食品114班 第16周周5(2014-06-13)第6,7节 教3-104 (3)别构效应:调节物(或效应物)与酶分子中的别构中心(调节中心/控制中心)结合后,诱导出或稳定住酶分子的某种构象,使酶活中心对底物的结合与催化作用受到影响,从而调节酶的反应速度及代谢过程。
(4)酶的共价修饰:蛋白质分子中的一个或多个氨基酸残基与一化学基团共价连接或解开,使其活性改变的作用。
(5)反馈抑制:是指一生物合成途径中的最终代谢产物抑制该途径的前面第一或第二个酶的作用。
(6)反馈阻遏:是指抑制酶的形成是由途径终点产物或其衍生物执行的。 (或 当代谢的最终产物大量存在并达到一定浓度时,它会同细胞中早已存在的阻遏物结合起来共同发挥作用,阻止了一个或几个反应步骤中酶的合成,从而抑制了产物的形成。)
(7)能荷调节:细胞内ATP、ADP、AMP之间的比例实际上是在不断的变动的,细胞通过改变这三者的比例来调节其代谢活动,称为能荷调节或腺苷酸调节。 (8)巴斯德效应:从有氧条件转入无氧条件时,酵母菌的发酵作用增强;反之,从无氧转入有氧时,酵母菌的发酵作用受到抑制,这种氧气抑制酒精发酵的现象叫做巴斯德效应。
2、简述分支代谢途径中代谢调节的主要模式。举例说明。 【课本题目+网上答案】 ☆ :
①协同反馈抑制:是指分支代谢途径中的几个末端产物同时过量时才能抑制共同途径中的第一个酶的一种反馈调节方式。
②合作反馈抑制:又称增效反馈抑制,是指两种末端产物同时存在时可以起到比一种末端产物大得多的反馈抑制作用。
③积累反馈抑制:每一分支途径末端产物按一定百分比单独抑制共同途径中前面的酶,所以当几种末端产物共同存在时它们的抑制作用是积累的,各末端产物之间既无协同效应,亦无拮抗作用。
④顺序反馈抑制:一种终产物的积累,导致前面一中间产物的积累,通过后者反馈抑制合成途径关键酶的活性,使合成终止。
3、简述大肠杆菌在含有葡萄糖、乳糖液体培养基中其生长曲线规律。说明原因。
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食品114班 第16周周5(2014-06-13)第6,7节 教3-104 【课本题目+课本答案】
☆: 大肠杆菌可以利用葡萄糖、乳糖、麦芽糖、阿拉伯糖等作为碳源而生长繁殖。当培养基中有葡萄糖和乳糖时,细菌优先使用葡萄糖,当葡萄糖耗尽,细菌停止生长,经过短时间的适应,就能利用乳糖,细菌继续呈指数式繁殖生长,从而出现二次生长曲线。
4.简述巴斯德效应产生的原因。 【课本题目+课件答案】
☆: ① O2充足,ATP↑,TCA循环产物渗出线粒体对PFK产生抑制作用。
② O2充足,胞质中的ADP和无机磷进入线粒体,从而降低了PFK和HK的活性。
③PFK活性下降导致F-6-P积累,从而导致G-6-P积累,对HK进行反馈抑制。
第四章 发酵与酿造工程学基础及主要设备
(第4-8题属于第三、四节的内容)
1.在分批发酵过程中,微生物的生长曲线中的各阶段的特点是什么?为提高代谢产物的产量,可采取什么措施?【课本题目+课件答案】 ☆:(1)
①延迟期:代谢活跃,大量合成细胞分裂所需的酶类、ATP等;体积增大;分裂迟缓。
②对数生长期:细胞浓度的变化率与细胞浓度成正比,分裂速度最快、代时最短、代谢活动旺盛、对环境变化敏感。
③减速期:经过对数生长期细胞的大量繁殖,培养基中营养物质迅速消耗,有害物质逐渐
积累,细胞的比生长速率逐渐下降,进入减速期。
④稳定期:细胞浓度达最大,比生长速率为0。 ⑤衰亡期:细胞开始死亡,活细胞浓度不断下降。 (2)?
