试卷题型：
⑴、名词解释：8×4＇
⑵、填空题：22×1＇
⑶、简答题：3×8＇
⑷、综合题：2×11＇
第一章绪论
1、代谢控制发酵：就是利用遗传学的方法或其他生物化学方法，人为地在脱氧核糖核酸（DNA）的分子水平上，改变和控制微生物的代谢，使有用目的产物大量生成、积累的发酵。P2
2、代谢控制发酵的关键：取决于微生物代谢控制机制是否能够被解除，能否打破微生物正常的代谢调节，人为地控制微生物的代谢。P2
3、代谢工程的具体思路：P3
1、改变代谢流：
（1）、加速速度限制反应；（2）、改变分支代谢途径的流向；（3）、构建代谢旁路；（4）、改变能量代谢途径。
2、扩展代谢途径和构建新的代谢途径：
（1）、引入外源基因，延伸代谢途径；（2）、利用新的底物，构建新的生物合成途径。
第二章代谢控制发酵的基本思想
1、微生物细胞的调节机制：P7-9
（1）、通过控制基因的酶生物合成的控制机制：
①诱导——促进酶的合成；
②阻遏——抑制酶的合成，包括：
1）终产物阻遏，2）分解代谢物阻遏。
（2）、酶活性的控制机制：
①终产物抑制或激活，
②通过辅酶水平的活性调节，
③酶原的活化，
④潜在酶的活化。
（3）、通过细胞渗透性的控制：（根据酶在代谢调节中作用不同分类）
①调节酶：变构酶、同功酶、多功能酶。
②静态酶
③潜在酶
2、脱敏作用：变构酶经特定处理后，不丧失酶活性而失去对变构效应物的敏感性。
注：处理方法：①使变构酶解聚，②基因突变。P15
3、反馈抑制的调节类型可以分为以下几种：P18-21 图略
（1）、单功能途径中酶活性的调节类型：①前体激活，②补偿性激活。
（2）、多功能途径中酶活性的调节类型：
①协作反馈抑制或称多价反馈抑制，
②合作反馈抑制，
③积累反馈抑制，
④顺序反馈抑制，
⑤假反馈抑制：指结构类似物的反馈抑制，
⑥同功酶
4、分解代谢物阻遏：当细胞具有一优先利用的底物（通常是，但并不总是葡萄糖）时，很多其他分解反应途径受到阻遏。P27 (注：根据葡萄糖效应理解)
5、突破微生物的自我调节控制机制，使代谢产物大量积累的有效措施：P31
（1）、应用营养缺陷型菌株。
（2）、选育抗反馈调节的突变株。
（3）、选育细胞膜通透性突变株：使终产物在细胞内不能大量积累而引起反馈调节。（4）、利用营养缺陷型回复突变株或条件突变株的方法，解除终产物对关键酶的调节。（5）、应用遗传工程技术，创造理想的超微生物（构建目的工程菌株）。
（6）、发酵的环境条件的优化。
6、营养缺陷型：就是指原菌株由于发生基因突变，致使合成途径中某一步骤发生缺陷，从而丧失了合成某些物质的能力，必须在培养中外源补加该营养物质才能生长的突变型菌株。P32 最典型例子：高丝氨酸营养缺陷型（Hom﹣）或苏氨酸营养缺陷型（Thr﹣）菌株达到赖氨酸的积累。
7、渗漏缺陷型：就是指遗传性障碍不完全的缺陷型。（注：这种突变只是其中某一种酶的活性降低，而不是完全丧失。不能合成过量的最终产物，故不会造成反馈抑制而影响中间代谢产物的积累。）P33
8、代谢控制发酵的基本思想：
⑴、切断支路代谢：①选育营养缺陷型突变株，②选育渗漏缺陷突变株。
⑵、解除菌体自身的反馈调节：
①选育抗类似物突变株（代谢拮抗物抗性突变株）——形成途径：1）变构酶结构基因突变，2）调节基因突变。P35
②酶活性的利用
③营养缺陷型回复突变株的应用
⑶、增加前体物的合成
⑷、去除终产物
⑸、特殊调节机制的利用：①多种产物控制机制的利用，②平衡合成的利用，
③代谢互锁的利用，④优先合成的变换。
⑹、条件突变株的应用
⑺、选育不生成副产物的菌株
⑻、选育生产代谢拮抗物质的菌株
第三章代谢控制发酵育种的基本技术
1、诱变育种中的几个问题：P61-65
①出发菌株的选择：⑴出发菌株对诱变剂的效应，⑵染色体组倍数对诱变剂的效应。
②细胞悬浮液的制备：⑴同步培养，⑵菌龄，⑶细胞悬浮液浓度，⑷细胞悬浮液的制备。
③诱变剂的选择及处理方法的选择：⑴诱变剂的选择，⑵诱变剂量的选择，⑶诱变剂处理
方法的选择。
④中间培养
2、营养缺陷型的浓缩的方法有：
①青霉素法，②D-环丝氨酸法，③五氯酚法，
④亚硫酸法，⑤制霉菌素法，⑥2-脱氧葡萄糖法，
⑦过滤法，⑧差别杀菌法
注：为了达到淘汰野生型、浓缩缺陷型细胞的目的，不论应用上述哪一种方法，均需对诱变处理后经中间培养的培养物进行如下处理：①饥饿培养，②2倍氮源培养。
3、营养缺陷型菌株的检出方法：①逐个检出法，②夹层培养法，③限量补充法，④影印接种法p68
4、原生质体融合育种的一般步骤：P77
①标记菌株的筛选，
②原生质体的制备：影响因素：
⑴菌体的前处理，⑵菌体的培养时间（一般选择对数生长期的菌体），
⑶酶浓度，⑷酶解温度（一般控制在20-40℃），⑸酶解时间，⑹渗透压稳定剂。
③原生质体的再生，
④原生质体的融合，
⑤融合子的选择，
⑥实用性菌株的筛选。
5、转导：转导作用就是利用转导噬菌体为媒介而将供体菌的部分DNA导入受体菌中，从而使受体菌获得部分遗传性状的现象。其中必须具有3个组成部分，即供体，转导噬菌体和受体。P88
6、转化：转化就是指相当大的游离的供体细胞的DNA片段被直接吸收到受体细胞内，并整合于受体细胞的基因组中，从而使受体细胞获得供体细胞部分遗传性状的现象。包括3个步骤，即供体DNA的制备，受体细胞对DNA的吸收及转化子的选择。P92
第七章糖代谢与控制
1、D-核糖发酵的代谢控制育种：图略（P248）
①出发菌株的选择，
②转酮酶缺陷突变株的分离：
⑴选育不利用D-葡萄糖酸或L-阿拉伯糖的突变株，
⑵选育莽草酸缺陷突变株，
⑶选育L-色氨酸缺陷、L-酪氨酸缺陷、L-苯丙氨酸缺陷、CoQ缺陷、维生素K缺陷或
叶酸缺陷突变株。
③其他标记，
④利用基因工程技术构建核糖工程菌株，
⑤发酵控制。
2、γ-亚麻酸发酵的代谢控制育种思路：图略P271-273
①出发菌株的选择，
②切断或减弱支路代谢，
③解除反馈调节，
④强化能量代谢，
⑤增强前体物的合成，
⑥选育Δ6-脱氢酶活力强的突变株，
⑦选育低温生长突变株，
⑧选育耐高糖的突变株。
第九章氨基酸的代谢控制与发酵
1、赖氨酸发酵：图略P292
①切断或减弱支路代谢，
②解除反馈调节，
③解除代谢互锁，
④改善膜的通透性，
⑤增加前体物的合成，
⑥选育温度敏感突变株，
⑦选育脲酶回复突变株，
⑧利用基因工程技术构建赖氨酸工程菌株。
2、色氨酸发酵：
①切断支路代谢，
②解除自身反馈调节，
③增加前体物，
④切断进一步代谢，
⑤利用基因工程技术构建色氨酸工程菌株，
⑥其他标记。
第十章核酸类物质的代谢控制与发酵
肌苷发酵的代谢控制育种：P366
