四川省成都市高考生物一轮复习 选修部分 第五章第三节发酵工程简介课件

谷氨酸棒状杆菌谷氨酸棒状杆菌液体液体天然天然碳源碳源氮源氮源生长因子生长因子无机盐无机盐3 3灭菌：灭菌： 和发酵设备都必须严格灭菌。和发酵设备都必须严格灭菌。4 4扩大培养与接种：扩大培养与接种：目的是增大菌种量，缩短目的是增大菌种量，缩短 期，培期，培 养基中养基中C CN N 。5.5.发酵过程发酵过程(1)(1)不断通入不断通入 。(2)(2)搅拌：既能加速氧的溶解，又能使菌种与培养液搅拌：既能加速氧的溶解，又能使菌种与培养液 ，提高原料的利用率。，提高原料的利用率。(3)(3)连续培养：连续培养：C CN N 。(4)(4)严格控制温度、严格控制温度、pHpH等。当等。当 时，会产生乙酰谷氨时，会产生乙酰谷氨 酰胺；当酰胺；当 时，会生成乳酸或琥珀酸。时，会生成乳酸或琥珀酸。培养基培养基调整调整4 1无菌空气无菌空气充分接触充分接触3 1pH呈酸性呈酸性溶氧不足溶氧不足二、发酵工程的环节二、发酵工程的环节1 1在微生物发酵过程中，接种前都要进行扩大培养。下列在微生物发酵过程中，接种前都要进行扩大培养。下列 有关扩大培养的叙述，错误的是有关扩大培养的叙述，错误的是 ( () ) A A如果接种前不进行扩大培养，会使调整期延长如果接种前不进行扩大培养，会使调整期延长 B B酿酒过程中，通入无菌空气的目的是扩大培养酿酒过程中，通入无菌空气的目的是扩大培养 C C在谷氨酸生产中，可用在谷氨酸生产中，可用C C、N N比为比为4 41 1的培养基对菌的培养基对菌 种进行扩大培养种进行扩大培养 D D扩大培养可提高发酵罐中营养物质的利用率，从而扩大培养可提高发酵罐中营养物质的利用率，从而 提高产量提高产量解析：解析：扩大培养的目的是增加发酵罐中菌体的数量，尽快扩大培养的目的是增加发酵罐中菌体的数量，尽快达到达到K K值，通过缩短调整期来缩短培养周期，提高设备的值，通过缩短调整期来缩短培养周期，提高设备的利用率；如果不进行扩大培养就直接接种，发酵罐中的菌利用率；如果不进行扩大培养就直接接种，发酵罐中的菌体数量很少，将使调整期延长；酿酒过程中，常采用控制体数量很少，将使调整期延长；酿酒过程中，常采用控制溶氧的方法来进行扩大培养溶氧的方法来进行扩大培养( (通入无菌空气通入无菌空气) )和酒精发酵和酒精发酵( (隔绝空气隔绝空气) )；在谷氨酸生产中，常采用控制；在谷氨酸生产中，常采用控制C C、N N比来进行比来进行扩大培养扩大培养(41)(41)和谷氨酸生产和谷氨酸生产(31)(31)。答案：答案： D D2 2酵母菌发酵过程中，当菌体形成一定的群体生长优势后，酵母菌发酵过程中，当菌体形成一定的群体生长优势后， 一般不用刻意消灭杂菌，因为一般不用刻意消灭杂菌，因为 ( () ) A A杂菌与酵母菌是互利共生的杂菌与酵母菌是互利共生的 B B杂菌与酵母菌代谢产物相同杂菌与酵母菌代谢产物相同 C C杂菌一般不能在有乳酸的环境中生存杂菌一般不能在有乳酸的环境中生存 D D杂菌一般不能在有酒精的环境中生存杂菌一般不能在有酒精的环境中生存解析：解析：酵母菌发酵产生酒精，酵母菌发酵产生酒精， 形成一种特定的环境，其他杂形成一种特定的环境，其他杂菌一般不能生存。菌一般不能生存。答案：答案： D D3 3如图表示发酵罐中各种因素对谷氨酸棒状杆菌发酵产生谷如图表示发酵罐中各种因素对谷氨酸棒状杆菌发酵产生谷 氨酸的影响，其中不正确的是氨酸的影响，其中不正确的是 ( () ). .