《微生物与发酵工程》易错问题解析.doc
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《微生物与发酵工程专题》重点难点知识梳理及典例分析本专题包括微生物与生物固氮;微生物的类群、营养、代谢和生长;发酵工程。
考点一、生物固氮是固氮微生物将大气中的氮还原成氨的过程。
1、固氮微生物的种类:2、氮循环中几种微生物的特殊作用及其在生态系统中的地位:3、氮循环:2.下列有关根瘤菌及其生物固氮方面的叙述,正确的是()A.制备根瘤菌DNA时需用纤维素酶处理细胞壁B.根瘤菌的固氮基因编码区含有内含子和外显子C.大豆种子用其破碎的根瘤拌种,不能提高固氮量D.根瘤菌固氮量与侵入植物的生长状况有关解析:根瘤菌属于细菌,细胞壁的成分是糖类与蛋白质结合成的化合物,不是纤维素,不能用纤维素酶处理细胞壁;根瘤菌属于原核生物,原核生物的基因的编码区是连续的,不分内含子和外显子;大豆种子用其破碎的根瘤拌种,有利于根瘤菌与植物的共生,能提高固氮量,ABC选项错误。
根瘤菌与侵入植物之间是互利共生关系,植物通过光合作用制造的有机物一部分供给根瘤菌,所以,D选项正确。
考点二、微生物的类群(1)微生物的概念及类群微生物是指形体微小、结构简单,通常要用光学显微镜和电子显微镜才能看清楚的生物,统称为微生物。
它包括有非细胞生物,如病毒、类病毒、朊病毒;细胞生物,又可分为原核生物,如细菌、放线菌、支原体、衣原体、立克次氏体、蓝细菌(蓝藻);真核生物,又可分为真菌,如酵母菌、霉菌、大型真菌(蘑菇、灵芝等),原生生物(变形虫、草履虫)。
(2)细菌、放线菌、病毒的结构和增殖①细菌细胞壁主要成分是糖类和蛋白质结合成的化合物。
②质粒基因,控制细菌的抗药性、固氮和抗生素的形成。
③光合作用、有氧呼吸作用、生物固氮作用的酶分布在细菌细胞膜上,这些生理活动都是在细胞膜上进行。
④病毒可分为真病毒(DNA或RNA+衣壳)、类病毒(仅RNA)、朊病毒(Prions,蛋白致病因子)。
⑤菌落是由同种单个或少数细菌繁殖而成的肉眼可见的子细胞群体;⑥细菌、放线菌、病毒繁殖方式分别是二分裂繁殖方式、孢子生殖和增殖(吸附→注入→合成和复制→组装→释放)。
微生物试验常犯错误,欢迎大家发言微生物试验常犯错误,欢迎大家发言请大家来讨论微生物试验常犯错误,给大家以参考,互相学习。
有助于少犯错误,节省时间欢迎多多发言大家不要把微生物试验的范围想得太窄了,一切用到微生物的试验都可以说是微生物试验,例如:微生物的培养、转化、基因克隆、基金敲除、上发酵罐....都可以拿出来讨论阿我先说说吧我们实验室很多人习惯把要刷的平板、研钵、吸管等先放在水池里,等一段时间再刷但是水池里面会有人倒少量的有机溶剂(稀释后),洗电泳槽的水也倒在水池里。
我觉得这样的话会污染平板、研钵....,如果洗不干净的话会影响微生物的培养。
建议大家不要把要洗的东西放在水池里呵呵容易造成污染我在微生物试验犯的错误比较多,比如刚开始进实验室时候,无菌观念不强,结果污染过N次;后来污染解决了,本人比较懒,不做平行和梯度,结果浪费了时间,数据也不能用.现在好多了,我的体会是做试验别怕麻烦.呵呵是啊很多小细节大家不注意的话会引起大问题还有个很多人容易忽视问题就是——设计实验的时候不做对照,等实验做完了,虽然结果很好,就是用不了,特郁闷。
很喜欢这个讨论..期待中..一定要按照正规的步骤来,不能自行省略。
例如做菌种复苏的时候,有选择性培养基的最好用选择性培养基,这样培养出来的大概就可以确定是目的菌了。
我以前用BHI(据说是很万能的培养基)复苏的菌种,结果到了后来才发现不是我需要的,而都是杂菌,耽误了很长的时间。
培养后,还要进行生化鉴定,革兰染色及PCR鉴定物种。
选择性培养基在经过了四十八小时的培养后,抗性降低,再培养出的可能就全是杂菌了。
呵呵大家喜欢就都参加进来,前事之见后事之师Absolutely!做微生物实验需要的是100%的细心,一点小小的粗心造成的结果就会很严重的,可能几天的功夫都白费了!我提一个关于倒平板的小细节吧:怎样倒平板才能尽量少的产生冷凝水?1.要等熔化的固体培养基温度大概被手背温度高一点(即不烫手背)的时候才开始倒。
