华东理工大学微生物学考研复习资料 现代工业发酵调控简答

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《现代工业发酵调控学》试卷A及答案

《现代工业发酵调控学》试卷A及答案

《现代工业发酵调控学》试卷(A)一、名词解释(共5小题,每小题3分,共15分)1.分化2.维持能3. 反馈抑制4. 节点5. 诱导酶二、判断题(对的打“√”,错的打“×”)(1.5×10=15分)1.丁二胺又称腐胺,它可以调节细胞的渗透压,保证细菌内部的离子强度大致不变。

()2.微生物的培养过程中维持溶氧越高越好。

()3.菌在低于最适宜生长温度的范围内比在高温度范围内有更强的适应力。

()4.变构调节的特征之一是:变构酶的典型动力学曲线是典型的双曲线型。

()5.乳糖是青霉素发酵的良好碳源,是因为它起着前体的作用。

()6.同工酶是指在不同细胞中催化同一生化反应,结构稍有不同,可分别被相应的末端产物抑制的一类酶。

()7.次级代谢产物的合成不具有菌株特异性。

()8.在生物量形成的能量需求中,DNA的含量在很大程度上决定了细胞形成的ATP 需求。

()9.A因子是链霉菌产生的一种生理代谢自调节物质,能促进链霉素的合成。

()10.生长速率有可能是分解代谢产物阻遏的胞内作用因子,而与营养限制的种类无关。

()三、填空题(1×20=20分)1.在工业发酵中pH是生长和产物合成的重要状态参数是因为pH影响,从而影响膜的。

2.Y=0.5(g/g)表示。

3.在发酵过程中所有养分均有最高的限制,超过此限制会使生长速率下降。

一般称这种现象为。

4.微生物的代谢控制机制分为两种主要类型:的调节和的调节。

5.酵母生产中由于葡萄糖浓度过高而在有氧条件下产生乙醇的现象,被称为酵母的效应。

6.抗生素的生物合成终止的原因是;;。

7.前体在抗生素生物合成中的作用是和。

8、赖氨酸生产菌种(如谷氨酸棒杆菌)合成赖氨酸的途径中只有单一的天冬氨酸激酶,这种酶是通过苏氨酸加赖氨酸的反馈抑制作用调节的。

9.链霉素是由、链霉糖和N-甲基-L-氨基葡萄糖胺三部分组成。

10.抗生素合成中脒基的供体一般是。

11.从生物合成的角度由短链脂肪酸缩合而成的具有长碳链结构的化合物,称为聚酮类化合物(包括大环内酯类、安莎类、聚醚类、蒽醌类等抗生素和一些真菌毒素)。

现代工业发酵调控绪论详解

现代工业发酵调控绪论详解

2018/11/1
现代工业发酵调控学
10
工业发酵是微生物群体活动的 动态过程。此过程靠如下三种流动 来维系,即伴随能量形式的转换而 发生的电子流动、伴随异化和同化 作用而发生的物质流动以及伴随不 同水平上的代谢调节而发生的信息 流动。
2018/11/1 现代工业发酵调控学 11
关于微生物生命活动的三个基 本假说,是在分析自然现象(微生 物的初级代谢)的基础上,发现的 关于微生物初级代谢的自然规律。 因为这三个基本假说以工业发酵为 切入点,在工业发酵领域应用,所 以把它们称为发酵学假说。
2018/11/1 现代工业发酵调控学 19
由生化反应网络和跨膜输送系统组 成的代谢网络既没有绝对的起点,也没 有绝对的终点,可以认为代谢网络是类 似于互联网的无尺度网络。对于工业发 酵来说,代谢网络假设把代谢形象化为 一个虚拟的网络——新原料和新产品开 发的蓝图。
2018/11/1 现代工业发酵调控学 20
另外,出于人类功利,也有必 要对未来发酵工业生产做出预测。 运用演绎推理的思维方法,根据以 上关于微生物初级代谢的三个基本 假说做出应用性预测,以便于调动 微生物为工业生产服务。 以下列出发酵工业生产的若干 应用性预测:
2018/11/1 现代工业发酵调控学 37
【预测1】物质能量转化的预测 如果假说1、2成立,微生物细胞 可以经物质代谢和能量代谢,将其从 生存环境中获得的营养和能源物质, 转化成能量,包括代谢能和其他形式 的能量,以及其他物质,包括细胞、 可溶性有机物和气体。
现代工业发酵调控学
郭晓燕
发酵学科与其相关学科的相互交叉和 融合;以及自然科学、社会科学和哲学的 相互交叉和融合,正在推动发酵科学理论 和方法的发展。这样的相互交叉和融合催 生了发酵学基本理论框架,并正在促进发 酵学科的成熟和发酵学的形成。

