第四节 发酵工程及其应用 知识点题库

（1） 酿酒、造醋是我国的传统技艺，为了探究与改进制造工艺，进行了相关研究。请回答有关问题：

①目的菌株筛选后应该利用培养基进行扩大培养，是消除污染杂菌的通用方法。

②制作葡萄酒过程中，为了酵母菌迅速发生作用，可加少量混匀。将葡萄浆放入发酵瓶，装量不超过（A.1/2 B.2/3 C.3/4 D.100%），当发酵瓶表示发酵完毕。

③醋的制作中发酵瓶中装锯末至，将适量的醋化醋杆菌培养物加在酒-水混合物中，混匀，并调pH至后，倒入发酵瓶。

（2） 毛角蛋白Ⅱ型中间丝(KIF Ⅱ)基因与绒山羊的羊绒质量密切相关。获得转KIF Ⅱ基因的高绒质绒山羊的简单流程如图。请回答相关问题：

⑴过程①中构建重组表达载体所需要的酶是限制性核酸内切酶和。（A.DNA聚合酶   B.DNA连接酶   C.逆转录酶 D.解旋酶）

⑵在过程②中，用处理将皮肤组织块分散成单个成纤维细胞，置于中培养。

⑶在过程③中，一般用激素处理供体母牛，使其超数排卵；对供体母羊和代孕母羊进行处理。

⑷从重组细胞到早期胚胎过程中所用的胚胎工程技术是 。在胚胎移植前，通过 技术可获得较多胚胎。

（1） 在筛选过程中，应将土壤样品稀释液接种于以为唯一碳源的固体培养基上，从功能上讲，该培养基属于培养基。

（2） 筛选过程中，虽然土壤中微生物含量非常丰富，但在此培养基上长出的微生物菌落非常少，甚至有时一个培养皿中一个菌落都没有，这是因为。

（3） 通常情况下，在微生物培养过程中实验室常用的灭菌方法有、、。

（1） 为了筛选可分解琼脂的细菌，在配制培养基时，应选择以为唯一碳源的固体培养基进行培养。配制好的培养基需通过法进行灭菌。

（2） 实验小组可采用法分离土壤浸出液中的琼脂分解菌。鉴定琼脂分解菌时，可在培养基中加入，适宜条件下培养一段时间，发现培养基上形成圆形凹穴，其形成的原因是；应选择的菌落进行扩大培养。

（3） 进行污染物脱色时，需将琼脂分解菌扩大培养以加速脱色，通过不断增加营养物质的比例能否提高该菌的种群密度，并分析说明原因

（4） 进行污染物脱色时，可提取琼脂分解菌中的脱色酶固定化后用于脱色，固定化酶的优点有（至少答出两点）。

（1） 霉菌产生的能将糯米中的淀粉分解为葡萄糖等，使醪糟具有甜味；酵母菌使醪糟产生酒味的化学反应式是；乳酸菌是（填“真核”或“原核”）生物，其发酵产物是醪糟酸味的主要来源。

（2） 拌入甜酒曲之前，需将蒸熟的糯米进行冷却，目的是。发酵前期应保证氧气的供应，使大量繁殖；后期应减少空气进入或隔绝空气，有利于。

（3） 发酵好的醪糟煮沸后，可转移到灭菌玻璃瓶中密封保存，密封之前应对瓶口进行灭菌，防止瓶口被污染。

（4） 硏究发现，通过控制发酵温度可以调节醪糟口味，原因是温度既影响酶的活性也影响。

（1） 在将淀粉转化为葡萄糖的过程中需要控制反应的pH，这是因为酶制剂，酶制剂的特性有。

（2） 要维持酵母菌长时间的酒精发酵，发酵过程中，必须给发酵液提供微量氧气，原因是。酒精是酵母菌无氧呼吸的产物，其产生于酵母菌的中。

（3） 影响醋酸杆菌发酵的环境因素有。

（4） 酵母菌和醋酸杆菌在细胞结构上的本质区别是酵母菌。

（1） 回答与甘蔗醋制作有关的问题：

①为了获得酿造甘蔗醋的高产菌株，以自然发酵的甘蔗渣为材料进行筛选。首先配制醋酸菌选择培养基：将适量的葡萄糖、KH₂PO₄、MgSO₄溶解并定容，调节pH，再高压蒸汽灭菌，经后加入3%体积的无水乙醇。然后将10 g自然发酵的甘蔗渣加入选择培养基，震荡培养24 h。用将少量上述培养液涂布到含CaCO₃的分离培养基上，在30 ℃培养48h。再挑取分离培养基上具有的单菌落若干，分别接种到与分离培养基成分相同的培养基上培养24 h后，置于4 ℃冰箱中保存。

②优良产酸菌种筛选。将冰箱保存的菌种分别接入选择培养基，培养一段时间后，取合适接种量的菌液在30 ℃、150 r/min 条件下震荡培养。持续培养至培养液中醋酸浓度不再上升，或者培养液中含量达到最低时，发酵结束。筛选得到的优良菌种除了产酸量高外，还应有（答出2点即可）等特点。

③制醋过程中，可将甘蔗渣制作成固定化介质，经后用于发酵。其固定化方法为。

（2） 斑马鱼是一种模式动物，体外受精发育，胚胎透明、便于观察，可用于水质监测，基因功能分析以及药物毒性与安全性评价等。

①由于人类活动产生的生活污水日益增多，大量未经处理的污水直接排入河流、湖泊会引起水体，导致藻类大量繁殖形成水华。取水样喂养斑马鱼，可用斑马鱼每周的体重和死亡率等指标监测水体污染程度。

