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

PAGE第1頁共1頁院系：________________專業(yè)班級：______________姓名：_________學(xué)號：院系：________________專業(yè)班級：______________姓名：_________學(xué)號：_______裝訂線適用專業(yè)試卷所需時間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．生長得率2．抗生素的生源學(xué)3．分化4．泡囊5．累積反饋抑制二、判斷題（對的打“√”，錯的打“×”）（1.5×10=15分）1．酵母生產(chǎn)中由于葡萄糖濃度過高而在有氧條件下也可以產(chǎn)生乙醇。（）2．凡是能夠促進(jìn)抗生素產(chǎn)生菌迅速生長的碳源，也能夠抑制抗生素等次級代謝產(chǎn)物的合成。（）3．除少數(shù)例外，各種微生物合成同一化合物的生物合成途徑從生化觀點看都是一樣的；但同一途徑在不同微生物中可能受到代謝調(diào)節(jié)作用方式有明顯不同。（）4．某些肽類抗生素，如短桿菌肽也是像一般的蛋白質(zhì)一樣，在核糖體-mRNA模板系統(tǒng)中合成。（）5．葡萄糖對次級代謝產(chǎn)物的調(diào)控是以cAMP作為胞內(nèi)的作用因子進(jìn)行的。（）6．孢子的萌發(fā)是在非極性生長過后才出現(xiàn)的。（）7．次級代謝產(chǎn)物的合成不具有菌株特異性。（）8．反饋抑制一般針對緊接代謝途徑支點后的酶；而阻遏往往影響從支點到終點的酶。（）9．發(fā)酵過程中碳源的氧化程度越高所需氧氣越多。（）10．抗生素合成過程中，外加前體越多越好。（）三、填空題（1×20=20分）1．微生物在厭氧條件下分解葡萄糖產(chǎn)能的途徑主要有途徑、途徑、途徑、磷酸解酮酶途徑。2．乙醇的副作用實際上是由乙醇降低和乙醇的毒性所致。3．各種微生物對環(huán)境中滲透壓變化的耐受能力是不同的。耐滲透性是指微生物能在其內(nèi)部和外界滲透壓差別很大的情況下調(diào)節(jié)其內(nèi)部滲透壓。耐鹽菌的積累在滲透壓的調(diào)節(jié)中起主要作用，釀酒酵母的主要滲透壓調(diào)節(jié)劑為。4．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。5．前體在抗生素生物合成中的作用是和。6．無機(jī)磷初級代謝，次級代謝。7．合成四環(huán)素的起始化合物是，它同重復(fù)縮合、脫羧，形成一個直鏈化合物β-多酮次甲基鏈，然后經(jīng)過重復(fù)閉環(huán)等反應(yīng)，形成四環(huán)類抗生素。8．鏈霉素是由、鏈霉糖和N-甲基-L-氨基葡萄糖胺三部分組成。9．青霉素有多種類型，他們的化學(xué)結(jié)構(gòu)由母核6-氨基青霉烷酸和側(cè)鏈R組成。各型青霉素的差別在于結(jié)構(gòu)不同。添加苯乙酸，則生物合成的青霉素主要是。10．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作用調(diào)節(jié)的。11．以鄰硝基苯酚-β-吡喃半乳糖苷（ONPG）作為反應(yīng)系統(tǒng)的底物，經(jīng)過β-半乳糖苷酶作用后，釋放出硝基酚（ONP），后者呈色。12．抗生素合成中甲基的供體一般是。四、簡答題（共6小題，每小題6分，共36分）1．為什么在工業(yè)發(fā)酵中維持生長和產(chǎn)物的所需最適pH是生產(chǎn)成敗的關(guān)鍵之一？2．生長速率對細(xì)胞大小與胞內(nèi)RNA含量有何影響？為什么？．3．cAMP在分解代謝物阻遏作用中起什么作用？4．如何克服C源的分解代謝物阻遏作用？5．簡述用結(jié)構(gòu)類似物篩選耐末端代謝產(chǎn)物調(diào)節(jié)的突變株的原理。6．為什么生物素濃度對谷氨酸發(fā)酵的成敗至關(guān)重要？五、論述題（共1小題，每小題14分，共14分）1．闡述微生物初級代謝和次級代謝之間的關(guān)系以及代謝調(diào)控的異同點。