于单细胞蛋白的叙述，正确的是（B）A是微生物细胞中提取的蛋白质B是通过发酵生产的微生物菌体C是微生物细胞分泌的抗生素D单细胞蛋白不能作为食品3.关于菌种的选育不正确的是（C）A自然选育菌种费时且盲目性大B诱变育种原理的基础是基因突变C代谢控制育种方法有转化、转导及杂交D采用基因工程的方法可构建工程菌 4.当培养基pH发生变化时，应该（C）A加酸B加碱C加缓冲液D加无机盐5.下列营养物质中，不同时含有碳源、氮源和生长因子的是（C）A牛肉膏B蛋白胨C生物素D酵母粉6.平板划线分离法不需要下面哪个物品或设备（D）A接种环B琼脂培养基平板C超净工作台D电泳仪7.在培养基的配制过程中，具有如下步骤，其正确顺序为（B）①溶化②调pH③加棉塞④包扎⑤培养基的分装⑥称量A①②⑥⑤③④B⑥①②⑤③④C⑥①②⑤④③D①②⑤④⑥③8.甘油生物合成主要由下列哪种物质引起（D）A尿素B硫酸铵C酶D亚硫酸盐9.对谷氨酸发酵的叙述正确的是（D）A菌体是异养厌氧型微生物B生物素对谷氨酸生成无影响C谷氨酸的形成与搅拌速度无关D产物可用离子交换法提取10.代谢中如发生还原反应时，（C）A从底物分子丢失电子B通常获得大量的能量C电子加到底物分子上D底物分子被氧化11.下面哪项特征不适合于三羧酸循环（.D）AC02分子以废物释放B循环时形成柠檬酸C所有的反应都要酶催化D反应导致葡萄糖合成12.当一个NADH分子被代谢和它的电子通过电子传递链传递时，产生（C）A6个氨基酸分子B1个葡萄糖分子C3个ATP分子D1个甘油三酯和2个甘油二酯13.为使淀粉和纤维素进行代谢而提供能量，（B）A它们必须第一步变成脂肪分子B它们的葡萄糖单位必须被释放C环境中必须有游离氧存在D遗传密码必须起促进作用14.常作为生产菌种和科研材料的细菌群体，应该是代谢旺盛、个体形态和生理特性比较稳定的。所以应选择在它的（B）A迟滞期B对数期C稳定期D衰亡期15.某些放线菌产生的抗生素，是它们的（B）A初级代谢产物B次级代谢产物C代谢中间产物D代谢废物16.固体培养基中需要加入琼脂的目的是（D）A为菌体提供碳源B为菌体提供氮源C使培养基保持水分D使培养基凝固17.微生物代谢的调节属于（C）A神经调节B.激素调节C．酶的调节D.基因调节18.关于微生物代谢产物的说法中不正确的是（D）A初级代谢产物是微生物生长和繁殖所必须的B次级代谢产物并非是微生物生长和繁殖所必须的C初级代谢产物在代谢调节下产生D次级代谢产物的合成无需代谢调节19.在发酵中有关氧的利用正确的是（B）A微生物可直接利用空气中的氧B微生物只能利用发酵液中溶解氧C温度升高，发酵液中溶解氧增多D机械搅拌与溶氧浓度无关20.某药厂用谷氨酸棒状杆菌发酵生产谷氨酸，结果代谢产物没有谷氨酸而产生乳酸及琥珀酸，其原因可能是（B） A温度控制不适B通气量过多CpH呈酸性D溶氧不足21.下列可用于生产谷氨酸的菌种是（C）A谷氨酸棒状杆菌、金黄色葡萄球菌B链球菌、大肠杆菌C谷氨酸棒状杆菌，黄色短杆菌D大肠杆菌、乳酸菌22.发酵过程中，不会直接引起pH变化的是（C）A营养物质的消耗B微生物呼出的CO２C微生物细胞数目的增加D代谢产物的积累23.关于灭菌和消毒的不正确的理解是（B）A灭菌是指杀灭环境中的一切微生物的细胞、芽孢和孢子B消毒和灭菌实质上是相同的C接种环用烧灼法灭菌D常用灭菌方法有加热法、过滤法、紫外线法、化学药品法24.加热灭菌时，一般营养细胞的致死温度是多少度（B）A32℃B60℃C100℃D120℃25.下列反应中，消耗1摩尔葡萄糖产生ATP最多的是（A）A柠檬酸发酵B甘油发酵C乳酸发酵D酒精发酵26.生物学意义上的发酵作用是在什么条件下的生物氧化作用（D）A氧气参与下B无机氧化物参与下C有外源电子最终受体D无外源电子最终受体27.营养缺陷型菌株是指（D）A有营养不良症的菌株B在完全培养基上也不能生长良好的菌株C培养基中营养成分缺少时获得的菌株D丧失了合成某种营养成分能力的菌株28.血糖快速测试仪上的酶传感器，使用的是（B）A复合酶B固定化酶C游离的酶D一般酶制剂29.使用高压锅灭菌时，打开排汽阀的目的是（D）A防止高压锅内压力过高，使培养基成分受到破坏B排尽锅内有害气体C防止锅内压力过高，造成灭菌锅爆炸D排尽锅内冷空气30.巴斯德效应是指（D）A乳酸对微生物的抑制B酒精对葡萄糖分解的抑制C氧气对呼吸作用的抑制D氧气对发酵作用的抑制31.微生物群体生长状况的测定方法可以是（B）①测定样品的细胞数目②测定次级代谢产物的总含量③测定培养基中细菌的体积④测定样品的细胞重量A．②④B．①④C.①③D.②③32.酵母菌培养液中常含有一定浓度的葡萄糖，但当葡萄糖浓度过高时，反而会抑制微生物的生长，原因是（B）A．碳源供应太充足B．