难点38 微生物与发酵工程微生物与自然界的物质循环、人类健康及生产活动有着密切的关系;发酵工程是一种生物技术,在食品工业和医药工业中有着广泛的应用前景。
●难点磁场1.以下不属于发酵工程范畴的是()A.利用需氧型青霉菌生产青霉素B.缺氧时人的某些组织细胞产生乳酸C.利用酵母菌的无氧呼吸获得酒精D.利用乳酸菌制作泡菜2.微生物的生长包括四个时期,其中微生物的增长接近于“J”型增长的是()A.调整期B.对数期C.稳定期D.衰亡期3.在细菌的群体生长曲线中,产生初级代谢产物和次级代谢产物的最佳时期分别是()A.调整期、对数期B.调整期、稳定期C.对数期、稳定期D.稳定期、稳定期●案例探究1.发酵罐发酵的过程中,使温度升高的热量来源于()①冷水供应不足②微生物代谢旺盛③培养基不新鲜④搅拌⑤放料口排出产物A.①②③④⑤B.②③④C.①④D.②④命题意图:本题重在考查学生对发酵工程及其原理的理解能力和知识分析能力。
知识依托:①微生物代谢的知识;②培养基的相关知识;③发酵罐的结构。
错解分析:有些学生容易选B项。
其思维障碍主要是培养基的新鲜程度可影响代谢速度,与产热无关。
解题的方法与技巧:此题用排除法较易做。
首先题目问的是使温度升高的热量来源,而冷却水只能带走热量,不能产生热量,故排除了答案A和C;其次培养基的新鲜程度可影响代谢速度,但与热量无直接关系,放料口排出产物属同理,故排除选项B;再分析答案D 中的②,微生物发酵过程中要进行呼吸作用可产生大量的化学能,且大部分转变成了热能可使温度升高,而搅拌除了增加溶氧、加快反应速度外,同时还通过摩擦产生了热能也可使温度升高。
答案:D2.有关谷氨酸发酵的叙述中正确的是()A.发酵中要不断地通入空气B.培养条件不当将不能得到产品C.搅拌的惟一目的是使空气成为小泡D.冷却水可使酶活性下降命题意图:本题重在考查学生对发酵过程的理解能力和理论与实践结合的能力。
知识依托:①微生物的代谢类型;②发酵过程的控制;③微生物代谢的调节。
一一、单项选择题:在每小题的备选答案中选出一个正确答案,并将正确答案的代码填在题干上的括号内。
(每小题1分,本大题共10分)1.一类单细胞有分枝的丝状微生物,以孢子繁殖,分布广泛大多是腐生菌,少数是动植物寄生菌,是抗生素的主要产生菌,2/3以上抗生素由该类菌产生。
这类微生物是:A.细菌B.霉菌C.放线菌D.酵母菌3.用液氮长期保藏菌种是因为液氮温度可达(),远远低于微生物新陈代谢作用停止的温度。
A.-180 0C B.-170 0CC.-160 0C D.-196 0C4.在微生物发酵工程中利用乳酸杆菌生产乳酸的发酵属于()。
A.好气性发酵B.厌气性发酵C.兼性发酵D.好厌间歇发酵5.配料较粗,营养丰富,完全,C/N合适,原料来源充足,质优价廉,成本低,有利于大量积累产物。
这些是()的一般特点。
A.选择培养基B.保藏培养基C.种子培养基D.发酵培养基6.( ) 是一类微生物维持正常生长不可缺少的,但自身不能合成的微量有机化合物。
A.生长因素B.碳源C.氮源D.微量元素7.生物反应器间歇操作, 在发酵过程中,不断进行通气(好氧发酵)和为调节发酵液的pH而加入酸碱溶液外, 与外界没有其它物料交换。
这种培养方式操作简单, 是一种最为广泛使用的方式, 称之为()。
A.连续发酵B.半连续发酵C.补料分批发酵D.分批发酵8.要求发酵设备现代化程度高、体系内营养物浓度和产物浓度始终一致、菌种容易发生变异的问题无法解决这种发酵方式是()。
A.连续发酵B.分批发酵C.补料分批发酵D.半连续发酵10.菌体的倍增时间是()增加一倍所需要的时间。
A.细胞质量B.菌体浓度C.菌体种类D.呼吸强度二、多项选择题:在每小题的备选答案中选出二个或二个以上正确答案,并将正确答案的代码填在题干上的括号内,正确答案未选全或选错,该小题无分。