①出发菌株的选择，
②增加前体物质，
③切断支路代谢：⑴选育Ade﹣菌株，⑵选育Xan﹣或Gu﹣菌株，⑶选育Thi﹣或His﹣
菌株，⑷选育核苷磷酸化酶弱的菌株。
④解除菌体自身的反馈调节：
⑴选育抗腺嘌呤及鸟嘌呤结构类似物突变株，如8-氮腺嘌呤、8-氮鸟嘌呤等抗性突变株，
⑵选育抗腺嘌呤或黄嘌呤的突变株，
⑶选育抗磺胺类药物突变株，如磺胺嘧啶、磺胺哒嗪抗性突变株。
1.什么是操纵子？主要包括那些基因？
2.什么是分解代谢物阻遏？其实质是什么？
3.cAMP是怎样控制酶合成的水平呢？
4.葡萄糖是如何调节细胞内cAMP水平呢？
5.什么是变构酶？简述别构酶调节的机制。
6.什么是脱敏作用？
7.什么是共价调节酶？举例说明共价调节酶对酶活性的调节。
8.反馈抑制（feedback inhibition）
9.反馈阻遏（feedback repression）
10.协同反馈抑制（concerted feedback inhibition）
11.积累反馈抑制（cumulation inhibition）
12.同工酶调节（isoenzyme inhibition）
13.平衡合成（balanced synthesis）
14.优先合成（preferenced synthesis）
15.代谢互锁（metabolic interlack）
16.基本培养基/补充培养基
17.根据D-核糖的生物合成途径及代谢调节机制，阐述D-核糖高产菌的育种思路
18.简述L-色氨酸的代谢调控机制，并论述L-色氨酸高产菌的育种思路，在发酵条件控制中应注意的问题？
19.根据Lys的生物合成途径及代谢调节机制，阐述Lys高产菌的育种思路
1脱敏作用：变构酶经特定处理后，不丧失酶活性而失去对变构效应物的敏感性。 2分解代谢物阻遏：当细胞具有一优先利用的底物时，很多其他分解反应途径受到阻遏 3限量补充培养法：将经适当稀释的浓缩处理液涂布于含有微量蛋白胨或0.1%完全培养基成分的基本培养基平板上。经培养后，野生型细胞迅速生长成较大菌落，而缺陷型细胞生长缓慢只能形成小菌落。这些小菌落大多数为营养缺陷型，将其转接到完全培养基斜面保存待测。 5代谢互锁:从生物合成途径来看，酶受一种与此代谢途径完全无关的终产物的控制，它只是在较高浓度下才发生，而且这种抑制(阻遏)作用是部分性的，不完全的。 6代谢工程:应用重组DNA技术和应用分析生物学相关的遗传学手段进行有精确目标的遗传操作，改变酶的功能或输送体系的功能，甚至产能系统的功能，以改进细胞某些方面的代谢活性的整套操作工作。 7积累反馈抑制:每个分支途径的末端产物都独立于其他末端产物，以一定百分比控制该途径第一个共同的酶所催化的反应。当几个末端产物同时存在时，它们对酶反应的抑制是累积的。各末端产物之间既无协同效应，也无拮抗作用。 8原生质融合:是一个人工实验系统，将遗传性状不同的两个细胞融合，通过基因重组，形成有新的、优良性状的新细胞的过程。 9转导:利用转导噬菌体为媒介而将供体菌的部分DNA导入受体菌中，从而使受体菌获得部分遗传性状的现象。 10营养缺陷型：指原菌株由于发生基因突变，致使合成途径中某一步骤发生缺陷，从而丧失了合成某些物质的能力，必须在培养基中外源补加该营养物质才能生长的突变型菌株。 11基因工程：指重组DNA技术的产业化设计与应用，包括上游技术和下游技术两大组成部分。上游技术指的是基因重组、克隆和表达的设计与构建（即重组DNA技术）；而下游技术则涉及到基因工程菌或细胞的大规模培养以及基因产物的分离纯化过程。 12诱变：指利用物理或化学因素处理微生物细胞群体，促使其中少数细胞中的遗传物质(主要是DNA)的结构发生改变，从而引起微生物的遗传性状发生变化，然后通过目的选择标记设法从群体中筛选出少数性状优良的突变菌株的过程。 13.转化：指相当大的游离的供体细胞的DNA片段被直接吸收到受体细胞内，并整合于受体细胞的基因组中，从而使受体细胞获得供体细胞部分遗传性状的现象。 14合作反馈抑制：当任何一种终产物单独过剩时，只部分的反馈抑制第一个酶的活性，只有当终产物同时过剩存在时，才能引起强烈抑制，其抑制程度大于各自单独存在的和 15增强子：指增加同它连锁的基因转录频率的DNA序列（能强化转录起始的一段DNA序列）。 16回复突变株：由突变型菌株经再突变而恢复原初野生型性状的菌株。 17渗漏突变型：指因突变所产生的不完全遗传障碍，其基因所控制的反应程度不象野生型，但多少还能进行，称这种现象为渗漏，具有这种性质的突变型就称为渗漏突变型
发酵工程与设备实验 1.决定摇瓶溶氧量的因素有哪些？它们如何影响摇瓶溶氧量？答：⑴摇瓶的透气性：8层纱布，纱布透气性越好，摇瓶溶氧量越大。⑵摇瓶的转速：转速越大，培养基流动越剧烈，增大与气体接触面积。⑶培养基的粘稠度：粘稠度越大，氧气越难进入，溶氧量越低。 2.采用磷钼蓝法测定发酵液中的植酸酶活性实验中，空白对照中并未发生酶和底物的水解反应，但经过显示后，颜色却呈较深的蓝色，试解释其原因。 答：①磷钼蓝受热，易被氧化成蓝色还原物。②植酸钠中含杂质磷太多。 3.红曲米发酵实验中，为何要添加酸水？无菌酸水如何制得？答：是为了洗脱菌种，同时为红曲霉生长创造酸性环境。 制备：取一烧杯的蒸馏水，往水中加入乳酸并调PH至4.0.然后取10ml配制好的溶液于干净的试管中，密封包扎后，放入高压灭菌锅灭菌，即可得到无菌酸水。 4.产植酸酶黑曲霉的分离实验中，为何选用植酸钙而不选用植酸钠？ 答：钠盐易溶解、钙盐难容，易形成透明圈，从而筛选。 5.产植酸酶黑曲霉的分离实验中，为什么不将脱氧胆酸钠溶液
和氯霉素眼药水加入到筛选培养基中一起灭菌？ 答：①脱氧胆酸钠会与铁盐高温时反应。②细菌性抗生素、自身就是杀菌的，且本身无菌，也不能灭菌。 6.请详细说明产植酸酶黑曲霉的分离实验的实验原理。 答：以植酸钙为唯一磷来源的选择培养基，同时以透明圈法，从土壤中分离筛选产植酸酶的黑曲霉 7.产植酸酶黑曲霉的摇瓶发酵实验中，摇瓶的作用有哪些？答：①气体和营养分布均匀②温度保持恒定③代谢产物分散④避免影响其他菌丝生长⑤防止细胞沉淀 8.植酸酶酶活力测定实验中，若显色后的反应体系测定吸光度值为2.23，说明什么问题？该如何调整实验方案？ 答：浓度过大，该稀释。 9.植酸酶活力测定时做标线的目的是什么？ 答：标线是反应吸光度与无机磷浓度之间的关系，待我们测的样品吸光度后即可在标线上读出对应无机磷浓度，从而进行酶活计算。 10.简述灭菌锅的使用方法及步骤。 答：①向锅内注入水至三脚架上边缘、预热。 ②放入物品，将直排气管并放入排气槽。 ③关盖，拧紧对应螺栓，打开开关加热 ④待压力达到0.05MPa，排冷空气，归零。