细胞会发生质壁分离C．改变了酵母菌的pH值D．葡萄糖不是酵母菌的原料33.下列微生物代谢产物中没有菌种特异性的一组是（B）A．氨基酸、核苷酸、多糖、毒素、激素B．核苷酸、维生素、多糖、脂类、氨基酸C．多糖、脂类、维生素、抗生素、氨基酸D．氨基酸、多糖、维生素、色素、抗生素34.通过影响微生物膜的稳定性，从而影响营养物质吸收的因素是（B）A.温度B.pHC.氧含量D．前三者的共同作用35.下列生理过程中，释放能量最多的是（A） A.葡萄糖氧化分解为CO2和H2OB.葡萄糖分解为酒精和CO2C.葡萄糖分解为乳酸D.葡萄糖分解为甘油36.实验室常用的培养细菌的培养基是（A）A牛肉膏蛋白胨培养基B马铃薯培养基C高氏一号培养基D麦芽汁培养基37.在实验中我们所用到的淀粉水解培养基是一种（A）A基础培养基B富集培养基C选择培养基D鉴别培养基38.下列物质属于生长因子的是（D）A．葡萄糖B．蛋白胨C．NaClD．维生素39.1摩尔葡萄糖通EMP和TCA循环彻底氧化共产生多少摩尔ATP（C）A34B36C38D3940.下列抗生素作用机制中，抑制细胞壁合成的是（D）A利福霉素B四环素C氯霉素D青霉素41.实验室常规高压蒸汽灭菌的条件是（C）A135℃—140℃，5—15秒B72℃、15秒C121℃，30分钟D100℃，5小时42.出于控制微生物的目的，灭菌一词指的是（C）A除去病原微生物B降低微生物的数量C消灭所有的生物D只消灭体表的微生物43.紫外线辐射主要作用于微生物的（C）A糖类B酶类C核酸D细胞壁44.发酵工程是生物技术实现以下哪项的关键环节(A)A产业化B商品化C社会化D安全化45.酶活性调节速度比酶合成调节速度（B）A快B慢C相等D无法比较46.受反馈调节的酶一般是（C）A同功酶B组成酶C变构酶D激酶47.通气搅拌技术的建立是发酵技术进步的（C）A第一个转折期B第二个转折期C第三个转折期D第四个转折期48.酵母菌的Ⅲ型发酵的产物是（B）A酒精B甘油C乳酸D丙酸49.目前发酵工业常用的处理菌体、固形物杂质和悬浮物等固体物质，保证处理液澄清的主要方法为（A）A离心和过滤B离心和萃取C蒸馏和萃取D离子交换和过滤50.抗生素的合成是在微生物生长的（C）A延滞期B对数生长期C稳定期D衰亡期51.发酵液中含量最高的成分为（A）A水分B蛋白质C发酵产物D菌体52.连续发酵中的恒浊培养所控制的对象为（B）A培养液流速B菌液密度C生长速度D发酵液体积53.诱变处理时所用的出发菌细胞应处于（B）A延迟期B对数生长期C稳定期D衰亡期54.实验室常用的培养放线菌的培养基是（C）A牛肉膏蛋白胨培养基B马铃薯培养基C高氏一号培养基D麦芽汁培养基 55.酵母菌适宜的生长pH值为（A）A3.8-6.0B3.0-4.0C8.0-9.0D7.0-7.556.发酵有不同的类型，谷氨酸发酵属于（A）A.液体发酵和需氧发酵B．液体发酵和厌氧发酵C．固体发酵和需氧发酵D．固体发酵和厌氧发酵57.如果发酵工程生产的产品是菌体，菌体分离采用的方法是（B）A．蒸馏B．过滤C．萃取D．离子交换58.下列关于生长因子的说法中，不正确的一项是（B）A．是微生物生长不可缺少的微量有机物B．是微生物生长不可缺少的微量矿质元素C．主要包括维生素、氨基酸和碱基等D．是微生物自身不能合成的59.下列对连续培养优点的叙述，不正确的是（B）A．能及时补充微生物所需的营养物质，提高产量B．有利于微生物尽快将代谢产物释放到培养基中C．能消除不利于微生物生长的某些环境因素D．能提高发酵设备的利用率60.谷氨酸棒状杆菌发酵生产谷氨酸，以下说法合理的是（C）A．谷氨酸对谷氨酸脱氢酶的抑制作用属于酶合成的调节B．谷氨酸与谷氨酸脱氢酶的结合可以使酶结构产生不可逆改变C．促使谷氨酸释放到细胞外的措施可以促进谷氨酸的发酵生产D．谷氨酸只能由α－酮戊二酸发生还原氨基化作用生成61.发酵工程的第一个重要工作是选择优良的单一纯种。消灭杂菌，获得纯种的方法不包括（C）A．根据微生物对碳源需求的差别，使用含不同碳源的培养基B．根据微生物缺乏生长因子的种类，在培养基中增减不同的生长因子C．根据微生物遗传组成的差异，在培养基中加入不同比例的核酸D．根据微生物对抗菌素敏感性的差异，在培养基中加入不同的抗菌素62.谷氨酸棒杆菌合成天冬氨酸族氨基酸时，天冬氨酸激酶受赖氨酸和苏氨酸的（A）A协同反馈抑制B累积反馈抑制C顺序反馈抑制D协作反馈抑制63.在微生物生长的过程中，细胞形态最多和数目最多的时期是（B）A.对数期、稳定期B.衰亡期、稳定期C.稳定期、衰亡期D.衰亡期、对数期64.在实际生产中，对数期的长短取决于（A）①培养罐的大小②接种量的大小③培养基的多少④代谢产物合成的多少A.②③B．②④C．①②D．①③65.