院系：________________專業(yè)班級：______________姓名：_________學(xué)號：_______裝訂線院系：________________專業(yè)班級：______________姓名：_________學(xué)號：_______裝訂線一、名詞解釋（共5小題，每小題4分，共20分）1．假定所利用的基質(zhì)與生成的細(xì)胞之間的固定化學(xué)計量關(guān)系。這種關(guān)系只有在培養(yǎng)物生長在限制性基質(zhì)上和在一定的條件下成立，即消耗單位基質(zhì)所生成的細(xì)胞為一常數(shù)。2．抗生素的生源學(xué)：研究微生物產(chǎn)生抗生素的原因及這類物質(zhì)的功能的科學(xué)。3．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。微生物分化時往往形成次級代謝產(chǎn)物。4．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)起運輸材料的作用。5．在分支代謝途徑中各種末端產(chǎn)物單獨過量時，它們各自能對途徑中的第一個反應(yīng)的酶僅產(chǎn)生較小的抑制作用。一種末端產(chǎn)物單獨過量并不影響其它末端產(chǎn)物的形成，只有當(dāng)幾種末端產(chǎn)物同時過量時，才對途徑中的第一個酶產(chǎn)生較大的抑制。。二、判斷題（對的打“√”，錯的打“×”）（1.5×10=15分）1．（√）2．（√）3．（√）4．（×）5．（×）6．（√）7．（√）8．（√）9．（×）10．（×)三、填空題（1×20=20分）1．EMP、HMP、ED2．乙醇的副作用實際上是由乙醇降低水活度和乙醇的毒性所致。3．K+、甘油4．芳香族氨基酸的合成途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。5．前體在抗生素生物合成中的作用是建筑材料和誘導(dǎo)抗生素生物合成。6．無機(jī)磷促進(jìn)初級代謝，抑制次級代謝。7．合成四環(huán)素的起始化合物是丙二酰胺輔酶A，它同8個丙二酰輔酶A分子重復(fù)縮合、脫羧，形成一個直鏈化合物β-多酮次甲基鏈，然后經(jīng)過重復(fù)閉環(huán)等反應(yīng)，形成四環(huán)類抗生素。8．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。9．側(cè)鏈，青霉素G10．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協(xié)同反饋調(diào)節(jié)作用調(diào)節(jié)的。11．以鄰硝基苯酚-β-吡喃半乳糖苷（ONPG）作為反應(yīng)系統(tǒng)的底物，經(jīng)過β-半乳糖苷酶作用后，釋放出硝基酚（ONP），后者呈黃色。12．抗生素合成中甲基的供體一般是甲硫氨酸。四、簡答題（共6小題，每小題6分，共36分）1．為什么在工業(yè)發(fā)酵中維持生長和產(chǎn)物的所需最適pH是生產(chǎn)成敗的關(guān)鍵之一？答：1）pH是生長和產(chǎn)物合成的重要狀態(tài)參數(shù)，pH影響跨膜pH梯度，從而影響膜的通透性。2）發(fā)酵過程中pH是變化的。3）pH可反映菌的生理狀況。2．生長速率對細(xì)胞大小與胞內(nèi)RNA含量有何影響？為什么？．答：一般來說，細(xì)菌生長越快，其個體越大，含RNA越多，其中大部分是核糖體。生長速率隨核糖體含量線性地增加，這是因為核糖體是蛋白質(zhì)合成的限制步驟。短時間內(nèi)合成大量的蛋白質(zhì)，必須增加核糖體數(shù)目。3．cAMP在分解代謝物阻遏作用中起什么作用？答：cAMP與一特殊的蛋白質(zhì)結(jié)合成為cAMP-CRP受體蛋白復(fù)合物，此復(fù)合物與啟動基因結(jié)合，能增強該基因?qū)NA聚合酶的親和力，結(jié)果增加轉(zhuǎn)錄的頻率。4．如何克服C源的分解代謝物阻遏作用？使用非阻遏性碳源或流加技術(shù)添加，或少量多次添加。5．簡述用結(jié)構(gòu)類似物篩選耐末端代謝產(chǎn)物調(diào)節(jié)的突變株的原理。答：在正常情況下，細(xì)胞中過量末端代謝產(chǎn)物會抑制或阻遏參與生物合成途徑的酶。