华东理工大学微生物学考研复习资料 发酵名解

华东理工大学微生物学考研复习资料 发酵名解

第一章微生物的生长调节分化:是生物的细胞形态和功能向不同的方向发展,由一般变为特殊的现象。

细胞周期:指细胞的一系列可鉴别的周而复始的生长运动。

泡囊:是一种由单层膜包裹的细胞器,可看做是溶酶体复合物或内膜复合物的一部分,由高尔基体或内质网的特定部位释放,再输送到生长点与质膜结合。

其功能主要有:运输可将细胞壁拆开或扩建的各种酶,运输新的细胞壁成分,运输合成质膜的材料。

菌丝生长单位:可用菌丝总长度和菌丝分枝数目表示,即菌丝生长单位=菌丝总长度/菌丝分枝数目。

向自性:指一种确保同类菌丝高效覆盖固体培养基的机制,包括菌对聚集于环境中的负向化性反应,和对氧或其他营养要素的正向化性反应。

向化性:指一种以化学物质为刺激源的向性。

生长得率:假定所利用的基质与生成的细胞之间的固定化学计量关系。

第二章微生物的基础代谢发酵:广义上说,有机化合物在有氧或无氧条件下的分解代谢总称为发酵,而狭义将发酵定义为不涉及光和呼吸链,不用氧或氮作电子受体的生物化学反应。

能量偶合作用:指一种能量上可行的反应推动另一种能量上不可行的反应进行的过程。

能荷:可用ATP、ADP、AMP之间的比例表示,即能荷=(ATP+0.5ADP)/(ATP+ADP+AMP)。

水解作用(过程):将聚合物链切成基本组分的酶促过程,称为水解作用(过程),其相应的酶称为水解酶。

补给反应/回补作用(糖代谢中的补给反应):为了让TCA循环能够持续进行,补充因合成前体需要而从TCA循环中抽出的五碳或二碳二羧酸等中间体的反应。

第三章代谢调节和代谢工程共价修饰:指蛋白质分子的一个或多个氨基酸残基与一化学基团共价连接或解开,使其活性发生变化的作用。

变构效应:指一种小分子物质与一种蛋白质分子发生的可逆的相互作用,导致该蛋白质的构象发生变化,从而改变这种蛋白质与第三种分子的相互作用。

安慰诱导物:能引起诱导作用的化合物称为诱导物,可以是基质、可以是基质的衍生物,甚至可以是产物,酶基质的结构类似物是出色的诱导物,但其不能作为基质被酶转化,这类诱导物称为安慰诱导物。

发酵调控学复习题

发酵调控学复习题

发酵调控学复习题2011年一、简答题1.发酵调控学的原理通过掌握微生物生命活动规律及其与环境的关系,设计、调控微生物的生活环境,使其产生期望的目的产物。

掌握计算机在发酵控制方面的知识,通过对数据进行分析,判断过程正常与否,制定优化控制方案。

同时掌握各类典型代谢产物的生产与调节的参数。

2.柠檬酸的发酵生产原理果提取法:柠檬酸从柠檬、橘子、苹果等柠檬酸含量较高的水果中提取。

生物发酵法:①、表面发酵法。

将原料先放入煮沸过内加入水煮沸,一次加皇血盐和EDTA二钠盐煮沸,配成培养基液,加入适量的硫酸铵、磷酸二氢钾作为氮源和营养盐,将培养基液在45-50度下送入发酵室,接入黑曲霉干孢,发酵,②、固体表面发酵法:多以海藻酸钠为载体。

