考點28發(fā)酵工程簡介

Gkxx|我們負責傳遞學問！28發(fā)酵工程簡介發(fā)酵工程的概念和內(nèi)容與應用發(fā)酵工程的生產(chǎn)實例發(fā)酵工程的應用發(fā)酵工程與微生物養(yǎng)分、代謝、生長等學問的綜合應用發(fā)酵工程與生物陳代謝、生態(tài)學等學問的綜合應用經(jīng)典易錯題會診命題角度一發(fā)酵工程的飆念和內(nèi)容與應用發(fā)酵工程的生產(chǎn)實例l不需要利用發(fā)酵工程的是A．生產(chǎn)單細胞蛋白飼料BC．利用工程菌生產(chǎn)胰島素D．工廠化生產(chǎn)青霉素[考場錯解]A[專家把脈]明確發(fā)酵工程的概念并了解發(fā)酵工程的應用即可。[對癥下藥]B2．以下圖表示發(fā)酵罐中各種因素對谷氨酸棒狀桿菌發(fā)酵產(chǎn)生谷氨酸的影響，其中不正確的是[考場錯解]B[專家把脈]對發(fā)酵工程中影響微生物生長的環(huán)境因素理解不透徹，不知道谷氨酸棒狀桿菌的代謝類型而錯選答案。(1)溫度可以通過影響酶的活性來轉(zhuǎn)變谷氨酸的產(chǎn)生速率，在最適溫度時產(chǎn)生速率最大，高于或低于該點都會使活性降低(甚至喪失)。同理，pH對谷氨酸產(chǎn)生速率的影響也是這樣的；(2)谷氨酸棒狀桿菌是好氧菌，隨著溶氧量的增加(肯定范圍內(nèi))，谷氨酸會隨著該菌生長生殖速率的加快使產(chǎn)生速率增加，但當溶氧量增大到肯定值時，由于受其他條件(酶的數(shù)量與活性等)的限制不行能連續(xù)增加而到達最大產(chǎn)生速率；(3)谷氨酸產(chǎn)生速率隨時間的變化在最初階段可能不斷加快，當活菌數(shù)目到達最多(穩(wěn)定期)時其產(chǎn)生總量會連續(xù)增加，而產(chǎn)生速率則不再有明顯加快的現(xiàn)象。[對癥下藥]C專家會診結(jié)合課本中發(fā)酵罐的構(gòu)造示意圖以及微生物的代謝類型、影響微生物生長的環(huán)境因紊，理解發(fā)酵工程的實例——谷氨酸發(fā)酵，在此根底上總結(jié)動身酵工程的一般概念，把握發(fā)酵工程的具體內(nèi)容，包括培育基的選育、滅菌、擴大培育和接種、發(fā)酵過程、產(chǎn)品的分別與提純等步驟?？紙鏊季S訓練有三個盛放葡萄糖液的密封玻璃瓶，一瓶混有酵母菌，一瓶混有乳酸菌，一瓶只有葡萄糖，以下表達正確的選項是A．有氣泡的瓶子確定混有酵母菌B．發(fā)熱的瓶子確定混有乳酸菌C．只盛放葡萄糖液的瓶子能量會增加D．混有乳酸菌的瓶子物質(zhì)種類會削減1．ACO2在用微生物發(fā)酵法生產(chǎn)味精的過程中，要對發(fā)酵罐A．嚴格密封B．不斷通入二氧化碳C．先通風，后密封D．不斷通入無菌空氣2．D命題角度二發(fā)酵工程的應用1．以下圖表示制造啤酒的過程，據(jù)此答復以下問題：(1)為什么要把原料放進沸水中混合？。(2)為什么要在混合物冷卻后才把酵母菌加進去?。請寫出酵母菌所進行的生理過程化學反應方程式： 。爭論者覺察溫度的變化對氣體產(chǎn)量有影響，并在不同溫度下測定氣體的產(chǎn)量(如下表)。請在方格紙上，用表中數(shù)據(jù)，設(shè)計完成曲線圖。溫度氣體體積溫度氣體體積(℃)[mm3·(10rain)-1](℃)[mm3·(10min)-1]20103025403550206087028011000請解釋這條曲線為什么是這樣的外形？[考場錯解](1)除去原料中的細菌(2)避開高溫影響酶的活性(3)(4)圖中未注明橫坐標、縱坐標的含義，曲線始終上升或始終下降(5)微生物代謝過程中需要酶的參與，而酶受溫度影響[專家把脈]對發(fā)酵工程中涉及的微生物養(yǎng)分、代謝和種群特點把握不清楚，或者不能將所學學問應用于生產(chǎn)實際。