自考06708发酵工程与设备考试大纲（2026年版）
湖南 省高 等教 育自 学考 试课 程考 试大 纲发酵工程与设备 （课程代码：06708） 湖南省教育考试院组编 2025 年 6 月高等教育自学考试课程考试大纲课程名称：发酵工程与设备课程代码：06708
第一部分课程性质与目标
一、课程性质与特点
发酵工程与设备是高等教育自学考试生物工程专业的选考课。通过本课程的学习，考生将系统掌握发酵工程的基本原理、工艺流程及过程控制技术，深入理解发酵设备的结构原理、设计原则与操作方法，培养其在生物产业领域中分析问题、解决问题的综合能力，使其具备在生物相关企业、工厂等生产一线从事高新技术产品研发、生产管理及市场经营的高级应用型人才素质。
二、课程目标与基本
要求通过本课程的学习，要求考生掌握发酵工程与设备的基本概念和基本原理，掌握发酵工程主要工艺技术、发酵设备和关键操作要点，并运用所学知识进行发酵过程优化和创新。基本要求：考生应建立发酵产品生产过程的整体理念，理解该课程在专业学习中的重要地位，掌握发酵、发酵工程、发酵工业发展历史，熟悉发酵工业范畴和产品生产流程，了解发酵工业的发展现状和未来发展趋势。
三、与本专业其他课程的关系
本课程的先修课程为：物理化学（生物工程），微生物遗传与育种，生化工程。
本课程是微生物遗传与育种、生化工程在生物工程领域的延伸与运用。
第二部分考核内容与考核目标
第一章 绪论
通过本章的学习，掌握发酵工程概念、发酵过程类别和基本发酵过程，了解发酵工业发展史。本章的难点内容为：发酵工程概念、发酵过程类别和基本发酵过程。
（一）发酵工程概念、发酵过程的范围（重点）
理解：1．发酵、发酵工程概念，发酵过程的类别（微生物发酵产品类型）
2．初级代谢产物和次级代谢产物的概念和相互关系应用：微生物发酵产品的应用范畴（二）发酵工业的发展史（次重点）
理解：国外和我国发酵工业的发展阶段，每个发展阶段的代表人物或事件应用：1．我国发酵工业的发展现状
2．目前与国外的差距（三）发酵过程的组成部分（重点）
理解：发酵工程生产过程应用：典型发酵产品的基本生产流程
第二章 发酵工程的菌种及其扩大培养
通过本章的学习，掌握发酵工程菌种筛选方法、育种技术、保藏方法和扩大培养过程技术。本章的难点内容为：发酵工程菌种的筛选、选育和保藏。
（一）发酵工程菌种的分离和筛选（重点）识记：发酵工程菌种的筛选流程理解：1．利用目标特性的菌种分离方法
2．不能利用目标特性的菌种分离方法应用：1．常用的工业微生物种类
2．发酵工程菌种筛选技术（二）发酵工程菌株的选育及改造（重点）
理解：发酵工程育种手段应用：发酵工程菌种的选育及改造（三）代谢调控理论在发酵工程菌种选育中的应用（重点）
理解：代谢调节突变株的选育方法和原理应用：1．微生物初级代谢的反馈调节手段
2．营养缺陷型突变株的选育（四）发酵工程菌种的保藏（次重点）识记：菌种的退化及防止理解：菌种保藏的原理，常用的菌种保藏方法应用：菌种保藏方法的选择（五）发酵工程菌种的扩大培养（重点）
理解：种子质量的检查与判断，影响种子质量的主要因素应用：实验室和生产上菌种扩大培养的程序
第三章工业发酵培养基掌握工业发酵培养基的组成成分、发酵培养基的设计及优化，了解常见的培养基类型。本章的难点内容为培养基的组成成分。
（一）培养基的组成成分（重点）
理解：1．构成培养基的组成成分，每种成分的特点及其作用
2．工业上常用的碳源、氮源（无机和有机氮源）种类应用：1．培养基碳源的选择
2．培养基无机氮源的选择
3．培养基有机氮源的选择（二）种子培养基（重点）
理解：液体种子培养基和产孢培养基特点应用：种子培养基和产孢培养基的设计（三）发酵培养基的设计和优化（次重点）
理解：培养基的配比
应用：培养基的优化方法（四）动物细胞培养基（一般）
理解：动物细胞培养基的特点和组成
第四章 灭菌
掌握发酵工程培养基灭菌和空气过滤除菌的原理和工艺，了解发酵培养基和发酵罐废气的过滤除菌。本章的难点内容为：灭菌方法的选择、培养基灭菌以及空气过滤除菌。
（一）灭菌方法的选择、培养基灭菌（重点）
