代謝控制發(fā)酵復(fù)習(xí)

1、試卷題型：1、 名詞解釋：8×42、 填空題：22×13、 簡答題：3×84、 綜合題：2×11第一章 緒論1、代謝控制發(fā)酵：就是利用遺傳學(xué)的方法或其他生物化學(xué)方法，人為地在脫氧核糖核酸（DNA）的分子水平上，改變和控制微生物的代謝，使有用目的產(chǎn)物大量生成、積累的發(fā)酵。P22、代謝控制發(fā)酵的關(guān)鍵：取決于微生物代謝控制機制是否能夠被解除，能否打破微生物正常的代謝調(diào)節(jié)，人為地控制微生物的代謝。P23、代謝工程的具體思路：P31、改變代謝流：（1）、加速速度限制反應(yīng)；（2）、改變分支代謝途徑的流向；（3）、構(gòu)建代謝旁路；（4）、改變能量代謝途徑。2、擴展代謝途

2、徑和構(gòu)建新的代謝途徑：（1）、引入外源基因，延伸代謝途徑；（2）、利用新的底物，構(gòu)建新的生物合成途徑。第二章 代謝控制發(fā)酵的基本思想1、微生物細(xì)胞的調(diào)節(jié)機制：P7-9（1）、通過控制基因的酶生物合成的控制機制：誘導(dǎo)促進酶的合成；阻遏抑制酶的合成，包括：1）終產(chǎn)物阻遏，2）分解代謝物阻遏。（2）、酶活性的控制機制：終產(chǎn)物抑制或激活，通過輔酶水平的活性調(diào)節(jié)，酶原的活化，潛在酶的活化。（3）、通過細(xì)胞滲透性的控制：（根據(jù)酶在代謝調(diào)節(jié)中作用不同分類）調(diào)節(jié)酶：變構(gòu)酶、同功酶、多功能酶。靜態(tài)酶潛在酶2、脫敏作用：變構(gòu)酶經(jīng)特定處理后，不喪失酶活性而失去對變構(gòu)效應(yīng)物的敏感性。注：處理方法：使變構(gòu)酶解聚，基因突

3、變。P153、反饋抑制的調(diào)節(jié)類型可以分為以下幾種：P18-21 圖略（1）、單功能途徑中酶活性的調(diào)節(jié)類型：前體激活，補償性激活。（2）、多功能途徑中酶活性的調(diào)節(jié)類型：協(xié)作反饋抑制或稱多價反饋抑制，合作反饋抑制，積累反饋抑制，順序反饋抑制，假反饋抑制：指結(jié)構(gòu)類似物的反饋抑制，同功酶4、分解代謝物阻遏：當(dāng)細(xì)胞具有一優(yōu)先利用的底物（通常是，但并不總是葡萄糖）時，很多其他分解反應(yīng)途徑受到阻遏。P27 (注：根據(jù)葡萄糖效應(yīng)理解)5、突破微生物的自我調(diào)節(jié)控制機制，使代謝產(chǎn)物大量積累的有效措施：P31（1）、應(yīng)用營養(yǎng)缺陷型菌株。（2）、選育抗反饋調(diào)節(jié)的突變株。（3）、選育細(xì)胞膜通透性突變株：使終產(chǎn)物在細(xì)胞內(nèi)

4、不能大量積累而引起反饋調(diào)節(jié)。（4）、利用營養(yǎng)缺陷型回復(fù)突變株或條件突變株的方法，解除終產(chǎn)物對關(guān)鍵酶的調(diào)節(jié)。（5）、應(yīng)用遺傳工程技術(shù)，創(chuàng)造理想的超微生物（構(gòu)建目的工程菌株）。（6）、發(fā)酵的環(huán)境條件的優(yōu)化。6、營養(yǎng)缺陷型：就是指原菌株由于發(fā)生基因突變，致使合成途徑中某一步驟發(fā)生缺陷，從而喪失了合成某些物質(zhì)的能力，必須在培養(yǎng)中外源補加該營養(yǎng)物質(zhì)才能生長的突變型菌株。P32 最典型例子：高絲氨酸營養(yǎng)缺陷型（Hom）或蘇氨酸營養(yǎng)缺陷型（Thr）菌株達到賴氨酸的積累。7、滲漏缺陷型：就是指遺傳性障礙不完全的缺陷型。（注：這種突變只是其中某一種酶的活性降低，而不是完全喪失。不能合成過量的最終產(chǎn)物，故不會造成

5、反饋抑制而影響中間代謝產(chǎn)物的積累。）P338、代謝控制發(fā)酵的基本思想：、切斷支路代謝：選育營養(yǎng)缺陷型突變株，選育滲漏缺陷突變株。、解除菌體自身的反饋調(diào)節(jié)：選育抗類似物突變株（代謝拮抗物抗性突變株）形成途徑：1）變構(gòu)酶結(jié)構(gòu)基因突變，2）調(diào)節(jié)基因突變。P35 酶活性的利用營養(yǎng)缺陷型回復(fù)突變株的應(yīng)用、增加前體物的合成、去除終產(chǎn)物、特殊調(diào)節(jié)機制的利用：多種產(chǎn)物控制機制的利用，平衡合成的利用，代謝互鎖的利用，優(yōu)先合成的變換。、條件突變株的應(yīng)用、選育不生成副產(chǎn)物的菌株、選育生產(chǎn)代謝拮抗物質(zhì)的菌株第三章 代謝控制發(fā)酵育種的基本技術(shù)1、誘變育種中的幾個問題：P61-65 出發(fā)菌株的選擇：出發(fā)菌株對誘變劑的效應(yīng)