将丙烯酰胺单体(ACAM)和N,N-亚甲基双丙烯酰胺(BIS)溶于水后与微生物细胞混合,加入四甲基乙二胺和过硫酸钾,室温下放置30min,得凝胶,提取,得柠檬酸。

③、深层发酵法定向培养,使其适应以糖蜜为原料的深层发酵,并提高菌株的产酸率和转化率,对蜜糖进行预处理、发酵、提取,得柠檬酸。

3.乳酸的生物发酵生产原理发酵法;糖在乳酸菌作用下,调pH 5左右,保持50ºC发酵三-五天得粗乳酸。

同型发酵:微生物通过EMP代谢途径发酵,乳酸是代谢唯一产物,异型发酵:微生物经由Bifidus途径和PK途径生成乳酸、CO2和乙醇。

合成法:合成方法制备乳酸有乳腈法、丙稀腈法、丙酸法、丙稀法等,用于工业生产的仅乳腈法(也叫乙醛氢氰酸法)和丙稀腈法。

乳腈法:乳腈法是将乙醛和冷的氢氰酸连续送入反应器生成乳腈(或直接用乳腈作原料),用泵将乳腈打入水解釜,注入硫酸、水,使乳腈水解得到粗乳酸。

然后再将粗乳酸送人酯化釜,加入乙醇酯化,经精馏、浓缩、分解得精乳酸。

4.肌苷酸的生物发酵生产原理枯草杆菌通过HMP途径提供合成嘌呤、嘧啶和芳香族氨基酸的基本前体物5-磷酸核糖。

要积累肌苷合成的前体,就得尽可能抑制EMP途径,增强HMP途径。

华东理工微生物考研历年真题名词解释及大题简单

华东理工微生物考研历年真题名词解释及大题简单

09年微生物,名词解释和大题单细胞蛋白:也叫微生物蛋白,它是用许多工农业废料及石油废料人工培养的微生物菌体。

温和性噬菌体:或称溶源性噬菌体,指噬菌体感染细胞后,将其核酸整合(附着)到宿主的核DNA上,并且可以随宿主DNA的复制而进行同步复制,在一般情况下,不引起宿主细胞裂解。

水活度:是吸湿物质在很小的密闭容器内与周围空间达到平衡时的相对湿度,用0...1.0aw表示。

共价修饰:酶蛋白肽链上的一些基团可与某种化学基团发生可逆的共价结合,从而改变酶的活性,这一过程称为酶的共价修饰或者化学修饰。

能荷:是细胞中高能磷酸键状态的一种数量上的衡量,能荷大小可以说明生物体中ATP-ADP-AMP系统的能量状态。

1.什么是抗代谢物?简述TMP的作用机制。

在微生物生长过程中常常需要一些生长因子才能正常生长,可以利用生长因子的结构类似物干扰集体的正常代谢,以达到抑制微生物生长的目的。

此类生长因子的结构类似物又称为抗代谢物。

(TMP的作用机制这个并没有找到,下面这个是找到的一个内容但正确与否待定)三甲氧苄氨嘧啶(TMP):干扰二氢叶酸的合成,使细菌或球虫的核酸合成受阻。

①与磺胺药物的增效机理:磺胺药物 TMP二氢喋啶--------→二氢叶酸 ----------→ 四氢叶酸-----→核酸合成 + 二氢叶酸合成酶二氢叶酸还原酶由于TMP与磺胺药物在不同的阶段发挥作用,故产生双重阻断作用,抗菌效力提高数十倍。

