【答案】B
4.用发酵工程生产的产品,如果是菌体,则进行分离提纯时可采用的方法是 A.蒸馏、过滤 B.过滤、沉淀 C.萃取、离子交换 D.沉淀、萃取
【解析】 发酵工程生产的产品有两类:一类是代谢产物,另一类是菌体本身。产品不同,分离提纯的方法一般不同。如果产品是菌体,可采用过滤,沉淀等方法将菌体从培养液中分离出来;如果产品是代谢产物,可用萃取、蒸馏、离子交换等方法进行提取。
【答案】B
5.科学家用青霉素酰化酶研究出了氨苄青霉素,利用固定化青霉素酰化酶反应器进行生产,除严格控制温度和pH外,还必须严格要求的条件是
A.高压 B.无菌 C.搅拌 D.光照
【解析】 发酵生产要求一些发酵条件,要严格控制温度、pH、溶氧、通气量等,但是发酵生产,首先要有优良的菌种,并且要经过严格的灭菌,一旦污染杂菌,将导致产量大大下降,甚至得不到产品。青霉素生产过程中如果污染了杂菌,这些杂菌就会分泌青霉素酶,将形成的青霉素分解掉。因此培养基、发酵设备都必须经过严格的灭菌。
【答案】B
6.以下发酵产品中不属于微生物代谢产物的是
A.味精 B.啤酒
C.“人造肉” D.人生长激素
【解析】 味精的主要成分是谷氨酸,谷氨酸是谷氨酸棒状杆菌、黄色短杆菌等,在发酵罐中发酵后生成的,将谷氨酸从培养液中提取出来,用适量碳酸钠溶液中和后,再经过过滤、浓缩、离心、分离等,便制成味精。啤酒的主要成分酒精,通过酒精发酵,然后配制而成。
人生长激素可通过基因工程构建的带有人生长激素基因的工程菌进行发酵,就能制得大量的人生长激素。通过发酵获得的微生物体,叫单细胞蛋白。单细胞蛋白可以制成“人造肉”,供人们直接利用,所以“人造肉”是微生物体,而不是微生物代谢产物。
【答案】C
7.若不进行扩大培养,直接接种将导致
A.对数期提前出现 B.调整期延长 C.代谢产物减少 D.稳定期缩短 【答案】B 8.生物学家将大肠杆菌的质粒取出,连接上人生长激素基因以后,重新置入大肠杆菌的细胞内,然后用这种带有生长激素基因的大肠杆菌进行发酵。该处理过程在发酵中属
A.菌种选育 B.扩大培养 C.接种 D.诱变育种
【解析】 发酵工程的首要内容是菌种的选育。菌种的获得途径很多,其中利用细胞工程等方法构建的工程细胞或工程菌,再用它们发酵,就能生产出一般微生物不能生产的产品;诱变育种是通过人工诱发基因突变而产生菌种的方法,也是菌种选育的方法之一,但不合题意。扩大培育和接种是在选好菌种后发酵工程的一些内容。
【答案】A
9.能为发酵工程提供菌种的是 A.植物体细胞杂交 B.动物细胞杂交 C.目的基因转移
D.聚乙二醇处理大肠杆菌
【解析】 发酵工程是采用现代工程技术手段,利用微生物的某些特定功能,为人类生产有用的东西。适用范围是微生物,不适用于动植物细胞。排除A、B。聚乙二醇作为细胞融合技术的诱导剂诱导融合。经过诱导融合得到杂种细胞。排除D。而目的基因转移是将目的基因引入受体细胞,形成工程细胞或工程菌,这是基因工程构建新菌种的方法。
【答案】C
10.培养基在计量、溶化后,首先要做的是
A.调整pH B.分装 C.灭菌 D.搁置斜面
【解析】 培养基的配制步骤:称量——溶化——调pH——分装。 【答案】A
11.下列叙述正确的是
A.环境条件中只有温度、pH的变化影响微生物的代谢途径 B.发酵罐中代谢产物的形成与搅拌速度有关
C.单细胞蛋白是从微生物细胞中提取出来的 D.菌种扩大培养的目的是使菌种优化
【解析】 影响微生物代谢及生长途径的环境条件很多,除了温度、pH外,还有氧,排除A项。发酵过程的搅拌速度能增加溶氧和原料的利用率。单细胞蛋白是发酵获得的微生物菌体,不是微生物细胞中的成分,排除C项。菌种扩大培养的目的是为了大规模的发酵生产所需,在扩大培养过程中,培养代数越多,菌种越退化,排除D项。
【答案】B
12.谷氨酸发酵产生了乳酸,此时应该
A.加酸 B.加碱 C.通风 D.隔绝空气 【解析】 谷氨酸发酵产生乳酸是由于缺氧。 【答案】C
13.利用酵母菌发酵,生产啤酒,培养基的最适pH应调至 利用大肠杆菌在发酵罐中生产胰岛素,培养基的最适pH应调至
A.6.5~7.5 B.5.0~6.0 C.6.0~7.0 D.7.5~8.5 【答案】B A
14.谷氨酸棒状杆菌扩大培养时,培养基应该 A.C∶N为4∶1 B.C∶N为3∶1 C.隔绝空气
D.加大氮源、碳源的比例