(每小题2分,本大题共20分)11.发酵工程的前提条件是指具有()和()条件A.具有合适的生产菌种B.具备控制微生物生长代谢的工艺C.菌种筛选技术D.产物分离工艺E.发酵设备12.采用微生物发酵工程可以生产许多有用物质,主要包括:A.抗菌素B.维生素C.氨基酸D.蛋白酶E.生理盐水13.微生物发酵工程发酵产物的类型主要包括:A.产物是微生物菌体本身B.产品是微生物初级代谢产物C.产品是微生物次级代谢产物D.产品是微生物代谢的转化产物E.产品是微生物产生的色素14.引起发酵液中pH下降的因素有:A.碳源不足B.碳、氮比例不当C.消泡剂加得过多D.生理酸性物质的存在E.碳源较多15.发酵培养基中营养基质无机盐和微量元素的主要作用包括:A.构成菌体原生质的成分B.作为酶的组分或维持酶活性C.调节细胞渗透压D.缓冲pH值E.参与产物的生物合成17.培养基灭菌是否彻底直接关系到生产过程的成败, 灭菌失败主要不良后果包括:A.杂菌污染造成生产能力的下降B.杂菌产物使目的产物的提取和分离变得非常困难C.菌种发生遗传变异D.改变反应介质的pH值, 使生物反应发生异常变化E.杂菌可能会分解产物, 使生产过程失败18.过滤除菌的一般流程包括以下几个步骤:A.把吸气口吸入的空气先进行压缩前过滤进入空气压缩机B.从空气压缩机出来的空气(> 0.2MPa,温度120~150ºC),冷却至适当温度(20~25ºC)C.除去油和水,再加热至30~35ºC,D.最后通过总空气过滤器和分过滤器除菌E.获得洁净度、压力、温度和流量都符合工艺要求的灭菌空气。
《微生物与发酵工程》高考命题切入点浅谈高考题以某种产品生产为情景,围绕发酵工程实施的各环节,如检测微生物营养、微生物代谢的人工控制、微生物生长规律在发酵工程中的应用。
本题重点考查考生理论联系实际能力、分析综合能力、实验探究能力及识图能力。
注重材料分析和综合,重视在新情景下对概念的理解和应用。
从考试内容上看,命题多集中在细菌和病毒的结构与增殖、微生物营养、代谢与生长及影响因素、发酵工程的概念与内容上。
题目可能会联系人类健康、生产生活,还易与新陈代谢、免疫、中心法则等内容结合起来考查。
从考试形式上看,选择题仍为常见题型,材料分析、解决生产生活中实际问题的题型有增多趋势,复习时应高度关注。
在复习时,利用“联系法”,将细菌和病毒的内容与生物的结构和功能等相联系;微生物的营养与植物无土栽培、植物组织培养等相联系;微生物的生长曲线与种群增长的“s”型、“j”型曲线相联系;微生物代谢的调节与动植物代谢的调节等相联系,利用“比较法”将初级代谢产生和次级代谢产生、酶合成的调节与酶活性的调节进行比较。
例题某化工厂的污水池中,含有一种有害的、难于降解的有机化合物a,研究人员用化合物a、磷酸盐、镁盐以及微量元素配制的培养基,成功的筛选到高效降解化合物a的细菌(目的菌),实验的主要步骤如图所示,请分析回答问题:■(1)培养基中加入化合物a的目的是筛选目的菌,这种培养基属于选择培养基。
(2)“目的菌”生长需要的氮源和碳源是来自培养基中的化合物a,实验需要振荡培养,由此推测“目的菌”的代谢类型是异养需氧型。
(3)培养若干天后,应选择培养瓶中化合物a含量减少的培养液,接入新的培养液连续培养,“目的菌”培养的数量增加。
(4)转为固体培养基时,常采用划线的方法接种,获得单菌落后继续筛选。
(5)若研究“目的菌”的生长规律,将单个菌落进行液体培养,可采用定期取样的方法进行计数,以时间为横坐标,以细菌数目的对数为纵坐标,绘制生长曲线。
(6)实验结束后,使用过的培养基应该进行灭菌处理后,才能倒掉。
考点9 微生物与发酵工程一、选择题1.(2010·四川高考·T1)与酵母菌相比,硝化细菌具有的特点是()A. 无线粒体,只能通过无氧呼吸获得能量B. 无固氮酶,只能以含氮有机物作为氮源C. 无细胞核,只能通过出芽生殖方式繁殖后代D. 无染色体,只能在DNA水平产生可遗传变异【命题立意】本题以酵母菌和硝化细菌为实例,比较了真核生物和原核生物在结构和功能上的区别,意在考查考生的分析推断能力。
