2020-2021某大学《现代工业发酵调控学》期末课程考试试卷合集(含答案)

PAGE第1页共1页院系：________________专业班级：______________姓名：_________学号：院系：________________专业班级：______________姓名：_________学号：_______装订线适用专业试卷所需时间120分钟试卷总分100分考试日期开卷/闭卷闭卷成绩一、名词解释（共5小题，每小题3分，共15分）1．生长得率2．抗生素的生源学3．分化4．泡囊5．累积反馈抑制二、判断题（对的打“√”，错的打“×”）（1.5×10=15分）1．酵母生产中由于葡萄糖浓度过高而在有氧条件下也可以产生乙醇。（）2．凡是能够促进抗生素产生菌迅速生长的碳源，也能够抑制抗生素等次级代谢产物的合成。（）3．除少数例外，各种微生物合成同一化合物的生物合成途径从生化观点看都是一样的；但同一途径在不同微生物中可能受到代谢调节作用方式有明显不同。（）4．某些肽类抗生素，如短杆菌肽也是像一般的蛋白质一样，在核糖体-mRNA模板系统中合成。（）5．葡萄糖对次级代谢产物的调控是以cAMP作为胞内的作用因子进行的。（）6．孢子的萌发是在非极性生长过后才出现的。（）7．次级代谢产物的合成不具有菌株特异性。（）8．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。（）9．发酵过程中碳源的氧化程度越高所需氧气越多。（）10．抗生素合成过程中，外加前体越多越好。（）三、填空题（1×20=20分）1．微生物在厌氧条件下分解葡萄糖产能的途径主要有途径、途径、途径、磷酸解酮酶途径。2．乙醇的副作用实际上是由乙醇降低和乙醇的毒性所致。3．各种微生物对环境中渗透压变化的耐受能力是不同的。耐渗透性是指微生物能在其内部和外界渗透压差别很大的情况下调节其内部渗透压。耐盐菌的积累在渗透压的调节中起主要作用，酿酒酵母的主要渗透压调节剂为。4．芳香族氨基酸的合成途径又称为，此簇氨基酸合成途径为为麦角生物碱的合成提供前体。5．前体在抗生素生物合成中的作用是和。6．无机磷初级代谢，次级代谢。7．合成四环素的起始化合物是，它同重复缩合、脱羧，形成一个直链化合物β-多酮次甲基链，然后经过重复闭环等反应，形成四环类抗生素。8．链霉素是由、链霉糖和N-甲基-L-氨基葡萄糖胺三部分组成。9．青霉素有多种类型，他们的化学结构由母核6-氨基青霉烷酸和侧链R组成。各型青霉素的差别在于结构不同。添加苯乙酸，则生物合成的青霉素主要是。10．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作用调节的。11．以邻硝基苯酚-β-吡喃半乳糖苷（ONPG）作为反应系统的底物，经过β-半乳糖苷酶作用后，释放出硝基酚（ONP），后者呈色。12．抗生素合成中甲基的供体一般是。四、简答题（共6小题，每小题6分，共36分）1．为什么在工业发酵中维持生长和产物的所需最适pH是生产成败的关键之一？2．生长速率对细胞大小与胞内RNA含量有何影响？为什么？．3．cAMP在分解代谢物阻遏作用中起什么作用？4．如何克服C源的分解代谢物阻遏作用？5．简述用结构类似物筛选耐末端代谢产物调节的突变株的原理。6．为什么生物素浓度对谷氨酸发酵的成败至关重要？五、论述题（共1小题，每小题14分，共14分）1．阐述微生物初级代谢和次级代谢之间的关系以及代谢调控的异同点。院系：________________专业班级：______________姓名：_________学号：_______装订线院系：________________专业班级：______________姓名：_________学号：_______装订线一、名词解释（共5小题，每小题4分，共20分）1．