6．B、C、D点拨：本题考查选择培养基的用途，属于应用层次。在缺乏氮源的培养基上大部分微生物无法生长，但固氮细菌能生长，用这种培养基可分离出固氮细菌。在培养基中加入青霉素可以抑制细菌和放线菌，但不影响霉菌的生长，用这种培养基可分离出霉菌。在培养基中加入lO%的酚可以抑制细菌和霉菌，但不影响放线菌的生长，刖这种培养基可分离出放线菌。

回顾7测试考点5、8　 发酵工程的第一个重要工作是选择优良的单一纯种。消灭杂菌．获得纯种的方法包括(多选)(　　 )

　 A．根据微生物对碳源需要的差别．使用含不同碳源的培养基

　 B．根据微生物缺乏生长因子的种类．在培养基中增减不同的生长因子

　 C．根据微生物遗传组成的差异．在培养基中加入不同比例的核酸

　 D_根据微生物对抗生素敏感性的差异．在培养基中加入不同的抗生素

5．A　 点拨本题主要考查共生固氮微生物--根瘤菌的有关内容。不同的根瘤菌，各自只能侵入特定种类的豆科植物，有的根瘤菌只能侵入一种豆科植物，如大豆的根瘤菌只能侵入大豆的根；有的根瘤菌能够侵入多种豆科植物，如蚕豆的根瘤菌可以侵人蚕豆、菜豆和豇豆的根。

回顾6测试考点2　 通过选择培养基可以从混杂的微生物群体中分离出所需的微生物。在缺乏氮源的培养基上大部分微生物无法生长；在培养基中加入青霉素可以抑制细菌和放线菌；在培养基中加入10%的酚可以抑制细菌和霉菌。利用上述方法能从混杂的微生物群体中分别分离出(多选)(　　 )

　 A．大肠杆菌　 B．霉菌　　 C．放线菌　　 D．固氮细菌

4．C　 点拨：本题考查微生物群体生长曲线的变化规律。在微生物生长的曲线中，调整期一般不分裂增殖；稳定期中新增加的细胞数和死亡的细胞数达到动态平衡，上述两时期细菌数量无较大变化；而对数期，细胞数目以等比数列的形式增加，衰亡期细胞的死亡速率超过出生速率，这两个时期细菌数量变化都较大。

回顾5测试考点1、2、3　 下列关于固氮菌的叙述．错误的是(　　 )

　 A．一种根瘤菌能侵入所有种类的豆科植物

　 B．豆科植物与其根瘤内的根瘤菌互利共生

　 C．土壤中的根瘤菌不能固氮

　 D．具有根瘤的豆科植物能以氮气为氮源

3．C　 点拨：微生物生长曲线中的调整期，是微生物对新环境的调整或适应阶段，一般不分裂繁殖；对数期进入快速分裂阶段，是采样留种的最佳时期；在稳定期补充营养可以提高产量。各个生长时期不是固定不变的，可通过人为缩短生长周期。

回顾4测试考点4、7　 将少量的某种细菌接种到恒定容积的液体培养基中．并置于适宜的条件下培养，定期取样统计细菌的数目。如果以时间为横坐标．以细菌数目的对数为纵坐标作图．可以得到细菌的生长曲线。曲线中．细菌数量变化较大的时期为(　　 )

　 A．衰亡期和调整期　　 B．调整期和稳定期　 C．对数期和衰亡期　　 D．稳定期和对数期

回顾1测试考点1、2　 分)下列关于平菇培养的操作程序．正确的是(　　 )

　 A．配制牛肉膏蛋白胨培养基．接种，高压蒸气灭菌．培养　 ．

　 B．配制牛肉膏蛋白胨培养基．高压蒸气灭菌．接种，培养

　 C．配制棉籽壳培养基．接种．高压蒸气灭菌．培养

　 D．配制棉籽壳培养基。高压蒸气灭菌．接种．培养

l_D　 点拨：平菇的代谢类型属于异养型，需要提供现成的有机物才能生长。在胚目给出的选项中．B选项是实验室中培养细菌等的方法，D选项则是人们常用的培养平菇的方法。为了避免杂菌污染，应在接种前先进行灭菌处理。

