【文章內(nèi)容簡介】 具有不同的形式。催化同一化學(xué)反應(yīng)而化學(xué)組成不同的一組酶。 13. 初級(jí)代謝產(chǎn)物 ：是指微生物產(chǎn)生的，生長和繁殖所必須的物質(zhì)，如蛋白質(zhì)、核酸等。 14. 次級(jí)代謝產(chǎn)物 ：是指由微生物產(chǎn)生的，與微生物生長和繁殖無關(guān)的一類物質(zhì)。 15. 分叉中間體 ： 糖代謝中間體，既可用來合成初級(jí)代謝產(chǎn)物，又可以用來合成次級(jí)代謝產(chǎn)物的中間體，如丙二酰 CoA 16. 糖酵解 ：葡萄糖經(jīng)過 1， 6二磷酸果糖生成 3磷酸甘油醛 ， 3磷酸甘油醛再降解生成丙酮酸并產(chǎn)生 ATP的代謝過程。 17. 巴斯德效應(yīng) ：在好氧條件下，酵母發(fā)酵能力降低的現(xiàn)象 。 問答題 1. 生物氧化的形式、過程和功能 答： 生物氧化的形式包括某物質(zhì)與氧結(jié)合、脫氫或失去電子三種； ?生物氧化的過程可分脫氫（或電子）、遞氫（或電子）和受氫（或電子）三個(gè)階段 ? 生物氧化的功能則有產(chǎn) 能（ ATP）、產(chǎn)還原力 [H]和產(chǎn)小分子中間代謝物三種。 2. 操縱子學(xué)說解釋酶的誘導(dǎo)機(jī)制 答： 3. 大腸桿菌色氨酸操縱子 答： trp操縱子是由一個(gè)啟動(dòng)子和一個(gè)操縱基因區(qū)組成。該操縱基因控制一個(gè)編碼色氨酸生物合成需要的 5種蛋白的多順反子 mRNA的表達(dá)。 4. 葡萄糖效應(yīng)，解釋二次生長現(xiàn)象 5. 乳糖操縱子 答： 大腸桿菌中控制β半乳糖苷酶誘導(dǎo)合成的操縱子。包括調(diào)控元件 P(啟動(dòng)子 )和 O(操縱基因 )，以及結(jié)構(gòu)基因 lacZ(編碼半乳糖苷酶 )、 lacY(編碼通透酶 )和 lacA(編碼硫代半乳糖苷轉(zhuǎn)乙?；?)。 在沒有誘導(dǎo)物時(shí)，調(diào)節(jié)基因 lacI 編碼阻遏蛋白，與操縱基因 O 結(jié)合后抑制結(jié)構(gòu)基因轉(zhuǎn)錄；乳糖的存在可與 lac阻遏蛋白結(jié)合誘導(dǎo)結(jié)構(gòu)基因轉(zhuǎn)錄，以代謝乳糖。 6. 代謝的人工控制的方法 答： 在發(fā)酵工業(yè)中，為了大量積累人們所需要的代謝產(chǎn)物，必須人為地打破微生物細(xì)胞內(nèi)代謝的自動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，使代謝朝人們所希望的方向進(jìn)行，這就是所謂的代謝的人工控制。采用遺傳學(xué)和生物化學(xué)方法實(shí)現(xiàn)。 1) 遺傳學(xué)方法：通過改變微生物遺傳物質(zhì)從根本上大批微生物原有的代謝控制機(jī)制。 2) 生物化學(xué)法 ? 添加前體繞過反饋控制點(diǎn) ? 添加誘導(dǎo)劑 ? 發(fā)酵與分離過程耦合 ? 控制細(xì)胞膜的通透性 ? 控制發(fā)酵的培養(yǎng)基成分 7. 初級(jí)代謝和次級(jí)代謝的調(diào)節(jié)方式有哪些？ 答： 初級(jí)代謝的調(diào)節(jié)方式 1) 產(chǎn)能代謝的調(diào)節(jié)：能荷調(diào)節(jié) 2) 核蛋白體合成的調(diào)節(jié) 3) 氨基酸、核苷酸合成代謝的調(diào)節(jié) 次級(jí)代謝的調(diào)節(jié)方式 1) 初級(jí)代謝對(duì)次級(jí)代謝的調(diào)節(jié) 2) 碳代謝物的調(diào)節(jié)作用 3) 氮代謝物的調(diào)節(jié)作用 4) 磷酸鹽的調(diào)節(jié)作用 5) 次級(jí)代謝中的誘導(dǎo)作用及產(chǎn)物的反饋?zhàn)饔? 6) 次級(jí)代謝中細(xì)胞膜透性調(diào)節(jié) 8. 提高初級(jí)代謝產(chǎn)物和次級(jí)代謝產(chǎn)物的方法有哪些？ 