②与四环素雷药物的增效机理:四环素能抑制细菌的蛋白质合成,而TMP干扰核酸合成,从而起到双重阻断作用。

③与庆大霉素的增效机理:庆大霉素属于静止期杀菌剂,能抑制细菌蛋白质的合成,而TMP干扰核酸合成,从而起到双重阻断作用。

④与红霉素的增效机理:红霉素属于大环内酯类,能抑制细菌蛋白质的合成,TMP干扰细菌核酸合成,从而起到双重阻断作用。

⑤与青霉素的增效机理:青霉素主要抑制细胞壁的合成,而TMP干扰细菌核酸合成,从而起到双重阻断作用。

工业微生物发酵过程的调控技术

工业微生物发酵过程的调控技术

工业微生物发酵过程的调控技术工业微生物发酵过程是指利用微生物进行生产的过程。

目前,微生物发酵生产已成为现代工业生产不可或缺的一部分。

工业微生物发酵过程的调控技术是指通过对发酵过程中微生物、培养基、酶、微生物生长条件等等的各种因素进行调控和控制,以保证发酵过程达到最优化的程度,生产出高质量的产物。

工业微生物发酵过程的调控技术主要包括以下几个方面:微生物的选择和改良、培养基的配方与优化、发酵参数的调控和控制、生物反应器的建设与管理等。

微生物的选择和改良在微生物发酵过程中,首先要选择合适的微生物。

合适的微生物具有生长速度快、耐受性好、产量高等特点。

对于已经选定的微生物,可以通过实验室的基因工程技术等手段来进行改良,以提高其生产能力。

培养基的配方与优化培养基是微生物发酵的营养基础,其优化对生产效率的提升起着关键的作用。

常用的培养基主要包括碳源、氮源、矿质盐、生长因子等。

在培养基中合理配置和控制以上各种物质的比例,可以使微生物在生长与代谢过程中的营养需要得到满足。

发酵参数的调控和控制发酵参数包括发酵温度、pH、溶氧量等。

发酵过程中,通过合理地调控和控制这些参数可以使微生物生长得到优化,并产生高质量的产物。

在发酵过程中,要对发酵温度、pH、溶氧量等进行实时监测和控制,以确保发酵过程处于最佳状态。

生物反应器的建设与管理生物反应器是微生物发酵过程中的核心设备。

生物反应器的建设和管理包括反应器种类的选择、设备的维护和维修、生物传质、保持反应器内气体的通风等等。

保证生物反应器的稳定运行是工业微生物发酵过程的关键之一。

综上所述,工业微生物发酵过程的调控技术是一个非常复杂和系统的问题,需要从微观层面到宏观层面综合考虑多种因素的作用和相互关系。

只有通过合理的调控和控制,才能生产出满足客户需求的高品质产物。

华东理工微生物真题及答案

华东理工微生物真题及答案

华东理工微生物真题及答案(总15页)--本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--鉴别培养基:用于鉴别不同类型微生物的培养基,主要用于微生物的快速分类鉴定以及分离和筛选产生某种代谢产物的微生物菌种。

遗传密码:指DNA链上决定各具体氨基酸的特定核苷酸排列顺序。

补料分批培养是在分批发酵过程中补入新鲜料液,以克服由于养分不足,导致发酵过早结束。

共价修饰:指蛋白质分子中的一个或多个氨基酸残基与一化学基团共价连接或解开,使其活性改变的作用。

乙醛酸循环:是TCA循环的一条回补途径,可使TCA循环不仅具有高效产能功能,而且还兼有可为许多重要生物合成提供有关中间代谢产物的功能,因循环中存在乙醛酸这一关键中间代谢物而得名。