回顾2测试考点2、5、6　 下列有关谷氨酸棒状杆菌的生长和谷氨酸发酵的叙述．错误的是(　　 )

　 A．组成酶是维持菌体基本生活的必要条件

　 B．菌体能合成各种生长因子．不需要从外界补充

　 C．发酵液pH呈酸性时．就会生成乙酰谷氨酰胺

　 D．细胞膜透性的改变．可解除代谢产物对有关酶活性的抑制

2．B　 点拨：生物体内的化学反应都需要酶的催化。组成酶是维持菌体基本生活的必要条件。谷氨酸棒状杆菌发酵过程中，需要不断地补充生长因子。当pH呈酸性时，会产生乙酰谷氨酰胺；当溶氧不足时，生成的代谢产物就会是乳酸或琥珀酸，细胞膜透性改变可解除代谢产物对有关酶活性的抑制。

回顾3测试考点4、7　 在利用谷氨酸棒状杆菌生产谷氦酸的过程中．下列叙述正确的是(　　 )

　 ①各个生长时期的长短是固定的．无法人为缩短生长周期②对数期是采样留种的最佳时期　 ③在稳定期补充营养物质可以提高产量　 ①调整期是收获代谢产物的最佳时期

　 A．①②　　 B．①①　　 C．②③　　 D．③①

3．相关微生物的代谢

　　 (1)微生物代谢异常旺盛的原因：①相对表面积很大，即表面积与体积比很大，因为小体积、大面积必然有一个巨大的营养吸收面，代谢废物的排泄面和环境信息的接受面；②吸收多，转化快；③生长旺，繁殖快；④适应强，易变异；⑤分布广，种类多。

　　 (2)微生物代谢过程合成代谢与分解代谢的关系：微生物的代谢即微生物的新陈代谢，简称代谢。新陈代谢包括合成代谢和分解代谢。分解代谢的功能在于保证正常合成代谢的进行，而合成代谢又反过来为分解代谢创造了更好的条件，两者相互联系，促进了生物个体的生长繁殖和种族的繁衍。分解代谢和合成代谢的相互关系如图8-28-15。

　　 微生物要进行正常的合成代谢，必须从分解代谢途径中抽走大量的代谢产物以满足其合成细胞基本物质的需要。这样一来．势必造成分解代谢不能正常运转，进而影响产能功能的严重后果。为解决上述矛盾，生物体在其长期进化过程中，发展了独特功能的代谢途径。

　　 (3)微生物独特的合成代谢途径：①生物固氮：固氮微生物，都是原核

考题8 分)图8 28 16表示制造啤酒的过程．据此回答下列问题：

(1)为什么要把原料放进沸水中混合?

(2)为什么要在混合物冷却后才把酵母菌加进去?

(3)请写出酵母菌所进行生理过程的化学反应方程式：

(4)研究者发现温度的变化对气体产量有影响，并在不同温度下测定气体的产量(如表8-28 11)。请在方格纸上，用表中数据，设计完成曲线图8-28一17。

　　 表8-28-11

微生物；②肽聚糖的合成：肽聚糖是微生物结构大分子，绝大多数原核生物细胞壁所含有的独特成分．它在细菌的生命活动中有着重要的功能。

考题8点拨：酵母菌发酵肜成酒精和二氧化碳·原料放入沸水中混合是杀灭细菌、消毒；等到混合物冷却后才加酵母菌是避免酵母菌失活；发酵罐加盖子．是为了满足无氧呼吸的条件；曲线图的绘制以温度为横坐标，以气体体积为纵坐标。答案：(1)杀火细菌、消毒　 (2)避免酵母菌受热失活　 (3)

量　 (1)纵坐标标注气体体积及其数值，作图8 28-18。总结提示：在进行微生物发酵时，应注意杂菌的污染．一般实验中采用高温灭菌的方法．在工业生产中则常采用化学杀菌(如使用KMnO₁)和大量接种菌种的手段。