6、，染色體組倍數(shù)對誘變劑的效應(yīng)。 細(xì)胞懸浮液的制備：同步培養(yǎng)，菌齡，細(xì)胞懸浮液濃度，細(xì)胞懸浮液的制備。 誘變劑的選擇及處理方法的選擇：誘變劑的選擇，誘變劑量的選擇，誘變劑處理方法的選擇。 中間培養(yǎng)2、營養(yǎng)缺陷型的濃縮的方法有： 青霉素法，D-環(huán)絲氨酸法，五氯酚法，亞硫酸法，制霉菌素法，2-脫氧葡萄糖法，過濾法，差別殺菌法注：為了達到淘汰野生型、濃縮缺陷型細(xì)胞的目的，不論應(yīng)用上述哪一種方法，均需對誘變處理后經(jīng)中間培養(yǎng)的培養(yǎng)物進行如下處理：饑餓培養(yǎng)，2倍氮源培養(yǎng)。3、營養(yǎng)缺陷型菌株的檢出方法：逐個檢出法，夾層培養(yǎng)法，限量補充法，影印接種法 p684、原生質(zhì)體融合育種的一般步驟：P77 標(biāo)記菌株的篩選

7、， 原生質(zhì)體的制備：影響因素：菌體的前處理，菌體的培養(yǎng)時間（一般選擇對數(shù)生長期的菌體），酶濃度，酶解溫度（一般控制在20-40），酶解時間，滲透壓穩(wěn)定劑。 原生質(zhì)體的再生， 原生質(zhì)體的融合， 融合子的選擇， 實用性菌株的篩選。5、轉(zhuǎn)導(dǎo)：轉(zhuǎn)導(dǎo)作用就是利用轉(zhuǎn)導(dǎo)噬菌體為媒介而將供體菌的部分DNA導(dǎo)入受體菌中，從而使受體菌獲得部分遺傳性狀的現(xiàn)象。其中必須具有3個組成部分，即供體，轉(zhuǎn)導(dǎo)噬菌體和受體。P886、轉(zhuǎn)化：轉(zhuǎn)化就是指相當(dāng)大的游離的供體細(xì)胞的DNA片段被直接吸收到受體細(xì)胞內(nèi)，并整合于受體細(xì)胞的基因組中，從而使受體細(xì)胞獲得供體細(xì)胞部分遺傳性狀的現(xiàn)象。包括3個步驟，即供體DNA的制備，受體細(xì)胞對DNA

8、的吸收及轉(zhuǎn)化子的選擇。P92第七章 糖代謝與控制1、D-核糖發(fā)酵的代謝控制育種：圖略（P248） 出發(fā)菌株的選擇， 轉(zhuǎn)酮酶缺陷突變株的分離：選育不利用D-葡萄糖酸或L-阿拉伯糖的突變株，選育莽草酸缺陷突變株，選育L-色氨酸缺陷、L-酪氨酸缺陷、L-苯丙氨酸缺陷、CoQ缺陷、維生素K缺陷或葉酸缺陷突變株。 其他標(biāo)記， 利用基因工程技術(shù)構(gòu)建核糖工程菌株， 發(fā)酵控制。2、-亞麻酸發(fā)酵的代謝控制育種思路：圖略P271-273 出發(fā)菌株的選擇， 切斷或減弱支路代謝， 解除反饋調(diào)節(jié)， 強化能量代謝， 增強前體物的合成， 選育6-脫氫酶活力強的突變株， 選育低溫生長突變株， 選育耐高糖的突變株。第九章 氨基

9、酸的代謝控制與發(fā)酵 1、賴氨酸發(fā)酵：圖略 P292 切斷或減弱支路代謝， 解除反饋調(diào)節(jié)， 解除代謝互鎖， 改善膜的通透性， 增加前體物的合成， 選育溫度敏感突變株， 選育脲酶回復(fù)突變株， 利用基因工程技術(shù)構(gòu)建賴氨酸工程菌株。2、色氨酸發(fā)酵： 切斷支路代謝， 解除自身反饋調(diào)節(jié)， 增加前體物， 切斷進一步代謝， 利用基因工程技術(shù)構(gòu)建色氨酸工程菌株， 其他標(biāo)記。第十章 核酸類物質(zhì)的代謝控制與發(fā)酵肌苷發(fā)酵的代謝控制育種：P366 出發(fā)菌株的選擇， 增加前體物質(zhì)， 切斷支路代謝：選育Ade菌株，選育Xan或Gu菌株，選育Thi或His菌株，選育核苷磷酸化酶弱的菌株。 解除菌體自身的反饋調(diào)節(jié)：選育抗腺嘌呤

10、及鳥嘌呤結(jié)構(gòu)類似物突變株，如8-氮腺嘌呤、8-氮鳥嘌呤等抗性突變株，選育抗腺嘌呤或黃嘌呤的突變株，選育抗磺胺類藥物突變株，如磺胺嘧啶、磺胺噠嗪抗性突變株。1. 什么是操縱子？主要包括那些基因？2. 什么是分解代謝物阻遏？其實質(zhì)是什么？3. cAMP是怎樣控制酶合成的水平呢？4. 葡萄糖是如何調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)cAMP水平呢？5. 什么是變構(gòu)酶？簡述別構(gòu)酶調(diào)節(jié)的機制。6. 什么是脫敏作用？7. 什么是共價調(diào)節(jié)酶？舉例說明共價調(diào)節(jié)酶對酶活性的調(diào)節(jié)。8. 反饋抑制（feedback inhibition）9. 反饋阻遏（feedback repression）10. 協(xié)同反饋抑制（concerted feedback inhibition）11. 積累反饋抑制（cumulation inhibition）12. 同工酶調(diào)節(jié)（isoenzyme inhibition）13. 平衡合成（balanced synthesis）14. 優(yōu)先合成（preferenced synthesis）15. 代謝互