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。这种关系只有在培养物生长在限制性基质上和在一定的条件下成立，即消耗单位基质所生成的细胞为一常数。2．抗生素的生源学：研究微生物产生抗生素的原因及这类物质的功能的科学。3．分化：在生物体的生命循环过程的特定阶段，某些细胞类型在形式或功能方面发生改变的现象。微生物分化时往往形成次级代谢产物。4．泡囊：是一种由单层膜包裹的细胞器，可把它看作是溶酶体复合物或内膜复合物的一部分。含有多种水解酶系和细胞壁合成酶以及细胞壁的前体，在胞内起运输材料的作用。5．在分支代谢途径中各种末端产物单独过量时，它们各自能对途径中的第一个反应的酶仅产生较小的抑制作用。一种末端产物单独过量并不影响其它末端产物的形成，只有当几种末端产物同时过量时，才对途径中的第一个酶产生较大的抑制。。二、判断题（对的打“√”，错的打“×”）（1.5×10=15分）1．（√）2．（√）3．（√）4．（×）5．（×）6．（√）7．（√）8．（√）9．（×）10．（×)三、填空题（1×20=20分）1．EMP、HMP、ED2．乙醇的副作用实际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径又称为莽草酸途径，此簇氨基酸合成途径为为麦角生物碱的合成提供前体色氨酸。5．前体在抗生素生物合成中的作用是建筑材料和诱导抗生素生物合成。6．无机磷促进初级代谢，抑制次级代谢。7．合成四环素的起始化合物是丙二酰胺辅酶A，它同8个丙二酰辅酶A分子重复缩合、脱羧，形成一个直链化合物β-多酮次甲基链，然后经过重复闭环等反应，形成四环类抗生素。8．链霉素是由链霉胍、链霉糖和N-甲基-L-氨基葡萄糖胺三部分组成。9．侧链，青霉素G10．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协同反馈调节作用调节的。11．以邻硝基苯酚-β-吡喃半乳糖苷（ONPG）作为反应系统的底物，经过β-半乳糖苷酶作用后，释放出硝基酚（ONP），后者呈黄色。12．抗生素合成中甲基的供体一般是甲硫氨酸。四、简答题（共6小题，每小题6分，共36分）1．为什么在工业发酵中维持生长和产物的所需最适pH是生产成败的关键之一？答：1）pH是生长和产物合成的重要状态参数，pH影响跨膜pH梯度，从而影响膜的通透性。2）发酵过程中pH是变化的。3）pH可反映菌的生理状况。2．生长速率对细胞大小与胞内RNA含量有何影响？为什么？．答：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，这是因为核糖体是蛋白质合成的限制步骤。短时间内合成大量的蛋白质，必须增加核糖体数目。3．cAMP在分解代谢物阻遏作用中起什么作用？答：cAMP与一特殊的蛋白质结合成为cAMP-CRP受体蛋白复合物，此复合物与启动基因结合，能增强该基因对RNA聚合酶的亲和力，结果增加转录的频率。4．如何克服C源的分解代谢物阻遏作用？使用非阻遏性碳源或流加技术添加，或少量多次添加。5．简述用结构类似物筛选耐末端代谢产物调节的突变株的原理。答：在正常情况下，细胞中过量末端代谢产物会抑制或阻遏参与生物合成途径的酶。氨基酸A可用于蛋白质的合成，氨基酸类似物A1具有与A一样的调节作用，但不能用于蛋白质的合成。菌株在含有A1培养基上培养时，只有对A1不敏感的抗性突变株才能合成A，方能形成菌落。6．答：谷氨酸发酵菌为生物素缺陷型菌株，而生物素是合成细胞膜的必要成分，必须由外界添加。只要控制生物素的亚适量，就能增加细胞膜的通透性，使谷氨酸分泌到细胞外，减少谷氨酸对谷氨酸合成酶的反馈抑制作用。五、论述题（共1小题，每小题14分，共14分）1．你如何理解代谢能支撑假说、代谢网络假说和细胞经济假说？答：1）微生物生命活动的三个基本假说：

