6.下列属于半合成抗生素的是(A )
A,氨苄青霉素;B,四环素;C,卡那霉素;D,链霉素 7.下列哪个抗生素应用化学合成法生产( A )。 A.氯霉素 B.青霉素 C.链霉素 D.四环素
8.具有两性性质,可用等电点沉淀的抗生素是( B )。 A.青霉素 B.四环素 C.红霉素 D.链霉素 9.30.下列哪个抗生素能抑制细胞壁合成( B )。 A.红霉素 B.青霉素 C.链霉素 D.鱼素 10.(A )是青霉素发酵生产中使用的前体物质。 A.苯乙酸 B.苯 C.乙酸 D.甲酸 填空题
1.微生物是抗生素的主要来源,其中以 放线菌 菌产生的最多, 真菌 菌次之, 细菌 菌又次之。
2.抗生素的生产途径包括 微生物发酵生产、化学全合成和半合成生产。
3. 1959年,Batchelor获得了青霉素母核,开辟了半合成抗生素的时期,青霉素的母核为 6-氨基青霉烷酸(6-APA) ,青霉素G的侧链为 苯乙酸
4.青霉素G的汉语名称为苄青霉素 ,其结构可以看作由3个“酸”构成,即 苯乙酸 、 半胱氨酸 和 缬氨酸
5. 青霉素为代表的β内酰胺类抗生素的作用机制主要是通过抑制 肽聚糖转肽酶及D-丙氨酸羧肽酶 的活性而阻碍了 肽聚糖 的交联与合成,从而抑制了干扰了细菌的 细胞壁 合成。
6.最早发现产生青霉素的微生物是属于青霉菌类中的 音符型青霉菌 ,而目前生产上用于生产青霉素的菌种则属于 产黄青霉 ,且大多经过诱变育种,大大提高了青霉素产量。
7. 从抗菌效力的发挥特点来讲,β内酰胺类抗生素属于在细菌的 繁殖 期发挥 杀 菌作用的抗生素,其对革兰氏阳性菌和阴性菌的作用效果有很大不同,即对革兰氏 阳性 菌效果更佳。
8.影响青霉素发酵产率的因素 至少三点 基质浓度、前体浓度、pH的影响、温度的影响、溶氧、菌体浓度
9.红霉素的发酵生产需要添加的前体物质为 丙醇 。
10.红霉素发酵采用的菌种为 红色糖多孢菌 ,发酵后主要采用 萃取和大孔树脂吸附 工艺来提取。
11.大环内酯类抗生素的结构是以 大环内酯基团 为母体,以 苷 键和1-3分子的 糖衍生物 相连接的一类抗生素物质。
12.四环素发酵生产使用的菌种是产生金霉素的 金色链霉菌 和卡诺菌。 13.四环素类抗生素是以氢化四并苯为母核的一类有机化合物。
14.在四环素生产过程中, 无机磷 对发酵至关重要,是从生长转型到生产的最关键影响因素,生长阶段需要 高磷 ,而生产阶段需要 低磷 。
15.氨基糖苷类抗生素的代表性例子是 链霉素 ,其分子结构由 链霉胍 、 链霉糖 和 N-甲基葡萄糖胺 三部分以苷键连接而成。
16.工业上用于生产链霉素的菌种是 灰色链霉菌
三、简答题
1.抗生素发酵生产工艺的共性技术需求是什么?有什么特点?
答:发酵过程普遍流加一种碳源,氮源,如葡萄糖和硫酸铵,ph值通过流加氨水进行调节,很多抗生素在发酵中后期流入前体,对提高产量非常有益。抗生素发酵绝大多数为好氧培养,必须连续通入大量无菌空气。全过程大功率搅拌。发酵液得预处手里,一般加絮凝剂沉淀蛋白,过滤去除菌丝体发酵滤液的提取常用溶剂萃取法,离子交换树脂法,沉淀法,吸附法等提纯浓缩,然后结晶干燥得纯品
2.医用抗生素应具备哪些要求? 答:(1)难使病原菌产生耐药性:病原菌为了求生存而发挥其适应功能,产生能破坏抗生素的酶,或改变胞浆膜的通透性等;
(2)较大的差异毒力:所谓“毒力差异”是指药物对病原和宿主组织的毒力差异; (3)最小抑菌浓度要低 ; (4)抗菌谱要广。
3. β-内酰胺类抗生素的作用机制。临床应用的β-内酰胺类抗生素主要有哪些?
