《現(xiàn)代工業(yè)發(fā)酵調(diào)控學(xué)》試卷B及答案

1、11/11 現(xiàn)代工業(yè)發(fā)酵調(diào)控學(xué) 試卷（ B ） 適用專(zhuān)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)一、名詞解釋?zhuān)ü?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(duì)的打“” ，錯(cuò)的打“” ）（1.510=15分）1細(xì)菌生長(zhǎng)在進(jìn)入靜止期時(shí)所有的生化活動(dòng)都會(huì)停止。（ ）2在快速生長(zhǎng)的細(xì)胞中，每個(gè)細(xì)胞的DNA也隨生長(zhǎng)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(lèi)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

2、模板系統(tǒng)中合成。（ ） 5在需氧條件下糖運(yùn)輸?shù)哪芰啃枨髮?duì)細(xì)胞得率的影響比在厭氧條件下小一些。（ ）6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(lèi)無(wú)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(guò)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（120=20分）1維持能是微生物分解代謝產(chǎn)生的用于非生長(zhǎng)活動(dòng)的那部分能量。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

3、體內(nèi)的平衡。與菌體個(gè)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(zhuān)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(bǔ)充生長(zhǎng)因子。3各種微生物對(duì)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(chēng)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(shí)際上是由乙醇降低 水活度 和乙醇的毒性

4、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)，-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(diǎn)（代謝流的集散處）叫做節(jié)點(diǎn)。 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(gè)直鏈化合物-多酮次甲基鏈，然后經(jīng)過(guò)重復(fù)閉環(huán)等反應(yīng)，形成四環(huán)類(lèi)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(guò)高而在有氧條件下產(chǎn)生乙醇的現(xiàn)象，被稱(chēng)為酵母的 效應(yīng)。 14抗生素合成中脒基的供體一般是 。四、簡(jiǎn)答題（共5小題，每小題6分，共30分）1有哪些因素會(huì)影響微生物的生長(zhǎng)？2、以大腸桿菌-半乳糖苷酶的誘導(dǎo)合成為例說(shuō)明如何獲得-半乳糖苷酶

5、的組成型表達(dá)。3cAMP在分解代謝物阻遏作用中起什么作用？4簡(jiǎn)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(dòng)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(lèi)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(guò)遺傳技術(shù)對(duì)該菌種進(jìn)行改造使其作為IMP生產(chǎn)菌種過(guò)量生產(chǎn)IMP？ 現(xiàn)代工業(yè)發(fā)酵調(diào)控學(xué)課程試卷B答案一、名詞解釋?zhuān)ü?小題，每小題4分，共20分）1能荷：（Energy charge）表示細(xì)胞中的能量狀態(tài)。能荷（EC）可用下式來(lái)表示： 系統(tǒng)中只有ATP時(shí)，EC值為1；只有AMP時(shí)，EC值等于0。 2.代謝網(wǎng)絡(luò)：由分解與組

6、成代謝途徑以及膜運(yùn)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(guò)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(chēng)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(wú)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(duì)的打“” ，錯(cuò)的打“” ）（1.510=15分）1（）2（）3（）4（）5（）6（）7（）8（）9（）10（)三、填空題（120=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(zhuān)有的關(guān)鍵酶，E

7、MP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(bǔ)充生長(zhǎng)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(zhuān)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(bǔ)充生長(zhǎng)因子。3各種微生物對(duì)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

8、為 甘油 。4芳香族氨基酸的合成途徑又稱(chēng)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(shí)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)，-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(diǎn)（代謝流的集散處）叫做節(jié)點(diǎn)。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(gè)丙二酰輔酶A分子重復(fù)縮合、脫羧，形成一個(gè)直鏈化合物-多酮次甲基鏈，然后經(jīng)過(guò)重復(fù)閉環(huán)等反應(yīng)，形成四環(huán)類(lèi)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。1010酵母生產(chǎn)中由于葡萄糖濃度過(guò)高而在有氧條件

9、下產(chǎn)生乙醇的現(xiàn)象，被稱(chēng)為酵母的 葡萄糖 效應(yīng)。11賴(lài)氨酸生產(chǎn)菌種（如谷氨酸棒桿菌）合成賴(lài)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(lài)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(jiǎn)答題（共5小題，每小題6分，共30分）2以大腸桿菌-半乳糖苷酶的誘導(dǎo)合成為例說(shuō)明如何獲得-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-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(méi)有誘導(dǎo)物存在時(shí)，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(dòng)基因P上的RNA聚合酶不能通過(guò)，從而阻止了RNA聚合酶對(duì)結(jié)構(gòu)基因S的轉(zhuǎn)錄；當(dāng)誘導(dǎo)物存在

10、時(shí)，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(lái)，使RNA聚合酶能對(duì)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3cAMP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(dòng)基因結(jié)合，能增強(qiáng)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(jiǎn)述抗生素生物合成中磷酸鹽的調(diào)節(jié)作用。答：1）無(wú)機(jī)磷促進(jìn)初級(jí)代謝，抑制次級(jí)代謝；2）初磷濃度決定比生長(zhǎng)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）

11、磷限制次級(jí)代謝產(chǎn)物合成的誘導(dǎo)物的合成；（5）過(guò)量的磷抑制次級(jí)代謝產(chǎn)物前體的合成；（6）磷抑制或阻遏次級(jí)代謝產(chǎn)物合成所必需的磷酸酯酶。5答：?jiǎn)?dòng)： 1）次級(jí)代謝產(chǎn)物一般在菌體生長(zhǎng)后期合成。次級(jí)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(kāi)始。2）次級(jí)代謝產(chǎn)物合成酶是初級(jí)代謝物誘導(dǎo)產(chǎn)生的，初級(jí)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(lèi)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(guò)程是微生物細(xì)胞參與的生命活動(dòng)過(guò)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(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。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(guò)遺傳技術(shù)對(duì)該菌種進(jìn)行改造使其作為IMP生產(chǎn)菌種過(guò)量生產(chǎn)IMP？答：末端產(chǎn)物AMP和G