2020-2021《現(xiàn)代工業(yè)發(fā)酵調(diào)控學(xué)》期末課程考試試卷A1(含答案)

1、第12020-2021現(xiàn)代工業(yè)發(fā)酵調(diào)控學(xué)課程考試試卷A1號(hào)學(xué)-T名姓適用專業(yè)試卷所需時(shí)間120分鐘試卷總分100分考試日期開(kāi)卷/閉卷閉卷成績(jī)IyY,/f/y/7/、|一、名詞解釋（共5小題，每小題3分，共15分）-T級(jí)班業(yè)專-緩1分化；2.維持能|3.反饋抑制|4.節(jié)點(diǎn)15.誘導(dǎo)酶丨二、判斷題（對(duì)的打7，錯(cuò)的打収”）（1.5X10=15分）ii.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I變。（）訂;2.微生物的培養(yǎng)過(guò)程中維持溶氧越高越好。（）;3.菌在低于最適宜生長(zhǎng)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

2、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。（）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(jí)代謝產(chǎn)物的合成不具有菌株特異性。（）j8.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裝;需求。（）|9.A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(zhǎng)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(yíng)養(yǎng)限制的種類|無(wú)關(guān)。（）|三、填空題（1X20=20分）|1.在工業(yè)發(fā)酵中pH是生長(zhǎng)和產(chǎn)物合成的重要狀態(tài)參數(shù)是因?yàn)閜H影響,丫從而影響膜的。頁(yè)共2頁(yè)

3、TOC o 1-5 h zY=0.5（g/g）表示o在發(fā)酵過(guò)程中所有養(yǎng)分均有最高的限制，超過(guò)此限制會(huì)使生長(zhǎng)速率下降。一般稱這種現(xiàn)象為。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)。酵母生產(chǎn)中由于葡萄糖濃度過(guò)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)?？股氐纳锖铣山K止的原因是；。前體在抗生素生物合成中的作用是和。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(guò)蘇氨酸加賴氨酸的反饋抑制作用調(diào)節(jié)的。鏈霉素是由、鏈霉糖和N-甲基丄-氨基葡萄糖胺三部分組成?？股睾铣芍性旅谆墓w一般是。從生物合成的角度由短鏈脂肪酸縮合而成的具有長(zhǎng)碳鏈結(jié)構(gòu)的化合物

4、，稱為聚酮類化合物（包括大環(huán)內(nèi)酯類、安莎類、聚醸類、蔥醍類等抗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。無(wú)機(jī)磷初級(jí)代謝，次級(jí)代謝。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(jiǎn)答題（共5小題，每小題6分，共30分）微生物生長(zhǎng)停滯期的長(zhǎng)短由哪些因素決定？如何縮短停滯期？試述菌絲頂端生長(zhǎng)的機(jī)制。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(duì)抗生素生物合成的阻遏作用的？并請(qǐng)舉一生產(chǎn)實(shí)例說(shuō)明。簡(jiǎn)述初級(jí)代謝和次級(jí)代謝之間的關(guān)系。向發(fā)酵液中添加次級(jí)代謝物的前體不一定能促進(jìn)次級(jí)代謝產(chǎn)物的合成，其原因是什么？五、論

5、述題（共2小題，每小題10分，共20分）請(qǐng)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(zhǎng)分化規(guī)律和代謝調(diào)節(jié)機(jī)制？第2頁(yè)共2頁(yè)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(qǐng)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(lái)闡述此谷氨酸生產(chǎn)菌的具體育種思路。（提示：a-酮戊二酸是合成谷氨酸的前體;a-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。）檸捺酸合成酶檸檬酸異檸捺酸異檸捺酸合成酶-酮戊二酸谷氨酸谷氨酸合成酶細(xì)胞腫潘透性谷氨酸第32020-2021現(xiàn)代工業(yè)發(fā)酵調(diào)控學(xué)課程考試試卷A1

