生物工艺学复习题综合测试题2 南京廖华答案网

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文章发布时间 : 2024/12/27 16:38:08星期五

绪第 1 论章

章章

第 2 章

综合测试1

第 3 章综合测试2

绪论

简答题

1.何谓生物工艺学

2.何谓生物工程、生物技术？发酵工程与生物工程的关系如何？ 3.细胞机器

4.微生物的营养类型

第1章发酵工程介绍

一、多项选择题

1. 生物技术可以理解为“利用生物有机体或其组成部分发展新产品或新工艺的一种技术体系”，其中的有机体是指（）。

① 动物 ② 生物组织 ③ 植物 ④ 微生物 ⑤ 生物活细胞

2. 生物技术中用生物催化剂催化化学反应时要求的条件是（）。 ① 常温 ② 高温 ③ 常压 ④ 高压 ⑤ 中性pH值

3. 在基因工程操作技术过程中，需要一些酶的参与，这些酶主要有（）。 ① 糖化酶 ② 异构酶 ③ 限制酶 ④ 氧化酶 ⑤ 连接酶

4. 生物技术中的细胞工程涉及面很广，概括起来有下列（）几方面内容 ① 细胞培养 ② 细胞融合 ③ 细菌培养 ④ 细胞重组 ⑤ 遗传物质转移 5. 生物中的酶按照其在细胞中的分布可以分为（）等类型。 ① 杂合酶 ② 单纯酶 ③ 胞内酶 ④ 胞外酶 ⑤ 结合酶

6. 在发酵过程中，由于使用微生物不同，其代谢规律有差异，因而按照其需氧与否的状况，将微生物发酵分为（）等几种方法。

① 动力发酵 ② 好氧发酵 ③ 厌氧发酵 ④ 好水发酵 ⑤ 兼性发酵 7. 生物技术在农业种植业的品种改良中的主要任务是（）。

① 拓宽育种资源 ② 减少种植面积 ③ 提高产量 ④ 改善品质 ⑤ 增加抗逆性 8. 农作物的秸杆主要由纤维素、半纤维素和木质素三大部分组成，利用生物技术可将它们转化为可再生资源，在下列所列的资源中，（）等可以由秸杆通过生物技术直接转化而来。

① 淀粉 ② 木糖 ③ 苯酚 ④ 乙醇 ⑤ 葡萄糖

9. 随着工农业的发展和废物废水的排泄，自然界的水体逐渐富含各种养分，形成水体的富营养化现象，水体中富营养化的主要因子是

（）。① 重金属 ② 有机物 ③ 氮类物 ④ 磷类物 ⑤ 矿物 10. 为了改善食品品质和色、香、味及防腐与加工工艺的需要，人们在食品中加入一些化学合成或天然物质，这类物质称为食品添加剂，鲜味剂就是其中一种，传统的鲜味剂是味精，在现代食品工业中，除味精外，还可用（）等作为鲜味剂，而它们都可由发酵法生产并实现了产业化。

第 7 章试题样本

第 10 第 13 综合

测试

① 苏苷 ② 赖苷 ③ 鸟苷 ④ 肌苷 ⑤ 色苷

答案: 1. ①③④ 2. ①③⑤ 3. ③⑤ 4. ①②④⑤ 5. ③④ 6. ②③⑤ 7. ①③④⑤ 8. ②③⑤ 9. ①③④ 10. ③④

二、问答题

1.生物需氧量（BOD） 2.化学需氧量（COD）

3.生化意义上的发酵与工业意义上的发酵有何区别？ 4.何谓发酵工程？现代发酵工程的主要特征是什么？ 5.发酵工程经历哪几个时期，每个时期的特征是什么？ 6.简述微生物工业的特点及范围。 7.发酵工程包括哪几个基本组成部分？ 8. 简述废水生物处理的优点。

9. 废水的重要指标包括哪几项，各有何含义？ 10 常用的废水生物处理方法主要有哪几种？

11. 简述活性污泥法污水处理的原理及影响处理效果的因素。 12. 简述影响生物滤池处理效果的因素。 13.简述厌氧生物处理法的基本原理及影响因素。

14.能源问题是全球面临的问题，生物工程将如何解决？写出一遍综述。 15.沼气发酵原理和沼气微生物的种类？ 16.沼气发酵过程和沼气发酵条件是什么？

第2章发酵工艺条件的确定

一、选择题

1．适合细菌生长的C/N比为（） A 5：1 B 25：1 C 40：1 D 80：1 2．实验室常用的培养细菌的培养基是（） 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

3．在实验中我们所用到的淀粉水解培养基是一种（）培养基 A 基础培养基 B 加富培养基 C 选择培养基 D 鉴别培养基 4．下列物质属于生长因子的是（）

A．葡萄糖 B．蛋白胨 C．NaCl D．维生素 5．营养成分进入细胞的方式中运送前后物质结构发生变化的是（） A 主动运输 B 被动运输 C 促进扩散 D 基团移位 6．E．coli属于（）型的微生物。

A 光能自养 B 光能异养 C 化能自养 D 化能异养 7．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 8．酵母菌适宜的生长pH值为（）

A 5.0-6.0 B 3.0-4.0 C 8.0-9.0 D 7.0-7.5

TOP

9．细菌适宜的生长pH值为（）

A 5.0-6.0 B 3.0-4.0 C 8.0-9.0 D 7.0-7.5

二、是非题

1.细菌分裂繁殖一代所需时间为代时。（）

2.凡是影响微生物生长速率的营养成分均称为生长限制因子。（）

3.在最适生长温度下，微生物生长繁殖速度最快，因此生产单细胞蛋白的发酵温度应选择最适生长温度。（）

4.在固体培养基中，琼脂的浓度一般为0.5—1.0%．（） 5.EMB培养基中，伊红美蓝的作用是促进大肠杆菌的生长．（） 6.碳源对配制任何微生物的培养基都是必不可少的．（） 7.被动扩散是微生物细胞吸收营养物质的主要方式（）

8.主动运输是广泛存在于微生物中的一种主要的物质运输方式。（） 9.参与淀粉酶法水解的酶包括淀粉酶、麦芽糖酶和纤维素酶等。（）

三、填空题

1.菌种扩大培养的目的是。

2.获得纯培养的方法有：、、和等方法。

3.培养基应具备微生物生长所需要的六大营养要素是、、、、和。

4.碳源物对微生物的功能是和，微生物可用的碳源物等。

微

生

物

利

用

的

氮

源

物

质

主

要

有、、、、等，而常用的速效Ｎ源如，它有利于；迟效Ｎ源如、，它有利于。

6.无机盐对微生物的生理功能是、、和。

7.微生物的营养类型可分为、、和。微生物类型的可变性有利于。

8.生长因子主要包括、和，它们对微生物所起的作用是、、。

9.在微生物研究和生长实践中，选用和设计培养基的最基本要求是、、、和。

10.液体培养基中加入CaCO３的目的通常是为了。

11.营养物质进入细胞的方式有、、和，而金黄色葡萄球菌是通过方式运输乳糖，大

质

主

要

有、、、、

肠杆菌又是通过方式运输嘌呤和嘧啶的。

12.影响营养物质进入细胞的主要因素是、和。

13.实验室常用的有机氮源有和等，无机氮源有和等。为节约成本，工厂中常用等作为有机氮源。

14.培养基按用途分可分为、、和四种类型。

15.制备淀粉水解糖的方法有、、和。

四、名词解释 1.培养基 2.生长因子 3.碳源 4.氮源 5.碳氮比 6. 理论灭菌时间 7.对数残留定律 8.实消 9.空消

10. DE值（葡萄糖值） 11.波美度 12.灭菌 13.消毒 14.基础培养基 15.完全培养基。

五、问答题

1.什么是培养基?发酵培养基的特点和要求？ 2.什么是生理性酸性物质？什么是生理性碱性物质？

3.常用的无机氮源和有机氮源有哪些？有机氮源在发酵培养基中的作用？ 4.什么是前体？前体添加的方式？ 5.什么是生长因子？生长因子的来源？ 6.什么是产物促进剂？产物促进剂举例？ 7.培养基设计的一般步骤？ 8.培养基成分选择考虑的问题？

9.读书报告：举例说明培养基设计的方法与步骤？ 10.讨论：培养基优化在发酵优化控制中的作用与地位？ 11.微生物发酵培养基的碳源、氮源主要包括哪些物质？ 12.依据不同的分类方法，培养基有哪几种类型？ 13.简述选择发酵培养基应遵循的原则。 14.配制培养基的原则和方法是什么？ 15.简述淀粉水解糖的制备方法。

16.比较不同的淀粉水解制糖工艺的优缺点。

17. 双酶法淀粉的水解通常使用哪2种酶？其作用特点分别是什么？ 18.简述糖蜜前处理的常用方法。 19.简述谷氨酸发酵的糖蜜预处理方法。

20.发酵过程中的促进剂和抑制剂的作用如何，常用的促进剂和抑制剂有哪些？ 21.简述消毒与灭菌的区别。

22.常用灭菌方法有哪些？各有何特点？

23.常用的消毒剂和防腐剂有哪些？它们在使用时有何要求？ 24.影响培养基灭菌的因素有哪些？

25..培养基工业灭菌的方法主要是采用蒸汽灭菌，其灭菌的原理是什么？ 26.分批灭菌操作的操作要点有什么？

27.以化学反应动力学为基础，说明高温短时灭菌可以减少培养基营养成分损失的原因。

TOP

第3章发酵用微生物

【学习指导】

1. 微生物的生长和繁殖没有明显的界限，通常以其群体生长为研究对象。 2. 微生物的生长曲线纵坐标表示的是群体数量的对数，是一个纯种培养过程。

3. 生长曲线分四个阶段，它们是连续的，并没有明显的界限，能反映微生物的代谢情况。 4. 调整期微生物并不立即分裂增值，有一个菌体增大，代谢旺盛的适应环境阶段。 5. 每次新的培养过程都有一个调整期。

6. 对数期快速增值，繁殖速度最快，截至此时期，曲线可看作种群的J型生长曲线。 7. 稳定期的活菌数量最多，但是增长速度为零，其曲线可看作种群增长S型曲线。 8. 衰亡期是由于环境进一步恶化导致活菌数量急剧下降引起。

9. 每种微生物的生长都需要适宜环境条件，通常包括：温度、pH值、氧气等，这些条件是单细胞微生物生存的基本外界环境，直接影响了其生长和繁殖。

10. 发酵工程是一个连续培养过程，各种发酵条件建立在实验结果的基础上，在生产实践中调整。

11. 发酵工程的基本内容是：菌种的选育、培养基的配制、灭菌、扩大培养和接种、发酵过程和产品的分离提纯等。

12. 发酵工程的接种需要经过多次扩大培养，产品分离根据获得发酵产品是代谢产物还是菌体选取适宜的分离提纯方式。

13. 氨基酸也可以用做药品，如谷氨酰胺、组氨酸用于治疗消化道溃疡，天冬氨酸用于治疗心律失调，亮氨酸可作为高血糖、头晕的治疗药。

14. 微生物的最适生长温度指在该温度下微生物的繁殖周期最短，繁殖最快。

15. 微生物数目测定获得数据为单位培养液中所含的菌体数，包括活细菌和死细菌，要测定培养液中的活菌数需要进行活体染色，或者是直接培养。

16. 初级代谢产物在整个生命过程中都有合成，在调整期大量合成，在对数期合成旺盛，次级代谢产物主要在稳定期合成。

17. 根据微生物的代谢特点在生产生活中通常用的食品防腐方法：罐藏法：高温灭菌后，隔绝微生物防止腐败巴氏消毒法：低温加热消毒，保持食品风味冷藏法：0~10摄氏度，降低微生物的繁殖速度

干燥法：控制水分阻止微生物繁殖

高渗法：用盐或糖腌制，在高渗环境中微生物无法利用环境中的水防腐剂：通过利用防腐剂抑制微生物的繁殖

一、选择题

1.在化学消毒剂中，通过凝固蛋白作用杀菌的是（） A 新洁尔灭 B 乙醇 C 甲醛 D 拮抗 2.化学消毒剂（）是能损伤细菌外膜的阳离子表面活性剂

A 福尔马林 B 结晶紫 C 漂白粉 D 新洁而灭 3.下列抗生素作用机制中，抑制细胞壁合成的是（）

A 利福霉素 B 四环素 C 两性霉素 D 青霉素 4.实验室常规高压蒸汽灭菌的条件是（） A 135℃—140℃，5—15秒 B 72℃、15秒 C 121℃，30分钟 D 100℃，5小时

5.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

6.出于控制微生物的目的，灭菌一词指的是( )。 A 除去病原微生物 B 降低微生物的数量 C 消灭所有的生物 D 只消灭体表的微生物

7.高压灭菌器杀死微生物需要下列所有条件，除了( )之外。 A 蒸汽温度121℃ B 15分钟

C 每平方英寸15磅压力 D 10个大气压的体积 8.消毒剂与防腐剂的差别是( )。

A 消毒剂仅用于非生物的物体，而防腐剂用在皮肤表面 B 消毒剂杀死细菌的芽孢，而防腐剂不能 C 消毒剂不能灭菌，防腐剂可以 D 消毒剂是化学物质，而防腐剂不是化学物质 9.干热法常用于( )灭菌。

A 盐溶液 B 细菌培养基 C 油料物质 D 医院的毛毯 10.紫外线辐射主要作用于微生物的( )。 A 糖类 B 酶类 C 核酸 D 细胞壁 11.环氧乙烯广泛用于( )。

A 灭菌塑料制品 B 消毒台面 C 杀死皮肤表面的细菌 D 灭菌化学溶液 12.为使醇类制菌效果显著，所用化学试剂必须( )。 A 用10％溶液 B 放溶液中5分钟 C 用丁醇 D 完全浸没在溶液中 13.所有下列情况均是抗生素抑制微生物的方法，除了( )之外。 A 抗生素抑制细胞壁合成 B 抗生素干扰细胞膜功能 C 抗生素阻止能量从ATP释放 D 抗生素抑制蛋白质合成 14.青霉素族的抗生素主要用于抗( )。 A 病毒 B 真菌 C 革兰氏阴性菌 D 革兰氏阳性菌 15.利用冷藏进行保存的一个缺点是( )。

A 冷藏不能杀死微生物 B 冷藏不能降低微生物的代谢 C 冷藏能杀死可能存在的芽孢 D 冷藏降低微生物酶的活性 16.以下化合物都被批准用于食物的防腐，除了( )之外。 A 二氧化硫 B 山梨酸 C 硝酸 D 苯甲酸

17.对食品样品进行常规平板计数需要以下各项，除了( )之外。 A 细菌生长培养基 B 一些平皿

C 测量lml稀释过的食品取样的仪器 D 光学显微镜。

二、是非题

1.通常一种化合物在某一浓度下是杀菌剂，而在更低的浓度下是抑菌剂。（） 2.消毒剂指的是消除所有生物包括微生物的孢子。（） 3.抗生素的抗微生物效果一般低于消毒剂和防腐剂。（） 4.放在煮沸的水中灭菌需要30分钟。（）

5.干热较湿热灭菌效果好，因为干热适用于灭菌的物质如粉料物质、玻璃制品、设备和油料物质。（）

6.干热杀死微生物是由于它们从蛋白质三维空间结构回复成二维空间结构时分解为不溶性物质。（）

7.巴斯德消毒法是一种防腐的方法，如牛奶、啤酒和果汁，但没有灭菌效果。（） 8.微波对微生物有很严重的副作用，因它们与生物的核酸反应，改变它们的结构。（） 9.醇类作为消毒剂作用最小，因为它干得非常快。（）

10.酸类中用于食品防腐和控制微生物生长的是乙酸、丙酸和苯甲酸。（）

11.氯是与蛋白质中的氨基酸反应的氧化剂，改变蛋白质的性质，所以可杀死微生物。（） 12.当过氧化氢用于伤口时，淀粉酶分解过氧化氢成水和游离氧。（）

13.抗生素的抗性菌在微生物的群体中并不存在，直到群体接触抗生素时，抗性菌才形成。（） 14.巴斯德消毒法能杀死牛奶或奶制品中存在的所有微生物。（） 15.将食品在沸水中浸30～60分钟，芽孢通常被破坏。（） 16.热致死点是在给定温度下破坏微生物所需的时间。（） 17.作为许多软饮料中的防腐剂的化学物质是山梨酸。（）

18.为了评价牛奶和奶制品的巴斯德消毒效率，微生物学家检测是否存在葡糖苷酸酶。（）

三、填空题

1.实验室常见的干热灭菌手段有和；而对牛奶或其他液态食品一般采用灭菌，其温度为，时间为。

进

行

湿

热

灭

菌

的

方

法

有、、、和。

杀

灭

或

抑

制

微

生

物

的

物

理

因

素

有、、、、和等。

4.现代实验室中研究厌氧菌最有效的三大技术是、和。

5.试列出几种常用的消毒剂如、、

和等。

抗

生

素

的

作

用

机

理

有、、和。

7.使用化学药剂之前，必须除去，消毒和灭菌才有效。 8.杀死病原微生物，且只能降低微生物数量至安全水平的一种消毒剂称为_____。 9.在寻常的烤箱中，在160℃达到灭菌效果所需的时间大约是_____。

10.煮沸法是一种抑制微生物的方法，但细菌的_____能在煮沸的水中存活2小时以上。 11.在称作_____的仪器中，蒸汽压力在每平方英寸15磅和维持15分钟可将微生物杀死。 12.用于杀死广泛范围微生物的抗生素称为_____。

13.在100℃煮沸30—60分钟能破坏细菌的________细胞，但对芽孢没有影响。 14.TDP是热致死点，它是在给定时间内破坏微生物需要的________。 15.16.