【思路点拨】决定生物代谢类型的是酶,而不是细胞器。
只要含有无氧呼吸相关的酶,就能进行无氧呼吸;含有有氧呼吸所需的酶,就能通过有氧呼吸获得能量。
【规范解答】选D。
硝化细菌是原核生物,虽无线粒体,但仍可在细胞膜内侧进行有氧呼吸,A错误;硝化细菌无固氮酶,但可以将氨气氧化为亚硝酸根离子和硝酸根离子,并从该过程中获得能量。
这里的氨气是硝化细菌的无机氮源,B错误;硝化细菌无细胞核,其增殖方式是二分裂,C错误;硝化细菌无染色体,不可能产生染色体变异,只能在DNA水平产生可遗传变异,D正确。
二、非选择题2.(2010·全国卷Ⅰ·T34)下列是与微生物培养有关的问题,请回答:⑴某细菌固体培养基的组成成分是KH2PO4、Na2HPO4、MgSO4、葡萄糖、尿素、琼脂和蒸馏水,其中凝固剂是,碳源是,氮源是。
已知只有能合成脲酶的细菌才能在该培养基上生长,故该培养基属于培养基。
按照化学成分分类,该培养基属于培养基。
从同化作用类型看,用该培养基的细菌属于细菌。
⑵将少量细菌接种到一定体积的液体培养基中,适宜条件下培养,定时取样测定菌体数目,以时间为横坐标,以菌体数目的对数为纵坐标,可以得到细菌的曲线。
该曲线中以菌体数目的对数作为纵坐标的原因是。
实验室中,为了获得形态和生理特征一致的菌体,一般应在期取材;在生产中,常收集培养至期的细菌用于次生代谢产物的提取。
【命题立意】本题以培养基的化学成分和微生物生长曲线为信息载体,综合考查微生物的营养和生长,属于考纲综合运用层次。
《微生物与发酵工程》易错问题解析1《微生物与发酵工程》易错问题解析375.根瘤菌和自生固氮菌属于消费者还是分解者?答:①根瘤菌属于共生固氮微生物,能将氮气合成为氨气,异养需氧型,在生态系统中属于消费者。
②自生固氮菌,如圆褐固氮菌,也能将氮气合成为氨气,异养需氧型,在生态系统中属于分解者。
1.用缺氮培养基可分离出土壤中的圆褐固氮菌和根瘤菌吗?解答:缺氮培养基只能分离出土壤中的自生固氮菌(如圆褐固氮菌)而不能分离出共生固氮菌(如根瘤菌)。
2.单细胞蛋白是否就是通过发酵获得的微生物细胞内的蛋白质吗?解答:单细胞蛋白就是指微生物菌体本身。
3.采用连续培养,延长稳定期,提高代谢产物的产量,是否意味着可以缩短生产周期?解答:采用连续培养,延长稳定期,缩短培养周期,延长生产周期,而不是缩短生产周期。
生产周期是指产品从原料投入生产到产品制成、验收入库为止整个生产工程所经历时间。
培养周期是指为获得一定量的产品所需要的培养时间。
对数期的细菌生理特征稳定,代谢旺盛,所以生产上用这个时期的细菌作为菌种,可以缩短生产周期,又缩短培养周期。
细菌进入稳定期大量积累代谢产物的最佳时期,因此采用连续培养获得一定量的产品所需要的培养时间大大缩短,但生产周期延长。
由此可见,缩短生产周期,可以缩短培养周期;缩短培养周期不一定缩短生产周期。
4.我国微生物发酵工程生产谷氨酸常用的菌种选用谷氨酸棒状杆菌和黄色短杆菌,是否意味着只有它们才会产生谷氨酸?解答:谷氨酸是微生物生长和繁殖所必需的初级代谢产物,微生物应该都能产生。
发酵工程生产常选用这2种菌种,主要原因这2种菌种是生物素缺陷型菌种,当生物素(细胞内油酸成分生物合成必需的辅酶)水平高时,谷氨酸不能透过膜而排到细胞外,通过反馈抑制影响产量;当生物素水平很低时,膜结构缺陷使其通透性增大,谷氨酸透过膜大量排到细胞外,大大减轻反馈抑制。
另外生物素含量的变化会引起发酵转换。
因此,通过人为控制生物素缺陷型菌种的生物素含量,就能有效地进行谷氨酸生产。
微生物发酵技术的使用中常见问题微生物发酵技术是一种应用广泛的生物技术,已经在食品、医药、农业、环境等领域取得了显著的成果。
然而,在实际应用过程中,我们也经常遇到一些常见问题。
本文将就微生物发酵技术的使用中常见问题进行探讨,以帮助读者更好地理解和应对这些挑战。
1. 营养物质的选择和优化在微生物发酵过程中,合适的营养物质是确保微生物生长和产物合成的关键。
常见的问题是如何选择和优化营养物质的组分和浓度。