答:机制:通过抑制肽聚糖转肽酶及D-丙氨酸羧肽酶的活性抑制肽聚糖的合成,从而干扰细胞壁合成。这种干扰是不可逆的,且杀菌浓度和抑菌浓度很接近。由于动物细胞没有细胞壁,更不含肽聚糖结构,因而对动物细胞没有影响。 临床主要有青霉素、头孢菌素。 4.如何根据青霉素生产菌特性进行发酵的过程控制?
答:青霉菌在深层培养条件下,经历7个不同的时期,每个时期的菌体形态特征与生产能力有对应关系。在规定时间取样,通过显微镜检查形态变化,用于过程控制。1-4期为菌丝生长期,3期的菌体适宜为种子。4-5期为生产期,生产能力最强,通过工程措施,延长次期,获得高产。在第6期到来前结束发酵。
5. 红霉素提取的工艺过程。 答:发酵液 → 过滤 → 调pH丁(戊)酯萃取 → 萃取液→ 调pH缓冲液萃取 → 丁(戊)酯二次萃取 → 萃取液→ 加丙酮结晶 → 重结晶 →干燥得成品 6.四环素提取的工艺过程。
答:发酵液→过滤→调pH9.0左右→加氯化钙→加草酸溶液溶解沉淀→过滤得滤液→调pH4.6到4.8之间→四环素析出→草酸水溶液→活性炭脱色→调pH4.0→成品 7.请简述链霉素的发酵生产与提取工艺包括哪些步骤。
答:发酵生产:斜面孢子培养、摇瓶种子培养、二级或三级种子罐扩大培养、发酵培养及提取精制等
提取工艺:发酵液(过滤)→原液(吸附)→饱和树脂洗脱→洗脱液脱色、中和、精制→精制液脱色、浓缩→成品浓缩液(1、无菌过滤→水针剂)(2、无菌过滤,干燥→粉针剂) 四、问答题
1.青霉素发酵生产工艺过程是什么?发酵控制原理及其关键控制点是什么? 答:发酵工艺过程,1.生产孢子的制备。2.种子罐培养工艺。3.发酵罐培养工艺
控制原理:发酵过程需连续流加葡萄糖,硫酸铵以及前提物质苯乙酸盐,补糖率是最关键的控制指标:不同时期分段控制。在青霉素的生产中,及时调节各个因素减少对产量的影响,如培养基,补充碳源,氮源,无机盐流加控制,添加前体等;控制适宜的温度和ph,溶解氧以及菌体浓度。最后要注意消沫,影响呼吸代谢
2.青霉素提炼工艺中采用了哪些单元操作,为什么?
答:青霉素不稳定,发酵液预处理、提取和精制过程要条件温和、快速,防止降解。提炼工艺包括如下单元操作:(1)预处理与过滤:在于浓缩青霉素,除去大部分杂质,改变发酵液的流变学特征,便于后续的分离纯化过程。(2)萃取:其原理是青霉素游离酸易溶于有机溶剂,而青霉素易溶于水。(3)脱色:萃取液中添加活性炭,除去色素,热源,过滤,除去活性炭。(4)
结晶:青霉素钾盐在乙酸丁酯中溶解度很小,在乙酸丁酯萃取液中加入乙酸钾-乙醇溶液,青霉素钾盐口直接结晶析出。
3.比较分析链霉素,红霉素,四环素发酵工艺控制的异同及其原理。
答:链霉素的发酵工艺过程;1.生产菌种特性 2.种子制备 3.发酵培养 链霉素高度好氧,对温度敏感,链霉菌菌丝过长的最适ph为6.5-7.0,链霉素的发酵周期约7-8d,必须补料葡萄糖,硫酸铵和氨水,提高发酵产量。
红霉素;1.红霉素生产菌体 2.种子制备 3.发酵培养
红霉素生产菌对温度敏感,最适ph为6.7-6.9,发酵周期约150-160h,必须中间补料。还原糖控制在1.2﹪-1.6﹪,每隔6h加入葡萄糖。及时补充氮源。
四环素;1.生产菌体 2.种子制备 3.发酵培养工艺
温度对四环素的生产产量影响和改变生物合成途径的影响较大,菌体生长最适ph为6.2-6.8,而四环素合成最适ph为5.8-6.0,发酵过程对溶解氧敏感,应该采取措施,增加溶解氧水平。
第十二章
选择题
1.下列属于极性氨基酸的是(B)。
A、苯丙氨酸 B、组氨酸 C、色氨酸 D、脯氨酸 2、以下属于氨基酸生产工艺的是(ABCD)。