以下有关酶的固定化的叙述，正确的是（C）A.分离后的酶加填充剂B．分离纯化后的酶加稳定剂构成C.分离后的酶包埋在凝胶中D．固定化酶的形状单一66.下列属于微生物不可缺少的微量有机物是（D）①牛肉膏②蛋白胨③氨基酸④维生素⑤碱基⑥生物素A．①②③B．②③④C．②③④⑤D．③④⑤⑥67.下列不属于发酵工程应用的是（C）A.生产抗生素、维生素、药用氨基酸等B．生产啤酒、果酒和食醋等C．用于化学检测和水质监测D．生产各种各样的食品和添加剂68.大多数芽孢细菌形成芽孢在哪个时期（C）A调整期B对数期C稳定期D衰亡期 69.下列有关谷氨酸棒状杆菌的生长和谷氨酸发酵的叙述，错误的是（B）A.组成酶是维持菌体基本生活的必要条件B.菌体能合成各种生长因子，无需从外界补充C.发酵液pH呈酸性时，不会生成乙酰谷氨酰胺D.细胞膜透性的改变，可解除代谢产物对有关酶活性的抑制四、多项选择题1.典型的发酵过程包括以下哪几个基本组成部分（ABCDE）A繁殖菌种和发酵生产所用的培养基的配制B培养基、发酵罐以及辅助设备的消毒灭菌C控制发酵罐中的菌株在最适条件下生长并形成代谢产物D产物的提取和精制，以得到合格的产品E回收或处理发酵过程中所产生的废物、废水2.糖酵解途径的调节因素包括（ABCDE）A糖酵解途径的关键酶B能荷C无机磷D环腺苷酸E柠檬酸、脂肪酸、乙酰CoA3.下列有关有氧呼吸与发酵的相同点,正确的是（ABC）A都有从葡萄糖分解成丙酮酸的过程B都有有机物的氧化分解C都有能量释放,并有ATP的生成D分解产物中都有CO2E最终电子受体都是有机物4.微生物的次级代谢产物，（BCDE）A是微生物生长繁殖所必需的物质B对微生物无明显的生理功能C可以积累在细胞内D具有菌株特异性E是以初级代谢产物作为前体衍生而来5.目前发酵过程已经实现在线测量和控制的参数是（ABCDE）A温度BpH值C溶解氧浓度D消泡E流量6.发酵过程中，补料有利于控制微生物的中间代谢，补料的内容有（ABDE）A能源和碳源B氮源C酶制剂D微量元素或无机盐E诱导酶的底物7.发酵过程中污染杂菌的途径可能有（ABCDE）A种子带菌B无菌空气带菌C设备渗漏D培养基和设备灭菌不彻底E操作不当8.灭菌方法主要有（ABCDE）A干热灭菌法B湿热灭菌法C射线灭菌法D化学药品灭菌法E过滤除菌法9.固定化酶的特点是（ABCD）A稳定、寿命长B可以反复多次使用C易与产物分离D使生产管道化、连续化及自动化E专一性差、催化效率低10.近代微生物工业具有以下特点（ABCDE）A由自然发酵转为代谢控制发酵和人工支配遗传因子的发酵B微生物酶反应生物合成和化学合成相结合C向大型发酵和连续化、自动化方向发展D微生物工业涉及国民经济的各个领域E从糖质原料转到利用石油、天然气、空气及纤维素资源11.异型乳酸发酵的产物有（ACDE）A乙醇B甘油C乳酸DCO2E乙酸12.按微生物发酵产品的性质，现代发酵工业涉及的范围包括（ABCDE）A微生物菌体发酵B微生物酶发酵C微生物代谢产物发酵D微生物的生物转化发酵E微生物特殊机能的利用13.固定化细胞的制备方法包括（13.BCDE）A层析法B吸附法C包埋法D交联法E共价法14.液态深层好氧发酵基本操作的控制点包括（ABCDE）A泡沫控制B温度控制CpH控制D溶氧控制E补料控制15.酶合成阻遏包括（ACD） A末端代谢产物阻遏B底物阻遏C结构类似物阻遏D分解代谢物阻遏E酶量阻遏16.分批培养过程中，细菌生长阶段包括（ABCD）A迟滞期B对数生长期C稳定期D衰亡期E孢子形成期17.下列不是微生物生长、繁殖所必须的物质的是（DE）A、激素B、核苷酸C、维生素D、色素E抗生素18.高温对培养基成分的有害影响，表现在（ABCDE）A形成沉淀B破坏营养C提高色泽D改变培养基的pH值E降低培养基浓度19.目前发酵过程已经实现在线测量和控制的参数是（ABCDE）A温度BpH值C溶解氧浓度D消泡E流量20.能影响发酵过程中温度变化的因素是（ABCD）A．微生物分解有机物释放的能量B．机械搅拌C．水分蒸发D．发酵罐散热E．菌体自溶21.影响培养基灭菌效果的因素有（ABCDE）A温度B时间CpH值D培养基成分和颗粒物质E泡沫22.补料有利于控制微生物的中间代谢，补料的内容有（ABDE）A能源和碳源B氮源C消泡剂D微量元素或无机盐E诱导酶的底物五、填空题1.淀粉水解糖的制备可分为酸解法、酶解法和酸酶结合法三种。2.糖酵解途径中的三个重要的关键酶是己糖激酶、磷酸丙糖激酶、丙酮酸激酶。3.甘油的生物合成机制包括在酵母发酵醪中加入亚硫酸氢钠与乙醛起加成反应和在碱性条件下乙醛起歧化反应。4.微生物的吸氧量常用呼吸强度；耗氧速率两种方法来表示，二者的关系是。5.发酵热包括生物热；搅拌热；蒸发热和辐射热等几种热。6.