1、第24课时发酵工程一、发酵工程的概念及实例1发酵工程的概念采用现代工程技术手段，利用微生物的某些特定功能，为人类生产有用的产品，或直接把微生物应用于工业生产过程的一种新技术。2应用发酵工程的生产实例谷氨酸发酵(1)菌种：谷氨酸棒状杆菌、黄色短杆菌。(2)培养基：液体培养基，含有豆饼水解液、玉米浆、尿素、磷酸氢二钾、氧化钾、硫酸镁、生物素等。(3)主要操作过程不断地通入无菌空气并搅拌；搅拌可加速溶氧和提高原料的利用率。分离谷氨酸。用适量Na2CO3溶液中和后再经过滤、浓缩、离心分离等，得到味精。拓展(1)发酵的含义：狭义上的发酵是指微生物的无氧呼吸，而广义上的发酵则包括有氧发酵(如氨基酸发酵)和
2、厌氧发酵(如酒精发酵)。(2)发酵的分类分类依据种类培养基状态固体发酵、液体发酵等产物不同抗生素发酵、维生素发酵、氨基酸发酵等对氧的需求厌氧发酵、需氧发酵二、发酵工程的流程及应用1流程(1)菌种的选育自然界中选种。诱变育种、细胞工程育种、基因工程育种等方法得到优良菌种。(2)配制培养基：根据培养基的配制原则配制培养基。(3)灭菌：对培养基和发酵设备进行严格灭菌。(4)扩大培养：使菌种增殖到一定量。(5)接种：将菌种接种到培养基上。(6)发酵过程(中心阶段)随时取样检测培养液中的细菌数目、产物浓度等。及时添加必要的培养基组分，以满足菌种的营养需求。严格控制温度、pH、溶氧、通气量与转速等发酵条件
3、。(7)分离提纯菌体本身：采用过滤、沉淀等方法。代谢产物：采用蒸馏、萃取、离子交换等方法。2应用(1)医药工业：生产各种药物。(2)食品工业：生产传统的发酵产品：如啤酒、果酒、食醋等；生产各种各样的食品添加剂：如酸味剂、鲜味剂、色素等；高蛋白食品：如单细胞蛋白，即微生物菌体本身。考点70发酵工程的实例谷氨酸发酵1发酵菌种对数期的谷氨酸棒状杆菌、黄色短杆菌。2培养基(1)成分：五大营养：水、无机盐(磷酸氢二钾、氧化钾、硫酸镁)、碳源(豆饼、玉米浆)、氮源(豆饼、尿素等)、生长因子(生物素)。(2)类型3灭菌：在发酵罐中通入98 kPa的蒸汽进行灭菌。4无菌接种：冷却后加入菌种。5发酵：通气(无菌
4、空气)、搅拌、温度和pH的调节；谷氨酸大量生成。6味精(谷氨酸钠)的生成和提取：加入Na2CO3，过滤、离心分离。1下列说法正确的是()A发酵工程的产品是指微生物的代谢产物和菌体本身B单细胞蛋白是从微生物细胞中提取出来的C谷氨酸棒状杆菌要在隔绝空气的条件下发酵才能得到谷氨酸(味精的主要成分)D人工诱变、细胞工程、基因工程等都对微生物进行定向改造答案A解析该题主要考查了发酵工程的产品、谷氨酸的发酵条件、单细胞蛋白含义等知识。发酵工程的产品是指微生物的代谢产物和菌体本身，微生物的代谢产物一般通过蒸馏、萃取、离子交换等方法提取，菌体本身通过过滤、沉淀等方法获得，故A项正确。单细胞蛋白是菌体本身。谷氨
5、酸棒状杆菌的代谢类型为异养需氧型，有氧条件下才能合成谷氨酸，若溶氧不足，就会产生琥珀酸或乳酸。人工诱变是不定向的，不能对微生物进行定向改造。2下列有关味精生产的叙述措施中，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选择培养基C在发酵中要控制的只有温度、pH、通气量D谷氨酸用Na2CO3中和后，再经过滤、浓缩、离心而成答案D解析味精的主要成分是谷氨酸钠，其前体物是谷氨酸，通过谷氨酸棒状杆菌生产，生产过程用的培养基既是天然培养基又是液体培养基，发酵过程中除了要控制温度、pH、通气量外，还要控制转速等发酵条件。考点71发酵工程的流程解读1知识拓展链接2菌种选
