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说明柠檬酸发酵的生物合成途径及其代谢调节积累机制
题目
说明柠檬酸发酵的生物合成途径及其代谢调节积累机制
相似考题
参考答案和解析
正确答案:葡萄糖经EMP途径生成丙酮酸，丙酮酸在有氧的条件下，一方面氧化脱羧生成coA，另一方面丙酮酸羧化生成草酰乙酸，草酰乙酸与乙酰coA在柠檬酸合酶的作用下所合成柠檬酸。代谢调节积累机制：
①由于锰缺乏抑制了蛋白质的合成，而导致细胞内NH+浓度升高和一条呼吸活性强的侧系呼吸链不产生ATP，这两方面分别接触了对磷酸果糖激酶的代谢调节，促进了EMP途径畅通；
②有组成性的丙酮酸羧化酶源源不断提供草酰乙酸；
③在控制Fe2+含量的情况下，顺乌头酸酶活性低从而使柠檬酸积累；
④丙酮酸氧化脱羧生成乙酰coA和CO2固定两个反应平衡，以及柠檬酸合酶不被调节，增强了合成柠檬酸的能力；
⑤柠檬酸积累增多，PH降低，在低PH时顺乌头酸酶和异柠檬酸脱氢酶失活，从而近一步促进了柠檬酸自身的积累
①由于锰缺乏抑制了蛋白质的合成，而导致细胞内NH+浓度升高和一条呼吸活性强的侧系呼吸链不产生ATP，这两方面分别接触了对磷酸果糖激酶的代谢调节，促进了EMP途径畅通；
②有组成性的丙酮酸羧化酶源源不断提供草酰乙酸；
③在控制Fe2+含量的情况下，顺乌头酸酶活性低从而使柠檬酸积累；
④丙酮酸氧化脱羧生成乙酰coA和CO2固定两个反应平衡，以及柠檬酸合酶不被调节，增强了合成柠檬酸的能力；
⑤柠檬酸积累增多，PH降低，在低PH时顺乌头酸酶和异柠檬酸脱氢酶失活，从而近一步促进了柠檬酸自身的积累
更多“说明柠檬酸发酵的生物合成途径及其代谢调节积累机制”相关问题
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第1题：
（）和（）结合成为柠檬酸就是柠檬酸循环代谢途径的第一步反应。
正确答案:乙酰辅酶A；草酰乙酸 -
第2题：
新陈代谢有哪些调节机制，代谢调节有何生物意义？
正确答案:新陈代谢的调节可慨括地划分为三个不同水平：分子水平、细胞水平和整体水平。
分子水平的调节包括反应物和产物的调节（主要是浓度的调节和酶的调节）。酶的调节是最基本的代谢调节，包括酶的数量调节以及酶活性的调节等。酶的数量不只受到合成速率的调节，也受到降解速率的调节。合成速率和降解速率都备有一系列的调节机制。在酶的活性调节机制中，比较普遍的调节机制是可逆的变构调节和共价修饰两种形式。
细胞的特殊结构与酶结合在一起，使酶的作用具有严格的定位条理性，从而使代谢途径得到分隔控制。 多细胞生物还受到在整体水平上的调节。这主要包括激素的调节和神经的调节。高等真核生物由于分化出执行不同功能的各种器官，而使新陈代谢受到合理的分工安排。人类还受到高级神经活动的调节。 除上述各方面的调节作用外，还有来自基因表达的调节作用。
代谢调节的生物学意义在于代谢调节使生物机体能够适应其内、外复杂的变化环境，从而得以生存。 -
第3题：
分支生物合成途径的调节类型？