酵母菌發(fā)酵形成酒精和二氧化碳，原料放入沸水中混合是殺滅細菌、消毒；等到混合物冷卻后才加酵母菌是避開酵母菌失活；發(fā)酵罐加蓋子，是為了滿足無氧呼吸的條件；曲線圖的繪制以溫度為橫坐標，以氣體體積為縱坐標。[對癥下藥](1)殺滅細菌、消毒(2)避開酵母菌受熱失活(3) 能量 (4)縱坐標標注氣體體積及其數(shù)值，作以下圖：該酶的催化作用受溫度的影響。在肯定溫度范圍內(nèi)，酶活性隨溫度的上升而增加，40℃是40℃，酶的活性隨之下降，高溫使酶失活。專家會診發(fā)酵工程的應用主要表達在釀酒、酸奶的生產(chǎn)及抗生素的制造幾個方面。上述考點常常會涉及基因工程、酶工程和發(fā)酵工程的穿插與滲透，答題時需引起足夠的重視?？紙鏊季S訓練以下圖是發(fā)酵工程生產(chǎn)產(chǎn)品的流程簡圖，據(jù)圖答復：能生產(chǎn)人生長激素的工程菌是通過①培育的，①是 ；高產(chǎn)青霉素菌種是通過②培育的，②是 ，③是 。④表示 ；⑤表示 。整個過程的中心階段是發(fā)酵，在此階段需隨時取樣，檢測 等，以了解發(fā)酵過程，還要準時添加 ，同時嚴格掌握 。假設(shè)⑥是單細胞蛋白的話，⑥是 。氨基酸、維生素屬⑦的 產(chǎn)物。1．(1)基因工程誘變育種細胞工程(2)接種滅菌(3)細菌數(shù)目和產(chǎn)物濃度培育基發(fā)酵條件(溶氧、溫度、pH、通氣量、轉(zhuǎn)速)(4)微生物菌體初級代謝谷氨酸是味精的主要成分。最初人們是以蛋白質(zhì)為原料，用加酸水解法制取，現(xiàn)在主要承受微生物發(fā)酵法制取。請分析答復以下問題：谷氨酸生產(chǎn)中常用的菌種是 等。成分作用成分作用碳源尿素磷酸氫二鉀硫酸鎂生物素從上表所示原料成分可知谷氨酸產(chǎn)生菌屬于 型，緣由是 。為提高谷氨酸產(chǎn)量，玉米漿和尿素的比例最好為 。發(fā)酵常在發(fā)酵罐中進展，發(fā)酵罐中的攪拌器除了使菌種與培育液充分接觸外，還有一個重要的作用是 ，由此可想到發(fā)酵罐中要有 裝置，由于C。發(fā)酵時，如不加以人工掌握，培育液的pH常發(fā)生變化，由于 可使pH上升， 可使pH下降假設(shè)pH下降到肯定程度，產(chǎn)物就成了 。生產(chǎn)上為了掌握pH，常承受在培育液中 的方法。在適宜的條件下，培育液中的谷氨酸產(chǎn)生菌就會生成大量的谷氨酸，此時假設(shè)不準時排放到細胞外，就會影響進一步生產(chǎn)，這是由于 ，為了能快速排放到細胞外，常用 。谷氨酸屬于 類產(chǎn)品，常用的分別提純方法是 等。20世紀40年月，微生物學家常用 方法選育菌種。80年月后，隨著生物技術(shù)的進展，開頭用 等方法選育菌種，取得很大成效。2．(1)谷氨酸棒狀桿菌、黃色短桿菌(2)氮源無機鹽無機鹽生長因子(3)異養(yǎng)以含碳有機物為碳源(4)3：l(5)使空氣形成細小的氣泡，快速地溶解在培育液中通氣谷氨酸棒狀桿菌是好氧菌(6)養(yǎng)分物質(zhì)的消耗代謝產(chǎn)物的積存 乙酰谷氨酰胺加人緩沖液(7)會抑制酶的活性誘變處理，轉(zhuǎn)變細胞膜的透性(8)代謝產(chǎn)物蒸餾、萃取、離子交換(9)人工誘變細胞工程或基因工程探究開放題解答綜合問題一發(fā)酵工程與微生物養(yǎng)分、代謝、生長等學問的綜合應用目前微生物已經(jīng)在很多領(lǐng)域得到廣泛應用，形成了大規(guī)模的發(fā)酵工程，為人類制造出了巨大的財寶。自然界細菌變異的主要來源有 。