6、育常用方法的比较育种类型原理方法优、缺点诱变育种基因突变物理、化学、生物因素诱变能大幅度改良某些性状，操作简便，但具有很大的盲目性基因工程DNA重组将目的基因导入受体细胞，构建工程细胞或工程菌能定向改变微生物的遗传性状，但操作过程复杂，要求高细胞工程细胞膜的流动性等体细胞杂交等定向改变遗传性状(1)这三种育种方法都导致了菌体内遗传物质的改变，从而使菌种的遗传特性发生了改变。(2)除了这三种育种方法外，还有自然选育，即从自然界中直接分离选取，但用此方法选取的菌种产量低，不能满足生产的需要。3影响发酵过程的因素分析(1)酶活性温度(2)生物合成的途径，如金色链霉菌，在30以下时，合成金霉素能力强；
7、在35以上时，则只合成四环素(3)发酵液的物理性质以及菌种对营养物质的分解和吸收1灭菌(1)对象：杀灭所有微生物的菌体、芽孢、孢子。(2)设备：培养基和发酵装置都要灭菌，通入的空气、加入培养基的所有物质也要灭菌。(3)方法：高压蒸汽、火焰灼烧、酒精灭菌等。(4)原因：防止杂菌与发酵菌种形成竞争关系，影响发酵产品。2单细胞蛋白指菌体本身，而非某种蛋白质。用做饲料或食品添加剂。3谷氨酸发酵生产的过程中，控制好发酵的条件是十分重要的，下列处理中不正确的是()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
8、通气和搅拌，以提高培养液中的溶氧量C控制碳氮比例为31，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在发酵过程中控制好温度，有利于谷氨酸高效持久地大量合成答案C解析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，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，有利于提高谷氨酸的合成速度。谷氨酸生产过程中，当培养基中碳氮比例为41时，菌体大量繁殖而谷氨酸产生少，培养基中碳氮比例为31时，菌体繁殖受抑制，但谷氨酸合成量大增。4下图表示发酵罐中各种因素对谷氨酸棒状杆菌发酵产生谷氨酸的影响，其中不正确的是()答案C解析解该题的正解分析过程为：(1
9、)温度可以通过影响酶的活性来改变谷氨酸的产生速率，在最适温度时间产生。速率最大，高于或低于该点都会使酶活性降低(甚至丧失)。同理，pH对谷氨酸产生速率的影响也是这样的。(2)谷氨酸棒状杆菌是好氧菌，随着溶氧量的增加(一定范围内)，谷氨酸产生速率会随着该菌生长繁殖速率的加快而增加，但当溶氧量增大到一定值时，由于受其他条件(酶的数量与活性等)的限制不可能继续增加而达到最大产生速率。(3)谷氨酸产生速率随时间的变化在最初阶段可能不断加快，当活菌数目达到最多(稳定期)时，其产生总量会继续增加，而产生速率则不再有明显加快的现象。微生物工程技术的应用谷氨酸发酵1谷氨酸发酵所用的培养基既是液体培养基又是天然