氨基酸A可用于蛋白質(zhì)的合成，氨基酸類似物A1具有與A一樣的調(diào)節(jié)作用，但不能用于蛋白質(zhì)的合成。菌株在含有A1培養(yǎng)基上培養(yǎng)時，只有對A1不敏感的抗性突變株才能合成A，方能形成菌落。6．答：谷氨酸發(fā)酵菌為生物素缺陷型菌株，而生物素是合成細(xì)胞膜的必要成分，必須由外界添加。只要控制生物素的亞適量，就能增加細(xì)胞膜的通透性，使谷氨酸分泌到細(xì)胞外，減少谷氨酸對谷氨酸合成酶的反饋抑制作用。五、論述題（共1小題，每小題14分，共14分）1．你如何理解代謝能支撐假說、代謝網(wǎng)絡(luò)假說和細(xì)胞經(jīng)濟(jì)假說？答：1）微生物生命活動的三個基本假說：

①代謝能支撐假說：微生物細(xì)胞生命活動的驅(qū)動原理（微生物能學(xué)）

②代謝網(wǎng)絡(luò)假說：代謝網(wǎng)絡(luò)與代謝物流圖（微生物第二解剖學(xué)）

③細(xì)胞經(jīng)濟(jì)假說：細(xì)胞經(jīng)濟(jì)運行與生存保障原理（細(xì)胞經(jīng)濟(jì)學(xué)）。2）代謝能支撐假設(shè)挑明了微生物生命活動的前提，即微生物細(xì)胞代謝能的持續(xù)供應(yīng)問題；代謝網(wǎng)絡(luò)假設(shè)梳理了微生物生命活動的內(nèi)容，具體化了微生物細(xì)胞的能量、物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系；細(xì)胞經(jīng)濟(jì)假設(shè)揭示微生物生命活動的經(jīng)濟(jì)管理原則，這些原則是人和微生物合作成功的基礎(chǔ)。3）三個基本假說是反映微生物生命運動客觀規(guī)律的基本假說，分別認(rèn)定了發(fā)酵工程的生物學(xué)屬性，論證了生物產(chǎn)品與其有機(jī)原料在代謝網(wǎng)絡(luò)上聯(lián)網(wǎng)的可能性和現(xiàn)實性，理出了可用來解決微生物生存利益與人類的經(jīng)濟(jì)利益之間矛盾的基本思路。五、論述題（共2小題，每小題10分，共20分）答：1）次級代謝途徑并不是獨立的，而是與初級代謝途徑有密切關(guān)系的。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。2）次級代謝必然會受到初級代謝的調(diào)節(jié)。初級代謝產(chǎn)物作為前體誘導(dǎo)次級代謝產(chǎn)物的合成。當(dāng)共用中間體時初級代謝可能抑制次級代謝。3）初級代謝和次級代謝在代謝途徑上、酶學(xué)關(guān)系上和調(diào)節(jié)控制上都是密切相關(guān)的。初級代謝次級代謝酶活性調(diào)節(jié)，酶合成調(diào)節(jié)酶活性調(diào)節(jié)，酶合成調(diào)節(jié)酶專一性強有初級代謝的酶參與又有自己特有的酶，酶專一性不強基因在染色體上代謝途徑復(fù)雜，多基因產(chǎn)物

院系：________________專業(yè)班級：______________姓名：_________學(xué)號：_______裝訂院系：________________專業(yè)班級：______________姓名：_________學(xué)號：_______裝訂線適用專業(yè)試卷所需時間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5.誘導(dǎo)酶二、判斷題（對的打“√”，錯的打“×”）（1.5×10=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，是因為它起著前體的作用。（）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。（）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（1×20=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)是因為pH影響，從而影響膜的。2．Y=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，超過此限制會使生長速率下降。