發(fā)酵工程簡介

1、 12發(fā)酵工程簡介 時間：60分鐘，總分100分一選擇題：每題只有一個選項符合題意，每題3分，共51分。1下列對發(fā)酵工程內(nèi)容的敘述中，錯誤的是A用誘變育種、細胞工程、基因工程等方法選育出性狀優(yōu)良的工程菌并進行擴大培養(yǎng)B根據(jù)工程菌所需的營養(yǎng)精確地配制出合成培養(yǎng)基并進行嚴格地滅菌處理C發(fā)酵過程中必須嚴格地檢測并控制發(fā)酵條件D用適當(dāng)?shù)姆椒ǚ蛛x提純出產(chǎn)品并嚴格地進行質(zhì)量檢查2下列說法正確的是 A青霉素對其它雜菌有抑制作用，生產(chǎn)青霉素時不需要滅菌B實驗室里培養(yǎng)微生物后，要把培養(yǎng)皿等用具用水洗凈C用工程菌發(fā)酵產(chǎn)生的生長激素釋放抑制因子，可用于治療肢端肥大癥D動物體細胞融合技術(shù)目前主要是用來培育動物新品種3

2、（2005·江蘇高考試題）下列有關(guān)谷氨酸棒狀桿菌的生長和谷氨酸發(fā)酵的敘述，錯誤的是A.組成酶是維持菌體基本生活的必要條件B.菌體能合成各種生長因子，不需要從外界補充C.發(fā)酵液pH呈酸性時，就會生成乙酰谷氨酰胺D.細胞膜透性的改變，可解除代謝產(chǎn)物對有關(guān)酶活性的抑制4嚴格控制發(fā)酵條件，是保證發(fā)酵正常的關(guān)鍵，直接關(guān)系到是否能得到質(zhì)高量多的理想產(chǎn)物，通常所指的發(fā)酵條件控制不包括A溫度控制 B溶氧控制 CpH控制 D酶的控制5谷氨酸發(fā)酵過程生產(chǎn)過程中，控制好發(fā)酵的條件是十分重要的，下列處理不正確的是A從控制磷脂合成或使細胞膜受損入手，提高谷氨酸棒狀桿菌細胞膜的通透性，有利于提高谷氨酸的合成速度

3、B谷氨酸棒狀桿菌屬于好氧型細菌，發(fā)酵過程中應(yīng)進行通氣和攪拌，以提高培養(yǎng)液中的溶氧量C控制碳氮比例為3：1既有利于谷氨酸棒狀桿菌的大量繁殖又有利于谷氨酸的大量合成D在發(fā)酵過程中過控制好溫度，有利于谷氨酸高效持久的大量合成6下列說法正確的是A人工誘變、細胞工程、基因工程等都能對微生物進行定向改造B環(huán)境條件的變化不僅會影響微生物的生長繁殖，也會影響微生物的代謝途徑C發(fā)酵罐中微生物的生長繁殖、代謝產(chǎn)物的形成都與攪拌速度無關(guān)D單細胞蛋白是從微生物細胞中提取出來的7利用生物工程來產(chǎn)生啤酒、味精、胰島素、酸奶的常用菌種是A酵母菌、枯草桿菌、大腸桿菌、乳酸菌 B酵母菌、大腸桿菌、青霉素、乳酸菌C酵母菌、谷氨酸

4、棒狀桿菌、大腸桿菌、乳酸菌 D黃色短桿菌、酵母菌、大腸桿菌、乳酸菌8發(fā)酵罐發(fā)酵的過程中，使溫度升高的熱量來源于冷水供應(yīng)不足 微生物代謝旺盛 培養(yǎng)基不新鮮 攪拌 放料口排出產(chǎn)物ABC D9有關(guān)谷氨酸發(fā)酵的敘述中正確的是A發(fā)酵中要不斷地通入空氣 B培養(yǎng)條件不當(dāng)將不能得到產(chǎn)品C攪拌的惟一目的是使空氣成為小泡 D冷卻水可使酶活性下降10如果發(fā)酵產(chǎn)品是菌體，可采用下列方法分離提純蒸餾 萃取 過濾 離子交換 沉淀A B C D1關(guān)于發(fā)酵過程說法，不正確的是A發(fā)酵過程是發(fā)酵的中心階段B隨時檢測影響發(fā)酵過程的各種環(huán)境條件，并予以控制，才能保持發(fā)酵的正常進行C在發(fā)酵過程中，要嚴格控制溫度、pH、溶氧、通氣量與轉(zhuǎn)