理解：1．发酵生产过程中灭菌方法的选择，培养基灭菌方式的分类
2．培养基灭菌的对数残留定律
3．培养基高温短时灭菌技术的原理
4．分批灭菌和连续灭菌工艺应用：培养基灭菌工艺的选择（二）发酵培养基的过滤除菌（次重点）
理解：过滤除菌机理
应用：培养基的过滤除菌（三）空气过滤除菌（重点）
理解：1．空气过滤除菌方法
2．单根纤维过滤除菌的机理
3．深层过滤的对数穿透定律
4．空气过滤除菌流程及其组成设备应用：空气过滤器计算设计（四）发酵罐废气的过滤除菌（一般）识记：发酵罐废气的过滤除菌流程
第五章 发酵动力学
掌握分批培养与发酵、连续培养与发酵、补料分批培养与发酵的概念、特点和应用，了解其微生物生长和产物生成动力学。本章的难点内容为分批培养与发酵动力学。
（一）发酵动力学概论（次重点）识记：发酵动力学主要参数中的菌体细胞生长速率、比生长速率、底物消耗速率、比消耗速率、产物生成速率、比生成速率的概念理解：1．发酵动力学的研究内容
2．研究发酵动力学的目的意义（二）分批培养与发酵动力学（重点）识记：分批培养与发酵的概念及特点，得率与生产率的概念理解：1．分批培养与发酵微生物生长的阶段及各个阶段的特点
2． Monod 方程及 Ks 的意义
3．分批培养与发酵产物生成动力学的类型及每种类型的特点应用：菌体细胞的比生长速率和倍增时间的计算（三）连续培养与发酵动力学（次重点）识记：连续培养与发酵的概念及特点理解：连续培养与发酵微生物生长动力学应用：连续培养与发酵的应用范畴（四）补料分批培养与发酵动力学（次重点）识记：补料分批培养与发酵的概念及特点理解：补料分批培养与发酵动力学应用：补料分批培养与发酵的应用范畴
第六章 发酵罐设计
掌握机械搅拌发酵罐的结构和设计，了解其他类型发酵罐的特点和应用。本章的难点内容为：机械搅拌发酵罐的结构及每个结构的特点。
（一）发酵罐和通风发酵罐概念、机械搅拌发酵罐（重点）识记：发酵罐、通风发酵罐、机械搅拌发酵罐的概念，机械搅拌发酵罐设计的基本要求理解：机械搅拌发酵罐的结构及每个结构的特点应用：机械搅拌发酵罐设计
（二）其他类型的液体通风发酵罐（次重点）识记：气升式发酵罐、自吸式发酵罐、伍氏发酵罐的特点和基本结构
（三）动植物细胞培养反应器（一般）识记：动植物细胞培养反应器类型与特点
第七章 通风与搅拌
掌握发酵罐搅拌器轴功率的计算和设计，掌握发酵过程氧的传递机理和影响 kLa 值的因素，了解发酵罐的比拟放大方法。本章的难点内容为：kLa 的概念、传氧速率方程式以及发酵罐中影响 kLa 值的因素。
（一）搅拌器轴功率的计算（次重点）
理解：1．搅拌器轴功率的概念
2．搅拌器轴功率与操作变数之间的关系应用：搅拌器轴功率设计计算（二）通风（重点）识记：临界溶氧浓度的概念理解：1．氧传递的步骤和阻力
2． kLa 的概念及传氧速率方程式
3． kLa 的测定方法
4．发酵罐中影响 kLa 值的因素应用：提高发酵溶氧的措施（三）比拟放大和比拟缩小（一般）识记：1．机械搅拌发酵罐通风和搅拌的比拟放大方法
2．比拟缩小概念
第八章 发酵过程的监测与控制掌握发酵过程中温度、
pH、溶解氧、二氧化碳、泡沫、染菌的控制策略，了解发酵过程的自动化控制系统。本章的难点内容为环境条件对发酵的影响和控制。
（一）发酵过程的主要控制参数及其监测方法（次重点）识记：发酵过程的常见物理参数、化学参数和生物参数（二）环境条件对发酵的影响和控制（重点）
理解：温度、pH、溶解氧、二氧化碳、泡沫对发酵的影响及控制，发酵过程染菌的原因与防治应用：分析发酵过程污染的原因（三）发酵过程控制系统（一般）
理解：发酵过程控制系统及计算机的应用
第九章发酵工业物料的预处理与输送掌握发酵工业物料的预处理及输送设备，了解发酵工业物料预处理及输送设备工作原理。本章的难点内容为：固体物料的机械输送、气流输送以及液体物料输送设备。
（一）固体物料的预处理（次重点）识记：发酵工业固体物料的除杂、筛选和粉碎的主要设备特点和原理
（二）固体物料的机械输送（重点）识记：发酵工业固体物料机械输送设备类型理解：发酵工业固体物料机械输送的主要设备特点和原理
