基础训练 发酵工程简介

发酵工程简介时间：60分钟，总分100分一．选择题：每题只有一个选项符合题意，每题3分，共51分。1．下列对发酵工程内容的叙述中，错误的是A．用诱变育种、细胞工程、基因工程等方法选育出性状优良的工程菌并进行扩大培养B．根据工程菌所需的营养精确地配制出合成培养基并进行严格地灭菌处理C．发酵过程中必须严格地检测并控制发酵条件D．用适当的方法分离提纯出产品并严格地进行质量检查★2．下列说法正确的是 A．青霉素对其它杂菌有抑制作用，生产青霉素时不需要灭菌B．实验室里培养微生物后，要把培养皿等用具用水洗净C．用工程菌发酵产生的生长激素释放抑制因子，可用于治疗肢端肥大症D．动物体细胞融合技术目前主要是用来培育动物新品种3．（2005·江苏高考试题）下列有关谷氨酸棒状杆菌的生长和谷氨酸发酵的叙述，错误的是A.组成酶是维持菌体基本生活的必要条件B.菌体能合成各种生长因子，不需要从外界补充C.发酵液pH呈酸性时，就会生成乙酰谷氨酰胺D.细胞膜透性的改变，可解除代谢产物对有关酶活性的抑制4．严格控制发酵条件，是保证发酵正常的关键，直接关系到是否能得到质高量多的理想产物，通常所指的发酵条件控制不包括A．温度控制 B．溶氧控制 C．pH控制 D．酶的控制5．谷氨酸发酵过程生产过程中，控制好发酵的条件是十分重要的，下列处理不正确的是A．从控制磷脂合成或使细胞膜受损入手，提高谷氨酸棒状杆菌细胞膜的通透性，有利于提高谷氨酸的合成速度B．谷氨酸棒状杆菌属于好氧型细菌，发酵过程中应进行通气和搅拌，以提高培养液中的溶氧量C．控制碳氮比例为3：1既有利于谷氨酸棒状杆菌的大量繁殖又有利于谷氨酸的大量合成D．在发酵过程中过控制好温度，有利于谷氨酸高效持久的大量合成6．下列说法正确的是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、代谢产物的形成都与搅拌速度无关D．单细胞蛋白是从微生物细胞中提取出来的7．利用生物工程来产生啤酒、味精、胰岛素、酸奶的常用菌种是A．酵母菌、枯草杆菌、大肠杆菌、乳酸菌 B．酵母菌、大肠杆菌、青霉素、乳酸菌C．酵母菌、谷氨酸棒状杆菌、大肠杆菌、乳酸菌 D．黄色短杆菌、酵母菌、大肠杆菌、乳酸菌★8．发酵罐发酵的过程中，使温度升高的热量来源于①冷水供应不足 ②微生物代谢旺盛 ③培养基不新鲜 ④搅拌 ⑤放料口排出产物A．①②③④⑤ B．②③④ C．①④ D．②④9．有关谷氨酸发酵的叙述中正确的是A．发酵中要不断地通入空气 B．培养条件不当将不能得到产品C．搅拌的惟一目的是使空气成为小泡 D．冷却水可使酶活性下降10．如果发酵产品是菌体，可采用下列方法分离提纯①蒸馏 ②萃取 ③过滤 ④离子交换 ⑤沉淀A．①②③ B．①③⑤ C．③⑤ D．①③④⑤1１．关于发酵过程说法，不正确的是A．发酵过程是发酵的中心阶段B．随时检测影响发酵过程的各种环境条件，并予以控制，才能保持发酵的正常进行C．在发酵过程中，要严格控制温度、pH、溶氧、通气量与转速等发酵条件，否则会影响菌种代谢物的形成D．在谷氨酸发酵过程中，当pH呈酸性时，生成的代谢产物就会是乳酸或琥珀酸1２．在发酵过程中，可以通过下列哪一组方法实现对溶氧的控制①添加酸或碱 ②调节通气量 ③调节搅拌速度 ④添加缓冲溶液A．①② B．①④ C．②③ D．①②④13．在酵母菌酿酒时，如果向酿酒的原料中通入足量的O2，会出现的现象是A．酵母菌死亡，不产生酒精 B．酵母菌增多，不产生酒精C．酵母菌增多，产生的酒精增多 D．酵母菌减少，产生的酒精增多14．