2025年大學《化學生物學》專業(yè)題庫——霉菌生物技術(shù)的應(yīng)用考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。下列每小題選項中，只有一項是符合題目要求的。請將正確選項的字母填在答題卡相應(yīng)位置。）1.在霉菌次級代謝產(chǎn)物的生物合成調(diào)控中，下列哪種機制與“誘導型激活”概念不符？A.特異性誘導物結(jié)合阻遏蛋白，導致阻遏蛋白變構(gòu)，無法結(jié)合操縱基因B.信號分子激活上游轉(zhuǎn)錄因子，促進目標基因表達C.代謝產(chǎn)物本身反饋抑制早期關(guān)鍵酶的合成D.某些重金屬離子通過非特異性結(jié)合阻遏蛋白，解除其阻遏活性2.下列哪一組抗生素的發(fā)現(xiàn)主要歸功于特定霉菌對其他微生物的抑制作用？A.青霉素、鏈霉素B.紅霉素、土霉素C.頭孢菌素、萬古霉素D.兩性霉素B、環(huán)孢素A3.在頭孢菌素C的生物合成過程中，其碳骨架的來源主要是：A.甲羥戊酸途徑B.乙酰輔酶A羧化酶途徑C.檸檬酸循環(huán)D.脫氧核糖核苷酸還原酶途徑4.霉菌發(fā)酵過程中，為了提高某種胞外酶的產(chǎn)量，研究人員通常不會采用的方法是：A.優(yōu)化培養(yǎng)基組成B.延長發(fā)酵周期C.降低培養(yǎng)溫度D.調(diào)控溶氧水平至最低限度5.下列哪種霉菌是生產(chǎn)麥角生物堿（如麥角胺、麥角生物素）的模式生物？A.*Aspergillusniger*B.*Penicilliumchrysogenum*C.*Rhizopusstolonifer*D.*Clavicepspurpurea*6.在霉菌的基因工程中，用于將外源DNA導入宿主細胞的常用方法是：A.化學轉(zhuǎn)化B.感染法（利用病毒）C.電穿孔D.以上都是，具體取決于宿主菌種和實驗目的7.下列關(guān)于青霉素發(fā)酵調(diào)控的描述，錯誤的是：A.乳酸可以誘導青霉素合成B.乙酰輔酶A是青霉素合成的前體C.青霉素N是青霉素合成的關(guān)鍵中間體D.發(fā)酵過程中pH的穩(wěn)定對青霉素產(chǎn)量至關(guān)重要8.霉菌產(chǎn)生的哪些次級代謝產(chǎn)物可以作為農(nóng)用抗生素，用于防治農(nóng)作物病蟲害？A.酪素菌素B.吲哚乙酸C.多菌靈D.脫氧核糖核酸9.代謝工程改造霉菌以生產(chǎn)新型化合物時，以下策略哪項不屬于常見的代謝途徑改造？A.過表達關(guān)鍵限速酶基因B.敲除或抑制負調(diào)控基因C.調(diào)控基因表達的時間模式D.直接改變宿主菌的染色體結(jié)構(gòu)10.從化學生物學的角度，解釋霉菌次級代謝產(chǎn)物具有生物活性的關(guān)鍵在于：A.它們通常具有復雜的化學結(jié)構(gòu)B.它們能夠與生物體內(nèi)的特定靶標分子（如蛋白質(zhì)、核酸）發(fā)生特異性相互作用C.它們大多來源于微生物的初級代謝D.它們的產(chǎn)量通常很高二、填空題（每空2分，共20分。請將答案填寫在答題卡相應(yīng)位置。）1.霉菌的菌絲體可分為營養(yǎng)菌絲和__________，后者常用于繁殖。2.鏈霉素是由__________屬細菌產(chǎn)生的氨基糖苷類抗生素。3.許多霉菌次級代謝產(chǎn)物的生物合成受到嚴格的__________調(diào)控，通常只有在特定條件下才會產(chǎn)生。4.在霉菌發(fā)酵過程中，溶解氧是影響__________合成的重要因素。5.利用基因工程手段，將編碼人類胰島素的基因?qū)朊咕?，使其成為__________生產(chǎn)胰島素的體系。6.霉菌產(chǎn)生的某些酶，如__________，在食品工業(yè)中具有廣泛的應(yīng)用。7.環(huán)孢素A最初是從霉菌__________屬的真菌中分離得到的。8.霉菌的誘變育種常用__________、紫外線等方法提高其突變率。9.分析霉菌次級代謝產(chǎn)物結(jié)構(gòu)通常使用__________、核磁共振波譜等技術(shù)。10.霉菌生物技術(shù)在開發(fā)新型藥物和農(nóng)業(yè)生物制劑方面展現(xiàn)出巨大的__________。三、名詞解釋（每小題4分，共20分。請將答案填寫在答題卡相應(yīng)位置。）1.次級代謝產(chǎn)物2.阻遏蛋白3.發(fā)酵工程4.代謝工程5.靶標分子四、簡答題（每小題6分，共24分。請將答案填寫在答題卡相應(yīng)位置。）