单细胞蛋白:就是从单细胞藻类,酵母,细菌等单细胞微生物中获取的蛋白质。

温和噬菌体:水活度:表示在天然或人为环境中,微生物可实际利用的自由水或游离水的含量。

能荷:在总的腺苷酸库中所负荷的ATP的比例。

代谢工程:通过某些特定的生化反应的修饰来定向改善细胞特性或运用重组DNA技术来创造新的化合物。

水体自净作用:指水体依靠自身的物理、化学、生物作用使水质向原有状态恢复的功能。

补给反应:指能补充两用代谢途径中因合成代谢而消耗的中间代谢物的那些反应。

通过这种机制,一旦重要产能途径中的某种关键中间代谢物必须被大量用作生物合成原料而抽走时,仍可保证能量代谢的正常进行,例如乙醛酸循环等。

卫星病毒:指一类包裹在真病毒粒中的有缺陷的类病毒,一般有裸露的DNA或RNA组成。

存在于自然界的一种绝对缺损病毒,必须依赖于与之无关的辅助病毒的基因产物才能复制,同时亦可干扰其辅助病毒的复制。

选择性培养基:是一类根据某种微生物的特殊营养要求或其对某种化学物理因素个抗性而设计的培养基,具有使混合菌样中的劣势菌变为优势菌的功能,广泛应用于菌种筛选等领域,例如阿须贝无氮培养基。

恒化器:是一种使培养液的流速保持不变,并使微生物始终在低于其最高生长速率的条件下进行生长繁殖的连续培养装置。

现代工业发酵调控学

现代工业发酵调控学

现代工业发酵调控学现代工业发酵调控学是应用现代科学技术手段对微生物发酵过程进行调控的一门学科。

发酵调控的主要目的是提高发酵产物的产量和品质,同时保证发酵过程的稳定性和可控性。

在现代工业生产中,发酵是一种广泛应用的生产过程,涉及食品、化工、医药等许多领域。

在这些领域中,发酵调控的重要性越发凸显。

为了提高发酵工艺的效率和质量,科学技术不断创新和发展,也使得发酵调控学领域的研究和应用有了更多的机会和空间。

发酵调控的方法主要包括传统方法和现代方法两种。

传统方法主要是以经验为基础的调控方法,如调整培养基成分、调节pH值、控制气体流量等。

这些方法能够在一定程度上提高产物的产量和纯度,但是其精度和可控性有限。

而现代方法则主要利用计算机、生物传感器等现代科学技术手段对发酵过程进行更加细致的监测和调控。

例如,利用基因工程将发酵微生物进行改造,增强其产物生成能力;采用在线重量检测、pH电极、气体传感器等各种传感器实时监测发酵过程中的各项参数变化,并通过负反馈控制系统实现优化调控的效果。

在发酵调控中,选择合适的微生物发酵工艺是非常重要的。

不同的微生物对于发酵条件、抗污染性、发酵产物、酶活性等方面都有不同的特点,因此要根据产物的性质和要求来选择合适的微生物和培养条件。

例如,在酸奶生产中,乳酸菌对产物质量和酸度具有较为显著的影响,因此选择适合的乳酸菌品种和培养条件是保证酸奶质量的关键。

最后,发酵调控也需要严格的质量控制。

如实施微生物定种、生产环境管理、检测产品质量等方面,确保生产过程的稳定性和可控性。

只有在科学的发酵调控措施和严格的质量控制下,才能实现发酵产物的高效率生产与优质化。

总之,现代工业发酵调控学是一门重要的学科,不仅涉及到微生物发酵过程的理论研究,还有着广泛的应用场景。

只有在不断的科学研究与技术创新推动下,才能更好地发挥发酵过程的潜力,为人类生产和生活带来更多的福利。

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第一章1、试述生长速率对细菌个体大小及其组分的影响。

答:生长速率对细菌个体大小的影响:生长培养基越丰富,细菌生长速率加快,其细胞的个子也越大,在同一种培养基内改变温度也会影响生长速率,但对细胞个子大小几乎没有影响。