解析：解析：在最适温度和最适在最适温度和最适pHpH时，酶的活性最高，谷氨酸产生速时，酶的活性最高，谷氨酸产生速率最大，高于或低于该值都会使酶活性降低，谷氨酸产生速率率最大，高于或低于该值都会使酶活性降低，谷氨酸产生速率下降。谷氨酸棒状杆菌是好氧菌，在一定范围内随着溶氧量的下降。谷氨酸棒状杆菌是好氧菌，在一定范围内随着溶氧量的增加，谷氨酸增加，谷氨酸( (初级代谢产物初级代谢产物) )的产生速率会随着该菌生长繁殖的产生速率会随着该菌生长繁殖速率的加快而增加，当溶氧量增大到一定值时，由于受其他条速率的加快而增加，当溶氧量增大到一定值时，由于受其他条件件( (如酶的数量与活性等如酶的数量与活性等) )的限制，谷氨酸产生速率不可能继续的限制，谷氨酸产生速率不可能继续增加。随时间的推移，谷氨酸的产生速率在最初阶段可能不断增加。随时间的推移，谷氨酸的产生速率在最初阶段可能不断加快，当活菌数目达到最多加快，当活菌数目达到最多( (稳定期稳定期) )时，谷氨酸产生总量会继时，谷氨酸产生总量会继续增加，但产生速率则不再加快。续增加，但产生速率则不再加快。答案：答案： C C4 4应用发酵工程生产的产品不包括应用发酵工程生产的产品不包括 ( () ) A A目的基因目的基因B B次级代谢产物次级代谢产物 C C单细胞蛋白单细胞蛋白 D D初级代谢产物初级代谢产物答案：答案： A A解析：解析：目的基因可用于发酵工程中目的基因可用于发酵工程中“工程菌工程菌”的改造，的改造，不是发酵产品。不是发酵产品。5 5如图为谷氨酸发酵装置图。如图为谷氨酸发酵装置图。 (1) (1)图中图中3 3、6 6处是发酵罐夹层中水处是发酵罐夹层中水 的进出口，水在发酵罐夹层流动的作的进出口，水在发酵罐夹层流动的作 用是用是_。 (2) (2)谷氨酸发酵液的谷氨酸发酵液的pHpH应控制在应控制在7 78 8 范围内，随着代谢产物的积累，发酵范围内，随着代谢产物的积累，发酵 液液pHpH变化趋势是变化趋势是_，控制办法，控制办法 是是_。发酵过程中，若谷氨酸。发酵过程中，若谷氨酸积累过量，会抑制积累过量，会抑制_的活性，导致合成途径中断，的活性，导致合成途径中断，这种代谢调节方式称为这种代谢调节方式称为_调节。调节。(3)(3)如果在如果在4 4处通入自然空气，谷氨酸产量会处通入自然空气，谷氨酸产量会_，原因是原因是_。解析：解析：在发酵过程中要控制好温度、在发酵过程中要控制好温度、pHpH和溶氧，其中温度调和溶氧，其中温度调节主要依靠循环水；节主要依靠循环水；pHpH则可通过加酸或加碱的方法来调节。则可通过加酸或加碱的方法来调节。谷氨酸棒状杆菌是好氧菌，在发酵过程中需要不断通入无菌谷氨酸棒状杆菌是好氧菌，在发酵过程中需要不断通入无菌空气，增加发酵液中的溶氧，若通入不经处理的空气，空气空气，增加发酵液中的溶氧，若通入不经处理的空气，空气中的杂菌就会与谷氨酸棒状杆菌产生竞争，或分解、吸收谷中的杂菌就会与谷氨酸棒状杆菌产生竞争，或分解、吸收谷氨酸。氨酸。