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20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)胞膜的滲透性四個方面來闡述此谷氨酸生產(chǎn)菌的具體育種思路。（提示：α-酮戊二酸是合成谷氨酸的前體；α-酮戊二酸積累會反饋抑制異檸檬酸合成酶的活性；谷氨酸積累會反饋抑制和阻遏谷氨酸合成酶的活性和合成。）院系：________________專業(yè)班級：______________姓名：_________學(xué)號：_______裝訂院系：________________專業(yè)班級：______________姓名：_________學(xué)號：_______裝訂線院系：________________專業(yè)班級：______________姓名：_________學(xué)號：_______裝訂線一、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。微生物分化時往往形成次級代謝產(chǎn)物。2．維持能：分解代謝產(chǎn)生的用于非生長活動的那部分能量。這些活動包括大分子的周轉(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（代謝流的集散處）叫做節(jié)點。5．誘導(dǎo)酶：是細(xì)胞為適應(yīng)外來底物或底物結(jié)構(gòu)類似物而臨時合成的酶。如E.coli在含乳糖培養(yǎng)基上產(chǎn)生的β-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“√”，錯的打“×”）（1×10=10分）1．（×）2．（×）3．（√）4．（×）5．（×）6．（×）7．（×）8．（×）9．（√）10．（√）三、填空題（1×20=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)是因為pH影響跨膜pH梯度，從而影響膜的通透性。2．Yglc=0.5（g/g）表示消耗1g葡萄糖生成0.5g3.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（5×5=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受到初級代謝的調(diào)節(jié)。例如青霉素的合成會受到賴氨酸的強烈抑制，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。這是因為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，它就會抑制這個反應(yīng)途徑中的第一個酶，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α-酮戊二酸進(jìn)一步氧化能力的突變株同時選育強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α-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)的突變株可通過選育耐高滲透壓突變株，或谷氨酸結(jié)構(gòu)類似物抗性、谷氨酰胺抗性突變株來實現(xiàn)，同時谷氨酸合成酶活性強，可減少α-酮戊二酸積累，解除它對異檸檬酸合成酶的反饋抑制。3）增加前體物的合成選育強化三羧酸循環(huán)中從檸檬酸到α-酮戊二酸代謝的突變株，這可通過選育檸檬酸合成酶活力強突變株來實現(xiàn)。4）提高細(xì)胞膜的滲透性，生物素缺陷型或油酸缺陷型。院系：________________專業(yè)班級：______________姓名：_________學(xué)號：_______裝院系：________________專業(yè)班級：______________姓名：_________學(xué)號：_______裝訂線適用專業(yè)試卷所需時間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．能荷2.代謝網(wǎng)絡(luò)3．協(xié)同反饋抑制4.組成酶5．外源前體二、判斷題（對的打“√”，錯的打“×”）（1.5×10=15分）1．