《氨基酸发酵工艺学》试卷A答案 一、名词解释（每小题3分，共18分） 1、代谢控制发酵：就是用遗传学或其它生物化学的方法，人为的改变、控制微生物的代谢，使有用产物大量生成、积累的发酵。 2、DE值：即葡萄糖值，表示淀粉水解程度及糖化程度。DE值=还原糖/干物质×100％ 3、噬菌体效价：每毫升试样中所含有具有侵染性的噬菌体的粒子数 4、发酵转换：当发酵条件发生改变时，必然会影响到生物代谢途径分支的关键酶的酶量和酶活性的改变，从而导致发酵方向发生转换，从而产生不同的代谢产物 5.淀粉液化：利用α－淀粉酶将淀粉液化，转化为糊精及低聚糖，使淀粉的可溶性增加。 6.临界溶氧浓度：指不影响菌的呼吸所允许的最低氧浓度。 二、单项选择题（每小题2分，共20分） 1.B 2.B 3.C 4.A 5.B 6.B 7.D 8.C 9.D 10.A 三、填空题（每空1分，共20分） 1.蛋白质水解液抽提法，化学合成法，酶法，微生物发酵法 2.控制磷脂的合成添加表面活性剂油酸缺陷型甘油缺陷型温度敏感型（能写出任意三条即可） 3.长菌型细胞转移期细胞产酸型细胞 4.α-型结晶β-型结晶自然起晶加晶种起晶 5.等电点法离子交换法锌盐法
6.离子交换法菌体钙离子 四、简答题（每小题6分，共30分) 1、淀粉水解糖制备中，酸解法的工艺流程？ 答：淀粉、水、盐酸→调浆→进料→水解→冷却、中和→脱色→过滤→糖化液 2、酸法制备淀粉水解糖的质量要求有哪些？ 答：（1）糖液透光率＞90％（420nm） （2）不含糊精、蛋白质（起泡物质）。 （3）转化率＞90％。 (4) 还原糖浓度＞16％ （5）糖液不能变质 3、氨基酸发酵菌种为什么要定期分离纯化？有什么意义？ 定期分离纯化的原因：因为工业生产菌种酵母自身发生了退化，退化的原因：（1）菌种的自发突变在10-8左右 （2）由于菌种大多为诱变菌种，容易受外界环境的影响，发生回复突变。 菌种纯化的意义：（1）保证产品的稳产、高产 （2）进行生产育种。 4、氨基酸生产中，泡沫对发酵的影响？ ①发酵液逃逸 ②感染 ③降低装填系数，设备利用率降低
一、选择题（共10小题，每题2分，共计20分） 1.下列关于发酵工程的说法，错误的是（C ） A 发酵工程产品主要是指微生物的代谢产物、酶和菌体本身 B 可以通过人工诱变选育新菌株 C 培养基、发酵设备和菌种必须经过严格的灭菌 D 环境条件的变化既影响菌种的生长繁殖又影响菌体代谢产物的形成 2.当培养基pH发生变化时，应该（C ） A 加酸 B 加碱 C 加缓冲液 D 加无机盐 3. 甘油生物合成主要由下列哪种物质引起（D ） A 尿素 B 硫酸铵 C 酶 D 亚硫酸盐 4. 对谷氨酸发酵的叙述正确的是（D ） A 菌体是异养厌氧型微生物 B 生物素对谷氨酸生成无影响 C 谷氨酸的形成与搅拌速度无关 D 产物可用离子交换法提取 5. 为使淀粉和纤维素进行代谢而提供能量，（B ） A 它们必须第一步变成脂肪分子 B 它们的葡萄糖单位必须被释放 C 环境中必须有游离氧存在 D 遗传密码必须起促进作用 6. 关于微生物代谢产物的说法中不正确的是（D ） A 初级代谢产物是微生物生长和繁殖所必须的 B 次级代谢产物并非是微生物生长和繁殖所必须的 C 初级代谢产物在代谢调节下产生 D 次级代谢产物的合成无需代谢调节 7. 在发酵中有关氧的利用正确的是（B ） A 微生物可直接利用空气中的氧 B 微生物只能利用发酵液中溶解氧 C 温度升高，发酵液中溶解氧增多 D 机械搅拌与溶氧浓度无关 8.某药厂用谷氨酸棒状杆菌发酵生产谷氨酸，结果代谢产物没有谷氨酸而产生乳酸及琥珀酸，其原因可能是（B ） A 温度控制不适 B 通气量过多 C pH呈酸性 D 溶氧不足 9.下列可用于生产谷氨酸的菌种是（C ）
试卷一 一、名词解释 铁混浊：由于葡萄酒中的氧化亚铁被氧化成氧化铁，氧化铁与单宁结合，则生成青色的鞣酸铁沉淀，即所谓的铁沉淀。 煮沸强度：又称蒸发强度，是指单位时间内所蒸发的水分占混合麦芽汁的百分比例，要求为8%—10%。 上霉：指在曲坯表面，因霉菌生长繁殖而长出霉点。 生啤：生啤酒：又叫鲜啤酒，这种啤酒不经过杀菌，具有独特的啤酒风味。 熟啤：普通啤酒都是要杀菌(巴氏杀菌)，杀了菌之后叫熟啤酒。 扎啤：扎啤就是经过微孔膜过滤的啤酒。 二、填空 1．葡萄酒按酒液的颜色，可分为红葡萄酒和白葡萄酒两大类，根据酒液含糖分多少，分为干葡萄酒和甜葡萄酒两种。2．根据酵母在啤酒发酵液中的性状，可将它们分为：上面啤酒酵母，下面啤酒酵母。 3．大曲中的微生物以霉菌占绝大多数，小曲中的微生物主要是霉菌和酵母。 4．白酒酿造分为清渣和续渣两种方法。 三、选择 1．葡萄酒受污的酒液中，常见的乳酸菌不包括（D）。
A．明串珠菌 B．乳酸杆菌 C．足球菌D．枯草杆菌 2．酿造酱油的生产，主要以（ A ）为主要原料。 A．大豆或豆粕等植物蛋白质 B．面粉等淀粉质 C．大米或高粱D．优质大麦芽 3．微生物生长繁殖减慢，曲坯品温逐渐下降的阶段称为（ A ）。A．后火 B．大火 C．起潮火 D．凉霉 4传统法酿醋工艺中，老陈醋的配制以（ A ）为发酵剂。 A．大曲 B．小曲 C．麸曲 D．麦曲 四、简答 1．列举我国八大名白酒。 答：贵州茅台酒，山西汾酒，四川泸州老窖特曲酒，陕西西凤酒，四川五粮液，四川全兴大曲酒，安徽古井贡酒，贵州遵义董酒。2．说明酱油中风味物质的来源。 答：蛋白质的水解，淀粉的分解，脂肪的分解，纤维素的分解。 六、论述 1．试述啤酒发酵过程中对绿麦芽的质量要求及其质量控制措施？