10、培养基。液体培养基能使营养物质在发酵过程中得到充分的利用，还能为菌体提供更大的生存空间，同时也有利于生产过程中培养条件的控制以及产物的提取等。天然培养基则既能满足菌体的营养需求，又能降低生产成本，还能减少对环境的污染。其中，碳源是豆饼水解液和玉米浆；氮源是尿素和豆饼水解液；生长因子是生物素。2搅拌的作用：一是使空气形成细小的气泡，迅速溶解在培养液中(称溶氧)；二是使菌种与培养液充分接触，提高原料的利用率。3发酵过程中温度上升的原因：一是搅拌器机械搅拌产热；二是菌体自身代谢产热。4pH改变的原因及调节措施(1)原因：营养物质的利用和代谢产物的积累。(2)调节措施：加缓冲剂或中间补加相应营养物质。
11、谷氨酸是鲜味剂味精的主要原料，是微生物代谢的初级产物，最初是通过大豆蛋白质水解生产的，但是产量低，成本高，1957年日本率先用发酵法生产成功。(1)用于生产谷氨酸的微生物通常是谷氨酸棒状杆菌。在谷氨酸棒状杆菌代谢过程中存在酶活性的调节机制，而使谷氨酸的产量难于提高。目前提高谷氨酸产量的通常做法是_。(2)谷氨酸棒状杆菌在发酵罐中发酵时，菌种生长的最适温度为3032，生产谷氨酸的最适温度是3437。如图是菌种生长和谷氨酸生产时与温度的关系示意图。根据上图的关系，在生产中为了提高谷氨酸的产量，应该怎样控制温度？_。(3)谷氨酸棒状杆菌生产谷氨酸时，要不断地通入无菌空气和搅拌，原因是_。如果发酵液中
12、有乳酸大量产生，可能的原因是_。(4)谷氨酸发酵生产过程中，需要添加氨水，其目的是一方面为细菌生长提供所需的_，另一方面起到调节培养液_的作用。(5)若发酵罐最多能容纳2106个谷氨酸棒状杆菌，当把谷氨酸棒状杆菌扩大培养到103个时接种到发酵罐中，已知谷氨酸棒状杆菌每分裂一次需0.5小时。则从微生物群体的生长规律来看，6小时后谷氨酸棒状杆菌处在_。(6)环境适宜、营养充足的条件下发酵6小时后，谷氨酸的产量还是很低。从微生物的营养角度来看，产生该现象的原因可能是_。解析(1)所谓的酶活性的调节机制，其实就是指微生物细胞中的一些代谢产物如果过多了，会对有关的酶产生一定的抑制作用，从而降低产物含量。
13、所以目前的通常做法是通过改变谷氨酸棒状杆菌细胞膜的通透性，使产物及时排出，这样就不会抑制有关酶的活性了。(2)由于菌体生长的最适温度为3032，生产谷氨酸的最适温度是3437。所以生产开始时将温度控制在3032，有利于菌体生长；当菌体生长到稳定期，将温度控制在3437，有利于谷氨酸生产。(3)谷氨酸棒状杆菌是需氧型微生物，需要不断地通入无菌空气；搅拌有利于菌种与培养液充分接触，提高原料的利用率。如果发酵液中有乳酸大量产生，可能的原因是氧气不足。(4)氨水既可以补充氮源，又可以缓冲发酵罐培养液的pH。(5)2106为发酵罐最多能容纳谷氨酸棒状杆菌的值，又由于6小时可繁殖12代，所以1032124
14、.096106，大于2106，所以处于稳定期。(6)既然环境适宜、营养充足，谷氨酸的产量还是很低，可能是由于培养基中的碳氮比例不合理。答案(1)改变谷氨酸棒状杆菌细胞膜的通透性(2)当菌体生长到对数期，将温度控制在3032，有利于菌种生长；当菌体生长到稳定期，将温度控制在3437，有利于谷氨酸生产(3)一方面因为谷氨酸棒状杆菌是需氧型微生物，搅拌使无菌空气形成细小气泡，迅速溶解到培养液中；另一方面是因为搅拌还能使菌种与培养液充分接触，提高原料的利用率氧气不足(4)氮源pH(5)稳定期(6)培养基中的碳氮比例不合理，更适合菌体大量增殖对发酵工程中易错点辨析不清发酵工程在工业生产上得到广泛应用，其