2.比较分批发酵、连续发酵和补料分批发酵的优缺点。【课本题目+课件答案】 ☆:
(1)分批发酵:
①优点:操作简单; 操作引起染菌的概率低,且发生杂菌污染后易终止操作;
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食品114班 第16周周5(2014-06-13)第6,7节 教3-104 不会产生菌种老化和变异等问题;当运转条件变化时,易改变处理对策;对原料组成要求较粗放。
②缺点:非生产时间较长、设备利用率低。 (2)连续发酵:
①优点:A. 提供一个微生物在恒定状态下高速生长的环境;
B. 工业上减少清洗、装料等操作; C. 产物的生产稳定,可节省人力物力等;
D. 可作为分析微生物的生理、生态及反应机制的有效手段; E. 所需的设备和投资少,便于实现自动化; F. 产物质量比较稳定.
②缺点:A. 长时间的培养,微生物及变异,发酵易染菌;
B. 新加入的培养基与原有的不完全混合,影响培养基的利用率; C. 必须和整个作业的其他工序一致; D. 收率与产物浓度较分批法稍低;
E. 有可能被杂菌污染及变异,诸因素对生物反应的研究和动力学关系
不能充分解释。 (3)补料分批发酵:
①优点:A.使发酵系统中维持很低的基质浓度; B.和连续发酵比,不需要严格的无菌条件; C.不会产生菌种老化和变异等问题。 ②缺点:A.存在一定的非生产时间;
B.和分批发酵比,中途要流加新鲜培养基, 增加了染菌的危险。 3.影响分批发酵总产率的因素有哪些?简述生产上提高发酵产率的有效方法。【课本题目+课本答案】
☆:(1)影响分批发酵总产率的因素:计算发酵时间时,不仅包括发酵时间,还包括放罐清洗、装料消毒以及延迟期所耗的时间。 (2)生产上提高发酵产率的有效方法:?
4.温度对发酵有何影响?发酵过程中温度选择的依据有哪些?
5.影响氧传递速率的因素有哪些?为什么?进行摇瓶培养时,如何增加氧传递
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食品114班 第16周周5(2014-06-13)第6,7节 教3-104 速率?
6.哪些因素会导致发酵过程中泡沫的产生?生产上如何控制泡沫的产生? 7.如何判断发酵终点?
8.举例说明培养基优化有哪些方法。各自的优缺点有哪些?
9.标准通气式发酵罐的各部位结构作用? 【课件题目+课件答案+网上答案】 ☆:
(1)罐体:为一个受压容器,通常灭菌的压力为2.5公斤/厘米2(绝对压力)。 (2)搅拌器:①产生强大的总体流动:宏观均匀 翻动
②产生强烈的湍动: 微观均匀 剪切
(3)挡板:改变液流的方向,将切向流改为轴向流,防止产生漩涡。(或 防止液面中央形成漩涡流动,增强其湍动和溶氧传质。)
(4)轴封:使罐顶或罐底与轴之间的缝隙加以密封,防止泄露和污染杂菌。 (5)联轴器及轴承:
①大型发酵罐搅拌轴较长,常分为二至三段加工,再用联轴器组成牢固的刚性联接。
②小型的发酵罐可采用法兰将搅拌轴连接,轴的连接应垂直,中心线对正。 (6)变速装置:需要变速的原因是电机的转速大于搅拌器所需转速。 (7)空气分布器:吹入无菌空气,并使空气均匀分布。 (8)消泡装置:
①安装在罐内的消泡装置:安装在发酵罐内、转动轴的上部,齿面略高于液面,直径为0.8-0.9D。
②安装在罐外的消泡装置:接于罐的排气口。改进的旋风式消泡器可以和消泡剂盒配合使用,并根据发酵罐内的泡沫情况自动添加消泡剂。离心式消泡器是一种离心式气液分离装置。离心式消泡器装于排气口上,夹带液沫的气流以切线方向进入分离器中,由于离心力的作用,液滴被甩向器壁,经回流管返回发酵罐,气体则自中间管排出。 (9)传热系统:发酵罐的冷却。
(10)测量仪表:测量发酵罐检测参数,搅拌速度、罐内压力、温度、空气流量、泡沫度,此外还有PH 值、溶氧值、氧化还原电位等。
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