《現(xiàn)代工業(yè)發(fā)酵調(diào)控學(xué)》試卷A及答案

1、10/10 現(xiàn)代工業(yè)發(fā)酵調(diào)控學(xué) 試卷（ A ） 適用專業(yè)試卷所需時(shí)間120分鐘試卷總分100分考試日期開卷/閉卷閉卷成 績一、名詞解釋（共5小題，每小題3分，共15分）1分化2維持能3. 反饋抑制4. 節(jié)點(diǎn)5. 誘導(dǎo)酶二、 判斷題（對的打“” ，錯(cuò)的打“” ）（1.510=15分）1丁二胺又稱腐胺，它可以調(diào)節(jié)細(xì)胞的滲透壓，保證細(xì)菌內(nèi)部的離子強(qiáng)度大致不變。（ ）2微生物的培養(yǎng)過程中維持溶氧越高越好。（ ）3菌在低于最適宜生長溫度的范圍內(nèi)比在高溫度范圍內(nèi)有更強(qiáng)的適應(yīng)力。（ ）4變構(gòu)調(diào)節(jié)的特征之一是：變構(gòu)酶的典型動(dòng)力學(xué)曲線是典型的雙曲線型。（ ）5乳糖是青霉素發(fā)酵的良好碳源，是因?yàn)樗鹬绑w的作用。

2、（ ）6同工酶是指在不同細(xì)胞中催化同一生化反應(yīng)，結(jié)構(gòu)稍有不同，可分別被相應(yīng)的末端產(chǎn)物抑制的一類酶。（ ）7次級代謝產(chǎn)物的合成不具有菌株特異性。 （ ）8在生物量形成的能量需求中，DNA的含量在很大程度上決定了細(xì)胞形成的ATP需求。（ ） 9A因子是鏈霉菌產(chǎn)生的一種生理代謝自調(diào)節(jié)物質(zhì)，能促進(jìn)鏈霉素的合成。（ ）10生長速率有可能是分解代謝產(chǎn)物阻遏的胞內(nèi)作用因子，而與營養(yǎng)限制的種類無關(guān)。（ ）三、填空題（120=20分）1在工業(yè)發(fā)酵中pH是生長和產(chǎn)物合成的重要狀態(tài)參數(shù)是因?yàn)閜H影響 ，從而影響膜的 。2Y=0.5（g/g）表示 。 3在發(fā)酵過程中所有養(yǎng)分均有最高的限制，超過此限制會(huì)使生長速率下降。

3、一般稱這種現(xiàn)象為 。 4微生物的代謝控制機(jī)制分為兩種主要類型： 的調(diào)節(jié)和 的調(diào)節(jié)。5酵母生產(chǎn)中由于葡萄糖濃度過高而在有氧條件下產(chǎn)生乙醇的現(xiàn)象，被稱為酵母的 效應(yīng)。 6抗生素的生物合成終止的原因是 ； ； 。7前體在抗生素生物合成中的作用是 和 。8、賴氨酸生產(chǎn)菌種（如谷氨酸棒桿菌）合成賴氨酸的途徑中只有單一的天冬氨酸激酶，這種酶是通過蘇氨酸加賴氨酸的 反饋抑制作用調(diào)節(jié)的。9鏈霉素是由 、鏈霉糖和N-甲基-L-氨基葡萄糖胺三部分組成。 10抗生素合成中脒基的供體一般是 。11從生物合成的角度由短鏈脂肪酸縮合而成的具有長碳鏈結(jié)構(gòu)的化合物，稱為聚酮類化合物（包括大環(huán)內(nèi)酯類、安莎類、聚醚類、蒽醌類等抗