影空

气

响介

介质

质过

滤过

除

滤菌

效的

率作

用的

机

因制

素包

有、、。括、、、、。

四、名词解释 1. 分批培养 2. 连续培养 3.发酵培养基 4.合成培养基 5.天然培养基 6.营养缺陷型突变株 7. 发酵热 8.代谢控制发酵 9.巴斯德效应 10.葡萄糖效应 11.二次生长现象 12.反馈抑制 13.反馈阻遏 14.诱导酶 15.组成酶 16.酶合成调节 17.酶活性调节 18.初级代谢产物 19次级代谢产物

20.富集培养：是指能增加混合菌群中所需菌株数量的一种技术，是给混合菌群提供一些有利于所需菌株生长而不利于其他菌株生长的条件。

五、问答题

1.比较固体培养与液体培养的优缺点。 2.工业生产用菌种的基本要求有什么？

3.什么是种子的扩大培养？

4.种子扩大培养的目的与要求和意义是什么？ 5.种子扩大培养的一般步骤和条件？

6.在大规模发酵的种子制备过程中，实验室阶段和生产车间阶段在培养基和培养物选择上各有何特点？

7.什么是接种量？对于细菌、放线菌及霉菌常用的接种量是多少？

8.什么时发酵级数？发酵级数对发酵有何影响，影响发酵级数的因素有哪些？ 9.什么是种龄？适宜种龄确定的依据？

10.读书报告：结合具体的产品理解种子质量控制的方法，以及认识种子质量对发酵的影响？ 11.接种、倒种、双种？

12.简述大规模发酵生产对菌种选择的要求。 13.简述菌种保藏的基本原理和菌种保藏方法。 14.简述工业微生物育种方法及其各自的特点。 15.简述菌种衰退的原因及防止措施。

16.简述大规模工业生产常用的菌种扩大培养方法。 17.简述影响种子质量的主要因素。

18. 举出几例微生物大规模表达的产品, 及其产生菌的特点？ 19.讨论：生产抗生素的微生物能不能生产氨基酸？

20.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？

21.自然界分离微生物的一般操作步骤？

22.从环境中分离目的微生物时，为何一定要进行富集培养？ 23.菌种选育分子改造的目的？

24.什么叫自然选育？自然选育在工艺生产中的意义？

25.什么是诱变育种？常用的诱变剂有哪些？如何利用诱变育种选育出抗噬菌体的菌株？ 26.简述工业发酵染菌的危害。

27.简述不同染菌时间和染菌程度对发酵的影响。 28.简述染菌对产物提取和产品质量的影响。 29.怎样判断发酵罐是否染菌？ 30.简述发酵染菌的途径及预防措施。

31.染菌对发酵有什么危害，对提炼有什么危害？ 32.有哪些原因会引起染菌？ 33.染菌以后应采取什么措施？

34.为什么会感染噬菌体？感染了噬菌体后应采取哪些措施？ 35.解释连续培养富集微生物的原理？

36.什么是初级代谢产物？什么是次级代谢产物？初级代谢与次级代谢间的相互关系？ 37. 简述巴斯德效应的机制。 38.图例说明反馈抑制的几种类型。

39.简述黄色短杆菌赖氨酸生物合成的调节机制。 40.举例说明何谓“分解产物阻遏”。 41.扼要阐述初级代谢与次级代谢的关系？

42.微生物生长可分为几个阶段？次级代谢产物在什么阶段开始合成？ 43.发酵过程糖代谢、氮代谢有什么规律，为什么？ 44.抗生素、酶的单位的定义

45.高浓度磷抑制刺激代谢产物合成的机理是什么？ 46.准确判断发酵终点有什么好处？依据哪些参数来判断？ 47.根据微生物对温度的依赖可分类成哪几类微生物？ 48.微生物对温度要求不同的原理是什么？ 49.发酵过程的温度会不会变化？为什么 50.生物热的大小与哪些因素有关？ 51.简述发酵过程中进行温控的意义。 52.简述温度对微生物生长和发酵的影响。 53.发酵过程温度的选择有什么依据？

54.简述pH值对菌体生长和代谢产物形成的影响。 55.简述影响pH值变化的因素。

56.简述发酵过程中pH值的调节及控制方法。 57.简述发酵过程中泡沫对发酵的影响。 58.简述发酵液泡沫产生的原因。 59.说明发酵过程中泡沫的消长规律？

60.简述泡沫的控制方法，常用的化学消泡剂有哪些？ 61.高粘性物系发酵过程中，搅拌产生的影响有哪些？ 62.利用基因工程菌生产，有什么优势？常用的宿主菌有哪些？ 63.利用基因工程菌生产有哪些特点？ 64.重组菌基因不稳定性的原因有哪些？

65.在基因工程菌培养过程中为什么质粒会丢失？ 66. 重组菌与传统菌在发酵过程控制中有哪些相同之处？

67.写出黄色短杆菌中Lys代谢途径，说明利用黄色短杆菌发酵生产Lys的菌种特性和控制要点。 68.生长因子产生菌鉴别的原理和方法？

通过观察分离株能否促进营养缺陷型的生长，便可检出生长因子产生菌。

69.何谓诱导酶和组成型酶？何谓酶合成的组成型突变？如何应用酶合成的诱导和组成型突变的原理实现酶制剂产品的生产？

70.何谓酶合成的诱导作用、分解代谢物阻遏作用、反馈阻遏作用和酶活性的反馈抑制作用？分别阐述上述四种调节机制的原理并阐明上述各调节机制的变构蛋白和效应物。

71.分支代谢途径有哪些代谢调节方式？并分别解释。

72.什么是选择性培养基？它在工业微生物学工作中有何重要性？试举一例并分析其中的选择性原理。

73.以氨基酸代谢为例，说明为什么有些突变菌株对末端代谢产物的结构类似物具有抗性？

六、综合思考

1.你认为要想提高发酵水平应该从那些方面进行考虑。

2.任何获得最佳发酵条件，在发酵过程中为什么要不断调整和改变发酵条件。 3.试从微生物和氧的关系分析发酵过程中对氧的寻求和解决方法。 4.试从生化的角度分析温度对发酵的影响。 5.代谢调控理论如何在发酵实际中应用。

6.如何利用基因工程技术对发酵菌株进行遗传改造。 7.试分析微生物生长和产物生成的关系。

8.设计一个工业发酵方法生产味精的方案，怎样实现这个方案。 9.生物物质产生菌分离筛选的一般方法和关键要素？

10.如何用选择性分离筛选的方法获得蛋白酶产生菌？

11. What will you do if you are assigned as a chief engineer to develop a fermentation-based project?

【模拟试题】

1. 研究微生物的生长规律通常的处理是

A. 将少量的细菌接种到恒定容积的培养液中，在适宜的条件下培养 B. 将少量的细菌接种到恒定浓度的培养液中，在适宜的条件下培养 C. 将大量的细菌接种到恒定容积的培养液中，在适宜的条件下培养 D. 将大量的细菌接种到恒定浓度的培养液中，在适宜的条件下培养

2. 在绘制微生物的生长曲线时要求的条件正确的是 A. 培养基的成分不作改变，在恒定温度下长期培养 B. 培养基的成分不作改变，在自然发酵温度下长期培养 C. 培养基的成分随时调整，在恒定温度下长期培养 D. 培养基的成分随时调整，在自然发酵温度下长期培养

3. 对某微生物进行培养，测定微生物的生长情况的时候下列哪组数据是有效的 A. 接种15小时后，每毫升培养液中的细菌总数为五万个 B. 接种15小时后，每毫升培养液中活细菌总数为四万个 C. 接种15小时后，每毫升培养液的湿重为60克 D. 接种15小时后，每毫升培养液的干重为25克

4. 生长曲线的纵坐标表示的意义是 A. 一定体积培养液中的细菌总数 B. 一定体积培养液中的活细菌总数 C. 一定体积培养液中的活细菌总数的对数 D. 一定体积培养液中的细菌总数的对数

5. 对于生长曲线的说法正确的是 A. 各个时期有着明显的不同的分界线

B. 反映了细菌的种群在一定条件下的生长情况 C. 反映的是单细胞细菌个体的生长规律 D. 在衰亡期细菌不再进行繁殖

6. 调整期的细菌特征不正确的是 A. 细菌代谢活跃，但细胞不立即进行增值 B. 细胞内大量合成与细胞分裂有关的物质 C. 细胞的体积开始变大，初级代谢产物合成旺盛 D. 细胞的个体形态和生理特性都非常的稳定

7. 在对枯草芽孢杆菌的培养过程中，想获得大量的枯草芽孢杆菌的芽孢，最好的取样时期为 A.调整期 B.对数期 C.稳定期 D.衰亡期

8. 在谷氨酸的发酵过程中，培养液的变化趋势为 A. 培养液的pH值不断的下降，氧气含量不断下降 B. 培养液的pH值不断的下降，氧气含量不断上升 C. 培养液的pH值不断的上升，氧气含量不断下降 D. 培养液的pH值不断的上升，氧气含量不断上升

9. 在谷氨酸的发酵过程中，说法不正确的是 A. 发酵罐内部可以看作是一个开放的生态系统

B. 若不加以搅拌，产物中能测出谷氨酸、乳酸、乙酰谷氨酰胺 C. 开始生产时先对培养罐灭菌，再对培养液灭菌，然后装罐 D. 发酵过程是一个产热代谢过程

10. 发酵过程说法不正确的是

A. 大规模生产过程中，菌种必须先经过扩大培养，然后再接种以提高生产效率 B. 连续培养的过程中补充的培养液和空气必须先灭菌

C. 生产过程中排出的废弃物可直接作为农用肥料，实现物质循环利用，无废料生产 D. 分离代谢产物时，常用到蒸馏、萃取、离子交换等方法

11. 单细胞蛋白是指

A. 由工程菌发酵生产的动物蛋白药品

B. 由发酵获得的细菌合成分泌的氨基酸类代谢产物 C. 通过发酵所获得的大量微生物菌体 D. 微生物发酵产生的用途广泛的各种酶

12. 下列说法中正确的是

A. 人工诱变、细胞工程、基因工程等都能对微生物进行定向改造

B. 环境条件的变化不仅会影响微生物的生长繁殖，也会影响微生物的代谢途径 C. 发酵罐中微生物的生长繁殖、代谢产物的形成与搅拌速度无关 D. 单细胞蛋白是从微生物细胞中提取出来的

13. 13. 下列微生物用于生产实践中必须不断通氧并且搅拌的是 A. 用酵母菌生产酒精 B. 利用链球菌发酵生产抗生素 C. 产甲烷细菌进行沼气发酵 D. 用谷氨酸棒状杆菌生产谷氨酸

14. 14. 下列对连续培养优点的叙述，不正确的是 A．能及时补充微生物所需的营养物质，提高产量 B．有利于微生物尽快将代谢产物释放到培养基中 C．能消除不利于微生物生长的某些环境因素 D．提高了设备利用率

【试题答案】

1. A 2.A 3.B 4.C 5.B 7.D 8.D 9.A 10.C 11.C 12.C 13.B 14.D

Industrial Microbiology

1. What major industrial products have been produced by microbial fermentation processes?

They are

Microbial cells (微生物细胞)-yeast cultivated for food baking, mushrooms cultivated for food(酵母培养在食物的烘培及蘑菇的培养)

Enzymes - eg: glucose isomerase , lipases, proteases, rennin(高血压蛋白原酶), amylases(淀粉酶)

Pharmaceutical agent- eg. Antibiotic , steroids, alkaloids. Food additives- eg. Amino acid, vitamins

Chemical – special chemicals: aspartic acid , phenylalanine.

– commonalty chemicals: ethanol, acetic acid, lactic acid, glycerol. 2. What steps are required for the development of an industrial microbial fermentation process?

Strain selection(链的选取)-> laboratory process development(实验室中改进步骤)-> pilot scale up(小型工业化)-> industrial scale up (工业化)-> downstream process development -> product packaging technique(包装工艺)-> other commercial consideration

3. How to obtain a strain for our fermentation process development? We can obtain a strain for fermentation process development from Purchase from culture collections Screening of nature circumstances Genetic engineering Mutations

Cell biology techniques

4. How to carry out a lab scale fermentation process? We have 4 type lab scale fermentation process:

Batch process, fed-batch process, continuous process, semi-continuous process. Choose the RIGHT strain -> OPTIMIZE the strain GROWTH AND PRODUCT FORMATION CONDITIONS-> SUBSTRATE OPTIMIZATION-> KINETIC STUDY FOR BEST PRODUCT YIELDS.

5. Why do we need to use shake flasks for lab scale process development? What can we obtain from shake flask experiment?

Because we have to make sure that the strain is suitable or not for scale up. We have to find several conditions and improve the product and strain. To SAVE the cost , if we DO NOT SUCCESS we can change the CULTIVATION conditions , strain , environment factor by waste little cost. We can obtain the CONDITIONS to PRODUCE the product SUCH AS the suitable strain , environment factors ( temperature, pressure, OD etc).

6. What is scale up? Why do we need a pilot experiment before we move to industrial scale production?

Scale up: the transfer of a process from small-scale laboratory equipment to large-scale commercial equipment.Because the cost is least then commercial scale but the conditions ARE more closely RESEMBLY the commercial scale. we can USE theinstrumentation and computer

control, further more if we fail we can change the conditions, find out the problem and solve it more easyand faster than commercial scale.

7. How many fermentation processes do you know? describe them!

Batch process, fed-batch process, continuous process, semi-continuous process (You should describe them in more details).

8. What parameters must be monitored during fermentation?

The concentration of the product, substrate, enzymes else microorganism, environment factor such as OD, pressure , temperature,agitationrate for fermentation etc.

Substrate consumption, product formation, cell dried weight. 9. Schematically describe a fermentor.

Fermentor is the vessel in which the industrial process is carried out. It is VARIABLE in size and r depend on the process and how it WILLBE USED. It must have pH controller, impeller, motor, sterile seal, sparger, cooling jacket, culture broth, harvest OUTLETS, cooling water out and in.