圖甲表示利用某種好氧細菌生產(chǎn)人生長激素的發(fā)酵工程流程圖，欲獲得該菌種首先要通過 方法獲得目的基因，通過技術(shù)獲得工程菌。選擇好的菌種進展擴大培育后，應選用期的菌種接種到發(fā)酵罐內(nèi)的培育液中，緣由是 。該發(fā)酵過程的產(chǎn)物屬于代謝產(chǎn)物，一般在期大量合成，為了盡可能多地提取人的生長激素，承受圖乙的方法，圖中1、2所表示的物質(zhì)分別是、，圖中3表示流出物，其中包括的物質(zhì)有 。在發(fā)酵過程中發(fā)酵罐需要冷卻系統(tǒng)，冷卻的緣由是。[解題思路]細菌由于沒有染色體，不能進展有性生殖，變異來源主要有基因突變，可以通過基因工程的方法使細菌獲得特定的基因，從而獲得特定的產(chǎn)物。菌種擴大培育是承受對數(shù)期的細菌作菌種，而獲得的發(fā)酵產(chǎn)物屬于次級代謝產(chǎn)物。[解答](1)基因突變?nèi)斯ず铣苫蚧蚬こ虒?shù)細菌代謝旺盛，形態(tài)和生理特征穩(wěn)定次級穩(wěn)定穎培育液無菌空氣人的生長激素(代謝產(chǎn)物、老的培育基、菌體等均可)微生物代謝旺盛，產(chǎn)生大量熱量以下圖為酵母菌細胞的模式圖和生長曲線。請答復：(1)從細胞核的構(gòu)造來看，以下選項中，與該酵母菌屬同一類型的生物是A．乳酸菌 B．放線菌C．變形蟲 D．噬菌體(2)[4]的通透性是 ，圖示的酵母菌正在進展 。要收獲酵母菌的代謝產(chǎn)物，應選擇生長曲線的 [] 。為了獲得更多的代謝產(chǎn)物，要延長該時期，工業(yè)上承受的方法是 。細胞消滅多種形態(tài)，甚至畸形的是曲線中的[] 期。假設(shè)在有氧和無氧狀況下，酵母菌細胞中[] (構(gòu)造)數(shù)量會發(fā)生明顯差異。(6)自然環(huán)境中的酵母菌屬于生態(tài)系統(tǒng)中的 成分。[解題思路]酵母菌和變形蟲都是真核生物，由圖可以得知酵母菌正在進展出芽生殖，結(jié)合微生物生長曲線可知代謝產(chǎn)物積存量最大時期為穩(wěn)定期，細胞消滅多種形態(tài)的時期是衰亡期，酵母菌代謝類型為異養(yǎng)兼性厭氧型，故有氧無氧狀況下，其線粒體數(shù)量會有明顯差異，酵母菌在生態(tài)系統(tǒng)中屬分解者。[解答](1)C(2)全透性出芽(3)CD穩(wěn)定期連續(xù)培育(4)DE衰亡(5)2線粒體(6)分解者規(guī)律總結(jié)結(jié)合課本中發(fā)酵工程生產(chǎn)產(chǎn)品的流程簡圖，認真閱讀相關(guān)內(nèi)容，務必弄清其生產(chǎn)流程及留意事項，培育讀圖、用圖力量。綜合問題二發(fā)酵工程與生物陳代謝、生態(tài)學等學問的綜合應用人造蛋白食品的生產(chǎn)可利用現(xiàn)代微生物發(fā)酵工程技術(shù)，食用真菌蛋白是人造蛋白的一種。下面為真菌蛋白的制造過程圖解，請據(jù)以下圖答復以下問題：以下關(guān)于“單細胞蛋白”的表達正確的選項是A．是從微生物細胞中提取的蛋白質(zhì)B．通過發(fā)酵生產(chǎn)的微生物菌體C．單細胞蛋白不能作為人類食品D．是微生物細胞分泌的抗生素由圖中向發(fā)酵罐里參加的物質(zhì)看，真菌的代謝方式為 型。發(fā)酵過程中活菌數(shù)目到達最多的時期是在 期。向發(fā)酵罐里添加少量氨水的目的是 。向發(fā)酵罐添加的全部物品都要進展滅菌，從生態(tài)學角度分析，其緣由是 。添加的糖可被真菌利用、轉(zhuǎn)化形成真菌蛋白，必需經(jīng)過的生理過程是 。真菌蛋白常作為家畜(豬)的飼料添加劑，豬在食用這些添加劑后能被加速育肥的緣由是 。以下關(guān)于對“微生物連續(xù)培育優(yōu)點”的表達，不正確的選項是A．