（三）固体物料的气流输送（重点）识记：固体物料气流输送设备流程及主要组成设备应用：气流输送系统的计算
（四）液体物料输送设备（重点）识记：发酵工业液体物料输送设备类型、特点和原理应用：发酵工业液体物料输送设备的选用
第十章发酵液预处理和液相非均一体系分离技术掌握发酵液预处理的目的、方法和非均一体系固液分离的主要设备，了解发酵液预处理及固液分离设备的工作原理。本章的难点内容为发酵工程下游过程和发酵液预处理。
（一）发酵工程下游过程、发酵液预处理（重点）识记：1．下游过程的概念及阶段
2．发酵液预处理的目的应用：发酵液预处理的方式（改变发酵液过滤特性的方法）
（二）沉降与回旋分离（重点）识记：沉降和回旋分离设备类型理解：沉降和回旋分离原理
（三）过滤速度的强化（重点）识记：过滤介质类型及其特性，过滤介质的选择理解：过滤速度强化的方法
（四）过滤设备（次重点）识记：过滤的主要设备类型、特点和原理应用：板框压滤机的操作
（五）离心分离设备（次重点）识记：离心分离的原理和主要设备类型理解：离心分离的主要设备特点和原理
第十一章沉淀、吸附和溶剂萃取掌握沉淀、吸附和萃取的基本原理和设备，了解这些分离方法的过程、特点和应用。本章的难点内容为沉淀法和溶剂萃取法。
（一）沉淀法（重点）识记：1．沉淀法的类型和基本概念
2．盐析分离原理
理解：1．等电点沉淀法的原理
2．有机溶剂沉淀法的原理（二）吸附法（次重点）识记：吸附的概念、类型，影响吸附的因素和常用的吸附剂种类应用：大孔吸附树脂的应用（三）溶剂萃取法（重点）识记：萃取法的分类理解：1．萃取法的原理
2．影响溶剂萃取的因素
第十二章离子交换分离掌握离子交换分离技术的基本原理、离子交换剂的类型及结构，了解离子交换分离技术的操作方法及应用。本章的难点内容为：离子交换剂的类型与结构、理化性能和离子交换操作方法。
（一）离子交换分离技术的基本原理（次重点）识记：离子交换分离技术的概念和原理
（二）离子交换剂的类型与结构（重点）识记：离子交换剂的类型和每一种类型的结构特点
（三）离子交换剂的理化性能（重点）识记：不同离子交换剂的理化性能
（四）离子交换操作方法（重点）
理解：离子交换分离的操作方法（五）离子交换分离技术的应用（重点）
应用：离子交换分离的应用类型
第十三章 膜分离技术
掌握膜分离技术的分类和基本原理，了解膜的分类及其组件、操作模式和应用。
本章的难点内容为：膜分离的操作模式、微滤和超滤。
（一）膜分离技术发展概况（重点）识记：膜分离技术的发展历程
（二）膜及其组件（次重点）识记：膜的特性、分类及特性参数，膜组件类型
（三）膜分离的操作模式（重点）识记：常规过滤和错流过滤的操作方法
（四）微滤（重点）识记：微滤的概念、分离范围和原理应用：微滤的应用范畴
（五）超滤（重点）识记：超滤的概念和超滤膜类型理解：超滤的原理，影响超滤的因素应用：超滤的应用范畴
（六）反渗透（重点）识记：1．反渗透的概念和分类
2．反渗透分离方法的选择应用：反渗透的应用范畴
第十四章 至第二十章
（不作考核要求）
第三部分
有关说明与实施要求
一、考核的能力层次表述
本大纲在考核目标中，按照“识记”“理解”“应用”三个能力层次规定其应达到的能力层次要求。各能力层次为递进等级关系，后者必须建立在前者的基础上， 其含义是：识记：能知道有关的名词、概念、知识的含义，并能正确认识和表述，是低层次的要求。
理解：在识记的基础上，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，是较高层次的要求。
应用：在理解的基础上，能运用基本概念、基本原理、基本方法联系学过的多个知识点分析和解决有关的理论问题和实际问题，是最高层次的要求。
二、教材
指定教材：《发酵工程与设备》，邱立友，中国农业出版社，
2007.08 版或
2016 年第 2 版
三、
自学方法指导
1．在开始阅读指定教材某一章之前，先翻阅大纲中有关这一章的考核知识点及对知识点的能力层次要求和考核目标，以便在阅读教材时做到心中有数，有的放矢。
