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發(fā)酵工程以其生產(chǎn)條件溫和、原料來源豐富且價(jià)格低廉、產(chǎn)物專一、廢棄物對(duì)環(huán)境的污染小和容易處理等特點(diǎn)，而得到廣泛應(yīng)用，逐漸形成了規(guī)模龐大的發(fā)酵工業(yè)。產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展和微生物的生長(zhǎng)、代謝、繁殖等特點(diǎn)密不可分。

（1）與其它生物相比，微生物的代謝異常旺盛，試分析其原因。

（2）具有優(yōu)良性狀的的選育，是發(fā)酵工程中首要的工作。人們利用               的方法獲得了能夠積累賴氨酸的黃色短桿菌；利用                的方法獲得了生產(chǎn)胰島素的大腸桿菌。與自然界生態(tài)系統(tǒng)中種群增長(zhǎng)的曲線相比，恒定容器內(nèi)微生物的生長(zhǎng)曲線所特有的是具有            期，該期形成的主要原因是                        。

（1）一是體積小、表面積大，有利于與外界環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)交換；二是對(duì)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化利用快。    （2）誘變育種     基因工程   （3）衰亡  營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)減少，有害代謝產(chǎn)物增多。


解析:

微生物大多數(shù)為單細(xì)胞生物，因其個(gè)體的體積小、表面積大，因而有利于個(gè)體與外界進(jìn)行物質(zhì)交換和物質(zhì)轉(zhuǎn)化。發(fā)酵工程中的菌種，常用誘變育種或基因工程的方法選育。在恒定容器內(nèi)微生物的生長(zhǎng)曲線中有衰亡期，而自然種群無這一特點(diǎn)。產(chǎn)生這一結(jié)果的原因是營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)減少，有害物資增多以及其它環(huán)境因素引起的。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中生物 來源：高考三人行 學(xué)生用書 生物 題型：043

用來治療糖尿病的胰島素，過去主要靠從動(dòng)物體器官、組織中提取，但因受原料限制，無法推廣�，F(xiàn)在，可以用發(fā)酵工程的方法來生產(chǎn)胰島素。若用大腸桿菌發(fā)酵來生產(chǎn)胰島素，并結(jié)合基因工程，寫出其生產(chǎn)過程：

（1）提取目的基因：采用的方法是根據(jù)正常人的胰島素的________序列，推測(cè)出________序列，再根據(jù)________原則；推測(cè)出________序列，用化學(xué)的方法，合成目的基因。

（2）目的基因與運(yùn)載體結(jié)合：從大腸桿菌的細(xì)胞中提取________，并用________酶切割質(zhì)粒，使其露出________。用同一種酶切割目的基因使其產(chǎn)生相同的________，再將目的基因插入質(zhì)粒切口處，加入適量的________酶，這樣就形成了一個(gè)________和________的重組DNA。

（3）將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞：將大腸桿菌用________處理，以增大________的通透性，讓重組DNA進(jìn)入大腸桿菌體內(nèi)。

（4）目的基因的檢測(cè)和表達(dá)：在用一定的方法檢測(cè)出目的基因已導(dǎo)入大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)________后，再對(duì)該種大腸桿菌擴(kuò)大培養(yǎng)。

（5）配制適合大腸桿菌的培養(yǎng)基，并對(duì)培養(yǎng)基進(jìn)行________處理并裝入發(fā)酵罐，將上述大腸桿菌接種于發(fā)酵罐發(fā)酵，并控制________條件。

（6）發(fā)酵完畢后，從培養(yǎng)基中________并________胰島素，經(jīng)過一定的加工成為藥用胰島素，經(jīng)________合格后，可投入使用。

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科目：高中生物 來源： 題型：閱讀理解

谷氨酸是生物體內(nèi)一種重要的有機(jī)小分子，谷氨酸鈉是它的鈉鹽，是味精等調(diào)味品的主要成分。目前利用微生物發(fā)酵生產(chǎn)的氨基酸中，谷氨酸是產(chǎn)量最大的種類之一。

 

（1）谷氨酸的R基為-CH2-CH2-COOH，其結(jié)構(gòu)式為                              。

（2）如果在蛋白質(zhì)合成過程中，攜帶谷氨酸的轉(zhuǎn)移RNA如圖1所示，可知谷氨酸的密碼子為               。

（3）我國(guó)微生物發(fā)酵工程生產(chǎn)谷氨酸常用的菌種有谷氨酸棒狀桿菌和黃色短桿菌，下列生物中與這些菌種在結(jié)構(gòu)上存在明顯區(qū)別的是                        。

            A．噬菌體            B．人類免疫缺陷病毒（HIV）    C． 禽流感病毒

            D．肺炎雙球菌   E．酵母菌      F．硝化細(xì)菌    G．乳酸菌

（4）谷氨酸發(fā)酵的培養(yǎng)基成分，主要有葡萄糖、氨水、磷酸鹽、生物素等，發(fā)酵裝置如圖2所示�？梢耘袛喙劝彼岚魻顥U菌的新陳代謝類型是     。某廠用谷氨酸棒狀桿菌發(fā)酵生產(chǎn)谷氨酸，結(jié)果代謝產(chǎn)物中出現(xiàn)了大量的乳酸，從發(fā)酵條件看，其原因很可能是       。

（5）谷氨酸發(fā)酵生產(chǎn)過程中，需要添加氨水，它不僅是細(xì)菌生長(zhǎng)所需的            ，而且還有調(diào)節(jié)培養(yǎng)液            的作用，所以應(yīng)該分次加入。