代谢控制发酵试题库 名词解释 1.代谢工程指应用重组DNA技术和应用分析生物学相关的遗传学手段进行有精确目标的遗传操作，改变酶的功能或输送体系的功能，甚至产能系统的功能，以改进细胞某些方面的代谢活性的整套操作工作（包括代谢分析、代谢设计、遗传操作、目的代谢活性的实现）。 2.积累反馈抑制指每个分支途径的末端产物都独立于其他末端产物，以一定百分比控制该途径第一个共同的酶所催化的反应。当几个末端产物同时存在时，它们对酶反应的抑制是累积的。各末端产物之间既无协同效应，也无拮抗作用。 3.代谢互锁指从生物合成途径来看，酶受一种与此代谢途径完全无关的终产物的控制，它只是在较高浓度下才发生，而且这种抑制(阻遏)作用是部分性的，不完全的。 4.原生质融合指是一个人工实验系统，是将遗传性状不同的两个细胞融合，通过基因重组，形成具有新的、优良性状的新细胞的过程。 5.转导指利用转导噬菌体为媒介而将供体菌的部分DNA导入受体菌中，从而使受体菌获得部分遗传性状的现象。 6.代谢控制发酵：是指利用遗传学方法或其它生物化学方法，人为地在脱氧核苷酸（DNA）的分子水平上，改变和控制微生物的代谢，使有用目的产物大量生成、积累的发酵。 7.营养缺陷型：指原菌株由于发生基因突变，致使合成途径中某一步骤发生缺陷，从而丧失了合成某些物质的能力，必须在培养基中外源补加该营养物质才能生长的突变型菌株。 8.基因工程：基因工程是指重组DNA技术的产业化设计与应用，包括上游技术和下游技术两大组成部分。上游技术指的是基因重组、克隆和表达的设计与构建（即重组DNA技术）；而下游技术则涉及到基因工程菌或细胞的大规模培养以及基因产物的分离纯化过程。 9.诱变：指利用物理或化学因素处理微生物细胞群体，促使其中少数细胞中的遗传物质(主要是DNA)的结构发生改变，从而引起微生物的遗传性状发生变化，然后通过目的选择标记设法从群体中筛选出少数性状优良的突变菌株的过程。 10.转化：指相当大的游离的供体细胞的DNA片段被直接吸收到受体细胞内，并整合于受体细胞的基因组中，从而使受体细胞获得供体细胞部分遗传性状的现象。 11.合作反馈抑制：指当任何一种终产物单独过剩时，只部分的反馈抑制第一个酶的活性，只有当终产物同时过剩存在时，才能引起强烈抑制，其抑制程度大于各自单独存在的和。12.分子克隆：指对目的DNA分子进行切割，并连接到合适的载体上进行体外重组。 判断 1.转化和转导都是将外源基因导入受体细胞的方法，只是受体存在差异。 ×，转导需要载体，而转化不需要载体。 2.紫外线照射后的菌悬液，不能移至可见光下进行筛选和检出。 √，由于光复活作用，不能移至可见光下 3.酶的诱导和酶的阻遏都是指终产物对酶合成过程的促进或阻碍。 ×，酶诱导是底物对酶合成的促进，酶阻遏是产物对酶合成的抑制 4.一个操纵子中的结构基因通过转录、转译控制蛋白质的合成，而操纵基因和启动基因通过转录、转译控制结构基因的表达。 ×，操纵基因和启动基因只起调节作用，本身不表达。 5.诱变处理的菌液进行中间培养主要是为了克服表型延迟。 √，解释表型延迟。 6.转化和转导都是将外源基因导入受体细胞的方法，只是供体存在差异。
1、举出几例微生物大规模表达的产品,及其产生菌的特点？ A.蛋白酶表达产物一般分泌至胞外，能利用廉价的氮源，生长温度较高， 生长速度快 ,纯化、分离及分析快速；安全性高，得到 FDA的批准的菌种。 B.单细胞蛋白生长迅速，营养要求不高，易培养，能利用廉价的培养基或生 产废物。适合大规模工业化生产，产量高，质量好。安全性高，得到 FDA的批准的菌种。 C.不饱和脂肪酸生长温度较低，安全性高，能利用廉价的碳源，不饱和脂 肪酸含量高， D.抗生素生产性能稳定，产量高，不产色素，，能利用廉价原料 F.氨基酸代谢途径比较清楚，代谢途径比较简单 2、工业化菌种的要求？ A能够利用廉价的原料，简单的培养基，大量高效地合成产物 B有关合成产物的途径尽可能地简单，或者说菌种改造的可操作性要强C. 遗传性能要相对稳定 D.不易感染它种微生物或噬菌体 E.产生菌及其产物的毒性必须考虑（在分类学上最好与致病菌无关） F.生产特性要符合工艺要求 4、讨论：微生物（包括动、植物）可以生产我们所需的一切产品，但是涉 及到工业化生产，对于某一种特定的产品，为何只有特定的微生物才具有大量 表达的潜力？ 在不同的环境条件下，微生物细胞对遗传信息作选择性的表达，实现代谢 的自动调节。代谢的协调能保证在任何特定时刻、特定的细胞空间，只合成必 要的酶系（参与代谢的多种酶）和刚够用的酶量。一旦特定物质的合成达到足 够的量，与这些物关系支持细胞自身的增殖（生产细胞），不支持（人的）目
的产物的过量生产（生产特定的初级代谢产物）。而工业化生产要求特定表达 某种或某类物质，只有正常代谢被打破，代谢协调失常的微生物才能达到要求 5、自然界分离微生物的一般操作步骤？ 样品的采取→预处理→培养→菌落的选择→初筛→复筛→性能的鉴定→菌种保藏 6、从环境中分离目的微生物时，为何一定要进行富集培养？ 自然界中目的微生物含量很少，非目的微生物种类繁多，进行富集培养， 使目的微生物在最适的环境下迅速地生长繁殖，数量增加，由原来自然条件下 的劣势种变成人工环境下的优势种，使筛选变得可能。 7、菌种选育分子改造的目的？ 防止菌种退化 ; 解决生产实际问题 ; 提高生产能力 ; 提高产品质量 ; 开发新产品 . 8、以目前的研究水平，土壤中能够培养的微生物大概占总数的多少？什么 是 16sRNA同源性分析？ 目前能够培养的微生物不到总数的 1%。以 16sRNA为靶基因，设计引物， 建立 pcr 扩增体系，再通过 DNA 测序进行细菌同源性分析。 9、什么叫自然选育？自然选育在工艺生产中的意义？ 自然选育就是不经人工处理，利用微生物的自然突变进行菌种选育的过 程。
一、填空题：(20分，每空1分) 1、淀粉水解方法有酸法、酶法和酸酶结合法。 2、根据微生物生长速度与产物合成速度之间的关系，可以将发酵分为三种类型，分别是生长偶联型、非生长偶联型和混合生长偶联型。 3、呼吸抑制发酵的现象叫巴斯德效应。 4、高温灭菌的原理是高温使微生物蛋白质变性失活。 5、常用的干燥方法有对流加热干燥、接触加热干燥和冷冻升华干燥等。 6、发酵醪中菌体分离可采用离心分离和过滤分离方法。 7、发酵热包括生物热、搅拌热、蒸发热和辐射热。 8、发酵过程中，调节PH值常用方法有添加CaCO3法、流加尿素、 加缓冲剂法等。 二、名词解释：（15分，每题3分） 1、分解代谢物阻遏 当菌体利用葡萄糖作C源进行生长时（1分），葡萄糖分解产物能阻遏参与次级代谢产物的合成的酶系生成（1分），从而影响次生代谢物的合成（1分）。 2、对数残留定律 在高温灭菌时，菌的死亡速率与任一瞬间残留的活菌数N成正比（3分）。 3、反馈抑制 酶促反应的终产物（1分）抑制代谢途径第一个酶的活性（2分），这称反馈抑制。 4、限制性基质 微生物生长速率与底物浓度有一定的依赖关系（1分），当底物浓度很小（1分），微生物生长速率与底物浓度成正比，此时基质叫限制性基质（1分）。