答： 提高 初級(jí)代謝產(chǎn)物產(chǎn)量的方法 1) 使用誘導(dǎo)物 2) 除去誘導(dǎo)物 —— 選育組成性產(chǎn)生菌 3) 降低分解代謝產(chǎn)物濃度，減少阻遏的發(fā)生 4) 解除分解代謝阻遏 —— 篩選抗分解代謝阻遏突變株 5) 解除反饋抑制 —— 篩選抗反饋抑制突變株 6) 防止回復(fù)突變的產(chǎn)生和篩選負(fù)變菌株的回復(fù)突變株 7) 改變細(xì)胞膜的通透性 8) 篩選抗生素抗性突變株 9) 選育條件抗性突變株 10) 調(diào)節(jié)生長速率 11) 加入酶的競(jìng)爭性抑制劑 提高次級(jí)代謝產(chǎn)物產(chǎn)量的方法 次級(jí)代謝產(chǎn)物：細(xì)胞生長不必需的，無明顯生理功能的微生物代謝產(chǎn)物。 1) 補(bǔ)加前體 類似物 2) 加入誘導(dǎo)物 3) 防止碳分解代謝阻遏或抑制的發(fā)生 4) 防止氮代謝阻遏的發(fā)生 5) 篩選耐前體或前體類似物的突變株 6) 選育抗抗生素突變株 7) 篩選營養(yǎng)缺陷型的回復(fù)突變株 8) 抗毒性突變株的選育 9. 糖酵解途徑的特點(diǎn)及其調(diào)節(jié)機(jī)制 答： 特點(diǎn)為①糖酵解途徑是單糖分解的一條重要的途徑，它存在于各種細(xì)胞中，他是葡萄糖有氧、無氧分解的共同途徑；②糖酵解途徑的每一步都是由酶催化的，其關(guān)鍵酶有己糖激酶、磷酸果糖激酶、丙酮酸激酶；③當(dāng)以其他糖類作為碳源和能源時(shí)，先通過少數(shù)幾步反應(yīng)轉(zhuǎn)化為糖酵解途徑的中 間產(chǎn)物，這是從葡萄糖合成細(xì)胞組成城根的標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)序列同樣有效。調(diào)節(jié)機(jī)制為糖的調(diào)節(jié)主要是能荷的控制，就是受細(xì)胞內(nèi)能量水平的控制。在生物體內(nèi) ATP和 ADP是有一定比例的。由于細(xì)胞內(nèi)維持一定的能荷，對(duì)糖酵解進(jìn)行由此奧的調(diào)節(jié)。當(dāng)體系中 ATP含量高時(shí)， ATP已知磷酸果糖激酶和丙酮酸激酶的活性，使糖酵解減少。但需能反應(yīng)加強(qiáng)時(shí)， ATP分解為 ADP和 AMP， AIP減少， ADP、 AMP增加， AIP的抑制作用被解除，同時(shí) ADP、 AMP激活己糖激酶和磷酸果糖激酶，使 6磷酸葡萄糖、 1， 6二磷酸果糖、 3磷酸甘油醛濃度增加，他沒都 是丙酮酸激酶的激活劑，使糖酵解加快。 10. 甘油發(fā)酵的機(jī)制，如何使甘油大量積累 答：酵母菌在無氧 條件下所生成的乙醇是由乙醛獲得了氫。如果改變條件，使乙醛這個(gè)中間產(chǎn)物不存在，那么酵母菌就不會(huì)產(chǎn)生乙醇。這樣就使乙醛不能作為受氫體，而迫使磷酸二羥丙酮作為受氫體，在 a磷酸甘油脫氫酶（ NAD+為輔酶）催化下生成 a磷酸甘油， a磷酸甘油水解便生成 a甘油。 積累方法：加入某種抑制劑，亞硫酸鹽法；改變發(fā)酵條件，堿法。 11. 比較同型乳酸發(fā)酵和異型乳酸發(fā)酵的異同 答：相同點(diǎn)是產(chǎn)物都是乳酸，都有 ATP的生成，都是 無氧反應(yīng)；不同點(diǎn)是 同型產(chǎn)物只有乳酸而異型產(chǎn)物除乳酸外還有乙醇和 CO2，兩者的發(fā)酵菌種不同，發(fā)酵機(jī)制不同，發(fā)酵途徑 不同， EMP途徑中丙酮酸作為受氫體，被還原為乳酸 ，異型 途徑有兩個(gè) HMP途徑 和 雙歧途徑 。 12. 說明甲烷發(fā)酵的機(jī)理和其三個(gè)階段 答：即歷史厭氧菌將糖類、脂肪、蛋白質(zhì)等股雜的有機(jī)物最終分解成甲烷和 CO2。 三個(gè)階段 第一階段是有機(jī)聚合物水解生成單體化合物，進(jìn)而分解成個(gè)各種脂肪酸、 CO2和氫 氣；第二階段是各種脂肪酸進(jìn)行反解生成乙酸、 CO2和氫氣；第三階段是由乙酸和 CO2氫氣反 應(yīng)生成甲烷。 13. 