細(xì)菌生長在進(jìn)入靜止期時所有的生化活動都會停止。（）2．在快速生長的細(xì)胞中，每個細(xì)胞的DNA也隨生長速率的提高而增加，但程度低一些。因此，以細(xì)胞重量衡量，DNA含量是減少的。（）3．一種碳源起分解代謝物阻遏作用的效能取決于它的化學(xué)結(jié)構(gòu)。（）4．某些肽類抗生素，如短桿菌肽也是像一般的蛋白質(zhì)一樣，在核糖體-mRNA模板系統(tǒng)中合成。（）5．在需氧條件下糖運輸?shù)哪芰啃枨髮?xì)胞得率的影響比在厭氧條件下小一些。（）6．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)。（）7．碳源相同的條件下，用硝酸鹽作氮源的生物量得率比用NH4+高。（）8．抗生素合成過程中，外加前體越多越好。（）9．起反饋調(diào)節(jié)作用的反饋抑制劑和酶作用的基質(zhì)不需要在大小、形狀或所帶電荷方面相似。（）10．在生物量形成的能量需求中，蛋白質(zhì)的含量在很大程度上決定了細(xì)胞形成的ATP需求。（）三、填空題（1×20=20分）1．維持能是微生物分解代謝產(chǎn)生的用于非生長活動的那部分能量。些活動包括大分子的周轉(zhuǎn)，無效循環(huán)，和維持細(xì)胞體內(nèi)的平衡。與菌體個體及環(huán)境因素有關(guān)。2．四種葡萄糖分解途徑有許多共同的中間體和酶，但有些酶是該途徑專有的關(guān)鍵酶，EMP途徑的關(guān)鍵酶是，在這些途徑中EMP途徑提供的ATP最多，但不產(chǎn)生重要的和生物合成所需要的前體。因此僅有EMP途徑的微生物還需補充生長因子。3．各種微生物對環(huán)境中滲透壓變化的耐受能力是不同的。耐滲透性是指微生物能在其內(nèi)部和外界滲透壓差別很大的情況下調(diào)節(jié)其內(nèi)部滲透壓。耐鹽菌的積累在滲透壓的調(diào)節(jié)中起主要作用，釀酒酵母的主要滲透壓調(diào)節(jié)劑為。4．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。5． 乙醇的副作用實際上是由乙醇降低水活度和乙醇的毒性所致。6．是鏈霉菌產(chǎn)生的一種生理代謝自調(diào)節(jié)物質(zhì)，γ-丁酮內(nèi)酯的一種，能促進(jìn)鏈霉素的合成。7．微生物代謝網(wǎng)絡(luò)中的途徑的交叉點（代謝流的集散處）叫做節(jié)點。8．合成四環(huán)素的起始化合物是，它同重復(fù)縮合、脫羧，形成一個直鏈化合物β-多酮次甲基鏈，然后經(jīng)過重復(fù)閉環(huán)等反應(yīng)，形成四環(huán)類抗生素。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．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)。14．抗生素合成中脒基的供體一般是。四、簡答題（共5小題，每小題6分，共30分）1．有哪些因素會影響微生物的生長？2、以大腸桿菌β-半乳糖苷酶的誘導(dǎo)合成為例說明如何獲得β-半乳糖苷酶的組成型表達(dá)。3．cAMP在分解代謝物阻遏作用中起什么作用？4．簡述抗生素生物合成中磷酸鹽的調(diào)節(jié)作用。5．抗生素的生物合成是如何啟動和終止的？五、論述題（共2小題，每小題10分，共20分）1．怎樣理解人類與微生物的合作？2.下圖是谷氨酸棒桿菌合成核苷酸的途徑。IMP是高效調(diào)味品，如何通過遺傳技術(shù)對該菌種進(jìn)行改造使其作為IMP生產(chǎn)菌種過量生產(chǎn)IMP？院系：________________專業(yè)班級：______________姓名：_________學(xué)號：_______院系：________________專業(yè)班級：______________姓名：_________學(xué)號：_______裝訂線院系：________________專業(yè)班級：______________姓名：_________學(xué)號：_______院系：________________專業(yè)班級：______________姓名：_________學(xué)號：_______裝訂線院系：________________專業(yè)班級：______________姓名：_________學(xué)號：_______裝訂院系：________________專業(yè)班級：______________姓名：_________學(xué)號：_______裝訂線院系：________________專業(yè)班級：______________姓名：_________學(xué)號：_______裝訂線一、名詞解釋（共5小題，每小題4分，共20分）1．