生物工程氨基酸工艺学考试试题.docx

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1、一.选择题单项选择，每题 2 分，共 20 分1. 关于利用发酵工程生产谷氨酸的生产实例的表达中，错误的选项是 B A常用的谷氨酸产生菌有好氧性的谷氨酸棒状杆菌、黄色短杆菌等 B生产用的培育基通常是由豆饼的水解液、玉米浆、尿素、磷酸二氢钾、 氧化钾、硫酸镁、生物素等配制而成的液体培育基，从培育基的成分上分析，该培育基为合成培育基C发酵过程中应通过发酵罐上面连接的通气、搅拌、接种、加料、冷却、PH 检测等装置严格把握发酵条件D提取出来的谷氨酸用适量的 Na CO溶液中和后，再经过过滤、浓缩、离心分别等步23骤，便制成了味精2. 与阳离子树脂进展交换时，在无其他离子干扰的状况下，以下哪种氨基酸优先

2、被吸附 A ：A. 赖氨酸PI=9.74 B.亮氨酸PI=5.98C.谷氨酸D. 天冬氨酸PI=2.773. 以下哪一种不属于必需氨基酸 D A.IleB. LeuC. MetD. Arg4. 关于谷氨酸发酵，以下说法不正确的选项是 C A. 生产上所用谷氨酸产生菌的种类与Lys 产生菌根本全都B. 其两大类原料的发酵工艺主要区分在于发酵过程是否需要添加青霉素、外表活性剂等C.与 Lys 发酵相比较，谷氨酸发酵要消耗更多的氮源D.加晶种起晶时，需要把握溶液的pH，以利于较大结晶颗粒的形成5. 氨基酸发酵过程中假设发生噬菌体污染时会消灭一些明显的变化，主要表现在(D) A.发酵液光密度值急剧下降

3、B.发酵液泡沫增多、粘度增大，甚至呈胶体CC 源、N 源以及氧的消耗减慢甚至停滞，排气中CO2 含量快速下降D.以上说法都对6. 关于构造类似物，以下说法正确的选项是(D)AS-2 氨基乙基-L-半胱氨酸AEC是赖氨酸的构造类似物B. -噻唑丙氨酸-TA是亮氨酸的构造类似物C. a-氨基 b-羟基戊酸AHV是苏氨酸的构造类似物D以上说法都对7. 从代谢把握育种的角度动身，以下关于选育高产谷氨酸菌株途径中可行的是 (C)A. 选育以琥珀酸或苹果酸为唯一碳源的菌株B. 选育不分解利用谷氨酸的突变株C. A 和B D以上均不行行第 1页8. 以乳酸发酵短杆菌生产赖氨酸，从合成途径上看，赖氨酸的合成(

4、B)A受到苏氨酸的单独反响抑制 B受到赖氨酸和苏氨酸的协同反响抑制C. 受到半胱氨酸的单独反响抑制D受到亮氨酸的反响抑制9. 对承受谷氨酸棒杆菌合成芳香族氨基酸的调控机制的描述，以下说法正确的 DA. 预苯酸脱氢酶受到络氨酸的稍微抑制B. 预苯酸脱水酶受到苯丙氨酸的反响抑制时，酪氨酸可解除这种抑制作用C.色氨酸猛烈抑制临氨基苯甲酸合成酶的活性D. 以上说法都正确10. 以下是对氨基酸工业的描述，其中说法正确的选项是 DA.氨基酸的生产最早是承受水解蛋白质的方法B.中国谷氨酸的生产量居世界第一C. 除缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸国内不能实现产业化生产外，其他氨基酸均已完全实现国产化D以上说法都正确二

5、.填空题每空 1 分，共 26 分1. 目前国内谷氨酸提取工艺主要有 ； 等电点 法 、 离子交换 法和 等电点- 离子交 法。2. 谷氨酸等电点为 pH3.22 ，其溶解度受温度影响 较大 较大、较小 ，其结晶型有 2 种，分为 -型结晶 和 -型结晶 ，其中不易沉降分别的是 -型结晶 型 。3. 国内谷氨酸生产的碳源原料主要有 淀粉糖 和 糖蜜 两类，国内谷氨酸产生菌大多数为 生物素维生素H 或 VH 缺陷型。4. 在生物合成氨基酸途径中，谷氨酸是谷氨酰胺Gln/鸟氨酸Orn/瓜氨酸Cit/精氨酸Arg填氨基酸的名称，一种即可，下同的前体，苏氨酸是异亮氨酸Ile 的前体;.分枝酸是色氨酸T