5、次级代谢产物 从初级代谢途径中形成分枝代谢途径（1分），并用初级代谢产物生成与菌体生长繁殖无关的物质或功能还未明的化合物（2分），这个过程称次级代谢。 二、判断题（对的在下面的表格中打“√”，错的打“Χ”，10分） 1、柠檬酸发酵主要防止前期染菌。 2、疫苗深层培养，如果中期染菌不严重，考虑继续发酵。 3、介质过滤除菌，必须保证介质之间的孔径小于细菌直径，才能达到除菌目的。 4、发酵醪需先进行菌、液的分离，才能进行后续的提取和精制过程。 5、谷氨酸发酵中，加速DCA循环有利于产物积累。 6、发酵生产单细胞蛋白，需要供氧。 7、在发酵过程中，随着通气量的提高，溶氧系数也增大。 8、为了提高发酵效率及便于控制，在整个发酵期内，我们要选定一个最适温度， 控制发酵在该温度下进行。 9、一般来说，种子培养基的碳氮比低于发酵培养基的碳氮比。 10、消毒不一定能达到灭菌的要求，而灭菌则可达到消毒的目的。 每题1分 四、简答：（40分，每题5分） 1、微生物工程的发展经历了哪几个时期？ 答：1.自然发酵时期（1分） 2.纯培养技术的建立（1分） 3.通气搅拌好气性发酵工程技术建立（1分） 4.人工诱变育种与代谢调控发酵工程技术的建立（1分） 5.发酵动力学、发酵的连续化自动化工程技术的建立 6.基因工程阶段。或答微生物酶反应生物合成和化学合成反应相结合工 程技术建立。（1分） 2、谷氨酸生产如何防止噬菌体污染？ 答：注意环境卫生（1分），防止菌种流到发酵罐等设备以外（1分），发酵液必须经灭菌等处理措施才能排放（1分），选育抗噬菌体菌株，将不同生产菌轮流使用（1分），定期进行菌种复壮，注意检查溶原菌。
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发酵工程试题库 一、名词解释 1.代谢控制发酵：人为地改变微生物的代谢调控机制，使有用中间代谢产物过量积累，这种发酵 称为代谢控制发酵。 2.临界氧浓度：微生物的耗氧速率受发酵液中氧的浓度的影响，各种微生物对发酵液中溶氧浓度 有一个最低要求，这一溶氧浓度叫做临界氧浓度。 3.固定化酶：在酶促反应过程中，将酶定位或限制在一定的空间范围内，使其在反应后易于与反 应物和产物分开，从而达到反复使用和连续化生产的新型酶制剂。 4.营养缺陷型突变株：指某一菌株丧失了合成某种营养物质的能力，在培养基中若不外加这种营 养成分就不能正常生长的变异菌株。 5.巴氏消毒法：将物料加热至60℃维持60min，以杀死不耐高温的物料中的微生物营养细胞。 6.发酵工程：是指采用现代工程技术手段，利用微生物的某些特定功能，或直接把微生物应用于 工业生产过程，为人类生产有用产品的一种技术。 7.初级代谢产物：微生物细胞在其对数生长期所产生的产物，往往是细胞生长和繁殖中所必需的 物质，如糖、氨基酸、脂肪酸、核苷酸以及由这些化合物聚合而成的高分子化合物，如多糖、蛋 白质、脂类和核酸等，这些化合物称为初级代谢产物。 8.培养基：是人工配制的适合于不同微生物生长繁殖或积累代谢产物的营养基质。根据微生物对 营养的要求，培养基都基本包括碳源、氮源、无机盐、生长因子和水分，此外，还应根据微生物 的要求，有一定的酸碱度和渗透压。 9.发酵：指微生物在无氧条件下，分解各种有机物质产生能量的一种方式。或者更严格地说，发 酵是以有机物作为电子受体的氧化还原产能反应。如葡萄糖在无氧条件下被微生物利用产生酒精 并放出二氧化碳，同时获得能量。 10.酵母的第三型发酵，又称碱法甘油发酵。即在碱性条件下（pH7.6），2分子乙醛发生歧化反 应，生成1分子乙醇和1分子乙酸，而磷酸二羟丙酮则还原为甘油。总反应式：2葡萄糖 + H2O 2甘油 + 乙醇 + 乙酸 + 2CO2 11.DE值（葡萄糖值）：表示淀粉水解程度及糖化程度，指葡萄糖（所有测定的还原糖都当作葡 萄糖来计算）占干物质的百分率。 12.发酵热：引起发酵过程温度变化的原因是发酵过程所产生的热量，称为发酵热。发酵热包括生 物热、搅拌热、蒸发(汽化)热和辐射热等。 13.生物膜法废水处理：使微生物群体附着在固体介质（滤料）的表面形成生物膜，废水与生物膜 接触过程中，有机污染物质被吸附且氧化分解，使废水得到净化的废水处理方法。 14.耗氧速率：指单位体积培养液在单位时间内的吸氧量，单位为mmolO2/L?h。 15.酶合成调节：酶合成的调节是通过调节酶合成的量来控制微生物代谢速度的调节机制，这类调 节在基因转录水平上进行。酶合成调节主要有酶的诱导和酶的阻遏两种类型。 16.呼吸强度：指单位重量的干菌体在单位时间内所吸取的氧量，单位为mmolO2/g干菌体?h。 17.连续培养：是指以一定的速度向发酵罐内添加新鲜培养基，同时以相同的速度流出培养液，从 而使发酵罐内的液量维持恒定，使培养物在近似恒定状态下生长的培养方法。 18.固定化技术: 通过化学或物理的手段将游离细胞或酶定位于限定的空间区域内，并保持其固有 的催化活性，使其活性能被反复利用的技术。 19.BOD：指1L废水中的有机污染物在好氧微生物作用下进行氧化分解时所消耗的溶氧量。实际测 定水样在20℃下培养5d的需氧量BOD5。 20.碳源：凡可构成微生物细胞和代谢产物中碳素来源的营养物质，统称为碳源。 21.酶活性调节：通过改变酶分子的活性来调节代谢速度的调节方式称为酶活性的调节，是发生在 蛋白质水平上的调节。
发酵调控学 生物工程学院 储炬 课程内容 1 微生物生长分化调节的规律 (1)细胞周期内有关生长的活动，DNA合成与细胞分裂的调节 (2)丝状菌生长分化的调节 2 初级代谢的调节机制 (1)调节的生化基础 (2)代谢调节的方式与内容：诱导、分解代谢物调节、反馈调节 课程内容 3 次级代谢物的生物合成的调节 (1)次级代谢物的概念 (2)生物合成的前体 (3)次级代谢物的生物合成 (4)抗生素生物合成的控制 课程内容 4 发酵过程控制 (1)控制的策略 (2)参数的指导作用 (3)参数相关分析 (4)过程控制的评价 主要参考书 ?现代工业发酵调控学，储炬，李友荣，化学工业出版社，北京。2002年1月?Biotechnology, 2nd ed. Vol.1; Biological Fundamentals. Rehm H-JB ?Biotechnology, 3nd ed Vol.3;Bioprocessing. Rehm H-JB 微生物发酵代谢调控与发酵过程优化技术 ?代谢调控是研究内在的调节机制，而过程优化则是外在控制，是建立在相关参数的分析上的，这两个方向相辅相成，前者为后者的基础，而后者是使理论变为现实的手段。 1微生物生长与调节 为了控制菌体的生长，需要了解生长的方式，细胞分裂和调节的规律，测量微生物生长的各种办法，微生物生长繁殖的形式与工业生产的关系，环境变化对微生物生长的影响。因此，研究微生物的生长分化规律无疑是发酵调控原理的一个重要组成部分。 细胞周期 对于个体细胞行为，主要关心 ?染色体启动、复制和分离 ?新细胞壁材料的合成与插入 ?协调染色体复制和细胞分裂的信号 细胞周期 细胞周期(Cell cycle)： 细胞的一系列可鉴别的周而复始的生长活动。这些活动的顺序不变, 完成一个活动后才能进行下一个活动。 图1 细胞周期 细胞周期