【解析】 扩大培养是发酵工程的一个重要步骤,它的目的是给接种准备足够的菌种,以缩短微生物生长的调整期,缩短培养周期。那么,在什么条件下菌体繁殖速度快?是否与生产的培养条件相同?可以说,在不同条件下,菌体的繁殖速度是不同的。比如,酵母菌在有氧的条件下,比无氧条件下繁殖速度快,因为这时能量的利用率高。而对于谷氨酸棒状杆菌来说,繁殖速度快慢的影响因素是碳氮比。在碳氮比为3∶1时菌体繁殖速度受到抑制,大量产生谷氨酸,而碳氮比为4∶1时,菌体大量繁殖,合成谷氨酸减少。对于空气,谷氨酸棒状杆菌是需氧型微生物,不是兼性厌氧型微生物,所以不能隔绝空气。至于D选项的加大碳氮比例,由于没有原比例和加大后的比例,此说法是十分不明确的。
【答案】A
15.谷氨酸棒状杆菌的代谢类型属于
A.异养需氧型 B.异养厌氧型 C.自养需氧型 D.自养厌氧型 【答案】A
16.下面对发酵工程中灭菌的理解中,不正确的是 A.防止杂菌污染
B.灭菌就是杀死培养基中一切细菌 C.培养基和发酵设备都必须消毒 D.灭菌必须在接种前
【解析】 灭菌是微生物发酵过程的一个重要环节。A说的是灭菌的目的,因为发酵所用的菌种大多是单一的纯种,整个发酵过程不能混入其他微生物(杂菌),所以是正确的;B是错误的,因为灭菌的目的是防止杂菌污染,但实际操作过程中不可能只消灭杂菌,而是消灭全部微生物。C是正确的,因为发酵有关的设备和物质都要灭菌;发酵所用的微生物是灭菌后专门接种的。D也是正确的,灭菌必须在接种前,如果接种后再灭菌就会把所接菌种也杀死。
【答案】B
17.生产单克隆抗体要用到的生物工程是
①基因工程 ②细胞工程 ③发酵工程 ④酶工程
A.①②③④ B.②③④ C.①②④ D.①③④
【解析】 单克隆抗体是由杂交瘤细胞在体外大规模培养或注射到小鼠腹腔内从培养液中或小鼠腹水中提取出来的。首先用细胞工程将B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合筛选出杂交瘤细胞,然后用发酵工程和酶工程进行体外大规模培养。
【答案】B
18.固定化酶的优点是 A.有利于增加酶的活性 B.有利于产物的纯化 C.有利于提高反应速度
D.有利于酶的发挥作用
【解析】 固定化酶制作的目的是降低生产成本。一是能够顺利从发酵产物中把酶分离出来,二是能够使酶反复使用。从题目中可以看出,答案B是正确的。酶的固定化,对酶的活性、酶作用的发挥、反应速度的提高,并没有多少作用。酶的活性、酶作用的发挥,与环境条件密切相关,如温度、pH等;反应速度与底物的浓度、温度、pH等条件都有关系。在底物浓度升高时,反应速度将提高,温度、pH适宜时,反应速度最快。
【答案】B
19.研究认为,用固定化酶技术处理污染是很有前途的。如将从大肠杆菌中得到的磷酸三脂酶固定到尼龙膜上制成制剂,可用于降解残留在土壤中的有机磷农药。与用微生物降解相比,其作用不需要适宜的
A.温度 B.pH C.水分 D.营养
【解析】 磷酸三脂酶是蛋白质,受温度、pH的影响,水是一种良好的溶剂,大多数的化学反应都在水中进行。作为生物催化剂具有高效性和专一性,固定化酶可反复利用,不需要适宜的营养。
【答案】D
20.与血糖快速测试仪原理相同的酶的应用是
A.多酚氧化酶传感器 B.尿激酶 C.氨苄青霉素的生产 D.尿糖试纸
【解析】 血糖快速测试仪实际上是利用由固定化酶制成的一种传感器——酶传感器。A多酚氧化酶传感器与其原理相同,而尿糖试纸是将葡萄糖氧化酶过氧化酶和无色化合物固定在纸条上制成的测试含量的酶试纸。氨苄青霉素的生产是利用发酵工程生产的。
【答案】A 二、非选择题
21.生物工程包括细胞工程、酶工程、发酵工程、基因工程。
(1)将鸡的DNA分子的某个片段整合小鼠的DNA分子中,属于_________________。 (2)将抗药菌的某个基因引入细胞内,属于_________________。
(3)将鼠的骨髓瘤细胞与经过免疫的脾细胞融合成杂交瘤细胞,属于______________。 【解析】 根据各自的概念及特点判断。
【答案】 (1)基因工程 (2)基因工程 (3)细胞工程 22.以下是发酵工程生产产品的流程图。据图回答:
(1)能生产人生长激素的工程菌是通过①培养的,①是_________;高产青霉素菌是通过②培育的,②是_________,③是_________。
(2)④表示_________,⑤表示_________。