答案：答案： (1)(1)冷却冷却( (降温或使温度控制在降温或使温度控制在303037)37)(2)(2)下降加碱下降加碱( (氨水氨水) )谷氨酸脱氢酶酶活性的谷氨酸脱氢酶酶活性的( (反馈、负反馈、负反馈反馈) )(3)(3)下降混入杂菌产生竞争，分解或吸收谷氨酸下降混入杂菌产生竞争，分解或吸收谷氨酸考点一考点一发酵工程的生产实例发酵工程的生产实例谷氨酸发酵谷氨酸发酵命命题题解解读读 谷氨酸发酵常作为发酵工程的典范，题目多以谷氨酸发酵常作为发酵工程的典范，题目多以选择或非选择题形式就参与发酵的菌种、培养基性选择或非选择题形式就参与发酵的菌种、培养基性质、成分、培养条件改变对发酵产品的影响等内容质、成分、培养条件改变对发酵产品的影响等内容展开全面考查。展开全面考查。 示例示例11 谷氨酸是生物体内一种重要的有机小分子，谷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，目前我氨酸钠是它的钠盐，是味精等调味品的主要成分，目前我们可以利用微生物发酵生产谷氨酸。们可以利用微生物发酵生产谷氨酸。(1)(1)常用的谷氨酸生产菌种除了谷氨酸棒状杆菌外，还有常用的谷氨酸生产菌种除了谷氨酸棒状杆菌外，还有 黄色短杆菌。这些菌种在基因结构上的主要特点是黄色短杆菌。这些菌种在基因结构上的主要特点是 _ _。(2)(2)如果在蛋白质合成过程中，携带谷氨酸的转运如果在蛋白质合成过程中，携带谷氨酸的转运 RNA RNA如右图所示，那么对应基因的碱基序列是如右图所示，那么对应基因的碱基序列是 _ _。(3)(3)在配置谷氨酸发酵的培养基时，加入的成分有在配置谷氨酸发酵的培养基时，加入的成分有 氨水、磷酸盐、钾盐、硫酸镁等，装置如下图氨水、磷酸盐、钾盐、硫酸镁等，装置如下图 所示。为了保证谷氨酸棒状杆菌正常发酵，还所示。为了保证谷氨酸棒状杆菌正常发酵，还 应该在发酵罐中加入五种营养要素中的生物素和应该在发酵罐中加入五种营养要素中的生物素和 _ _。 利用连续培养工艺流程可以大大提高生产效率，试阐述其利用连续培养工艺流程可以大大提高生产效率，试阐述其 原因：原因：_ _ _ _ _。(4)(4)某厂的发酵液曾不慎被噬菌体污染，菌群大量死亡，但人某厂的发酵液曾不慎被噬菌体污染，菌群大量死亡，但人 们却侥幸从中获得了少数可抵抗噬菌体的新菌种，这种新们却侥幸从中获得了少数可抵抗噬菌体的新菌种，这种新 性状的产生来源于性状的产生来源于_。 解析解析 (1)(1)谷氨酸棒状杆菌为原核生物，其基因结构中编谷氨酸棒状杆菌为原核生物，其基因结构中编码区是连续的。码区是连续的。(2)(2)若反密码子为若反密码子为CUCCUC则密码子为则密码子为GAGGAG，基因为，基因为CTCCTCGAGGAG。(3)(3)连续培养可缩短培养周期，延长稳定期等。连续培养可缩短培养周期，延长稳定期等。(4)(4)原核生物的变异为基因突变。原核生物的变异为基因突变。 答案答案 (1)(1)编码区是连续的、不间隔的编码区是连续的、不间隔的(2)CTC(2)CTCGAGGAG(3)(3)有机碳源保证微生物对营养物质的需求；排出部分有有机碳源保证微生物对营养物质的需求；排出部分有害代谢产物；使微生物保持较长时间的高速生长；缩短培养害代谢产物；使微生物保持较长时间的高速生长；缩短培养周期；延长稳定期周期；延长稳定期(4)(4)基因突变基因突变影响发酵过程的因素影响发酵过程的因素控制因素控制因素作用机理作用机理控制方法控制方法温度温度影响酶的活性影响酶的活性影响生物合成途径影响生物合成途径影响培养基的理化性质影响培养基的理化性质以及菌种对营养物质的分以及菌种对营养物质的分解吸收解吸收影响微生物生长影响微生物生长通过控制产热与通过控制产热与散热的平衡来控散热的平衡