一方面,传统的经验法则可以作为起点,根据微生物的需求选择主要的碳源、氮源、矿物盐等。
另一方面,现代的基因工程和优化方法对于优化特定目标产物的合成可以提供更精确的指导。
在实际操作中,需要权衡不同营养物质之间的相互作用和浓度的尺度效应,以及成本和效益的平衡。
2. pH和温度的控制微生物对于pH和温度的控制要求比较严格,过高或过低的值都可能导致微生物生长受阻或产物失活。
常见的问题是如何准确地控制pH和温度的值。
一种常见的方法是利用酸碱控制装置和温度控制装置,采用反馈机制和自动化控制,精确控制pH和温度的值。
此外,还需要考虑到微生物的耐受能力和稳定性,选择合适的工作范围。
3. 污染和纯化微生物发酵过程中,污染是一个常见的问题。
可能的污染源包括空气、水源、原料等。
此外,微生物本身也可能产生杂质和代谢产物。
常见的问题是如何有效地防止和清除污染物,并获得高纯度的产物。
在防止污染方面,可以采取严格的操作规范和无菌操作,以及使用过滤器和杀菌剂等技术。
在纯化方面,可以利用各种分离和纯化技术,如离心、过滤、蒸馏、萃取和柱层析等。
4. 代谢产物的积累和抑制微生物发酵过程中,可能会出现代谢产物的积累和抑制的问题。
代谢产物的积累可能导致细胞毒性和产物分泌的减少,而抑制可能降低细胞活性和产物合成能力。
常见的问题是如何准确控制代谢产物的积累和抑制的程度。
一种常见的解决方法是优化培养基和发酵条件,以减少产物的积累并提高细胞的耐受性。
此外,还可以通过基因工程和突变育种等技术,改变微生物的代谢途径和产物合成能力。
高考答题的高频易错点系列六(发酵工程)高考答题的高频易错点系列六(发酵工程)一、有关微生物类群的易错点1、微生物还包括各种真菌——酵母菌、蘑菇、木耳等,所以微生物不一定是形态微小的生物。
2、固氮生物都是原核生物——细菌、放线菌、蓝藻等,因此固氮微生物都没有内膜系统。
3、因病毒全为寄生生活,故在生态系统中皆为消费者。
例 1.下图是几种生物的分类图,关于①、②、③三类生物各自共同特征的叙述,正确的是( )①都是异养生物,且都能发生基因突变②都不含叶绿素,且都是分解者③都有细胞结构,且都有细胞壁A.①③B.①②C.②③D.①二、有关微生物的结构和功能的易错点1.质粒基因控制细菌的抗药性、固氮和抗生素的形成。
2.光合作用、有氧呼吸、生物固氮的酶分布在细菌细胞膜上,这些生理活动主要在细胞膜上进行。
3.非细胞结构生物可分为病毒(DNA或RNA+衣壳)、类病毒(仅RNA)、朊病毒(Prions,蛋白致病因子)。
4.质粒、病毒作为基因载体,细菌常作为外源基因受体,而细菌、酵母菌常被应用于发酵工程。
5.病毒为寄生生物,因而在普通培养基上无法培养,只能利用活组织(如活鸡胚)培养。
在噬菌体侵染细菌实验中,放射性同位素标记时先让大肠杆菌在培养基上培养。
6.病毒在细胞工程中可做诱导剂,在基因工程中可做运载体。
例 2.下列有关①②③④四个框图内所包括的微生物共同特征的叙述,正确的是( )A.框图①内的生物都能进行有丝分裂,且遗传都遵循孟德尔遗传规律B.框图②内的生物都不含叶绿素,且都是分解者,都能进行有氧呼吸C.框图③内的生物的基因上都有RNA聚合酶的结合位点D.框图④内的生物都是异养生物,都能够进行固氮三、有关微生物营养的易错点1.固氮微生物与非固氮微生物氮源的区别:固氮微生物——各种含氮物质(包括N2);非固氮微生物——除N2以外的其他含氮物质。
2.一些微生物不需要从营养物质中摄取生长因子,而是依靠自身体内合成。
另外,一些微生物自身体内缺乏合成生长因子所需的酶,因此只能从营养物质中直接获得,否则就不能生存。
32.(10分)氮元素是构成生物体的主要元素之一,在动植物生命活动中起着重要的作用。
在自然界中各种含氮物质经过复杂的化学变化和新陈代谢实现氮元素的循环,维持自然环境中的氮平衡。
图Ⅰ是自然界中氮循环以及有机物在生物体内代谢的部分过程示意图,请分析回答:(1)微生物在氮循环中有重要作用,例如生活在大豆根部的根瘤菌能参与图Ⅰ中的哪一过程?(填序号);根瘤菌之所以能实行固氮作用,其根本原因是它具有独特的固氮基因,大豆细胞基因与根瘤菌的固氮菌基因相比,大豆细胞基因结构的主要特点是。