（6）某廠的發(fā)酵液曾不慎被噬菌體污染，菌群死亡殆盡，但人們卻僥幸從中獲得了少數(shù)可抵抗噬菌體的新菌種，細(xì)菌這種新性狀的產(chǎn)生來自于                     。

（7）圖2所示連續(xù)培養(yǎng)的方法，以一定的速度不斷添加新的培養(yǎng)基，同時(shí)又以同樣的速度放出舊的培養(yǎng)液，此工藝流程可以大大提高生產(chǎn)效率，試闡述其原因                  

                                            。（至少說出兩種）

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科目：高中生物 來源： 題型：閱讀理解

谷氨酸是生物體內(nèi)一種重要的有機(jī)小分子，谷氨酸鈉是它的鈉鹽，是味精等調(diào)味品的主要成分。目前利用微生物發(fā)酵生產(chǎn)的氨基酸中，谷氨酸是產(chǎn)量最大的種類之一。

（1）谷氨酸的R基為一CH2一CH2—COOH，其結(jié)構(gòu)式為：

（2）如果在蛋白質(zhì)合成過程中，攜帶谷氨酸的轉(zhuǎn)移RNA如圖所示，可知谷氨酸的密碼子為     　　　　。

（3）我國(guó)微生物發(fā)酵工程生產(chǎn)谷氨酸常用的菌種有       和       等，下列生物中與這些菌種在結(jié)構(gòu)上存在明顯區(qū)別的有            。

A．噬菌體   B．人類免疫缺陷病毒（HIV） C．禽流感病毒   D．肺炎雙球菌

E．酵母菌   F．硝化細(xì)菌  G．乳酸菌

（4）谷氨酸為          產(chǎn)物，其發(fā)酵的培養(yǎng)基成分,主要有葡萄糖、氨水、磷酸鹽、生物素等,發(fā)酵裝置如圖所示�？梢耘袛喙劝彼岚魻顥U菌的新陳代謝類型是    　　　　　。某廠用谷氨酸棒狀桿菌發(fā)酵生產(chǎn)谷氨酸,結(jié)果代謝產(chǎn)物中出現(xiàn)了大量的乳酸,從發(fā)酵條件看,其原因很可能是　　　　　　　　　。

（5）谷氨酸發(fā)酵生產(chǎn)過程中，需要添加氨水，它不僅是細(xì)菌生長(zhǎng)所需的   　　　　，而且還有調(diào)節(jié)培養(yǎng)液   　　　　的作用，所以應(yīng)該分次加入。

（6）某廠的發(fā)酵液曾不慎被噬菌體污染，菌群死亡殆盡，但人們卻僥幸從中獲得了少數(shù)可抵抗噬菌體的新菌種，細(xì)菌這種新性狀的產(chǎn)生來自于      　　　　。

（7）上右圖所示連續(xù)培養(yǎng)的方法，以一定的速度不斷添加新的培養(yǎng)基，同時(shí)又以同樣的速度放出舊的培養(yǎng)液，此工藝流程可以大大提高生產(chǎn)效率，試闡述其原因：

                                                                              。

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科目：高中生物 來源：2007年江蘇單科生物高考（解析） 題型：簡(jiǎn)答題

 選做題（7分）

    本題有A、B兩題，請(qǐng)任選一題在答題卡指定位置作答，并把所選題目對(duì)應(yīng)字母后的方框涂滿涂黑。   

    A題．發(fā)酵工程在工業(yè)生產(chǎn)上得到廣泛應(yīng)用，其生產(chǎn)流程如下圖所示。結(jié)合賴氨酸或谷氨酸的生產(chǎn)實(shí)際，回答相關(guān)問題。

  (1)人工控制微生物代謝的措施包括               和                 。目前采用①________已經(jīng)選育出不能合成高絲氨酸脫氫酶的                   新菌種。

  (2)在發(fā)酵過程中，產(chǎn)物源源不斷地產(chǎn)生。這說明賴氨酸或谷氨酸的生產(chǎn)采用了               的發(fā)酵方式。在生產(chǎn)過程中，由于賴氨酸或谷氨酸的發(fā)酵菌種為             ，常需增加通氧量。當(dāng)發(fā)酵生產(chǎn)的產(chǎn)品是代謝產(chǎn)物時(shí)，還要采用②                     等分離提純的方法進(jìn)行提取。

B題．很久以前科學(xué)家在土壤中發(fā)現(xiàn)了某種細(xì)菌能制造一種對(duì)昆蟲有毒的蛋白質(zhì)，當(dāng)時(shí)許多人就想把編碼這一蛋白質(zhì)的基因(抗蟲基因)轉(zhuǎn)移到農(nóng)作物中，以降低昆蟲對(duì)農(nóng)作物造成的危害。20世紀(jì)90年代，美國(guó)科學(xué)家采用基因工程技術(shù)首次培育出抗蟲玉米新品種。下圖為這一轉(zhuǎn)基因玉米的主要培育過程。

(1)獲得特定目的基因的途徑除了從該細(xì)菌中直接分離抗蟲基因外，還可以             。將目的基因與運(yùn)載體結(jié)合時(shí)必須用             酶和DNA連接酶。在基因工程中，常用的運(yùn)載體有             等，而作為運(yùn)載體必須具備相應(yīng)的條件，例如應(yīng)具有                   以便進(jìn)行篩選。

(2)由轉(zhuǎn)基因玉米細(xì)胞經(jīng)過             形成愈傷組織，然后發(fā)育成胚狀體和試管苗。若要制備轉(zhuǎn)基因玉米的人工種子，可選擇上述實(shí)驗(yàn)過程中的             再包裹合適的        等。

 

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