6、rp的前体。5. 谷氨酸的实际生产中，要求上柱发酵液的pH 值把握在5.05.5注：填范围值，下 2个空同上即可；上柱时，逆上柱流速把握在23m3/(m3h)，顺上柱流速把握在1.52. 0m3/(m3h)，同时留意把握流出的谷氨酸的量不要超过0.2%，避开漏吸现象的发生。6.氨基酸发酵产生菌种选育时，常规育种中一般承受黄色短杆菌和 谷氨酸棒杆菌为动身菌株。7.要提高谷氨酸发酵产率，可以从 选育高产菌种、承受流加液氨培育二级种子 、量、高生物素、高初糖、连续流加高浓度糖的发酵工艺、承受大种通电发酵法 、 改进发酵设备 、应用先进的计量和自控技术实现在线显示及自动操作等几个方面进展。8.天冬氨酸

7、族氨基酸生物合成共同途径上的第一个关键酶是 天冬氨酸激酶AK ，在E.coli 中，此酶由 3 种同工酶组成；从合成调整机制上看，天冬氨酸族氨基酸优先合成 蛋氨酸Met ；在苏氨酸合成途径中，苏氨酸反响抑制 高丝氨酸脱氢酶HD第 2页三.名词解释每题 2 分，共 12 分1. 末端产物阻遏是指由某代谢途径末端产物的过量累积时而引起的反响阻遏，是一种较为重要的反响阻遏。2. 代谢调控在发酵工业中，为了大量积存人们所需要的某一代谢产物，常人为地打破微生物细胞内的自动代谢调整机制，使代谢朝人们所期望的方向进展。3 糖酸转化率产出的谷氨酸与投入的G 总量的百分比，糖酸转化率=产出的谷氨酸/投入的葡萄糖

8、量100%=产酸水平放罐体积/种子用糖量+发酵培育基用糖量+流加糖量100% 。4 生物素的“亚适量”指淀粉糖原料产谷氨酸生产过程中，把握发酵培育基的生物素浓度在 56g/L，此浓度即为生物素的“亚适量”5 种子扩大培育指将处于休眠状态的保藏菌种接入试管斜面活化后，再经过摇瓶、种子罐等逐级扩大培育，从而获得肯定数量和质量的纯种的过程。6 代谢互锁在氨基酸合成途径中，受到另一种与合成途径本身完全无关的氨基酸把握。它只是在很高浓度下与生理学浓度相比才能表达抑制作用，而且是局部性的抑制阻遏作用。7 养分缺陷型对某些必需的养分物质AA)或生长因子的合成力量消灭缺陷的变异菌株或细胞。必需在根本培育基如由

9、葡萄糖和无机盐组成的培育基中补加相应的养分成分才能正常生长8 流加发酵也叫补料分批发酵、半连续发酵、半连续培育。它是以分批培育为根底，间歇或连续地补加颖培育基的一种发酵方法。四.简答题第一、二小题每题 5 分，第三、四、五小题每题 6 分，共 28 分1. 氨基酸发酵涉及的内容有那些？其技术的关键是什么？氨基酸发酵技术涉及代谢把握理论和定向育种理论及操作技术，其内容包括：培育基的制备、培育基及设备灭菌、空气除菌、种子扩大培育、传质与传热、发酵过程把握理论与操作；氨基酸 的提取与精制的方法及操作。【3 分】发酵关键在于是否能够解除微生物代谢把握机制，能否打破微生物正常的调整，从而到达人为地把握微