①代谢能支撑假说：微生物细胞生命活动的驱动原理（微生物能学）

②代谢网络假说：代谢网络与代谢物流图（微生物第二解剖学）

③细胞经济假说：细胞经济运行与生存保障原理（细胞经济学）。2）代谢能支撑假设挑明了微生物生命活动的前提，即微生物细胞代谢能的持续供应问题；代谢网络假设梳理了微生物生命活动的内容，具体化了微生物细胞的能量、物质的转化关系；细胞经济假设揭示微生物生命活动的经济管理原则，这些原则是人和微生物合作成功的基础。3）三个基本假说是反映微生物生命运动客观规律的基本假说，分别认定了发酵工程的生物学属性，论证了生物产品与其有机原料在代谢网络上联网的可能性和现实性，理出了可用来解决微生物生存利益与人类的经济利益之间矛盾的基本思路。五、论述题（共2小题，每小题10分，共20分）答：1）次级代谢途径并不是独立的，而是与初级代谢途径有密切关系的。许多次级代谢产物的基本结构是由少数几种初级代谢产物构成的，所以次级代谢产物是以初级代谢产物为母体衍生出来的。2）次级代谢必然会受到初级代谢的调节。初级代谢产物作为前体诱导次级代谢产物的合成。当共用中间体时初级代谢可能抑制次级代谢。3）初级代谢和次级代谢在代谢途径上、酶学关系上和调节控制上都是密切相关的。初级代谢次级代谢酶活性调节，酶合成调节酶活性调节，酶合成调节酶专一性强有初级代谢的酶参与又有自己特有的酶，酶专一性不强基因在染色体上代谢途径复杂，多基因产物

院系：________________专业班级：______________姓名：_________学号：_______装订院系：________________专业班级：______________姓名：_________学号：_______装订线适用专业试卷所需时间120分钟试卷总分100分考试日期开卷/闭卷闭卷成绩一、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）。其中抗生素的典型代表有、雷帕霉素、利福霉素、柔红菌素等。12．无机磷初级代谢，次级代谢。13．芳香族氨基酸的合成途径又称为，此簇氨基酸合成途径为麦角生物碱的合成提供前体——。四、简答题（共5小题，每小题6分，共30分）1．微生物生长停滞期的长短由哪些因素决定？如何缩短停滞期？2．试述菌丝顶端生长的机制。3．工业生产在培养基的选择和添加方式上，是如何克服碳源、氮源的分解代谢物对抗生素生物合成的阻遏作用的？并请举一生产实例说明。4．简述初级代谢和次级代谢之间的关系。5．向发酵液中添加次级代谢物的前体不一定能促进次级代谢产物的合成，其原因是什么？五、论述题（共2小题，每小题10分，共20分）1．请结合微生物与工业发酵的关系论述为什么要研究微生物的生长分化规律和代谢调节机制？2．现有某谷氨酸生产菌的谷氨酸发酵代谢途径如下图所示请从1.切断或减弱支路代谢2.解除自身的反馈抑制3.增加前体物的合成4.提高细胞膜的渗透性四个方面来阐述此谷氨酸生产菌的具体育种思路。（提示：α-酮戊二酸是合成谷氨酸的前体；α-酮戊二酸积累会反馈抑制异柠檬酸合成酶的活性；谷氨酸积累会反馈抑制和阻遏谷氨酸合成酶的活性和合成。）院系：________________专业班级：______________姓名：_________学号：_______装订院系：________________专业班级：______________姓名：_________学号：_______装订线院系：________________专业班级：______________姓名：_________学号：_______装订线一、名词解释（共5小题，每小题3分，共15分）1．分化：在生物体的生命循环过程的特定阶段，某些细胞类型在形式或功能方面发生改变的现象。微生物分化时往往形成次级代谢产物。2．维持能：分解代谢产生的用于非生长活动的那部分能量。