能荷：（Energycharge）表示細(xì)胞中的能量狀態(tài)。能荷（EC）可用下式來表示：系統(tǒng)中只有ATP時，EC值為1；只有AMP時，EC值等于0。2.代謝網(wǎng)絡(luò)：由分解與組成代謝途徑以及膜運輸系統(tǒng)有機(jī)組成的，包括物質(zhì)與能量代謝。3．協(xié)同反饋抑制：只有一種酶受分支途徑中的多種末端產(chǎn)物的反饋調(diào)節(jié)控制，抑制或阻遏這種酶需要所有末端產(chǎn)物都過量存在。4.組成酶：酶的合成速率受基質(zhì)濃度的變化很小，這種酶稱為組成型的。5．外源前體：加入到發(fā)酵培養(yǎng)基中的某些化合物，它能被微生物直接結(jié)合到產(chǎn)物分子中去，而自身的結(jié)構(gòu)無多大變化，有些還具有促進(jìn)產(chǎn)物合成的作用。二、判斷題（對的打“√”，錯的打“×”）（1.5×10=15分）1．（×）2．（×）3．（×）4．（×）5．（√）6．（√）7．（×）8．（×）9．（√）10．（√)三、填空題（1×20=20分）1．四種葡萄糖分解途徑有許多共同的中間體和酶，但有些酶是該途徑專有的關(guān)鍵酶，EMP途徑的關(guān)鍵酶是6-磷酸果糖激酶，在這些途徑中EMP途徑提供的ATP最多，但不產(chǎn)生重要的嘌呤和嘧啶生物合成所需要的前體。因此僅有EMP途徑的微生物還需補充生長因子。2．四種葡萄糖分解途徑有許多共同的中間體和酶，但有些酶是該途徑專有的關(guān)鍵酶，EMP途徑的關(guān)鍵酶是，在這些途徑中EMP途徑提供的ATP最多，但不產(chǎn)生重要的和生物合成所需要的前體。因此僅有EMP途徑的微生物還需補充生長因子。3．各種微生物對環(huán)境中滲透壓變化的耐受能力是不同的。耐滲透性是指微生物能在其內(nèi)部和外界滲透壓差別很大的情況下調(diào)節(jié)其內(nèi)部滲透壓。耐鹽菌K+的積累在滲透壓的調(diào)節(jié)中起主要作用，釀酒酵母的主要滲透壓調(diào)節(jié)劑為甘油。4．芳香族氨基酸的合成途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。5．乙醇的副作用實際上是由乙醇降低水活度和乙醇的毒性所致。6．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)，γ-丁酮內(nèi)酯的一種，能促進(jìn)鏈霉素的合成。7．微生物代謝網(wǎng)絡(luò)中的途徑的交叉點（代謝流的集散處）叫做節(jié)點。8．合成四環(huán)素的起始化合物是丙二酰胺輔酶A，它同8個丙二酰輔酶A分子重復(fù)縮合、脫羧，形成一個直鏈化合物β-多酮次甲基鏈，然后經(jīng)過重復(fù)閉環(huán)等反應(yīng)，形成四環(huán)類抗生素。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。10．10．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)。11．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協(xié)同反饋調(diào)節(jié)作用調(diào)節(jié)的。12．抗生素合成中脒基的供體一般是精氨酸。四、簡答題（共5小題，每小題6分，共30分）2．．以大腸桿菌β-半乳糖苷酶的誘導(dǎo)合成為例說明如何獲得β-半乳糖苷酶的組成型表達(dá)。答：E.coli在含乳糖培養(yǎng)基上產(chǎn)生的β-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。