发酵过程中调节pH值的方法主要有添加碳酸钙法；氨水流加法和尿素流加法。7.微生物工业上消除泡沫常用的方法有化学消泡；机械消泡两种。8.谷氨酸等电点提取工艺是根据在等电点时氨基酸的溶解度最小的原理确定的。9.固定化酶的制备方法可分物理吸附法、载体偶联法、交联法和包埋法等。10.可比喻成细胞内流通的能量货币是ATP。11.一条典型的微生物群体生长曲线可分为迟滞期、对数期；稳定期；衰亡期四个生长时期。12.常用菌种保藏方法有斜面保藏法、沙土管保藏法、液体石蜡保藏法；真空冷冻保藏法等。13.培养基应具备微生物生长所需要的五大营养要素是碳源、氮源；无机盐；生长因子和水。14.电子通过电子传递链传递的最终命运是和_氧（O2）分子结合。15.提高细胞膜的谷氨酸通透性，必须从控制磷脂的合成着手或者使细胞膜受损伤。16.根据微生物与氧的关系，发酵可分为__有（需）氧发酵；厌氧发酵_两大类。17.在三羧酸循环和糖酵解反应中，一个吸收电子的重要辅酶是_NAD+____。18.工业微生物育种的基本方法包括自然选育、诱变育种；代谢控制育种；基因重组定向育种等。19.肠膜明串珠菌进行异型乳酸发酵时，产物为乳酸；乙醇；CO2。20.诱导酶指存在底物时才能产生的酶，它是转录水平上调节酶浓度的一种方式。21.谷氨酸对糖的重量理论转化率为81.7%。22.发酵工业的发展经历了自然发酵，纯培养技术的建立，通气搅拌的好气性发酵技术的建立，人工诱变育种代谢控制发酵技术的建立，开拓新型发酵原料时期，与基因操作技术相结合的现代发酵工程技术等六个阶段。23.去除代谢终产物主要是通过改变细胞的.膜的通透性来实现。24.谷氨酸的生物合成的途径包括EMP，HMP，TCA循环，DCA循环，CO2固定作用。25.获得纯培养的方法有稀释法，划线法，单细胞挑选法，利用选择培养基分离法等方法。 26.生长因子主要包括维生素，氨基酸，碱基，它们对微生物所起的作用是供给微生物自身不能合成但又是其生长必需的有机物质。27.微生物生长和培养方式，可以分为分批培养，连续培养，补料分批培养三种类型。28.影响种子质量的主要因素包括培养基，种龄与接种量，温度，pH值，通气和搅拌，泡沫，染菌的控制和种子罐级数的确定。29.抗生素形成的主要代谢调节机制有分解代谢物调节，磷酸盐调节，NH4+的抑制作用，次级代谢的反馈调节和次级代谢的能荷调节等。30.空气除菌的方法有.加热杀菌法，静电除菌法，介质过滤除菌法。31.发酵产物的浓缩和纯化过程一般包括发酵液预处理，提取，精制。32.菌种扩大培养的目的是为每次发酵罐的投料提供数量相当的代谢旺盛的种子。33.碳源物对微生物的功能是构成细胞物质和代谢产物、异养微生物的主要能源物质_。34.微生物的营养类型可分为光能自养型，光能异养型，化能自养型，化能异养型。35.在微生物研究和生长实践中，选用和设计培养基的最基本要求是__目的明确，营养协调，物理化学条件适宜和价廉易得。36.液体培养基中加入CaCO3的目的通常是为了调节pH值。37.实验室常用的有机氮源有牛肉膏，蛋白胨_等，无机氮源有硫酸铵，硝酸钠，等。为节约成本，工厂中常用_尿素等作为有机氮源。38.呼吸作用与发酵作用的根本区别在于电子的最终受体不同。39.乳酸菌进行同型乳酸发酵时通过EMP途径，产物为乳酸，肠膜明串珠菌进行异型乳酸发酵时通过HMP途径，产物为乳酸、乙醇和二氧化碳。40.操纵子是由结构基因，操纵基因，启动子组成。六、简答题1.简述菌种保藏的基本原理及措施答：菌种保藏的基本原理主要是根据菌种的生理生化特点，人工地创造条件，使菌种的代谢活动处于不活泼状态，同时，使菌种避免污染、死亡和变异。保藏菌种时首先要挑选优良纯种，最好是它们的休眠体（孢子、芽胞等）；其次，要创造一个有利于休眠的环境条件，如低温、干燥、缺氧和缺乏营养物质等，即可以达到降低其代谢活动，延长保存期的目的。2.简述温度对发酵的影响答：温度对发酵的影响是多方面的，对菌体生长和代谢产物形成的影响是由各种因素综合表现的结果。1)温度升高，酶促反应速度加大，生长代谢加快，产物生成提前。但温度愈高酶失活愈快，菌体易于衰老影响产物生成。2)温度通过影响发酵液中溶解氧从而影响发酵。3)温度能影响生物合成方向。4)温度能影响微生物酶系的组成及酶的特性。5)同一种生产菌，菌体生长和积累代谢产物的最适温度往往不同。3.简述大规模发酵生产对菌种选择的要求答：发酵生产对菌种选择的要求包括：1)能在易得、价廉的原料制成的培养基上迅速生长，且代谢产物产量高。目标产物最好能分泌到胞外，以降低产物抑制并利于产物分离。2)发酵条件粗放、易于控制，且所需的酶活性高。3)菌种生长和发酵速度较快，发酵周期短。发酵周期短的优点在于感染杂菌的机会减少；提高设备的利用率。