(2)疏松土壤为什么能提升土壤中NO3-的含量?______________________________。
(3)如果细胞内[H]的含量增多,而ATP的含量减少,则很可能是控制合成催化有氧呼吸的基因发生了突变。
(4)人以农作物为食时,人体内的赖氨酸只有通过图Ⅰ中的哪一过程获得?(填序号),为什么?。
31[解析]本题考查对基因工程、细胞工程、发酵工程和酶工程相互关系的理解,并带有一点实验设计“味道”,因而突出了创新思维水平的考查力度。
解题思路是:先使用基因工程构建转入人胰岛素基因的工程菌,再利用该工程菌,使用发酵工程生产人胰岛素,然后利用类似酶工程中分离提纯技术得到胰岛素产品。
[答案](1)①人胰岛素基因mRNA;反转录②质粒限制性内切黏性末端黏性末端DNA连接人的胰岛素基因大肠杆菌质粒③氯化钙细胞壁④能表达(2) ①pH;灭菌②衰退;[1];[4];无菌空气③对数;加快;有充足的氧;加快④微生物代谢,机械搅拌、罐壁散热、水分蒸发、冷却水循环等⑤营养物质的消耗、代谢产物的积累⑥增加溶氧;使菌种与培养基充分接触提升原料利用率(3)提取、提纯、检验(4)冷却(降温或使温度控制在30℃一37℃) (5)下降混入杂菌产生竞争,分解或吸收谷氨酸(6)下降加碱(氨水)谷氨酸脱氢酶酶活性(反馈、负反馈)32.(10分)(1)①(1分)编码区是间隔的、不连续的(1分)(2)疏松土壤,提升土壤中氧气的含量,促动固氮微生物将N2变为NH3;促动硝化细菌将NH3变为NO3-;抑制反硝化细菌将NO3-变为N2返回大气。
发酵工程一、名词解释1、分批发酵:在发酵中,营养物和菌种一次参加进展培养,直到完毕放出,中间除了空气进入和尾气排出外,与外部没有物料交换。
2、补料分批发酵:又称半连续发酵,是指在微生物分批发酵中,以某种方式向培养系统不加一定物料的培养技术。
3、絮凝:在某些高分子絮凝剂的作用下,溶液中的较小胶粒聚合形成较大絮凝团的过程。
二、填空1、生物发酵工艺多种多样,但根本上包括菌种制备、种子培养、发酵和提取精制等下游处理几个过程。
2、根据过滤介质截留的物质颗粒大小的不同,过滤可分为粗滤、微滤、超滤和反渗透四大类。
3、微生物的育种方法主要有三类:诱变法,细胞融合法,基因工程法。
4、发酵培养基主要由碳源,氮源,无机盐,生长因子组成。
5、青霉素发酵生产中,发酵后的处理包括:过滤、提炼,脱色,结晶。
6、利用专门的灭菌设备进展连续灭菌称为连消,用高压蒸汽进展空罐灭菌称为空消。
7、可用于生产酶的微生物有细菌、真菌、酵母菌。
常用的发酵液的预处理方法有酸化、加热、加絮凝剂。
8、根据搅拌方式的不同,好氧发酵设备可分为机械搅拌式发酵罐和通风搅拌式发酵罐两种。
9、依据培养基在生产中的用途,可将其分成孢子培养基、种子培养基、发酵培养基三种。
10、现代发酵工程不仅包括菌体生产和代谢产物的发酵生产,还包括微生物机能的利用。
11、发酵工程的主要内容包括生产菌种的选育、发酵条件的优化与控制、反响器的设计与产物的别离、提取与精制。
12、发酵类型有微生物菌体的发酵、微生物酶的发酵、微生物代谢产物的发酵、微生物转化发酵、生物工程细胞的发酵。
13、发酵工业生产上常用的微生物主要有细菌、放线菌、酵母菌、霉菌。
14、当前发酵工业所用的菌种总趋势是从野生菌转向变异菌,从自然选育转向代谢调控育种,从诱发基因突变转向基因重组的定向育种。
15、根据操作方式的不同,液体深层发酵主要有分批发酵、连续发酵、补料分批发酵。
16、分批发酵全过程包括空罐灭菌、参加灭过菌的培养基、接种、发酵过程、放罐和洗罐,所需的时间总和为一个发酵周期。
宝典20 发酵工程内容概览第一部分高考考情速递第二部分知识导图第三部分考点清单(三大考点)第四部分易错易混(四大易错点)第五部分真题赏析常考考点真题举例1.千百年来,腐乳一直受到人们的喜爱。