来控制培养基的温度制培养基的温度控制因素控制因素作用机理作用机理控制方法控制方法溶解氧溶解氧促进需氧型微生物的呼吸作促进需氧型微生物的呼吸作用用抑制厌氧型微生物代谢抑制厌氧型微生物代谢通过通气量和搅通过通气量和搅拌速度来控制拌速度来控制pH影响酶的活性影响酶的活性影响细胞膜的带电情况，导影响细胞膜的带电情况，导致细胞膜透性改变从而影响对致细胞膜透性改变从而影响对营养物质的吸收和产物的排出营养物质的吸收和产物的排出影响培养基营养物质的分解影响培养基营养物质的分解加入缓冲溶液，加入缓冲溶液，补加氨水、尿素、补加氨水、尿素、NH4HCO3等来等来控制控制pH泡沫泡沫占据发酵罐的空间占据发酵罐的空间影响通气搅拌影响通气搅拌导致代谢异常导致代谢异常安装消泡沫挡板安装消泡沫挡板或用消泡沫剂或用消泡沫剂1 1在谷氨酸生产过程中，必须不断地调整培养液的在谷氨酸生产过程中，必须不断地调整培养液的pHpH，原，原 因是因是 ( () ) 谷氨酸发酵的最适谷氨酸发酵的最适pHpH为为7.07.08.08.0 在发酵过程中，溶液在发酵过程中，溶液pHpH会发生变化会发生变化 当当pHpH呈酸性时，谷氨酸的产量会下降呈酸性时，谷氨酸的产量会下降 不调节不调节pHpH，培养液中生成的谷氨酸会转变成其他物质，培养液中生成的谷氨酸会转变成其他物质 A A B B C C D D解析：解析：谷氨酸发酵过程会改变发酵环境的谷氨酸发酵过程会改变发酵环境的pHpH，即培养基的原，即培养基的原始始pHpH在发酵过程中会发生改变。在发酵过程中会发生改变。pHpH的改变又会影响发酵过程的改变又会影响发酵过程的进行及产物的生成等。的进行及产物的生成等。答案：答案： B B2 2用谷氨酸棒状杆菌生产谷氨酸，用谷氨酸棒状杆菌生产谷氨酸， 据图分析，在第据图分析，在第、第、第阶段阶段 提供的适宜条件分别是提供的适宜条件分别是( () )C/NC/N为为3131C/NC/N为为4141通入无菌空气密闭不通气通入无菌空气密闭不通气A A和和 B B和和C C和和 D D和和解析：解析：图中三个阶段分别是调整期、对数期和稳定期；在谷图中三个阶段分别是调整期、对数期和稳定期；在谷氨酸生产中，当氨酸生产中，当C/NC/N比例为比例为4 41 1时，菌体大量繁殖而产生谷氨时，菌体大量繁殖而产生谷氨酸少；当酸少；当C/NC/N比例为比例为3 31 1时，菌体繁殖受抑制而谷氨酸大量合时，菌体繁殖受抑制而谷氨酸大量合成。谷氨酸棒状杆菌是需氧型的，但通入的空气必须是无菌成。谷氨酸棒状杆菌是需氧型的，但通入的空气必须是无菌空气。空气。答案：答案： A考点二考点二发酵工程的概念和内容发酵工程的概念和内容命命题题解解读读本考点内容与人们的日常生活联系密切，高考本考点内容与人们的日常生活联系密切，高考命题很可能会从一些生产实例，如抗生素命题很可能会从一些生产实例，如抗生素(如青霉素如青霉素)的生产、乙肝疫苗的制备、味精生产、啤酒生产过程的生产、乙肝疫苗的制备、味精生产、啤酒生产过程等引入，对发酵工程与食品工业、医药保健、基因工等引入，对发酵工程与食品工业、医药保健、基因工程等诸多行业所涉及的理论知识联系起来进行多个层程等诸多行业所涉及的理论知识联系起来进行多个层次、不同角度的全面考查。次、不同角度的全面考查。 