这些活动包括大分子的周转，无效循环，和维持细胞体内的平衡。3．反馈抑制：末端代谢产物抑制其合成途径中参与前几步反应的酶的活性。4．微生物代谢网络中的途径的交叉点（代谢流的集散处）叫做节点。5．诱导酶：是细胞为适应外来底物或底物结构类似物而临时合成的酶。如E.coli在含乳糖培养基上产生的β-半乳糖苷酶和半乳糖苷渗透酶就是由乳糖存在而诱导产生的。二、判断题（对的打“√”，错的打“×”）（1×10=10分）1．（×）2．（×）3．（√）4．（×）5．（×）6．（×）7．（×）8．（×）9．（√）10．（√）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影响跨膜pH梯度，从而影响膜的通透性。2．Yglc=0.5（g/g）表示消耗1g葡萄糖生成0.5g3.基质抑制。4.微生物的代谢控制机制分为两种主要类型：酶活的调节和酶量的调节。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，被称为酵母的葡萄糖效应。6．酶不克逆衰退；积累的抗生素反馈抑制；抗生素前体的耗竭。7．前体在抗生素生物合成中的作用：起抗生素建筑材料的作用；诱导抗生素生物合成的作用。8．协同9．链霉素是由链霉胍、链霉糖和N-甲基-L-氨基葡萄糖胺三部分组成。10．精氨酸11．红霉素12．无机磷促进初级代谢，抑制次级代谢。13．芳香族氨基酸的合成途径又称为莽草酸途径，此簇氨基酸合成途径为为麦角生物碱的合成提供前体色氨酸。四、简答题（5×5=25分）1．微生物生长停滞期的长短由哪些因素决定？如何缩短停滞期？答：停滞期的长短由接种量、种龄和培养基成分决定。加大接种量、选择对数生长期的种龄和较能满足菌体营养要求的培养基可缩短停滞期。2．泡囊是一种由单层膜包裹的细胞器，可把它看作是溶酶体复合物或内膜复合物的一部分。含有多种水解酶系和细胞壁合成酶以及细胞壁的前体，在胞内起运输材料的作用。泡囊在菌丝顶端聚集，与质膜融合，释放出细胞壁合成酶，新细胞壁单元被合成。3．工业生产在培养基的选择和添加方式上是如何克服碳源、氮源的分解代谢物对抗生素生物合成的阻遏作用的？并请举一例说明。答：使用非阻遏性碳源或流加技术添加，选择难消化的氮源。例如：产黄青霉青霉素的生产过程中，葡萄糖采用流加技术添加，选用玉米浆和黄豆饼粉作为氮源。4．答：许多次级代谢产物的基本结构是由少数几种初级代谢产物构成的，所以次级代谢产物是以初级代谢产物为母体衍生出来的，次级代谢途径并不是独立的，而是与初级代谢途径有密切关系的。因此次级代谢必然会受到初级代谢的调节。例如青霉素的合成会受到赖氨酸的强烈抑制，而赖氨酸合成的前体a-氨基己二酸可以缓解赖氨酸的抑制作用，并能刺激青霉素的合成。这是因为a-氨基己二酸是合成青霉素和赖氨酸的共同前体。如果赖氨酸过量，它就会抑制这个反应途径中的第一个酶，减少a-氨基己二酸的产量，从而进一步影响青霉素的合成。5．答：过多的前体分解会产生有毒物质，危害菌体生长。不能代谢的前体影响产物的提取。五、论述题（共2小题，每小题10分，共20分）1．答：1）微生物生长繁殖与工业生产的关系。微生物是工业发酵的灵魂。发酵过程是微生物细胞参与的生命活动过程。2）细胞的率是工业过程的重要指标。的率的提高可降低产品成本。生物量维持适当的浓度可获得最大的产物转化率。3）分化和产孢子过程与次级代谢产物合成有某种联系。4）微生物的代谢网络是受到高度调节的。只有了解微生物的生长分化规律和代谢调节机制，才能运用人为的方法对微生物的代谢调节进行遗传改造和条件的控制，以期按照人们的愿望，生产有用的微生物制品。2.1）切断或减弱支路代谢：选育减弱α-酮戊二酸进一步氧化能力的突变株同时选育强化丙酮酸羧化支路的突变株。从谷氨酸生物合成的代谢途径可以看出，减弱α-酮戊二酸脱氢酶复合体的活性，可以使代谢流向谷氨酸，从而使谷氨酸得到积累。