說明檸檬酸發(fā)酵的生物合成途徑及其代謝調(diào)節(jié)積累機(jī)制 答：葡萄糖經(jīng) EMP途徑生成丙酮酸，丙酮酸在悠揚(yáng)的條件下，一方面氧化脫羧生成乙酰 COA，另一方面丙酮酸所畫生成草酰乙酸，草酰乙酸與乙酰 COA在檸檬酸合酶的作用下所和生成檸檬酸 代謝調(diào)節(jié)積累機(jī)制 ：①由錳缺乏抑制了蛋白質(zhì)的合成，而導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)的 NH4+濃度升高和一條呼吸活性強(qiáng)的側(cè)系呼吸鏈不產(chǎn)生 ATP，這兩方面分別解除了對(duì)磷酸果糖激酶的代謝調(diào)節(jié)，促進(jìn)了 EMP途徑暢通；②又組成性的丙酮酸羧化酶源源不斷提供草酰乙酸；③在控制 Fe2+含量的情況下，順烏頭酸酶活性低，從而使檸檬酸積累；④丙酮酸氧化脫羧生成乙酰COA和 CO2固定 兩個(gè)反應(yīng)平衡，以及檸檬酸合成酶不被調(diào)節(jié)增強(qiáng)了合成檸檬酸能力； ⑤ 檸檬酸積累增多， PH低，在低 PH時(shí)，順烏頭酸酶和異檸檬脫氫酶失活，從而進(jìn)一步促進(jìn)了檸檬酸自身的積累。 14. 介紹氨基酸的分類、細(xì)胞內(nèi)氨基酸合成的特點(diǎn)及其大量積累的方法。 答： 谷氨酸族 、 天門冬氨酸族 、 丙酮酸族 、 丙糖族 、 芳香族 、 核糖族 。特點(diǎn)： 發(fā)酵所產(chǎn)生的產(chǎn)物 氨基酸，都是微生物的中間代謝產(chǎn)物，它的積累是建立于對(duì)微生物正常代謝的抑制，氨基酸發(fā)酵的關(guān)鍵是取決于 其控制機(jī)制是否能夠被解除，是否能打破微生物的正常代謝調(diào)節(jié)，人為地控制微生物的代謝。 積累方法： ①控制發(fā)酵的環(huán)境條件②控制細(xì)胞滲透性③控制旁路代謝④降低反饋?zhàn)饔梦锏臐舛娶?消除終產(chǎn)物的反饋抑制與阻遏作用 ⑥ 促進(jìn) ATP的積累，以利于氨基酸的生物合成。 15. 谷氨酸的生物合成途徑及其調(diào)節(jié)機(jī)制 答： 合成途徑 圖 613； 調(diào)節(jié)機(jī)制：圖 334， EMP途徑， HMP途徑， TCA、 DCA和 CO2固定作用，氨的導(dǎo)入、細(xì)胞膜通透性控制 發(fā)酵機(jī)理 fermentation mechanism 代謝控制發(fā)酵 metabolic control fermentation 糖酵解 glycolysis巴斯德效應(yīng) Pasteur effectEMP途徑 /糖酵解途徑 EmbdenMeyerhof pathway HMP途徑 /磷酸己糖途徑 hexose monophosphate pathwayED途徑 / EntnerDoudoroff pathway PK途徑 /磷酸戊糖途徑 phosphopentose pathwayTCA循環(huán) /三羧酸循環(huán) tricarboxylic acid cycle DCA循環(huán) /乙醛酸循環(huán) glyoxylate cycle嘌呤核苷 酸 purine nucleotide 嘧啶核苷酸 pyrimidine nucleotide新陳代謝 metabolism合成代謝 anabolism分解代謝 catabolism 能量代謝 energy metabolism生物氧化 biological oxidation呼吸 respiration 無氧呼吸 anaerobic respiration發(fā)酵 fermentation組成酶 constitutive enzyme 誘導(dǎo)酶 inducible enzyme誘導(dǎo) induction阻遏 repression阻遏物 repressor 末端代謝產(chǎn)物阻遏 terminal repression操縱子 operon操縱基因 operator/operator gene 調(diào)節(jié)基因 regulatory gene阻遏蛋白 repressor protein結(jié)構(gòu)基因 structural gene 