Question

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。

Answer 1

（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。