A、微生物发酵工艺 B、酶法转化工艺 C、化学合成工艺 D、蛋白质水解工艺 3、关于利用发酵工程生产谷氨酸的生产实例的叙述中,错误的是(B)。 A、常用的谷氨酸产生菌有好氧性的谷氨酸棒状杆菌、黄色短杆菌等。
B、生产用的培养基通常是由豆饼的水解液、玉米浆、尿素、磷酸二氢钾、氧化钾、硫酸镁、生物素等配制而成的液体培养基,从培养基的成分上分析,该培养基为合成培养基。
C、发酵工程中应通过发酵罐上面连接的通气、搅拌、接种、加料、冷却、PH检测等装置严格控制发酵条件。
D、提取出来的谷氨酸用适量的NaCO3溶液中和后,再经过过滤、浓缩、离心分离等步骤,便制成了味精。
4、氨基酸发酵过程中若发生噬菌体感染时会出现一些明显的变化,主要表现(D)。
A、发酵液光密度值急剧下降 B、发酵液泡沫增多、粘度增大,甚至呈胶状 C、C源、N源以及氧的消耗减慢甚至停滞,排气中CO2含量迅速下降 D、以上说法都对
5、从代谢控制育种的角度出发,下列关于选育高产谷氨酸菌株途径中可行的是(C)。 A、选育以琥珀酸或苹果酸为唯一碳源的菌株 B、选育不分解利用谷氨酸的突变株 C、A和B
D、以上均不可行
6、以下是对氨基酸工业的描述,其中说法正确的是(D) A、氨基酸的生产最早是采用水解蛋白质的方法 B、中国谷氨酸的生产量居世界第一
C、除缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸国内不能实现产业化生产外,其他氨基酸均已完全实现国产化 D、以上说法都正确 填空题
1、氨基酸是在羧酸中a-碳上的一个原子被氨基 取代而成的一类化合物。
2、氨基酸根据R基团的化学结构不同可分为脂肪族氨基酸、芳香族氨基酸、杂环氨基酸;根据R基团的极性可把氨基酸分为极性和非极性氨基酸。
3、氨基酸一般溶于水、稀酸稀碱,不溶于乙醚、氯仿等有机溶剂,常用乙醇沉淀氨基酸。 4、谷氨酸生产菌主要是棒状杆菌属、短杆菌属、小短杆菌属和节杆菌属中的细菌 5、目前国内谷氨酸提取工艺主要有:等电点法、离子交换法等。
6、赖氨酸发酵培养基有碳源、氮源、生长因子、无机盐和微量元素组成。 7、赖氨酸的分离纯化采用离子交换树脂吸附工艺。
8、谷氨酸等电点为PH3.22,其溶解度受温度影响较大(较大或较小)。
9、国内谷氨酸生产的碳源原料主要有淀粉糖和糖蜜两类,国内谷氨酸产生菌多数为生物素缺陷型。
10、天冬氨酸族氨基酸生物合成共同途径上的第一个关键酶是天冬氨酸激酶,在E.coli中,此酶有3种同工酶组成。 简答题
1、目前常用的氨基酸生产工艺有哪些,并简要说明各工艺的特点。
(1),微生物发酵工艺:借助微生物具有自身合成氨基酸的能力,通过发酵培养生产氨基酸。大多采用营养缺陷兼结构类似物抗性突变株,还有采用基因工程菌进行生产。
(2),酶法转化工艺:利用酶的立体专一性反应,催化底物生产有活性的氨基酸。具有工艺简便,转化率高,副产物少,容易精制等特点。适用于发酵或化学合成难以生产的氨基酸。
(3),化学合成工艺:通过有机化学合成途径生产氨基酸,其优点是不受氨基酸品种的限制,理论上可生产天然氨基酸和非天然氨基酸。
(4),蛋白质水解工艺:以毛发、血粉等原料蛋白质,通过酸、碱或酶水解形成多种氨基酸的混合物,再经过分离纯化制备各种氨基酸。 2、简要介绍赖氨酸的分离纯化工艺的特点。
赖氨酸的分离纯化采用离子交换树脂吸附工艺。赖氨酸是碱性氨基酸,在酸性溶液中以阳离子形式存在,能强烈被阳离子树脂吸附。常用铵型强酸性阳离子交换树脂,可选择性吸附碱性氨基酸,同时氨水洗脱后,树脂不必再生.