2）解除自身的反馈抑制：选育解除谷氨酸对谷氨酸脱氢酶反馈调节的突变株可通过选育耐高渗透压突变株，或谷氨酸结构类似物抗性、谷氨酰胺抗性突变株来实现，同时谷氨酸合成酶活性强，可减少α-酮戊二酸积累，解除它对异柠檬酸合成酶的反馈抑制。3）增加前体物的合成选育强化三羧酸循环中从柠檬酸到α-酮戊二酸代谢的突变株，这可通过选育柠檬酸合成酶活力强突变株来实现。4）提高细胞膜的渗透性，生物素缺陷型或油酸缺陷型。院系：________________专业班级：______________姓名：_________学号：_______装院系：________________专业班级：______________姓名：_________学号：_______装订线适用专业试卷所需时间120分钟试卷总分100分考试日期开卷/闭卷闭卷成绩一、名词解释（共5小题，每小题3分，共15分）1．能荷2.代谢网络3．协同反馈抑制4.组成酶5．外源前体二、判断题（对的打“√”，错的打“×”）（1.5×10=15分）1．细菌生长在进入静止期时所有的生化活动都会停止。（）2．在快速生长的细胞中，每个细胞的DNA也随生长速率的提高而增加，但程度低一些。因此，以细胞重量衡量，DNA含量是减少的。（）3．一种碳源起分解代谢物阻遏作用的效能取决于它的化学结构。（）4．某些肽类抗生素，如短杆菌肽也是像一般的蛋白质一样，在核糖体-mRNA模板系统中合成。（）5．在需氧条件下糖运输的能量需求对细胞得率的影响比在厌氧条件下小一些。（）6．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。（）7．碳源相同的条件下，用硝酸盐作氮源的生物量得率比用NH4+高。（）8．抗生素合成过程中，外加前体越多越好。（）9．起反馈调节作用的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。（）10．在生物量形成的能量需求中，蛋白质的含量在很大程度上决定了细胞形成的ATP需求。（）三、填空题（1×20=20分）1．维持能是微生物分解代谢产生的用于非生长活动的那部分能量。些活动包括大分子的周转，无效循环，和维持细胞体内的平衡。与菌体个体及环境因素有关。2．四种葡萄糖分解途径有许多共同的中间体和酶，但有些酶是该途径专有的关键酶，EMP途径的关键酶是，在这些途径中EMP途径提供的ATP最多，但不产生重要的和生物合成所需要的前体。因此仅有EMP途径的微生物还需补充生长因子。3．各种微生物对环境中渗透压变化的耐受能力是不同的。耐渗透性是指微生物能在其内部和外界渗透压差别很大的情况下调节其内部渗透压。耐盐菌的积累在渗透压的调节中起主要作用，酿酒酵母的主要渗透压调节剂为。4．芳香族氨基酸的合成途径又称为，此簇氨基酸合成途径为为麦角生物碱的合成提供前体。5． 乙醇的副作用实际上是由乙醇降低水活度和乙醇的毒性所致。6．是链霉菌产生的一种生理代谢自调节物质，γ-丁酮内酯的一种，能促进链霉素的合成。7．微生物代谢网络中的途径的交叉点（代谢流的集散处）叫做节点。8．合成四环素的起始化合物是，它同重复缩合、脱羧，形成一个直链化合物β-多酮次甲基链，然后经过重复闭环等反应，形成四环类抗生素。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．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。14．抗生素合成中脒基的供体一般是。四、简答题（共5小题，每小题6分，共30分）1．有哪些因素会影响微生物的生长？2、以大肠杆菌β-半乳糖苷酶的诱导合成为例说明如何获得β-半乳糖苷酶的组成型表达。3．cAMP在分解代谢物阻遏作用中起什么作用？4．简述抗生素生物合成中磷酸盐的调节作用。