【正文】 用屬于酶合成的調(diào)節(jié) B．谷氨酸與谷氨酸脫氫酶的結(jié)合可以使酶結(jié)構產(chǎn)生不可逆改變 C．促使谷氨酸釋放到細胞外的措施可以促進谷氨酸的發(fā)酵生產(chǎn) D．谷氨酸只能由α－酮戊二酸發(fā)生還原氨基化作用生成 。 。 ，發(fā)酵可分為 __有（需）氧發(fā)酵；厭氧發(fā)酵 _兩大類。 物合成的途徑包括 EMP， HMP， TCA循環(huán)， DCA循環(huán)， CO2 固定作用。 。 EMP 途徑，產(chǎn)物為 乳酸 ，腸膜明串珠菌進行異型乳酸發(fā)酵時通過 HMP 途徑，產(chǎn)物為乳酸、 乙醇和 二氧化碳 。 3) 溫度能影響生物合成方向。 4) 根據(jù)代謝控制的要求，選擇單產(chǎn)高的營養(yǎng)缺陷型突變菌株或調(diào)節(jié)突變菌株或野生菌株。 發(fā)酵生產(chǎn)中如何調(diào)節(jié) pH 值 答：在實際發(fā)酵生產(chǎn)中，調(diào)節(jié) pH 值的方法應根據(jù)具體情況加以選用。 答：發(fā)酵工業(yè)經(jīng)歷了以下幾個不同階段： 1) 自然（天然）發(fā)酵時期 2) 純培養(yǎng)技術的建立 3) 通氣攪拌（好氣性）發(fā)酵（工程）技術的建立 4) 人工誘變育種與代謝控制發(fā)酵工程技術的建立 5) 開拓新型發(fā)酵原料時期 6) 與基因操作技術相結(jié)合的現(xiàn)代發(fā)酵工程技術階段 答：在微生物合成代謝過程中，反饋阻遏和反饋抑制往往共同對代謝起著調(diào)節(jié)作用，它們通過對酶的合成和酶的活性進行調(diào)節(jié)，使細胞內(nèi)各種代謝 物濃度保持在適當?shù)乃健? 3) 菌種生長和發(fā)酵速度較快，發(fā)酵周期短。 答：發(fā)酵醪的一般特征是： 1) 發(fā)酵醪大部分是水； 2) 發(fā)酵醪中發(fā)酵產(chǎn)物濃度較低； 3) 發(fā)酵醪中的懸浮固體物主要含有菌體和蛋白質(zhì)膠狀物； 4) 培養(yǎng)基殘留成 分中含有無機鹽類、非蛋白質(zhì)大分子雜質(zhì)及其降解產(chǎn)物； 5) 除發(fā)酵產(chǎn)物外，伴有一些代謝副產(chǎn)物； 6) 發(fā)酵醪中含有色素、熱原質(zhì)、毒性物質(zhì)等有機雜質(zhì)。該法操作簡單，又不會 明顯影響生物活性，是比較理想的方法，目前應用最多。而工業(yè)意義上的“發(fā)酵”，它泛指利用微生物制造成生產(chǎn)某些產(chǎn)品的過程。 在谷氨酸發(fā)酵中，如果能夠改變細胞膜的通透性，使谷氨酸不斷地排到細胞外面，就會大量生成谷氨酸。谷氨酸產(chǎn)生菌是好氧菌，通風和攪拌不僅會影響菌種對氮源和碳源的利用率，而且會影響發(fā)酵周期和谷氨酸的合成量。如隨著氮源的利用，放出氨， pH 會上升；當糖被利用生成有機酸時， pH會下降。原因主要有：原料性狀影響滅菌效果；實罐滅菌時未能充分排出罐內(nèi)空氣；培養(yǎng)基連續(xù)滅菌時，蒸汽壓力波動大，培養(yǎng)基未達到滅菌溫度，導致滅菌不徹底而污染；設備、管道存在“死角”。 (3 分 ) 3) 染菌后的挽救措施要根據(jù)不同生產(chǎn)菌株的特點、產(chǎn)品性質(zhì)以及各工廠的具體情況，采取可行辦法。生物素缺陷型菌種因不能合成生物素，從而抑制了不飽和脂肪酸的合成。當菌體生長到穩(wěn)定期，適當提高溫度有利于產(chǎn)酸，因此，在發(fā)酵后期，可將溫度提高到 34～ 37 ℃。 1) 培養(yǎng)基：對于某一菌種和具體設備條件來說，最適宜的培養(yǎng)基成分配比完全應該進行多因素的優(yōu)選，通過對比試驗去確定，從而最大地發(fā)揮菌種的特性，提高產(chǎn)量。在種子擴培過程中。 答：首先，培養(yǎng)基中的營養(yǎng)物質(zhì)應全面，缺乏營養(yǎng)物質(zhì)，會影響菌種的生長繁殖及正常的代謝活動。