代谢控制发酵试题库课案

1、代谢控制发酵试题库 名词解释1. 代谢工程指应用重组 DNA 技术和应用分析生物学相关的遗传学手 段进行有精确目标的遗传操作， 改变酶的功能或输送体系的功能， 甚 至产能系统的功能， 以改进细胞某些方面的代谢活性的整套操作工作 （包括代谢分析、代谢设计、遗传操作、目的代谢活性的实现） 。2. 积累反馈抑制指每个分支途径的末端产物都独立于其他末端产物， 以一定百分比控制该途径第一个共同的酶所催化的反应。 当几个末端 产物同时存在时， 它们对酶反应的抑制是累积的。 各末端产物之间既 无协同效应，也无拮抗作用。3. 代谢互锁指从生物合成途径来看， 酶受一种与此代谢途径完全无关 的终产物的控制， 它只

2、是在较高浓度下才发生， 而且这种抑制 （ 阻遏） 作用是部分性的，不完全的。4. 原生质融合指是一个人工实验系统， 是将遗传性状不同的两个细胞 融合，通过基因重组，形成具有新的、优良性状的新细胞的过程。5. 转导指利用转导噬菌体为媒介而将供体菌的部分DNA导入受体菌中，从而使受体菌获得部分遗传性状的现象。6. 代谢控制发酵： 是指利用遗传学方法或其它生物化学方法， 人为地在脱氧核苷酸（DNA的分子水平上，改变和控制微生物的代谢，使 有用目的产物大量生成、积累的发酵。7. 营养缺陷型： 指原菌株由于发生基因突变， 致使合成途径中某一步 骤发生缺陷， 从而丧失了合成某些物质的能力， 必须在培养基中

3、外源 补加该营养物质才能生长的突变型菌株。8. 基因工程：基因工程是指重组DNA技术的产业化设计与应用，包括 上游技术和下游技术两大组成部分。 上游技术指的是基因重组、 克隆 和表达的设计与构建（即重组 DNA技术）；而下游技术则涉及到基因 工程菌或细胞的大规模培养以及基因产物的分离纯化过程。9. 诱变：指利用物理或化学因素处理微生物细胞群体， 促使其中少数 细胞中的遗传物质（主要是DNA的结构发生改变，从而引起微生物的 遗传性状发生变化， 然后通过目的选择标记设法从群体中筛选出少数 性状优良的突变菌株的过程。10. 转化：指相当大的游离的供体细胞的 DNA片段被直接吸收到受体 细胞内， 并整

4、合于受体细胞的基因组中， 从而使受体细胞获得供体细 胞部分遗传性状的现象。11. 合作反馈抑制：指当任何一种终产物单独过剩时，只部分的反馈 抑制第一个酶的活性， 只有当终产物同时过剩存在时， 才能引起强烈 抑制，其抑制程度大于各自单独存在的和。12. 分子克隆：指对目的DNA分子进行切割，并连接到合适的载体上 进行体外重组。判断1. 转化和转导都是将外源基因导入受体细胞的方法， 只是受体存在差 异。X,转导需要载体，而转化不需要载体。2. 紫外线照射后的菌悬液，不能移至可见光下进行筛选和检出。，由于光复活作用，不能移至可见光下3. 酶的诱导和酶的阻遏都是指终产物对酶合成过程的促进或阻碍。X,酶

5、诱导是底物对酶合成的促进，酶阻遏是产物对酶合成的抑制4. 一个操纵子中的结构基因通过转录、 转译控制蛋白质的合成， 而操 纵基因和启动基因通过转录、转译控制结构基因的表达。X,操纵基因和启动基因只起调节作用，本身不表达。5. 诱变处理的菌液进行中间培养主要是为了克服表型延迟。，解释表型延迟。6. 转化和转导都是将外源基因导入受体细胞的方法, 只是供体存在差 异。X,转化是外源基因直接导入，转导是以噬菌体为载体导入。7. 为了克服表型延迟, 必须将诱变处理的菌液进行中间培养, 即将一 定量的菌液接入基本培养基中培养过夜。X,诱变处理的菌液必须接入完全培养基培养过夜。8限制性内切酶有三类，在基因工

6、程操作中常用I型限制性核酸内切 酶。X,基因工程操作中常用u型限制性内切酶。9. 反馈抑制作用的酶一定是变构酶, 而反馈阻遏作用的酶不一定是变 构酶。，分析反馈抑制和反馈阻遏的概念三、单项选择题1. 酶合成调节速度比酶活力调节速度（ B ）2. 受反馈调节的酶一般是（ C ）A 同功酶 B 组成酶 C变构酶 D激酶3. 变构酶的动力学曲线为（ B）A 双S形B S形 C直线形 D抛物线A 快 B 慢 C 相等D无法比较4. 在支链代谢途径中， 任何一个终产物都不能单独抑制途径第一个共 同酶地反应，但当两者同时过剩时，它们协同抑制第一个酶反应，这 种调节类型称为（ A ）A 多价反馈抑制 B 合