4、生素和一些真菌毒素）。其中抗生素的典型代表有 、雷帕霉素、利福霉素、柔紅菌素等。12無機(jī)磷 初級代謝， 次級代謝。13芳香族氨基酸的合成途徑又稱為 ，此簇氨基酸合成途徑為麥角生物堿的合成提供前體 。四、簡答題（共5小題，每小題6分，共30分）1微生物生長停滯期的長短由哪些因素決定？如何縮短停滯期？2試述菌絲頂端生長的機(jī)制。3工業(yè)生產(chǎn)在培養(yǎng)基的選擇和添加方式上，是如何克服碳源、氮源的分解代謝物對抗生素生物合成的阻遏作用的？并請舉一生產(chǎn)實(shí)例說明。4簡述初級代謝和次級代謝之間的關(guān)系。5向發(fā)酵液中添加次級代謝物的前體不一定能促進(jìn)次級代謝產(chǎn)物的合成，其原因是什么？五、論述題（共2小題，每小題10分，共2

5、0分）1請結(jié)合微生物與工業(yè)發(fā)酵的關(guān)系論述為什么要研究微生物的生長分化規(guī)律和代謝調(diào)節(jié)機(jī)制？2現(xiàn)有某谷氨酸生產(chǎn)菌的谷氨酸發(fā)酵代謝途徑如下圖所示請從1.切斷或減弱支路代謝2.解除自身的反饋抑制3.增加前體物的合成4.提高細(xì)胞膜的滲透性四個(gè)方面來闡述此谷氨酸生產(chǎn)菌的具體育種思路。（提示：-酮戊二酸是合成谷氨酸的前體；-酮戊二酸積累會(huì)反饋抑制異檸檬酸合成酶的活性；谷氨酸積累會(huì)反饋抑制和阻遏谷氨酸合成酶的活性和合成。）現(xiàn)代工業(yè)發(fā)酵調(diào)控學(xué)試卷（A）答案一、名詞解釋（共5小題，每小題3分，共15分）1分化：在生物體的生命循環(huán)過程的特定階段，某些細(xì)胞類型在形式或功能方面發(fā)生改變的現(xiàn)象。微生物分化時(shí)往往形成次級代

6、謝產(chǎn)物。2維持能：分解代謝產(chǎn)生的用于非生長活動(dòng)的那部分能量。這些活動(dòng)包括大分子的周轉(zhuǎn)，無效循環(huán)，和維持細(xì)胞體內(nèi)的平衡。3反饋抑制：末端代謝產(chǎn)物抑制其合成途徑中參與前幾步反應(yīng)的酶的活性。4微生物代謝網(wǎng)絡(luò)中的途徑的交叉點(diǎn)（代謝流的集散處）叫做節(jié)點(diǎn)。5誘導(dǎo)酶：是細(xì)胞為適應(yīng)外來底物或底物結(jié)構(gòu)類似物而臨時(shí)合成的酶。如E.coli在含乳糖培養(yǎng)基上產(chǎn)生的-半乳糖苷酶和半乳糖苷滲透酶就是由乳糖存在而誘導(dǎo)產(chǎn)生的。二、 判斷題（對的打“” ，錯(cuò)的打“” ）（110=10分）1（）2（）3（）4（）5（）6（）7（）8（） 9（）10（）三、填空題（120=20分）1在工業(yè)發(fā)酵中pH是生長和產(chǎn)物合成的重要狀態(tài)參數(shù)是

7、因?yàn)閜H影響跨膜pH梯度，從而影響膜的通透性。2Yglc=0.5（g/g）表示 消耗1 g葡萄糖生成0.5g菌體 3. 基質(zhì)抑制。4. 微生物的代謝控制機(jī)制分為兩種主要類型： 酶活 的調(diào)節(jié)和 酶量的調(diào)節(jié)。5酵母生產(chǎn)中由于葡萄糖濃度過高而在有氧條件下產(chǎn)生乙醇的現(xiàn)象，被稱為酵母的 葡萄糖 效應(yīng)。6酶不克逆衰退；積累的抗生素反饋抑制；抗生素前體的耗竭。7前體在抗生素生物合成中的作用：起抗生素建筑材料的作用；誘導(dǎo)抗生素生物合成的作用。8協(xié)同9鏈霉素是由鏈霉胍 、鏈霉糖和N-甲基-L-氨基葡萄糖胺三部分組成。 10精氨酸11 紅霉素 12無機(jī)磷 促進(jìn) 初級代謝， 抑制 次級代謝。13芳香族氨基酸的合成途