而堿性物質(zhì)的消耗和氨的生成等則會導致培養(yǎng)液的 pH 上升。通常以菌體處于生長旺盛期（對數(shù)生長期）為合適。各種微生物都有自己生長與合成酶的最適 pH 值。必須加 強接種室的消毒管理工作，定期檢查消毒效果，嚴格無菌操作技術。 4) 對于好氣性發(fā)酵來說，氧傳遞速率已成為發(fā)酵產(chǎn)量和發(fā)酵周期的限制因素。 5) 發(fā)酵工業(yè)上氧的利用率很低。種子罐級數(shù)越少，越有利于簡化工藝，便于控制，減少染菌。 5) 通氣和攪拌：溶解氧參與菌體 呼吸作用。接種量取決于菌種在發(fā)酵罐中生長繁殖速度，接種量的大小直接影響發(fā)酵周期，應依據(jù)具體的發(fā)酵類型和工藝條件而定。 第四，染菌的控制。 其次，各種營養(yǎng)物質(zhì)的比例和濃度會影響菌種的代謝途徑等。 5) 通氣和攪拌：通氣可以供給大量的氧， 而攪拌則能使通氣的效果更好。通常以菌體處于生長旺盛期（對數(shù)生長期）為合 適。谷氨酸產(chǎn)生菌發(fā)酵的最適 pH 在 ～ 。因此，磷脂的合成量也相應減少，這就會導致細胞膜結(jié)構不完整，提高細胞膜對谷氨酸的通透性。當生物素缺乏時，菌種生長十分緩慢；當生物素過量時，則轉(zhuǎn)為乳酸發(fā)酵。發(fā)酵設備、管道、閥門、的長期使用，由于腐蝕、磨擦和振動等原因，往往造成滲漏。它是谷氨酸發(fā)酵過程中必需的，但濃度不能過高，否則會轉(zhuǎn)向纈氨酸發(fā)酵。②溫度。因此，對谷氨酸產(chǎn)生菌的選育，往往從控制磷脂的合成或使細胞膜受損傷入手，如生物素缺陷型菌種的選育。產(chǎn)品既有微生物細胞代謝產(chǎn)物，也包括菌 體細胞（如單細胞蛋白 SCP）、酶等。 答：氧化塘法處理廢水中污染物，主要是由于好氧性微生物的代謝活動而氧化降解，氧化有機物所需的溶解氧，由塘內(nèi)藻類的光合作用以及塘面的復氧作用提供。待測物質(zhì)經(jīng)擴散作用進入生物膜層，經(jīng)分子識別，發(fā)生特異性的生化反應，產(chǎn)生的信號繼而被相應的化學或物理換能器轉(zhuǎn)換成可定量、可處理的電信號，再經(jīng)放大輸出，就可從儀表上讀取待測物的濃度。 4) 根據(jù)代謝控制的要求，選擇單產(chǎn)高的營養(yǎng)缺陷型突變菌株或調(diào)節(jié)突變菌株或野生菌株。 此外，前者的作用往往會影響催化一系列反應的多個酶，而后者往往只對是一系列反應中的第一個酶起作用。初始 pH 值是指發(fā)酵液配制完畢后、滅菌前的 pH 值 (注意：滅菌前與滅菌后 pH 值有所不同 )。 6) 菌種純粹，遺傳性狀穩(wěn)定，以保證發(fā)酵生產(chǎn)和產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性。 5) 同一種生產(chǎn)菌，菌體生長和積累代謝產(chǎn)物的最適溫度往往不同。 六、簡答題 答：菌種保藏的基本原理主要是根據(jù)菌種的生理生化特點，人工地創(chuàng)造條件，使菌種的代謝活動處于不活潑狀態(tài)，同時，使菌種避免污染、死亡和變異。 ，光能異養(yǎng)型，化能自養(yǎng)型，化能異養(yǎng)型。 ，氨基酸，堿基，它們對微生物所起的作用是供給微生物自身不能合成但又是其生長必需的有機物質(zhì)。 、誘變育種； 代 謝控制育種；基因重組定向育種 等。 ATP。 、磷酸丙糖激酶、丙酮酸激酶。 、結(jié)構不同的一組酶 √ 長繁殖溫度就是微生物代謝的最適溫度?！? 、孢子和胚芽。 ：是使空氣通過經(jīng)高溫滅菌的介質(zhì)過濾層，將空氣中的微生物等顆粒阻截在介質(zhì)層中，而達到除菌的目的。 ：是指以一定的速度向發(fā)酵罐內(nèi)添加新鮮培養(yǎng)基，同時以相同的速度流出培養(yǎng)液，從而使發(fā)酵罐內(nèi)的液量維持恒定，使培養(yǎng)物在近似恒定狀態(tài)下生長的培養(yǎng)方法。 