15、生产流程如下图所示。结合赖氨酸或谷氨酸的生产实际，回答相关问题：(1)人工控制微生物代谢的措施包括_和_。目前采用_已经选育出不能合成高丝氨酸脱氢酶的生产用菌种。(2)在发酵过程中，产物源源不断地产生。这说明赖氨酸或谷氨酸的生产采用了_的发酵方式。在生产过程中，由于赖氨酸或谷氨酸的发酵菌种为_，常需增加通氧量。当发酵生产的产品是代谢产物时，还要采用_等分离提纯的方法进行提取。(3)诱变育种与另外两种方法相比，有什么优点？_。(4)该发酵过程的代谢产物是什么？一般在什么期大量积累？_。错因分析该图析图不到位；发酵工程相关知识掌握不扎实。解析发酵工程的第一步是菌种的选育，常用的方法有诱变育种、基因
16、工程和细胞工程，人们采用诱变育种的方法培育出了不能合成高丝氨酸脱氢酶的生产用菌种；人工控制微生物代谢的措施包括改变微生物遗传特性、控制生产过程中的各种条件(即发酵条件)等。延长稳定期可以提高代谢产物的产量，要达到这一目的可采用连续培养法，其优点是缩短了培养周期，提高了设备利用率，并且便于自动化管理。答案(1)改变微生物遗传特性控制生产过程中的各种条件诱变育种(2)连续培养好氧菌萃取(或蒸馏或离子交换等)(3)能大幅度改良某些性状，操作简便(4)初级代谢产物，一般在稳定期大量积累纠错笔记(1)发酵是一个过程，发酵工程是技术手段，两者不是一回事，发酵工程是应用于发酵过程中的一种生物技术。(2)菌种
17、选育，一般不直接利用自然界中野生菌种，而是通过人工诱变、基因工程、细胞工程等多种方法获得菌种。(3)灭菌与接种：灭的是杂菌，接的是发酵菌种，且灭菌在前，接种在后。(4)灭菌与消毒，灭菌是杀死所有微生物，包括菌体、芽孢和孢子等，消毒则在温和条件下杀死菌体，不包括芽孢和孢子。(5)对影响发酵的条件控制温度(产热与散热动态平衡)、pH、溶氧(无菌空气)、营养物质中C、N的比例等。(6)单细胞蛋白指菌体本身。题组一发酵的概念及微生物1下列不需要利用发酵工程的是()A生产单细胞蛋白饲料B通过生物技术培育可移植的皮肤C利用工程菌生产胰岛素D工厂化生产青霉素答案B解析皮肤的培育利用的是动物细胞的培养，单细胞
18、蛋白、胰岛素和青霉素的生产都要利用发酵工程。2随着生物技术的快速发展，发酵工程为人类提供了越来越多的产品，生产啤酒、酸奶、味精、胰岛素的常用菌种分别是()A酵母菌、醋酸杆菌、枯草杆菌、大肠杆菌B青霉菌、乳酸菌、黄色短杆菌、肺炎双球菌C酵母菌、乳酸菌、谷氨酸棒状杆菌、大肠杆菌D谷氨酸棒状杆菌、酵母菌、放线菌、大肠杆菌答案C题组二发酵产物的影响因素3图中的曲线A为谷氨酸棒状杆菌的生长曲线，那么曲线B的纵坐标可能表示()A谷氨酸产量 B谷氨酸的产生速率C培养基的消耗量 D培养基的消耗速率答案A4运用发酵工程生产谷氨酸时应选择的培养条件是 (注：下列各项中通气均为通入无菌空气)()对数期培养基碳氮比为
19、41，隔绝空气对数期培养基碳氮比为31，隔绝空气对数期培养基碳氮比为41，通气培养稳定期培养基碳氮比为31，隔绝空气稳定期培养基碳氮比为41，通气培养稳定期培养基碳氮比为31，通气培养A BC D答案D解析考查谷氨酸棒状杆菌的代谢特点及培养条件的碳氮比对培养结果的影响。谷氨酸棒状杆菌是需氧型生物，所以培养时应始终通入无菌空气。谷氨酸生产中，培养基中的C、N比最重要：CN41时，菌体大量繁殖；CN31时，菌体繁殖受抑制，谷氨酸合成量大增。所以在该菌大量繁殖的对数期CN应为41；稳定期活菌数目达到最高峰，细胞内大量积累代谢产物，此时培养基CN应为31，所以D项正确。题组三发酵工程流程及特点5通过发