分解代謝產(chǎn)物阻遏 catabolite repression葡萄糖效應(yīng) glucose effect/glucose repression 調(diào)節(jié)酶 regulatory enzyme激活劑 activator抑制劑 inhibitor效應(yīng)物 effector能荷 energy charge 反饋調(diào)節(jié) feedback regulation反饋控制 feedback control 協(xié)同或多價(jià)反饋控制 concerted feedback control/polyvalent feedback control 合作反饋控制 cooperative feedback control積累反饋控制 accumulative feedback control 順序反饋控制 sequential feedback control同工酶控制 isoenzyme feedback control 反饋抑制 feedback inhibition營養(yǎng)缺陷型突變株 auxotrophic mutant 初級(jí)代謝產(chǎn)物 primary metabolite次級(jí)代謝產(chǎn)物 secondary metabolite 分叉中間體 forked intermediate metabolite調(diào)節(jié)機(jī)制 regulatory mechanism 厭氧發(fā)酵 anaerobic fermentation酒精發(fā)酵 alcoholic fermentation雜醇油 fusel oil 高級(jí)醇 higher alcohol糠醛 furfurol/furfural/furfuraldehyde甲醇 methanol 甘油發(fā)酵 glycerin fermentation 同型乳酸發(fā)酵 homolactic fermentation異型乳酸發(fā)酵 heterolactic fermentation 甲烷（沼氣）發(fā)酵 methane fermentation/mash gas fermentation 好氧發(fā)酵 aerobic fermentation有機(jī)酸發(fā)酵 anic acid fermentation 檸檬酸發(fā)酵 citric acid fermentation氨基 酸發(fā)酵 amino acid fermentation 谷氨酸發(fā)酵 glutamic acid fermentation核酸類發(fā)酵 nucleic acid fermentation 抗生素發(fā)酵 antibiotic fermentatio 第七章 名詞解釋 1. 發(fā)酵動(dòng)力學(xué) : 2. 本征動(dòng)力學(xué) /微觀動(dòng)力學(xué) 3. 反應(yīng)器動(dòng)力學(xué) /宏觀動(dòng)力學(xué) 4. 分批發(fā)酵 :采用單罐深層分批發(fā)酵 ,機(jī)制一次性裝入罐內(nèi) ,在適宜條件下接種進(jìn)行反應(yīng) ,經(jīng)過一定時(shí)間后 ,將全部反應(yīng)物取出。 5. 補(bǔ)料分批發(fā)酵 ：是指在分批發(fā)酵培養(yǎng)過程中，間歇或連續(xù)地 不加新鮮培養(yǎng)基。 6. 連續(xù)發(fā)酵 ：是在微生物培養(yǎng)到對(duì)數(shù)生長期是在發(fā)酵罐中一方面以一定速度連續(xù)不斷地流加 新鮮培養(yǎng)基 ，另一方面又以同樣速度連續(xù)不斷地 將發(fā)酵液排出，是發(fā)酵罐中微生物的生長和代謝活動(dòng)始終保持旺盛的穩(wěn)定狀態(tài)，而 PH、溫度、營養(yǎng)成分濃度、溶解氧等都保持一定，噬菌體維持在恒定生長速率下生長和發(fā)酵。 7. 恒濁器 ： 8. 恒化器 問答題 1. 分批發(fā)酵、補(bǔ)料分批發(fā)酵、連續(xù)發(fā)酵的操作形式及其優(yōu)缺點(diǎn) 答：分批培養(yǎng) 在發(fā)酵開始時(shí)將微生物接種如一滅菌的新鮮培養(yǎng)基中，在