4)根据代谢控制的要求，选择单产高的营养缺陷型突变菌株或调节突变菌株或野生菌株。5)抗杂菌、抗噬菌体能力强。6)菌种纯粹，遗传性状稳定，以保证发酵生产和产品质量的稳定性。菌种退化，生产性能下降是生产中常碰到的问题。7)菌体不是病源菌，不产生任何有害的生物活性物质和毒素（包括抗生素、激素和毒素等），以保证安全。4.简述发酵热产生的原因.答：微生物分解有机物释放的能量，一部分用于合成ATP，另一部分散发到培养基中时，会引起发酵温度升高（生物热）；机械搅拌也会产生一部分热量引起温度升高（搅拌热）。此外，发酵罐壁散热(辐射热)、水分蒸发（蒸发热）会带走部分热量，使发酵温度降低 5.简述发酵过程进行中间补料的原则.答：菌体生长代谢需要一个合适的浓度，过高的浓度对菌体生长有抑制作用，过低，不能满足产物合成的需要。中间补料的原则是使生产菌在分泌期有足够多而不过多的养料，使代谢活动朝着有利于合成产物的方向发展。6.简述发酵生产中如何调节pH值答：在实际发酵生产中，调节pH值的方法应根据具体情况加以选用。1)调节培养基的初始pH值。初始pH值是指发酵液配制完毕后、灭菌前的pH值(注意：灭菌前与灭菌后pH值有所不同)。或加入缓冲剂（如磷酸盐）制成缓冲能力强、pH值改变不大的培养基。2)在发酵过程中加弱酸或弱碱进行pH值的调节，合理地控制发酵条件，如添加CaCO3。或调节通气量来控制pH值。3)进行中间补料是调节pH值较好的办法，既调节培养液的pH值，又可补充营养，如氨水、尿素流加法等。通过补料调节pH值来提高发酵产率已在酶制剂发酵和抗生素发酵生产上取得明显的效果。7.简述发酵工业经历的几个不同阶段答：发酵工业经历了以下几个不同阶段：1)自然（天然）发酵时期2)纯培养技术的建立3)通气搅拌（好气性）发酵（工程）技术的建立4)人工诱变育种与代谢控制发酵工程技术的建立5)开拓新型发酵原料时期6)与基因操作技术相结合的现代发酵工程技术阶段8.简述反馈阻遏和反馈抑制答：在微生物合成代谢过程中，反馈阻遏和反馈抑制往往共同对代谢起着调节作用，它们通过对酶的合成和酶的活性进行调节，使细胞内各种代谢物浓度保持在适当的水平。反馈阻遏是转录水平的调节，产生效应慢，反馈抑制是酶活性水平调节，产生效应快。此外，前者的作用往往会影响催化一系列反应的多个酶，而后者往往只对是一系列反应中的第一个酶起作用。9.简述谷氨酸的生物合成途径答：大致是：葡萄糖经糖酵解（EMP途径）和己糖磷酸支路（HMP途径）生成丙酮酸，再氧化成乙酰辅酶A（乙酰COA），然后进入三羧酸循环，生成α－酮戊二酸。α－酮戊二酸在谷氨酸脱氢酶的催化及有NH+4存在的条件下，生成谷氨酸。10.简述发酵工业对微生物菌种的要求答：发酵工业对微生物菌种的要求是：1)能在易得、价廉的原料制成的培养基上迅速生长，且代谢产物产量高。目标产物最好能分泌到胞外，以降低产物抑制并利于产物分离。2)发酵条件粗放、易于控制，且所需的酶活性高。3)菌种生长和发酵速度较快，发酵周期短。发酵周期短的优点在于感染杂菌的机会减少；提高设备的利用率。4)根据代谢控制的要求，选择单产高的营养缺陷型突变菌株或调节突变菌株或野生菌株。5)抗杂菌、抗噬菌体能力强。6)菌种纯粹，遗传性状稳定（不易变异退化），以保证发酵生产和产品质量的稳定性。菌种退化，生产性能下降是生产中常碰到的问题。7)菌体不是病源菌，不产生任何有害的生物活性物质和毒素，以保证安全。11.简述代谢网络假说的要点答：代谢网络假说的要点包括：1)代谢途径（中心、注入、发散）交织形成网络；2)分解代谢和合成代谢具有单向性；3)ATP是通用的能量载体；4)NAD(P)H以还原当量形式携带能量。12.简述发酵醪的一般特征答：发酵醪的一般特征是：1)发酵醪大部分是水；2)发酵醪中发酵产物浓度较低；3)发酵醪中的悬浮固体物主要含有菌体和蛋白质胶状物；4)培养基残留成分中含有无机盐类、非蛋白质大分子杂质及其降解产物；5)除发酵产物外，伴有一些代谢副产物；6)发酵醪中含有色素、热原质、毒性物质等有机杂质。13.简述生物传感器的工作原理答：生物传感器的工作原理：将酶、细胞，甚至细胞器、组织或抗体固定于透性膜上构成生物敏感膜。待测物质经扩散作用进入生物膜层，经分子识别，发生特异性的生化反应，产生的信号继而被相应的化学或物理换能器转换成可定量、可处理的电信号，再经放大输出，就可从仪表上读取待测物的浓度。14.简述泡沫给发酵造成的影响 答：泡沫给发酵造成的影响包括：1)泡沫过多，升到罐顶从轴封渗出，易造成染菌；2)使发酵罐装填系数减少，降低了设备利用率；3)影响通风搅拌正常进行，影响氧的传递，妨碍菌的呼吸；4)增加菌群的非均一性，微生物随泡沫漂浮；5)造成产物的损失；6)加入消泡剂给下游提取工序带来困难。