在沒有誘導(dǎo)物存在時，調(diào)節(jié)基因R編碼的阻遏蛋白與操縱基因O相結(jié)合，使附著于啟動基因P上的RNA聚合酶不能通過，從而阻止了RNA聚合酶對結(jié)構(gòu)基因S的轉(zhuǎn)錄；當(dāng)誘導(dǎo)物存在時，阻遏蛋白因受誘導(dǎo)物作用而構(gòu)型發(fā)生變化，失去與操縱基因的結(jié)合能力，從操縱基因上解脫下來，使RNA聚合酶能對結(jié)構(gòu)基因進(jìn)行轉(zhuǎn)錄，進(jìn)而翻譯成酶蛋白。使調(diào)節(jié)基因R或操縱基因O發(fā)生突變。不能產(chǎn)生有活性的阻遏蛋白或使操縱基3．cAMP在分解代謝物阻遏作用中起什么作用？答：cAMP與一特殊的蛋白質(zhì)結(jié)合成為cAMP-CRP受體蛋白復(fù)合物，此復(fù)合物與啟動基因結(jié)合，能增強該基因?qū)NA聚合酶的親和力，結(jié)果增加轉(zhuǎn)錄的頻率。4.簡述抗生素生物合成中磷酸鹽的調(diào)節(jié)作用。答：1）無機(jī)磷促進(jìn)初級代謝，抑制次級代謝；2）初磷濃度決定比生長速率與比生產(chǎn)速率成反比（在一定范圍內(nèi)）；（3）磷促進(jìn)糖酵解作用，抑制磷酸戊糖途徑。（4）磷限制次級代謝產(chǎn)物合成的誘導(dǎo)物的合成；（5）過量的磷抑制次級代謝產(chǎn)物前體的合成；（6）磷抑制或阻遏次級代謝產(chǎn)物合成所必需的磷酸酯酶。5．答：啟動：1）次級代謝產(chǎn)物一般在菌體生長后期合成。次級代謝中的關(guān)鍵酶都在合成階段被合成。一般認(rèn)為是由于碳分解產(chǎn)物產(chǎn)生阻遏作用的結(jié)果，阻遏解除后，合成階段才能開始。2）次級代謝產(chǎn)物合成酶是初級代謝物誘導(dǎo)產(chǎn)生的，初級代謝物可誘導(dǎo)合成酶的產(chǎn)生從而增加最終產(chǎn)物的產(chǎn)量。終止：1）酶不克逆衰退。2）積累的抗生素反饋抑制。3）抗生素前體的耗竭。五、論述題（共2小題，每小題10分，共20分）1．怎樣理解人類與微生物的合作？答：1）微生物是工業(yè)發(fā)酵的靈魂。發(fā)酵過程是微生物細(xì)胞參與的生命活動過程2）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.下圖是谷氨酸棒桿菌合成核苷酸的途徑。IMP是高效調(diào)味品，如何通過遺傳技術(shù)對該菌種進(jìn)行改造使其作為IMP生產(chǎn)菌種過量生產(chǎn)IMP？答：末端產(chǎn)物AMP和GMP累積會反饋抑制PRPP氨轉(zhuǎn)移酶；此外AMP還抑制SAMP合成酶，GMP抑制IMP脫氫酶。通過誘變篩選得到一株缺失SAMP合成酶的營養(yǎng)缺陷型菌株。這種菌不能合成AMP,如果在培養(yǎng)基中加入限量的腺嘌呤，便可避開AMP的反饋抑制作用。于是菌株在失控的情況下把更多的碳和氮轉(zhuǎn)化為IMP。因IMP脫氫酶仍受GMP的抑制，故只要一小部分轉(zhuǎn)化為GMP,大部分IMP被分泌出來。

院系：________________專業(yè)班級：______________姓名：_________學(xué)號：_______裝訂院系：________________專業(yè)班級：______________姓名：_________學(xué)號：_______裝訂線適用專業(yè)試卷所需時間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、泡囊2、能荷3、代謝網(wǎng)絡(luò)4、同工酶5、突變生物合成二、判斷題（對的打“√”，錯的打“×”）（1.5×10=15分）1、細(xì)菌生長在進(jìn)入靜止期時所有的生化活動都會停止。（）2、除少數(shù)例外，各種微生物合成同一化合物的生物合成途徑從生化觀點看都是一樣的；但同一途徑在不同微生物中可能受到代謝調(diào)節(jié)作用方式有明顯不同。（）3、碳源相同的條件下，用硝酸鹽作氮源的生物量得率比用NH4+高。（）4、在需氧條件下糖運輸?shù)哪芰啃枨髮?xì)胞得率的影響比在厭氧條件下小一些。（）5、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)。（）6、反饋抑制一般針對緊接代謝途徑支點后的酶；而阻遏往往影響從支點到終點的酶。