5、速等發(fā)酵條件，否則會影響菌種代謝物的形成D在谷氨酸發(fā)酵過程中，當(dāng)pH呈酸性時，生成的代謝產(chǎn)物就會是乳酸或琥珀酸1在發(fā)酵過程中，可以通過下列哪一組方法實現(xiàn)對溶氧的控制添加酸或堿 調(diào)節(jié)通氣量 調(diào)節(jié)攪拌速度 添加緩沖溶液A B C D13在酵母菌釀酒時，如果向釀酒的原料中通入足量的O2，會出現(xiàn)的現(xiàn)象是A酵母菌死亡，不產(chǎn)生酒精 B酵母菌增多，不產(chǎn)生酒精C酵母菌增多，產(chǎn)生的酒精增多 D酵母菌減少，產(chǎn)生的酒精增多14從自然界分離的菌種,產(chǎn)量一般都比較低,要想獲得生產(chǎn)用的菌種,下列哪種方法是不可取的雜交育種 基因工程 細胞工程 誘變育種15下列對連續(xù)培養(yǎng)優(yōu)點的敘述，不正確的是A能及時補充微生物所需的營養(yǎng)物質(zhì)

6、，提高產(chǎn)量B有利于微生物盡快將代謝產(chǎn)物釋放到培養(yǎng)基中C能消除不利于微生物生長的某些環(huán)境因素D提高了設(shè)備利用率16用紫外線照射紅色細菌的培養(yǎng)液，幾天后出現(xiàn)一個白色菌落，把這個白色菌落轉(zhuǎn)移培養(yǎng)，長出的菌落全都是白色的，這是因為A染色體變異 B基因重組 C自然突變 D人工誘變17下列有關(guān)微生物營養(yǎng)物質(zhì)的敘述中，正確的是A.是碳源的物質(zhì)不可能同時是氮源 B.凡是碳源都能提供能量C.除水以外的無機物只能提供無機鹽 D.有些無機氮源也能提供能量二非選擇題：本大題3個小題，共49分。18（18分）若下圖為酵母菌生長曲線，請回答：(1)圖中曲線形成的條件 。(2）BC段表示的是 期，該時期與種群增長的 曲線相

7、似，其形成的條件 。(3)AE段與種群增長的 曲線相似，其形成的條件是 (4)從生成斗爭角度考慮，種內(nèi)斗爭最激烈的是 期。對應(yīng)曲線為 段，形成這一態(tài)勢的主要生態(tài)因素 。(5)衰亡期對應(yīng)圖中的 段，其主要特點是 。(6)在對數(shù)期，酵母菌迅速繁殖的主要方式是 ，其異化作用代謝類型是 時間細菌數(shù)目對數(shù)ABCDE(7)酒精主要是酵母菌在 期產(chǎn)生的 代謝產(chǎn)物。(8)在生產(chǎn)上，要想擴大培養(yǎng)需選用 段菌體；如要獲得較多的產(chǎn)物，則應(yīng)該注意縮短 段時間，延長 段時間，延長方法是進行 培養(yǎng)，采取的主要措施是 。(9)假定測得酵母菌消耗糖中，985形,成了酒精和其他發(fā)酵產(chǎn)物，其余15則用于 。19(共15分)谷氨酸

8、是生物體內(nèi)一種重要的有機小分子，谷氨酸鈉是它的鈉鹽，是味精等調(diào)味品的主要成分。目前利用微生物發(fā)酵生產(chǎn)的氨基酸中，谷氨酸是產(chǎn)量最大的種類之一。(1)如果在蛋白質(zhì)合成過程中，攜帶谷氨酸的轉(zhuǎn)運RNA如右圖所示，可知谷氨酸的密碼子為_。(2)我國微生物發(fā)酵工程生產(chǎn)谷氨酸常用的菌種有北京棒狀桿菌、谷氨酸棒狀桿菌和黃色短桿菌等，下列生物中與這些菌種在結(jié)構(gòu)上存在明顯區(qū)別的有_。A噬菌體 B人類免疫缺陷病毒(HIV) C禽流感病毒D肺炎雙球菌 E酵母菌G硝化細菌 H乳酸菌(3)谷氨酸發(fā)酵的培養(yǎng)基成分，主要有葡萄糖、氨水、磷酸鹽、生物素等，發(fā)酵裝置如右圖所示，可以判斷谷氨酸棒狀桿菌的新陳代謝類型是_型。某廠用谷