10. What is the most critical problem during process scale up in microbial fermentation?

The most CRITICAL problem is surface-volume ratios decrease IN BIG VESSELS and DECREASE OXYGEN gas transfer EFFICIENCY.

11. How to maintain a constant dissolved oxygen concentration during the fermenation process?

We can contain it with Increase stirring rate, increase air pressure, use pure oxygen, increase air inlet.

12. How to make high-fructose corn syrup? Need 3 steps and 3 enzymes. The enzymes are :

alfa-amylase->brings about the initial attack on the starch polysaccharide , shortening The chain , and reducing the viscosiy of the polymer.(thinning reaction)

glucoamylase->produces glucose monomers form the shortened polysaccharides, NAMELY OLOGOSACCHARIDE.(saccharification)

glucose isomerase->glucose convert to fructose.(isomerization) 13. How many ways can you use to immobilize enzymes or cells? We can immobilize enzymes or cells in 3 ways :

1) cross-linkage (polymerization) of enzyme molecules.

Usually done by chemical reaction with a bifunctional cross-linking agent . involve the amino groups of the enzyme protein (WHAT IT THIS)with cross-inking agent like glutaraldehyde.

2) Binding of the enzyme to a carrier.

Through adsorption, ionic bonding, or covalent binding . 3) Enzyme inclusion

Involve incorporation of the enzyme into semi-permeable membrane.

Enzymes can be enclosed inside microcapsules, gels, semi-permeable polymer membranes,

or fibrous polymers.

14. Do you know how vinegar, citric acid, yeasts are made?

Vinegar(醋): the product from the conversion of ethyl alcohol to acetic acid by acetic

acid bacteria.

Materials: wine or alcoholic apple juice (cider), mixture of pure alcohol in water

(distilled vinegar). acetic acid bacteria.

Key requirement: (cause acetic bacteria are high oxygen demand during growth). Ensure

sufficient oxygen. Three type process:

Open-vat (Orleans method): wine is placed in shallow vats with considerable exposure

to the air, acetic acid bacteria develop as a slimy layer onthe top of the liquid. Not very efficient! Only the substrate in the surface is product to vinegar. Trickle method: tickle the alcoholic liquid over beechwood twings or wood shave stream

of air enters at the bottom and passes upward. Isoperated in a continuous fashion. Bubble method: alcohol liquid is added at a rate just sufficient to balance removal

of vinegar. The product must undergo more filtering toremove the bacteria. Citric acid: primary metabolic product formed in the tricarboxylic acid cycle. Key requirement: medium must be low in iron.

Material: carbohydrate sources(starch, glucose sucrose , several kind of

sugar).fungus. Two type product process:

Surface processes: culture medium is solid or liquid, solid substrates. Take 5-8 days. Submerged processes: apply 3 factor-(a)quality of the material used to construct the

fermentor.(b)mycelium structure.(c)oxygen supply.

Yeast: key requirement: can’t added the material once time cause The yeast will convert some sugar to alcohol.

Material: molasses, phosphoric acid, ammonium sulfate.

Process- pure stock culture->several intermediate stages (flask culture, seed culture,

intermediate fermentor)r needed to build up the inoculumto a size sufficient to inoculate the final stage(production fermentor)-> recovered from the broth by centrifugation-> washed by dilution withwater and recentrifuged until they r light in color-> package.

15. Describe how the following alcoholic beverages are made: wine, dry wine, sweet wine,

fortified wine, sparkling wine, whiskey, brandy,Rum, vodka?

There r only last part is different from wine , dry wine , sweet wine , fortified wine, sparkling wine, whiskey , brandy, rum , vodka have beenmade. They are all fermated by yeast just different in the alcohol concentration, the sugar left in the product and the last fermentation occurs.

Dry wine is wine in which the sugars of the juice r practically all fermented, sweet wines r still some sugar left or additional sugar is added afterthe fermentation; whiskey , brandy, rum, vodka : the distilled alcohol is added after fermentation; Fortified wine is one to which brandy or someother alcoholic spirit is added after the fermentation; sparkling wine is one in which considerable CO2 is present, arising from a final fermentationby the yeast directly in the bottle(secondary fermentation). (PEASE REFER TO THE TEXTBOOK FOR MORE DETAILS)

The main process to make the wine r like below: 1) harvesting of grapes 2) crushed the grapes-> must

3) adding SO2 to kill the wild yeast 4) press 5) fermentation 6) filtration

16. How mushroom is grown?

Cultivated in mushroom farms. The organism is grown in secial beds( prepared by mixing soil with a material very rich in organic matter), inbuildings where temperature and humidity r carefully controlled. If light is not necessary, THEY can BE grown in basements of homes, in caves.

Beds r inoculated with mushroom spawn(pure culture of the mushroom fungus that grown in large bottle ). the mycelium grows and spreadsthrough the substrate in bed-> adding to the sruface of the bed a layer of soil(casing soil) -> when flushing occurs is collected immediately-> package and kept cool.

17. What are the strengths and weaknesses of a technological process. strength & weaknesses of technological process: strengths

1. Reliance on renewable feed stocks 2. Versatility with different feed stocks 3. Food, feed &drug application

4. Fine chemicals to bulk chemical applications 5. Low temperature

6. Operation in aqueous media

7. Several reactions achieved in a single fermentation step 8. High level of automation 9. Stereols pecificity

10. Complex molecules converted & or produced 11.'Benign' effluents produced weaknesses:

1. Feed stocks are oxidized & unsuitable for many application 2. Feedstock costs fluctuate 3. Sterilization is a major cost

4. Product often in dilute aqueous solutions 5. Product recovery costly 6. Equipment costs high

7. Reactions slow leading to poor volumetric productivity 8. Complicated reaction conditions 9. Mainly batch operation

10. High cell (catalyze) regeneration costs 11. High BOD wastes.

18.How to develop a fermentation process for antibiotic production? Isolation or collection of cultures->

Screening of cultures to detect those with antimicrobial activity-> Development of methods for submerged-culture production->

Development of methods for isolation & purification of antibiotic->

Determination of antibiotic properties-> (Physical: adsorption & absorption

Chemical: reactions, solubility in solvents, stability to acids, Alkalis, heat etc.) Evaluation of antibiotic-> Pharmacological tests-> ntimicrobial activity->

Comparison with existing antibiotic->

Development of pilot plant production methods-> Submission of license for clinical trials-> Testing of purified antibiotic->

Development of plant scale production methods-> Obtaining a product license for clinical use-> Other miscellaneous considerations:

Development of methods to control production of antibiotic Development of new applications

Development of marketing & distribution system Financing of business

19.What will you do if you are assigned as a chief engineer to develop a fermentation-based project?

TOP

第7章谷氨酸发酵

问答题

1.写出谷氨酸发酵的最理想途径，说明CO2固定化反应的重要性。

2.谷氨酸产生菌之所以能够合成、积累并分泌大量的GA，其菌种内在的原因有哪些？

3.谷氨酸产生菌之所以能够在10%以上的葡萄糖培养基上，生产大量的GA,除了上述谷氨酸产生菌的内在本质外，其需要的外在条件有什么？

4.谷氨酸发酵过程中，生物素（VH）作用表现在那几个方面？ 5.生物素（VH）如何封闭乙醛酸循环的？

6.从能荷的角度解释谷氨酸发酵过程中，“只长菌，不产酸”的原因。

7.以谷氨酸发酵过程中pH值的变化规律为例，说明为什么pH值的变化是反应过程中菌体生长和产物合成的综合性指标？

8 由葡萄糖发酵谷氨酸的生物合成途径及调节机制。

9.生物素对谷氨酸生物合成途径与细胞膜合成的影响? 提高谷氨酸生产菌细胞膜通透性的方法有哪些? 简述各方法的生化原理？

10. 试述谷氨酸高产菌的代谢控制育种策略。 11.谷氨酸发酵的三个关键点是什么？ 12.简述谷氨酸菌种选育模型与控制方法。 13.简述黄色短杆菌赖氨酸生物合成的调节机制。

14.以谷氨酸发酵过程中pH值的变化规律为例，说明为什么pH值的变化是反应过程中菌体生长和产物合成的综合性指标？

15.写出黄色短杆菌中Lys代谢途径，说明利用黄色短杆菌发酵生产Lys的菌种特性和控制要点。 16.了解谷氨酸发酵液的性质、发酵液的化学组成。

17.了解谷氨酸发酵液的预处理的目的和预处理的一般方法。 18.了解谷氨酸提取的基本方法。 19.理解等电点法提取谷氨酸的基本理论。

20.掌握等电点法提取谷氨酸的工艺流程、工艺条件、工艺操作规程。 21.了解影响谷氨酸结晶析出的主要因素。

22.理解各种离子交换树脂与离子交换的基本理论。

23.理解离子交换树脂提取谷氨酸的工艺流程及工艺条件的控制。 24.了解影响离子交换的各种因素。

25.理解金属盐法提取谷氨酸的基本理论、工艺流程及工艺条件的控制。 26.了解影响金属盐法提取谷氨酸的各种因素。 27.了解谷氨酸中和的基本操作。 28.了解色素的来源及脱色的基本方法。

29.掌握谷氨酸单钠浓缩结晶的基本理论、工艺条件的控制以及工艺操作。30.了解结晶母液的处理。

31.了解味精的分离和干燥的基本操作。

第10章酿酒

一、名词解释 1.酒、酒度、标准酒度 2.啤酒 3.酿造水 4.制麦 5.定型麦芽汁 6.煮沸强度

7.非凝絮性或“粉末型酵母” 8.凝聚性酵母 9.“凝絮性”酵母 10.CIP

11.库尔巴哈值Kolbach Index 12.葡萄酒 13.总酒度

14.蜜甜尔（Mistelle） 15.葡萄酒工艺学 16.葡萄汁的改良 17.酸度

18.苹果酸—乳酸发酵

二、问答题 1.啤酒的分类

2.啤酒酿造对大麦质量的要求 3.酒花的主要化学成分 4.酒花的作用

TOP

5.制麦的目的 6.制麦工艺

7.麦芽汁制备的工艺流程 8.麦芽的粉碎方法 9.糖化时的主要物质变化 10.糖化方法 11.麦汁煮沸的目的 12.酒花的添加量和添加方法 13.影响酵母细胞凝聚力的因素 14.啤酒卡尔酵母的一般特性 15.啤酒优良酵母的评估要求 16.啤酒酵母生产菌的筛选方法 17.生产上对啤酒酵母的要求 18.影响啤酒质量的主要因素 19.啤酒下面发酵法工艺流程 20.啤酒发酵过程温控管理 21.啤酒有害细菌的共性

22.圆筒锥底发酵罐发酵啤酒的优点 23.啤酒发酵杂菌的抑制措施

24.高浓度酿造(High Gravity Brewing)啤酒的优点 25.啤酒中酯类物质的形成机理 26.啤酒发酵中酵母自溶的原因 27.双乙酰的合成途径 28.影响双乙酰高低因素

29.控制双乙酰含量的一些措施办法 30.啤酒酵母菌种的保藏方式 31.啤酒发酵中酵母回收的时间 32.现代葡萄酒工艺学的目的和任务 33.葡萄酒的分类

34.葡萄酒中的氧化剂和还原剂 35.葡萄破碎的要求 36.葡萄汁改良的目的

37.葡萄汁糖分和酸度调整的方法 38.葡萄酒（红、白）的加工工艺流程 39.优良葡萄酒酵母具有的特性 40.葡萄酒酿造酵母的来源 41.红葡萄酒前发酵主要目的 42.加活性干酵母的方法

43.红葡萄酒发酵生产中应注意的问题 44.红葡萄酒发酵时进行葡萄汁的循环的作用 45. SO2在葡萄酒酿造中的作用 46.红葡萄酒后发酵的目的 47.苹果酸—乳酸发酵的作用 48.红葡萄酒人工澄清的方法

49.红葡萄酒热处理提高稳定性的作用包括哪些？ 50.白葡萄酒发酵时高温的危害

51.红葡萄酒和白葡萄酒生产工艺的主要区别是什么？

第13章柠檬酸

问答题

1.柠檬酸发酵过程中有哪几个控制要点，如何控制？ 2.说明柠檬酸发酵过程中氧的重要性。

3.简述二氧化碳固定反应对于提高柠檬酸产率的意义。 4. 简述柠檬酸生物合成的代谢调节机制。 5. 写出由葡萄糖生成柠檬酸的总反应式。 6.柠檬酸钙盐法提取工艺过程及其特点？

综合测试例题精讲

知

识

框

TOP

架

】

【

【疑难精讲】1．发酵工程中诱变育种产生高产突变菌株的基本环节

TOP

2．发酵生产中微生物培养装置（1）固体培养

①好氧菌的曲法培养：其中通风曲是机械化程度和生产效率较高的现代化制曲设备。我国的酱油厂一般都用此法制曲。

②厌氧菌的堆积培养法：在白酒的生产中，用大型深层地窖进行堆积式的固体发酵。（2）液体发酵

①好氧菌的培养——发酵罐

利用发酵罐作深层液体培养，这种培养方法是近代发酵工业中最典型的培养方法。它的发明在微生物培养技术的发展过程中具有革命性意义。发酵罐的主要应用是要为微生物提供丰富而均匀的养料、良好的通气和搅拌，适宜的温度和酸碱度，并能确保防止杂菌的污染。为此，除了罐体有合理的结构外，还要有一套必要的附属装置，例：培养基配制系统、蒸汽灭菌系统、空气压缩和过滤系统，以及发酵产物的后处理系统等。

②厌氧菌大规模的液体培养装置——发酵罐

发酵罐用于厌氧菌发酵，可省略通气、搅拌装置，简化工艺过程，还能大大节约能源的消耗。其体积可明显大于有通气、搅拌装置的发酵罐，从而提高了生产效率。

3．温度控制与发酵生产的产量

由于微生物的生命活动是由一系列生物化学反应组成的，而这些反应受温度的影响极为明显。任何微生物的生长温度总有最低生产温度、最适生产温度和最高生产温度，也就是说，最适生长温度并不等于生长量最高时的培养温度，也不等于发酵速度最高时的培养温度或累积代谢产物量最高时的培养温度，更不等于累积某一代谢产物量最高时的培养温度。对不同的生理过程、代谢过程各有其相应最适温度的研究，有着重要的实践意义。例如：国外在产黄青霉165小时的青霉素发酵过程中，运用了有关规律，即根据不同生理代谢过程的温度特点分四段控制其培养温度，即0小时

小时40小时125小时165小时。结果，青霉素的产量比自始至终进行30℃恒温培养的对照提高了14.7%。

4．发酵过程中pH的变化及调整

微生物在其生命活动过程中，会改变外界环境的pH，即培养基的原始pH在培养微生物过程中时时发生改变。

培养基中成分与pH变化有关，C：N高的培养基，经培养后pH常会下降，C：N低的培养基经培养后，pH会明显上升。培养基内的pH在培养微生物的过程中会发生变化，对生产来说，往往不利，因此要及时调整培养基中pH。

5．通过控制细胞膜的渗透性解除反馈调节

微生物的细胞膜对于细胞内外物质的运输具有高度选择性。细胞内的代谢产物常常以很高的浓度积累着，并自然地通过反馈限制了它们的进一步合成。采取生理学或遗传学方法，可以改变细胞膜透性使细胞内的代谢产物迅速渗漏到细胞外。

（1）通过生理学手段控制细胞膜的渗透性

在谷氨酸发酵生产中，生物素的浓度对谷氨酸的积累有着明显的影响。只有把生物素的浓度控制在亚适量的情况下，才能分泌大量的谷氨酸，控制生物素的含量就可以改变细胞膜的成分，进而改变膜的透性和影响谷氨酸的分泌。

