27．L—多巴黑色素(L—Dopamelamin)  一种具有抗氧化、抗辐射、清除自由基、选择性地体外抗病毒活性的生物多聚体化合物，能利用微生物产生这种黑色素，它在医药、化工、农业等方面具广泛的应用前景。
二、习  题
填空题
1．微生物工业中，发酵术语指的是任何大规模过程，已成了习惯用语，不管微生物代谢     外源最终电子受体的情况下发生的氧化作用。
2．进行工业发酵的容器称为          ，也可叫做           。
3．在微生物发酵过程中，有机物既是          受体，又是          的基质。
4．发酵工业的生产菌种主要来源：        、          和         。
5．大型发酵罐除好氧类型的搅拌式发酵罐外，还有借气体上升力搅拌的      发酵罐、生产乙醇的大型      发酵罐、用于国态发酵的          反应器和          反应器。
6．现代发酵工业常在大型发酵罐发酵期间补加         、         或          等，以受控制的速度补加入罐内，并已形成了         发酵技术。
 7．面包酵母对游离葡萄糖非常敏感，高浓度葡萄糖抑制酵母的呼吸，导致酒精和有机酸生成，严重影响          ，低浓度葡萄糖则可使酵母细胞产量明显增加，因而连续补加          就可控制发酵方向，高产出大量面包酵母。
8．填表15—8，说明发酵过程中主要控制项目的主要控制方法。
    主要控制项目        主要控制方法
    温度     
    pH     
    无菌空气流量     
    搅拌的转速     
    溶解氧     
    泡沫控制     
    补料     
    罐压     
9．通俗地将发酵的逐级放大称为          、          和          3个阶段。
10．通常按工业发酵中对氧需要或不需要，人为地分为          发酵和            发酵。
11．通常按工业发酵中培养基是液体或固体，人为地分为        发酵和           发酵。
12．通常按工业发酵中发酵是在培养基表面或深层进行，人为地分为         发酵和        发酵。
13．通常按工业发酵中发酵是间歇或连续进行，人为地分为         发酵和           发酵。
14．通常按工业发酵中菌种是否被载体固定，人为地分为        发酵和           发酵。
15．通常按工业发酵中菌种是单一还是混合的菌种，人为地分为         发酵和            发酵。
16．微生物工业的产品，按出现的年代大概可以归纳为：          产品、          产品和         产品。
17．有的葡萄酒酿制，其发酵的微生物就是从其原料         而来，葡萄果皮上的微生物来自于葡萄园的         。
18．食用菌一般是指可食用的有大型             的高等真菌，分类上主要属于          ，其次为        。
19．临床医学上使用的抗生素主要用              和            作为菌种生产。
20．采用筛选抗生素相类似的程序，筛选非抗生素的生理活性物质，发展非常迅速，          、         、        抗氧化剂和植物生长调节剂等，从微生物中纷纷筛选到，正逐渐形成了一个新的研究领域——微生物药物学。
