- 微生物发酵及其应用
- 共45题
抗生素作为治疗细菌感染的药物,其高效性和巨大的经济价值使抗生素工业经久不衰。其中青霉素的发现和应用具有划时代的意义。
(1)青霉菌发酵产生青霉素。青霉菌的新陈代谢类型是_________,青霉素是青霉菌的________代谢产物。
(2)在生产和科研中,常选用处于_________期的青霉菌作为菌种或研究材料,因为此时的青霉菌代谢旺盛,__________和__________比较稳定。
(3)对青霉菌菌体生长情况的测定:取一定体积的发酵液,经离心分离、反复洗涤后,__________,再计算发酵罐中菌体的总重量。
正确答案
(1)异养需氧型 次级
(2)对数 个体的形态 生理特性
(3)称菌体的湿重(称烘干后的重量)
谷氨酸是生物体内一种重要的有机小分子,谷氨酸钠是它的钠盐,是味精等调味品的主要成分。目前谷氨酸生产最常用的方法是利用微生物发酵。
(1)谷氨酸的R基为—CH2—CH2—COOH,其结构式为________________。
(2)上图中甲图表示蛋白质生物合成过程中携带谷氨酸的一种转移RNA,与该谷氨酸对应的DNA片段的碱基顺序为______________。
(3)谷氨酸发酵的培养基成分主要有葡萄糖、氨水、磷酸盐、生物素等,发酵装置如图中乙图所示。由此可以判断谷氨酸棒状杆菌的新陈代谢类型是_____________。如果谷氨酸发酵过程中产生了大量的乳酸,从生产流程分析,其原因很可能是__________________。
(4)谷氨酸发酵生产过程中,需要添加氨水,它不仅是细菌生长所需的________,而且起到调节培养液________的作用,所以应该分次加入。
(5)某厂的发酵液因被噬菌体污染,菌群死亡殆尽。而人们从中获得了少数可抵抗噬菌体的新菌种。细菌这种新性状的产生来自于_____________。
(6)用图中的发酵装置进行谷氨酸发酵可以大大提高生产效率,试阐述其中的两个原因______________。
正确答案
(1)
(2)
(3)异养、需氧型 通气量不足
(4)氮源 pH
(5)基因突变(或突变)
(6)①.保证微生物对营养物质的需求 ②.排出部分代谢产物 ③.使微生物保持较长时间的快速生长
阅读下列材料,回答问题:
材料一 2004年11月俄罗斯科学院理论与实验生物物理研究所的科研人员,在分析了老鼠单细胞胚胎细胞核移植前后钾离子浓度变化后发现,针对卵细胞进行的任何外在行为,必将破坏它的生物化学平衡,导致胚胎细胞正常发育进程的改变。因此,对卵细胞的任何行为不可能不留下痕迹。有关专家指出,这一实验成果有助于解释大量克隆动物出现不正常的原因。细胞核移植是现代生物技术中常见的现象:克隆、细胞核与细胞质相互作用、人工授精等,都要对卵细胞施加外在作用。这种外在行为是否影响未来胚胎细胞的发育与生长?