快速生长经过一个细胞周期后达到新的平衡。

生长速率越快,细胞大小的差异也越大。

生长速率对细菌组分的影响:细胞中的DNA含量随生长速率的增加而下降。

一般来说,细菌生长越快,其个体越大,含RNA越多,其中大部分是核糖体。

生长速率随核糖体含量线性地增加。

在快速生长的细胞中RNA含量可以达到细胞的30%,每个细胞的DNA含量也随生长速率的提高而增加,但程度低一些,因此以细胞质量衡量,DNA 含量是减少的,细胞的外壳厚度通常不变,胞壁和质膜在整个细胞中的比例随细胞个体的增大而减少。

第二章1、试述微生物分解纤维素的生化机制。

答:微生物分解纤维素通过酶的作用。

1)纤维二糖水解酶,从纤维素链的非还原性末端降解得纤维二糖;2)外葡聚糖酶,从纤维素链的非还原性末端降解得葡萄糖;3)纤维二糖酶,将纤维二糖水解成葡萄糖;4)内葡聚糖酶,将长链聚合物水解成寡聚糖。

纤维素降解得第一个产物是纤维二糖,此产物在胞内可由纤维二糖磷酸酶转化为葡萄糖和葡萄糖-1-磷酸酯。

2、有的微生物能在乙酸为唯一碳源的培养基中生长,试阐述它怎样利用乙酸来合成己糖和戊糖。

答:乙酸可以在转酰基酶催化下形成乙酰CoA,乙酰CoA参与到乙醛酸循环中可以合成草酰乙酸。

草酰乙酸沿糖原异生途径即逆EMP可以合成己糖。

糖原异生途径的甘油-3磷酸和葡萄糖-6-磷酸又可以参与到磷酸戊糖循环中,合成戊糖。

3、腐胺(丁二胺)在细胞内是如何形成的?在细胞内有何生理意义?如何起作用?答:腐胺可通过精氨酸合成途径的中间体鸟氨酸或直接由精氨酸合成。

有外源精氨酸供应时,细胞内由鸟氨酸合成腐胺的方式占优势。

如供给细胞精氨酸,细胞中精氨酸的合成作用立即停止,并启动由精氨酸合成多胺系统。

生理意义:腐胺可以调节细胞的渗透压,保证细菌细胞内部的离子强度大致不变。

起作用:细胞内的腐胺浓度的变化同培养基的渗透压成正比。

培养基的渗透压增加引起腐胺的迅速排泄和K+的吸收,使细胞的渗透压也增加。

腐胺的排泄可以使离子强度保持大致不变,这是由于多价离子引起溶液的离子强度和渗透压强不一致。

4、某些微生物能在2C化合物为唯一碳源的培养基上生长,它是通过哪些途径得到细胞生长所需的3C以上的化合物,如核糖等?答:乙醛酸循环途径,2C化合物如乙酸+CoA→乙酰CoA+草酰乙酸→柠檬酸,走TCA循环途径生成草酰乙酸,在磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶作用下生成磷酸烯醇式丙酮酸,克服1、3二个限速步骤,逆EMP途径生成葡萄糖,再走HMP途径生成核糖。