正确答案: 分支生物合成途径的调节方式包括同工酶调节、顺序反馈调节、协同反馈调节、累加反馈调节、增效反馈调节、激活和抑制联合调节和酶的共价修饰等方式。 -
第4题：
简述柠檬酸生物合成的代谢调节。
正确答案: ⑴糖酵解及丙酮酸代谢的调节
1.磷酸果糖激酶（PFK）是第一调节点：在正常情况下，柠檬酸、ATP对磷酸果糖激酶（PFK）有抑制作用，而AMP、无机磷、铵离子对该酶则有激活作用，NH4+能解除柠檬酸、ATP对磷酸果糖激酶的抑制作用。
研究表明：NH4+与柠檬酸生产速度有密切关系，正是细胞内NH4+浓度升高，使PFK对细胞内积累的大量柠檬酸不敏感。
2.丙酮酸激酶是EMP途径的第2个调节点。
3.丙酮酸重要分叉点：丙酮酸羧化酶不被乙酰CoA抑制，该酶的调节性差，从而保证了草酰乙酸的提供。
⑵三羧酸循环的调节
1. TCA循环的起始酶：柠檬酸合成酶是一种调节酶。但在黑曲霉中，柠檬酸合成酶没有调节作用，这是黑曲霉TCA循环的第一个特点。
2.顺乌头酸水合酶、NAD和NADP-异柠檬酸脱氢酶活性在pH2.0情况下，三种酶均不呈现活性。发酵中柠檬酸正是在该酸度下积累。
3.第二个特点：黑曲霉菌体内α-酮戊二酸脱氢酶缺失或活力很低（TCA环被阻断）。α-酮戊二酸脱氢酶受葡萄糖和NH4+的抑制，在柠檬酸生成期，菌体内不存在α-酮戊二酸脱氢酶或活力很低。此酶是TCA循环中唯一不可逆反应步骤。这时苹果酸、富马酸、琥珀酸由草酰乙酸生成，这种现象称为TCA循环的马蹄形表达形式。
4.氧和pH值对柠檬酸发酵的影响很大。 -
第5题：
氨基酸代谢控制发酵理论中，属于特殊调节机制的是（）
- A、反馈控制
- B、顺序合成
- C、代谢互锁
- D、优先合成
正确答案:B,C -
第6题：
填空题谷氨酸发酵中，谷氨酸产生菌只有一条生物合成途径中，生成谷氨酸的前体物为（）。而在赖氨酸发酵中，存在两条不同的生物合成途径，即（）途径和（）途径。正确答案： α-酮戊,二酸二氨基庚二酸,α-氨基己二酸解析： 暂无解析 -
第7题：
问答题说明微生物细胞内NH+4参与分解与合成代谢的途径。正确答案： 在抗生物的发酵过程中，培养基中如果存在容易被利用的无机氨态氮，例如：（NH4）2SO4、NH4CL等，或其他可以被迅速利用的氮源，则对抗生素的合成有强烈的抑制作用；NH4+可以强烈的刺激菌体的生长，进而影响了菌体从生长型到产物积累性的转变，影响了抗生素的生物合成。发酵中期当微生物群体进入产物合成期时，如果向发酵液中流加氮源，则可以造成发酵逆转。解析： 暂无解析 -
第8题：
判断题除少数例外，各种微生物合成同一化合物的生物合成途径从生化观点看都是一样的；但同一途径在不同微生物中可能受到代谢调节作用方式有明显不同。A对
B错
正确答案： 错解析： 暂无解析 -
第9题：
问答题试述大肠杆菌乳糖操纵子的结构及其通过酶诱导合成和阻遏来调节代谢的调控机制。正确答案： 乳糖（lac）操纵子由调节基因I，启动基因P、操纵基因O和三个结构基因lacZ、lacY、lacA组成。
调节基因lacI组成型表达，编码阻遏蛋白，既有与操纵基因lacO结合的位点，也有与诱导物结合的位点。当诱导物与阻遏蛋白结合时，可改变阻遏蛋白的构象，使其无法与lacO结合。阻遏蛋白具有阻止转录和识别小分子诱导物的双重性，因此它的活性状态直接决定启动基因是开启或关闭。