9、氨酸棒狀桿菌發(fā)酵生產(chǎn)谷氨酸，結(jié)果代謝產(chǎn)物中出現(xiàn)了大量的乳酸，其原因很可能是_ _。(4)谷氨酸發(fā)酵生產(chǎn)過程中，需要添加氨水，它不僅是細菌生長所需的氮源，而且起到調(diào)節(jié)培養(yǎng)液_的作用，所以應(yīng)該分次加入。(5)某廠的發(fā)酵液曾不慎被噬菌體污染，菌群死亡殆盡，但人們卻僥幸從中獲得了少數(shù)可抵抗噬菌體的新菌種，細菌這種新性狀的產(chǎn)生來自于_。(6)上圖所示連續(xù)培養(yǎng)的方法，以一定的速度不斷添加新的培養(yǎng)基，同時又以同樣的速度放出舊的培養(yǎng)基，此工藝流程可以大大提高生產(chǎn)效率，試闡述其原因（得答2點） _。20（16分）根據(jù)你所學(xué)知識回答下列問題：若培養(yǎng)芽孢桿菌，配制固體培養(yǎng)基的基本步驟是：稱量 溶化 加棉塞 包扎。若

10、檢查自來水中的大腸桿菌是否超標(biāo)，需在培養(yǎng)基中加入 ；若將農(nóng)田土壤表層中的圓褐固氮菌與其他細菌分離開來，則需要在 培養(yǎng)基上培養(yǎng)。按照培養(yǎng)基的用途劃分，前者屬于 培養(yǎng)基，后者屬于 培養(yǎng)基。在細菌的培養(yǎng)過程中，將培養(yǎng)基分裝到試管中的高度約為試管高度的X、加棉塞時，棉塞在試管口內(nèi)的長度是棉塞長度的Y、將培養(yǎng)基擱置斜面時斜面長度最多是試管長度的Z。則X、Y、Z對應(yīng)的比值依次是 。下面是木屑培養(yǎng)基各成分所占比例：成分木屑 米糠石膏粉蔗糖比例78%20%1%1%此培養(yǎng)基加水后可用于平菇的培養(yǎng)，用簡易的方法對培養(yǎng)基進行滅菌時，要重復(fù)23次，其主要目的是有利于徹底殺滅萌發(fā)的 。 發(fā)酵工程簡介【參考答案與解析】1

11、【答案】B【解析】用于工業(yè)生產(chǎn)工程菌培養(yǎng)基應(yīng)用液體的天然培養(yǎng)基。2【答案】C【解析】考查微生物培養(yǎng)、基因工程、細胞工程的有關(guān)知識及應(yīng)用。3【答案】B【解析】組成酶是微生物細胞內(nèi)一直存在的酶，它們合成只受遺傳物質(zhì)的控制，所以是維持菌體基本生活的必要條件。生長因素是微生物生長不可缺少的微量有機物，通常由在培養(yǎng)基中供給微生物利用。4【答案】D【解析】在發(fā)酵過程中需嚴格控制溫度、pH值、溶氧、通氣量、轉(zhuǎn)速等發(fā)酵條件，否則會影響到菌種的生長繁殖和代謝產(chǎn)物的生成。在谷氨酸發(fā)酵的過程中，當(dāng)pH值呈酸性時，谷氨酸棒狀桿菌就會生成乙酰谷氨酰胺；當(dāng)溶氧不足時，生成的代謝產(chǎn)物就會是乳酸或琥珀酸。5【答案】C【解析】

12、解答本題的關(guān)鍵是深刻而全面理解微生物的營養(yǎng)、代謝、微生物群體生長規(guī)律、發(fā)酵工程等知識，并靈活運用所學(xué)知識靈活解決具體問題。在谷氨酸生產(chǎn)過程中，谷氨酸在細胞內(nèi)大量積累，會抑制谷氨酸脫氫酶的活性，從而導(dǎo)致谷氨酸合成受阻。在發(fā)酵過程中，應(yīng)采用一定手段（如控制磷脂的合成或使細胞膜受損）改變細胞膜的通透性，使谷氨酸迅速排放到細胞外面，從而解除谷氨酸對谷氨酸脫氫酶的抑制作用，提高谷氨酸產(chǎn)量。在谷氨酸生產(chǎn)過程中，當(dāng)培養(yǎng)基中碳源和氮源的比為4：1時，菌體大量繁殖而產(chǎn)生的谷氨酸少，當(dāng)碳源和氮源比為3：1時，菌體繁殖受抑制，但谷氨酸的合成量大增。因此谷氨酸棒狀桿菌擴大培養(yǎng)時，應(yīng)將碳源與氮源比調(diào)整為4：1，而在發(fā)酵