乙酸可以在转酰基酶催化下形成乙酰CoA,乙酰CoA参与到乙醛酸循环中可以合成草酰乙酸。

草酰乙酸沿糖原异生途径即逆EMP可以合成己糖。

糖原异生途径的甘油-3磷酸和葡萄糖-6-磷酸又可以参与到磷酸戊糖循环中,合成戊糖。

第三章:3、代谢网络中的节点是什么?分几类?用哪些方法判断?答:节点是指代谢网络中存在的分支之处,在不同条件下,代谢流分布变化较大的节点称为主节点。

节点分为柔性、半刚性和刚性。

B1)柔性:形如:S N P主副产物均有自身反馈抑制,流量容易改变,常用于选育耐反馈菌株。

B2)半刚性:形如:S N P副产物无自身反馈抑制,主产物有反馈抑制,流量改变较困难。

B3)刚性:形如:S N P主副产物均有自身反馈抑制,对对方有激活作用,流量比较稳定,难改变。

节点的判断:可用不同试验环境,不同突变株的代谢流分析来确定。

具体方法有:①动力学模型;②代谢物流分析;③物料平衡;④干扰一一响应试验。

2、用何法可以获得耐终产物反馈阻遏的突变株?答:(一)将经诱变处理过的野生型菌株涂布在含有末端代谢产物的结构类似物的琼脂平板上,培养一段时间之后大多数细胞被杀死,而那些发生了抗性突变的菌株则形成菌落,从而得到不受末端代谢产物调节作用的突变株。

(二)先用诱变方法除去对末端代谢产物反馈阻遏敏感的酶,使之成为营养缺陷型菌株,然后再对它进行诱变处理,使编码该酶的基因发生回复突变,突变的结果仅使酶的活性中心得到恢复,而能与末端产物结合的调节副位点,却不能发挥抑制酶活性的作用从而使末端产物不受抑制的积累。

3、试论述组成突变株的获得及富集方法。

答:1)在诱导物为限制性基质的恒化器中筛选,如一亲株经诱变的群体,生长在含有很低浓度的诱导物的恒化器中,这会有利于不需诱导物的组成型突变株的生长。

那些由于诱导物浓度很低而生长缓慢的亲株被恒化器逐渐淘汰,故恒化器起到一种富集组成型突变株的作用。

2)将菌株轮番在有、无诱导物的培养基中培养,在第一个生长周期在含葡萄糖的培养基中极少量的组成型突变株与占绝对优势的亲株将以同样的速率生长。

然后将此混合培养物放到以乳糖为唯一碳源的培养基中,这将有利于组成型突变株的生长;未突变的亲株需要诱导半乳糖苷酶的合成,因而经较长停滞期才开始生长,如此反复,最终使组成型突变株占优势。

3)使用诱导性能很差的基质,便可筛选出组成型突变株。

4)使用阻碍诱导作用的抑制剂,此法是让细胞生长在含有诱导物和诱导抑制剂的培养基中,因酶的诱导受抑制,只有那些不需要诱导物的突变株才能生长。

5)提高筛选效率的方法,尽管用上述方法能富集组成型突变株,但突变株的数量只是比原来相对提高,但与未突变株比还是占少数。

4、什么叫反馈抑制和反馈阻遏作用?它们在发生机制有何不同?答:反馈抑制一般针对紧接代谢途径支点后的酶,而阻遏往往影响从支点到终点的酶。

反馈抑制作用是末端代谢产物抑制器合成途径中参与前几步反应的酶活性的作用,反馈阻遏作用是末端代谢产物阻止整个代谢途径酶的合成作用。

起反馈抑制作用的因子是末端代谢产物反馈抑制剂和酶作用的基质不需要在大小、形状或所带电荷方面相似,这类酶活性的调节是通过变构效应实现的。

反馈阻遏的发生机制是辅阻遏物可激活阻遏蛋白,从而使阻遏物与操纵基因结合,从而阻止RNA聚合酶对结构基因的转录。

5、为什么有些突变株会对末端代谢产物的结构类似物产生抗性,并简述这类突变株对工业微生物选育的重要性。

答:答:解除了末端代谢产物反馈抑制或和阻遏。

A调节亚基发生变异。

B操纵子的控制基因发生变异,产生的调节蛋白对类似物不敏感。

结构类似物会与调节酶的调节亚基或和阻遏酶的原阻遏物结合,从而发生反馈抑制或和阻遏。

结构类似物不能参与正常代谢,所以会使未突变细胞饥饿而死。

而解除了反馈调节的菌株对结构类似物就具有“抗性”。

以此为筛子可筛选到大量积累末端代谢产物的菌株。

1、向发酵液添加次级代谢物的前体不一定能促进次级代谢物的合成,其原因是什么?答:①前体物质可能不被细胞吸收或者不能到达次级代谢产物合成的部位;②添加的物质可能对细胞本身的合成产生反馈抑制作用,而添加的物质又不是次级代谢合成所需的直接前体;③添加的前体不是次级代谢产物合成过程中起限制作用的物质,许多次级代谢过程受发酵液中高浓度的无机磷的抑制作用。