当缺乏乳糖时，阻遏蛋白以活性状态结合在lacO上，这就影响了RNA聚合酶与lacP的结合，并阻碍RNA聚合酶通过lacO，这样结构基因就无法转录；当乳糖存在时，因作为诱导物的乳糖与阻遏蛋白结合，改变了它的构象，成为失活构象而脱离lacO，于是RNA聚合酶就可以与启动基因结合并开始转录。解析： 暂无解析 -
第10题：
问答题简述柠檬酸生物合成的代谢调节。正确答案： ⑴糖酵解及丙酮酸代谢的调节
1.磷酸果糖激酶（PFK）是第一调节点：在正常情况下，柠檬酸、ATP对磷酸果糖激酶（PFK）有抑制作用，而AMP、无机磷、铵离子对该酶则有激活作用，NH4+能解除柠檬酸、ATP对磷酸果糖激酶的抑制作用。
研究表明：NH4+与柠檬酸生产速度有密切关系，正是细胞内NH4+浓度升高，使PFK对细胞内积累的大量柠檬酸不敏感。
2.丙酮酸激酶是EMP途径的第2个调节点。
3.丙酮酸重要分叉点：丙酮酸羧化酶不被乙酰CoA抑制，该酶的调节性差，从而保证了草酰乙酸的提供。
⑵三羧酸循环的调节
1. TCA循环的起始酶：柠檬酸合成酶是一种调节酶。但在黑曲霉中，柠檬酸合成酶没有调节作用，这是黑曲霉TCA循环的第一个特点。
2.顺乌头酸水合酶、NAD和NADP-异柠檬酸脱氢酶活性在pH2.0情况下，三种酶均不呈现活性。发酵中柠檬酸正是在该酸度下积累。
3.第二个特点：黑曲霉菌体内α-酮戊二酸脱氢酶缺失或活力很低（TCA环被阻断）。α-酮戊二酸脱氢酶受葡萄糖和NH4+的抑制，在柠檬酸生成期，菌体内不存在α-酮戊二酸脱氢酶或活力很低。此酶是TCA循环中唯一不可逆反应步骤。这时苹果酸、富马酸、琥珀酸由草酰乙酸生成，这种现象称为TCA循环的马蹄形表达形式。
4.氧和pH值对柠檬酸发酵的影响很大。解析： 暂无解析 -
第11题：
填空题中药次生代谢产物的主要生物合成途径有（）（）（）（）和以上途径的一些复合代谢途径。正确答案： 乙酸－丙二酸途径,甲戊二羟酸途径,桂皮酸途径,氨基酸途径解析： 暂无解析 -
第12题：
配伍题在正常条件下，不管存在何种底物微生物都能“本能”地合成的酶类（ ）|细胞为适应环境需要，主要是底物变化，而动用有关酶的“备用”基因合成的一类酶（ ）|在分解代谢途径中，前面反应的中间代谢产物可以促进较后反应的酶活性（ ）|通过调节酶合成的量，并进而控制代谢速率或方向的调节机制（ ）A诱导酶
B酶活性的激活
C酶合成的调节
D组成酶
E酶活性的调节
正确答案： B,A解析： 暂无解析 -
第13题：
黑曲霉在pH2-3的环境下发酵蔗糖（）
- A、主要积累草酸
- B、主要积累柠檬酸
- C、主要积累乙酸
正确答案:B -
第14题：
请根据酶生物合成的调节类型及机制提出提高酶的生物合成的策略。
正确答案:酶生物合成的调节类型分为诱导型和阻遏型。
某些物质可以诱导某些酶的合成，是通过促进为该酶编码的基因的表达而进行的，这种现象叫做酶合成的诱导。能诱导酶合成的物质叫诱导物。被诱导合成的酶叫诱导酶。