材料二 在当代,医生几乎都能在所有人类器官和组织上施行移植手术。但就科学技术而言,器官移植中的排斥反应仍是最为头痛的事,如果把“克隆人”的器官提供给“原版人”,做器官移植之用,则绝对没有排斥反应之虑,因为二者基因相配,组织也相配。问题是,利用“克隆人”作为器官供体合不合乎人道?是否合法?经济是否合算?克隆技术还可用来大量繁殖有价值的基因,例如,在医学方面,人们正是通过“克隆”技术生产出治疗糖尿病的胰岛素,使侏儒症患者重新长高的生长激素和抗多种病毒感染的干扰素等。
(1)根据材料一,可得出大量克隆动物出现不正常的原因可能是______。
(2)尽管克隆动物在实际生活中还没有实际用途,但克隆技术在医学上却有巨大潜力,表现在_______。
(3)克隆技术作为现代生物技术和试管婴儿技术相比较,前者属于_______生殖,后者属于______生殖。
(4)器官移植中排斥反应仍是最为头痛的事,原因是_______。
(5)除了通过克隆技术生产人的胰岛素、生长激素和能抗多种病毒感染的干扰素外,还可以采用_______方法生产。
(6)英国罗斯林研究所的一项研究显示,利用克隆技术根本无法培育出完全相同的个体,究其原因,除了发育过程中的环境因素的影响外,还可能有________等原因(至少写出两个)。
正确答案
(1)对卵细胞进行的外在行为,破坏了它的生物化学平衡,导致胚胎细胞正常发育进程改变
(2)生产胰岛素、生长激素、干扰素
(3)无性 有性
(4)免疫系统的识别和清除
(5)基因工程或发酵工程
(6)细胞分裂中可能发生基因突变、受卵细胞细胞质中遗传物质的影响
(附加题)“葡萄美酒夜光杯,欲饮琵琶马上催”,这句诗反映了我国古代就有利用微生物发酵技术生产葡萄酒的历史。利用不同微生物的发酵作用制作食品已经普及到现代食品工业的很多领域。根据下列材料分析回答有关问题:
材料一:苹果醋是现代社会出现的一种新兴的保健养生饮料,以苹果为原料发酵生产而成,苹果醋的大规模生产使果农的农产品有了更广阔的销路并且还提高了经济效益。
材料二:生产植物能源产品酒精来替代汽油是新能源开发的趋势。利用微生物发酵技术把植物体内的淀粉、纤维素等发酵生产酒精,可以解决全球能源危机。
(1)将苹果榨汁后,在一系列酶的作用下,把果汁中的多糖分解为葡萄糖,然后葡萄糖在______菌作用下,将葡萄糖转化成乙醇。
(2)向经过酒精发酵后的果汁中加入醋酸菌,并且通入充足的_________,在醋酸菌的作用下把乙醇氧化为醋酸。
(3)在发酵过程中防止发酵液被污染的方法有:____________。
(4)利用纤维素发酵生产酒精技术的关键是要分离培育出能分解纤维素的微生物,从众多的微生物中筛选纤维素分解菌的方法是__________,所使用的培养基是_______(固体/液体)培养基,培养基的唯一碳源是__________________。
(5)能高效分解纤维素的纤维素酶是一种复合酶,至少包括三种组分_______、_______和葡萄糖苷酶,葡萄糖苷酶的作用是把纤维二糖分解成葡萄糖。
(6)在微生物发酵过程中,往往要进行微生物的培养,在培养过程中,要对培养皿等玻璃器皿进行灭菌,常用________灭菌法。
正确答案
(1)酵母
(2)无菌空气
(3)榨汁机要清洗干净,并晾干;发酵瓶要清洗干净,用体积分数为70%的酒精消毒
(4)刚果红染色法 固体 纤维素
(5)C1酶 Cx酶
(6)干热
有些微生物含有纤维素酶,通过对这些微生物的研究和应用,使人们能够利用秸秆等废弃物生产酒精,用纤维素酶处理服装面料等。纤维素酶可以通过微生物进行发酵生产,为了提高酶的产量,请你设计一个实验,利用诱变育种的方法,获得产生纤维素酶较多的菌株。
(1)写出实验步骤:
①.______________________________;
②.制备含有纤维素的固体培养基若干;
③.______________________________;
④.一段时间后,取培养基___________,观察记录菌落周围透明圈的大小情况。
(2)预期实验结果及结论。
正确答案
(1)①.将培养好的生产菌株分成两组,一组用一定剂量的诱变剂处理,另一组不处理,作为对照 ③.把诱变组的大量菌株接种到多个含有纤维素的固体培养基上,同时接种对照组(未处理的菌株)。把它们置于相同的条件下培养 ④.用刚果红染色
(2)①.诱变组中有些菌落周围的透明圈与对照组相比较大,说明诱变育种获得了高纤维素酶产量的菌种。
②.诱变组中有些菌落周围的透明圈与对照组相同,说明诱变育种没有菌株发生变化。
③.诱变组中有些菌落周围的透明圈与对照组相比较小,说明诱变育种获得了低纤维素酶产量的菌种。
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