Ⅲ．典型例题精讲精析　 蓦然回首灯火阑珊

2．发酵过程中pH的变化及调整

　　 微生物在其生命活动过程中，会改变外界环境的pH，即培养基的原始pH在培养微生物过程中时发生改变。

　　 培养基中成分与pH变化有关，碳氮比高的培养基，经培养后pH常会下降，碳氮比低的培养基经培养后，pH会明显上升。培养基内的pH在培养微生物的过程中会发生变化，对生产来说。往往不利，因此要及时调整培养基中pH。

考点6．影响发酵过程的因素(拓展考点)

　　 (1)温度：温度对微生物的影响是多方面的。首先，温度影响酶的活性。在最适温度范围内，随着温度的升高，菌体生长和代谢加快，发酵的速率加快。当超过最适温度范围以后，随着温度的升高，酶很快失活，菌体衰老，发酵周期缩短，产量降低，温度也能影响生物合成的途径。例如：金色链霉菌在30℃以下时，合成金霉素的能力较强，当温度超过35℃，则只合成四环素而不合成金霉素。此外，温度还影响发酵液的物理性质，以及菌种对营养物质的分解吸收等。因此，要保证正常的发酵过程，就需维持最适温度，但菌体生长和产物合成所需的最适温度不一定相同。如灰色链霉菌的最适生长温度为37℃，但产生抗生素的最适温度是28℃。通常，必须通过实验来确定不同菌种各发酵阶段的最适温度，采用分段控制。

　　 (2)pH：pH能够影响酶的活性，以及细胞膜的带电荷状况。细胞膜的带电荷状况如果发生变化，膜的透性会改变，从而有可能影响微生物对营养物质的吸收及代谢产物的分泌。此外，pH还会影响培养基中营养物质的分解等。在发酵过程中，随着菌体对营养物质的利用和代谢产物的积累，发酵液的．pH必须会发生变化。如尿素被分解时发酵液的NH_浓度就会上升pH随之上升。在工业生产上，常采用在发酵液中添加维持pH的缓冲系统，或通过中间补加氨水、尿素、碳酸铵或碳酸钙来控制pH。

　　 (3)溶解氧：氧的供应对需氧发酵来说，是一个关键因素。好氧型微生物对氧的需要量是很大的，但在发酵过程中菌种只能利用发酵液中的溶解氧，然而氧很难溶于水。因此，必须向发酵液中连续补充大量的氧，并要不断地进行搅拌，这样可以提高氧在发酵液中的溶解度。

　　 (4)泡沫：在发酵过程中，通过搅拌、微生物的代谢过程及培养基中某些成分的分解等，都有可能产生泡沫。发酵过程中产生一定数量的泡沫是正常现象，但过多的持久性泡沫对发酵是不利的。因为泡沫会占据发酵罐的容积，影响通气和搅拌的正常进行，甚至导致代谢异常，因而必须消除泡沫。常用的消除泡沫措施有两类：一类是安装消除泡沫挡板，通过强烈的机械振荡，促使泡沫破裂；另一类是使用消除泡沫剂。　　 ．

　　 (5)营养物质的浓度：发酵液中各种营养物质的浓度，特别是碳氮比、无机盐和维生素的浓度，会直接影响菌体的生长和代谢产物的积累。如在谷氨酸中，NH产浓度的变化会影响代谢途径。因此，在发酵过程中，也应根据具体情况进行控制。

考题6 分)谷氨酸发酵生产过程中，控制好发酵的条件是十分重要的，下列处理不正确的是(　 )