从自然界分离的菌种,产量一般都比较低,要想获得生产用的菌种,下列哪种方法是不可取的Ａ．杂交育种 Ｂ．基因工程 Ｃ．细胞工程 Ｄ． 诱变育种★15．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16．用紫外线照射红色细菌的培养液，几天后出现一个白色菌落，把这个白色菌落转移培养，长出的菌落全都是白色的，这是因为A．染色体变异 B．基因重组 　C．自然突变 D．人工诱变17．下列有关微生物营养物质的叙述中，正确的是A.是碳源的物质不可能同时是氮源 B.凡是碳源都能提供能量C.除水以外的无机物只能提供无机盐 D.有些无机氮源也能提供能量【参考答案与解析】1．【答案】B【解析】用于工业生产工程菌培养基应用液体的天然培养基。2．【答案】C【解析】考查微生物培养、基因工程、细胞工程的有关知识及应用。3．【答案】B【解析】组成酶是微生物细胞内一直存在的酶，它们合成只受遗传物质的控制，所以是维持菌体基本生活的必要条件。生长因素是微生物生长不可缺少的微量有机物，通常由在培养基中供给微生物利用。4．【答案】D【解析】在发酵过程中需严格控制温度、pH值、溶氧、通气量、转速等发酵条件，否则会影响到菌种的生长繁殖和代谢产物的生成。在谷氨酸发酵的过程中，当pH值呈酸性时，谷氨酸棒状杆菌就会生成乙酰谷氨酰胺；当溶氧不足时，生成的代谢产物就会是乳酸或琥珀酸。5．【答案】C【解析】解答本题的关键是深刻而全面理解微生物的营养、代谢、微生物群体生长规律、发酵工程等知识，并灵活运用所学知识灵活解决具体问题。在谷氨酸生产过程中，谷氨酸在细胞内大量积累，会抑制谷氨酸脱氢酶的活性，从而导致谷氨酸合成受阻。在发酵过程中，应采用一定手段（如控制磷脂的合成或使细胞膜受损）改变细胞膜的通透性，使谷氨酸迅速排放到细胞外面，从而解除谷氨酸对谷氨酸脱氢酶的抑制作用，提高谷氨酸产量。在谷氨酸生产过程中，当培养基中碳源和氮源的比为4：1时，菌体大量繁殖而产生的谷氨酸少，当碳源和氮源比为3：1时，菌体繁殖受抑制，但谷氨酸的合成量大增。因此谷氨酸棒状杆菌扩大培养时，应将碳源与氮源比调整为4：1，而在发酵过程中，应将碳源与氮源比调整为3：1。6．【答案】B【解析】人工诱变导致基因突变是不定向的，细胞工程、基因工程是具有目的性的。故人工诱变不能对微生物进行定向改造。单细胞蛋白是指通过发酵获得大量的微生物菌体，这种微生物菌体就叫单细胞蛋白，就是说单细胞蛋白不是纯的蛋白质。。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　7．【答案】C【解析】生产啤酒的菌种是啤酒酵母，生产味精的菌种是谷氨酸棒状杆菌，生产胰岛素的菌种是通过基因工程获得的工程菌，酸奶是通过乳酸发酵获得的。8．【答案】D【解析】此题用排除法较易做。首先题目问的是使温度升高的热量来源，而冷却水只能带走热量，不能产生热量，故排除了答案A和C；其次培养基的新鲜程度可影响代谢速度，但与热量无直接关系，放料口排出产物属同理，故排除选项B；再分析答案D中的②，微生物发酵过程中要进行呼吸作用可产生大量的化学能，且大部分转变成了热能可使温度升高，而搅拌除了增加溶氧、加快反应速度外，同时还通过摩擦产生了热能也可使温度升高。9．【答案】B【解析】进行谷氨酸发酵的菌种谷氨酸棒状杆菌、黄色短杆菌是异养需氧型微生物，所以要在培养过程中不断通入无菌空气，防止杂菌污染。搅拌能使空气成为小泡增加培养液的溶氧量，还能使培养液与菌种充分接触，提高原料利用率。