微生物工程作业111.docx

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微生物工程作业111

绪  论

一、单项选择题

1、生物技术的几大组成部分：

基因工程、细胞工程、酶工程和发酵工程，虽可自成体系，构成独立完整的技术，但它们又是相互（   ） ，形成了对社会的广泛影响。

   A加强  B补充  C渗透  D作用

2、酶工程和发酵工程是生物技术实现（  A   ）的关键环节。

   A产业化 B商品化 C社会化 D安全化

3、在生物技术中，我们把每单位面积上的（        ）总量，称为生物量。

   A微生物 B植物 C动物  D生物有机体

4、基因转录出的作为信息传递的物质称为（    A    ）

  AmRNA  BrRNA    CtRNA    D蛋白质

5.根据培养基的物理状态，划分的发酵种类是           （ D ）

A抗生素发酵   B、维生素发酵     C、氨基酸发酵    D、液体发酵

6.下列关于发酵工程的说法，错误的是（B　）

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

7．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

8．（    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

二、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

三、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______。

1.工业发酵的发展经历了以下几个阶段：

______、______、______、______。

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______和______；按发酵培养基的物理性状来区分，有______、和______；按发酵工艺流程来区分，有______、______和______，按发酵过程中对氧的不同需求来区分，有______和______。

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。

四、简答题

1.生化意义上的发酵与工业意义上的发酵有何区别？

答：

生化意义上的发酵：

指生物在无氧条件下，分解各种有机物质产生能量的一种方式，如葡萄糖在无氧条件下被微生物利用产生酒精并放出CO2。

丙酮酸被还原为乳酸而获得能量等.

工业上的发酵：

泛指利用微生物制造或生产某些产品的过程。

包括：

厌氧培养的生产过程，如酒精，乳酸等。

通气（有氧）培养的生产过程，如抗生素、氨基酸、酶制剂等。

2.何谓生物工程？

发酵工程与生物工程的关系如何？

答：

生物工程:

即生物技术，是运用现代生物科学、工程学和其他基础学科的知识，按照预先的设计，对生物进行控制和改造或模拟生物机能，用来发展商业性加工、产品生产和社会服务的新兴技术领域。

发酵工程与生物工程的关系：

发酵工程是生物工程四大支柱的核心，是现代生物技术实验成果产业化的关键技术，无论传统发酵产品，如抗生素、氨基酸等，还是现代基因工程产品，如疫苗、人体蛋白质等，都需要通过发酵技术进行生产。

发酵工程更具有连接生物技术上下游的纽带作用，成为生物技术的关键技术，其学科地位显而易见。

3.何谓发酵工程？

现代发酵工程的主要特征是什么？

答：

发酵工程：

是利用微生物的特定性状和机能，通过现代化工程技术产生有用物质或直接应用于工业化生产、以把粮食、能源、化学制品、环境控制等全球性课题联系起来的一种技术体系。

现代发酵工程的主要特征：

①强化了上游的基础研究，渗入了现代生物技术，如基因工程、细胞融合、分子育种等现代生物技术，所构建的“工程种子”用于发酵工业，可产生传统发酵工业不能生产的产品，并提高了发酵工业的经济效益和社会效益；

②工艺流程后处理工序自动化程度逐步提高，并应用现代计算机优化各个生产单元，使整个生产过程高效化；

③生产规模大，所生产的产品量大质高；

④上、中、下游各个环节的衔接和配套更趋于合理和有效；

⑤工业化生产后，一般不造成环境污染。

4.发酵工程经历哪几个时期，每个时期的特征是什么？

答：

发酵工程经历了4个时期：

①传统微生物发酵技术——自然（天然）发酵时期；多数产品为厌氧发酵，非纯种培养，凭经验传授技术和产品质量不稳定是这个阶段的特点。

②第一代微生物发酵技术——纯培养技术的建立；特征：

由于采用纯种培养和无菌操作技术，包括灭菌和使用密闭式发酵罐，使发酵过程避免了杂菌污染，使生产规模扩大了，使产品质量提高，从而建立了真正的发酵工业并逐渐成为化学工业的一部分。

③第二代（近代）微生物发酵技术——深层培养技术[通气搅拌（好气性）发酵（工程）技术的建立]；特征：

青霉素的发现，迅速形成工业大规摸生产。

采用深层培养技术，即机械搅拌通气技术，从而推动了抗生素工业乃至整个发酵工业的快速发展。

④第三代微生物发酵技术——现代微生物工程（与基因操作技术相结合的现代发酵工程技术阶段）；特征：

细胞融合技术、基因操作技术等生物技术发展，打破了生物种间障碍，能定向地制造出新的有用的微生物；增加微生物体内控制代谢产物产量的基因拷贝数，可以大幅度地提高目标产物的产量；将动、植物或某些微生物特有产物的控制基因植入细胞中，快速经济地大量生产这些产物；将具有不同性能的多种质粒植入，使新菌株在清除污染或以非粮食物质为原料进行发酵生产或环境保护。