10、生物代谢的目的。【2 分】2. 造成承受两种原料发酵产谷氨酸工艺上的差异的缘由是什么?两大类原料的发酵工艺主要区分在于发酵过程是否需要添加青霉素、外表活性剂等。【1 分】由于糖蜜原料所含生物素丰富，发酵过程必需添加青霉素、外表活性剂等来抑制产生菌的细胞壁合成，从而抑制产生菌的过度生长；虽然各种来源不同的淀粉原料所含生物素不同，但所含第 3页生物素量远远低于糖蜜，经过加工成淀粉再制成 G 溶液，用于配制发酵培育基时还需要添加生物素【4 分】3. 谷氨酸扩大培育一般流程如何？并说明各级种子的质量要求1.谷氨酸扩大培育流程：斜面菌种-一级种子培育-二级种子培育-发酵罐【2 分】2.各级种子的要求：1

11、. 斜面菌种：菌种确定纯，不得混有任何杂菌和噬菌体。2. 一级种子：种龄 910h；pH 6.87.0；净增OD 值在 0.5 以上；残糖 1.0% 左右； 无噬菌体污染；镜检要求菌体生长均匀、粗大，排列整齐，革兰氏阳性反响。3. 二级种子：8h 以上；pH 7.07.2；净增 OD 值在 0.5 以上；残糖 1015g/L 左右；无噬菌体污染；镜检要求菌体生长均匀、粗大，排列整齐，革兰氏阳性反响。【4 分】4. 写出谷氨酸的化学构造式并表示出由谷氨酸的提取工艺流程和味精的制备过程和表示谷氨酸发酵工艺流程 HOOC-(CH2)2-CH(NH2)-COOH谷氨酸发酵液等电结晶常温等电法 冷冻等电

12、法沉降分别谷氨酸晶体 上清液母液离子交换谷氨酸晶体 谷氨酸的分别与味精的制备 培育基的配制上罐实消冷却接种三角瓶培育固体斜面培育发酵 发酵过程参数的把握 DO 值 pH 温度 搅拌速度发酵液 发酵过程参数测定复原糖的测定 菌体形态观看 菌体浓度测定 谷氨酸的测定 谷氨酸发酵的工艺流程简图5. 试用简图的形式只含文字与箭头表示出谷氨酸发酵工艺流程及谷氨酸的分别与味精的制备过程。第 4页五.论述题14 分简述L-色氨酸的代谢调控机制，并论述L-色氨酸高产菌的育种思路，以及在发酵条件把握中应留意的问题？答：芳香族氨基酸的生物合成存在着特定的调整机制，因此不行能从自然界中找到大量积存色氨酸的菌株， 但

13、是可以以黄色短杆菌、谷氨酸棒杆菌等作为动身菌株，设法造就从遗传角度解除了芳香族氨基酸的生物合成正常代谢机制的突变菌株，用微生物直接发酵法生成积存色氨酸。这些方法包括：切断支路代谢：切断由分支酸到预苯酸、维生素 K、CoQ 的代谢支路，节约碳源，使中间体分支酸更多的转向合成色氨酸，同时可以解除 Phe、Tyr 对合成途径中DS 的反响调整，从而有利于色氨酸的积存。解除自身反响调整：可通过选育色氨酸的构造类似物抗性突变株，解除自身的反响调整来到达积存色氨酸的目的。增加前体物：为了积存更多的色氨酸，必需增加更多的前体物，削减 PEP 和EP 的支路代谢，解除 Phe、Tyr 对合成途径中 DS 的反响调整，增加分支酸浓度等方法可以增加前体物的合成。切断进一步代谢：选育色氨酸酶缺失突变株、色氨酸脱羧酶缺失突变株、色氨酸 tRNA 合成酶缺失突变株以及不分解利用色氨酸的突变株可以削减色氨酸的消耗，有利于色氨酸的积存。利用基因工程技术构建色氨酸工程菌株：应用重组 DNA 技术和分析应用生物学相关的遗传，进展有准确目标的基因操作，转变微生物原有的调整系统，实现目的代谢产物的提高。如：转变代谢流、扩展代谢途径、构建的代谢途径、及蛋白质工程的应用对于色氨酸操纵子上的构造基因进展定点诱变，解除代谢反响抑制等。其他标记：选育色氨酸操纵子中弱化子缺失突变型也是积存色氨酸的有效措施。第 5页第 6页