14.(26分)谷氨酸是生物体内一种重要的有机小分子,其钠盐--谷氨酸钠是味精等调味品的主要成分。目前在氨基酸发酵中,谷氨酸是产量最大的种类之一。如图所示为微生物连续培养装置,据图回答:

(1)(多选题)图中用于谷氨酸发酵的培养基通常用豆饼的水解液、玉米浆、尿素、磷酸氢二钾、磷酸镁、生物素等配制而成。这样的培养基称为                    ( )

A.固体培养基              B.天然培养基

C.液体培养基              D.合成培养基

(2)谷氨酸发酵生产过程中,需要添加氨水,它不仅是谷氨酸棒状杆菌生长所需的________,而且起到调节培养液________的作用。

(3)当培养液中C?N为________时,菌体大量繁殖而产生的谷氨酸少;当pH呈酸性时,谷氨酸棒状杆菌就会生成乙酰谷氨酰胺。这些事实说明环境条件的变化,不仅会影响菌种的生长繁殖,而且会影响菌种______________________________________。

(4)图示的连续培养法,是在一个流动装置中,以一定的速度不断地添加新的培养基,同时又以同样的速度放出老的培养基,以保证______________________________,使微生物保持较长时间的高速生长。

(5)在谷氨酸棒状杆菌代谢过程中,由于存在酶活性的调节机制,而使谷氨酸的产量难以提高。目前提高谷氨酸产量的做法通常是__________________,从而使谷氨酸能迅速排放到细胞外,解除谷氨酸对谷氨脱氢酶的抑制作用。

[解析] 用于谷氨酸发酵的培养基,从化学性质上看为天然培养基,从物理性质上看为液体培养基,谷氨酸发酵过程中添加氨水的目的是可为谷氨酸棒状杆菌提供氮源;谷氨酸发酵过程中C?N为4?1时有利于菌种繁殖,而C?N为3?1时有利于产物积累。

[答案] (1)B、C (2)氮源 pH (3)4?1 代谢产物的形成 (4)微生物对营养物质的需要 (5)改变细胞膜的通透性

13.(30分)(2009·商丘模拟)有一种能生产香料的细菌,其生长速率,代谢产物的产量与培养液中的温度、pH、溶氧量等关系如下图(图一)所示:

在生产实践中,人们设计了高效、自控、产品质量较稳定的两级连续培养装置(图二),回答有关问题:

(1)根据曲线图与甲装置的用途可知,甲装置内的温度、pH应分别调节为________。

A.33℃和4.3               B.33℃和5.5

C.37℃和5.5               D.37℃和4.3

(2)发酵过程中,通气装置控制阀应________。

(3)在生产实践中,当甲装置内的细菌处于________期时,可让甲装置中的培养基大量流入乙装置,这样有利于乙装置中细菌较快进入________期,达到缩短生产周期的目的。

(4)从培养液中提取食品香料的方法有:________。

A.过滤                B.蒸馏

C.萃取                D.沉淀

(5)如下图为该生产食品香料的代谢途径,若要大量合成食品香料,可采取的措施是:________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

[解析] (1)从温度与增长速率的关系上可以看出,生长的最适温度为33℃左右;从pH与增长速率的关系上可以看出,生长的最适pH为5.5左右。

(2)从溶氧量与生长速率的关系上可以看出,溶氧量越多,该细菌的增长速率越慢,所以该细菌为厌氧微生物,在发酵过程中应该关闭通气装置控制阀,禁止氧气的通入。

(3)在生产实践中,处于对数期的细菌代谢旺盛,个体的形态和生理特征比较稳定,常作为生产用菌种和科研材料。所以,当甲装置内的细菌处于对数期时可让甲装置中的培养基大量流入乙装置,这样有利于乙装置中细菌较快进入稳定期,达到缩短生产周期的目的。发酵工程中菌种的选育一般有三种方式:诱变育种、基因工程、细胞工程。

第(5)问中的图表示某种菌生产食品香料的代谢途径,图中反映出当食品香料物质和物质G同时积累过量时,会抑制酶①的作用,这是微生物代谢过程中酶活性的调节过程,若要大量合成食品香料,必须保证让食品香料物质和物质G不能同时积累过量。所以常用的措施是选育不能形成酶③的菌种,或者是对发酵过程进行人工控制,改变生物膜的通透性,让代谢产物及时排出细胞外。

此题中涉及的图形较多,要准确地将曲线和图形信息转化为问题答案。要分清楚甲装置和乙装置的作用,这是一个两级连续培养装置,甲装置的作用是进行微生物的培养过程,所有的条件应该适应菌种的生长和繁殖,所以坐标曲线中应该分析实线(增长速率曲线)的变化情况。

[答案] (1)B (2)关闭 (3)对数 稳定 (4)B、C

(5)对该菌进行诱变处理,选育出不能合成酶③的菌种或改变细胞膜通透性,使代谢产物迅速排出细胞外

 0  212091  212099  212105  212109  212115  212117  212121  212127  212129  212135  212141  212145  212147  212151  212157  212159  212165  212169  212171  212175  212177  212181  212183  212185  212186  212187  212189  212190  212191  212193  212195  212199  212201  212205  212207  212211  212217  212219  212225  212229  212231  212235  212241  212247  212249  212255  212259  212261  212267  212271  212277  212285  447348 

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