示例示例22下图下图A A为细菌的生长曲线图，图为细菌的生长曲线图，图B B为发酵罐结构示为发酵罐结构示意图，如果用来获得单细胞蛋白，请据图分析，下列叙述正意图，如果用来获得单细胞蛋白，请据图分析，下列叙述正确的是确的是 ( () )A A谷氨酸属于初级代谢产物，产生于图谷氨酸属于初级代谢产物，产生于图A A的的1 1、2 2、3 3和和4 4时时B B在发酵过程中，取样得知细菌形态各异，此时谷氨酸棒在发酵过程中，取样得知细菌形态各异，此时谷氨酸棒 状杆菌正处于图状杆菌正处于图A A中中3 3时期时期C C图图B B的通入冷却水，目的是降低发酵罐的温度，降低酶的通入冷却水，目的是降低发酵罐的温度，降低酶 的活性的活性D D从图从图B B放出的物质中，采用过滤、沉淀的方法，从培养放出的物质中，采用过滤、沉淀的方法，从培养 液中分离出发酵产品液中分离出发酵产品 解析解析 图图A A中中1 1为调整期、为调整期、2 2为对数期、为对数期、3 3为稳定期、为稳定期、4 4为衰亡期；谷氨酸属于初级代谢产物，产生于细菌的整为衰亡期；谷氨酸属于初级代谢产物，产生于细菌的整个生命过程中；衰亡期的菌体出现多种形态。冷却水的个生命过程中；衰亡期的菌体出现多种形态。冷却水的作用是降低发酵罐的温度，保持酶的活性。图作用是降低发酵罐的温度，保持酶的活性。图B B中为冷中为冷却水的出口，并不是发酵罐的放料口。却水的出口，并不是发酵罐的放料口。 答案答案 A A1 1发酵过程中热量的来源与散失发酵过程中热量的来源与散失(1)(1)热量来源：搅拌器搅拌产热；微生物代谢产热。热量来源：搅拌器搅拌产热；微生物代谢产热。(2)(2)热量散失：发酵罐壁散热；冷却水散热。热量散失：发酵罐壁散热；冷却水散热。2 2搅拌器的作用搅拌器的作用(1)(1)能增加培养液中的溶氧。能增加培养液中的溶氧。(2)(2)能促使培养液与菌种充分接触，提高原料的利用率。能促使培养液与菌种充分接触，提高原料的利用率。3 3下列对发酵工程内容的叙述，错误的是下列对发酵工程内容的叙述，错误的是 ( () ) A A用诱变育种、细胞工程、基因工程等方法选育出用诱变育种、细胞工程、基因工程等方法选育出 性状优良的工程菌并进行扩大培养性状优良的工程菌并进行扩大培养 B B根据工程菌所需的营养精确地配制出合成培养基根据工程菌所需的营养精确地配制出合成培养基 并进行严格地灭菌处理并进行严格地灭菌处理 C C发酵过程中必须严格地检测并控制发酵条件发酵过程中必须严格地检测并控制发酵条件 D D用适当的方法分离提纯产品并严格地进行质量检查用适当的方法分离提纯产品并严格地进行质量检查解析：解析：发酵工程中所用的培养基一般是天然培养基，成分发酵工程中所用的培养基一般是天然培养基，成分不确定。不确定。答案：答案： B B4 4分离提纯是制取发酵产品不可缺少的过程，产品不同，分离提纯是制取发酵产品不可缺少的过程，产品不同， 分离提纯的方法也不同。对微生物代谢产物常用的提取分离提纯的方法也不同。对微生物代谢产物常用的提取 方法是方法是 ( () ) 蒸馏萃取过滤离子交换沉淀蒸馏萃取过滤离子交换沉淀 A A B B C C D D解析：解析：对产品为菌体本身的提取方法是过滤和沉淀等，而对产品为菌体本身的提取方法是过滤和沉淀等，而对产品为微生物代谢产物的提取方法则是蒸馏、萃取、离对产品为微生物代谢产物的提取方法则是蒸馏、萃取、离子交换等。子交换等。答案：答案： B B 示例示例 味精是家庭不可缺少的调味品，它的主要成分谷氨味精是家庭不可缺少的调味品，它的主要成分谷氨酸钠，是将谷氨酸用碳酸钠中和而成。