6、答案一、名詞解釋(共5小題，每小題3分，共15分)分化：在生物體的生命循環(huán)過(guò)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(jí)代謝產(chǎn)物。維持能：分解代謝產(chǎn)生的用于非生長(zhǎng)活動(dòng)的那部分能量。這些活動(dòng)包括大分子的周轉(zhuǎn)，無(wú)效循環(huán)，和維持細(xì)胞體內(nèi)的平衡。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。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)。誘導(dǎo)酶：是細(xì)胞為適應(yīng)外來(lái)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B-半乳糖昔酶和半乳糖昔滲透酶就是由乳糖存在而誘導(dǎo)產(chǎn)生的。二、判斷題(對(duì)的打7,錯(cuò)的打)(1X10=10分

7、)TOC o 1-5 h z(X)(X)(V)(X)(X)(X)(X)(X)(V)(V)三、填空題(1X20=20分)在工業(yè)發(fā)酵中pH是生長(zhǎng)和產(chǎn)物合成的重要狀態(tài)參數(shù)是因?yàn)閜H影響跨膜pH梯度，從而影響膜的通透性。Ygl=0.5(g/g)表示消耗1g葡萄糖生成0.5g菌體基質(zhì)抑制。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)。酵母生產(chǎn)中由于葡萄糖濃度過(guò)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)。酶不克逆衰退；積累的抗生素反饋抑制；抗生素前體的耗竭。頁(yè)共2頁(yè)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。&11鏈霉素是由鏈霉弧、鏈霉糖和N

8、-甲基丄-氨基葡萄糖胺三部分組成。精氨酸紅霉素?zé)o機(jī)磷促進(jìn)初級(jí)代謝,抑制次級(jí)代謝。芳香族氨基酸的合成途徑又稱為,此簇氨基酸合成途徑為為麥角生物堿的合成提供前體。四、簡(jiǎn)答題（5X5=25分）微生物生長(zhǎng)停滯期的長(zhǎng)短由哪些因素決定？如何縮短停滯期？答：停滯期的長(zhǎng)短由接種量、種齡和培養(yǎng)基成分決定。加大接種量、選擇對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的種齡和較能滿足菌體營(yíng)養(yǎng)要求的培養(yǎng)基可縮短停滯期。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。工業(yè)生產(chǎn)在培養(yǎng)

9、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(duì)抗生素生物合成的阻遏作用的？并請(qǐng)舉一例說(shuō)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(guò)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。第4頁(yè)答：許多次級(jí)代謝產(chǎn)物的基本結(jié)構(gòu)是由少數(shù)幾種初級(jí)代謝產(chǎn)物構(gòu)成的，所以次級(jí)代謝產(chǎn)物是以初級(jí)代謝產(chǎn)物為母體衍生出來(lái)的，次級(jí)代謝途徑并不是獨(dú)立的，而是與初級(jí)代謝途徑有密切關(guān)系的。因此次級(jí)代謝必然會(huì)受到初級(jí)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)閍-氨基己二酸是合

10、成青霉素和賴氨酸的共同前體。如果賴氨酸過(guò)量，它就會(huì)抑制這個(gè)反應(yīng)途徑中的第一個(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。答：過(guò)多的前體分解會(huì)產(chǎn)生有毒物質(zhì)，危害菌體生長(zhǎng)。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）答：1）微生物生長(zhǎng)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(guò)程是微生物細(xì)胞參與的生命活動(dòng)過(guò)程。2）細(xì)胞的率是工業(yè)過(guò)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)抱子過(guò)程與次級(jí)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(zhǎng)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(duì)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。1）切斷或減弱支路代謝：選育減弱a-酮戊二酸進(jìn)一步氧化能力的突變株同時(shí)選育強(qiáng)化丙酮酸竣化支路的突變株。從谷氨酸生物合成的代謝途徑可以看出，減弱a-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(duì)谷氨酸脫氫酶反饋調(diào)節(jié)的突