20、酵罐发酵可大规模生产谷氨酸，生产中常用的菌种是好氧的谷氨酸棒状杆菌。下面有关谷氨酸发酵过程的叙述，正确的是()A溶氧充足时，发酵液中有乳酸的累积B发酵液中碳源和氮源比例的变化不影响谷氨酸的产量C菌体中谷氨酸的排出，有利于谷氨酸的合成和产量的提高D发酵液pH呈碱性时，有利于谷氨酸棒状杆菌生成乙酰谷氨酰胺答案C解析该过程是有氧发酵，所以必需保证足够的氧气；发酵液pH为酸性时，会产生乙酰谷氨酰胺；降低微生物体内产物的浓度，解除抑制，可加快其合成速度。6下列哪项不是发酵过程中要完成的()A随时取样检测培养液中的细菌数目、产物浓度B不断添加菌种C及时添加必需的培养液组分D严格控制温度、pH、溶氧、通气量
21、与转速等条件答案B解析发酵过程中只在最初添加一次菌种，中途需随时取样检测培养液中的细菌数目、产物浓度，以便了解发酵进程。同时还应严格控制温度、pH、溶氧、通气量与转速等条件，并及时添加必需的培养液组分以延长稳定期，增加产量。7如图为谷氨酸发酵装置图。请据图回答下列问题：(1)图中3、6是发酵罐夹层中水的进出口，水在发酵罐夹层流动的作用是_。(2)谷氨酸发酵液的pH应控制在78范围内，随着代谢产物的积累，发酵液pH变化趋势是_，控制办法是_。发酵过程中，若谷氨酸积累过量，会抑制_的活性，导致合成途径中断，这种代谢调节方式称为_调节。(3)如果在4处直接通入空气，谷氨酸产量会_，原因是_。答案(1
22、)冷却(降温或使温度控制在3037)(2)下降加碱(氨水)谷氨酸脱氢酶反馈(负反馈)(3)下降混入杂菌产生竞争，分解或吸收谷氨酸解析发酵过程中，要严格控制温度、pH、溶氧、通气量与转速等发酵条件，温度的控制可通过装置上的水循环来实现；随着发酵过程的进行，微生物会进行呼吸作用产生CO2，导致pH下降，这时需加适量碱来调节；在发酵过程中，要及时提出产物，因为产物过多，会反馈抑制相关的酶的活性，降低产量；如果通入的空气未经灭菌，会混入杂菌产生竞争，分解或吸收谷氨酸，致使产物减少。【组题说明】考点题号错题统计错因分析谷氨酸发酵3、4、6发酵工程流程、特点及应用1、2、5、8、11、16知识综合7、9、
23、10、12、13、14、15特别推荐知识析图题9；表格分析题10；综合应用题161分离提纯是制取发酵产品不可缺少的阶段，产品不同分离提纯的方法也不同，如果产品是代谢产物，则常采用的提取方法是()蒸馏萃取过滤离子交换沉淀A BC D答案B解析发酵产品不同分离提纯的方法也不同，如果产品是代谢产物，常采用蒸馏、萃取和离子交换的方法；如果产品是菌体，一般采用过滤和沉淀的方法。2基因工程培育出的“工程菌”通过发酵工程能生产的产品有()石油人生长激素紫草素聚乙二醇胰岛素重组乙肝疫苗A BC D答案B解析通过工程菌生产的产品一般都是微生物不能直接产生的，原因是微生物本身没有控制产生这些产物的基因，需要通过基