A．从控制磷脂合成或使细胞膜受损人手，提高谷氨酸棒状杆菌细胞膜的通透性，有利于提高谷氨酸的合成速度

B谷氨酸棒状杆菌属于好氧型细菌，发酵过程中应进行通气和搅拌，以提高培养液中的溶氧量

C．控制碳氮比例为3：1，既有利于谷氨酸棒状杆菌的大量繁殖又有利于谷氨酸的大量合成

D．在发酵过程中控制好温度，有利于谷氨酸高效持久地大量合成

考题6点拨：在谷氨酸生产过程中，谷氨酸在细胞内大量积累，会抑制谷氨酸脱氢酶的活性，从而导致谷氨酸合成受阻。在发酵过程　 中，应采用一定手段(如控制磷脂的合成或使细胞膜受损)改变细胞膜的通透性，使谷氨酸迅速排放到细胞外面，从而解除谷氨酸对谷氨酸脱氢酶的抑制作用，提高谷氨酸产量。在谷氨酸生产过程中，当培养基中碳源和氮源的比为4：1时，菌体大量繁殖而产生的谷氨酸少，当碳源和氮源比为3：1时，菌体繁殖受抑制，但谷氨酸的合成量大增。因此谷氨酸棒状杆菌扩大培养时，应将碳源与氮源比调整为4；1，而在发酵过程中，应将碳源与氮源比调整为3：1。答案：C。总结提示：微生物的正常生长离不开适宜的外界环境，在外界环境中的温度、pH等可通过影响微生物体内酶的活性来影响微生物的代谢，从而影响发酵过程，而溶解氧、泡沫、营养物质则是通过对反应底物的控制，来影响代谢，影响发酵工程的过程。

考点7自然种群增长曲线与微生物生长曲线的比较(拓展考点)

　　 (1)种群增长的“J”型和“s”型曲线：必修教材中的种群增长的“J”型和“S”型曲线。描述的是一个自然的、开放的、稳定的生态系统中的某种群个体数量的变化曲线。由于各种生态因素的制约，每一个成熟种群的出生率和死亡率一般来说是平衡的，因此，种群的个体数是相对稳定的。但是，如果没有环境因素的制约，如环境无限大，资源无限多，这样所有种群都有数量爆发性增加的潜力，使种群个体成倍地增加；如果以曲线表示，将形成“J”型曲线(如图8-28-11)；在自然界中，种群却不能无限制地增长。因为随着种群数量的增长，环境制约因素的作用也在增大，环境中制约种群增长的因素称为环境阻力。它包括同种个体之间对食物和空间的竞争加剧、疾病蔓延、捕食者因捕食对象的增多而增多等，从而导致死亡率增长、出生率降低，最终趋向平衡。因此，在自然环境中，种群的增长曲线是一个“S”型曲线(也称为逻辑斯蒂曲线)。种群达到环境所能负担的最大值，称为环境的满载量或负载能力，用“K”表示(如图8-28-11)。　　

　　 (2)微生物的生长曲线：该曲线描述了人工的、密闭的、恒定容积中的细菌群体从开始生长到死亡的动态变化过程。具体步骤是将少量的某种微生物(如细菌)接种到恒定容积的液体培养基中，在适宜的条件下培养，然后定期取样，测定培养基里细菌种群的生长情况；然后再以时间作横坐标，以细菌数目的对数作纵坐标得到的生长曲线(如图&28-12)。

考题7 )某酒厂以大米为主要原料用酵母菌生产酒精度数不低于12度的米酒，其主要工艺流程为：糖化一发酵一后加工(勾兑、贮运)。发酵过程主要是在5m³的发酵罐中进行，其主要工艺为：原料→接种菌种→通气培养→密封发酵。请分析并回答下列问题：

(1)糖化阶段主要包括蒸煮大米和加入“糖化酶”等。“糖化酶”使(大米中)淀粉发生的主要变化是　　　　　　　

(2)在发酵工艺中，接种菌种时常加尿素或其他肥料，其目的是 　　　　　　　。

(3)图8 28-13甲的横坐标代表氧分压，纵坐标代表相对值。图中能够表示酵母菌无氧呼吸产生C0₂变化的曲线和能够表示酵母菌有氧呼吸消耗糖的速度变化的曲线依次是 　　　　　　　。