2．阅读教材时，要逐段细读，逐句推敲，集中精力，吃透每一个知识点，对基本概念必须深刻理解，对基本理论必须彻底弄清，对基本方法必须牢固掌握。
3．在自学过程中，既要思考问题，也要做好阅读笔记，把教材中的基本概念、原理、方法等加以整理，这可从中加深对问题的认知、理解和记忆，以利于突出重点，并涵盖整个内容，可以不断提高自学能力。
4．完成书后作业和适当的辅导练习是理解、消化和巩固所学知识，培养分析问题、解决问题及提高能力的重要环节，在做练习之前，应认真阅读教材，按考核目标所要求的不同层次，掌握教材内容，在练习过程中对所学知识进行合理的回顾与发挥，注重理论联系实际和具体问题具体分析，解题时应注意培养逻辑性，针对问题围绕相关知识点进行层次（步骤）分明的论述或推导，明确各层次（步骤）间的逻辑关系。
四、对社会助学的要求
1．应熟知考试大纲对课程提出的总要求和各章的知识点。
2．应掌握各知识点要求达到的能力层次，并深刻理解对各知识点的考核目标。
3．辅导时，应以考试大纲为依据，指定的教材为基础，不要随意增删内容，以免与大纲脱节。
4．辅导时，应对学习方法进行指导，宜提倡“认真阅读教材，刻苦钻研教材，主动争取帮助，依靠自己学通”的方法。
5．辅导时，要注意突出重点，对考生提出的问题，不要有问即答，要积极启发引导。
6．注意对考生能力的培养，特别是自学能力的培养，要引导考生逐步学会独立学习，在自学过程中善于提出问题，分析问题，作出判断，解决问题。
7．要使考生了解试题的难易与能力层次高低两者不完全是一回事，在各个能力层次中会存在着不同难度的试题。
8．助学学时：本课程共 6 学分，建议总课时 108 学时，其中助学课时分配如下：
章次章节名称学时
第一章
绪论
第二章
发酵工程的菌种及其扩大培养
第三章
工业发酵培养基
第四章
灭菌
第五章
发酵动力学
第六章
发酵罐设计
第七章
通风与搅拌
第八章
发酵过程的监测与控制
第九章
发酵工业物料的预处理与输送
第十章
发酵液预处理和液相非均一体系分离技术
第十一章
沉淀、吸附和溶剂萃取
第十二章
离子交换分离
第十三章
膜分离技术
第十四章-第二十章
不作考核要求合计
五、关于命题考试的若干规定
1．本大纲各章所提到的内容和考核目标都是考试内容。试题覆盖到章，适当突出重点。
2．试卷中对不同能力层次的试题比例大致是：“识记”为 30%、“理解”为40%、“应用”为 30%。
3．试题难易程度应合理：容易、中等、难比例为 3:4:3。
4．每份试卷中，各类考核点所占比例约为：重点占 60%，次重点占 30%，一般占 10%。
5．试题类型一般分为：单项选择题、多项选择题、名词解释题、简答题、论述题。
6．考试采用闭卷笔试，考试时间 150 分钟，采用百分制评分，60 分合格。
六、题型示例（样题）
一、单项选择题
（本大题共 20 小题，每小题 1 分，共 20 分）在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其选出并将“答题卡”上的相应字母涂黑。错涂、多涂或未涂均无分。
1．在分批培养与发酵过程中，菌体生长与产物形成有紧密的联系，细胞合成的产物通常是分解代谢的直接产物，这种细胞生长与产物合成的类型属于 A．生长偶联型 B．部分生长偶联型 C．非生长偶联型 D．复合型
二、多项选择题
（本大题共 5 小题，每小题 2 分，共 10 分）在每小题列出的五个备选项中至少有两个是符合题目要求的，请将其选出并将 “答题卡”上的相应字母涂黑。错涂、多涂、少涂或未涂均无分。
21．发酵过程的特点有A．反应条件温和 B．周期短 C．不受气候、场地制约 D．多是利用生物质为原料 E．是自发进行的生物过程
三、名词解释题
（本大题共 5 小题，每小题 3 分，共 15 分）
26．微滤
四、简答题
（本大题共 5 小题，每小题 6 分，共 30 分）
31．简述常用的微生物菌种保藏方法有哪些？
五、论述题
（本大题共 2 小题，第 36 小题 12 分，第 37 小题 13 分，共 25 分）
36．试述微生物菌种的分离方法和育种手段。