②为了研究某基因在斑马鱼血管发育过程中的分子调控机制，用 DNA 连接酶将该基因连接到质粒载体形成，导入到大肠杆菌菌株 DH5α 中。为了能够连接上该目的基因、并有利于获得含该目的基因的 DH5α 阳性细胞克降，质粒载体应含有（答出2点即可）。提取质粒后，采用法，将该基因导入到斑马鱼受精卵细胞中，培养并观察转基因斑马鱼胚胎血管的发育情况。

③为了获取大量斑马鱼胚胎细胞用于药物筛选，可用分散斑马鱼囊胚的内细胞团，取分散细胞作为初始材料进行培养。培养瓶中添加成纤维细胞作为，以提高斑马鱼胚胎细胞克隆的形成率。

（1） 如图所示是在苹果酒的基础上制作苹果醋的流程图。苹果酒制作是否成功，发酵后可在酸性条件下用溶液来鉴定。在酒精发酵旺盛时，醋酸菌（答“能”或“不能”）将果汁中的糖发酵成醋酸，原因是。

（2） 过程②常用的醋酸菌是可以在食醋中获得，分离和纯化该微生物的方法如下：

第一步：配制培养基。根据物理性质，纯化微生物常用的培养基为。

第二步：采用法对培养基进行灭菌处理。

第三步：接种。

第四步：培养温度控制在。

第五步：挑选符合要求的菌落。

（3） 某同学计划统计食醋中该发酵菌的总数，他选用10^-4、10^-5、10^-6稀释液进行涂布，每种稀释液都设置了3个培养皿。从设计实验的角度看，还应设置的一组对照实验是，此对照实验的目的是。

（1） 人工控制微生物代谢的措施包括和。目前采用①已经选育出许多具有特定性状的新菌种。

（2） 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，常需增加通氧量。当发酵生产的产品是代谢物时，还要采用②等分离提纯的方法进行提取。

（1） 国产食醋的发酵菌种中有曲霉、酵母菌、醋酸菌等多种微生物。下列关于培养基的叙述正确的是(   )

（2） 现代工艺酿酒采用的酵母菌菌种要求发酵稳定，出酒率高。为了得到理想菌株，人们需要通过实验室培养从众多酵母类群中分离纯化出目标菌株。下列关于分离纯化操作的叙述中，错误的是(   )

（3） 酱油是以大豆、小麦为原料，经蒸煮、酱曲与盐水混合发酵制成的。需要曲霉、酵母菌、乳酸菌等多种菌种参与，米曲霉在曲料上生长发育，可产生蛋白酶、肽酶、淀粉酶、谷氨酰胺酶、果胶酶、纤维素酶、半纤维素酶等。由乳酸菌产生适量乳酸，由酵母菌发酵生产乙醇。醇、醛、酸、酯等代谢产物虽微量却能构成酱油复杂的香气。下列叙述错误的是(   )

（4） 高粱经蒸煮后加入酒曲，酒曲中的红曲霉菌对淀粉具有糖化功能。并能产生多种色素，酒曲中的酵母能进行酒精发酵，发酵完毕后可得到红曲酒。该制酒流程在温度、菌种等方面都需要一定的操作要求。下列叙述正确的是(   )

（1） 为提高菌株H对蔗糖的耐受能力和利用效率，可在液体培养基中将蔗糖作为，并不断提高其浓度，经多次传代培养（指培养一段时间后，将部分培养物转入新配的培养基中继续培养）以获得目标菌株。培养过程中定期取样并用的方法进行菌落计数，评估菌株增殖状况。取10mL培养液加入90mL无菌水，混匀，静置后取上清液并稀释，将0.1mL稀释液接种于培养基上。10⁴倍稀释对应的三个平板中菌落数量分别为78、91和95，则每毫升样液中微生物数量为个。此外，选育优良菌株的方法还有等。

（2） 基于菌株H嗜盐、酸碱耐受能力强等特性，研究人员设计了一种不需要灭菌的发酵系统，其培养基盐浓度设为60g/L，pH为10，菌株H可正常持续发酵60d以上。该系统不需要灭菌的原因是。

（3） 研究人员在工厂进行扩大培养，在适宜的营养物浓度、温度、pH条件下发酵，结果发现发酵液中菌株H细胞增殖和PHA产量均未达到预期，产生了少量乙醇等物质，说明发酵条件中可能是高密度培养的限制因素。

（4） 菌株H还能通过分解餐厨垃圾（主要含蛋白质、淀粉、油脂等）来生产PHA，说明其能分泌。

（5）

（二）如图是从酵母菌获取某植物需要的某种酶基因的流程，结合所学知识及相关信息回答下列问题：

图中B过程是，cDNA文库（填“大于”“等于”或者“小于”）基因组文库。

（6） 为在短时间内大量获得目的基因，可用扩增的方法，此方法中的每次循环可分为延伸、退火三个步骤。

（7） 目的基因获取之后，需要进行，此步骤是基因工程的核心。

（8） 将该目的基因导入某双子叶植物细胞，常采用的方法是，检测此基因在植物中是否表达成功，可以用技术进行检测。

（9） 如果要想使该酶活性更强或具有更强的耐受性需要对现有蛋白质进行改造，这要通过被称为第二代基因工程的蛋白质工程。首先要设计预期的蛋白质结构，再推测应有的氨基酸序列，找到相对应的。