第十三章
选择题
1.下列哪项不属于维生素范畴?(B)
A硫胺素 B、生长素 C、核黄素 D、抗坏血酸 2.下列哪项不是主要维生素的生产方式?(A)
A转基因技术 B、化学合成 C、天然提取 D、微生物发酵 3.下列哪项不是属于莱氏法化学合成的工艺路线?(A) A利用D-葡萄糖为原料,经过催化氢化生成L-山梨醇 BL-山梨醇在酸性溶液中丙酮化
C用高锰酸钾在碱性溶液中将双丙酮-L-山梨糖氧化为双丙酮-L-古龙酸 D2-酮基-L古龙酸内酯化和烯醇化直接生成抗坏血酸
4.两步发酵生产维生素C可以分为三步,下列哪个步骤不属于两步发酵生产维生素C?(C) A发酵 B、转化 C、纯化 D、提取 5.下列哪项不属于两步发酵生产工艺过程?(B) AD-山梨醇的化学合成
B将D-山梨醇转化为2-酮基-L古龙酸 C、2-酮基-L古龙酸的分离纯化
D、碱转化法催化2-酮基-L古龙酸生成维生素C 6.维生素A2的生物活性为维生素A1 的(B)
A.70% B.40% C.90% D.10% E.50% 7.促进凝血酶原合成的是( E )
A. 维生素A B.维生素C C. 维生素D D. 维生素E E. 维生素K 8.维生素K3中常加的稳定剂是(E)
A.氢氧化钠 B.硫酸钠 C.硫酸氢钠 D.亚硫酸氢钠 E.焦亚硫酸氢钠
9.氯化4-甲基-3-[(2-甲基-4-氨基-5-嘧啶基)甲基]-5-(2-羟基乙基)噻唑盐酸盐是(D) A.维生素A B.维生素D C.维生素E D.维生素B1 E.维生素K3 10.缺乏维生素C易患以下哪种疾病(C)
A.恶性贫血 B.口角炎 C.抗坏血病 D.夜盲症 填空题
1.根据溶解性,把维生素分为水溶性和脂溶性两类,水溶性维生素包括()和(),维生素在体内的主要作用是()和()其衍生物以辅酶或辅基形式参与酶反应,脂溶性维生素包括()等,在食物中与脂肪共存。
2.人体内不能合成维生素,缺乏它会导致疾病发生,出现相应缺乏症,其它的种类有()、()、()脂肪族,脂环族等,主要维生素生产方式有三种分别是()()和()。
3.()又称L-抗坏血酸,它的生理功能是(),它含有()个手性碳原子,4种旋光异构体,是目前世界上产销量最大,应用最广的维生素产品,它的制备的两种方法是()和()。 4.两步发酵工艺逐渐在国内生产企业普遍采用,两步发酵生产维生素C可以分为()、()和()三大步骤。
5.维生素B2广泛存在于动植物中,但含量低,无法分离提取制备,从1935年出现许多合成方法,维生素B2的工业发酵一般为()对发酵液的要求是()能产生维生素B2的微生物有()()和()。 答案:
1.(B族维生素),( 维生素C),( 调节酶活性), (代谢活性), (维生素A 、D、E、K)。 2(.多羟基不饱和内酯衍生物), (芳香族),( 杂环族), (微生物发酵) , (化学合成), 9(天然提取)
3.(维生素C), (抗氧化,促进胶原蛋白合成和黏多糖合成),(2 ), (酸转化),(碱转化) 4.(发酵),(提取),(转化), 5.(二级发酵),(先沉淀再氧化进行分离纯化),(细菌),(真菌),(霉菌) 6.维生素的生产方式(微生物发酵)、(化学合成)、(天然提取)
7.(抗坏血酸)可参与体内氧化还原反应,是体内一种重要的抗氧化剂,在保护(DNA)、(蛋白质)和(膜结构免道损伤)起着重要的作用,可使(三价铁)还原为(二价铁)促进铁的吸收。 8.影响维生素c稳定性的因素有很多,举例说明(温度、Ph、酶、金属离子) 9.两步发酵生产维生素C包括(发酵)、(提取)、(转化)
10.维生素的种类包括脂溶性和水溶性,脂溶性包括(维生素A、D、E)水溶性包括(B族维生素)(尼克酸)(泛酸)(叶酸)等。 简答题
1.从分子水平和个体水平简要说明维生素的生理功能? 答:(1)分子水平方面-----维生素在体内的作用主要是调节酶活性和代谢活性,以辅酶或辅基的形式参与反应。
(2)个体水平方面-----人体内不能合成维生素,缺乏它会导致疾病的发生,出现相应的缺乏症。
2.现行的维生素c生产工艺过程有哪两种?请指出哪一种更具有优势并作简要分析?
答:现行的维生素c生产工艺过程有:莱氏化学合成法和两步发酵法。其中两步发酵法更具有