15.简述实验室用压力锅进行培养基灭菌时的注意事项答：压力锅是实验室进行培养基灭菌最常用的设备，使用时应注意以下几点：6)实验室常采用1公斤/厘米2（约15磅/?英寸2）的蒸汽压（蒸汽温度约121℃）处理15～30分钟，?即可杀死各种微生物及其芽孢。7)在使用高压灭菌锅时，必须将灭菌锅内的冷空气完全赶光，否则压力表所表示的压力是水蒸汽压力和空气压力的总和，不是水蒸汽的实际压力，它所相当的温度与灭菌锅内的温度是不一致的。8)灭菌完毕应缓慢减压（放汽），若急速减压，则容器内装的液体必然会突然沸腾，将试管或三角瓶棉塞顶出或弄温，造成污染。应在压力下降至零后再打开灭菌锅的盖子，否则蒸汽外溢会烫伤人16.简述包埋法制备固定化酶（细胞）的方法及特点答：包埋法是将酶或细胞包埋在凝胶的微小空格内或埋于半透膜的微型胶囊内。该法操作简单，又不会明显影响生物活性，是比较理想的方法，目前应用最多。但其包埋材料(即载体)会一定程度地阻碍底物和氧的扩散，影响催化效果。17.简述氧化塘生物处理法的原理答：氧化塘法处理废水中污染物，主要是由于好氧性微生物的代谢活动而氧化降解，氧化有机物所需的溶解氧，由塘内藻类的光合作用以及塘面的复氧作用提供。氧化塘内发生光合作用和共生作用，即好氧微生物利用藻类光合作用所生成的氧，对BOD物质进行分解，另一方面，藻类又利用在这一氧化分解过程中所产生的CO2进行光合作用。藻类和微生物在氧和CO2的互相接收状态下共生，也就在此过程中，有机性污水得到净化。18.举例说明生物化学意义上的“发酵”和工业意义上的“发酵”概念的异同。答：生物化学意义上的“发酵”，指微生物在无氧条件下分解各种有机物质产生能量的一种方式。如葡萄糖在无氧条件下被微生物利用产生酒精并放出二氧化碳，同时获得能量；丙酮酸被还原为乳酸而获得能量等。而工业意义上的“发酵”，它泛指利用微生物制造成生产某些产品的过程。它包括厌氧培养的生产过程，如酒精、乳酸、丙酮丁醇等，以及通气（有氧）培养的生产过程，如抗生素、氨基酸、酶制剂等的生产。产品既有微生物细胞代谢产物，也包括菌体细胞（如单细胞蛋白SCP）、酶等。19.简述选择和配制发酵培养基应遵循哪些基本原则答：选择和配制发酵培养基时应遵循以下几项基本原则：1)必须提供合成微生物细胞和发酵产物的基本成份；2)所用的单位营养物质能产生最大量的微生物体或发酵产物；③能形成最大浓度的微生物体或产物；3)能形成最大产物生成率，从而缩短发酵周期；4)尽量减少副产物的形成，便于产物的他离纯化；5)对生产中除发酵以外的其他方面如通气、搅拌、精制、废弃物的处理等所带来的困难最少；6)原料价格低廉、质量稳定、取材容易。20.简述固定化酶的特点答：固定化酶的特点有：1)固相的酶作用于液相的底物；2)仍具有酶的高度专一性、催化效率高及作用条件温和等特点；3)较水溶性酶稳定、使用寿命长；4)易用过滤或离心的方法与反应液分离，可以反复使用多次；5)可装成酶柱，实现生产管道化、连续化及自动化；6)不污染反应液，产物的分离提纯简单，收率高。缺点：固定化过程中往往会引起酶的七、论述题1.分析影响谷氨酸发酵产量的因素及其调控机制答：在谷氨酸发酵过程中，影响菌种代谢途径的因素有氧、温度、pH和磷酸盐等，并且谷氨酸产生菌需要生长因子──生物素。当生物素缺乏时，菌种生长十分缓慢；当生物素过量时，则转为乳酸发酵。因此，一般将生物素控制在亚适量条件下，才能得到高产量的谷氨酸。 在谷氨酸发酵中，如果能够改变细胞膜的通透性，使谷氨酸不断地排到细胞外面，就会大量生成谷氨酸。研究表明，影响细胞膜通透性的主要因素是细胞膜中的磷脂含量。因此，对谷氨酸产生菌的选育，往往从控制磷脂的合成或使细胞膜受损伤入手，如生物素缺陷型菌种的选育。生物素是不饱和脂肪酸合成过程中所需的乙酰CoA的辅酶。生物素缺陷型菌种因不能合成生物素，从而抑制了不饱和脂肪酸的合成。而不饱和脂肪酸是磷脂的组成成分之一。因此，磷脂的合成量也相应减少，这就会导致细胞膜结构不完整，提高细胞膜对谷氨酸的通透性。在发酵过程中，氧、温度、pH和磷酸盐等的调节和控制如下：①氧。谷氨酸产生菌是好氧菌，通风和搅拌不仅会影响菌种对氮源和碳源的利用率，而且会影响发酵周期和谷氨酸的合成量。尤其是在发酵后期，加大通气量有利于谷氨酸的合成。②温度。菌种生长的最适温度为30～32℃。当菌体生长到稳定期，适当提高温度有利于产酸，因此，在发酵后期，可将温度提高到34～37℃。③pH。谷氨酸产生菌发酵的最适pH在7.0～8.0。但在发酵过程中，随着营养物质的利用，代谢产物的积累，培养液的pH会不断变化。如随着氮源的利用，放出氨，pH会上升；当糖被利用生成有机酸时，pH会下降。④磷酸盐。它是谷氨酸发酵过程中必需的，但浓度不能过高，否则会转向缬氨酸发酵。