(4)在图8-28-13乙中，用曲线表示在发酵阶段酵母菌种群个体数量变化的情况。

(5)在培养过程中，酵母菌所进行的呼吸作用的反应式为　　　　　　　　　　 。

考题7点拨：本题重在考查微生物生长曲线及自然条件下的种群数量变化曲线，淀粉被利用必须经过淀粉的水解过程，水解过程需淀粉酶、麦芽糖酶。在自然条件下微生物生长如果没有环境阻力则呈“J”型增长曲线，如果有环境阻力(生活资源、空间、天敌)则呈“s”型增长曲线，达到动态平衡。答案：(1)淀粉(2)供给酵母菌进行生长、发育和繁殖等生命活动所必需的氮源或无机盐(3)A、1：(4)见图8-28-14。

总结提示："s”型、“J”型种群增长曲线体现的是自然状态下的，而生长曲线则体现的是一定培养基，一定体积下的种群增长曲线是可人为控制的，如微生物的连续培养。

考点8．发酵工程的应用及相关知识(综合应用考点)

1．发酵过程的应用

3．微生物代谢的人工控制：(1)目的：最大限度积累对人类有用的代谢产物。(2)措施：①改变微生物的遗传特性：对微生物进行诱变处理，选择符合生产要求的菌种；②控制生产过程中的各种条件(表8-28-9)。

　　 表8-28-9

考题3-1 根据图8-28-2回答问题：　　

(1)当终产物合成过量时，往往会导致合成途径中断，原因是谷氨酸抑制了　　　　 的活性，这属于　　　　 的调节。

(2)假设B酶只有在细胞内出现某种中间产物后才能合成，则B酶是一种 　　　　酶。

(3)假设人们想利用葡萄糖、谷氨酸棒状杆菌产生a一酮戊二酸，请你利用现有知识，设计一个大量积累a一酮戊二酸的方案。

考题3-2　 图8-28 3为某种微生物体内合成氨基酸的途径。在发酵工程中利用该种微生物来生产大量氨基酸甲，可以采取的措施是(　　 )

A．增加酶①浓度 B．在高温、高压下发酵 C．对该种微生物进行诱变，选育出不能合成酶②的菌种

D．对该种微生物进行诱变，选育出不能合成酶③的菌种

考题3-1点拨：要解答该题首先要明确微生物代谢的调节包括两种方式，酶合成的调节和酶活性的调节。这两种调节方式同时存在，密切配合，协调起作用。其次，要明确各种调节方式的内涵。酶合成的调节是指只有在环境中存在某种物质的情况下，才能合成特定诱导酶的调节方式；酶活性的调节则是由于代谢过程中产生的物质与酶结合。致使酶的结构变化(此变化可逆)从而改变了酶活性的调节方式。由此可见，谷氨酸抑制了谷氨酸脱氢酶的活性，属于酶活性的调节。而B酶只有在细胞内出现某种中间产物后才能合成，则属于酶合成的调节，B酶是一种诱导酶。根据谷氨酸棒状杆菌生产谷氨酸的代谢途径可知．要想积累n一酮戊二酸，必需阻断a一酮戊二酸变成谷氨酸的过程，怎样才能阻断谷氨酸的合成呢?谷氨酸脱氢酶是其过程中的关键一环，根据基因控制蛋白质合成的原理改变控制谷氨酸脱氢酶合成的基因结构，就会阻断这一过程。因此，使用人工诱变手段或基因工程手段都可实现这一目的。答案；(1)谷氨酸脱氢酶；酶活性　 (2)诱导　 (3)方案一：对谷氨酸棒状杆菌进行诱变处理，利用选择培养基，从中选育出不能合成谷氨酸脱氢酶的菌种。方案二：利用基因工程手段，对控制合成谷氨酸脱氢酶的基因进行改造，使其不能合成谷氨酸脱氢酶。　　

考题3-2点拨：由题意可知，当氨基酸甲和乙都过量时，会抑制中间产物反应速度，而当氨基酸乙含量不过量时，抑制酶活性的作用　 被解除，合成代谢迅速恢复。因此要提高氨基酸甲的产量，除去酶③以除去其催化产物对中间产物的抑制。答案：D。总结提示；对微生物代谢的人工控制，应打破微生物代谢的反馈调节，产生更多的人们所需要的代谢产物。