24、因工程把相关基因导入到微生物细胞中。石油和聚乙二醇不能在任何生物体内生产。紫草素是通过植物细胞工程生产的。3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答案B4工业上利用谷氨酸棒状杆菌生产谷氨酸，为避免产物在菌体内大量积累，应采用的措施是()A加大葡萄糖的投放量B加大菌种的密度C改变菌体细胞膜通透性D改变培养基碳源和氮源的比例答案C解析谷氨酸大量积累时，会抑制有关酶的活性，引起产物的产量下降。生产上可通过改变菌体
25、细胞膜通透性，增大谷氨酸的排出量，这样就不会引起产物的大量积累。5通过微生物发酵制得的食品叫白色食品。下列属于白色食品的是()A面粉 B海带C菜油 D食醋答案D解析发酵工程在医药工业及食品工业上具重要作用，在食品工业上应用最多的是传统发酵产品的获得，如啤酒、果酒、食醋等，这些食品又称为白色食品。6(2009大纲全国卷，3)下列关于通过发酵工程生产谷氨酸的叙述，错误的是()A发酵时需不断通入无菌空气，否则会积累乳酸B发酵时常采用的培养基为液体天然培养基C从自然界分离的野生型菌株可直接用于生产D当菌体生长进入稳定期时，补充营养物可提高谷氨酸产量答案C7微生物生长速率最快时的培养温度叫最适生长温度，
26、在此条件下某菌分裂用时最短，但科学工作者在青霉素的发酵过程中分四个阶段控制其培养温度，即：0小时5 小时40 小时125 小时165 小时结果其青霉素产量比自始至终处于30 恒温培养的产量提高14.7%，这说明()A最适生长温度就是生长量最高时的培养温度B最适生长温度就是发酵速率最快时的培养温度C最适生长温度就是某一代谢产物产量最高时的温度D不同的生理变化过程有着不同的最适温度答案D解析最适生长温度是微生物生长速率最快时的培养温度，不是生产量最高，也不是发酵速率最快，更不是某一代谢产物产量最高时的培养温度；不同的生理变化过程有不同的最适温度，因为发酵的不同阶段产物不同，生理变化也不同。8发酵工
27、程的第一个重要工作是从混杂的微生物群体中选择优良的单一纯种，获得纯种的方法不包括()根据微生物对碳源需要的差别，使用含不同碳源的培养基根据微生物缺乏生长因子的种类，在培养基中增减不同的生长因子利用高温高压消灭不需要的杂菌根据微生物对抗生素敏感性的差异，在培养基中加入不同的抗生素根据微生物遗传组成的差异，在培养基中加入不同的生长因子A BC D答案C9如图表示发生于某种细菌内的反应程序。至代表不同的氨基酸，V至Z代表不同的酶。所有氨基酸对生命都是重要的。原始种的细菌只需要从环境中摄取氨基酸便可存活，而此细菌的变异株只有在培养基中提供氨基酸才能生存。变异菌株细胞内不存在的酶是()AV、W BW、Y
28、CY、Z DV、Z答案D解析变异菌必须提供、才能生存，说明变异菌不能由合成，也不能由合成，即细胞内缺乏酶V和酶Z。10下表是在一固定容积的发酵罐内培养酵母菌，并定时取样测定培养基的pH及菌体数量(万个/毫升)的结果，ah是样品代号。下面对该表的叙述中，错误的是()abcdefgh活菌数3256127234762819821824培养液pH6.04.75.94.95.75.35.15.6A取样先后次序为acbgfhdeBg样时次级代谢产物已有相当的积累C如果要扩大培养，可在c样时期选取菌种Dd样时培养基中的养分几乎被耗尽答案A解析酵母菌在培养过程中会产生CO2，使培养液的pH下降，故取样越晚，培