21．生物制品种类繁多，一般可分为          、            和                制品3大类。
22．氨基酸的微生物工业生产，其生产菌种主要是谷氨酸棒杆菌、北京棒杆菌、钝齿棒杆菌、黄色短杆菌等。可以根据菌种和原料的不同，分为           、            和            3种生产方法。
23．用现代生物学技术对苏云金芽孢杆菌进行基因改造，使重组Bt菌株具有杀灭多种害虫的δ内毒素或β—外毒素基因，或具有某些         、        产生的基因，并高效表达，生产出受环境影响小、杀虫谱广、防昆虫抗性的强效Bt杀虫剂。
24．微生物浸矿的方法大体可分为：          、             和            浸出。
25．海洋中的杜氏藻已用来生产具有医药保健、食品等广泛用途的           ，而生产后的杜氏藻细胞中还含有            、           、脂质和糖类，这些物质如果充分利用，杜氏藻的价值则更高。
选择题  (4个答案选1)
1．工业微生物所用菌种的根本来源是(    )。A向生产单位购买B从科研单位索取 C自然环境D购买专利菌种
2．大多数国家的专利法规定，涉及生物培养物的发明专利，此生物培养物又为公众所不知道的，申请人除了提供专利说明书之外，还要向(    )提供用于所申请的专利程序的生物培养物，给予保藏。
    A科研单位的保藏机构    B菌种保藏实验室    C大学的保藏单位    D专利局指定的保藏机构
3．工业生产中，微生物生长的最适培养基与其代谢产物合成的最适培养基，通常是(    )。
A完全不同    B有差别的    C相同的    D同一种培养基
4．连续发酵的主要优势是简化了(    )、发酵罐的多次灭菌、清洗、出料，缩短了发酵周期，提高了设备利用率，降低了人力、物力的消耗，增加了生产效率。   A菌种的扩大培养 B菌种的选育    C菌种的分离    D菌种的收集
5．固定化细胞发酵的优势之一，可以看作是固定化细胞的(    )，极大地提高了生产效率。
A连续发酵    B表面发酵    C固态发酵    D厌氧发酵
6．现代微生物工业大多数都是采用(    )，这是因为其适用面广，能精确地调控，总的效率高，并易于机械化和自动化。 A固定化细胞发酵    B混合发酵    C固态发酵    D液态发酵
7．面包厂、饼干厂和家庭中所用酵母主要是用酿酒酵母发面，1％～2％酵母加入小麦粉，加水搅合成面团，经发酵产生大量的酵母及其产物，营养物质倍增，而且同时产生的(    )烘烤受热膨胀，从而制成松软、细腻、香甜可口的面包。 A氧气    B二氧化碳    C氢气    D沼气
8．啤酒又可分为黄啤酒、黑啤酒等，至于品牌则多得无法统计，但其主要工艺和机制是相同的。工艺的主要过程中添加酒花，其主要的作用是(    )。  A糖化    B灭菌    C赋于风味    D产酒精
9．生产青霉素的主要菌种是(    )。 A金色放线菌    B灰色链霉菌    C产黄青霉    D诺卡氏菌
10．治疗用的生物制品，多数是利用细菌、病毒和生物毒素免疫动物制备的抗血清或抗毒素，而发达国家动物血清或抗毒素大多已被淘汰，取而代之的是(    )。   A纯化血请    B人特异丙种球蛋白  C疫苗    D抗原