13、過程中，應(yīng)將碳源與氮源比調(diào)整為3：1。6【答案】B【解析】人工誘變導(dǎo)致基因突變是不定向的，細胞工程、基因工程是具有目的性的。故人工誘變不能對微生物進行定向改造。單細胞蛋白是指通過發(fā)酵獲得大量的微生物菌體，這種微生物菌體就叫單細胞蛋白，就是說單細胞蛋白不是純的蛋白質(zhì)。7【答案】C【解析】生產(chǎn)啤酒的菌種是啤酒酵母，生產(chǎn)味精的菌種是谷氨酸棒狀桿菌，生產(chǎn)胰島素的菌種是通過基因工程獲得的工程菌，酸奶是通過乳酸發(fā)酵獲得的。8【答案】D【解析】此題用排除法較易做。首先題目問的是使溫度升高的熱量來源，而冷卻水只能帶走熱量，不能產(chǎn)生熱量，故排除了答案A和C；其次培養(yǎng)基的新鮮程度可影響代謝速度，但與熱量無直接關(guān)系

14、，放料口排出產(chǎn)物屬同理，故排除選項B；再分析答案D中的，微生物發(fā)酵過程中要進行呼吸作用可產(chǎn)生大量的化學(xué)能，且大部分轉(zhuǎn)變成了熱能可使溫度升高，而攪拌除了增加溶氧、加快反應(yīng)速度外，同時還通過摩擦產(chǎn)生了熱能也可使溫度升高。9【答案】B【解析】進行谷氨酸發(fā)酵的菌種谷氨酸棒狀桿菌、黃色短桿菌是異養(yǎng)需氧型微生物，所以要在培養(yǎng)過程中不斷通入無菌空氣，防止雜菌污染。攪拌能使空氣成為小泡增加培養(yǎng)液的溶氧量，還能使培養(yǎng)液與菌種充分接觸，提高原料利用率。在培養(yǎng)過程中，微生物的代謝產(chǎn)熱和機械摩擦生熱會使培養(yǎng)液的溫度升高，達到一定的程度，會破壞酶和核酸的結(jié)構(gòu)而影響培養(yǎng)。降低溫度，是保證酶正?；钚缘臈l件之一，而不會使酶活

15、性下降。當(dāng)培養(yǎng)條件不恰當(dāng)時，不能得到谷氨酸。如pH降低時，將得到乙酰谷氨胺，溶氧量低時將得到乳酸或琥珀酸。10【答案】C【解析】提取發(fā)酵產(chǎn)品不可缺少的階段是分離提純。產(chǎn)品不同，分離提純的方法一般不同，如果產(chǎn)品是菌體，可采用過濾沉淀等方法將菌體從培養(yǎng)液中分離出來；如果是代謝產(chǎn)物， 可采用蒸餾、萃取、離子交換等方法進行提取。11【答案】D【解析】發(fā)酵工程的內(nèi)容包括菌種 選育、培養(yǎng)基的配制、滅菌、擴大培養(yǎng)和接種、發(fā)酵過程和產(chǎn)品的分離提純等方面。其中發(fā)酵過程是發(fā)酵的中心。發(fā)酵過程中應(yīng)隨時檢測培養(yǎng)液中的細菌數(shù)目、產(chǎn)物濃度等，同時還應(yīng)對發(fā)酵過程中的一些條件進行控制。在谷氨酸發(fā)酵的過程中，當(dāng)pH值呈酸性時，

16、谷氨酸棒狀桿菌就會生成乙酰谷氨酰胺；當(dāng)溶氧不足時，生成的代謝產(chǎn)物就會是乳酸或琥珀酸。 12【答案】C【解析】溫度的控制可以通過發(fā)酵罐上的溫度自動測試控制裝置進行檢測和調(diào)整；對溶氧的控制，可以通過通氣量和攪拌速度加以調(diào)節(jié)；對pH值的控制，可以通過加料裝置，添加酸或堿進行調(diào)節(jié)，也可以在培養(yǎng)基中添加pH緩沖液。13【答案】B【解析】酵母菌是單細胞真菌，在有氧條件下進行無氧呼吸，將葡萄糖分解成CO2和H2O，產(chǎn)生ATP；在缺氧條件下，將葡萄糖分解成酒精和CO2，產(chǎn)生少量ATP。因此，在有氧和無氧條件下，酵母菌的數(shù)量都會增加，但在有氧條件下，發(fā)酵受到抑制，不能再產(chǎn)生酒精。14【答案】【解析】從自然界分離