5．抗生素的生物合成是如何启动和终止的？五、论述题（共2小题，每小题10分，共20分）1．怎样理解人类与微生物的合作？2.下图是谷氨酸棒杆菌合成核苷酸的途径。IMP是高效调味品，如何通过遗传技术对该菌种进行改造使其作为IMP生产菌种过量生产IMP？院系：________________专业班级：______________姓名：_________学号：_______院系：________________专业班级：______________姓名：_________学号：_______装订线院系：________________专业班级：______________姓名：_________学号：_______院系：________________专业班级：______________姓名：_________学号：_______装订线院系：________________专业班级：______________姓名：_________学号：_______装订院系：________________专业班级：______________姓名：_________学号：_______装订线院系：________________专业班级：______________姓名：_________学号：_______装订线一、名词解释（共5小题，每小题4分，共20分）1．能荷：（Energycharge）表示细胞中的能量状态。能荷（EC）可用下式来表示：系统中只有ATP时，EC值为1；只有AMP时，EC值等于0。2.代谢网络：由分解与组成代谢途径以及膜运输系统有机组成的，包括物质与能量代谢。3．协同反馈抑制：只有一种酶受分支途径中的多种末端产物的反馈调节控制，抑制或阻遏这种酶需要所有末端产物都过量存在。4.组成酶：酶的合成速率受基质浓度的变化很小，这种酶称为组成型的。5．外源前体：加入到发酵培养基中的某些化合物，它能被微生物直接结合到产物分子中去，而自身的结构无多大变化，有些还具有促进产物合成的作用。二、判断题（对的打“√”，错的打“×”）（1.5×10=15分）1．（×）2．（×）3．（×）4．（×）5．（√）6．（√）7．（×）8．（×）9．（√）10．（√)三、填空题（1×20=20分）1．四种葡萄糖分解途径有许多共同的中间体和酶，但有些酶是该途径专有的关键酶，EMP途径的关键酶是6-磷酸果糖激酶，在这些途径中EMP途径提供的ATP最多，但不产生重要的嘌呤和嘧啶生物合成所需要的前体。因此仅有EMP途径的微生物还需补充生长因子。2．四种葡萄糖分解途径有许多共同的中间体和酶，但有些酶是该途径专有的关键酶，EMP途径的关键酶是，在这些途径中EMP途径提供的ATP最多，但不产生重要的和生物合成所需要的前体。因此仅有EMP途径的微生物还需补充生长因子。3．各种微生物对环境中渗透压变化的耐受能力是不同的。耐渗透性是指微生物能在其内部和外界渗透压差别很大的情况下调节其内部渗透压。耐盐菌K+的积累在渗透压的调节中起主要作用，酿酒酵母的主要渗透压调节剂为甘油。4．芳香族氨基酸的合成途径又称为莽草酸途径，此簇氨基酸合成途径为为麦角生物碱的合成提供前体色氨酸。5．乙醇的副作用实际上是由乙醇降低水活度和乙醇的毒性所致。6．A因子是链霉菌产生的一种生理代谢自调节物质，γ-丁酮内酯的一种，能促进链霉素的合成。7．微生物代谢网络中的途径的交叉点（代谢流的集散处）叫做节点。8．合成四环素的起始化合物是丙二酰胺辅酶A，它同8个丙二酰辅酶A分子重复缩合、脱羧，形成一个直链化合物β-多酮次甲基链，然后经过重复闭环等反应，形成四环类抗生素。9．链霉素是由链霉胍、链霉糖和N-甲基-L-氨基葡萄糖胺三部分组成。10．10．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，被称为酵母的葡萄糖效应。