考点4．微生物的生长及研究方法

　　 任何一种微生物的生长规律，都遵循种群数量变化规律。因此对于微生物的研究通常以微生物的群体为单位进行。

　　 (1)微生物生长的测定：①测生长量。湿重法：将一定量的菌液离心或过滤，得到菌体，反复洗涤后称湿重；干重法：将离心后得到的菌液置于100℃-105℃的烘箱中烘干，再称量；有些生理指标如耗氧量或二氧化碳等代谢产物的量，在一定条件下与群体的生长量成正比。因此，可以用这些指标来代表生长量。②测细菌的细胞数目--常用的测细菌细胞数目的方法有：血球计数法：将细菌置于血球计数器的计数室内，在显微镜下进行计数；涂片计数法：将一定量的菌液均匀地涂布在玻璃片的一定面积上，经固定染色后在显微镜下数视野中的菌数。

　　 (2)群体生长规律--生长曲线：如图8-28 4所示，它描述了细菌从开始生长到死亡的动态变化过程。四个主要时期的比较，见表8- 28-lO。

　　 表8-28-10

(3)影响微生物生长的环境因素：微生物的生长除受密度因素制约外．其变动往往也与一些非密度因素有关．例如温度、氧、pH等。

　　 ①温度：由于微生物的生命活动是由一系列生物化学反应组成的．而这些反应受温度的影响极为明显．因此．温度是影响微生物生长最重要的因素之一。最适生长的温度有时也简称为“最适温度”。其意义是某菌分裂代谢时最短或生长速率最高时的培养温度。但是．对同一微生物来说．其不同的生理生化过程有着不同的最适温度．也就是说，最适生长温度．不等于生长量最高时的培养温度，也不等于发酵速度最高时的培养温度或累积代谢产物量最高时的培养温度。超过最适生长温度．由于细胞内的蛋白质和核酸等发生了不可逆的破坏，微生物的生长速率会急剧下降；②pH：每种微生物的最适pH不同，超过最适pH范围．会影响酶的活性、细胞膜的稳定性等．从而影响生物对营养物质的吸收等；③氧：环境中氧含量的状况．对不同代谢类型的微生物群体的生长，具有不同的影响。因此细菌种群培养时应选择恰当的溶氧度。按照微生物与氧的关系。可分为：

考题4-1　 图8-28-5是细菌的生长曲线，a、b、c、d分别表示细菌的不同生长时期。下列关于各时期细菌生理特点的叙述，正确的是(　　 )

A．a时期细菌生长繁殖慢。但合成诱导酶迅速

B．b时期代谢最旺盛．与a和C期共同构成种群增长的“S”型曲线

C．C时期种内斗争非常激烈，死亡率远大于出生率

　 D．d时期初级代谢产物最多．人工连续培养可延迟该期的出现

考题4-2　 将大肠杆菌的质粒取出．接上人生长激素的基因以后．重新置人大肠杆菌细胞内．然后．用这种带有人生长激素基因的工程菌进行发酵．就能得到大量的人生长激素。图8-28-6反映工程菌的生长曲线．据图回答：

(1)在大规模生产中．需要将选育的工程菌菌种经过多次扩大培养．再进行接种．扩大培养选用[]　　　　 期的细菌．并通入无菌空气。

(2)若把大肠杆菌接种到含葡萄糖和乳糖的培养基中．只有葡萄糖全被消耗后才合成半乳糖苷酶来利用乳糖。这一事实表明半乳糖苷　 酶属于　　　　 。该调节方式的意义是　　　　 从而加强了大肠菌对环境的适应能力。

(3)请在图中画出大肠杆菌生长速率的变化曲线。

考题4-1点拨：a时期为调整期，细菌生长繁殖慢，但诱导酶的合成是在环境中存在某种物质的情况下才会发生。c时期为稳定期．种内斗争激烈，但细菌数目维持恒定，死亡率和出生率基本平衡。d时期为衰亡期，此时次级代谢产物已大量积累．影响细菌的生长繁殖，连续培养可延长稳定期。答案：B。

