江南大学食品微生物学试题汇编

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1、江南大学食品学院微生物学97-07年硕士研究生试题汇编及简答作者：babybath97硕士题1．如何使微生物合成比自身需求量更多的产物？举例说明；见练习题第19题,周德庆二版教材P144考察知识点，代谢调控理论，周德庆二版上的内容；应用营养缺陷型菌株以解除正常的反馈调节；应用抗反馈调节菌株解除代谢调节答：为了使大量积累中间代谢产物或终产物，必须破坏或解除原有的调控关系并建立新的调节机制，使它按照人们的意愿使目的产物大量生成和积累（一）调节初生代谢途径微生物细胞的代谢调节方式很多，例如可调节营养物质透过细胞膜而进入细胞的能力，通过酶的定

2、位以限制它与相应底物的接近，以及调节代谢流等，其中以调节代谢流的方式最为重要，它包括调节酶的合成和调节现成酶分子的催化能力，两者密切配合，以达最佳效果。在发酵工程业中常通过三种调节初生代谢途径而提高发酵生产率(1)应用营养缺陷型菌株以解除正常的反馈调节营养缺陷型菌株丧失了某种酶合成能力，只有在加有该酶的培养基中才能生长，在直线型的合成途径中，营养缺陷型突变株只能累积中间代谢物而不能累积最终代谢物，但在分支代谢途径中，通过解除某种反馈调节，就可以使某一分支途径的末端产物得到累积。如高丝氨酸营养缺陷型菌株由于该菌株不能合成高丝氨酸脱氢酶因

3、此不能生产高丝氨酸脱氢酶，也不能产苏氨酸和甲硫氨酸，在补给适量高丝氨酸（或苏氨酸和蛋氨酸）的条件下突变株可以在含高浓度糖和铵盐的培养基中产生出大量赖氨酸。(2)应用抗反馈调节的突变株解除反馈调节此菌株对反馈抑制不敏感，或对阻遏有抗性，或兼而有之的组成菌株。这类菌株其反馈抑制或阻碍已解除，故可分泌大量末端代谢产物。抗反馈调节的突变株可从结构类似物抗性突变菌株和营养缺陷型回复突变株中获得。结构类似物抗性突变株的末端产物合成酶系的结构基因发生了突变，故不再受末端产物的反馈抑制，于是末端产物就大量积累，利用结构类似物作筛子，可筛选其对应氨基酸

4、的高产株以赖氨酸发酵为例,谷氨酸棒杆菌对赖氨酸的结构类似物S-(β氨乙酰基)胱氨酸(AEC)敏感,是赖氨酸毒性类似物。它能抑制合成途径中的天冬氨酸激酶,但不能参与蛋白质的合成。当细胞在含有AEC的培养基中培养时,野生型菌株由于得不到赖氨酸营养而遭淘汰,抗AEC突变型则因编码天冬氨酸酶结构基因发生了突变,变构酶调节部位不再能与代谢拮抗类似物相结合,而其活性中心却不变,这种突变型在正常代谢时,最终产物与代谢类似物结构相似,故也不与结构发生改变的变构酶相结合,这样,这种抗反馈调节突变型对产物抑制脱敏,仍有正常的催化功能,从而过量生产赖氨酸。

5、（3）控制细胞膜的渗透性改变细胞膜的透性，使细胞内的代谢产物迅速渗透到细胞外，以解除末端产物反馈抑制作用，a.通过生理学手段控制细胞膜的渗透性例如在谷氨酸发酵生产中,在谷氨酸生产菌的细胞生长期加入添加适量青霉素，可抑制细菌细胞壁肽聚糖合成中的肽链交联，造成细胞壁的缺损，有利于代谢产物生物素外泄，降低了谷氨酸的反馈抑制提高谷氨酸产量b.通过细胞膜缺损突变控制其渗透性应用谷氨酸生产菌的油酸缺陷型菌株，在限量添加油酸的培养基中也因能细胞膜发生渗漏而提高谷氨酸产量。原因是油酸是一种含有双键的不饱和脂肪酸是细菌细胞膜磷脂中的重要脂肪酸，其油酸

6、缺陷型突变株因其不能合成油酸而使细胞膜缺损。（二）控制发酵条件（1）控制培养基营养成分的组成，浓度配比和PH实质上是利用M本身固有的代谢调节系统来改变其代谢方向，使之朝着人们希望的方向进行，如酿酒酵母在中心和酸性条件下将葡萄糖发酵产生乙醇和CO2，而在碱性条件下，产物就会主要变成甘油，而培养基中的C/N比很重要，N源过多，使微生物生长过于旺盛，而不利于产物的累积，N源不足，限制了微生物的生长速度和生长量，也不利于产物的合成（2）控制发酵温度温度不仅会影响微生物生长和产物合成的水平，也会影响微生物代谢的途径和方向，如灰色链霉菌嗜冷突变株

7、在利用烷烃发酵生产抗生素，即使其他发酵条件相同，但发酵温度不同也会使产生的产物完全不同。（3）添加诱导物在培养基中加入适当的诱导物（多为底物或结构类似物）可以增加酶的产量，如木霉发酵生产纤维素酶时，添加槐糖可以诱导纤维素酶的产生（4）添加生物合成前体在色氨酸的合成代谢中，其最终产物的色氨酸对代谢途径中的第一个酶有很强的反馈抑制作用，使色氨酸的合成受阻，而邻氨基苯甲酸作为前体仅参与色氨酸最后阶段的合成，不受色氨酸反馈抑制的影响，在培养基中加入邻氨基苯甲酸，虽然色氨酸的反馈抑制还在，但不影响前体的转化，可大幅度提高发酵产量，在许多次级代谢

8、产物的发酵中，加入前体也可以促进产物的合成，或使之形成特定的产物。（5）去除代谢产物反馈抑制是代谢末端产物达到一定量之后会反馈抑制代谢途径中第一个酶的活力，或阻遏第一个酶的合成从而降低产物生成的能力。因此在发酵中不断去除