11．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协同反馈调节作用调节的。12．抗生素合成中脒基的供体一般是精氨酸。四、简答题（共5小题，每小题6分，共30分）2．．以大肠杆菌β-半乳糖苷酶的诱导合成为例说明如何获得β-半乳糖苷酶的组成型表达。答：E.coli在含乳糖培养基上产生的β-半乳糖苷酶和半乳糖苷渗透酶就是由乳糖存在而诱导产生的。在没有诱导物存在时，调节基因R编码的阻遏蛋白与操纵基因O相结合，使附着于启动基因P上的RNA聚合酶不能通过，从而阻止了RNA聚合酶对结构基因S的转录；当诱导物存在时，阻遏蛋白因受诱导物作用而构型发生变化，失去与操纵基因的结合能力，从操纵基因上解脱下来，使RNA聚合酶能对结构基因进行转录，进而翻译成酶蛋白。使调节基因R或操纵基因O发生突变。不能产生有活性的阻遏蛋白或使操纵基3．cAMP在分解代谢物阻遏作用中起什么作用？答：cAMP与一特殊的蛋白质结合成为cAMP-CRP受体蛋白复合物，此复合物与启动基因结合，能增强该基因对RNA聚合酶的亲和力，结果增加转录的频率。4.简述抗生素生物合成中磷酸盐的调节作用。答：1）无机磷促进初级代谢，抑制次级代谢；2）初磷浓度决定比生长速率与比生产速率成反比（在一定范围内）；（3）磷促进糖酵解作用，抑制磷酸戊糖途径。（4）磷限制次级代谢产物合成的诱导物的合成；（5）过量的磷抑制次级代谢产物前体的合成；（6）磷抑制或阻遏次级代谢产物合成所必需的磷酸酯酶。5．答：启动：1）次级代谢产物一般在菌体生长后期合成。次级代谢中的关键酶都在合成阶段被合成。一般认为是由于碳分解产物产生阻遏作用的结果，阻遏解除后，合成阶段才能开始。2）次级代谢产物合成酶是初级代谢物诱导产生的，初级代谢物可诱导合成酶的产生从而增加最终产物的产量。终止：1）酶不克逆衰退。2）积累的抗生素反馈抑制。3）抗生素前体的耗竭。五、论述题（共2小题，每小题10分，共20分）1．怎样理解人类与微生物的合作？答：1）微生物是工业发酵的灵魂。发酵过程是微生物细胞参与的生命活动过程2）微生物的代谢网络是受到高度调节的。只有了解微生物的生长分化规律和代谢调节机制，才能运用人为的方法对微生物的代谢调节进行遗传改造和条件的控制，以期按照人们的愿望，生产有用的微生物制品。2.下图是谷氨酸棒杆菌合成核苷酸的途径。IMP是高效调味品，如何通过遗传技术对该菌种进行改造使其作为IMP生产菌种过量生产IMP？答：末端产物AMP和GMP累积会反馈抑制PRPP氨转移酶；此外AMP还抑制SAMP合成酶，GMP抑制IMP脱氢酶。通过诱变筛选得到一株缺失SAMP合成酶的营养缺陷型菌株。这种菌不能合成AMP,如果在培养基中加入限量的腺嘌呤，便可避开AMP的反馈抑制作用。于是菌株在失控的情况下把更多的碳和氮转化为IMP。因IMP脱氢酶仍受GMP的抑制，故只要一小部分转化为GMP,大部分IMP被分泌出来。

院系：________________专业班级：______________姓名：_________学号：_______装订院系：________________专业班级：______________姓名：_________学号：_______装订线适用专业试卷所需时间120分钟试卷总分100分考试日期开卷/闭卷闭卷成绩一、名词解释（共5小题，每小题3分，共15分）1、泡囊2、能荷3、代谢网络4、同工酶5、突变生物合成二、判断题（对的打“√”，错的打“×”）（1.5×10=15分）1、细菌生长在进入静止期时所有的生化活动都会停止。（）2、除少数例外，各种微生物合成同一化合物的生物合成途径从生化观点看都是一样的；但同一途径在不同微生物中可能受到代谢调节作用方式有明显不同。（）3、碳源相同的条件下，用硝酸盐作氮源的生物量得率比用NH4+高。