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2014年湖南师范大学071005微生物学考研大纲

  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

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