考题4-2点拨：本题虽然以基因工程菌为题干，但实为考查发酵工程的知识内容。通过分析工程菌的生长曲线，联系教材中微生物群体生长的四个时期，很容易得出应选用对数期的细菌作为菌种。教材中提到，大肠杆菌一般是以葡萄糖作为碳源，只有当其生活环境中没有葡萄糖而有乳糖时，大肠杆菌才会迅速大量合成能分解乳糖的半乳糖苷酶，很显然该种酶属于诱导酶；这是属于酶合成的调节，其意义是既保证了代谢需要，又避免了细胞内物质和能量的浪费，增强了微生物对环境的适应能力。在绘制大肠杆菌生长速率的变化曲线图时，要理解生长速率的含义，并分析微生物群体生长的四个时期的生长速率的变化情况；调整期细菌数目不增不减，生长速率为零；对数期的曲线斜率由小变大，后又为零；因此曲线应先上升再持平再降为零；稳定期的斜率为零．即出生率等于死亡率，其生长速率为零；衰亡期的斜率匀速下降，出生率小于死亡率，生长速率为负值。答案：(1)Ⅱ；对数

　　 (2)诱导酶；既保证了代谢需要，又避免了细胞内物质和能量的浪费　 (3)如图8-28-7所示。　 总结提示：微生物生长曲线是微乍

　　 物知识体系中的一个难点知识，是近几年命题的重点，对此应注意生长曲线的形成原因、特点及各时期的应用。

考点5．发酵工程的具体过程

　　 (1)发酵的概念：在实际生产中，人们将通过微生物的培养，大量生产各种代谢产物的过程叫做发酵。

　　 (2)种类

　　 (3)发酵工程的内容及一般流程：①菌种的选育：如果生产的是微生物直接合成的产物，如青霉素、谷氨酸等，则可以从自然界中先分离出相应的菌种，再用物理或化学的方法使菌种产生突变，从突变个体中筛选出符合生产要求的优良菌种。如果生产的是一般微生物不能合成的产品，则可用基因工程、细胞工程的方法对菌种的遗传特性进行定向改造，以构建工程细胞或工程菌，从而达到生产相应产品的目的。②培养基的配制：在配制培养基时应该注意以下几点．a．根据不同的菌种，应选择不同的材料配制培养基。配制的培养基应满足微生物在碳源、氮源、生长因子、水、无机盐等方面的营养要求，并为微生物提供适宜的 pH．b．培养基的营养要协调，以利于产物的合成；C．培养基在满足微生物的营养需求的基础上应尽量降低生产成本，以得到更高的经济效益。③灭菌：发酵工程所用的菌种大多是单一的纯种，整个发酵过程中不能混入杂菌。在发酵过程中如混入其他微生物，将与菌种形成竞争关系，对发酵过程造成不良影响。要在发酵前对培养基和发酵设备进行严格的灭菌处理。用高温、高压的方式，杀死所有杂菌的胞体、芽孢和孢子。④扩大培养和接种：扩大培养是将培养到对数期的菌体分开，分头进行培养，以促使菌体数量快速增加，能在短时间里得到大量的菌体。接种时要防止杂菌污染。⑤发酵过程(中心阶段)：发酵产物主要在菌体生长的稳定期产生。因此，要在发酵过程中随时取样检测培养液中细菌数目、产物浓度以了解发酵进程，及时添加必需的培养基成分来延长菌体稳定期的时间，以得到更多的发酵产物。同时，还应对发酵条件进行严格控制。⑥分离提纯

具体过程可总结如图8 28-8。发酵工程基本流程

考题5-1　 1分)图8-28-9是发酵工程的流程图，据图回答：

(1)在配制培养基时，要注意各种营养的比例。假如利用谷氨酸棒状杆菌来生产谷氨酸。则在扩大培养阶段的碳氮比是　　　　 ，在发酵罐内发酵时的碳氮比是　　　　 。

(2)培养基配制好后，一定要灭掉培养基中的　　　　 ，其目的是防止　　　　 ，防止　　　　 。

(3)假如用黄色短杆菌来生产赖氨酸，可用①来提高发酵的产量。①代表的菌种选育办法为　　　　 ，选育出不能合成　　 酶的苗种。生产的赖氨酸是此种生物的 　　　　代谢产物。