11．微生物生产氨基酸、有机酸、醇、维生素、核苷酸及激素等产品是与(    )、天然资源提取这类化合物的竞争中成长起来的。 A化学合成    B酶催化合成    C逆向合成    D植物合成
12．二肽甜味素是由L—苯丙氨酸和L—天冬氨酸合成的二肽，原用化学催化剂合成，价格昂贵，而后发明用嗜热脂肪芽孢杆菌所产的(    )作催化剂，逆向合成该甜味素，工艺简便，产品价格大幅下降，因而也促进了微生物酶制剂工业的发展。
 A淀粉酶    B脂肪酶    C果胶酶    D蛋白酶
13．当今世界上使用最多和最广泛的生物杀虫剂是(    )，它对鳞翅目、双翅目、膜翅目、鞘翅目及直翅目中的200多种昆虫都有毒杀作用。  A病毒杀虫剂    B苏云金芽孢杆菌杀虫剂   C真菌杀虫剂    D金龟子芽孢杆菌杀虫剂
14．菌根菌制剂的主要用途是(    )。 A增加蔬菜的氮肥  B增加作物的磷肥 C促进蔬菜生长    D育苗造林
15．生物湿法冶金工业用的菌种主要有氧化亚铁硫杆菌、氧化硫硫杆菌、铁氧化钩端螺菌和嗜酸热硫化叶菌等，这类(    )能氧化各种硫化矿。    A异养微生物    B自氧微生物    C古生菌    D光合细菌
16．石油和天然气深藏于地下，其中天然气又沿着地层缝隙向地表扩散。有的微生物在土壤中能以(    )为惟一碳源和能源，其生长繁殖的数量与这类化合物含量有相关性，因此，可以利用这类微生物作为石油和天然气储藏在地下的指示菌，进行微生物石油勘探。   
A二氧化碳    B苯酚    C气态烃    D碳酸钙
17．微生物传感器的基本原理是：固定化微生物的(    )保持恒定的条件时，它所消耗的溶解氧量或所产生的电极活性物质的量反映了被检测物质的量。借助于物理、化学检测器件测量消耗氧或电极活性物质的量，则能获得被检测物质的量。   
A数量和活性    B种群数量    C细胞结构    D细胞形态
18．在微生物电池的研制中，研究者以人的(    )为燃料，做成体内埋伏型的驱动电源——微生物电池，成为不用定期更换的新型体内起搏器。 A血液    B细胞    C尿液    D体液
19．石油为原料制造的塑料，对人类社会经济发展有着重要贡献的同时，但又导致了“白色污染”这一全球性的严重问题。用乳酸菌以马铃薯等的淀粉为原料，生产大量(    )，再制成称为“交酯”的微生物塑料，这种塑料不仅完全可以生物降解，而且降解产物还能改良土壤结构及作为肥料。AL—谷氨酸 BL—乳酸  C黑色素    D脂肪酸
20．采用飞行器中产生的废水和有机垃圾培养(    )，它也从宇航员呼出气中吸收CO2，并产生O2和可利用的细胞物质，期望能创建一个很好的再生循环生态系统。 A自养菌    B酵母    C食用菌    D小球藻
是非题
1．在微生物发酵过程中，有机物既是电子最终受体，又是被氧化的基质。
2．地衣芽孢杆菌用来发酵生产碱性蛋白酶，该菌种中所有菌株都能用来作为生产菌种。
3．生物的发明申请专利，如果涉及的培养物需要保藏，可送到任何保藏机构保藏。
4．发酵罐搅拌叶轮的搅拌，不仅能产气泡与发酵液混合，而且使微生物细胞均匀地与发酵液内的营养物接触，保持悬浮状态。
5．赖氨酸生产用谷氨酸棒杆菌，为了使该菌高产赖氨酸，在培养基中添加适宜量的赖氨酸，既不启动反馈抑制，又能大量产生赖氨酸。
6．在青霉素的生产中，为了提高青霉素的产量，让培养基的主要营养物只够维持青霉菌在前40h的生长，而在40h后靠低速连续补加葡萄糖和氮源等，使菌“半饥饿”。
