题目内容
用来治疗糖尿病的胰岛素,过去主要靠从动物体器官、组织中提取,但因受原料限制,无法推广。现在,可以用发酵工程的方法来生产胰岛素。若用大肠杆菌发酵来生产胰岛素,并结合基因工程,写出其生产过程:
(1)构建转入人胰岛素基因的工程菌。
①提取目的基因:用胰岛素基因探针从人的胰岛细胞中获取 ,再用 法制备人的胰岛细胞目的基因。
②目的基因与运载体结合:从大肠杆菌的细胞中提取 ,并用 酶切割质粒,使其露出 。用同一种酶切割目的基因使其产生相同的 ,再将目的基因插人质粒切口处,加入适量的 酶,这样就形成了一个 和 的重组DNA。
③将目的基因导人受体细胞:将大肠杆菌用 处理,以增大 的通透性,让重组DNA进人大肠杆菌体内。
④目的基因的检测和表达:在用一定的方法检测出目的基因已导人大肠杆菌细胞内,并 后,再对该种大肠杆菌扩大培养。
(2)发酵生产。如图为发酵罐,回答:(括号中填数字,如[1])
①配制适合大肠杆菌的培养基,调整 ,然后对培养基进行 处理并装入发酵罐,将上述大肠杆菌接种于发酵罐发酵
②若经检测若发现放料口排出的旧培养基中微生物细胞形态多样,甚至出现畸形,则此时微生物的生长处于 期,加料口[ ]添加新培养基的速度应该适当 ,并从[ ]以适当速度通入
③若该装置阶段发酵的目的是为扩大培养生产酵母菌菌种,则应尽可能延长 期,采取的主要措施为:加料口放料的速度都 ,通人的无菌空气成分中应 ,搅拌的速度适当
④影响发酵过程中温度变化的因素是
⑤发酵过程中pH变化的原因是
⑥搅拌器搅拌的作用是
(3)发酵完毕后,从培养基中 并 胰岛素,经过一定的加工成为药用胰岛素,经 合格后,可投入使用。
(1)①人胰岛素基因mRNA;反转录 ②质粒 限制性内切 黏性末端 黏性末端 DNA连接 人的胰岛素基因 大肠杆菌质粒 ③氯化钙 细胞壁 ④能表达 (2) ①pH;灭菌②衰退;[1];[4];无菌空气③对数;加快;有充足的氧;加快④微生物代谢,机械搅拌、罐壁散热、水分蒸发、冷却水循环等⑤营养物质的消耗、代谢产物的积累⑥增加溶氧;使菌种与培养基充分接触提高原料利用率 (3)提取、提纯、检验
解析:
本题考查对基因工程、细胞工程、发酵工程和酶工程相互关系的理解,并带有一点实验设计“味道”,因而突出了创新思维能力的考查力度。解题思路是:先运用基因工程构建转入人胰岛素基因的工程菌,再利用该工程菌,运用发酵工程生产人胰岛素,然后利用类似酶工程中分离提纯技术得到胰岛素产品。