Question

【題目】目前在經(jīng)濟(jì)作物栽培中使用的赤霉素（GA3）大多是來自于發(fā)酵工業(yè)的產(chǎn)品。為提高發(fā)酵過程中赤霉素的產(chǎn)量，有關(guān)人員對(duì)發(fā)酵工藝開展了優(yōu)化研究。請(qǐng)回答：

（1）下表是在不同發(fā)酵溫度下，經(jīng)過190小時(shí)（h）發(fā)酵后測得的赤霉菌菌絲得率（每消耗1 g還原糖所產(chǎn)菌絲干重）。

溫度（℃）	25	28	30	32	35
菌絲得率（g/g）	0.32	0.36	0.42	0.43	0.38

上表中數(shù)據(jù)顯示，發(fā)酵溫度為_________時(shí)赤霉菌菌絲得率最高。

（2）下面圖1為不同發(fā)酵溫度條件下赤霉菌產(chǎn)赤霉素的速率（每小時(shí)、每升菌液中的合成產(chǎn)物量）。

綜合上表中數(shù)據(jù)和圖1所示結(jié)果可知，菌絲得率和GA3合成速率的________溫度不同。

（3）依據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果，采用分階段變溫調(diào)控的發(fā)酵工藝后，與恒溫發(fā)酵相比，GA3的產(chǎn)量明顯提高。發(fā)酵過程中菌絲干重、殘?zhí)菨舛燃?/span>GA3濃度的變化如圖2。發(fā)酵過程中殘?zhí)菨舛认陆档脑�因�?/span>________。

（4）鑒于菌絲產(chǎn)量、GA3合成速率以及維持高水平GA3產(chǎn)率的時(shí)間共同決定了GA3的最終產(chǎn)量，請(qǐng)綜合圖表中的信息，簡述圖2所示發(fā)酵過程前、中、后期采用3種不同溫度的設(shè)計(jì)思路：______。

Answer 1

【答案】32℃ 最適 糖類被用于菌絲生長和各種代謝產(chǎn)物合成的碳源及能量供給 由于菌絲得率和GA3合成速率的最適溫度不同，而菌絲總量和GA3合成速率共同影響GA3的最終產(chǎn)量。所以，在發(fā)酵過程的前期，采用32℃適合菌絲快速生長，以便產(chǎn)生更多的菌絲，在中期采用30℃有利于快速提高GA3的合成速率，而采用28℃則有利于延長赤霉菌高水平合成GA3的時(shí)間

【解析】

綜合表格和圖1結(jié)果可知，菌絲得絲率在32℃最高，GA3合成速率在30℃下發(fā)酵70h條件下相對(duì)較高的合成速率。
根據(jù)圖2所示，發(fā)酵過程前、中、后期采用的溫度不同。前期采用32℃較高溫度，適合菌絲快速生長，以便產(chǎn)生更多的菌絲，中期采用30℃，有利于快速提高GA3合成速率；而在后期則采用28℃維持較長時(shí)間，有利于延長赤霉菌高水平合成GA3的時(shí)間。

（1）由表格中數(shù)據(jù)可知，32℃時(shí)赤霉菌菌絲得率最高。

（2）由圖1可知，溫度為30℃、發(fā)酵時(shí)間為70h的時(shí)候赤霉菌產(chǎn)赤霉素的速率最高，而赤霉菌菌絲得率最高時(shí)的溫度是32℃，所以菌絲得率和GA3合成速率的最適溫度不同。

（3）由于菌絲生長、各種代謝產(chǎn)物（或赤霉素合成）所需的碳源及能量都主要由糖類提供，所以發(fā)酵過程中殘?zhí)菨舛葧?huì)下降。

（4）菌絲產(chǎn)量、GA3合成速率以及維持高水平GA3產(chǎn)出率的時(shí)間共同決定了GA3的最終產(chǎn)量。所以，在發(fā)酵過程的前期，采用32℃適合菌絲快速生長，以便產(chǎn)生更多的菌絲，在中期采用30℃有利于快速提高GA3的合成速率，而采用28℃則有利于延長赤霉菌高水平合成GA3的時(shí)間