某些代谢物可以阻止某些酶的合成，是通过阻止为该酶编码的基因的表达而进行的，这种现象叫做酶合成的阻遏。能阻遏酶合成的物质叫辅阻遏物。被辅阻遏物作用而停止合成的酶叫阻遏酶。
根据酶生物合成的调节类型及机制，在酶的发酵生产过程中，可以采取添加诱导物、控制阻遏物的浓度、添加表面活性剂、添加产酶促进剂等措施提高酶的产量。 -
第15题：
试述谷氨酸合成的代谢调节机制？
正确答案: （1）优先合成，谷氨酸比天冬氨酸优先合成；
（2）谷氨酸脱氢酶的调节；
（3）柠檬酸合成酶的调节；
（4）异柠檬酸脱氢酶的调节；
（5）α-酮戊二酸脱氢酶的先天性丧失；
（6）磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶调节；
（7）能荷调节；
（8）生物素调节；
（9）氮代谢调节。 -
第16题：
柠檬酸积累机制是什么？
正确答案: ① Mn2+缺乏→抑制蛋白合成→NH4+↑
有一条呼吸活动强的不产生ATP的侧呼吸链解除磷酸果糖激酶的代谢调节，促进EMP途径畅通
②由于丙酮酸羧化酶是组成型酶，不被调节控制。丙酮酸氧化脱羧生成乙酰CoA和CO2的固定两个反应的平衡，以及柠檬酸合成酶不被调节，增强了合成柠檬酸的能力。
③由于顺乌头酸水合酶在催化时建立了以下平衡：柠檬酸：顺乌头酸：异柠檬酸=90：3：7同时控制Fe2+含量时，顺乌头酸酶活力降低，使柠檬酸积累。
④随着柠檬酸积累，pH降低到一定程度时，使顺乌头酸酶和异柠檬酸脱氢酶失活，更有利于柠檬酸的积累及排出细胞外。 -
第17题：
举例说明酶生物合成调节机制在酶发酵过程优化中的指导意义
正确答案:乳糖是大肠杆菌合成β-半乳糖苷酶的诱导物，若只采用乳糖作为碳源，虽然提高了发酵单位却增加了成本。若采用葡萄糖和乳糖以适当比例组成的混合碳源，则在提高产量的同时又能降低发酵原料成本。在利用嗜热脂肪芽孢杆菌生产α-淀粉酶时，采用甘油替代果糖解除分解代谢阻遏，可以使产量提高约25倍。在利用枯草芽孢杆菌活菌生产蛋白酶时，若培养基中含有氨基酸，酶产量很低：如果除去培养基中的氨基酸，蛋白酶产量会大幅度提高。再如，枯草芽孢杆菌的鸟苷发酵是典型的代谢控制发酵，采用腺嘌呤营养缺陷型突变株。发酵过程中人为限制腺嘌呤的浓度，使细胞代谢途径中的腺嘌呤类核苷酸浓度保持在不致引起关键酶的反馈抑制和阻遏的水平，有利于鸟苷的积累。 -
第18题：
填空题（）和（）结合成为柠檬酸就是柠檬酸循环代谢途径的第一步反应。正确答案： 乙酰辅酶A,草酰乙酸解析： 暂无解析 -
第19题：
判断题温度除了直接影响发酵过程中各种反应速率外，还会通过改变发酵液的物理性质，间接影响菌的生物合成，但不会影响生物合成或代谢调节的方向和最终产物。A对
B错
正确答案： 对解析： 暂无解析 -
第20题：
问答题根据EMP途径和TCA循环，解释柠檬酸生物合成原理。正确答案： 柠檬酸的生物合成途径是：葡萄糖经EMP或HMP降解，形成丙酮酸；
丙酮酸一方向氧化脱羧生成乙酰COA、另一力面经CO2固定羧化成草酰乙酸，然后草酰乙酸与乙酰COA缩合生成柠檬酸。解析： 暂无解析 -
第21题：