目前主要利用谷氨酸酸钠，是将谷氨酸用碳酸钠中和而成。目前主要利用谷氨酸棒状杆菌来生产谷氨酸。如图表示某容器中培养的谷氨酸棒棒状杆菌来生产谷氨酸。如图表示某容器中培养的谷氨酸棒状杆菌的生长曲线。状杆菌的生长曲线。请回答：请回答：(1)(1)谷氨酸棒状杆菌的新陈代谢类型是谷氨酸棒状杆菌的新陈代谢类型是_。(2)(2)为了测定培养液中细菌的数目，将为了测定培养液中细菌的数目，将500500个红细胞与个红细胞与5 5 mLmL 该培养液混合均匀，然后制片观察，进行随机统计，结该培养液混合均匀，然后制片观察，进行随机统计，结 果如下：果如下：视野视野1视野视野2视野视野3视野视野4红细胞数红细胞数20182220细菌个数细菌个数1039710595该该5 5 mLmL培养液中共含有细菌数约培养液中共含有细菌数约_个。个。(3)(3)当培养基中的碳源和氮源之比为当培养基中的碳源和氮源之比为4141时，有利于延长图时，有利于延长图 中的中的_段。如果想推迟段。如果想推迟d de e段的出现，可以采用段的出现，可以采用 _ _的方法。的方法。(4)(4)对照图对照图A A，在图，在图B B绘出表示谷氨酸棒状杆菌生长速率变化绘出表示谷氨酸棒状杆菌生长速率变化 的曲线。的曲线。(5)(5)当培养基中当培养基中_下降时，发酵罐中有乳酸或琥珀酸下降时，发酵罐中有乳酸或琥珀酸 出现。出现。(6)(6)为测定谷氨酸棒状杆菌生长所需的最适为测定谷氨酸棒状杆菌生长所需的最适pHpH，某同学设计，某同学设计 了下列实验步骤。了下列实验步骤。 配制适宜培养基，分装到配制适宜培养基，分装到5 5个锥形瓶中，并编号个锥形瓶中，并编号、 、；用缓冲液分别调；用缓冲液分别调pHpH为为4.04.0、4.54.5、5.05.0、5.55.5、 6.0 6.0；将每瓶培养基等量分装到；将每瓶培养基等量分装到3 3支试管中，加棉塞并包支试管中，加棉塞并包 扎，每捆试管外挂上相应标签；在酒精灯上加热煮沸扎，每捆试管外挂上相应标签；在酒精灯上加热煮沸10 10 min min灭菌后冷却；无菌条件下接种等量菌种；灭菌后冷却；无菌条件下接种等量菌种；3737恒温恒温 箱中培养箱中培养2424小时；测定每管中谷氨酸的产量；计量、统小时；测定每管中谷氨酸的产量；计量、统 计并分析结果。计并分析结果。A A上述步骤中有上述步骤中有3 3个明显科学性错误，请改正之：个明显科学性错误，请改正之：_；_；_。B B试列出实验结果的数据统计表格试列出实验结果的数据统计表格( (含标题含标题) )。 答案答案 (1)(1)异养需氧型异养需氧型(2)2500(2)2500(3)b(3)bc c连续培养连续培养(4)(4)如图如图(5)(5)溶氧溶氧(6)A.(6)A.pHpH为为6.56.5、7.07.0、7.57.5、8.08.0、8.58.5( (在在98 98 kPakPa下下) )高压蒸气灭菌高压蒸气灭菌(20 min)(20 min)测定菌体的细胞数目测定菌体的细胞数目( (或测重量后再计算出细胞总重量或测重量后再计算出细胞总重量) )B B标题名称：不同标题名称：不同pHpH下谷氨酸棒状杆菌的数量下谷氨酸棒状杆菌的数量( (或细胞总重或细胞总重量量) )统计表统计表组别组别编号编号123123123123123菌体菌体数量数量平均平均值值实验方案评价型试题解题的一般思路实验方案评价型试题解题的一般思路1 