(4)在发酵罐中发酵时，若要提高发酵罐中的溶氧量，可采用的措施是： ①调整　　　　 ；②调整　　　　 。

(5)若③是单细胞蛋白，则⑥代表的发酵产品是 　　　　。

考题5-2 )人造蛋白食品的生产可利用现代微生物发酵工程技术，食用真菌蛋白是人造蛋白的一种。图8-28 10　 为真菌蛋白制造过程的图解，请据图回答问题：

(1)下列关于“单细胞蛋白”的叙述正确的是(　　 )

　 A．是从微生物细胞中提取的蛋白质

　 B．通过发酵生产的微生物菌体

　 C．单细胞蛋白不能作为人类食品

　 D．是微生物细胞分泌的抗生素

(2)由图中向发酵罐里加人的物质看，真菌的代谢方式为　　　　 型。发酵过程中活菌数目达到最多的时期是在　　　　 期。

(3)向发酵罐里添加少量氨水的目的是　　　　 。向发酵罐添加的所有物品都要进行灭菌，从生态学角度分析，其原因是　　　　 。

(4)添加的糖可被真菌利用、转化形成真菌蛋白必须经过的生理过程是　　　　 。真菌蛋白常作为家畜(猪)的饲料添加剂，猪在食用这些添加剂后能被加速育肥的原因是　　　　 。

(5)下列关于对“微生物连续培养优点”的叙述，不正确的是(　　 )

　 A．及时补充微生物所需的营养物质，提高产量

　 B．有利于微生物尽快将代谢产物释放到培养基中

　 C．能消除不利于微生物生长的一些环境因素

　 D．提高了设备的利用率

(6)下面关于“温度对发酵过程的影响”不正确的叙述是(　　 )

　 A．温度过高，发酵周期缩短，产量下降

　 B．温度不会影响生物合成的途径

　 C．温度能影响菌种对营养物质的吸收

　 D．菌体生长和产物合成所需的最适温度不一定相同

(7)通常所说的“微生物”，包括病毒、放线菌和细菌；还包括真菌，如　　　　　　 等。

考题5-1点拨：本题以教材中的“发酵工程生产产品的流程简图”为蓝本，多角度进行发问，将微生物的知识点糅合于其中，其知识　 点涉及微生物培养实验、微生物的育种、发酵过程的调控、单细胞蛋白等基础性内容。答案：(1)4：1；3：1　 (2)微生物(杂菌)的细胞、芽孢、孢子；杂菌与所需微生物问发生竞争；杂菌分解代谢产物(3)诱变育种；高丝氨酸脱氢；初级(4)①通入的无菌空气量；②发酵罐中搅拌器的转速　 (5)微生物菌体　　 ．考题5-2点拨：从图中看，发酵罐需加入糖和灭菌空气，可知真菌的代谢类型为异养需氧型。发酵过程中加氨水，一方面是调节pH使环境符合真菌的生存环境，另一方面提供氮源满足真菌营养的需要。由糖类转化为氨基酸，必须与含氮部分结合，即氨基转换作用过程。而蛋白质饲料育肥，是蛋白质经动物消化吸收后，经脱氨基作用，其不含氮部分转化为脂肪。答案：(1)B(2)异养需氧；稳定　 (3)调节pH、提供氮源；防止杂菌与真菌间的竞争(4)氨基转换作用；蛋白质(消化吸收后、经脱氨基不含氮部分)可转化为脂肪　 (5)B(6)B(7)霉菌(青霉、根霉、曲霉)、酵母菌(答一项即可)　 总结提示：发酵工程为生物工程中的下游工程，其目的是获得微生物的菌体或代谢产物。故在进行题目解答时应使自己设计的过程服务于这一最终目的。

2．微生物代谢的调节：(1)两种酶的比较(表8-28-7)：

　　 表8-28-7

(2)两种调节方式的比较(表8 28-8)：

　　 表8-28-8