1.发酵工程的主要内容发酵条件的优化与控制、反应器的设计及产物的分离、提取与精制 2.根据微生物与氧的关系，发酵可分为__需氧发酵_和_厌氧发酵__两大类。 3.在无氧条件下能将丙酮酸分子转变成乙醇分子的微生物是___酵母__。 4.诱发突变的方法分为物理方法和化学方法，物理方法主要是紫外线_，x射线_，B射线_和_激光__；化学诱变剂包括_碱基类似物， _烷化剂__ 和 _吖啶色素_ 。 5.消毒和灭菌的区别在于前者是杀死或除去病原微生物营养体细胞，而后者则指杀死包括芽孢在内的所有微生物。 6.紫外线照射能使 DNA 产生胸腺嘧啶二聚体，从而导致 DNA 复制产生错误；用紫外线诱变微生物应在红灯条件下进行，以防止光复活效应现象的产生。 7.巴斯德效应的本质是能荷调节，表现为呼吸抑制发酵。 8.乳酸发酵一般要在无氧条件下进行,它可分为同型乳酸发酵和异型乳酸发酵_。 1.根据不同的分类原则，工业发酵可分为若干类型。如按发酵形式来区分，有 传统工艺发酵和现代工业发酵；按发酵培养基的物理性状来区分，有固态发酵、半固态发酵和液态发酵；按发酵工艺流程来区分，有分批式发酵、连续式发酵和流加式发酵；按发酵过程中对氧的不同需求来区分，有厌氧发酵和需氧发酵。 2.发酵工业上常用的微生物有细菌（如枯草芽孢杆菌、醋酸杆菌、棒状杆菌、 乳酸菌、状芽孢杆菌）、酵母菌、霉菌（如根霉、曲霉）和放线菌四大类群。 3.微生物群体的生长过程，大致可划分为４个阶段：延滞期、对数期、稳定期和衰亡期。 4.微生物生长所需的基本营养物质有碳源、氮源、无机盐类、生长因子和水分。 5.发酵工业生产中的碳源主要是糖类和淀粉，如葡萄糖、玉米、大米、 大麦、高梁、麸皮等。氮源主要是玉米浆、花生饼粉等有机氮源，也有尿素、硫酸铵、硝酸铵等无机氮液。 6.筛选新菌种的具体步骤大体可分为采样、增殖培养、纯种分离、发酵试验、性能测定等。 7.菌种的选育方法常用的有新菌种的分离与筛选、诱变育种和基因重组育种。 8.常见的菌种保藏方法有：斜面转接保藏法、液体石蜡保藏法、 砂土管保藏法、冷冻干燥保藏法和液氮保藏法。 9.培养基的种类繁多，一般可根据其营养物质的不同来源分为合成培养基、天然培养基和半合成培养基，根据培养基的不同用途分为基础培养基、增殖培养基、鉴别培养基和选择培养基；根据培养基的物理状态的不同分为固体培养基、半固体培养基和液体培养基。在工业发酵中，依据生产流程和作用的不同分为斜面培养基、种子培养基以及发酵培养基。 11.发酵生产中常用的除菌方法有高压蒸汽灭菌法、巴斯德消毒法、空气过滤除菌法、、辐射灭菌法和化学试剂消毒等 1、获得纯培养的方法有：平板划线法、平板稀释法、组织分离法 等方法。 的目的通常是为了__ 中和有机酸，调节PH _。 2、液体培养基中加入CaCO ３
第一章：微生物代谢 小结：1、能量代谢是生物新陈代谢的核心 2、化能异养微生物的生物氧化必须经历脱氢、递氢和受氢3个阶段，依据受体的不 同将生物氧化分为三种：呼吸、无氧呼吸和发酵 3、化能自养微生物利用无机氧化获得ATP，产能少，生长得率极低 4、字样微生物通过光和磷酸化获得ATP，包括循环光合酸化、分循环光和磷酸化和 紫膜光合磷酸化三种 5、微生物具有固氮作用 复习题： 1、名词解释： 生物氧化：在生物体内，从代谢物脱下的氢及电子﹐通过一系列酶促反应与氧化合成水﹐并释放能量的过程。 有氧呼吸：微生物在降解底物过程中，将释放出电子传给NAD（P）+、FAD或FMN等电子载体，在经电子传递系统传给外源电子受体，以分子氧作为最终电子受体，从而生成水或其它还原型产物并释放出能量的过程 无氧呼吸：微生物在降解底物过程中，将释放出电子传给NAD（P）+、FAD或FMN等电子载体，在经电子传递系统传给外源电子受体，以氧化型化合物作为最终电子受体，从而生成水或其它还原型产物并释放出能量的过程 发酵：是指微生物细胞将有机物氧化释放的电子直接交给底物本身未完全氧化的某种中间产物，同时释放能量并产生各种不同的代谢产物。 电子传递链（呼吸链）：多种递电子体或递氢体按次序排列的连接情况。生物氧化过程中各物质氧化脱下的氢，大多由辅酶接受，这些还原性辅酶的氢在线粒体内膜上经一系列递电子体(或递氢体)形成的连锁链，逐步传送到氧分子而生成水。此种连锁过程与细胞内呼吸过程密切相关。植物的叶绿体中则存在光合电子传递链以传递电子，完成光合作用中水分解出氧，形成NADPH的过程。 光和磷酸化（循环/非循环）：一种存在于厌氧光合细菌中的利用光能产生ATP的磷酸化反应，由于它是一种在光驱动下通过电子的循环式传递而完成的磷酸化，故称循环光合磷酸化。 生物固氮：生物固氮是指分子氮通过固氮微生物固氮酶系的催化而形成氨的过程。 自生/共生/联合固氮菌：自生固氮菌：独立进行固氮，但并不将氨释放到环境中，而是合成氨基酸；固氮效率较低。共生固氮菌：与其他生物形成共生体，在共生体内进行固氮；将固氮产物氨，通过根瘤细胞酶系统的作用，及时运送给植物体各部，直接为共生体提供氮源。共生固氮菌：与其他生物形成共生体，在共生体内进行固氮；将固氮产物氨，通过根瘤细胞酶系统的作用，及时运送给植物体各部，直接为共生体提供氮源。 2、微生物代谢的特点是什么？ 1)代谢旺盛； 2)代谢极为多样化； 3)代谢的严格调解和灵活性。光能型微生物产能：光和磷酸作用产能；植物型（蓝细 菌）：放养性光合作用；化能异养微生物产能：氧化磷酸化作用；发酵型产能：（最终电子受体为有机物）；呼吸型产能：有氧呼吸和无氧呼吸；化能自养微生物产能：通过氧化物及氧化物（电子呼吸链产能）。