当培养液内生物素含量很高时，只要添加适量的青霉素也有提高谷氨酸产量的效果。其原因是青霉素可抑制细菌细胞壁的形成，造成细胞壁的缺损。这种细胞的细胞膜在细胞膨压的作用下，有利于代谢产物的外渗，并因此降低了谷氨酸的反馈抑制和提高了产量。

（2）通过细胞膜缺损突变而控制其渗透性

通过诱变育种选育的不能合成油酸的谷氨酸产生菌的菌株，在限量添加油酸的培养基中，也能因为细胞膜发生渗漏而提高谷氨酸的产量。这种菌株因其不能合成油酸而使细胞膜缺损。

【学法指导】

本部分可安排2～3课时完成

1．利用对比方法比较生物工程的关系生物工程基因工程

工程酶限制性内切酶DNA连接

酶纤维素酶、果胶酶、蛋白酶

等

主要操作对象基因及动物细胞、植物细胞、微生物细胞动物细胞、植物细胞、微生

物细胞

改造物种改造物种工程目的

与其他工程的关系

通过细胞工程、发酵工程使目的基因得

以表达

细胞工程

可以为发酵工程提供菌种，使基因工程

得以实现

发酵工程酶工程

微生物

获得菌体及代谢产物获得酶制剂或固定化酶

为工程提供酶的来源

微生物为其他生物工程提供酶制剂

2．将知识归纳总结形成一些知识体系，结合菌种的选育，可总结归纳生物的育种和繁殖方法（诱变育种、杂交育种、单倍体育种、多倍体育种、基因工程育种、组织培养等）；结合发酵工程的目的，研究微生物的代谢调控过程；结合化学的蒸馏、萃取等方法复习微生物发酵产品的分离提纯。

3．结合生活生产实际加深理解、巩固知识。

例：乙肝疫苗的制备、味精的生产过程、啤酒的生产过程、酱油、食醋的生产过程等。

【典型例题精讲】［例1］（2001年广东综合卷）利用酵母菌发酵生产时，投放的适宜原料和在产生酒精阶段要控制的条件分别是

A．玉米粉和有氧 B．大豆粉和有氧 C．玉米粉和无氧 D．大豆粉和无氧

【解析】大豆粉的主要成分是蛋白质；而玉米粉的主要成分是糖类、淀粉；酵母菌属兼性厌氧型微生物在无氧条件下分解糖类产生酒精。

【答案】C

［例2］用大肠杆菌生产胰岛素应用的生物工程的组合是 ①基因工程 ②细胞工程 ③发酵工程 ④酶工程

A．①②③ B．①②④ C．①③④ D．②③④

【解析】一个产品的开发中，通常是由几个工程彼此合作来完成的。用大肠杆菌生产胰岛素直接是发酵工程；而把人的胰岛素基因转入大肠杆菌，是由基因工程完成的；而基因工程所用的工具酶，来自酶工程。

【答案】C

［例3］黄色短杆菌合成赖氨酸的途径见下图（），要增加赖氨酸的产量，本质上必须

A．增加天冬氨酸 B．增加天冬氨酸激酶

C．降低（消除）高丝氨酸脱氢酶 D．减少苏氨酸

【解析】从黄色短杆菌合成赖氨酸的途径可以看出：苏氨酸和赖氨酸都积累时，就抑制天冬氨酸激酶的活性，使细胞内难以积累赖氨酸；而赖氨酸单独过量就不会出现这种现象。由此可见，要想利用黄色短杆菌生产赖氨酸，就必须抑制苏氨酸的合成。而消除或降低高丝氨酸脱氢酶可以实现这一目的。

【答案】C

［例4］谷氨酸除用于制造味精外还可用于治疗神经衰弱及配制营养注射液，应用前景广阔。光明制醋厂转产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，其原因是

A．温度控制不适 B．通气量过多 C．pH呈酸性 D．溶氧不足

【解析】谷氨酸棒状杆菌发酵产生谷氨酸，受温度、pH、溶氧、通气量与转速等发酵条件的限制。当溶氧不足时，生成的代谢产物就会是乳酸或琥珀酸。

【答案】D

［例5］下图是O2浓度（或分压）对不同微生物生长的影响。哪条曲线代表好氧菌

A．① B．② C．③ D．都是

【解析】好氧菌必须有O2的条件下才能生长，兼性厌氧菌在有氧或无氧条件下均能生长，但有氧条件下生长的更好。O2对厌氧菌有强烈抑制作用，即使短期接触空气，也会抑制其生长甚至致死。

【答案】C

【训练】一、选择题

1．赖氨酸是一种人和动物必需的氨基酸，在利用黄色短杆菌生产赖氨酸的过程中，科学家培育出一种能大量积累赖氨酸的菌种，这种新菌种的选育方法是通过

A．基因工程 B．细胞工程 C．诱变育种 D．杂交育种

【解析】基因工程和细胞工程，都可用来构建工程细胞或工程菌，再用它们进行发酵，能产生一般微生物所不能生产的产品。但是科学家培育的这种能大量积累赖氨酸的菌种是由于它不能合成高丝氨酸脱氢酶，从而不能合成高丝氨酸，也不能产生苏氨酸和甲硫氨酸，就可在适当条件下大量积累赖氨酸。这种缺乏高丝氨酸脱氢酶的菌株是通过人工诱变产生的，叫诱变育种。杂交育种是由两个亲本杂交产生，可排除此项。

【答案】C

2．微生物连续培养的优点是

①培养基利用更充分 ②微生物可长期高速生长 ③缩短了培养周期 ④提高了设备利用率 ⑤便于自动化管理

A．①②③ B．②③④ C．③④⑤ D．②③⑤

【解析】连续培养是通过认识稳定期到来的原因，并采取相应的有效措施而实施的。一方面以一定速度连续流进新鲜培养基，并立即搅拌均匀；另一方面，以同样的流速不断流出培养基，这样，培养基就达到动态平衡，其中的微生物可长期保持在指数期的平衡生长状态和稳定的生长速率上。连续培养应用于生产实践上，就是连续发酵。有许多优点①高效，它简化了装料、灭菌、出料、清洗发酵罐等许多单元操作，减少了非生产时间和提高了设备利用率。②缩短调整期，使培养周期缩短。

【答案】C

3．以下不属于发酵的是

A．利用需氧型青霉菌生产青霉素 B．缺氧时人的组织细胞产生乳酸 C．利用酵母菌的无氧呼吸获得酒精 D．利用乳酸菌制作泡菜

【解析】解答该题首先要理解发酵的概念。发酵是指在生产实际中，人们通过微生物的培养，大量生产各种代谢产物的过程。这里有3个要点，一是用于生产，二是培养微生物，三是生产代谢产物。根据概念可知，生产代谢产物青霉素有一个培养青霉素的过程；生产酒精有一个培养酵母菌的过程；制作泡菜实质是培养乳酸菌，使其利用菜中的营养物质生产代谢产物乳酸的过程。因此，A、C、D都符合发酵的概念。而B项中虽有代谢产物乳酸，但不是微生物所为，也不存在培养微生物的过程，更不是用于生产，因此不属于发酵。

【答案】B

4．用发酵工程生产的产品，如果是菌体，则进行分离提纯时可采用的方法是 A．蒸馏、过滤 B．过滤、沉淀 C．萃取、离子交换 D．沉淀、萃取

【解析】发酵工程生产的产品有两类：一类是代谢产物，另一类是菌体本身。产品不同，分离提纯的方法一般不同。如果产品是菌体，可采用过滤，沉淀等方法将菌体从培养液中分离出来；如果产品是代谢产物，可用萃取、蒸馏、离子交换等方法进行提取。

【答案】B

5．科学家用青霉素酰化酶研究出了氨苄青霉素，利用固定化青霉素酰化酶反应器进行生产，除严格控制温度和pH外，还必须严格要求的条件是

A．高压 B．无菌 C．搅拌 D．光照

【解析】发酵生产要求一些发酵条件，要严格控制温度、pH、溶氧、通气量等，但是发酵生产，首先要有优良的菌种，并且要经过严格的灭菌，一旦污染杂菌，将导致产量大大下降，甚至得不到产品。青霉素生产过程中如果污染了杂菌，这些杂菌就会分泌青霉素酶，将形成的青霉素分解掉。因此培养基、发酵设备都必须经过严格的灭菌。

【答案】B

6．以下发酵产品中不属于微生物代谢产物的是

A．味精 B．啤酒

C．“人造肉” D．人生长激素

【解析】味精的主要成分是谷氨酸，谷氨酸是谷氨酸棒状杆菌、黄色短杆菌等，在发酵罐中发酵后生成的，将谷氨酸从培养液中提取出来，用适量碳酸钠溶液中和后，再经过过滤、浓缩、离心、分离等，便制成味精。啤酒的主要成分酒精，通过酒精发酵，然后配制而成。

人生长激素可通过基因工程构建的带有人生长激素基因的工程菌进行发酵，就能制得大量的人生长激素。通过发酵获得的微生物体，叫单细胞蛋白。单细胞蛋白可以制成“人造肉”，供人们直接利用，所以“人造肉”是微生物体，而不是微生物代谢产物。

【答案】C

7．若不进行扩大培养，直接接种将导致

A．对数期提前出现 B．调整期延长 C．代谢产物减少 D．稳定期缩短【答案】B 8．生物学家将大肠杆菌的质粒取出，连接上人生长激素基因以后，重新置入大肠杆菌的细胞内，然后用这种带有生长激素基因的大肠杆菌进行发酵。该处理过程在发酵中属

A．菌种选育 B．扩大培养 C．接种 D．诱变育种

【解析】发酵工程的首要内容是菌种的选育。菌种的获得途径很多，其中利用细胞工程等方法构建的工程细胞或工程菌，再用它们发酵，就能生产出一般微生物不能生产的产品；诱变育种是通过人工诱发基因突变而产生菌种的方法，也是菌种选育的方法之一，但不合题意。扩大培育和接种是在选好菌种后发酵工程的一些内容。

【答案】A

9．能为发酵工程提供菌种的是 A．植物体细胞杂交 B．动物细胞杂交 C．目的基因转移

D．聚乙二醇处理大肠杆菌

【解析】发酵工程是采用现代工程技术手段，利用微生物的某些特定功能，为人类生产有用的东西。适用范围是微生物，不适用于动植物细胞。排除A、B。聚乙二醇作为细胞融合技术的诱导剂诱导融合。经过诱导融合得到杂种细胞。排除D。而目的基因转移是将目的基因引入受体细胞，形成工程细胞或工程菌，这是基因工程构建新菌种的方法。

【答案】C

10．培养基在计量、溶化后，首先要做的是

A．调整pH B．分装 C．灭菌 D．搁置斜面

【解析】培养基的配制步骤：称量——溶化——调pH——分装。【答案】A

11．下列叙述正确的是

A．环境条件中只有温度、pH的变化影响微生物的代谢途径 B．发酵罐中代谢产物的形成与搅拌速度有关

C．单细胞蛋白是从微生物细胞中提取出来的 D．菌种扩大培养的目的是使菌种优化

【解析】影响微生物代谢及生长途径的环境条件很多，除了温度、pH外，还有氧，排除A项。发酵过程的搅拌速度能增加溶氧和原料的利用率。单细胞蛋白是发酵获得的微生物菌体，不是微生物细胞中的成分，排除C项。菌种扩大培养的目的是为了大规模的发酵生产所需，在扩大培养过程中，培养代数越多，菌种越退化，排除D项。

【答案】B

12．谷氨酸发酵产生了乳酸，此时应该

A．加酸 B．加碱 C．通风 D．隔绝空气【解析】谷氨酸发酵产生乳酸是由于缺氧。【答案】C

13．利用酵母菌发酵，生产啤酒，培养基的最适pH应调至利用大肠杆菌在发酵罐中生产胰岛素，培养基的最适pH应调至

A．6.5～7.5 B．5.0～6.0 C．6.0～7.0 D．7.5～8.5 【答案】B A

14．谷氨酸棒状杆菌扩大培养时，培养基应该 A．C∶N为4∶1 B．C∶N为3∶1 C．隔绝空气

D．加大氮源、碳源的比例

【解析】扩大培养是发酵工程的一个重要步骤，它的目的是给接种准备足够的菌种，以缩短微生物生长的调整期，缩短培养周期。那么，在什么条件下菌体繁殖速度快？是否与生产的培养条件相同？可以说，在不同条件下，菌体的繁殖速度是不同的。比如，酵母菌在有氧的条件下，比无氧条件下繁殖速度快，因为这时能量的利用率高。而对于谷氨酸棒状杆菌来说，繁殖速度快慢的影响因素是碳氮比。在碳氮比为3∶1时菌体繁殖速度受到抑制，大量产生谷氨酸，而碳氮比为4∶1时，菌体大量繁殖，合成谷氨酸减少。对于空气，谷氨酸棒状杆菌是需氧型微生物，不是兼性厌氧型微生物，所以不能隔绝空气。至于D选项的加大碳氮比例，由于没有原比例和加大后的比例，此说法是十分不明确的。

【答案】A

15．谷氨酸棒状杆菌的代谢类型属于

A．异养需氧型 B．异养厌氧型 C．自养需氧型 D．自养厌氧型【答案】A

16．下面对发酵工程中灭菌的理解中，不正确的是 A．防止杂菌污染

B．灭菌就是杀死培养基中一切细菌 C．培养基和发酵设备都必须消毒 D．灭菌必须在接种前

【解析】灭菌是微生物发酵过程的一个重要环节。A说的是灭菌的目的，因为发酵所用的菌种大多是单一的纯种，整个发酵过程不能混入其他微生物（杂菌），所以是正确的；B是错误的，因为灭菌的目的是防止杂菌污染，但实际操作过程中不可能只消灭杂菌，而是消灭全部微生物。C是正确的，因为发酵有关的设备和物质都要灭菌；发酵所用的微生物是灭菌后专门接种的。D也是正确的，灭菌必须在接种前，如果接种后再灭菌就会把所接菌种也杀死。

【答案】B

17．生产单克隆抗体要用到的生物工程是

①基因工程 ②细胞工程 ③发酵工程 ④酶工程

A．①②③④ B．②③④ C．①②④ D．①③④

【解析】单克隆抗体是由杂交瘤细胞在体外大规模培养或注射到小鼠腹腔内从培养液中或小鼠腹水中提取出来的。首先用细胞工程将B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合筛选出杂交瘤细胞，然后用发酵工程和酶工程进行体外大规模培养。

【答案】B

18．固定化酶的优点是 A．有利于增加酶的活性 B．有利于产物的纯化 C．有利于提高反应速度

D．有利于酶的发挥作用

【解析】固定化酶制作的目的是降低生产成本。一是能够顺利从发酵产物中把酶分离出来，二是能够使酶反复使用。从题目中可以看出，答案B是正确的。酶的固定化，对酶的活性、酶作用的发挥、反应速度的提高，并没有多少作用。酶的活性、酶作用的发挥，与环境条件密切相关，如温度、pH等；反应速度与底物的浓度、温度、pH等条件都有关系。在底物浓度升高时，反应速度将提高，温度、pH适宜时，反应速度最快。

【答案】B

19．研究认为，用固定化酶技术处理污染是很有前途的。如将从大肠杆菌中得到的磷酸三脂酶固定到尼龙膜上制成制剂，可用于降解残留在土壤中的有机磷农药。与用微生物降解相比，其作用不需要适宜的

A．温度 B．pH C．水分 D．营养

【解析】磷酸三脂酶是蛋白质，受温度、pH的影响，水是一种良好的溶剂，大多数的化学反应都在水中进行。作为生物催化剂具有高效性和专一性，固定化酶可反复利用，不需要适宜的营养。

【答案】D

20．与血糖快速测试仪原理相同的酶的应用是

A．多酚氧化酶传感器 B．尿激酶 C．氨苄青霉素的生产 D．尿糖试纸

【解析】血糖快速测试仪实际上是利用由固定化酶制成的一种传感器——酶传感器。A多酚氧化酶传感器与其原理相同，而尿糖试纸是将葡萄糖氧化酶过氧化酶和无色化合物固定在纸条上制成的测试含量的酶试纸。氨苄青霉素的生产是利用发酵工程生产的。