在培养过程中，微生物的代谢产热和机械摩擦生热会使培养液的温度升高，达到一定的程度，会破坏酶和核酸的结构而影响培养。降低温度，是保证酶正常活性的条件之一，而不会使酶活性下降。当培养条件不恰当时，不能得到谷氨酸。如pH降低时，将得到乙酰谷氨胺，溶氧量低时将得到乳酸或琥珀酸。10．【答案】C【解析】提取发酵产品不可缺少的阶段是分离提纯。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；如果是代谢产物， 可采用蒸馏、萃取、离子交换等方法进行提取。11．【答案】D【解析】发酵工程的内容包括菌种 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方面。其中发酵过程是发酵的中心。发酵过程中应随时检测培养液中的细菌数目、产物浓度等，同时还应对发酵过程中的一些条件进行控制。在谷氨酸发酵的过程中，当pH值呈酸性时，谷氨酸棒状杆菌就会生成乙酰谷氨酰胺；当溶氧不足时，生成的代谢产物就会是乳酸或琥珀酸。12．【答案】C【解析】温度的控制可以通过发酵罐上的温度自动测试．控制装置进行检测和调整；对溶氧的控制，可以通过通气量和搅拌速度加以调节；对pH值的控制，可以通过加料装置，添加酸或碱进行调节，也可以在培养基中添加pH缓冲液。13．【答案】B【解析】酵母菌是单细胞真菌，在有氧条件下进行无氧呼吸，将葡萄糖分解成CO2和H2O，产生ATP；在缺氧条件下，将葡萄糖分解成酒精和CO2，产生少量ATP。因此，在有氧和无氧条件下，酵母菌的数量都会增加，但在有氧条件下，发酵受到抑制，不能再产生酒精。14．【答案】Ａ【解析】从自然界分离的菌，最初用诱变育种的方法。种诱变育种就是用紫外线、激光、化学诱变剂等处理菌种，使菌种发生突变，再从中筛选出符合要求的优良菌种；随着生物技术的发展，人们开始用细胞工程、基因工程等方法，构建工程细胞和工程菌，再用它们进行发酵，就能生产出一般微生物所不能生产的产品。由于微生物的生殖一般无性生殖，所以杂交育种是不可取的。15．【答案】B【解析】微生物发酵过程中，以一定速度不断的添加新的培养基，同时又以同样的速度不断地放出老的培养基，以保证微生物对营养物质的需要，并排成部分有害代谢产物，使微生物保持较长时间的高速生长，以便缩短培养周期，增加产量，提高设备的利用率。在微生物代谢的人工控制过程中，可以通过一定手段，如改变微生物遗传特性等，改变细胞膜透性等，这样便有利于微生物尽快的将代谢产物释放到培养基中。16．【答案】D【解析】此题考查可遗传变异的三种来源及其适用范围。染色体变异适于真核细胞的生物，基因重组适用于进行有性生殖的生物，而基因突变适用于所有的生物。细菌是原核细胞的生物，不能进行有性生殖，细胞内也无染色体，因此，其变异来源只能是基因突变。基因突变有可分为自然突变和人工诱变，由于用紫外线照射红色细菌的培养液后出现了白色菌落是人为的，所以这种变异属于人工诱变。17．【答案】D【解析】在微生物的营养物质中，有的物质既可以作为碳源又可作为氮源，如含C，H，O，N的化合物既是碳源又是氮源；无机碳源不能提供能量，无机物也可作为能源物质，如对于硝化细菌来说，氨既作为氮源物质又作为能源物质。  二．非选择题：本大题3个小题，共49分。18．（18分）若下图为酵母菌生长曲线，请回答：(1)图中曲线形成的条件      。(2）BC段表示的是     期，该时期与种群增长的      曲线相似，其形成的条件       。(3)AE段与种群增长的      曲线相似，其形成的条件是        。(4)从生存斗争角度考虑，种内斗争最激烈的是      期。对应曲线为      段，形成这一态势的主要生态因素       。(5)衰亡期对应图中的      段，其主要特点是       。(6)在对数期，酵母菌迅速繁殖的主要方式是       ，其异化作用代谢类型是        

 