2006年研究生《代谢控制发酵》试题及答案 1．为什么说进行代谢控制分析可以揭示细胞代谢的动态变化规律？(15%) 答：代谢控制分析以生化反应体系的敏感性分析为基础，研究分析代谢控制在各途径之间的分配规律，是一种以系统的观点对细胞内代谢调控进行定量分析的理论和实验方法。代谢控制分析以系统观点对细胞内代谢调控进行定量分析，认为代谢控制是细胞内代谢的系统属性，可以用酶动力学性质进行定量表示，代谢途径中酶促反应步骤对代谢的控制作用随系统内外条件的改变而变化，用理论计算或试验确定的控制系数能够加深对代谢的控制结构特性的理解。代谢控制分析的基本研究对象是由单步反应组成的复杂的代谢网络，其中单步反应步骤是组成系统的基本结构单元。由于代谢系统中所有反应步骤都直接或者间接地对代谢流和代谢物浓度产生影响。因此，对其中任一反应施加轻微的扰动，由此产生的代谢流或代谢物浓度的变化，可以作为该反应步骤对代谢系统控制的度量。代谢控制分析从系统论的角度考察代谢现象，把每个酶促反应作为代谢系统最基本的组成部分，同时将基因表达、酶活水平、代谢物浓度、抑制机制、效应物、抑制剂、激活剂以及环境条件等的影响归结为对反应的扰动，再根据代谢系统的结构特点进行系统综合分析。它的一个重要特点就是结合具体的酶反应动力学性质来分析说明代谢网络特性，如利用与代谢网络中某一步反应具有相同参数的酶促反应的速度方程求导获得弹性系数，或者通过体内实验测定弹性系数；根据连通原理确定代谢网络中的控制系数，从而研究复杂代谢网络的动态变化规律。同时，利用代谢控制分析的连通原理还能进一步推广用来描述代谢物的扰动通过代谢网络的传播的机理。因此，进行代谢控制分析可以揭示细胞代谢的动态变化规律。 2．要系统研究代谢流及其控制机制，必须包括哪些基本步骤？(10%) 答：系统研究代谢流及其控制机制，包括以下几个基本步骤： （1）建立一种能尽可能多的观察代谢网络并测定其流量的方法。为了做到这一点，通常从测定细胞外代谢产物的浓度入手进行简单的物料平衡。由于一个代谢途径的代谢流并不等于该途径中一个或多个酶的活性，所以酶法分析并不能提供代谢网络真正的代谢流信息，除非相应的酶在体外分析条件下存在并具有活性。因此，在代谢分析中，酶法分析常会错误地显示相似数量级的代谢流，从而导致产生不正确的结论。 （2）在代谢网络中施加一个已知的扰动，以确定在系统松散之后达到新的稳态时的代谢流。常用的扰动方式包括启动子的诱导、底物流加、特定碳源消除或物理因素变化等。一种扰动往往能提供多个节点上的相关信息，这对于精确描述代谢网络控制结构所必需的最小实验量是至关重要的。 （3）系统分析代谢流扰动的结果。如果某个代谢流的扰动对其下游代谢流并未能造成可观察的影响，那么就可以认为该处的节点对上游的扰动是刚性的，相反则成为柔性的。一般地，在刚性节点处，不能通过改变上游酶活性来影响其下游代谢流。 （4）除了上述对代谢途径的物质流和能量流进行分析外，代谢工程还包括信息流分析，如信号转导途径等。 3. 在酿酒酵母培养过程中葡萄糖-6-磷酸、磷酸烯醇式丙酮酸和1，6-二磷酸果糖节点被认为是主要节点。在酿酒酵母培养过程中添加Mg2+，得到如下结果（图）；在培养液中添加EDTA和NH+4，得到如下结果（图）。试判断葡萄糖-6-磷酸、磷酸烯醇式丙酮酸和1，6-二磷酸果糖节点的刚柔性(15%)。 答：通过在酿酒酵母培养过程中添加Mg2+，以改变相应的代谢流量，可以判断葡萄糖-6-磷酸节点的性质。由于葡萄糖-6-磷酸经葡萄糖磷酸异构化生成果糖-6-磷酸的反应是一个典型的可逆反应，因此在稳定态时，葡萄糖-6-磷酸与果糖-6-磷酸的流量接近平衡，这样就
一、名词解释（共10小题，每题2分，共计20分） 1、葡萄糖效应：1942年Monod在研究大肠杆菌利用混合碳源生长时，发现葡萄糖会抑制其它碳源的利用，例如大肠杆菌在含乳糖和葡萄糖的培养基中，优先利用葡萄糖，并只有当葡萄糖耗尽后才开始利用乳糖，这就形成了在两个对数生长期中间的第二个生长停滞期，即出现了“二次生长现象”，用山梨醇或乙酸代替乳糖，也有类似的结果。 2、次级代谢：微生物在一定的生长时期，以初级代谢产物为前提物质，合成一些对微生物生命活动无明确功能的物质的过程，产物即为次级代谢产物。如抗生素、毒素、激素、色素等。 3、组成酶：在正常培养条件下，不管有无诱导物，能合成的酶。如参与新陈代谢和生长繁殖的酶类。 4、微囊化：是固定化的一种，通常用一层亲水性的半透膜将酶、辅酶、蛋白质或细胞包围在微珠状的微囊内，实现固定化的目的。 5、抗生素：是生物在其生产活动过程中所产生，并能在低微浓度下有选择性地抑制或杀灭其他微生物或肿瘤细胞的有机物。 6、实罐灭菌：将培养基置于发酵罐中用蒸汽加热，达到预定灭菌温度后，维持一定时间，再冷却到发酵温度，然后接种发酵，这叫做实罐灭菌，又称分批灭菌。 7、单细胞蛋白：主要指酵母、细菌、真菌等微生物蛋白质资源。是具有应用前景的蛋白质新资源之一。 8、协同反馈抑制：指分支代谢途径中的几个末端产物同时过量时才能抑制共同途径中的第一个酶抑制反馈调节方式。例如多粘芽孢杆菌在合成天门冬氨酸族氨基酸时，天门冬氨酸激酶受赖氨酸和苏氨酸的协同反馈抑制。如果仅是苏氨酸或赖氨酸过量，并不能引起抑制作用。 9、固体发酵：是利用各种植物性原料，按生产的要求和菌种的特性进行适当的配比，经过灭菌接入预先培养好的菌种，在曲室或发酵池进行发酵。 10、恒化培养 保持培养液的流速不变，使培养罐内的营养物质浓度基本恒定，并使微生物始终在低于其最高生长速度的条件下进行繁殖，这种连续培养方式称为恒化培养。 二、填空题（共5小题，每空1分，共计20分）
2008～2009学年度第一学期 生物工程专业《发酵工程》课程试卷（ 1分，共15分） 1．酶活性调节速度比酶合成调节速度（）A 快 B 慢 C 相等 D 无法比较 ．下列关于微生物群体生长出现稳定期的原因，不．正确的是（）A 有害代谢产物的积累 B 菌体生长速率的加快 C pH的变化 D 营养物质的消耗 ．营养缺陷型菌株是指（） A 有营养不良症的菌株 B 在完全培养基上也不能生长良好的菌株 C 培养基中营养成分缺少时获得的菌株 D 丧失了合成某种营养成分能力的菌株 ．关于菌种的选育不正确的是（） A 自然选育菌种费时且盲目性大 B 诱变育种原理的基础是基因突变 C 代谢控制育种方法有转化、转导及杂交 D 采用基因工程的方法可构建工程菌 ．实验室常用的培养放线菌的培养基是（）A 牛肉膏蛋白胨培养基 B 马铃薯培养基 C 高氏一号培养基 D 麦芽汁培养基 ．在发酵中有关氧的利用，正确的是（）微生物可直接利用空气中的氧 微生物只能利用发酵液中的溶解氧 温度升高，发酵液中溶解氧增多 需向发酵液中连续补充空气并不断地搅拌 （）
