代谢控制发酵试题

1、代谢控制发酵试题库1. 脱敏作用：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。 注：处理方法：使变构酶解聚，基因突变2分解代谢物阻遏：当细胞具有一优先利用的底物（通常是，但并不总是葡萄糖）时，很多其他分解反应途径受到阻遏3. 营养缺陷型：就是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，必须在培养中外源补加该营养物质才能生长的突变型菌株。P32 最典型例子：高丝氨酸营养缺陷型（Hom）或苏氨酸营养缺陷型（Thr）菌株达到赖氨酸的积累4. 平衡合成：底物A经分支合成途径生成两种终产物E与G，由于a酶活性远大于酶b ,结果优先合成

2、E。E过量后就会抑制a酶，使代谢转向合成G。G过量后，就会拮抗或逆转E的反馈抑制作用，结果代谢流又合成E，如此循环。 5. 优先合成：底物A经分支合成途径生成两种终产物E与G，由于a酶活性远大于酶b ,结果优先合成E。E过量后就会抑制a酶，使代谢转向合成G。G合成达到一定浓度时就会对c酶产生抑制作用。 6. 限量补充培养法：将经适当稀释的浓缩处理液涂布于含有微量蛋白胨或0.1%完全培养基成分的基本培养基平板上。经培养后，野生型细胞迅速生长成较大菌落，而缺陷型细胞生长缓慢只能形成小菌落。这些小菌落大多数为营养缺陷型，将其转接到完全培养基斜面保存待测。 7. 代谢互锁指从生物合成途径来看，酶受一种

3、与此代谢途径完全无关的终产物的控制，它只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。8. 反馈抑制的调节类型可以分为以下几种：（1）单功能途径中酶活性的调节类型：前体激活，补偿性激活。（2）多功能途径中酶活性的调节类型：协作反馈抑制或称多价反馈抑制合作反馈抑制积累反馈抑制顺序反馈抑制假反馈抑制：指结构类似物的反馈抑制同功酶 9. 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。其中必须具有3个组成部分，即供体，转导噬菌体和受体10. 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

4、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。11. 代谢控制发酵的基本思想：切断支路代谢：选育营养缺陷型突变株，选育渗漏缺陷突变株。解除菌体自身的反馈调节：选育抗类似物突变株酶活性的利用营养缺陷型回复突变株的应用。增加前体物的合成 去除终产物特殊调节机制的利用：多种产物控制机制的利用平衡合成的利用代谢互锁的利用优先合成的变换。条件突变株的应用选育不生成副产物的菌株选育生产代谢拮抗物质的菌株 12. 转化：转化就是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。包括3个步骤，即供体DNA的

5、制备，受体细胞对DNA的吸收及转化子的选择13. 基本培养基：能满足野生型或原养型菌株的最低营养成分的培养基。15. 诱变育种中的几个问题 出发菌株的选择：出发菌株对诱变剂的效应，染色体组倍数对诱变剂的效应。 细胞悬浮液的制备：同步培养，菌龄，细胞悬浮液浓度，细胞悬浮液的制备。 诱变剂的选择及处理方法的选择：诱变剂的选择，诱变剂量的选择，诱变剂处理方法的选择。 中间培养16代谢产物大量积累措施：应用营养缺陷性菌株选育抗反馈调节突变株选育细胞膜通透性突变株利用营养缺陷性回复突变株或条件突变株的方法构建目的工程菌株环境控制机表面活性剂的使用。17. D-核糖发酵的代谢控制育种： 出发菌株的选择，

6、转酮酶缺陷突变株的分离：选育不利用D-葡萄糖酸或L-阿拉伯糖的突变株，选育莽草酸缺陷突变株，选育L-色氨酸缺陷、L-酪氨酸缺陷、L-苯丙氨酸缺陷、CoQ缺陷、维生素K缺陷或叶酸缺陷突变株。 其他标记， 利用基因工程技术构建核糖工程菌株， 发酵控制。18 赖氨酸发酵： 切断或减弱支路代谢， 解除反馈调节， 解除代谢互锁， 改善膜的通透性， 增加前体物的合成， 选育温度敏感突变株， 选育脲酶回复突变株， 利用基因工程技术构建赖氨酸工程菌株 19、谷氨酸发酵： 切断或减弱支路代谢， 解除自身反馈调节， 增加前体物， 提高细胞膜的渗透性 选育强化能量代谢的突变株 其他遗传标记利用基因工程技术构建谷氨酸

7、工程菌株。 20、色氨酸发酵： 切断支路代谢， 解除自身反馈调节， 增加前体物， 切断进一步代谢， 利用基因工程技术构建色氨酸工程菌株， 其他标记。利用细胞融合或转导的方法进行遗传重组可使产量提高。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。×，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。×，酶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

8、启动基因通过转录、转译控制结构基因的表达。×，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。×，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。×，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，在基因工程操作中常用型限制性核酸内切酶。×，基因工程操作中常用型限制性内切酶。9.反馈抑制作用的酶一定是变构酶，

9、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 ） A 快 B 慢 C 相等 D 无法比较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

10、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 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.

11、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的制备，受体细胞对D

12、NA的吸收，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。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，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

13、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，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

14、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l0ml基本培养基，冷却至4550，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4550的10mi完全培养基，凝固后，培养23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

15、、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

16、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80，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。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DNAmRNA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

17、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。出发菌纯化细胞或

18、孢子悬浮液的制备诱变剂处理中间培养 目的突变菌株分离初筛复筛生产性实验。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：供体目的DNA的提取、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。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

19、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）-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；（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）出发菌纯化细胞或孢子悬浮液的制备诱变剂处理中间培养目的突变菌株分离初筛复筛生产性实验。2、操作要

20、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.利用基因工程技术构建氨基酸工程菌株的步骤及关键技术。.氨基酸基因工程菌株构建的基本内容是有目的地对遗传物质功能单位进行综合分析，创造有价值的微生物品系，以改变氨基酸的品质或提高产量。基因工程的基本步骤主要有包括：目的基因的制取；基因载体的选择与构建；目的基因与载体DNA的拼接；重组体分子导入受体细胞，筛选和无性繁殖（克隆）；外源基因的表达和产物的分离纯化。主要技术有：DNA，mRNA 和质粒的提取；DNA的体外切割与连接技术；克隆及表达载体的构建技术；转化技术；DNA的核酸序列分析技术、琼脂糖凝胶电泳和Southe