準時補充微生物所需的養(yǎng)分物質(zhì)，提高產(chǎn)量B．有利于微生物盡快將代謝產(chǎn)物釋放到培育基中C．能消退不利于微生物生長的一些環(huán)境因素D．提高了設(shè)備的利用率下面關(guān)于“溫度對發(fā)酵過程的影響”不正確的表達是A．溫度過高，發(fā)酵周期縮短，產(chǎn)量下降B．溫度不會影響生物合成的途徑C．溫度能影響菌種對養(yǎng)分物質(zhì)的吸取D．菌體生長和產(chǎn)物合成所需的最適溫度不肯定一樣通常所說的“微生物，包括病毒、放線菌和細菌，還包括真菌，如 等。[解題思路]從圖中看，發(fā)酵罐需參加糖和滅菌空氣，可知真菌的代謝類型為異養(yǎng)需氧型。發(fā)酵過程中加氨水，一方面是調(diào)整pH使環(huán)境符合真菌的生存環(huán)境；另一方面供給氮源滿足真菌養(yǎng)分的需要。由糖類轉(zhuǎn)化為氨基酸，必需與含氮局部結(jié)合，即氨基轉(zhuǎn)換作用過程。而蛋白質(zhì)飼料育肥，是蛋白質(zhì)經(jīng)動物消化吸取后，經(jīng)脫氨基作用，其不合氮局部轉(zhuǎn)化為脂肪。[解答](1)B(2)異養(yǎng)需氧穩(wěn)定(3)pH、供給氮源防止雜菌與真菌間的競爭(4)氨基轉(zhuǎn)換作用蛋白質(zhì)(消化吸取后、經(jīng)脫氨基不含氮局部)可轉(zhuǎn)化為脂肪(5)B(6)B(7)霉菌(青霉、根霉、曲霉)、酵母菌(答一項即可)下面是利用大腸桿菌生產(chǎn)人的生長激素的發(fā)酵工程流程簡圖，請答復：菌種選育時需進展怎樣的處理 獵取人的生長激素基因通常承受的方法是 。選擇好的大腸桿菌經(jīng)過擴大培育后，接種到發(fā)酵罐內(nèi)的培育液中，接種的最正確時期是——，緣由是————0配制好的培育基必需經(jīng)過滅菌，其目的是，常用的方法是 一。該發(fā)酵過程中的產(chǎn)物屬于代謝產(chǎn)物，一般在 期大量合成。[解題思路]由于是利用大腸桿菌生產(chǎn)人的生長激素，故承受基因工程進展菌種選育；依據(jù)微生物生長曲線結(jié)合發(fā)酵工程生產(chǎn)實際，應在對數(shù)期進展接種；生產(chǎn)的生長激素是次級代謝產(chǎn)物，一般在穩(wěn)定期大量合成。[解答](1)將大腸桿菌的質(zhì)粒取出，連接上人生長激素基因后，重置入大腸桿菌細胞內(nèi)人工合成基因(2)菌體生長的對數(shù)期處于對數(shù)期的細菌代謝旺盛，個體的形態(tài)和生理特性比較穩(wěn)定(3)防止雜菌污染高壓蒸汽滅菌(4)次級穩(wěn)定規(guī)律總結(jié)熟知發(fā)酵工程流程簡圖及留意事項。如留意掌握溫度、pH、溶氧、通氣量與轉(zhuǎn)速等發(fā)酵條件。考點高分解題綜合訓練發(fā)酵工程的第一個重要工作是選擇優(yōu)良的單一純種，消滅雜種，獲得純種的方法不包括A依據(jù)微生物對碳源需要的差異，使用含不同碳源的培育基B．依據(jù)微生物遺傳組成的差異，在培育基中參加不同比例的核酸C．依據(jù)微生物缺乏生長因子的種類，在培育基中增減不同的生長因子D．依據(jù)微生物對抗菌素敏感性的差異，在培育基中參加不同的抗菌素1．B解析：每種生物的遺傳物質(zhì)在正常條件下是穩(wěn)定的，培育基中核酸不能轉(zhuǎn)變生物原有的遺傳組成。谷氨酸發(fā)酵生產(chǎn)過程中，掌握好發(fā)酵條件是格外重要的，以下關(guān)于谷氨酸發(fā)酵過程中的處理正確的選項是A從掌握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BC．