（）7、微生物所有已知的代謝調(diào)節(jié)機(jī)制都是變構(gòu)蛋白在其中起作用。（）8、在生物量形成的能量需求中，蛋白質(zhì)的含量在很大程度上決定了細(xì)胞形成的ATP需求。（）9、凡是能夠促進(jìn)抗生素產(chǎn)生菌迅速生長的碳源，也能夠抑制抗生素等次級代謝產(chǎn)物的合成。（）10、某些肽類抗生素，如短桿菌肽也是像一般的蛋白質(zhì)一樣，在核糖體-mRNA模板系統(tǒng)中合成。（）三、填空題（1×20=20分）1、細(xì)菌的生長方式為；酵母的生長方式為；霉菌和放線菌的生長方式為。2、分子得率系數(shù)Yglc=45（g/mol）表示。3、丁二胺又稱，它可以調(diào)節(jié)細(xì)胞的滲透壓，保證細(xì)菌內(nèi)部的離子強度大致不變。4、微生物代謝網(wǎng)絡(luò)中的途徑的交叉點（代謝流的集散處）叫做節(jié)點。形如右圖的是節(jié)點。5、氧抑制酵母糖發(fā)酵生成乙醇的作用稱為效應(yīng)，而酵母的葡萄糖效應(yīng)（crabtree效應(yīng)）可歸納為：葡萄糖濃度過高抑制的合成，使呼吸降低，抑制丙酮酸脫氫酶系統(tǒng)，誘導(dǎo)出丙酮酸脫羧酶，使丙酮酸脫羧成為乙醇。6、微生物在低溫下生長時必然會伴隨脂肪酸不飽和程度的。7、能過量生產(chǎn)谷氨酸的生產(chǎn)菌種有兩個共同特征酶的缺乏和對的需求。8、前體與誘導(dǎo)物的區(qū)別：一般可把那些能在期內(nèi)促進(jìn)抗生素生物合成的化合物看作誘導(dǎo)物，而前體往往只在期內(nèi)起作用，甚至蛋白質(zhì)合成受阻的情況下也行。誘導(dǎo)物應(yīng)能被非前體的結(jié)構(gòu)類似物取代。誘導(dǎo)物的另一個特征是其。院系：________________專業(yè)班級：______________姓名：_________學(xué)號：_______裝訂線9院系：________________專業(yè)班級：______________姓名：_________學(xué)號：_______裝訂線10、鏈霉素是由、鏈霉糖和N-甲基-L-氨基葡萄糖胺三部分組成。11、青霉素的母核部分是以和為前體合成的，側(cè)鏈?zhǔn)怯搔?氨基己二酸構(gòu)成。12、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、簡答題（共6小題，每小題6分，共36分）1、為什么優(yōu)化菌濃是工藝控制的一個重要環(huán)節(jié)？2、維持能是什么？與哪些因素有關(guān)？3、右圖是谷氨酸棒桿菌合成賴氨酸的途徑。已知它的代謝調(diào)節(jié)方式是協(xié)同反饋抑制，如何通過遺傳技術(shù)對該菌種進(jìn)行改造使其作為賴氨酸生產(chǎn)菌種過量生產(chǎn)賴氨酸？簡述理由。谷氨酸棒桿菌合成賴氨酸的途徑4、前體在抗生素生物合成中的作用是什么？如何添加？院系：________________專業(yè)班級：______________姓名：_________學(xué)號：_______院系：________________專業(yè)班級：______________姓名：_________學(xué)號：_______裝訂線6、抗生素的生物合成是如何啟動和終止的？五、論述題（共1小題，每小題14分，共14分）1、闡述你對代謝能支撐假說、代謝網(wǎng)絡(luò)假說和細(xì)胞經(jīng)濟(jì)假說的理解，并請?zhí)岢瞿愕墓I(yè)發(fā)酵菌種選育和工藝控制的思路。

2020-2021《現(xiàn)代工業(yè)發(fā)酵調(diào)控學(xué)》課程考試試卷A答案一、名詞解釋（共5小題，每小題3分，共15分）1、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)起運輸材料的作用。2、能荷（Energycharge）:表示細(xì)胞中的能量狀態(tài)。能荷（EC）可用下式來表示：系統(tǒng)中只有ATP時，EC值為1；只有AMP時，EC值等于0。3、代謝網(wǎng)絡(luò)：由分解與組成代謝途徑以及膜運輸系統(tǒng)有機(jī)組成的，包括物質(zhì)與能量代謝。4、同工酶：同功酶是