7．发酵工业中，包括基因工程菌株的发酵生产，逐级放大几乎是必由之路，但小试、中试和大试各阶段所采用的设备、仪器的差异都很大，例如：小试可用实验室的玻璃三角瓶，而中试的发酵罐都要求吨位级以上。
8．需要好氧反应的固定化细胞发酵，载体屏障造成的通气困难，往往严重影响发酵反应的速率，使发酵产量低下。
9．我国农村的堆肥、青饲料发酵和酿酒，都是好氧、固定化细胞发酵。10．混合发酵的多种菌种，增加了发酵中许多基因的功能，可以代替某些基因重组工程菌来进行复杂的多种代谢反应，或促进生长代谢，提高生产效率。
11．蒸馏酒的生产有的用混合菌种，有的接种纯菌种，有的用固态发酵，有的用液态发酵。
12．味精用棒杆菌生产，主要以糖类物质为原料，采用液体深层发酵方式，控制培养基中生物素浓度，影响微生物细胞膜组成，增强细胞的渗透性，促进谷氨酸向胞外渗透，产出大量的谷氨酸。
13．把与氧传递和调节有关的透明颤菌血红蛋白基因，克隆到天蓝色链霉菌中，用该工程菌株发酵，在通气非常充足时，放线紫红素的产量提高4倍。
14．发酵生产氨基酸，酶转化法是在微生物的培养中加入前体，目的是绕过或回避终产物对合成途径中某一关键酶的反馈调节作用，提高氨基酸产量。
15．微生物酶制剂主要使用领域是实验室的科学研究，其他领域目前使用很少。
16．苏云金芽孢杆菌的杀虫机制主要是靠其芽孢和伴胞晶体。当昆虫吞食伴胞晶体后，在肠道中的碱性条件下，伴胞晶体被分解出毒素的前体，再在肠中特异性的碱性蛋白酶作用下，水解出毒性多肽，造成钠离子和钾离子的“调节泵”失去作用，细胞代谢停止，昆虫死亡。
17．采用微生物对煤脱硫，有的菌对煤中无机硫的脱除率可达96％。用黑曲霉脱除陶瓷的主要原料高岭土中的铁，在电子、军事工业中有广泛的特殊用途。   
18．世界上第一次获得遗传工程重组菌株发明专利权的是同时能降解不同石油成分的“超级细菌”，它是不同菌共有的5种质粒转移在同一细胞内，构建而成的遗传工程菌株，该菌株能迅速提高采油率。
19．DNA计算机的原理是：DNA分子中的大量密码相当于存储的数据，某些酶对DNA分子作用，瞬间就能完成其生化反应，从一种基因代码变成另一种基因代码。反应前的基因代码可以作为输入的数据，反应后的墓因代码则作为运算结果，如果这种反应控制得当，就能制成DNA计算机。
20．海洋微生物的繁多类型，所处许多独特的生态环境，造就了适应特殊环境的各种基因组，有着各种各样功能的基因，研究海洋微生物具有特殊的重要意义。
问答题
   1．大规模工业微生物发酵生产与实验室微生物发酵试验有哪些异同?   
   2．要获得生产用于洗涤剂的碱性蛋白酶的菌种，应怎么办?如从自然界筛选，应采取哪些主要步骤?
   3．某发酵厂生产产品的产量，不同的批次差别大，请代分析其原因。
   4．你日常生活中哪些是微生物工业的产品?请你就某一种产品提出改进的建议。
   5．为什么说：“DNA芯片将开辟生命科学研究和利用的新纪元，将为推动社会经济发展起到重大作用”?
   6．啤酒又可分为黄啤酒、黑啤酒等，至于品牌则多得无法统计，但其主要生产工艺和机制是相同的。叙述其工艺的主要过程，并说明其机制；生产啤酒的菌渣，你认为如何开发利用?
   7．微生物杀虫剂和微生物肥料是值得推广应用的，为什么?但又为什么一直很难推广应用?
   8．电子计算机在发酵工业中，乃至在微生物学中有哪些用途?
   9．试述基因工程技术在发酵工业中应用的一实例，基因工程构建的重组菌株在发酵工业和其他领域的应用，有无风险?应特别注意些什么问题?
   10．微生物工业的发展趋势是什么?