问答题说明次级代谢及其特点。如何利用次级代谢的诱导调节机制及氮和磷调节机制来提高抗生素的产量？正确答案： 相对于初级代谢而言，一般认为，微生物在一定的生长时期，以初级代谢产物为前体，合成一些对微生物自身生命活动无明确生理功能的物质的过程，称为次级代谢。这一过程形成的产物，即为次级代谢产物。次级代谢产物大多是分子结构比较复杂的化合物。根据其作用，可将其分为抗生素、激素、生物碱、毒素、色素及维生素等多种类别。次级代谢特点：
（1）次级代谢的生理意义不像初级代谢那样明确，次级代谢途径某个环节发生障碍，致使不能合成某个次级代谢产物，而不影响菌体的生长繁殖。
（2）次级代谢与初级代谢关系密切，初级代谢的关键性中间产物往往是次级代谢的前体。
（3）次级代谢一般发生在菌体指数生长后期或稳定期，也会受到环境条件的影响。
（4）次级代谢产物的合成，因菌株不同而异，但与分类地位无关，两种完全不同来源的微生物可以产生同一种次级代谢产物。
（5）质粒与次级代谢的关系密切，控制着多种抗生素的合成。
（6）次级代谢产物通常都是限定在某些特定微生物中生成，因此与现代发酵产业密切相关。
（7）次级代谢产物的合成通常被细胞严密控制。某些抗生素的产生可以被加在发酵培养基中的诱导物诱导产生，可在发酵培养基中加入诱导物来增加产量。易代谢氮源如铵盐以及高浓度的磷酸盐，对某些抗生素的产生有抑制作用。在发酵培养基避免使用高浓度的铵盐和使用低浓度或亚适量的磷酸盐可以防止抑制作用。解析： 暂无解析 -
第22题：
问答题举例说明酶生物合成调节机制在酶发酵过程优化中的指导意义正确答案： 乳糖是大肠杆菌合成β-半乳糖苷酶的诱导物，若只采用乳糖作为碳源，虽然提高了发酵单位却增加了成本。若采用葡萄糖和乳糖以适当比例组成的混合碳源，则在提高产量的同时又能降低发酵原料成本。在利用嗜热脂肪芽孢杆菌生产α-淀粉酶时，采用甘油替代果糖解除分解代谢阻遏，可以使产量提高约25倍。在利用枯草芽孢杆菌活菌生产蛋白酶时，若培养基中含有氨基酸，酶产量很低：如果除去培养基中的氨基酸，蛋白酶产量会大幅度提高。再如，枯草芽孢杆菌的鸟苷发酵是典型的代谢控制发酵，采用腺嘌呤营养缺陷型突变株。发酵过程中人为限制腺嘌呤的浓度，使细胞代谢途径中的腺嘌呤类核苷酸浓度保持在不致引起关键酶的反馈抑制和阻遏的水平，有利于鸟苷的积累。解析： 暂无解析 -
第23题：
问答题说明柠檬酸发酵的生物合成途径及其代谢调节积累机制正确答案： 葡萄糖经EMP途径生成丙酮酸，丙酮酸在有氧的条件下，一方面氧化脱羧生成coA，另一方面丙酮酸羧化生成草酰乙酸，草酰乙酸与乙酰coA在柠檬酸合酶的作用下所合成柠檬酸。代谢调节积累机制：
①由于锰缺乏抑制了蛋白质的合成，而导致细胞内NH+浓度升高和一条呼吸活性强的侧系呼吸链不产生ATP，这两方面分别接触了对磷酸果糖激酶的代谢调节，促进了EMP途径畅通；
②有组成性的丙酮酸羧化酶源源不断提供草酰乙酸；
③在控制Fe2+含量的情况下，顺乌头酸酶活性低从而使柠檬酸积累；
④丙酮酸氧化脱羧生成乙酰coA和CO2固定两个反应平衡，以及柠檬酸合酶不被调节，增强了合成柠檬酸的能力；
⑤柠檬酸积累增多，PH降低，在低PH时顺乌头酸酶和异柠檬酸脱氢酶失活，从而近一步促进了柠檬酸自身的积累解析： 暂无解析