7、作反馈抑制 C 积累反馈抑制 D 顺序反 馈抑制5. 在支链代谢途径中， 当任何一个终产物单独过剩时， 只部分地反馈 抑制第一个酶活性，只有终产物同时过剩时，才能引起强烈抑制，其 抑制程度大于各自单独存在的和，这种调节类型称为（ B ）A 多价反馈抑制 B 合作反馈抑制 C 积累反馈抑制 D 顺序反 馈抑制6. 下列氨基酸中，其合成途径属于非支路代谢途径的为（ B ）A 赖氨酸 B 精氨酸 C 苏氨酸 D 亮氨酸7. 利用酶特性进行代谢控制时，利用酶的（ D ）特性A 专一性强 B 变性 C 变构 D 专一性差8. 在诱变处理后，能使 DNA 链中胸腺嘧啶形成二聚体的诱变剂为（A ）A 紫外线

8、 B 亚硝酸 C 烷化剂 D 激光9. 在诱变处理后，能使碱基氧化脱氨的诱变剂为（ B ）A 紫外线 B 亚硝酸 C 烷化剂 D 激光10. 诱变处理时所用的出发菌细胞应处于（ B ）A 延迟期 B 对数生长期 C 稳定期 D 衰亡期四、填空题1. 在代谢工程中， 改变代谢流的措施有构建代谢旁路改变分叉代谢途径的流向 改变能量代谢途径 加速速度限制反应。2. 切断支路代谢的措施为营养缺陷型突变，渗漏缺陷型突变。3. 去除终产物主要是通过改变细胞的细胞膜透性来实现。4. 诱变剂可分为杀菌，诱变。5. 营养缺陷型检出的方法有逐个检出法， 夹层培养法，限量补充培养 法，影印接种法。6. 原生质融合育

9、种的步骤为标记菌株的筛选， 原生质体的制备， 原生 质体的再生，原生质体的融合，融合子的选择，实用性菌株的筛选。7. 转化过程包括供体DNA勺制备，受体细胞对DNA勺吸收，转化子的 选择。8. 基因工程技术诞生技术上的三大发明 DNA勺体外切割与连接技术； 基因工程载体的使用；DNA勺核酸序列分析技术、琼脂糖凝胶电泳和 Southern 转移杂交等技术。9. 脱敏作用是指变构酶经特定处理后， 不丧失酶活性而失去对变构效 应物的敏感性。10. 设计育种及发酵工艺控制的“五字策略”为进、通、节、堵、出。11. 酶合成的调节包括酶的诱导，酶的阻遏。12. 影响原生质体制备的因素主要有菌体的前处理，

10、菌体的培养时间， 酶浓度，酶解温度，酶解时间，渗透压稳定剂。13. 基因工程五大单元操作为切，接，转，增，检 。14. 转导必须有供体、转导噬菌体和受体 3 个组成部分。15. 表型延迟包括 生理性延迟，分离性延迟两种。16. 酶合成的阻遏包括 末端代谢产物阻遏，分解代谢产物阻遏。17. 解除菌体自身反馈抑制的措施有 抗类似物突变，酶特性的利用， 营养缺陷型回复突变 。18. 诱变剂都具有杀菌，诱变 双重效应。19. 营养缺陷型浓缩常用的方法有青霉素法，D-环丝氨酸，五氯酚法， 亚硫酸法，制霉菌素法，脱氧葡萄糖法，过滤法，差别杀菌法。20. 基因工程技术诞生理论上的三大发现确定DNA是遗传物质

11、，DNA双螺旋结构模型和半保留复制机理，提出了“中心法则”和操纵子学 说，并成功破译了遗传密码 。五、简答题1. 简述营养缺陷型菌株的浓缩方法。营养缺陷型菌株的浓缩方法有青霉素法，D-环丝氨酸，五氯酚法，亚 硫酸法，制霉菌素法，脱氧葡萄糖法，过滤法，差别杀菌法。2. 简述夹层培养法进行营养缺陷型菌株检出的原理和步骤。融化分装在试管中的10ml基本培养基，冷却至4550C,加入适当稀释的经浓缩处理的菌液（每皿50100个菌落），混匀，立即倾于预 先准备好的基本培养基甲板上，待凝固后培养12天。长出菌落后， 从培养皿的背面用记号笔将长出菌落的地方作好标记。 然后在其上加 入融化并冷却至4550C的

12、10mi完全培养基，凝固后，培养 2 3 天，将会在前次没有菌落的地方，生出菌落。这些新生出的菌落 （ 第 2 次生长菌落 ） 可能是营养缺陷型。将其转入完全培养基斜面中保存 待测。3. 简述转化的概念及步骤。 设计育种及发酵工艺控制的“五字策略”为进、通、节、堵、出。4. 简述基因工程诞生理论上的三大发现。.基因工程理论上的三大发现：确定 DNA是遗传物质，DNA双螺旋结 构模型和半保留复制机理，提出了“中心法则”和操纵子学说，并成 功破译了遗传密码。5. 简述营养缺陷型菌株的浓缩方法及其机理。.营养缺陷型浓缩的方法有：青霉素法，D-环丝氨酸，五氯酚法，亚硫酸法，制霉菌素法，脱氧葡萄糖法，过