1(2010(2010上海高考上海高考) )图中图中a a表示基因工表示基因工 程，程，c c表示发酵工程，表示发酵工程，d d表示克隆技术，表示克隆技术， 则则e e和和b b分别表示分别表示 ( () )A A胚胎移植和细胞培养胚胎移植和细胞培养B B显微注射技术和细胞培养显微注射技术和细胞培养C C细胞培养和花粉离体培养细胞培养和花粉离体培养D D显微注射技术和药粉离体培养显微注射技术和药粉离体培养解析：解析：图中的图中的e e应是与应是与a a、b b、c c、d d生物工程都相关的技术，生物工程都相关的技术，因发酵工程中不会涉及胚胎移植和显微注射技术因发酵工程中不会涉及胚胎移植和显微注射技术( (目的基目的基因导入动物细胞常用方法因导入动物细胞常用方法) )。答案：答案： C C2 2(2009(2009全国卷全国卷)下列关于通过发酵工程生产谷氨酸的下列关于通过发酵工程生产谷氨酸的 叙述，错误的是叙述，错误的是 ( () ) A A发酵时需不断通入无菌空气，否则会积累乳酸发酵时需不断通入无菌空气，否则会积累乳酸 B B发酵时常采用的培养基为液体天然培养基发酵时常采用的培养基为液体天然培养基 C C从自然界分离的野生型菌株可直接用于生产从自然界分离的野生型菌株可直接用于生产 D D当菌体生长进入稳定期时，补充营养物可提高当菌体生长进入稳定期时，补充营养物可提高 谷氨酸产量谷氨酸产量解析：解析：从自然界分离的野生菌株，因其产量低而不能直接用从自然界分离的野生菌株，因其产量低而不能直接用于工业生产，故需通过诱变、基因工程、细胞工程等手段选于工业生产，故需通过诱变、基因工程、细胞工程等手段选育出生产用菌种。谷氨酸棒状杆菌是好氧菌，发酵时需不断育出生产用菌种。谷氨酸棒状杆菌是好氧菌，发酵时需不断通入无菌空气，以防止谷氨酸棒状杆菌无氧呼吸产生乳酸或通入无菌空气，以防止谷氨酸棒状杆菌无氧呼吸产生乳酸或琥珀酸。工业生产常用液体天然培养基，当菌体生长进入稳琥珀酸。工业生产常用液体天然培养基，当菌体生长进入稳定期，营养物质相对不足，补充营养物质可提高谷氨酸产量。定期，营养物质相对不足，补充营养物质可提高谷氨酸产量。答案：答案： C C3 3(2007(2007全国卷全国卷)通过发酵罐发酵可大规模生产谷氨酸，通过发酵罐发酵可大规模生产谷氨酸， 生产中常用的菌种是好氧的谷氨酸棒状杆菌。下面有关生产中常用的菌种是好氧的谷氨酸棒状杆菌。下面有关 谷氨酸发酵过程的叙述，正确的是谷氨酸发酵过程的叙述，正确的是 ( () ) A A溶氧充足时，发酵液中有乳酸的累积溶氧充足时，发酵液中有乳酸的累积 B B发酵液中碳源和氮源比例的变化不影响谷氨酸的产量发酵液中碳源和氮源比例的变化不影响谷氨酸的产量 C C菌体中谷氨酸的排出，有利于谷氨酸的合成和产量的菌体中谷氨酸的排出，有利于谷氨酸的合成和产量的 提高提高 D D发酵液发酵液pHpH呈碱性时，有利于谷氨酸棒状杆菌生成乙酰呈碱性时，有利于谷氨酸棒状杆菌生成乙酰 谷氨酰胺谷氨酰胺解析：解析：发酵过程要严格控制各种发酵条件。如果谷氨酸发酵发酵过程要严格控制各种发酵条件。如果谷氨酸发酵过程中，溶氧不足时就会积累乳酸和琥珀酸；如果当培养基过程中，溶氧不足时就会积累乳酸和琥珀酸；如果当培养基中中CNCN4141时，菌体大量繁殖而谷氨酸的产量减少，当时，菌体大量繁殖而谷氨酸的产量减少，当CNCN3131时，菌体的繁殖受到抑制，但是谷氨酸的合成量时，菌体的繁殖受到抑制，但是谷氨酸的合成量大大增加；当发酵液大大增加；当发酵液pHpH值呈酸性时，谷氨酸棒状杆菌就会生值呈酸性时，谷氨酸棒状杆菌就会生成乙酰谷氨酰胺。