2.分析发酵生产中杂菌污染的途径以及一旦发现染菌应采取的挽救措施答：发酵生产中杂菌污染途径包括以下几个方面：1)种子带菌。原因主要有：培养基及用具灭菌不彻底；菌种在移接过程中受污染；菌种在培养或保藏过程中受污染等。2)无菌空气带菌。杜绝无菌空气带菌，必须从空气净化流程和设备的设计、过滤介质的选用和装填、过滤介质的灭菌和管理等方面完善空气净化系统。3)培养基和设备灭菌不彻底导致染菌。原因主要有：原料性状影响灭菌效果；实罐灭菌时未能充分排出罐内空气；培养基连续灭菌时，蒸汽压力波动大，培养基未达到灭菌温度，导致灭菌不彻底而污染；设备、管道存在“死角”。4)设备渗漏引起染菌。发酵设备、管道、阀门、的长期使用，由于腐蚀、磨擦和振动等原因，往往造成渗漏。5)操作失误和技术管理不善也会引起染菌。如移种时或发酵过程罐内压力跌零，使外界空气进入而染菌；泡沫顶盖而造成污染；压缩空气压力突然下降，使发酵液倒流入空气过滤器而造成污染等等。发酵生产中一旦发现污染杂菌，应考虑采取以下措施：1)首先应尽力寻找染菌的原因和途径，杜绝后患。2)同时，对染菌的发酵液要根据具体情况做出处理。例如：发现种子染菌，应立即加热灭菌后废弃，绝对不能将染菌种子接入发酵罐，以免造成更大损失，如果是发现早期染菌，则可采取适当补充营养物，重新灭菌，再接种发酵；如果在发酵中后期染菌，而杂菌又不影响生产菌株的正常发酵或不妨碍产品的分离、提纯，则可让其“共生共长”、“和平共处”至发酵终了，否则就应提前放罐。(3分)3)染菌后的挽救措施要根据不同生产菌株的特点、产品性质以及各工厂的具体情况，采取可行办法。3.分析影响谷氨酸发酵产量的因素及其调控机制答：在谷氨酸发酵过程中，影响菌种代谢途径的因素有氧、温度、pH和磷酸盐等，并且谷氨酸产生菌需要生长因子──生物素。当生物素缺乏时，菌种生长十分缓慢；当生物素过量时，则转为乳酸发酵。因此，一般将生物素控制在亚适量条件下，才能得到高产量的谷氨酸。在谷氨酸发酵中，如果能够改变细胞膜的通透性，使谷氨酸不断地排到细胞外面，就会大量生成谷氨酸。研究表明，影响细胞膜通透性的主要因素是细胞膜中的磷脂含量。因此，对谷氨酸产生菌的选育，往往从控制磷脂的合成或使细胞膜受损伤入手，如生物素缺陷型菌种的选育。生物素是不饱和脂肪酸合成过程中所需的乙酰CoA的辅酶。生物素缺陷型菌种因不能合成生物素，从而抑制了不饱和脂肪酸的合成。而不饱和脂肪酸是磷脂的组成成分之一。因此，磷脂的合成量也相应减少，这就会导致细胞膜结构不完整，提高细胞膜对谷氨酸的通透性。在发酵过程中，氧、温度、pH和磷酸盐等的调节和控制如下：①氧。谷氨酸产生菌是好氧菌，通风和搅拌不仅会影响菌种对氮源和碳源的利用率，而且会影响发酵周期和谷氨酸的合成量。尤其是在发酵后期，加大通气量有利于谷氨酸的合成。②温度。菌种生长的最适温度为30～32℃。当菌体生长到稳定期，适当提高温度有利于产酸，因此，在发酵后期，可将温度提高到34～37℃。③pH。谷氨酸产生菌发酵的最适pH在7.0～8.0。但在发酵过程中，随着营养物质的利用，代谢产物的积累，培养液的pH会不断变化。如随着氮源的利用，放出氨，pH会上升；当糖被利用生成有机酸时，pH会下降。④磷酸盐。它是谷氨酸发酵过程中必需的，但浓度不能过高，否则会转向缬氨酸发酵。4.分析菌种扩大培养过程中影响种子质量的主要因素答：菌种扩大培养的关键就是搞好种子罐的扩大培养，影响种子罐培养的主要因素包括营养条件、培养条件、染菌的控制、种子罐的级数和接种量控制等等。 1)培养基：对于某一菌种和具体设备条件来说，最适宜的培养基成分配比完全应该进行多因素的优选，通过对比试验去确定，从而最大地发挥菌种的特性，提高产量。2)种龄与接种量：种子罐中培养的菌种开始移入下一级种子罐或发酵罐的培养时间称为种龄。通常以菌体处于生长旺盛期（对数生长期）为合适。移入的种子液体积与接种后培养液体积的比例即为接种量。接种量取决于菌种在发酵罐中生长繁殖速度，接种量的大小直接影响发酵周期。3)温度：温度直接影响微生物生长和合成酶。4)pH值：由于环境中pH值不同，微生物原生质膜（具有胶体性质）所带的电荷也不同，从而影响微生物对营养物质的吸收、酶的合成及其活性、代谢途径和细胞膜的通透性的变化。各种微生物都有自己生长与合成酶的最适pH值。在种子扩培过程中。控制pH值，不但可以保证微生物种子的很好生长，而且可以防止杂菌污染。5)通气和搅拌：通气可以供给大量的氧，而搅拌则能使通气的效果更好。6)泡沫：泡沫的持久存在影响微生物对氧的吸收，妨碍二氧化碳的排出；影响设备的利用率；易招致染菌。7)染菌的控制：必须加强接种室的消毒管理工作，定期检查消毒效果，严格无菌操作技术。8)种子罐级数：制备种子需逐级扩大培养的次数。