13、滤法，差别杀菌法。前 6 种 化学药物能选择性地除去经中间培养后群体细胞中的野生型 （ 原养型 ） 细胞，从而提高缺陷型细胞的分离和检出效率， 因为野生生长速度远 远快于缺陷型。 过滤法的原理为在基本培养基中， 野生型孢子能萌发 形成菌丝，而营养缺陷型孢子不能萌发。将经诱变处理后的孢子，在 液体培养基中培养一定时间后，滤去菌丝，即可淘汰野生型，达到浓 缩缺陷型的目的。 差别杀菌法的原理细菌的芽孢较营养细胞耐热。 将 经诱变处理的细菌芽孢接种在液体培养基中培养一定时间， 野生型芽 孢发育成营养体，此时加热至80C,保温15min,即可被杀死；缺陷 型孢子因为仍然保持为芽孢状态而保留下来得以浓缩。

14、6. 简述反馈抑制和反馈阻遏的区别。. 反馈抑制和反馈阻遏的比较项目 反馈阻遏 反馈抑制控制对象 酶的生物合成 酶的活性控制量 终产物浓度 终产物浓度控制水平DNLmRNA蛋白质 酶蛋白的构象变化控制装置 终产物与阻遏蛋白亲和力 终产物与变构部位亲和力 控制装置动作 阻遏蛋白与操纵基因结合,不能合成 mRNA 通 过 变构效应,酶的结构变化形成的控制 开、关控制 控制酶活性大小反应 迟缓、粗的控制 迅速、精确的控制代谢途径 无定向代谢途径和合成代谢途径分支点等 无定 向代 谢 途径和合成代谢途径分支点等细胞经济 高分子化合物（酶蛋白） 低分子化合物（酶反应生成物）7. 简述基因工程诞生理论上的

15、三大发现和技术上的三大发明。基因工程理论上的三大发现：确定 DNA是遗传物质，DNA双螺旋结构模型和半保留复制机理,提出了“中心法则”和操纵子学说,并成功 破译了遗传密码；基因工程技术上的三大发明：DNA的体外切割与连接技术；基因工程 载体的使用；DNA的核酸序列分析技术、琼脂糖凝胶电泳和Southern 转移杂交等技术。8. 简述微生物诱变育种的一般程序。出发菌T纯化T细胞或孢子悬浮液的制备T诱变剂处理T中间培养T目的突变菌株分离T初筛T复筛T生产性实验。9. 简述转导的概念及步骤。转导就是利用转导噬菌体为媒介而将供体菌的部分DNA导入受体菌中，从而使受体菌获得部分遗传性状的现象。步骤：供体

16、目的DNA勺提取、分离和纯化；噬菌体的分离及与目的基 因的连接；转导。10. 简述基因工程诞生技术上的三大发明。基因工程技术上的三大发明：DNA勺体外切割与连接技术；基因工程 载体的使用；DNA的核酸序列分析技术、琼脂糖凝胶电泳和Southern 转移杂交等技术。六、论述题1. 谷氨酸合成的代谢调节机制和育种思路。1谷氨酸合成的代谢调节机制（ 1）优先合成，谷氨酸比天冬氨酸优先合成； （2）谷氨酸脱氢酶的 调节； （ 3）柠檬酸合成酶的调节； （ 4）异柠檬酸脱氢酶的调节； （5） a -酮戊二酸脱氢酶的先天性丧失；（6）磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶调 节；（ 7）能荷调节；（ 8）生物素调节；（

17、9）氮代谢调节。2谷氨酸合成育种思路（ 1）切断或减弱支路代谢； （ 2）解除反馈调节； （ 3）增加前体物合 成；（4）提高细胞膜透性；（ 5）选育强化能荷代谢的突变株； （ 6）基 因工程菌株的构建；（7）其他。（需要详细论述）2. 以紫外线诱变为例， 论述工业微生物诱变育种的一般程序及操作要 点。. 从三方面进行论述：1、微生物诱变育种的一般程序（ 5 分）出发菌T纯化T细胞或孢子悬浮液的制备T诱变剂处理T中间培养T目的突变菌株分离T初筛T复筛T生产性实验。2、操作要点（ 3 分）（1） 出发菌株的选择；（2）细胞悬浮液的制备； （3） 诱变剂的选择及 处理方法的选择； （4） 中间培养；（5）突变型菌株的分离3、紫外线诱变育种应注意事项（ 2 分）（1） 为了避免光复活作用，紫外线照射及照射后菌悬液的处理操作， 必须在暗处或红光下进行。 （2） 紫外线诱变不受温度影响，可在室温 下进行。 （3） 为使紫外线灯工作稳定，最好安装电源稳压器。 （4） 紫外 线对皮肤和角膜有损伤作用，操作时应注意防护。3. 利用基