菌体中谷氨酸的合成过量时，就会抑制谷成乙酰谷氨酰胺。菌体中谷氨酸的合成过量时，就会抑制谷氨酸脱氢酶的活性，从而导致合成途径中断，但是当谷氨酸氨酸脱氢酶的活性，从而导致合成途径中断，但是当谷氨酸的含量降低时，抑制作用就会解除，合成反应重新启动，所的含量降低时，抑制作用就会解除，合成反应重新启动，所以菌体中谷氨酸的排出，有利于谷氨酸的合成和产量的提高。以菌体中谷氨酸的排出，有利于谷氨酸的合成和产量的提高。答案：答案： C C4 4(2007(2007江苏高考江苏高考) )发酵工程在工业生产上得到广泛应用，发酵工程在工业生产上得到广泛应用， 其生产流程如下图所示。结合赖氨酸或谷氨酸的生产实际，其生产流程如下图所示。结合赖氨酸或谷氨酸的生产实际， 回答相关问题。回答相关问题。(1)(1)人工控制微生物代谢的措施包括人工控制微生物代谢的措施包括_和和_。目前采用。目前采用_已经选育出不能已经选育出不能合成高丝氨酸脱氢酶的合成高丝氨酸脱氢酶的_新菌种。新菌种。(2)(2)在发酵过程中，产物源源不断地产生。这说明赖氨酸或在发酵过程中，产物源源不断地产生。这说明赖氨酸或谷氨酸的生产采用了谷氨酸的生产采用了_的发酵方式。在生产过程中，的发酵方式。在生产过程中，由于赖氨酸或谷氨酸的发酵菌种为由于赖氨酸或谷氨酸的发酵菌种为_，常需增加，常需增加通氧量。当发酵生产的产品是代谢产物时，还要采用通氧量。当发酵生产的产品是代谢产物时，还要采用_等分离提纯的方法进行提取。等分离提纯的方法进行提取。解析：解析： (1) (1)人工控制微生物代谢的措施包括改变微生物遗传人工控制微生物代谢的措施包括改变微生物遗传特性、控制生产过程中的各种条件特性、控制生产过程中的各种条件( (即发酵条件即发酵条件) )等。从图示等。从图示可看出除用细胞工程、基因工程构建工程菌外，还可采用诱可看出除用细胞工程、基因工程构建工程菌外，还可采用诱变育种，选育出不能合成高丝氨酸脱氢酶的黄色短杆菌新菌变育种，选育出不能合成高丝氨酸脱氢酶的黄色短杆菌新菌种。种。(2)(2)在发酵过程中，使微生物保持较长时间的高速生长，产在发酵过程中，使微生物保持较长时间的高速生长，产物源源不断地产生，说明采用了连续培养的发酵方式，即以物源源不断地产生，说明采用了连续培养的发酵方式，即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不一定的速度不断地添加新的培养基，同时又以同样的速度不断地放出老的培养基。发酵过程中，需增加通氧量的菌种一断地放出老的培养基。发酵过程中，需增加通氧量的菌种一定是好氧菌。产品是代谢产物，可采用蒸馏、萃取、离子交定是好氧菌。产品是代谢产物，可采用蒸馏、萃取、离子交换等分离提纯的方法进行提取，如果产品是菌体，则可采用换等分离提纯的方法进行提取，如果产品是菌体，则可采用过滤、沉淀等分离提纯的方法将菌体从培养液中分离出来。过滤、沉淀等分离提纯的方法将菌体从培养液中分离出来。答案：答案： (1)(1)改变微生物遗传特性控制生产过程中的各改变微生物遗传特性控制生产过程中的各种条件诱变育种黄色短杆菌种条件诱变育种黄色短杆菌(2)(2)连续培养好氧菌萃取连续培养好氧菌萃取( (或蒸馏或离子交换等或蒸馏或离子交换等) )