1.簡述影響霉菌次級代謝產(chǎn)物合成的環(huán)境因素。2.簡述頭孢菌素與青霉素在結(jié)構(gòu)上的主要區(qū)別及其意義。3.簡述化學誘變在霉菌育種中的應(yīng)用及其原理。4.簡述利用霉菌生產(chǎn)酶制劑的優(yōu)勢。五、論述題（每小題10分，共20分。請將答案填寫在答題卡相應(yīng)位置。）1.論述基因工程在改良霉菌生產(chǎn)抗生素能力方面的應(yīng)用途徑及其面臨的挑戰(zhàn)。2.論述霉菌生物技術(shù)在解決環(huán)境污染問題（如生物降解）方面的潛力與應(yīng)用前景。---試卷答案一、選擇題1.C2.A3.A4.D5.D6.D7.A8.C9.D10.B二、填空題1.擔子菌絲2.鏈霉菌3.時空調(diào)控（或發(fā)育階段調(diào)控）4.胞外酶（或次級代謝產(chǎn)物）5.工具菌（或生產(chǎn)菌株）6.淀粉酶（或蛋白酶）7.環(huán)孢8.化學誘變劑（或輻射）9.質(zhì)譜（或X射線衍射）10.潛力（或應(yīng)用價值）三、名詞解釋1.次級代謝產(chǎn)物：指微生物在生長到一定階段后，才開始合成并積累的、通常對微生物自身生命活動非必需，但對外界具有顯著生物活性的化合物。2.阻遏蛋白：在基因調(diào)控中，能夠與操縱基因結(jié)合，阻止RNA聚合酶轉(zhuǎn)錄相關(guān)基因的蛋白質(zhì)。3.發(fā)酵工程：利用微生物的特定功能，通過生物反應(yīng)器進行大規(guī)模培養(yǎng)，以獲取目標產(chǎn)物（如抗生素、酶、有機酸等）或達到特定目的（如食品釀造）的工程技術(shù)。4.代謝工程：通過基因工程等生物技術(shù)手段，對微生物的代謝網(wǎng)絡(luò)進行定向改造，以增強目標產(chǎn)物的合成能力或產(chǎn)生全新代謝產(chǎn)物的技術(shù)。5.靶標分子：指生物體內(nèi)與藥物或其他生物活性分子發(fā)生相互作用，從而引發(fā)特定生物學效應(yīng)的分子，通常是蛋白質(zhì)、酶、核酸等。四、簡答題1.影響霉菌次級代謝產(chǎn)物合成的環(huán)境因素主要包括：營養(yǎng)物質(zhì)供應(yīng)（碳源、氮源、無機鹽等）、培養(yǎng)條件（溫度、pH、氧氣）、生長階段（生長旺盛期、穩(wěn)定期）、誘導物存在、代謝抑制劑等。這些因素通過調(diào)控基因表達和代謝途徑流量，影響產(chǎn)物的合成與積累。2.頭孢菌素與青霉素在結(jié)構(gòu)上的主要區(qū)別在于側(cè)鏈（R基）不同。青霉素的側(cè)鏈多為芐基等簡單結(jié)構(gòu)，而頭孢菌素的側(cè)鏈是β-內(nèi)酰胺環(huán)上3位碳原子連接的取代基（如甲氧基、烯丙基、氨甲酰基等）。這種結(jié)構(gòu)差異導致了它們對β-內(nèi)酰胺酶的穩(wěn)定性和抗菌譜的差異性。3.化學誘變是指利用物理或化學誘變劑處理霉菌，使其DNA發(fā)生隨機突變，從而提高突變率，獲得具有新性狀（如高產(chǎn)、抗性）的突變菌株。常用誘變劑如EMS（乙基甲基磺酸酯）、NaN?（疊氮化鈉）、UV（紫外線）等。其原理是誘變劑能與DNA發(fā)生化學反應(yīng)（如烷基化、frameshift），破壞DNA結(jié)構(gòu)或序列，導致遺傳信息的改變。4.利用霉菌生產(chǎn)酶制劑的優(yōu)勢在于：許多霉菌能產(chǎn)生高效、專一的酶；通過發(fā)酵工程可以大規(guī)模、低成本地生產(chǎn)酶；易于遺傳操作和菌種改良以提高酶產(chǎn)量和性能；發(fā)酵生產(chǎn)過程相對環(huán)境友好；酶分離純化技術(shù)成熟。五、論述題1.基因工程通過以下途徑改良霉菌生產(chǎn)抗生素能力：①克隆與表達增強型啟動子，提高目標基因轉(zhuǎn)錄水平；②過量表達關(guān)鍵代謝途徑中的限速酶基因；③通過基因敲除或沉默，去除負調(diào)控基因或競爭性代謝途徑；④對產(chǎn)量調(diào)節(jié)基因進行改造，優(yōu)化產(chǎn)物合成與積累的時空模式；⑤引入外源基因，引入新的代謝途徑或增強抗性。面臨的挑戰(zhàn)包括：目標基因克隆與鑒定困難；基因改造可能引起菌體生長缺陷或代謝失衡；外源基因在霉菌中的整合與穩(wěn)定表達效率不高；改造后的菌株可能產(chǎn)生免疫原性等問題。2.霉菌生物技術(shù)在解決環(huán)境污染問題方面的潛力與應(yīng)用前景體現(xiàn)在：①