这是因为经过微生物的发酵,豆腐中的蛋白质被分解成小分子的肽和氨基酸,味道鲜美,易于消化吸收,而腐乳本身又便于保存。
多种微生物参与了豆腐的发酵,如酵母、曲霉和毛霉等,其中起主要作用的是毛霉。
(P5) 2.像这种直接利用原材料中天然存在的微生物,或利用前一次发酵保存下来的面团、卤汁等发酵物中的微生物进化发酵、制作食品的技术一般称为传统发酵技术。
传统发酵以混合菌种的固体发酵及半固体发酵为主,通常是家庭式或作坊式的。
(P5)3.乳酸菌是厌氧细菌,在无氧的情况下能将葡萄糖分解成乳酸(反应简式①),可用于乳制品的发酵、泡菜的腌制等。
乳酸菌种类很多,在自然界中分布广泛,空气、土壤、植物体表、人或动物的肠道内都有乳酸菌分布。
常见的乳酸菌有乳酸链球菌和乳酸杆菌。
①C 6H 12O 6――→酶2C 3H 6O 3(乳酸)+能量(P5) 4.酵母菌是兼性厌氧微生物,在无氧条件下能进行酒精发酵(反应简式②),可用于酿酒、制作馒头和面包等。
温度是影响酵母菌生长的重要因素,酿酒酵母的最适生长温度约为28 ℃。
②C 6H 12O 6――→酶2C 2H 5OH (酒精)+2CO 2+能量(P6) 5.泡菜在腌制过程中会有亚硝酸盐产生。
膳食中的亚硝酸盐一般不会危害人体健康,但如果人体摄入过量,会发生中毒,甚至死亡。
(P6“探究·实践”)6.醋酸菌是好氧细菌,当O 2、糖源都充足时能通过复杂的化学反应将糖分解成乙酸(反应简式③);当缺少糖源时则直接将乙醇转化为乙醛,再将乙醛变为乙酸(反应简式④)。
醋酸菌可用于制作各种风味的醋。
多数醋酸菌的最适生长温度为30~35 ℃。
③C 6H 12O 6+2O 2――→酶2CH 3COOH (乙酸)+2H 2O +2CO 2+能量 ④C 2H 5OH +O 2――→酶CH 3COOH (乙酸)+H 2O +能量(P7) 7.果酒自然发酵时,利用葡萄皮上的野生酵母菌;工业生产时,人工接种纯化的酵母菌,以提高发酵效率。
发酵工程易错题判断专练试题1.在氧气、糖源充足时,醋酸菌将乙醇变为乙醛,再将乙醛变为醋酸。
对错(正确答案)2.长期放置的酒表面会出现一层膜,这层膜是醋酸菌在液体表面繁殖形成的。
对(正确答案)错3.泡菜腌制过程中,泡菜坛表面会长出一层白膜,这层白膜是产膜酵母大量繁殖形成对(正确答案)错4.果醋发酵过程中,要严格密封,才有利于醋酸菌的代谢。
对错(正确答案)5.用乳酸菌制作酸奶时需要不时通入氧气。
对错(正确答案)6.制作杨梅果醋所用菌种没有成形细胞核。
对(正确答案)错7.泡菜发酵过程中,会产生多种酸,其中主要是亚硝酸,还有少量乳酸。
对错(正确答案)8.泡菜发酵初期水槽内产生的气泡是酵母菌等利用氧气进行呼吸作用产生的CO2 对(正确答案)错9.腌制泡菜时的温度、食盐用量和发酵时间均会影响泡菜的品质。
对(正确答案)错10.若制作的泡菜咸而不酸,最可能的原因是大量的食盐抑制了乳酸菌的发酵过程。
对(正确答案)错11.在果酒发酵后期拧松瓶盖的间隔时间可延长。
对(正确答案)错12.发酵是利用微生物生产所需代谢产物的一种生产方式,通常说的乳酸菌发酵是有氧发酵。
对错(正确答案)13.在制作果酒、果醋时,适当接种菌种可以提高发酵速率、抑制杂菌生长繁殖。
对(正确答案)错14.泡菜腌制过程产生亚硝酸盐是一种致癌物质。
对错(正确答案)15.适当加大接种量可以提高发酵速率,抑制杂菌繁殖。
对(正确答案)错16.酵母菌的代谢类型为异养兼性厌氧型。
对(正确答案)错17.果酒发酵时,酵母菌产生酒精的场所是细胞质基质。
对(正确答案)错18.无菌技术就是指灭菌。
对错(正确答案)19.经巴氏消毒法处理的食品因微生物未被彻底消灭,所以不能在常温下长期保存。
对(正确答案)错20.泡菜制作过程中,适当提高温度可以抑制杂菌生长。
对错(正确答案)21.配制培养基时,应先调pH再灭菌。
对(正确答案)错22.为防止杂菌污染,接种环经灼烧灭菌后应趁热快速挑取菌落。
《微生物与发酵工程》易错问题解析1
《微生物与发酵工程》易错问题解析
375.根瘤菌和自生固氮菌属于消费者还是分解者?