(3)整个过程的中心阶段是发酵,在此阶段需要随时取样、检测_________等,以了解发酵进程,还要及时添加_________,同时严格控制_________。
(4)若⑥是单细胞蛋白的话,⑦是_________。氨基酸、维生素属⑦中的_________产物。 【解析】 复习理解发酵工程的内容(菌种的培育、培养基的配制灭菌、扩大培育和接种、发酵
过程和产品的分离提纯等)。发酵工程是连续培育微生物,所以要满足连续培育的条件
【答案】 (1)基因工程 诱变育种 细胞工程(2)接种 灭菌 (3)细菌数目和产物浓度 培养基 发酵条件(溶氧、温度、pH、通气量、转速) (4)微生物菌体 初级代谢
23.人造蛋白食品是现代微生物工程的杰作之一,食用真菌蛋白是人造蛋白的一种。真菌蛋白的制造过程如下图所示。请根据图解回答下列问题:
(1)往发酵罐注入少量氨水的目的是______________________________________。
(2)制造真菌蛋白时,要向发酵罐内注入空气,由此可以推知发酵罐中真菌的异化作用类型是_________型。
(3)往发酵罐内添加一些物品都要经过消毒,从生态学的角度分析,其原因是________。 (4)添加的糖被真菌利用,转化成真菌蛋白,必须经过的生理过程是________________。 (5)从自然界分离出的真菌菌种,用于制造真菌蛋白时,真菌蛋白的产量较低。要获得较多的真菌蛋白,培育优质的真菌菌种可采用_________________方法。
(6)利用微生物工程方法制造出的真菌蛋白,常作为家畜(如猪)的饲料添加剂。猪食用这些添加剂后,可加速育肥的原因是_____________________________,这些添加剂在猪体内的代谢产物有_________________。
【解析】 本题结合生物工程综合考查微生物营养、蛋白质代谢、种间关系和育种知识
【答案】 (1)满足真菌所需氮源 (2)需氧或兼性厌氧 (3)防止杂菌与真菌之间的竞争 (4)氨基转换作用、脱水缩合等 (5)诱变育种(或基因工程育种均可) (6)真菌蛋白被分解成的氨基酸,经脱氨基作用形成的不含氮部分可转变成脂肪 CO2、H2O、尿素
【资料补充】
1.现代生物技术概述
自然界中真正能冠以“钢嘴铁牙”之美称的生物恐怕要算是微生物了。它具有作用于金属的能力,或者将金属吞噬化为己有,或者使金属分解变为他有,真可谓神通广大。工业上可利用微生物从矿石中浸提金属,也可以利用微生物处理废液和稀溶液回收有价值的贵重金属。例如,对含有1 ppm的钴、镍、铀等贵重金属的废水,可用微生物来回收,同时还可以利用微生物大军,从大洋中采集镁、镍、钴、金、银等贵重金属。
在能源方面,微生物技术也大有用场。例如可以用微生物方法生产氢气和甲烷气体燃料。微生物产氢有两种方法:一是利用细菌从糖或有机酸以及氨基酸等生产氢气;二是利用光合成或光分解细菌,在供给太阳能的情况下产生氢气。甲烷气则是沼气发酵的产物。
微生物在现代生物技术领域中的应用是很广泛的,发酵工程所提供的“低物原料”主要是常用的淀粉、糖蜜、纤维素等有机物,以及一些无机化学药品,就能生产出“提供所需的各种产品”。主要有医药、食物、化工原料、能源等。例如,如今的20种氨基酸都可以用发酵的方法生产。在深入研究微生物代谢途径的基础上,通过微生物进行人工诱变得出适合于生产的突变类型。
基因工程、细胞工程等生物工程技术的发展,使微生物工程获得更大的发展,主要表现在如下几个方面:①作为外源基因的载体。可作为载体或提供载体结构的微生物非常多,其中较为重要的有大肠杆菌及酵母菌等。②作为基因工程的宿主菌。利用微生物作为宿主菌进行外源基因克隆表达从而生产药物、疫苗获得了丰硕的成果。③作为基因操作工具酶的供体。基因操作过程,涉及出一系列有关酶类的催化反应。这些功能各异的酶类有的像“手术刀”专司切割,有的像“缝纫针”专负连接,有的则像“复印机”行使复制之责。能够提供这些酶的生物则是微生物。④作为微生物的有益菌和病原生物,可利用基因工程改造微生物菌株,如提高固氮能力。⑤为人类基因工程计划提供“模式生物”如用大肠杆菌的基因组织进行分析,验证工作的过程。⑥用于污水的净化处理。为提高污水净化效率,人们应用生物工程的方法培养出具有新的特殊功能的微生物,如“超级菌”不仅能把60%的烃降解,
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