29、养液的pH越小，取样的先后顺序为acehfgdb；hfg段活菌数目最多，且相对稳定，故g样时期属于稳定期，该期次级代谢产物大量积累；由ace期菌体数目迅速增加，故c样时期属于对数期，可进行扩大培养；gdb显示活菌数目急剧下降，故d样时期属于衰亡期，原因是营养物质大量消耗、有害代谢产物积累、pH发生变化等。11下列有关发酵工程的说法，正确的是()A青霉素是抗生素，在生产青霉素过程中不需严格灭菌B单细胞蛋白是微生物的分泌蛋白C在隔绝空气的条件下，谷氨酸棒状杆菌才能发酵产生谷氨酸D利用酵母菌生产酒精时的初期应向发酵罐通入无菌空气答案D解析利用酵母菌生产酒精时的初期应向发酵罐通入无菌空气，目的是加快酵
30、母菌的繁殖速率；当数量达到一定的程度时，再密封，产生酒精。12 “筛选”是生物学中培育生物新类型常用的手段，下列有关技术过程中不可能筛选成功的是()A在无氮培养基上筛选圆褐固氮菌B在不含精氨酸的培养液中筛选不能合成精氨酸的杂交细胞C在小麦试验田中普遍喷洒赤霉菌筛选抗赤霉菌小麦D基因工程中通过对细胞单独培养并检测目的基因产物进行筛选答案B解析圆褐固氮菌属于自生固氮菌，能在无氮培养基中生长，而其他非固氮微生物由于缺乏氮源而不能在无氮培养基中生存；基因工程中的受体细胞中目的基因的检测可以通过检测目的基因产物进行筛选。13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
31、D使菌体的生长长期处于稳定期答案A14在一固定容器内用液体培养基培养肺炎双球菌并测定其种群数量变化，结果如图。其中在a点时向培养基中添加了一定量的青霉素。下列对该菌种群数量变化的理解正确的是()Acd段菌体数量不再增加，这与使用青霉素有关Bab段种群中抗青霉素基因的基因频率变化最大Cd点开始出现的变化说明d时一定是再次加入了青霉素D曲线从b点到d点主要体现了青霉素对肺炎双球菌的选择过程答案B解析从曲线看，cd段菌体数量的饱和程度与青霉素没有关系，与营养空间、代谢产物有关；ab段种群抗青霉素基因的基因频率变化最大。15味精是家庭不可缺少的调味品，它的主要成分谷氨酸钠，是将谷氨酸用碳酸钠中和而成。
32、目前主要利用谷氨酸棒状杆菌来生产谷氨酸。如图表示某容器中培养的谷氨酸棒状杆菌的生长曲线。请回答：(1)谷氨酸棒状杆菌的新陈代谢类型是_。(2)为了测定培养液中细菌的数目，将500个红细胞与5 mL该培养液混合均匀，然后制片观察，进行随机统计结果如下：视野1视野2视野3视野4红细胞数20182220细菌个数1039710595该5 mL培养液中共含有细菌数约_个。(3)当培养基中的碳源和氮源之比为41时，有利于延长图中的_段。如果想推迟de段的出现，可以采用_的方法。(4)对照图a，在图b绘出表示谷氨酸棒状杆菌生长速率变化的曲线。(5)当培养基中_下降时，发酵罐中有乳酸或琥珀酸出现。(6)为测定
33、谷氨酸棒状杆菌生长所需的最适pH，某同学设计了下列实验步骤。配制适宜培养基，分装到5个锥形瓶中，并编号、；用缓冲液分别调pH为4.0、4.5、5.0、5.5、6.0；将每瓶培养基等量分装到3支试管中，加棉塞并包扎，每捆试管外挂上相应标签；在酒精灯上加热煮沸10 min灭菌后冷却；无菌条件下接种等量菌种；37恒温箱中培养24小时；测定每管中谷氨酸的产量；计量、统计并分析结果。A上述步骤中有3个明显科学性错误，请改正之：_；_；_。B试列出实验结果的数据统计表格(含标题)。答案(1)异养需氧型(2)2 500(3)bc连续培养(4)如图(5)溶氧量(6)A.pH为6.5、7.0、7.5、8.0、8