三、习题解答
填空题1．有或没有    2．发酵罐  生物反应器    3．电子最终  被氧化    4．自然环境  收集菌株筛选  购置生产菌种    5．气升式  厌氧  转鼓式  塔式    6．糖  氮  其他底物  补料分批7．酵母得率  低浓度糖   
8．  主要控制项目        主要控制方法      主要控制项目        主要控制方法
    温度        冷源或热源的流量        溶解氧      调节通气量、搅拌速度或罐压
    pH        加人酸或碱或其他物质        泡沫控制      加入消泡剂、调节通气量、罐压
  无菌空气流量        调节气进口或出口阀门        补料        加人添补的物质
    搅拌的转速        变换驱动电机转速        罐压        改变尾气阀门的开度
9．小试  中试  大试    10．好氧  厌氧    11．液态  固态    12．表面  深层    13．分批
    连续    14．游离  固定    15．单一纯种  混合    16．传统  近代  现代    17．葡萄果
    皮上  自然环境    18．子实体  担子菌亚门  子囊菌亚门    19．放线菌  丝状真菌
    20．酶抑制剂  免疫调节剂  受体颉颃剂    21．预防  治疗  诊断    22．直接发酵  加前体
    酶转化    23．保护  增效物质    24．槽浸  堆浸  原位    25．卢—胡萝卜素  蛋白质  甘油
  选择题  
CDBAA DBCCB  ADBDB  CADBD
  是非题
+--+-  十-+-+    ++---    ++-++
  问答题
  1．大规模发酵不同于实验室的发酵，主要是：规模大，即所用的设备庞大，占用场地大，人力、物力投入的规模大；消耗的原料、能源多；菌种符合生产菌种的要求，其生长代谢特性与大规模发酵相适应；后处理较困难、需进行成本核算等。可用大型发酵罐和实验室所用发酵仪器、小设备等相比较，例如：用好氧微生物液体发酵的大型发酵罐与实验室发酵设施相比，从它的结构、功能和应用的特点、后处理、消耗、成本等说明差异；相同点可从菌种、产物产生的机制、发酵的基本条件、工艺主要过程和目的产品等方面叙述。
2．碱性蛋白酶的生产菌种可从自然环境收集菌株筛选、购置专利菌种或向生产单位购置产量高的菌种3种途径获得。如果从自然界筛选，应采取的主要步骤，参考教材中图15-2的主要过程阐述，重要的是所用的稀释涂布平板，应该用产碱性蛋白酶菌株选择平板。
3．某发酵厂生产产品的产量，不同的批次差别大，原因可从发酵的菌种活性、培养基原料和配制、发酵条件的控制、后处理等整个生产过程分析，分析中对每一过程或方面，可能涉及产量不稳定的原因加以简要说明。
4．我们日常生活中微生物工业的产品太多，例如：酒、醋、酱、乳酪食用菌、味精、二肽甜味素、青霉素和链霉素等。可选择其中某一种产品就其菌种、培养基原料和配制、发酵条件的控制、后处理等，整个生产过程或其中某一方面，提出改进的建议，尤其是对传统的微生物工业产品，生产如何用现代生物技术改进提出建议。
5．“DNA芯片将开辟生命科学研究和利用的新纪元，将为推动社会经济发展起到重大作用”，这是由于生物的多样性取决于其基因的多样性，因而可以制成种类繁多的DNA芯片，储存空前规模的生命信息，可利用其快速、高效、同时也获取大量的生命信息，使其在生命科学领域，例如：在生物的基因鉴定、基因表达、基因组研究及新基因的发现等方面将得到广泛利用，可能成为今后生物学研究及应用中的具划时代意义的新技术方法，将会发挥重大作用；同时，DNA芯片也将在工、农、医各行各业推广应用，像20世纪微电子芯片进入千家万户那样，改变人类的经济、文化和生活，促进社会、经济的更大进步。
6．啤酒生产工艺的主要过程和机制，如教材的图15-12所示；生产啤酒的菌渣的开发利用，可从用来生产高效饲料、肥料，研制SCP，提取氨基酸、核酸等方面阐述。 
7．微生物杀虫剂和微生物肥料是值得推广应用的，其原因可从化学杀虫剂、化肥的劣势，例如：造成环境严重污染，生态遭到破坏，害虫抗药性大增，人、畜常中毒伤亡等方面；相比之下，微生物杀虫剂和微生物肥料在这些方面的优势；随着社会的进步，生活水平的提高，可持续发展已为国际共识，这3方面进行分析阐述，但又为什么一直很难推广应用，其原因可从与化学杀虫剂、化肥的优势相比，微生物杀虫剂和微生物肥料的劣势，加之新观念、新产品的推广等困难和问题等方面，进行叙述。