【答案】A 二、非选择题

21．生物工程包括细胞工程、酶工程、发酵工程、基因工程。

（1）将鸡的DNA分子的某个片段整合小鼠的DNA分子中，属于_________________。（2）将抗药菌的某个基因引入细胞内，属于_________________。

（3）将鼠的骨髓瘤细胞与经过免疫的脾细胞融合成杂交瘤细胞，属于______________。【解析】根据各自的概念及特点判断。

【答案】（1）基因工程（2）基因工程（3）细胞工程 22．以下是发酵工程生产产品的流程图。据图回答：

（1）能生产人生长激素的工程菌是通过①培养的，①是_________；高产青霉素菌是通过②培育的，②是_________，③是_________。

（2）④表示_________，⑤表示_________。

（3）整个过程的中心阶段是发酵，在此阶段需要随时取样、检测_________等，以了解发酵进程，还要及时添加_________，同时严格控制_________。

（4）若⑥是单细胞蛋白的话，⑦是_________。氨基酸、维生素属⑦中的_________产物。【解析】复习理解发酵工程的内容（菌种的培育、培养基的配制灭菌、扩大培育和接种、发酵

过程和产品的分离提纯等）。发酵工程是连续培育微生物，所以要满足连续培育的条件

【答案】（1）基因工程诱变育种细胞工程（2）接种灭菌（3）细菌数目和产物浓度培养基发酵条件（溶氧、温度、pH、通气量、转速）（4）微生物菌体初级代谢

23．人造蛋白食品是现代微生物工程的杰作之一，食用真菌蛋白是人造蛋白的一种。真菌蛋白的制造过程如下图所示。请根据图解回答下列问题：

（1）往发酵罐注入少量氨水的目的是______________________________________。

（2）制造真菌蛋白时，要向发酵罐内注入空气，由此可以推知发酵罐中真菌的异化作用类型是_________型。

（3）往发酵罐内添加一些物品都要经过消毒，从生态学的角度分析，其原因是________。（4）添加的糖被真菌利用，转化成真菌蛋白，必须经过的生理过程是________________。（5）从自然界分离出的真菌菌种，用于制造真菌蛋白时，真菌蛋白的产量较低。要获得较多的真菌蛋白，培育优质的真菌菌种可采用_________________方法。

（6）利用微生物工程方法制造出的真菌蛋白，常作为家畜（如猪）的饲料添加剂。猪食用这些添加剂后，可加速育肥的原因是_____________________________，这些添加剂在猪体内的代谢产物有_________________。

【解析】本题结合生物工程综合考查微生物营养、蛋白质代谢、种间关系和育种知识

【答案】（1）满足真菌所需氮源（2）需氧或兼性厌氧（3）防止杂菌与真菌之间的竞争（4）氨基转换作用、脱水缩合等（5）诱变育种（或基因工程育种均可）（6）真菌蛋白被分解成的氨基酸，经脱氨基作用形成的不含氮部分可转变成脂肪 CO2、H2O、尿素

【资料补充】

1．现代生物技术概述

自然界中真正能冠以“钢嘴铁牙”之美称的生物恐怕要算是微生物了。它具有作用于金属的能力，或者将金属吞噬化为己有，或者使金属分解变为他有，真可谓神通广大。工业上可利用微生物从矿石中浸提金属，也可以利用微生物处理废液和稀溶液回收有价值的贵重金属。例如，对含有1 ppm的钴、镍、铀等贵重金属的废水，可用微生物来回收，同时还可以利用微生物大军，从大洋中采集镁、镍、钴、金、银等贵重金属。

在能源方面，微生物技术也大有用场。例如可以用微生物方法生产氢气和甲烷气体燃料。微生物产氢有两种方法：一是利用细菌从糖或有机酸以及氨基酸等生产氢气；二是利用光合成或光分解细菌，在供给太阳能的情况下产生氢气。甲烷气则是沼气发酵的产物。

微生物在现代生物技术领域中的应用是很广泛的，发酵工程所提供的“低物原料”主要是常用的淀粉、糖蜜、纤维素等有机物，以及一些无机化学药品，就能生产出“提供所需的各种产品”。主要有医药、食物、化工原料、能源等。例如，如今的20种氨基酸都可以用发酵的方法生产。在深入研究微生物代谢途径的基础上，通过微生物进行人工诱变得出适合于生产的突变类型。

基因工程、细胞工程等生物工程技术的发展，使微生物工程获得更大的发展，主要表现在如下几个方面：①作为外源基因的载体。可作为载体或提供载体结构的微生物非常多，其中较为重要的有大肠杆菌及酵母菌等。②作为基因工程的宿主菌。利用微生物作为宿主菌进行外源基因克隆表达从而生产药物、疫苗获得了丰硕的成果。③作为基因操作工具酶的供体。基因操作过程，涉及出一系列有关酶类的催化反应。这些功能各异的酶类有的像“手术刀”专司切割，有的像“缝纫针”专负连接，有的则像“复印机”行使复制之责。能够提供这些酶的生物则是微生物。④作为微生物的有益菌和病原生物，可利用基因工程改造微生物菌株，如提高固氮能力。⑤为人类基因工程计划提供“模式生物”如用大肠杆菌的基因组织进行分析，验证工作的过程。⑥用于污水的净化处理。为提高污水净化效率，人们应用生物工程的方法培养出具有新的特殊功能的微生物，如“超级菌”不仅能把60%的烃降解，

而且在几小时内就可达到至少自然菌种要用一年时间才能净化的效果。

就酶工程而言，目前的关键问题在于如何设计生产超自然的优质酶。而绝大多数酶都是由基因控制合成的，随着计算机技术和化学理论的进步，为酶的化学修饰及遗传修饰提供了大量的实验依据及数据，有助于解决关于酶的结构与功能的关系，促进酶遗传设计开展，开创了从分子水平根据遗传设计理论制造超自然生物机器的新时代。

总之，生物技术以生物为研究对象，通过加工生物和生物加工来为人类服务，通过该技术的各支领域——基因工程等相互合作，伴随着物理学、化学、信息技术的发展，将更加优化环境，造福包括人类在内的所有生物。

请再综合上面材料解决如下的问题：

（1）试分类说明微生物在各领域中的作用。

（2）通过发酵工程分析微生物在营养上的需求、代谢产物的应用。（3）综合具体事例分析生物工程各领域之间的密切联系。

（4）联系实际说明生物工程在当今自然科学中的地位，为此你在该领域准备做点什么？ 2．相关网（页）站（1）三九健康网：

http://www.999.com.cn/public/childrenhealth/200102/7055320010215.htm （2）生物科技在线：转基因食品：

http:/www.monsanto.com.cn/statute/safety/food_safety.htm

【知识拓展】

1．采集不同环境（如土壤、水体、空气）中的样本进行检测，利用所学的生物学知识，取样、制片、染色、观察识别不同的微生物的形态。根据表Ⅰ—Ⅲ会得出什么结论?

表Ⅰ 农田上层15厘米处微生物的生物量

微生物种类细菌放线菌真菌原生动物

表Ⅱ 某地区河流细菌总数和形态分布

上游数量多，形态少

表Ⅲ 不同地区空气菌落数

地区 A B C D E

菌落数 1～2 30以下 75～150 300以下 300以上

中游

数量较多，形态较多

下游数量较多，形态多生物量 160 160 200 38

（1）从以上材料可得出什么结论？

（2）表Ⅱ中该地区为什么上游细菌数量多，形态少；而下游数量较多，形态多？（3）分析微生物与环境、人类的关系。

（4）应用微生物知识，如何测定某一公共场所中细菌总数？

2．阅读有关“食品的保存”的资料，分析几种食品保存的方法。利用微生物生理特性，找出它们利用的共同特点。理解微生物的营养、代谢及生长条件。

3．根据社会热点问题，利用电视、广播、报刊、网络信息及调查访问等措施调查生物工程制品在社会生活中的应用情况，并就下列制品进行分类并说明它们的主要用途。

①转基因作物 ②转基因动物 ③单克隆抗体 ④乙肝疫苗 ⑤马铃薯脱毒型种薯⑥青霉素 ⑦氨苄青霉素 ⑧尿糖试纸

综合测试题（一）

一、选择题

1．用发酵工程生产的产品，如果是菌体，则进行分离提纯可采用的方法是（B） A．蒸馏过滤 C．过滤沉淀 C．萃取离子 D．沉淀萃取 2．下列物质中，不能为异养生物作碳源的是（C）

A．蛋白胨 B．含碳有机物 C．含碳无机物 D．石油、花生饼 3．培养生产青霉素的高产青霉素菌株的方法是（C）

A．细胞工程 B．基因工程 C．人工诱变 D．人工诱变和基因工程 4．以下发酵产品中不属于微生物代谢产物的是（C）

A．味精 B．啤酒 C．“人造肉” D．人生长激素

5．利用酵母菌发酵生产酒精时，投放的最适原料和产生酒精阶段要控制的必要条件是（C） A．玉米粉和有氧 B．大豆粉和有氧 C．玉米粉和无氧 D．大豆粉和无氧 6．关于单细胞蛋白叙述正确的是（B）

A．是微生物细胞中提取的蛋白质 B．通过发酵生产的微生物菌体 C．是微生物细胞分泌的抗生素 D．单细胞蛋白不能作为食品 7．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．培养基属于液态的合成培养基 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 8．用于谷氨酸发酵的培养基需添加的生长因子是（ D）

A．氨基酸 B．碱基 C．核苷酸 D．生物素 9．关于菌种的选育不正确的是（ C）

A．自然选育的菌种不经过人工处理 B．诱变育种原理的基础是基因突变 C．通过有性杂交可形成工程细胞 D．采用基因工程的方法可构建工程菌 10．谷氨酸棒状杆菌扩大培养时，培养基应该是（A ）

A．C：N为4：1 B．C：N为3：1 C．隔绝空气 D．加大氮源、碳源的比例

11．灭菌的目的是（B ）

A．杀灭细菌 B．杀灭杂菌 C．杀灭所有微生物 D．杀灭芽孢 12．能影响发酵过程中温度变化的因素是（D ） A．微生物分解有机物释放的能量 B．机械搅拌 C．发酵罐散热及水分蒸发 D．B、C都对 13．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．需向发酵液中连续补充空气并不断地搅拌 14．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．加培养基 15．大量生产酵母菌时，不正确的措施是（ A） A．隔绝空气 B．在对数期获得菌种

C．过滤沉淀进行分离 D．使菌体生长长期处于稳定期 16．基因工程培育的“工程菌”通过发酵工程生产的产品有（B） ①石油②人生长激素③紫草素④聚乙二醇⑤胰岛素⑥重组乙肝疫苗

A．①③⑥ B．②⑤⑥ C．③⑤⑥ D．②③⑤ 17．连续培养酵母菌的措施中不正确的是（D ）

A．及时补充营养物质 B．以青霉素杀灭细菌 C．以缓冲液控制pH在5.0～6.0之间 D．以酒精浓度测定生长状况 18．不能以糖类作为碳源的细菌是（C ）

A．假单胞菌 B．乳酸菌 C．甲基营养菌 D．固氮菌 19．不能作为异养微生物碳源的是（D ）

A．牛肉膏 B．含碳有机物 C．石油 D．含碳无机物 20．根瘤菌能利用的营养物质的组别是（B ） A．NH3，（CH2O），NaCl B．N2，（CH2O），CaCl2 C．铵盐，CO2，NaCl D．NO2，CO2，CaCl2 21．配制培养基的叙述中正确的是（C ）

A．制作固体培养基必须加入琼脂 B．加入青霉素可得到放线菌 C．培养自生固氮菌不需要氮源 D．发酵工程一般用半固体培养基 22．下列属于微生物不可缺少的微量有机物的是（ D）

①牛肉膏 ②蛋白胨 ③氨基酸 ④维生素 ⑤碱基 ⑥生物素 A．①②③ B．②③④ C．②③④⑤ D．③④⑤⑥ 23．有关自养微生物的叙述中正确的是（A ）

A．NaHCO3可提供两类营养物质 B．N2在一般条件下可成为氮源

C．含C、H、O、N的物质可提供碳源、氮源和能源 D．自养微生物需五类营养物质 24．在用伊红－美蓝培养基鉴别大肠杆菌时，培养基中可以不含有（ C） A．碳源 B．氮源 C．生长因子 D．水和无机盐 25．自养型微生物与异养型微生物的培养基的主要差别是（A ） A．碳源 B．氮源 C．无机盐 D．生长因子 26．下列各项叙述中正确的是（C ）

A．微生物的遗传物质都是DNA B．微生物都属于原核生物 C．微生物的遗传物质是核酸 D．微生物的生殖方式是孢子生殖 27．下列关于生长因子的说法中，不正确的一项是（B ）

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．一般是酶和核酸的组成成分

28．酵母菌培养液中常含有一定浓度的葡萄糖，但当葡萄糖浓度过高时，反而会抑制微生物的生长，原因是（ B）

A．碳源供应太充足 B．细胞会发生质壁分离

C．改变了酵母菌的pH值 D．葡萄糖不是酵母菌的原料 29．可用于微生物分离鉴定的培养基是（B ）

A．固体、天然、选择培养基 B．固体、化学、鉴别培养基 C．半固体、天然、鉴别培养基 D．半固体、天然、选择培养基 30．下列营养物质中，不是同时含有碳源、氮源和生长因子的是（C ） A．牛肉膏 B．蛋白胨 C．生物素 D．酵母粉

31．鉴别培养基是根据微生物的代谢特点在培养基中加入一些物质配制而成，这些物质是（A ） A．指示剂或化学药品 B．青霉素或琼脂 C．高浓度食盐 D．维生素或指示剂

32．纯培养是其中(A )的培养物。

A 只有一种微生物 B 只有细菌生长所需的一种营养物

C 除主要微生物外只有一种微生物 D 没有代谢废物 33．平板划线分离法需要下面所有的物品，除了(D )之外。 A 接种环 B 琼脂培养基平板 C 细菌的培养物 D 电泳仪 34．鉴别培养基是一种培养基，其中(B )。

A 真菌和病毒生长不同 B 辨别两种不同的细菌

C 有两种不同细菌所用不同的特殊营养物 D 保温培养期采用两种不同的温度 35．代谢过程为了产生ATP分子，所有下面的物质都是需要的，除了(D )之外。

A. 二磷酸腺苷分子 B. 能量 C. 磷酸基 D. DNA和RNA

36．代谢中如发生还原反应时，( C)。

A 从底物分子丢失电子 B 通常获得大量的能量 C 电子加到底物分子上 D 底物分子被氧化

37．当进行糖酵解化学反应时，(D )。 A 糖类转变为蛋白质 B 酶不起作用

C 从二氧化碳分子产生糖类分子 D 从一个单个葡萄糖分子产生两个丙酮酸分子

38．微生物中从糖酵解途径获得( A ) ATP分子。 A 2个 B 4个 C 36个 D 38个

39．下面的叙述( A)可应用于发酵。 A 在无氧条件下发生发酵 B 发酵过程发生时需要DNA C 发酵的一个产物是淀粉分子 D 发酵可在大多数微生物细胞中发生 40．进入三羧酸循环进一步代谢的化学底物是( C)。 A 乙醇 B 丙酮酸 C 乙酰CoA D 三磷酸腺苷

41．下面所有特征适合于三羧酸循环，除了(D )之外。 A C02分子以废物释放 B 循环时形成柠檬酸 C 所有的反应都要酶催化 D 反应导致葡萄糖合成 42．电子传递链中(A )。 A 氧用作末端受体 B 细胞色素分子不参加电子转移 C 转移的一个可能结果是发酵 D 电子转移的电子来源是DNA 43．化学渗透假说解释( C)。