3：1，既有利于谷氨酸棒狀桿菌的大量生殖，又有利于谷氨酸的大量合成DpH5.0～6.02．A解析：在谷氨酸生產(chǎn)過程中，可以實行肯定的手段轉(zhuǎn)變細胞膜的透性，使谷氨酸能快速排放到細胞膜外面，解除谷氨酸對谷氨酸脫氫酶的抑制作用，提高谷氨酸的產(chǎn)量。谷氨酸發(fā)酵是需氧發(fā)酵，應實行措施提高溶氧量。C：N3：1pH5．0～6．0，細菌發(fā)酵的適宜pH7～8。家庭制作泡菜并無刻意的滅菌環(huán)節(jié)，在發(fā)酵過程中，乳酸菌產(chǎn)生的乳酸可以抑制其他微生物的生長。當環(huán)境中的乳酸積存到肯定濃度時，又會抑制乳酸菌自身的增殖。下面對這些現(xiàn)象的描述不正確的選項是ABC．密閉的發(fā)酵環(huán)境使乳酸菌在調(diào)整期和對數(shù)期的種問斗爭中占據(jù)優(yōu)勢D進入穩(wěn)定期，泡菜壇內(nèi)各種生物的抵抗力、穩(wěn)定性維持在較高的水平3．D解析：乳酸菌在發(fā)酵初期共同抑制其他微生物的生長，表現(xiàn)為種內(nèi)互助；并且在種間斗爭中占據(jù)優(yōu)勢；當它們大量生殖后，因資源空間等條件的限制，表現(xiàn)為種內(nèi)斗爭。在一一般的錐形瓶中，參加含有酵母菌和葡萄糖的溶液，然后將瓶口封閉，在以下有關(guān)坐標圖中，正確的選項是A①②③B①③④C．②③④D．①②④4．BJ”形增長。以下關(guān)于發(fā)酵工程的說法，錯誤的選項是A．通過人工誘變、基因工程、細胞工程都能選育品種B環(huán)境條件的變化，不僅會影響菌種的生長生殖，而且會影響菌種代謝產(chǎn)物的形成C．發(fā)酵工程的產(chǎn)品是指微生物的代謝產(chǎn)物D．培育基和發(fā)酵設(shè)備必需經(jīng)過嚴格的滅菌5．C發(fā)酵罐發(fā)酵的過程中，使溫度上升的熱量來源于①冷卻水供給缺乏②微生物代謝旺盛③培育基不穎④攪拌⑤放料口排出產(chǎn)物A①②③④⑤ B②③④ C．①④ D_②④6．D解析：冷卻水帶走熱量不會使溫度上升，排解A、C；微生物代謝旺盛呼吸作用產(chǎn)生了大量能量，且大局部轉(zhuǎn)變成了熱能；攪拌通過摩擦產(chǎn)生了熱能；培育基的穎程度及放料口排出產(chǎn)物影響代謝速度，但與熱量的產(chǎn)生無直接關(guān)系。用發(fā)酵工程生產(chǎn)的產(chǎn)品，假設(shè)是菌體，則進展分別提純時可承受的方法是蒸餾、過濾 B過濾、沉淀 C．萃取、離子交換 D．沉淀、萃取7．B解析：發(fā)酵工程生產(chǎn)的產(chǎn)品有兩類：一類是代謝產(chǎn)物，另一類是菌體本身。產(chǎn)品不同，分別提純的方法一般不同。假設(shè)產(chǎn)品是菌體，可承受過濾、沉淀等方法將菌體從培育液中分別出來；假設(shè)產(chǎn)品是代謝產(chǎn)物，可用萃取、蒸餾、離子交換等方法進展提取。(1)發(fā)酵工程中選育優(yōu)良品種的方法有多種，其中能定向培育品種的方法是①人工誘變②基因移植③細胞雜交④雜交育種A．①② B②③ C．③④ D．①④發(fā)酵罐一般都有攪拌器，但在利用乳酸菌生產(chǎn)乳酸時不用，這是由于 。單細胞蛋白是市場上較受歡送的發(fā)酵產(chǎn)品，它利用的是微生物的 。不同的微生物有各自的代謝特點，人們常據(jù)此來分別、鑒別微生物種類，某試驗室有兩個菌種，可能是胱氨酸依靠型細菌(無胱氨酸不能生長)、甲基養(yǎng)分細菌(只能利用甲醇、甲烷作碳源)，但試管上標簽脫落，請依據(jù)它們的代謝特點設(shè)計試驗方案加以鑒定。試驗步驟：第一步：在