8、徑又稱為 莽草酸途徑 ，此簇氨基酸合成途徑為為麥角生物堿的合成提供前體 色氨酸 。四、簡答題（55=25分）1微生物生長停滯期的長短由哪些因素決定？如何縮短停滯期？答：停滯期的長短由接種量、種齡和培養(yǎng)基成分決定。加大接種量、選擇對數(shù)生長期的種齡和較能滿足菌體營養(yǎng)要求的培養(yǎng)基可縮短停滯期。2泡囊是一種由單層膜包裹的細(xì)胞器，可把它看作是溶酶體復(fù)合物或內(nèi)膜復(fù)合物的一部分。含有多種水解酶系和細(xì)胞壁合成酶以及細(xì)胞壁的前體，在胞內(nèi)起運(yùn)輸材料的作用。泡囊在菌絲頂端聚集，與質(zhì)膜融合，釋放出細(xì)胞壁合成酶，新細(xì)胞壁單元被合成。3工業(yè)生產(chǎn)在培養(yǎng)基的選擇和添加方式上是如何克服碳源、氮源的分解代謝物對抗生素生物合成的阻

9、遏作用的？并請舉一例說明。答：使用非阻遏性碳源或流加技術(shù)添加，選擇難消化的氮源。例如：產(chǎn)黃青霉青霉素的生產(chǎn)過程中，葡萄糖采用流加技術(shù)添加，選用玉米漿和黃豆餅粉作為氮源。4答：許多次級代謝產(chǎn)物的基本結(jié)構(gòu)是由少數(shù)幾種初級代謝產(chǎn)物構(gòu)成的，所以次級代謝產(chǎn)物是以初級代謝產(chǎn)物為母體衍生出來的，次級代謝途徑并不是獨(dú)立的，而是與初級代謝途徑有密切關(guān)系的。因此次級代謝必然會(huì)受到初級代謝的調(diào)節(jié)。例如青霉素的合成會(huì)受到賴氨酸的強(qiáng)烈抑制，而賴氨酸合成的前體 a- 氨基己二酸可以緩解賴氨酸的抑制作用，并能刺激青霉素的合成。這是因?yàn)?a- 氨基己二酸是合成青霉素和賴氨酸的共同前體。如果賴氨酸過量，它就會(huì)抑制這個(gè)反應(yīng)途徑中

10、的第一個(gè)酶，減少 a- 氨基己二酸的產(chǎn)量，從而進(jìn)一步影響青霉素的合成。5答：過多的前體分解會(huì)產(chǎn)生有毒物質(zhì)，危害菌體生長。不能代謝的前體影響產(chǎn)物的提取。五、論述題（共2小題，每小題10分，共20分）1答：1）微生物生長繁殖與工業(yè)生產(chǎn)的關(guān)系。微生物是工業(yè)發(fā)酵的靈魂。發(fā)酵過程是微生物細(xì)胞參與的生命活動(dòng)過程。2）細(xì)胞的率是工業(yè)過程的重要指標(biāo)。的率的提高可降低產(chǎn)品成本。生物量維持適當(dāng)?shù)臐舛瓤色@得最大的產(chǎn)物轉(zhuǎn)化率。3）分化和產(chǎn)孢子過程與次級代謝產(chǎn)物合成有某種聯(lián)系。4）微生物的代謝網(wǎng)絡(luò)是受到高度調(diào)節(jié)的。只有了解微生物的生長分化規(guī)律和代謝調(diào)節(jié)機(jī)制，才能運(yùn)用人為的方法對微生物的代謝調(diào)節(jié)進(jìn)行遺傳改造和條件的控制，以期按照人們的愿望，生產(chǎn)有用的微生物制品。2. 1）切斷或減弱支路代謝：選育減弱-酮戊二酸進(jìn)一步氧化能力的突變株 同時(shí)選育強(qiáng)化丙酮酸羧化支路的突變株。從谷氨酸生物合成的代謝途徑可以看出，減弱-酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體的活性，可以使代謝流向谷氨酸，從而使谷氨酸得到積累。2）解除自身的反饋抑制：選育解除谷氨酸對谷氨酸脫氫酶反饋調(diào)節(jié)的