①测定样品的细胞数目②测定次级代谢产物的总含量 ③测定培养基中细菌的体积④测定样品的细胞重量 A ②④ B ①④ C ①③ D ②③ 8.下列关于微生物代谢产物的说法，不．正确的是（） A 初级代谢产物是微生物生长和繁殖所必需的 B 次级代谢产物并非是微生物生长和繁殖所必需的 C 初级代谢产物在代谢调节下产生 D 次级代谢产物的合成无需代谢调节 9．发酵有不同的类型，现代谷氨酸发酵属于（） A 液体发酵和需氧发酵 B 液体发酵和厌氧发酵 C 固体发酵和需氧发酵 D 固体发酵和厌氧发酵 10．下列有关微生物生长曲线的说法，不．正确的是（）A迟滞期是合成诱导酶的阶段 B 迟滞期、对数期和稳定期共同构成了菌种的S型生长曲线 C 微生物的初级代谢产物一般是在对数期才产生的 D 衰亡期是微生物与外界环境生存斗争最剧烈的阶段 11．下列关于生长因子的说法，不．正确的是（） A 是微生物生长不可缺少的微量有机物 B 是微生物生长不可缺少的微量矿质元素 C 主要包括维生素、氨基酸和碱基等 D 是微生物自身不能合成的 12．生物学意义上的发酵作用是在什么条件下的生物氧化作用（） A 氧气参与下 B 无机氧化物参与下 C 有外源电子最终受体 D 无外源电子最终受体 13.使用高压锅灭菌时，打开排汽阀的目的是（） A 防止高压锅内压力过高，使培养基成分受到破坏 B 排尽锅内有害气体 C 防止锅内压力过高，造成灭菌锅爆炸 D 排尽锅内冷空气 14.巴斯德效应是指（）
四．简答 1、工业上常用的菌种保藏方法？ ①斜面冰箱保藏法； ②沙土管保藏法； ③石蜡油封保藏法； ④真空干燥冷冻保藏法； ⑤液氮超低温保藏法 2、发酵培养基由哪些成份组成？ （1）碳源构成菌体和产物的碳架及能量来源 （2）氮源构成微生物细胞物质或代谢产物中氮素来源的营养物质 （3）无机盐和微量元素 （4）生长因子 （5）水、产物形成的诱导物、前体和促进剂 3、根据操作方式的不同，发酵类型主要分成哪几种？ （1）分批发酵 （2）连续发酵 （3）补料分批发酵 （4）固体发酵 4、简述发酵工程的类型 （1）微生物菌体发酵：以获得具有某种用途的菌体为目的的发酵。 （2）微生物酶发酵：微生物具有种类多、产酶品种多、生产容易和成本低等特点。 （3）微生物代谢产物发酵：初级代谢产物、次级代谢产物。 （4）微生物的转化发酵微生物转化是利用微生物细胞的一种或多种酶，把一种化合物转变成结构相关的更有经济价值的产物。 （5）生物工程细胞的发酵：这是指利用生物工程技术所获得的细胞，如DNA重组的“工程菌”以及细胞融合所得的“杂交”细胞等进行培养的新型发酵，其产物多种多样。 5、简述发酵技术特点 ①发酵过程以生命体的自动调节方式进行，数十个反应过程能够在发酵设备中一次完成； ②在常温常压下进行，条件温和，能耗少，设备较简单； ③原料通常以糖蜜、淀粉等碳水化合物为主，可以是农副产品、工业废水或可再生资源，微生物本身能有
选择地摄取所需物质； ④容易生产复杂的高分子化合物，能高度选择地在复杂化合物的特定部位进行氧化、还原、官能团引入或 去除等反应； ⑤发酵过程中需要防止杂菌污染，大多情况下设备需要进行严格的冲洗、灭菌，空气需要过滤等。 五、论述 1.论述液体深层发酵有哪些优点？发酵方式分为几类？ 优点： ①是很多微生物的最适生长环境； ②菌体及营养物、产物易于扩散，使在均质或拟均质条件下进行，便于控制，易于扩大生产规模； ③液体输送方便，易于机械化操作； ④厂房面积小，生产效率高，易自动化控制，产品质量稳定； ⑤产品易于提取、精制等。 方式： （1）分批发酵：营养物和菌种一次加入进行培养，直到结束放罐，中间除了空气进入和尾气排出，与外部没有物料交换。 （2）连续发酵是指以一定的速度向发酵罐内添加新鲜培养基，同时以相同的速度流出培养液，从而使发酵罐内的液量维持恒定，微生物在稳定状态下生长。可以有效地延长分批培养中的对数期。 （3）补料分批发酵又称半连续发酵，是介于分批发酵和连续发酵之间的一种发酵技术，是指在微生物分批发酵中，以某种方式向培养系统补加一定物料的培养技术。可以使培养液中的营养物浓度较长时间地保持在一定范围内，既保证微生物的生长需要，又不造成不利影响，从而达到提高产率的目的。 2、论述发酵下游加工过程 （1）预处理方法： 加热：适当加热之后，发酵液中的蛋白由于变性而凝聚，形成较大的颗粒，发酵液的粘度就会降低。此法仅适用于对非热敏感性产品发酵液的预处理。 调节PH值：适当的PH值可以提高产物的稳定性，减少其在随后的分离纯化过程中的损失。此外，发酵液PH值的改变会影响发酵液中某些成分的电离程度，从而降低发酵液的粘度。注意选择比较温和的酸和碱，以防止局部过酸或过碱。草酸较常用。 加入絮凝剂：通常情况下，细菌的表面都带有负电荷，可以在发酵液中加入带正电荷的絮凝剂，从而使菌体细胞与絮凝剂结合形成絮状沉淀，降低发酵液的上粘度，利于菌体的收获。 （2）固液分离方法：常用到过滤、离心等方法。如果欲提取的产物存在于细胞内，还需先对细胞进行破碎。
2003—2004年度生物工程专业 《代谢控制发酵》考试试卷及答案（2004年6月） 班级——————姓名————————得分—————— 一、名词解释（20分）： 1.Catabolit repression (2分) 分解代谢物阻遏：在培养基中有多种营养物质时，微生物先选择利用易分解利用的营养物质，而这种营养物质的分解，对分解利用其它营养物物质所需酶的合成起阻遏作用。 其实质是细胞内cAMP少了。 2．Pasteur effect (2分) 巴斯德效应：微生物细胞的有氧呼吸抑制了发酵作用。酵母发酵酒精时，由于供氧使TCA 循环加快，ATP增加，细胞内能荷增大，反馈抑制和阻遏EMP途径中关键酶FPK酶，使酒精产量下降。 3.Energy charge (2分) 能荷：是细胞内能量状态的一个认为假设参数，指细胞内含有的核苷酸中相当于ATP的数量百分比。 能荷＝{[AT P]＋1/2[ADP]}/{ [AT P] ＋[ADP]＋[AMP]×100% 4.Concerted feedback inhibition 协同反馈抑制：在代谢途径中，会产生两个以上的代谢产物，任何一种代谢产物的积累都不会对代谢途径的第一步反应得酶起抑制作用，只有当代谢产物同时过量积累时，才会对代谢途径的第一步反应得酶起抑制作用。 5.Cooperte (synergistic) feedback inhibition 增效性反馈抑制：在代谢途径中，每种代谢产物只能单独地、部分地抑制第一步反应的酶。当它们均过量积累时，对反应第一步酶起强烈的抑制作用。此时，抑制作用大于两种代谢产物单独抑制作用之和。 6.Metabolic interlock 代谢互锁：在代谢途径中，前端反应的酶受到与其看似无关的代谢产物的抑制（阻遏）作用。 7.Analogue-resistent mutant 抗代谢结构类似物突变株：对于代谢产物的结构类似物的抗性突变株。代谢产物对代谢途径有抑制（阻遏作用），使其酶不能合成，而代谢结构类似物存在时，与代谢产物结构类似，起相同作用，使反应的酶无法合成，但结构类似物并不减少（因为它不参与蛋白质代谢）。其抗性菌株就是在代谢结构类似物存在的情况下，仍能合成代谢产物，使产物大量积累。 8.Antigen carrier lipid (ACL)