A 氨基酸转变为糖类分子 B 糖酵解过程淀粉分子分解为葡萄糖分子 C 捕获的能量在ATP分子中 D 用光作为能源合成葡萄糖分子 44．当一个NADH分子被代谢和它的电子通过电子传递链传递时，( C)。 A 形成六个氨基酸分子 B 产生一个单个葡萄糖分子

C 合成三个ATP分子 D形成一个甘油三酯和两个甘油二酯 45．己糖单磷酸支路和ED途径是进行(C )替换的一个机制。 A 微生物中DNA合成 B 光合生物中的光合作用 C 某些种类微生物中的能量代谢 D 化学渗透作用

46．微生物代谢中，硝酸盐和硫酸盐可作为电子受体是在(C )。 A 无酶时 B 无ATP时 C 无氧时 D 有细胞色素时 47．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 48．脱氨(基)作用解释这种转变(D )。

A 多糖转变为双糖 B 双糖转变为多糖 C 脂肪转变为糖类分子 D 氨基酸转变为能量化合物

49．为使细胞利用脂肪酸作为它们的能量，脂肪酸分解而且转化成的分子为(B )。 A 醌和磷酸核糖 B 乙酰CoA C 各种氨基酸 D DHAP分子

50.常作为生产菌种和科研材料的细菌群体，应该是代谢旺盛、个体形态和生理特性比较稳定的。所以应选择在它的（B）

A 迟滞期 B 对数期 C 稳定期 D 衰亡期 51.某些放线菌产生的抗生素，是它们的（ B ）

A初级代谢产物 B次级代谢产物 C代谢中间产物 D 代谢废物 52.固体培养基中需要加入琼脂的目的是（D）

A为菌体提供碳源 B 为菌体提供氮源 C 使培养基保持水分 D 使培养基凝固 53.下列关于发酵工程的说法，错误的是（C ） A．发酵工程的产品是指微生物的代谢产物和菌体本身 B．通过人工诱变选育新品种

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，不仅会影响菌种的生长繁殖，而且会影响菌体代谢产物的形成 54.微生物代谢的调节属于（ C ）

A．神经调节 B.激素调节 C．酶的调节 D.基因调节 55.在培养基的配制过程中，具有如下步骤，其正确顺序为（ B ） ①溶化 ②调pH ③加棉塞 ④包扎 ⑤培养基的分装 ⑥称量

A.①②⑥⑤③④ B．⑥①②⑤③④ C．⑥①②⑤④③ D．①②⑤④⑥③ 56．通过影响微生物膜的稳定性，从而影响营养物质吸收的因素是（ B ） A.温度 B. pH C.氧含量 D．前三者的共同作用

57．发酵是利用微生物生产有用代谢产物的一种生产方式，通常说的乳酸发酵属于（ A ） A.厌氧发酵 B．氨基酸发酵 C．液体发酵 D．需氧发酵 58．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.次级代谢产物在代谢调节下产生 D.初级代谢产物的合成无需代谢调节

59．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，其原因是（ D ）

A．温度控制不适 B．通气量过多 C. pH呈酸性 D.溶氧不足 60．下列可用于生产谷氨酸的菌种是（ C ）

A.谷氨酸棒状杆菌、金黄色葡萄球菌 B．链球菌、大肠杆菌 C.谷氨酸棒状杆菌，黄色短杆菌 D．大肠杆菌、乳酸菌 61．发酵过程中，不会直接引起pH变化的是（ C ） A．营养物质的消耗 B．微生物呼出的CO２ C．微生物细胞数目的增加 D．次级代谢产物的积累 62．关于灭菌和消毒的不正确的理解是（ B ）

A．灭菌是指杀灭环境中的一切微生物的细胞、芽孢和孢子 B．消毒和灭菌实质上是相同的 C．接种环用烧灼法灭菌

D．常用灭菌方法有加热法、过滤法、紫外线法、化学药品法

63．酵母菌培养液常含有一定浓度的葡萄糖，但当葡萄糖浓度过高时，反而抑制微生物的生长，原因是（ B ）

A.碳源供应太充足 B．细胞会发生质壁分离 C.改变了酵母菌的浓度 D．葡萄糖不是酵母菌的原料 64．酵母菌进行有氧呼吸时产生CO2的场所是（ C ）

A、细胞质基质 B、核糖体 C、线粒体 D、叶绿体

65．下列反应中，消耗1摩尔葡萄糖产生ATP最多的是（ A ） A、有氧呼吸 B、无氧呼吸 C、乳酸发酵 D、酒精发酵

66．谷氨酸发酵结束后，常用哪种方法进行提取（ A ）。 A 离子交换树脂法 B 膜过滤 C 凝胶电泳 D 沉淀法

67．下列有关有氧呼吸与无氧呼吸的相同点,不正确的是（ D ）

A.都有从葡萄糖分解成丙酮酸的过程 B.都有有机物的氧化分解 C.都有能量释放,并有ATP 的生成 D.分解产物中都有CO2 68．下列生理过程中，释放能量最多的是（ A ）

A.葡萄糖氧化分解为CO2和H2O B.葡萄糖分解为酒精和CO2 C.葡萄糖分解为乳酸 D.葡萄糖分解为甘油 69．在发酵工程中，( B ) 是发酵成功与否的关键。

A 无目标微生物 B 无目标微生物以外的微生物 C 无菌 D 无氧 70．( D )是生物技术产业化，发展大规模生产的最关键环节。 A 细胞工程和基因工程 B 细胞工程和酶工程 C 基因工程和酶工程 D 酶工程和发酵工程发酵工程测试题

1.发酵工程以培养微生物为主，所以又称为（）细胞工程微生物工程细菌工程活化酶 2.发酵工程的主要内容包括（）

生产菌种的选育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以上都是 3.下列哪些不是目前具有生产价值的发酵类型（）

微生物菌体发酵微生物菌体代谢产物发酵微生物的转化发酵以上都不对 4.下列哪些是发酵技术独有的特点（）

多个反应不能在发酵设备中一次完成条件温和、能耗少、设备简单不容易产生高分子化合物过程中不需要防止杂菌污染

5.不是工业生产上常用的微生物为（）担子菌细菌酵母菌霉菌 6.下列生产工艺属于固体发酵的是（）酿酒制酱天培（大豆发酵食品）以上都是 7.下列哪些是发酵的主要操作方式（）分批发酵连续发酵补料分批发酵全部都是

8.在发酵工艺控制中，对发酵过程影响不大的是（）温度搅拌功率PH 溶解溶度

发酵9.通风搅拌式发酵罐与通风式发酵罐相比，下列不属于前者特点的是（）

发酵罐内没有搅拌装置，结构简单发酵罐内有搅拌装置，混合速度快耗能少，利于生产 10.发酵过程中，PH值取决于（）菌种培养基培养条件以上都是

11.现代生物技术是一项高新技术，它具有高新技术的“六高”特征,下面哪个不属于“六高”？高效益高风险高势能高效率 12.生物技术是以下面哪个为核心？基因工程细胞工程酶工程发酵工程 13.现代生物技术则是什么时候发展起来的？

70年代初80年代末 60年代末70年代初 80年代初90年代末 70年代末80年代初 14.下面哪个不是生物技术包括的基本内容？细胞工程基因工程遗传工程酶工程

15.哪一年首先实现了DNA体外重组技术，标志着生物技术的核心技术——基因工程技术的开始？ 1973 1970 1968 1972

Question 1.微生物工程/Question 2.以上都是/Question 3.以上都不对/Question 4.条件温和、能耗少、设备简单/Question 6.以上都是/Question 7.全部都是/Question 8.搅拌功率/Question 9.发酵罐内有搅拌装置，混合速度快/Question 10.以上都是/Question 11.高效率/Question 13.70年代末80年代初/Question 14.遗传工程/Question 15.1972

二、多项选择题

1．微生物的次级代谢产物，（）

A 是微生物生长繁殖所必需的物质 B 对微生物无明显的生理功能 C 可以积累在细胞内 D 不一定要排除体外 2．灭菌所指的是，杀死一定环境中所有微生物的（） A 细胞 B 孢子 C 胚芽 D 芽孢 3.谷氨酸产生菌有（）

A 谷氨酸棒状杆菌 B 乳糖发酵短杆菌 C 散枝短杆菌 D 黄色短杆菌 E 噬氨短杆菌等。

三、判断题

1.人工诱变、细胞工程、基因工程等都能对微生物进行定向改造。( )

2.环境条件的变化不仅会影响微生物的生长繁殖，也会影响微生物的代谢途径。( ) 3.发酵罐中微生物的生长繁殖、代谢产物的形成都与搅拌速度有关。( ) 4.单细胞蛋白是从微生物细胞中提取出来的。( )

5.消毒就是把被处理物表面和内部的全部微生物杀死。( ) 6.用来固化细菌培养基的多糖是琼脂。( )

7.精确定量某些成分而配制的培养基是所有成分的性质和数量已知的培养基，称为天然培养基。( )

8.字母SCP代表单细胞多糖，即一种作为食品的微生物。（） 9.单细胞蛋白是从微生物细胞中提取出来的。( ) 发酵工程测试题

1.人们把利用微生物在有氧或者在缺氧条件下的生命活动来制备微生物菌体或其代谢产物的过程统称为发酵. TF

2.微生物资源非常丰富，广布于土壤、水和空气中，尤以水中最多。 TF

3.培养基是人们提供微生物生长和繁殖和生物合成各种代谢产物需要的多种营养物质的混合物。 T F

4.进行微生物深层培养的设备统称为发酵罐。 T F

5.自吸式发酵罐与通用式发酵罐主要区别是它们体积不同。 T F 6.微生物能适应和能耐受的PH范围都是一致的。 T F

7.温度对发酵过程的影响是很大的，因此整个发酵过程中应只选一个培养温度。 T F 8.从发酵液中分离、精制有关产品的过程称为发酵生产的下游加工过程。 T F 9.固体发酵微生物只需要含有必须营养物固体培养基进行发酵生产，不需要水。 T F 10.深层发酵法是指仅仅在液体培养基内部进行微生物的培养过程。 T F 11.生物技术是一门新兴学科，它包括当代生物技术和现代生物技术两部分.T F 12.生物技术主要包括五项技术（工程）。T F

13.现代生物技术是所有自然科学领域中涵盖范围最广的学科之一。 T F

14.本世纪初，遗传学的建立及其应用，产生了遗传育种学，并于60年代取得了辉煌的成就，被誉为“第一次绿色革命”。 T F

15.人类基因组计划英文简称为 HGP. T F

Question 1.T/Question 2.F/Question 3.T/Question 4.T/Question 5.F/Question 6.F/Question 7.F/Question 8.T/Question 9.F/Question 10.F/Question 11.F/Question 12.F/Question 13.T/Question 14.T/Question 15.T

四、填空题

1.发酵工程是指采用______的手段，利用微生物的______，为人类生产______，或直接把微生物应用于______的一种______。

2.微生物的营养类型有，，，。 3.培养基按用途分为，，。 4.生物反应器按操作方式分为，，。 5.生物素影响谷氨酸发酵主要是影响和。 6.生物反应器的供氧方式有，，。 7.发酵工程的主要内容包括______、______、______、______、______和______等。 8.根据微生物与氧的关系，发酵可分为______和______两大类。

9.向肉汤培养基中接种枯草杆菌，37℃振荡培养，10小时后测定菌浓度为6×10，培养14小时测定菌浓度为9×10。经计算，在此条件下枯草杆菌的代时为________分钟。

10.可比喻成细胞内流通的\能量货币\是。

11.通过有氧呼吸,储存在C6H12O6中的能量能逐步地全部释放出来,则1mol的C6H12O6共释放出 KJ的能量,其中有 KJ左右的能量储存在ATP中，其余的能量都以的形式散失.

12.细胞代谢中分解大分子成较小分子称为_____。 13.微生物能量的主要储存形式是化合物_____。

14.底物分子丢失电子并从中获得能量的化学反应，通常称为_____。

15.糖酵解是多步的代谢途径，其中产生的两分子丙酮酸是由一分子的_____分解的。 16.微生物中研究糖类酵解有许多过程，最普遍研究的途径是称作_____途径。 17.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_____。

18.丙酮酸分子进入三羧酸循环之前，一个酶复合体除去一个碳原子，而转变剩余两个碳原子的化合物称为。

19.在三羧酸循环和糖酵解反应中，一个吸收电子的重要辅酶是_____。 20.电子通过电子传递链传递的最终命运是和_____分子结合。

21.微生物中在电子传递系统中有传递电子功能并有色素的辅酶称为_____。

22.质子动势驱动质子跨微生物细胞膜运动，在称为_____过程中产生能量和合成ATP分子。 23.当微生物细胞进行呼吸时，一个单个葡萄糖分子代谢，一般总的形成_____个ATP分子。 24.为了提供代谢的能量，双糖中乳糖分解成葡萄糖分子和_____。 25.在脱氨(基)作用过程中，酶对_____作用产生了能量化合物。 26.为了获得能量，脂肪酸分解产生的二碳单位通过_____过程。 27.许多DNA和RNA的碱基能由三羧酸循环中称作_____的化合物形成。

28.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 _______________ ， _____________ ， ___________ 和 ____________ ；化学诱变剂包括 __________ ， ___________ 和 _____________ 。

29.消毒和灭菌的区别在于前者是杀死或除去，而后者则指杀死。

30.工业发酵法生产酒精的菌种是，在整个代谢途径中，生成个ATP 。 31.诱导酶指存在或时才能产生的酶，它是水平上调节酶浓度的一种方式。

32.操纵子是由、和基因组成。

33.紫外线照射能使 DNA 产生，从而导致 DNA 复制产生错误；用紫外线诱变微生物应在条件下进行，以防止现象的产生。

34.微生物从三羧酸循环中的和分别合成谷氨酸和天门冬氨酸，而丙氨酸、缬氨酸和亮氨酸均是从合成的。

35.巴斯德效应的本质是，表现为呼吸抑制发酵。

36. 微生物能量代谢归根结蒂是生成和利用问题，有氧呼吸作用以作为最终电子受体，而发酵作用的最终电子转移给。

37.完成下列反应 :L- 谷氨酸 + 草酰乙酸→ _________ + ____________ 。

38.乳酸发酵一般要在 _____________ 条件下进行 , 它可分为 ______________ 和 ________________ 乳酸发酵。

39.大肠杆菌细胞内分解葡萄糖的酶属于，分解乳糖的酶属于。

五、综合填空题

1．为下列发酵产品注明生产菌序号：

VB2（）、淀粉酶（）、谷氨酸（）、庆大霉素（）、柠檬酸（）、蛋白酶（）供选菌：A 北京棒杆菌 B 阿舒氏假囊酵母 C 枯草芽孢杆菌 D 黑曲霉 E 小单孢菌 2．如下表所示为某微生物培养基的配方，请回答：

成分 NaNO3 K2HPO4 KCl MgSO4·7H2O

FeSO4 (CH2O) H2O 青霉素

含量 3 g 1 g 0.5 g 0.5 g 0.01 g 30 g 1 000 ml 0.1万单位

1) 依物理性质，该培养基属于培养基。依用途划分，则属于培养基。

2) 依培养基原料，所培养微生物的代谢类型是，培养的微生物可能是。

3) 该培养基中的碳源是，生长因子是。

4) 如要鉴别自来水中的大肠杆菌是否超标，至少要加入和，除去。

3．最早的抗生素——青霉素的发明人弗莱明在从事的科学研究时，发现在培养细菌的器具中发现一种青霉菌，在这种青霉菌的周围没有其他的细菌生存。产生这种现象的可能原因是

。

4．下图是人们利用黄色短杆菌合成赖氨酸的途径。请回答下列问题：

：

1) 在生产实际中，人们通过黄色短杆菌的选育培养，大量生产赖氨酸的过程叫_________________。赖氨酸是黄色短杆菌的_________________产物。