17、的菌，最初用誘變育種的方法。種誘變育種就是用紫外線、激光、化學(xué)誘變劑等處理菌種，使菌種發(fā)生突變，再從中篩選出符合要求的優(yōu)良菌種；隨著生物技術(shù)的發(fā)展，人們開始用細胞工程、基因工程等方法，構(gòu)建工程細胞和工程菌，再用它們進行發(fā)酵，就能生產(chǎn)出一般微生物所不能生產(chǎn)的產(chǎn)品。由于微生物的生殖一般無性生殖，所以雜交育種是不可取的。15【答案】B【解析】微生物發(fā)酵過程中，以一定速度不斷的添加新的培養(yǎng)基，同時又以同樣的速度不斷地放出老的培養(yǎng)基，以保證微生物對營養(yǎng)物質(zhì)的需要，并排成部分有害代謝產(chǎn)物，使微生物保持較長時間的高速生長，以便縮短培養(yǎng)周期，增加產(chǎn)量，提高設(shè)備的利用率。在微生物代謝的人工控制過程中，可以通過一

18、定手段，如改變微生物遺傳特性等，改變細胞膜透性等，這樣便有利于微生物盡快的將代謝產(chǎn)物釋放到培養(yǎng)基中。16【答案】D【解析】此題考查可遺傳變異的三種來源及其適用范圍。染色體變異適于真核細胞的生物，基因重組適用于進行有性生殖的生物，而基因突變適用于所有的生物。細菌是原核細胞的生物，不能進行有性生殖，細胞內(nèi)也無染色體，因此，其變異來源只能是基因突變?；蛲蛔冇锌煞譃樽匀煌蛔兒腿斯ふT變，由于用紫外線照射紅色細菌的培養(yǎng)液后出現(xiàn)了白色菌落是人為的，所以這種變異屬于人工誘變。17【答案】D【解析】在微生物的營養(yǎng)物質(zhì)中，有的物質(zhì)既可以作為碳源又可作為氮源，如含C，H，O，N的化合物既是碳源又是氮源；無機碳源不

19、能提供能量，無機物也可作為能源物質(zhì)，如對于硝化細菌來說，氨既作為氮源物質(zhì)又作為能源物質(zhì)。18【答案】（1）恒定容積的液體培養(yǎng)基 （2）對數(shù) J型 食物或養(yǎng)料和空間條件充裕、氣候適宜、沒有敵害等條件下 （3）S型 營養(yǎng)物質(zhì)的消耗、有害代謝產(chǎn)物的積累、PH的變化等，酵母菌的分裂速度下降 （4）穩(wěn)定 CD 生存斗爭加劇 （5）DE 酵母菌的死亡速率超過繁殖速率，此時期菌體會出現(xiàn)多種形態(tài)，甚至畸形，有些菌體開始解體，釋放出代謝產(chǎn)物等 （6）出芽 異養(yǎng)型 （7）CD 次級 （8）BC BC CD 連續(xù) 以一定的速度不斷地添加新的培養(yǎng)基，同時又以同樣的速度不斷的放出老的培養(yǎng)基 （9）用于酵母菌菌體生長和繁

20、殖?！窘馕觥咳斯づ囵B(yǎng)酵母菌往往是將少量的酵母菌接種到恒定容積的液體培養(yǎng)基中，并置于適宜的條件下培養(yǎng)，然后定期取樣測定培養(yǎng)基里酵母菌群體的生長情況，可繪制題干中的曲線圖。 曲線中AB段為調(diào)整期，BC段為對數(shù)期，CD段為穩(wěn)定期，DE段為衰亡期。對數(shù)期的曲線與種群的J型曲線最為相似，其形成的條件是食物或養(yǎng)料和空間條件充裕、氣候適宜、沒有敵害等條件下才能進行；但是隨著一段時間的高速生長以后，隨著營養(yǎng)物質(zhì)的消耗、有害代謝產(chǎn)物的積累、PH的變化等，酵母菌的分裂速度下降，死亡細胞數(shù)目逐漸增加，整個培養(yǎng)基中新增加的細胞數(shù)和死亡的細胞數(shù)達到動態(tài)平衡，該時期稱為穩(wěn)定期，此時期活菌數(shù)目達到最高峰，細胞內(nèi)大量積累代謝產(chǎn)物，特別是次級代謝產(chǎn)物，對酵母菌來說，其次級代謝產(chǎn)物一般為酒精；該時期與調(diào)整期、對數(shù)期共同形成了種群的S型曲線。從生成斗爭角度考慮，種內(nèi)斗爭最激烈的是穩(wěn)定期，形成這一態(tài)勢的主要生態(tài)因素營養(yǎng)物質(zhì)的消耗、有害代謝產(chǎn)物的積累、PH的變化等。衰亡期的主要特點是酵母菌的死亡速率超過繁殖速率，此時期菌體會出現(xiàn)多種形態(tài)，甚至畸形，有些