34、.5(在98 kPa下)高压蒸汽灭菌(20 min)测定菌体的细胞数目(或测重量后再计算出细胞总重量)B标题名称：不同pH下谷氨酸棒状杆菌的数目(或细胞总重量)统计表解析(1)谷氨酸棒状杆菌的新陈代谢类型为异养需氧型。(2)设5 mL培养液中共含有细菌数约x个，由表中数据知每个视野中平均含红细胞20个。由每个视野中细菌平均个数为100知，x2 500。则5 mL培养液中共含细菌数约2 500个。(3)当CN41时，有利于菌体繁殖，而当CN31时，有利于产物产生。(4)增长速率在bc间应呈钟形曲线，在cd间不增长，在de间应呈负增长。(5)当培养基中溶氧不足时，可有乳酸或琥珀酸生成，当pH下降时
35、，可生成乙酰谷氨酰胺。(6)表格中应显示平均值。16有一种能生产食品香料的细菌，其生长速率、代谢产物的产量与培养液中的温度、pH、溶氧量等关系如下图(图一)所示：在生产实践中，人们设计了高效、自控、产品质量较稳定的两级连续培养装置(图二)，回答有关问题：(1)根据曲线图与甲装置的用途可知，甲装置内的温度、pH应分别调节为_。A33和4.3 B33和5.5C37和5.5 D37和4.3(2)发酵过程中，通气装置控制阀应_。(3)在生产实践中，当甲装置内的细菌处于_期时，可让甲装置中的培养基大量流入乙装置，这样有利于乙装置中细菌较快进入_期，达到缩短生产周期的目的。(4)从培养液中提取食品香料的方
36、法有： _。A过滤 B蒸馏C萃取 D沉淀(5)如下图为生产该食品香料的代谢途径，若要大量合成食品香料，可采取的措施是：_。答案(1)B(2)关闭(3)对数稳定(4)BC(5)对该菌进行诱变处理，选育出不能合成酶的菌种或改变细胞膜通透性，使代谢产物迅速排出细胞外解析(1)从温度与增长速率的关系上可以看出，生长的最适温度为33左右；从pH与增长速率的关系上可以看出，生长的最适pH为5.5左右。(2)从溶氧量与生长速率的关系上可以看出，溶氧量越多，该细菌的增长速率越慢，所以该细菌为厌氧微生物，在发酵过程中应该关闭通气装置控制阀，禁止氧气的通入。(3)在生产实践中，处于对数期的细菌，代谢旺盛，个体的形
37、态和生理特征比较稳定，常作为生产用菌种和科研材料。所以，当甲装置内的细菌处于对数期时可让甲装置中的培养基大量流入乙装置，这样有利于乙装置中细菌较快进入稳定期，达到缩短生产周期的目的。发酵工程中菌种的选育一般有三种方式：诱变育种、基因工程、细胞工程。第(5)问中的图表示某种菌生产食品香料的代谢途径，图中反映出当食品香料物质和物质G同时积累过量时，会抑制酶的作用，这是微生物代谢过程中酶活性的调节过程，若要大量合成食品香料，必须保证让食品香料物质和物质G不能同时积累过量。所以常用的措施是选育不能形成酶的菌种，或者是对发酵过程进行人工控制，改变生物膜的通透性，让代谢产物及时排出细胞外。此题中涉及的图形较多，要准确地将曲线和图形信息转化为问题答案。要分清楚甲装置和乙装置的作用，这是一个两级连续培养装置，甲装置的作用是进行微生物的培养过程，所有的条件应该适应菌种的生长和繁殖，所以坐标曲线中应该分析实线(增长速率曲线)的变化情况。