答:①根瘤菌属于共生固氮微生物,能将氮气合成为氨气,异养需氧型,在生态系统中属于消费者。
②自生固氮菌,如圆褐固氮菌,也能将氮气合成为氨气,异养需氧型,在生态系统中属于分解者。
1.用缺氮培养基可分离出土壤中的圆褐固氮菌和根瘤菌吗?
解答:缺氮培养基只能分离出土壤中的自生固氮菌(如圆褐固氮菌)而不能分离出共生固氮菌(如根瘤菌)。
2.单细胞蛋白是否就是通过发酵获得的微生物细胞内的蛋白质吗?
解答:单细胞蛋白就是指微生物菌体本身。
3.采用连续培养,延长稳定期,提高代谢产物的产量,是否意味着可以缩短生产周期?
解答:采用连续培养,延长稳定期,缩短培养周期,延长生产周期,而不是缩短生产周期。
生产周期是指产品从原料投入生产到产品制成、验收入库为止整个生产工程所经历时间。
培养周期是指为获得一定量的产品所需要的培养时间。
对数期的细菌生理特征稳定,代谢旺盛,所以生产上用这个时期的细菌作为菌种,
可以缩短生产周期,又缩短培养周期。
细菌进入稳定期大量积累代谢产物的最佳时期,因此采用连续培养获得一定量的产品所需要的培养时间大大缩短,但生产周期延长。
由此可见,缩短生产周期,可以缩短培养周期;缩短培养周期不一定缩短生产周期。
4.我国微生物发酵工程生产谷氨酸常用的菌种选用谷氨酸棒状杆菌和黄色短杆菌,是否意味着只有它们才会产生谷氨酸?
解答:谷氨酸是微生物生长和繁殖所必需的初级代谢产物,微生物应该都能产生。
发酵工程生产常选用这2种菌种,主要原因这2种菌种是生物素缺陷型菌种,当生物素(细胞内油酸成分生物合成必需的辅酶)水平高时,谷氨酸不能透过膜而排到细胞外,通过反馈抑制影响产量;当生物素水平很低时,膜结构缺陷使其通透性增大,谷氨酸透过膜大量排到细胞外,大大减轻反馈抑制。
另外生物素含量的变化会引起发酵转换。
因此,通过人为控制生物素缺陷型菌种的生物素含量,就能有效地进行谷氨酸生产。
5.连续培养是否意味着无时间限制地进行下去吗?
答:在工业发酵过程,需要延长稳定期,采用连续培养法,以提高代谢产物的产量。
但连续培养有时间限制,原因如下:菌种易于退化:长期处于高速繁殖下的微生物,即使其自发突变率极低,也无法避免变异的发生,尤其发生比原来生产菌株生长速率高、营养要求低、代谢产物少的类型;易遭杂菌污染:在长期的运转中,保持各种设备无渗漏,尤其是通气系统不出任何故障,是极其困难的,所以,有时间限制,一般可以达到数月至1、2年。
此外,在连续培养中,营养物的利用率一般低于单批培养。
6.为什么微生物在生长繁殖过程中会引起培养基PH的改变?如何调节?
答:代谢产生有机酸;N源的利用产生氨;微生物对无机盐的选择性吸收等原因。
因为PH变化影响细菌正常生长;影响代谢的方向,所以要进行调节:①培养基中应加入缓冲剂,保持PH稳定;②在发酵过程中加酸(HCl 、H2SO4)或碱(NaOH、Na2CO3)或加适当C 源(糖、乳酸)、N源(尿素、NH4OH、蛋白质)。
注意:对同一微生物,其不同的生理生化过程有着不同的最适pH。
例如,丙酮丁醇梭菌在pH5.5-7.0范围,以菌体生长繁殖为主,pH4.3-5.3 范围才进行丙酮丁醇发酵。
7.在选择培养基中加入伊红-美蓝,可以与大肠杆菌的有机酸发生反应,用以鉴别大肠杆菌。
请问这是怎么反应的?只加碱性染料“美蓝”为什么不行呢?
答:①伊红是一种红色的酸性染料,并带荧光。
②美蓝是一种深蓝色碱性染料。
③“伊红-美蓝”能与大肠杆菌的代谢产物“有机酸”结合成络合物而呈现深紫色。
单独的美蓝却不能与之结合成络合物而不显深紫色。