(7)酒精主要是酵母菌在      期产生的      代谢产物。(8)在生产上，要想扩大培养需选用      段菌体；如要获得较多的产物，则应该注意缩短      段时间，延长      段时间，延长方法是进行      培养，采取的主要措施是       。(9)假定测得酵母菌消耗糖中，98．5％形成了酒精和其他发酵产物，其余1．5％则用于       。【参考答案与解析】 18【答案】（1）恒定容积的液体培养基 （2）对数 J型 食物或养料和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等条件下 （3）S型 营养物质的消耗、有害代谢产物的积累、PH的变化等，酵母菌的分裂速度下降 （4）稳定 CD 生存斗争加剧 （5）DE 酵母菌的死亡速率超过繁殖速率，此时期菌体会出现多种形态，甚至畸形，有些菌体开始解体，释放出代谢产物等 （6）出芽 异养型 （7）CD 次级 （8）BC BC CD 连续 以一定的速度不断地添加新的培养基，同时又以同样的速度不断的放出老的培养基 （9）用于酵母菌菌体生长和繁殖。【解析】人工培养酵母菌往往是将少量的酵母菌接种到恒定容积的液体培养基中，并置于适宜的条件下培养，然后定期取样测定培养基里酵母菌群体的生长情况，可绘制题干中的曲线图。 曲线中AB段为调整期，BC段为对数期，CD段为稳定期，DE段为衰亡期。对数期的曲线与种群的J型曲线最为相似，其形成的条件是食物或养料和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等条件下才能进行；但是随着一段时间的高速生长以后，随着营养物质的消耗、有害代谢产物的积累、PH的变化等，酵母菌的分裂速度下降，死亡细胞数目逐渐增加，整个培养基中新增加的细胞数和死亡的细胞数达到动态平衡，该时期称为稳定期，此时期活菌数目达到最高峰，细胞内大量积累代谢产物，特别是次级代谢产物，对酵母菌来说，其次级代谢产物一般为酒精；该时期与调整期、对数期共同形成了种群的S型曲线。从生成斗争角度考虑，种内斗争最激烈的是稳定期，形成这一态势的主要生态因素营养物质的消耗、有害代谢产物的积累、PH的变化等。衰亡期的主要特点是酵母菌的死亡速率超过繁殖速率，此时期菌体会出现多种形态，甚至畸形，有些菌体开始解体，释放出代谢产物等。在生产上如果适当补充营养物质，就有助于延长稳定期、提高代谢产物的产量。为此人们总结出一种连续培养的方法，就是在一个流动装置中，以一定的速度不断地添加新的培养基，同时又以同样的速度不断的放出老的培养基，以保证酵母菌对营养物质的需要，并排出部分有害的代谢产物，使酵母菌保持较长时间的高速生长。   ★19．(共15分)谷氨酸是生物体内一种重要的有机小分子，谷氨酸钠是它的钠盐，是味精等调味品的主要成分。目前利用微生物发酵生产的氨基酸中，谷氨酸是产量最大的种类之一。   (1)如果在蛋白质合成过程中，携带谷氨酸的转运RNA如右图所示，可知谷氨酸的密码子为______________。(2)我国微生物发酵工程生产谷氨酸常用的菌种有北京棒状杆菌、谷氨酸棒状杆菌和黄色短杆菌等，下列生物中与这些菌种在结构上存在明显区别的有_____________。