种子罐级数一般根据菌种生长特性，孢子发芽及菌体繁殖速度以及采用发酵罐体积而定。5.以谷氨酸发酵生产为例，分析在发酵过程中如何保证菌种生长和代谢的正常进行。答：首先，培养基中的营养物质应全面，缺乏营养物质，会影响菌种的生长繁殖及正常的代谢活动。如生物素是谷氨酸棒状杆菌的生长因子，缺乏生物素，谷氨酸的合成就会受到影响。其次，各种营养物质的比例和浓度会影响菌种的代谢途径等。如在碳源和氮源的比为3∶1时，谷氨酸棒状杆菌会大量合成谷氨酸，但当碳源和氮源的比为4∶1时，谷氨酸棒状杆菌只生长而不合成谷氨酸。第三，进行发酵过程中间控制，如温度、pH值、溶解氧等。当pH下降，呈酸性时，谷氨酸棒状杆菌就会生成乙酰谷氨酰胺。在发酵过程中，培养液的pH发生变化的主要原因是培养基中营养成分的利用和代谢产物的积累。如当谷氨酸棒状杆菌利用糖类物质不断生成谷氨酸时，培养液的pH就会下降。而碱性物质的消耗和氨的生成等则会导致培养液的pH上升。调节和控制培养液pH的方法有：在培养基中添加缓冲液，在发酵过程中加酸或碱。第四，染菌的控制。在种子扩大培养和发酵过程中，要严格控制杂菌的污染，通入的空气要进行严格的过滤除菌。6.论述影响种子质量的主要因素答：菌种扩大培养的关键就是搞好种子罐的扩大培养，影响种子罐培养的主要因素包括营养条件、培养条件、染菌的控制、种子罐的级数和接种量控制等等。1)培养基：主要是碳源、氮源、无机盐、生长素和水等。对于某一菌种和具体设备条件来说，最适宜的培养基成分配比完全应该进行多因素的优选，通过对比试验去确定，从而最大地发挥菌种的特性，提高产量。2)种龄与接种量：种子罐中培养的菌种开始移入下一级种子罐或发酵罐的培养时间称为种龄。通常以菌体处于生长旺盛期（对数生长期）为合适。移入的种子液体积与接种后培养液体积的比例即为接种量。接种量取决于菌种在发酵罐中生长繁殖速度，接种量的大小直接影响发酵周期，应依据具体的发酵类型和工艺条件而定。一般地，细菌0.5～1%，酵母菌10～15%。3)温度：温度直接影响微生物生长，在影响微生物生长繁殖的各种物理因素中，温度起着最重要的作用。温度直接影响酶反应，从而影响着生物体的生命活动。微生物的生长和产物的合成都是在各种酶催化下进行的，温度是保证酶活性的重要条件，是种子扩培正常进行的重要保证。4)pH值：由于环境中pH值不同，微生物原生质膜（具有胶体性质）所带的电荷也不同，从而影响微生物对营养物质的吸收、酶的合成及其活性、代谢途径和细胞膜的通透性的变化。各种微生物都有自己生长与合成酶的最适pH值。在种子扩培过程中，控制pH值，不但可以保证微生物种子的很好生长，而且可以防止杂菌污染。5) 通气和搅拌：溶解氧参与菌体呼吸作用。通气可以供给大量的氧，通气量的多少以溶解氧的多少来衡定（溶解氧浓度应不低于临界溶氧浓度）。而搅拌则能促进氧的溶解与营养物质及代谢产物的分散，使通气的效果更好。通气过程中，影响溶解氧的因素：菌种（丝状影响最大）、培养基性质、培养阶段、发酵罐的结构等。6)泡沫：泡沫的持久存在影响微生物对氧的吸收，妨碍二氧化碳的排出；影响设备的利用率（有效容积减少）；造成跑料，易招致染菌。7)染菌的控制：染菌原因：设备、管道、阀门漏损、发酵罐结构“死角”、灭菌不彻底、空气净化不好、无菌操作不严、菌种不纯。必须加强接种室的消毒管理工作，定期检查消毒效果，严格无菌操作技术。8)种子罐级数：制备种子需逐级扩大培养的次数。种子罐级数越少，越有利于简化工艺，便于控制，减少染菌。种子罐级数一般根据菌种生长特性，孢子发芽及菌体繁殖速度以及采用发酵罐体积而定。7.论述溶解氧控制的意义.答：在发酵过程中，控制溶解氧浓度具有重要意义，表现在以下方面：1)在发酵过程中，微生物只能利用溶解状态下的氧。2)氧是难溶气体，在25℃、100MPa下，氧在纯水中的溶解度为0.25mmol/L，在发酵液中的溶解度为0.2mmol/L；在谷氨酸发酵的操作条件下，发酵液中氧的饱和浓度约为0.313mmol/L,这样的溶氧浓度菌的正常呼吸只能维持20～30s。由于微生物不断消耗发酵液中的氧，而氧的溶解度很低，就必须采用强化供氧。3)氧的溶解度随着温度的升高而下降，随着培养液固形物的增多、或粘度的增加而下降。4)对于好气性发酵来说，氧传递速率已成为发酵产量和发酵周期的限制因素。同时，氧的供应不足可能引起生产菌种的不可弥补的损失或导致细胞代谢转向不需要的化合物的生成。5)发酵工业上氧的利用率很低。如抗生素发酵，被微生物利用的氧不超过经过净化处理的无菌空气中含氧量的2%；在谷氨酸发酵方面氧的利用率为10%～30%。6)提高供氧效率，就能大大降低空气消耗量，从而降低设备费、减少动力消耗；且减少染菌机会，减少泡沫形成，提高设备利用率。