2) 为了解决生产赖氨酸遇到的问题，科学家们可采用_________________、___________________等方法，选育出不能合成高丝氨酸脱氢酶的菌种。

3) 在黄色短杆菌培养过程中，培养基的pH会发生变化，主要原因是_______________。 4) 。培养基的pH变化会影响黄色短杆菌种细胞中的________________，对此，可以在培养基加入___________________，调节pH的变化。

5．在锥形瓶内装入一定量液体培养基，接入N0个乳酸菌之后密封，放在25℃温箱中连续培养若干小时，其间每30min测定一次菌数，测得数量变化曲线如图。请分析并回答问题：

1)乳酸菌以方式生殖。

2) 用N表示总菌数，N0表示初始菌数，t表示增殖世代数，乳酸菌数量增长的数学表达式为N=N02连续培养5h，总菌数可达个。

（假设生长条件理想稳定）。当在理想条件下乳酸菌每30min繁殖一代，按上式计算，当N0=1000时，

3) 在实际培养条件下，乳酸菌增长速度与理想条件下乳酸菌增长速度不同，如果5h前的总菌数等于活菌数，请在右面的图中将5h后活菌数的变化趋势用曲线表示出来。(画图)造成菌群密度变化的外界因素是。

4) 培养基中不断产生的乳酸来自乳酸菌的作用。 5) 实验过程中，为什么要在25℃的条件下进行？。

6．在谷氨酸的生产中，培养基中碳源与氮源的比为4：1时，___________，当碳源与氮源比为3：1时，___________，谷氨酸的合成过量时，就会抑制______________的活性；当谷氨酸合成下降时，__________解除。为了使谷氨酸生产中解除产物谷氨酸对_________的抑制作用，提高谷氨酸的产量，因此采取一定的手段，改变____________，使谷氨酸迅速排放到细胞外面。

六、名词解释 1.发酵工程 2.巴斯德效应 3.培养基 4.菌体得率 5.临界溶氧值 6.生长因子 7.固定化酶： 8.初级代谢产物 9.次级代谢产物 10.营养缺陷型菌株 11.巴斯德消毒法 12.葡萄糖效应 13.单细胞蛋白 14.微生物生长曲线

七、问答题

1.规模较大的发酵厂为何多采用连续灭菌工艺？

2.以谷氨酸发酵为例，说明培养基的组成会对菌种产生哪些影响？

3.在发酵过程中，培养液的pH为什么会发生变化？应当怎样调节和控制培养液的pH？ 4.哪些因素会影响发酵过程中的温度？

5.在谷氨酸的发酵生产过程中，为什么人为改变细胞膜的透性，能提高谷氨酸的产量？ 6.产生诱导酶的生物学意义

7.当培养基中同时存在葡萄糖和乳糖时，大肠杆菌只能利用葡萄糖，葡萄糖完全被消耗，而培

养基中只剩下乳糖的时候，大肠杆菌才开始利用乳糖作为碳源和能源。请分析主要原因。

8.按物理性质可将培养基分为哪几类？各有何用途？ 9.按化学成分可将培养基分为哪几类？各有何用途？ 10.按用途可将培养基分为哪几类？ 11.举例说明诱导酶的合成机制。 12.酶合成的调节有何意义？ 13.酶活性发生变化的原因是什么？ 14.酶活性的调节有何特点？

15.酶合成的调节与酶活性的调节有何联系？ 16.代谢调控发酵的措施包括哪些？

17.采取何种措施使黄色短杆菌大量积累赖氨酸？ 18.如何测定细菌的数量？

19.细菌群体从开始生长到死亡分为哪四个时期？

20.哪个时期的代谢旺盛，个体形态和生理特性稳定，常作为菌种？ 21.哪个时期细菌活菌数量最多，大量积累代谢产物？ 22.在生产中，如何延长稳定期，提高代谢产物的产量？ 23.影响微生物生长的环境因素有哪些？

24.利用谷氨酸棒状杆菌生产谷氨酸时，应提供什么样的环境条件？ 25.发酵工程包括哪些内容？ 26.获得生产用菌种的方法有哪些？

27.如果发酵工程的产品是代谢产物，可以用什么方法分离提取？ 28.如果发酵工程的产品是菌体，可以采用什么方法将其分离出来？ 29.简答工业发酵所经历的几个阶段。

30.简答发酵培养基的基本营养组成及其功能。 31.简答搅拌在发酵过程中的作用。 32.简答中间补料的必要性及其原则。 33．简叙反馈阻遏和反馈抑制

答：在微生物合成代谢过程中，反馈阻遏和反馈抑制往往共同对代谢起着调节作用，它们通过对酶的合成和酶的活性进行调节，使细胞内各种代谢物浓度保持在适当的水平。反馈阻遏是转录水平的调节，产生效应慢，反馈抑制是酶活性水平调节，产生效应快(4分)。此外，前者的作用往往会影响催化一系列反应的多个酶，而后者往往只对是一系列反应中的第一个酶起作用(4分)。

34．以氨基酸代谢为例，说明为什么有些突变菌株对末端代谢产物的结构类似物具有抗性？ 10分

答：正常情况下，代谢末端产物氨基酸A是菌体蛋白的必需组成成分，它能反馈阻遏或抑制合成它的有关酶。它的结构类似物A’在空间结构上与之相似，也能象A一样与原阻遏物或调节酶的调节亚基结合，从而发生阻遏或抑制作用。但A’不能正常参与蛋白质的合成，或只能合成无活性的蛋白质。当结构类似物A’达到一定浓度后，一方面A’能起反馈控制作用，阻止A的正常合成，另一方面A’又无法代替A参与正常蛋白质的合成，从而造成正常的细胞因缺乏A而饥饿死亡。(4分)

但如果突变株解除了反馈控制，即末端产物氨基酸A无法与原阻遏物或调节亚基结合，那么A’也就无法起反馈调节作用，A’的毒害作用就表现不出来。我们说该菌株对A’有抗性而得以生存下来。根据以上原理，只要选取结构类似物抗性突变株，就有可能得到解除了反馈调节的突变株。(5分)结构类似物抗性菌株不一定都是解除反馈调节的菌株。(1分)

35．简述末端代谢产物阻遏与分解代谢产物阻遏的区别。10分

答：由于某代谢途径末端产物的过量积累而引起酶合成的(反馈)阻遏称为末端代谢产物阻遏。

通常发生在合成代谢中，特别是在氨基酸、核苷酸和维生素的合成途径中十分常见。生物合成末端产物阻遏的特点是同时阻止合成途径中所有酶的合成。(5分)当细胞内同时存在两种可利用底物(碳源或氮源)时，利用快的底物会阻遏与利用慢的底物有关的酶合成。现在知道，这种阻遏并不是由于快速利用底物直接作用的结果，而是由这种底物分解过程中产生的中间代谢物引起的，所以称为分解代谢物阻遏。(5分)

36．北京棒杆菌存在以下代谢的合作反馈控制：10分

(1) 从诱变处理后的菌悬液中筛选 Hse营养缺陷型突变株，其Lys的产量会比野生型菌株高的多。

(2) 将以上得到的突变株进一步诱变处理后，在含AEC的选择性培养基平板上，筛选到Hse营养缺陷型和AEC抗性的双重突变菌株。其Lys的产量将进一步提高。（注：AEC是Lys的结构类似物）请解释以上育种方法的思路。

答：用营养缺陷型突变株(5分)和结构类似物抗性突变株获得抗反馈抑制突变株(5分)。 37．简述谷氨酸的生物合成途径

答：大致是：葡萄糖经糖酵解（EMP途径）和己糖磷酸支路（HMP途径）生成丙酮酸，再氧化成乙酰辅酶A（乙酰COA），然后进入三羧酸循环，生成α－酮戊二酸。α－酮戊二酸在谷氨酸脱氢酶的催化及有

NH+4存在的条件下，生成谷氨酸（如右图）。

38．简述发酵热产生的原因

答：提示：微生物分解有机物释放的能量，一部分用于合成ATP，另一部分散发到培养基中时，会引起发酵温度升高；机械搅拌也会产生一部分热量引起温度升高。此外，发酵罐壁散热，水分蒸发会带走部分热量，使发酵温度降低。

八、分析应用题

1.用来治疗糖尿病的胰岛素，过去主要靠从动物体器官．组织中提取，但因受原料限制，无法推广。现在，可用发酵工程的方法来生产胰岛素。若用大肠杆菌发酵来生产胰岛素，并结合基因工程，写出其生产过程。

2.试述谷氨酸发酵中常见的异常发酵现象及其处理措施。 3.在发酵过程中，如何保证菌种生长和代谢的正常进行。

答：首先，培养基中的营养物质应全面，缺乏营养物质，会影响菌种的生长繁殖及正常的代谢活动。如生物素是谷氨酸棒状杆菌的生长因子，缺乏生物素，谷氨酸的合成就会受到影响。其次，各种营养物质的比例和浓度会影响菌种的代谢途径等。如在碳源和氮源的比为3∶1时，谷氨酸棒状杆菌会大量合成谷氨酸，但当碳源和氮源的比为4∶1时，谷氨酸棒状杆菌只生长而不合成谷氨酸。第三，当pH下降，呈酸性时，谷氨酸棒状杆菌就会生成乙酰谷氨酰胺。在发酵过程中，培养液的pH发生变化的主要原因是培养基中营养成分的利用和代谢产物的积累。如当谷氨酸棒状杆菌利用糖类物质不断生成谷氨酸时，培养液的pH就会下降。而碱性物质的消耗和氨的生成等则会导致培养液的pH上升。调节和控制培养液pH的方法有：在培养基中添加缓冲液，在发酵过程中加酸或碱。

4．分析影响谷氨酸发酵产量的因素及其调控机制

答：在谷氨酸发酵过程中，影响菌种代谢途径的因素有氧、温度、pH和磷酸盐等，并且谷氨酸产生菌需要生长因子──生物素。当生物素缺乏时，菌种生长十分缓慢；当生物素过量时，则转为乳酸发酵。因此，一般将生物素控制在亚适量条件下，才能得到高产量的谷氨酸。

在谷氨酸发酵中，如果能够改变细胞膜的通透性，使谷氨酸不断地排到细胞外面，就会大量生成谷氨酸。研究表明，影响细胞膜通透性的主要因素是细胞膜中的磷脂含量。因此，对谷氨酸产生菌的选育，往往从控制磷脂的合成或使细胞膜受损伤入手，如生物素缺陷型菌种的选育。生物素是不饱和脂肪酸合成过程中所需的乙酰CoA的辅酶。生物素缺陷型菌种因不能合成生物素，从而抑制了不饱和脂肪酸的合成。而不饱和脂肪酸是磷脂的组成成分之一。因此，磷脂的合成量也相应减少，这就会导致细胞膜结构不完整，提高细胞膜对谷氨酸的通透性。

在发酵过程中，氧、温度、pH和磷酸盐等的调节和控制如下：①氧。谷氨酸产生菌是好氧菌，通风和搅拌不仅会影响菌种对氮源和碳源的利用率，而且会影响发酵周期和谷氨酸的合成量。尤其是在发酵后期，加大通气量有利于谷氨酸的合成。②温度。菌种生长的最适温度为30～32 ℃。当菌体生长到稳定期，适当提高温度有利于产酸，因此，在发酵后期，可将温度提高到34～37 ℃。③pH。谷氨酸产生菌发酵的最适pH在7.0～8.0。但在发酵过程中，随着营养物质的利用，代谢产物的积累，培养液的pH会不断变化。如随着氮源的利用，放出氨，pH会上升；当糖被利用生成有机酸时，pH会下降。④磷酸盐。它是谷氨酸发酵过程中必需的，但浓度不能过高，否则会转向缬氨酸发酵。

综合测试题（二）

一、选择题

1.通常用来作为菌种鉴定的重要依据是（）

A.菌落 B．细菌形态 C．细菌体积 D.细菌结构 2．要从多种细菌中分离某种细菌，培养基要用（） A.加入青霉素的培养基 B．加入高浓度食盐的培养基 C．固体培养基 D.液体培养基

3．下列微生物的产物中没有菌种特异性的一组是（） A．氨基酸、核苷酸、多糖、毒素、激素 B．核苷酸、维生素、多糖、脂类、氨基酸 C．多糖、脂类、维生素、抗生素、氨基酸 D．氨基酸、多糖、维生素、色素、抗生素

4．研究微生物的生长是以群体为单位的，这项研究不包括（） A．菌落的生长 B．繁殖 C.群体细胞数增加 D.个体的体积增大 5．作为生产用和科研材料用的菌种，常选（） A.稳定期 B．衰亡期 C．对数期 D.调整期

6．任何情况下都能成为大肠杆菌半乳糖苷酶合成的原因是（） A.乳糖的存在 B．阻抑物构像复原 C．操纵基因突变 D．启动子突变 7．在微生物生长的过程中，细胞形态最多和数目最多的时期是（） A.对数期、稳定期 B.衰亡期、稳定期 C.稳定期、衰亡期 D.衰亡期、对数期

8．微生物群体生长状况的测定方法可以是（）

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 9．微生物代谢的调节属于（）

A．神经调节 B.激素调节 C．酶的调节 D.基因调节

10．在细菌培养中，所制备的斜面培养基形成的斜面的长度不超过试管总长的（） A.l／5 B．2/3 C．1/4 D．1/2

11．在培养基的配制过程中，具有如下步骤，其正确顺序为（） ①溶化 ②调pH ③加棉塞 ④包扎 ⑤培养基的分装 ⑥称量 A.①②⑥⑤③④ B．⑥①②⑤③④ C．⑥①②⑤④③ D．①②⑤④⑥③

12．通过影响微生物膜的稳定性，从而影响营养物质吸收的因素是（ A.温度 B. pH C.氧含量 D．前三者的共同作用 13．在实际生产中，对数期的长短取决于（） ①培养罐的大小 ②接种量的大小 ③培养基的多少 ④代谢产物合成的多少 A.②③ B．②④ C．①② D．①③ 14．关于微生物代谢产物的说法中不正确的是（） 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.次级代谢产物在代谢调节下产生 D.初级代谢产物的合成无需代谢调节 15．生物素含量较多的是（） A．牛乳 B．大豆 C．蔬菜 D．玉米 16．下列可用于生产谷氨酸的菌种是（）

A.谷氨酸棒状杆菌、金黄色葡萄球菌 B．链球菌、大肠杆菌 C.谷氨酸棒状杆菌，黄色短杆菌 D．大肠杆菌、乳酸菌 17．能为发酵工程提供菌种的是（） A.植物体细胞杂交 B．目的基因转移 C.动物细胞融合 D.聚乙二醇处理大肠杆菌 18．与血糖快速测试仪原理相同的酶的应用是（） A．多酚氧化酶传感器 B．嫩肉粉 C．氨苄青霉素的生产 D．尿糖试纸

19．用大肠杆菌生产胰岛素需应用的生物工程的组合是（） ①基因工程 ②细胞工程 ③发酵工程 ④酶工程 A.①②③ B．①②④ C．①③④ D．②③④ 20．有关酶的固定化的叙述中正确的是（）

A.分离后的酶加填充剂 B．分离纯化后的酶加稳定剂构成 C.分离后的酶包埋在明胶中 D．固定化酶的形状单一 21．大量生产酵母菌时，不正确的措施是 ( ) A.隔绝空气 B.在对数期获得菌种

C.过滤沉淀进行分离 D.使菌体生长长期处于稳定期 22．以下有关噬菌体的叙述中，不正确的是（）

）A．主要由蛋白质和核酸构成 B．能够侵染其他生物 C．能够独立完成遗传物质的自我复制 D．一种病毒只含有一种核酸 23.初级代谢产物产生的最佳时期是 ( )