A．噬菌体　　 B．人类免疫缺陷病毒(HIV) C．禽流感病毒D．肺炎双球菌 E．酵母菌　　　G．硝化细菌 H．乳酸菌(3)谷氨酸发酵的培养基成分，主要有葡萄糖、氨水、磷酸盐、生物素等，发酵装置如右图所示，可以判断谷氨酸棒状杆菌的新陈代谢类型是______________型。某厂用谷氨酸棒状杆菌发酵生产谷氨酸，结果代谢产物中出现了大量的乳酸，其原因很可能是______ ________。(4)谷氨酸发酵生产过程中，需要添加氨水，它不仅是细菌生长所需的氮源，而且起到调节培养液_____________的作用，所以应该分次加入。(5)某厂的发酵液曾不慎被噬菌体污染，菌群死亡殆尽，但人们却侥幸从中获得了少数可抵抗噬菌体的新菌种，细菌这种新性状的产生来自于________________。(6)上图所示连续培养的方法，以一定的速度不断添加新的培养基，同时又以同样的速度放出旧的培养基，此工艺流程可以大大提高生产效率，试阐述其原因（得答2点）
__________________________________________________________________________。 【参考答案与解析】19．【答案】(1) GAG (2) ABCE(答案不全不得分)(3) 异养、需氧　　通气量不足 (4) pH 　(5) 基因突变(或突变) (6)①保证微生物对营养物质的需求　②排出部分代谢产物　③使微生物保持较长时间的快速生长。【解析】氨基酸的密码子是mRNA上三个相连的碱基，与转运RNA上的碱基互补配对；噬菌体、人类免疫缺陷病毒(HIV) 、禽流感病毒无细胞结构，酵母菌是真菌，与上述菌种结构不同；在发酵过程中，要严格控制温度、pH、溶氧、通气量与转速等发酵条件，否则会影响菌种代谢产物的形成。如pH呈酸性时，产物为乙酰谷氨酰胺，当溶氧不足时，生成的产物就会是乳酸或琥珀酸。谷氨酸发酵生产过程中，代谢产物的积累，使环境条件不断变化，需随时检测并予以控制。对pH值的控制可通过加酸或碱如氨水进行调节。随着发酵的进行，营养物质也不断消耗，可通过连续培养法提高生产效率。  ★20．（16分）根据你所学知识回答下列问题：  ⑴若培养芽孢杆菌，配制固体培养基的基本步骤是：称量 溶化   加棉塞 包扎。⑵若检查自来水中的大肠杆菌是否超标，需在培养基中加入 ；若将农田土壤表层中的圆褐固氮菌与其他细菌分离开来，则需要在 培养基上培养。按照培养基的用途划分，前者属于 培养基，后者属于 培养基。⑶在细菌的培养过程中，将培养基分装到试管中的高度约为试管高度的X、加棉塞时，棉塞在试管口内的长度是棉塞长度的Y、将培养基搁置斜面时斜面长度最多是试管长度的Z。则X、Y、Z对应的比值依次是 。⑷下面是木屑培养基各成分所占比例：成分木屑 米糠石膏粉蔗糖比例 78%  20% 1%   1%此培养基加水后可用于平菇的培养，用简易的方法对培养基进行灭菌时，要重复2—3次，其主要目的是有利于彻底杀灭萌发的 。
【参考答案与解析】20．【答案】⑴调pH 分装 ⑵伊红—美蓝 无氮 鉴别 选择 ⑶1/5 2/3 1/2 ⑷芽孢【解析】这是“细菌培养技术”和“真菌培养技术”的实验，“细菌培养技术”第一步：培养基的配制，包括称量、溶化、调pH值、分装、加棉塞、包扎；第二步：灭菌；第三步：搁置斜面；第四步：接种。此实验的关键是防止杂菌感染。 分类更明确-内容更详尽 WWW.wYRJ.cOm　
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