（）4、在需氧条件下糖运输的能量需求对细胞得率的影响比在厌氧条件下小一些。（）5、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。（）6、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。（）7、微生物所有已知的代谢调节机制都是变构蛋白在其中起作用。（）8、在生物量形成的能量需求中，蛋白质的含量在很大程度上决定了细胞形成的ATP需求。（）9、凡是能够促进抗生素产生菌迅速生长的碳源，也能够抑制抗生素等次级代谢产物的合成。（）10、某些肽类抗生素，如短杆菌肽也是像一般的蛋白质一样，在核糖体-mRNA模板系统中合成。（）三、填空题（1×20=20分）1、细菌的生长方式为；酵母的生长方式为；霉菌和放线菌的生长方式为。2、分子得率系数Yglc=45（g/mol）表示。3、丁二胺又称，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。4、微生物代谢网络中的途径的交叉点（代谢流的集散处）叫做节点。形如右图的是节点。5、氧抑制酵母糖发酵生成乙醇的作用称为效应，而酵母的葡萄糖效应（crabtree效应）可归纳为：葡萄糖浓度过高抑制的合成，使呼吸降低，抑制丙酮酸脱氢酶系统，诱导出丙酮酸脱羧酶，使丙酮酸脱羧成为乙醇。6、微生物在低温下生长时必然会伴随脂肪酸不饱和程度的。7、能过量生产谷氨酸的生产菌种有两个共同特征酶的缺乏和对的需求。8、前体与诱导物的区别：一般可把那些能在期内促进抗生素生物合成的化合物看作诱导物，而前体往往只在期内起作用，甚至蛋白质合成受阻的情况下也行。诱导物应能被非前体的结构类似物取代。诱导物的另一个特征是其。院系：________________专业班级：______________姓名：_________学号：_______装订线9院系：________________专业班级：______________姓名：_________学号：_______装订线10、链霉素是由、链霉糖和N-甲基-L-氨基葡萄糖胺三部分组成。11、青霉素的母核部分是以和为前体合成的，侧链是由α-氨基己二酸构成。12、芳香族氨基酸的合成途径又称为，此簇氨基酸合成途径为为麦角生物碱的合成提供前体。四、简答题（共6小题，每小题6分，共36分）1、为什么优化菌浓是工艺控制的一个重要环节？2、维持能是什么？与哪些因素有关？3、右图是谷氨酸棒杆菌合成赖氨酸的途径。已知它的代谢调节方式是协同反馈抑制，如何通过遗传技术对该菌种进行改造使其作为赖氨酸生产菌种过量生产赖氨酸？简述理由。谷氨酸棒杆菌合成赖氨酸的途径4、前体在抗生素生物合成中的作用是什么？如何添加？院系：________________专业班级：______________姓名：_________学号：_______院系：________________专业班级：______________姓名：_________学号：_______装订线6、抗生素的生物合成是如何启动和终止的？五、论述题（共1小题，每小题14分，共14分）1、阐述你对代谢能支撑假说、代谢网络假说和细胞经济假说的理解，并请提出你的工业发酵菌种选育和工艺控制的思路。

2020-2021《现代工业发酵调控学》课程考试试卷A答案一、名词解释（共5小题，每小题3分，共15分）1、泡囊：是一种由单层膜包裹的细胞器，可把它看作是溶酶体复合物或内膜复合物的一部分。含有多种水解酶系和细胞壁合成酶以及细胞壁的前体，在胞内起运输材料的作用。2、能荷（Energycharge）:表示细胞中的能量状态。能荷（EC）可用下式来表示：系统中只有ATP时，EC值为1；只有AMP时，EC值等于0。3、代谢网络：由分解与组成代谢途径以及膜运输系统有机组成的，包括物质与能量代谢。4、同工酶：同功酶是