A、对数期 B、稳定期 C、调整期 D、衰亡期 24.根据培养基的物理状态，划分的发酵种类是 ( )

A抗生素发酵 B、维生素发酵 C、氨基酸发酵 D、液体发酵 25.下列不是微生物生长、繁殖所必须的物质的是 ( ) A、激素 B、核苷酸 C、维生素 D、色素

26．在微生物生长的过程中，细胞产生的毒素和细胞的形态最多的时期分别是（） A.对数期、稳定期 B.衰亡期、稳定期 C.稳定期、衰亡期 D.衰亡期、对数期

27．发酵是利用微生物大量生产有用代谢产物的一种生产方式。通常说的谷氨酸发酵又属于（）

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 28.以下哪一项为生活废水进行处理的适当方式 ( ) A．加入大量的消毒液进行处理，将微生物的数量降低 B．增加废水中的氧气量，使好氧性微生物大量繁殖

C.改变废水中原来不适合微生物生长的条件，使各种微生物生存容易而增加数量 D．在废水中加入自然界中可以分解有机物的微生物，以改变废水中的有机物含量

29．某细菌培养至对数生长期。当细胞数目为10细胞/毫升时，开始计时。一个半小时后细胞数目为8×10细胞/毫升。试问再经过多久，细胞数目会达到6.4×10细胞/毫升（）

A．30分钟 B．45分钟 C．一小时 D．一个半小时 30．下列有关味精生产的一些措施，正确的是 ( ) A.常用的菌种是谷氨酸棒状杆菌和金黄色葡萄球菌 B.培养基是含有五种营养成分的合成培养基 C.在发酵中要控制的只是温度、pH、通气量

D.谷氨酸用Na2CO3中和后，再经过过滤、浓缩、离心而成 31．微生物分批培养时，在延迟期（） A微生物的代谢机能非常不活跃 B菌体体积增大 C菌体体积不变 D菌体体积减小 32．发酵作用是（）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 33．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

34．1mol葡萄糖径EMP途径－TCA循环完全氧化，可以产生（）mol ATP A 34 B 37 C 38 D 39 35．在低能荷下，（）被激活。 A异柠檬酸脱氢酶 B丙酮酸羧化酶 C乙酰辅酶A羧化酶 D天门冬酸激酶

36．分批发酵动力学间于生长联动型和非生长联动型的发酵是（） A乳酸发酵 B酒精发酵 C氨基酸发酵 D 青霉素发酵

37．谷氨酸棒杆菌合成天冬氨酸族氨基酸时，天冬氨酸激酶受赖氨酸和苏氨酸的（）抑制。

A协同反馈 B累积反馈 C顺序反馈 D协作反馈

38．在化学消毒剂中，通过凝固蛋白作用杀菌的是（） A新洁尔灭 B乙醇 C甲醛 D拮抗 39．无氧呼吸作用（）

A生成的能量与有氧呼吸一样多 B不存在磷酸化作用 C部分能量转移到最终电子受体中 D产生的ATP比有氧呼吸多 40．真核微生物中，（）

A TCA环反应在胞质中进行，EMP途径在线粒体内进行 B TCA环反应在线粒体中进行，EMP途径在胞质中进行 C TCA环反应及EMP途径都在胞质中进行 D TCA环反应用EMP途径都在线粒体中进行 41．无菌室空气灭菌常用方法是（）

A 甲醛熏蒸 B紫外灯照射 C喷石炭酸 D A.B并用 42．大多数芽孢细菌形成芽孢在哪个时期（） A调整期 B对数期 C稳定期 D衰亡期

43．在培养酵母菌时，培养基中应加入（）以抑制其它杂菌的繁殖 A生长因子 B食盐 C高浓度蔗糖 D青霉素 44．工业生产用的菌种，在下列哪个时期选取最佳（） A调整期 B对数期 C稳定期 D衰亡期 45．酶的分离纯化可采用（） A高温高压条件 B沉淀过滤方法 C选取有机溶剂 D调节提取液的PH值

46．在赖氨酸发酵中，应用的不能合成高丝氨酸脱氢酶的黄色短杆菌是如何选育的（ A自然界中菌种的筛选 B人工诱变 C基因工程 D细胞工程

47．对于异养微生物最常用的碳源是（） A糖类 B石油 C花生粉饼 D脂肪酸 48．大肠杆菌乳糖代谢的调控主要是（） A对基因水平的调控 B对转录水平的调控 C对翻译水平的调控 D对逆转录水平的调控 49．下列措施中，不可能诱发基因突变的是（） A紫外线 B激光 C秋水仙素 D激素 50．与大肠杆菌半乳糖苷酶基因表达无关的是（） A乳糖 B操纵基因 C半乳糖 D启动子

二、判断题

1. 微生物的次生代谢产物是主代谢不畅通时，由支路代谢产生的。（） 2. 营养缺陷型菌株不能在基本培养基上正常生长。（） 3. 培养基中加入一定量 NaCl的作用是降低渗透压。（） 4. 微生物生长量的大小取决于限制性底物的浓度。（）

） 5. 菌种退化主要由培养或菌种保藏条件引起的。（）

6. 生化意义上的发酵作用是厌氧微生物取得能量的一种方式。（） 7. 同功酶是行使同一功能、结构不同的一组酶。（）

三、填空题

1. 工业发酵的发展经历了以下几个阶段：（天然发酵阶段、纯培养技术的建立、通气搅拌发酵技术的建立、代谢控制发酵技术的建立、开拓新型发酵原料时期、基因工程段。）

2. 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）。

3. 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。

4. 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）。 5. 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）。 6. 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。

7. 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。 8. 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）。 9. 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）。

10.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.灭菌是指（完全杀死所有微生物包括繁殖体和芽孢的方法）；消毒是指（杀死一药有害健康的致病微生物）。

12.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。

13.化学消毒剂指（凡是可以杀死致病菌或其他有害的微生物的化学药品），如（高锰酸钾、酒精）等。防腐剂是指（凡能抑制微生物活动的药剂），如（苯甲酸钠）等。

14.发酵生产中，染菌的原因或途径主要有以下几个方面：（种子染菌）、（灭菌不彻底）、（空气带菌）、（设备渗漏）、（操作不合理以及管理不善）等。

15.在整修发酵过程中，微生物将培养基的营养成份用于3个方面：一部分（用于构成微生物细胞）；一部分（被分解生成CO2，并获得能量）；此外，?（还用于产生各种代谢产物）。

16.目前，对工业发酵过程监控的指标主要包括物理、化学和生物指标。物理检测指标包括（温度、压力、搅拌速度、功耗、泡沫、空气流量、粘度）等；化学检测指标包括（PH、氧化还原电位、溶解氧、气体CO2、气体O2、糖含量、?酒精含量、氮化合物含量）等；生物检测指标包括（菌体浓度、ATP、各种酶活力、中间代谢产物）等。

17.一般监控系统包括（测定元件、控制部分）和（执行元件）三个部分。

18.发酵生产中，一般以（通风比）来表示空气流量，通常它是以（一分钟内通过单位体积培养液的空气体积比）来表示的。例如，装有10m3培养液的发酵罐，容每分种通入无菌空气4m3，由通风

比为0.4:1(或0.4)。

9.过滤是发酵产物后处理中最常用的一种分离方法。它是（利用多孔介质阻留固体而让液体通过，使固体和液体分离）的方法。

常用的过滤设备有（板框式压滤机）、（硅藻土过滤机）。

20. 蒸馏是（利用混合物中各组分的挥发度不同而加以分离提取）的方法。酒类产品中采用蒸馏法提取的有（酒精）、（白酒）。

21.发酵工程发展过程中的三个转折点依次是（纯培养技术的建立）、（深层培养技术的建立）、（代谢控制发酵技术的建立）。

22.在啤酒酿造过程中起主要作用的酒花成分有（α-酸）、（β-酸）、（酒花油）、（多酚物质）。 23.利用微生物发酵生产核苷酸类物质的方法有以下三种，（直接发酵法）、（分解法）、（添加前体法）。

24.利用微生物生产SCP的优点有（生长繁殖迅速）、（营养价值高）、（原材料来源广泛）。 25.液态白酒增香的方法主要有（固液结合法）、（调香法）、（全液态法）。

26.在葡萄酒酿造过程中SO2的作用是（杀菌）、（溶菌）、（澄清）、（增酸）、（抗氧化）。

四、综合填空题

1．胰岛素是治疗糖尿病的特效药，可从动物胰腺中提取，也可以通过“工程菌”产生，后者与前者比较最显著的特点是：生产条件温和；原料来源丰富；价格低廉；产物专一；废弃物对环境污染小且易处理。

2．家庭酿造甜米酒的具体操作过程：先将米加热煮至七成熟，待冷却至30度，加少许的水和一定量的“酒药”（实际是酵母菌菌种）与米饭混合后置于一瓷坛内（其他容器也可），在米饭中央挖一个小洞，加盖后置于适当地方保温（28℃)，12小时后即可。请从以下几个方面对发酵过程做一简单的分析。

1) 先将米煮一煮的目的是主要为了杀灭其他杂菌。

2) 为什么要冷却到30℃后才能加入“酒药”？太高的温度会杀死或抑制酵母菌。

3) 在中央挖一个小洞的原因是有利于透气，可保证酵母菌在开始生长时有足够的氧气，短时间内迅速繁殖；。

4) 发酵坛并没有完全密封，坛内无氧发酵的环境是如何形成的？

5) 有氧呼吸消耗了氧气；呼吸产生的水使发酵液增多，淹没了米饭，形成了无氧环境。 6) 家庭酿酒的关键是保温和放“酒药”，如果米的量很多而放的“酒药”太少，常常导致甜米酒因变质而失败。其主要原因是

米多酒药少，造成酵母菌起始密度太低，不能迅速繁殖形成生长优势，往往导致杂菌感染 3．关于基因工程，

1) 提取目的基因：采用的方法是根据正常人的胰岛素的氨基酸序列，推测出mRNA 的序列，再根据碱基互补配对原则原则，推测出胰岛素基因序列，用化学的方法，合成目的基因。

2) 目的基因与运载体结合：从大肠杆菌的细胞中提取质粒，并用限制性内切酶酶切割质粒，使其露出粘性末端。用同一种酶切割目的基因使其露出相同的粘性末端，再将目的基因插入到质粒切口处，加入适量的 DNA连接酶酶，这样就形成了一个胰岛素基因和大肠杆菌质粒的重组ＤNＡ。

3) 将目的基因导入受体细胞：将大肠杆菌用 CaCl2 处理，以增大细胞壁的通透性，让重组ＤNＡ进入大肠杆菌体内。

4) 目的基因的检测与表达：在用一定的方法检测出目的基因已导入大肠杆菌细胞内并能正常表达后，再对该种大肠杆菌扩大培养。

5) 配制适合大肠杆菌的培养基，并对培养基进行灭菌处理并装入发酵罐，将上述大肠杆菌

接种到发酵罐发酵，并控制发酵条件。

6) 发酵完毕后，从培养基中提取并分离胰岛素，经过一定的加工成为药用胰岛素，经检验合格后，可投入使用。

．

下

表

是

某

微

生

物

培

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基

成

分

，

请

据

此

回

答

：

1) 表中培养基可培养的微生物类型是自养型微生物。

2) 若不慎将过量NaCl加入培养基中，如不想浪费此培养基，可再加入含碳有机物，用于培养金黄色葡萄球菌。

3) 若除去成分②，加入（CH2O），该培养基可用于培养固氮微生物。 4) 表中营养成分共有3类。

5) 不论何种培养基，在各种成分都溶化后分装前，要进行的是调整pH值。 6) 表中各成分质量确定的原则是依微生物的生长需要确定。

7) 若表中培养基用于菌种鉴定，应该增加的成分是琼脂（或凝固剂）。 5．根据赖氨酸的生物合成途径和代谢调节机制，回答下列问题： 1) 不能充分利用天冬氨酸来大量合成赖氨酸的原因是。

2) 现在已成功解决这一问题的方法是对处理，选育出菌种。除此之外，你设想一个解决方法是：

6．培养蘑菇时常使用的原料为棉花壳、花生粉饼、朽木等，再喷洒适量的水，加入一定量的尿素等。请回答下列问题。

1) 按化学成分分类，该培养基为天然培养基；按物理性质分类，该培养基为固体培养基。 2) 培养过程中发现培养基上长出了其他菌，经鉴定为细菌，细菌与蘑菇的关系为竞争，在培养基上施用适量的青霉素即可抑制细菌生长。

3) 蘑菇的代谢类型为异养需氧型，在生态系统的成分中属于分解者。 7

．

据

下

图

回

答

问

题

：

1) 图为微生物的连续培养装置。其目的是延长稳定期，提高代谢产物产量。为此需创造微生物生长繁殖的条件，主要做法是：以一定速度不断添加新的培养基。同时又以同样的速度不断放出老的

培养基。

2) 对加入的［3］要求是无菌，意义是增加溶氧。

3) 在横线上填写名称：［1］新鲜培养基［2］无菌空气［3］流出物

五、名词解释

1. 糖酵解：糖酵解是微生物在无氧条件下经EMP?途径降解葡萄糖产生ATP并积累发酵产物的过程。

2. 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。

3. 氮源：凡是构成微生物细胞的原生质（蛋白质、核酸、酶等）或其代谢产物中氮素来源的营养物质，统称为氮源。

4. 培养基：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物质。 5. 巴氏灭菌：巴氏灭菌是指将待消毒物品加热62℃30分钟，或70℃15分钟，以杀死其中的病源菌和一部分微生物的营养体，从而达到消毒或防腐的目的。巴氏灭菌（消毒）只能杀死营养体细胞，但不能杀死芽孢。巴氏灭菌广泛地应用于牛奶、啤酒、黄酒、酱油、食醋等食品行业。

6. 结晶与重结晶：结晶与重结晶是利用发酵产物能形成某些不溶性盐类或溶解度的降低，而自溶液中沉淀析出，得到粗制品，然后再将沉淀物转化，进一步纯化以得到精制品的方法。

7. 发酵工程：为适应发酵生产的需要，形成的一门综合了微生物学、生物化学、化学工程学的新学科，称为发酵工程。又称微生物工程。

8. 代谢控制发酵技术：以动态生物化学和微生物遗传学为基础，通过诱变选育适合生产某种产品的突变住，再在有控制的条件下大量生产人们所需的产品。

9. 连续发酵：在发酵过程中，有物料连续流入，同时有等量物料连续流出，使细胞在近似恒定的状态下生长。

10.单细胞蛋白：利用各种基质大规模培养细菌、酵母菌、霉菌、藻类、担子菌等所获得的微生物菌体蛋白。

六、问答题

1、工业上的发酵生产主要包括哪几个方面？答：工业上的发酵生产主要包括以下5个方面：

①以微生物代谢产物为产品的发酵工业，如乙醇、柠檬酸、氨酸等； ②以微生物细胞为产物的发酵工业，如酵母、单细胞蛋白等； ③以微生物酶为产品的发酵工业，如淀粉酶、蛋白酶等； ④生物转化成修饰化合物的发酵工业，如醋的生产过程； ⑤微生物处理废水和其他。

2、一般情况下，典型的发酵过程可以划分为哪几个基本组成部分？答：一般情况下，典型的发酵过程可以划分为6个基本组成部分： ①繁殖菌种和发酵生产所用的培养基的配制； ②培养基、发酵罐以及辅助设备的消毒灭菌；

③将已培养好的有活性的纯菌株以一定量接种到发酵罐中； ④控制发酵罐中的菌株在最适条件下生长并形成代谢产物； ⑤产物的提取和精制，以得到合格的产品； ⑥回收或处理发酵过程中所产生的废物、废水。 3、写出酒母扩大培养的工艺流程。

答：斜面菌种─→液体试管培养─→三角瓶培养─→卡氏罐─→小酒母罐─→大酒母罐─→成熟酒母（─→接种至发酵罐）。

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