5.简述微生物工业的特点及范围。

答：

微生物工业的特点：

①原料广。

发酵所用的原料通常以淀粉质、糖蜜或其他农副产品为主，只要加入少量的有机和无机氮源就可进行反应。

此外，可以利用废水和废物等作为发酵的原料进行生物资源的改造和更新。

②微生物主体。

微生物菌种是进行发酵的根本因素，可以通过筛选、诱变或基因工程（工程菌）手段获得高产优良的菌株。

③反应条件温和，易控制。

发酵过程一般来说都是在常温常压下进行的生物化学反应，反应安全，要求条件简单。

④产物单一，纯度高。

发酵过程是通过生物体的自动调节方式来完成的，反应的专一性强，因而可以得到较为单一的代谢产物。

⑤投资少，效益好。

工业发酵与其他工业相比，投资少，见效快，并可以取得较显著的经济效益。

范围：

①以微生物细胞（菌体）为产物的发酵工业；②以微生物代谢产物为产品的发酵工业；③以微生物酶为产品的发酵工业；④生物转化或修饰化合物的发酵工业；5、微生物废水处理和其他。

6.发酵工程包括哪几个基本组成部分？

答：

发酵工程的组成：

发酵工程由上游工程、发酵和下游工程组成。

上游工程：

微生物菌种的选育。

发酵工程：

扩培技术、发酵原料的选择及预处理、灭菌技术、接种技术.最佳工艺条件的选择和控制；

下游工程：

发酵产物的分离提取、三废处理、环境工程。

一.选择题

1、生物技术的几大组成部分：

基因工程、细胞工程、酶工程和发酵工程，虽可自成体系，构成独立完整的技术，但它们又是相互（   ） ，形成了对社会的广泛影响。

   A加强  B补充  C渗透  D作用

2、在生物技术中，我们把每单位面积上的（        ）总量，称为生物量。

   A微生物 B植物 C动物  D生物有机体

3、酶工程和发酵工程是生物技术实现（     ）的关键环节。

   A产业化 B商品化 C社会化 D安全化

4.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

5.下列关于发酵工程的说法，错误的是（　）

A．发酵工程的产品是指微生物的代谢产物和菌体本身

B．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

6．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.厌氧发酵　B．氨基酸发酵　C．液体发酵　D．需氧发酵

7．关于菌种的选育不正确的是（）

　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

8．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

9．基因工程培育的“工程菌”通过发酵工程生产的产品有（）

　　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．①③⑥B．②⑤⑥C．③⑤⑥D．②③⑤

10．可用于微生物分离鉴定的培养基是（）

　　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

11．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

12．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．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

13．平板划线分离法需要下面所有的物品，除了（）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

14．鉴别培养基是一种培养基，其中（）。

 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

15．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

16．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

17.某些放线菌产生的抗生素，是它们的（）

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

18.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

19.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

20.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pH③加棉塞④包扎⑤培养基的分装⑥称量

　　A.①②⑥⑤③④　B．⑥①②⑤③④

 　C．⑥①②⑤④③　D．①②⑤④⑥③

21．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

22．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

23．在发酵工程中，（    ）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

二、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．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

9．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

10.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。

（　　）

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.菌种退化主要由培养或菌种保藏条件引起的。

（  ）

5.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。

（  ）

6.同功酶是行使同一功能、结构不同的一组酶。

（  ）

7.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。

（　　）

四、填空题

1.筛选新菌种的具体步骤大体可分为_____、_____、_____、_____、_____、等。

2.菌种的选育方法常用的有_____、_____、_____、_____、_____。

3.常见的菌种保藏方法有：

_____、_____、_____、_____、_____、_____等。

4.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______________。

5.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。

6.操纵子是由       、         和       基因组成。

7.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。

五、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         ；原料来源         ；价格          ；产物        ；废弃物        。

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         。

2）为什么要冷却到30℃后才能加入“酒药”？

 。

3）在中央挖一个小洞的原因是        

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） 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         　　

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   序列，推测出的序列，再根据 原则，推测出    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   ，并用 酶切割质粒，使其露出  。

用同一种酶切割目的基因使其露出相同的 ，再将 插入到质粒切口处，加入适量的  酶，这样就形成了一个  和  的重组ＤNＡ。

3）将目的基因导入受体细胞：

将大肠杆菌用       处理，以增大       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       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  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       条件。

6）发酵完毕后，从培养基中 并        胰岛素，经过一定的加工成为药用胰岛素，经      合格后，可投入使用。

六、名词解释

1.发酵工程：

是利用微生物的特定性状和机能，通过现代化工程技术产生有用物质或直接应用于工业化生产、以把粮食、能源、化学制品、环境控制等全球性课题联系起来的一种技术体系。

2.初级代谢产物：

如单糖、核苷酸、脂肪等单体，以及由他们组成的各种大分子，如蛋白质、核酸等。

是微生物生长和繁殖所必需的物质，在这些物质的合成中任何环节发生障碍，有可能引起生长停止，甚至导致机体发生突变或死亡。

3.次级代谢产物：

是指由微生物产生的，与微生物生长、繁殖无关的一类物质。

抗生素、色素、毒素等是与初级代谢产物（如氨基酸、核酸）相对产生的次级代谢产物。

4.营养缺陷型菌株：

七、问答题

1.举例说明诱导酶的合成机制。

2.酶合成的调节有何意义？

3.酶活性发生变化的原因是什么？

4.酶活性的调节有何特点？

5.酶合成的调节与酶活性的调节有何联系？

6.代谢调控发酵的措施包括哪些？

7、简述菌种保藏的原理。

8、获得生产用菌种的方法有哪些？

9、简叙反馈阻遏和反馈抑制 

10、简述末端代谢产物阻遏与分解代谢产物阻遏的区别。

10分 

11、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。

12、微生物诱变育种的基本步骤有哪些？

各步骤需要注意哪些问题？

10分    

13、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。

14、 用图例说明添加前体绕过反馈调节的机理  10分

1．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

2．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

3．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

4．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

5．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

6．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

7．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

8．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

9．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

10．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．