總反應式： 2 葡萄糖 + H2O 2 甘油 + 乙醇 + 乙酸 + 2CO2 值（葡萄糖值）：表示淀粉水解程度及糖化程度，指葡萄糖（所有測定的還原糖都當作葡萄糖來計算）占干物質(zhì)的百分率。 ：微生物細胞在其對數(shù)生長期所產(chǎn)生的產(chǎn)物，往往是細胞生長和繁殖中所必需的物質(zhì)，如糖、氨基酸、脂肪酸、核苷酸以及由這些化合物聚合而成的高分子化合物，如多糖、蛋白質(zhì)、脂類和核酸等，這些化合物稱為初級代謝產(chǎn)物。 ：微生物的耗氧速率受發(fā)酵液中氧的濃度的影響，各種微生物對發(fā)酵液中溶氧濃度有一個最低要求，這一溶氧濃度叫做臨界氧濃度。 ：指微生物在無氧條件下，分解各種有機物質(zhì)產(chǎn)生能 量的一種方式。 ：使微生物群體附著在固體介質(zhì)（濾料）的表面形成生物膜，廢水與生物膜接觸過程中，有機污染物質(zhì)被吸附且氧化分解，使廢水得到凈化的廢水處理方法。實際測定水樣在 20℃ 下培養(yǎng) 5d 的需氧量 BOD5。 ，稱為天然培養(yǎng)基?！? 。 ，細菌首先經(jīng)歷一個適應期，此期間細胞處于代謝活動的低潮，所以細胞數(shù)目并不明顯增加。 ；攪拌熱；蒸發(fā)熱和輻射熱等幾種熱。 、氮源；無機鹽；生長因子和水。 %。 機制有分解代謝物調(diào)節(jié)，磷酸鹽調(diào)節(jié)， NH4+的抑制作用，次級代謝的反饋調(diào)節(jié)和次級代謝的能荷調(diào)節(jié)等。 ，蛋白胨 _等，無機氮源有 硫酸銨，硝酸鈉， 等。 1) 溫度升高，酶促反應速度加大，生長代謝加快，產(chǎn)物生成提前。 2) 發(fā)酵條件粗放、易于控制，且所需的酶活性高。 .答：微生物分解有機物釋放的能量，一部分用于合成 ATP，另一部分散發(fā)到培養(yǎng)基中時，會引起發(fā)酵溫度升高（生物熱）；機械攪拌也會產(chǎn)生一部分熱量引起溫度升高（攪拌熱）?；蛘{(diào)節(jié)通氣量來控制 pH 值。 答：發(fā)酵工業(yè)對微生物 菌種的要求是： 1) 能在易得、價廉的原料制成的培養(yǎng)基上迅速生長，且代謝產(chǎn)物產(chǎn)量高。菌種退化，生產(chǎn)性能下降 是生產(chǎn)中常碰到的問題。 7) 在使用高壓滅菌鍋時，必須將滅菌鍋內(nèi)的冷空氣完全趕光，否則壓力表所表示的壓力是水蒸汽壓力和空氣壓力的總和，不是水蒸汽的實際壓力，它所相當?shù)臏囟扰c滅菌鍋內(nèi)的溫度是不一致的。 “發(fā)酵”和工業(yè)意義上的“發(fā)酵”概念的異同。 缺點：固定化過程中往往會引起酶的 七、論述題 答：在谷氨酸發(fā)酵過程中，影響菌種代謝途徑的因素有氧、溫度、 pH 和磷酸鹽等， 并且谷氨酸產(chǎn)生菌需要生長因子──生物素。而不飽和脂肪酸是磷脂的組成成分之一。 ③ pH。 2) 無 菌空氣帶菌。 發(fā)酵生產(chǎn)中一旦發(fā)現(xiàn)污染雜菌，應考慮采取以下措施： 1) 首先應盡力尋找染菌的原因和途徑，杜絕后患。研究表明，影響細胞膜通透性的主要因素是細胞膜中的磷脂含量。尤其是在發(fā)酵后期，加大通氣量有利于谷氨酸的合成。④磷酸鹽。 3) 溫度：溫度直接影響微生物生長和合成酶。 8) 種子罐級數(shù)：制備種子需逐級擴大培養(yǎng)的次數(shù)。當 pH 下降，呈酸性時，谷氨酸棒狀桿菌就會生成乙酰谷氨酰胺。 1) 培養(yǎng)基：主要是碳源、氮源、無機鹽、生長素和水等。溫度直接影響酶反應，從而影響著生物體的生命活動。通氣過程中，影響溶解氧的因素：菌種（絲狀影響最大）、培養(yǎng)基性質(zhì)、培養(yǎng)階段、發(fā)酵罐的結(jié)構等。 2) 氧是難溶氣體，在 25℃、 100MPa 下，氧在純水中的溶解度為 ，在發(fā)酵液中的溶解度為 ；在谷氨酸發(fā)酵的操作條件下，發(fā)酵液中氧的飽和濃度約為,這樣的溶氧濃度菌的正常呼吸只能維持 20～ 30s。