④抗生素合成过程的启动包含几种控制机制,除上面已述及的调节机制外,尚有两种机制:一种是细胞外的一些小分子效应物起辅阻遏物作用或抑制剂的作用,只有当这些辅阻遏物或抑制剂被初级代谢耗竭后次级代谢合成才启动,这种调节机制可解释碳源分解代谢物的调节,氮分解代谢物的调节和磷酸盐的控制作用,另一种是细胞在次级代谢启动前,必须合成一类诱导作用或激活作用的物质。

2、判断一化合物对抗生素合成起诱导物作用还是作为前体,其根据是什么?答:一般,可把那些能在生长期内促进抗生素生物合成的化合物看作诱导物,而前体往往指在生产期内,甚至蛋白质合成受阻的情况下也能促进抗生素生物合成的化合物。

诱导物能被非前体的结构类似物取代,如甲硫氨酸除了可作为头孢菌素合成的前体,更为重要的作用在于诱导节孢子的形成,而节孢子的多寡影响头孢菌素的合成,甲硫氨酸可被亮氨酸取代。

诱导物的另一个特征是诱导系数特别高。

3、为什么微生物的生长速率降低会诱导参与抗生素合成的酶的生成?答:首先,微生物生长速率的降低证明微生物的生长受到外界环境条件的限制,为细胞生长繁殖而进行的初级代谢活动已不能平衡的进行,结果会造成一些中间产物的积累,从而诱导参与次级代谢的酶的合成。

其次,细胞生长速率下降时可能会使细胞内已合成的生物大分子物质的转化作用加强,造成具有诱导作用的低分子物质浓度升高而产生诱导作用。

1、在发酵过程中,如何判断发酵液是否染杂菌?答:杂菌的发现,常用镜检或无菌试验方法,这是确认杂菌的依据,在染菌的初期,要从显微镜中发现是很难的,如能从视野中发现杂菌,染菌已很严重;无菌试验通常要十来个小时才能发现,再作处理为时已晚。

从一些状态参数,如DO变化的规律也可作为染菌预报的根据。

如过程污染好气性杂菌,DO会一反往常在较短时间内如2-5h下降到接近零,且长时间不回升,便很可能染菌;有时会出现杂菌污染后DO 反而升高的现象,这是因为生产菌受到杂菌的抑制,而杂菌本身又非十分好气,这样生产菌的呼吸大为减弱而使DO上升。

污染噬菌体常表现在发酵液变稀,DO迅速回升。

2、分批发酵过程分几期?长短受什么因素影响?答:停滞期(种子的活性、接种量、培养基的可利用性和浓度)加速期(同上)对数期(培养基中溶氧的可利用性和有害代谢产物的积累)减速器(菌对限制性基质的亲和力Ks)静止期死亡期(前面五个时期的长度和菌的初始浓度)。

3、分批发酵优缺点?答:优点:易操作、周期短、染菌机会少、产品质量易掌握。

缺点:不适用于测定其过程动力学;存在基质抑制问题,出现二次生长现象;对基质浓度敏感的产物或次级代谢物抗生素,用分批发酵不合适(产率低)。

4、发酵过程染菌补救措施答:①早期染菌,可适当改变生长参数,如降低发酵温度等;②加入某些抑制杂菌的化合物;③中后期染菌,若不是噬菌体,发酵液中会产生一定浓度的抗生素,对杂菌有抑制作用;④采用大接种量,生产菌能很快占优势。

5、染菌原因(途径)答:1、种子包括菌种室阶段出问题;2、培养基的配制和灭菌不彻底;3、设备上特别是空气除菌不彻底和过程操作的疏漏。

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