2．血糖快速测试仪上的酶传感器中，使用的是(　　 )

A．混合酶　　 B．固定化酶　 C．游离的酶　 D．一般酶制剂

1．右图为黄色短杆菌合成赖氨酸的途径示意图，下列人工调控不可行的是 (　 )

A．增强黄色短杆菌细胞膜对苏氨酸的通透性

B．增强黄色短杆菌细胞膜对赖氨酸的通透性

C．运用基因工程删除黄色短杆菌高丝氨酸脱氢酶基因

D．诱变处理黄色短杆菌使高丝氨酸脱氢酶基因变异

提高发酵产品的品质与产量，降低成本，提高经济效益是发酵工程的重要研究课题，而运用微生物代谢的特点，控制发酵条件，是实现科学发酵的基础。

[例2]影响谷氨酸棒状杆菌生长速度的是碳氮比，当碳氮比为4：1时，菌体大量繁殖，而碳氮比为3：1时，则繁殖减慢，产谷氨酸增多。回答：

(1)解释“当碳氮比为4：1时，菌体大量繁殖，而碳氮比为3：1时，则繁殖减慢，产谷氨酸增多”原因。

(2)运用发酵工程生产谷氨酸时应选择的培养条件应该是　 (　 )

①对数期培养基碳氮比为4：1，隔绝空气　　　　　　 ②对数期培养基碳氮比为3：1，隔绝空气

③对数期培养基碳氮比为4：1，通气培养　　　　　　 ④稳定期培养基碳氮比为3：1，隔绝空气

⑤稳定期培养基碳氮比为4：1，通气培养 　　　　　　⑥稳定期培养基碳氮比为3： 1，通气培养

A．②③　　 B．①⑥　　　 C．③④　　 D．③⑥

[解析]微生物生长速度、代谢产物与培养条件有关。不同的微生物的影响是不同的，如酵母菌在氧气氧气充足比氧气不足时繁殖要快，而且产物也不同。但影响谷氨酸棒状杆菌产物的主要是碳氮比，C：N=4：1时，大量繁殖，产谷氨酸少；C： N=3：1时，繁殖慢，产谷氨酸多。谷氨酸棒状杆菌是需氧型杆菌，所以不能隔绝空气。

[答案](1)对数期菌体快速增殖，需要消耗大量的能量，这主要由糖类通过有氧呼吸提供，所以碳氮比为4：1；在稳定期产生大量的次级代谢产物--谷氨酸，其N元素相对较高，此时需要的碳氮比适宜值3：1　 (2)D

[解题技巧]本讲内容与人们日常生活联系紧密，预计未来高考题目将是高中生物学知识综合的载体，突出微生物和发酵工程在生产生活中的应用。解题时综合运用高中生物学知识，特别是细胞的结构、组成细胞的化学成分、细胞代谢和繁殖等主干知识正确理解微生物的发酵，并分析指导生产生活实践。

[例3]在啤酒生产过程中，发酵是重要环节。生产过程大致如下：将经过灭菌的麦芽汁充氧，接入啤酒酵母菌菌种后输入发酵罐。初期，酵母菌迅速繁殖，糖度下降，产生白色泡沫，溶解氧渐渐耗尽。随后，酵母菌繁殖速度迅速下降，糖度加速降低，酒精浓度渐渐上升泡沫不断增多。当糖度下降到一定程度后，结束发酵。最后分别输出有形物质和鲜啤酒。

根据上述过程，回答以下问题：

(1)该过程表明啤酒酵母菌异化作用的特点是　　　　　 。

(2)初期，酵母菌迅速繁殖的主要方式是　　　　　　　 。

(3)酒精主要是啤酒酵母菌　　　 期产生的　　　　 代谢产物。

(4)经测定酵母菌消耗的搪中)98．5%形成了酒精和其他发酵产物，其余1.5%则用于　　　　　　　　　　　 。

(5)请写出由麦芽糖→葡萄糖→酒精的反应方程式。

[解析]解该题需从如下四步分析：第一步，由题意可知酵母菌接入发酵罐初期代谢和繁殖旺盛，溶解氧渐渐耗尽表明酵母菌进行旺盛的有氧呼吸，而随后代谢繁殖仍在进行，只是速度减慢，同时糖减少、酒精增加，表明其进行酒精发酵，而酒精发酵为无氧呼吸的特征。第二步，酵母菌繁殖方式尽管有出芽生殖、有性生殖等，但条件适宜时，快速繁殖方式应为出芽生殖。第三步，酒精应属于次级代谢产物，产生于微生物生长一段时间后的稳定期，必须注意麦芽糖→葡萄糖是一水解过程，需要酶的催化。第四步，环境中的糖是作为酵母菌繁殖的生命活动的碳源和能源，除了形成酒精和其他代谢产物外，其余部分则用在了自身的生长繁殖上。

[答案](1)既能进行有氧呼吸又能进行无氧呼吸 (2)出芽生殖　 (3)稳定　 次级　 (4)酵母菌自身的生长和繁殖

(5)C₁₂H₂₂0₁₁+H₂0 → 2C₆H₁₂0₆　 C₆H₁₂0₆ → 2C₂H₅0H+CO₂+H₂O

(二)考点例析

[例1]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　　　　　　　　　　　 [来源:]

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。

[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。

[答案](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

(一)本讲考点是什么？

1.发酵工程、酶工程简介，及四大生物工程间的关系

人们按照自己的愿望改造物种采用基因工程或细胞工程的方法，而基因工程和细胞工程的研究成果，目前大多需要通过发酵工程、酶工程来实现产业化。基因工程、细胞工程和发酵工程中所需要的酶，往往通过酶工程来获得；酶工程中酶的生产，一般要通过微生物发酵的方法来进行。

图示如右：

第46讲　 发酵工程

(一)本讲考点是什么？

1.微生物的类群

(1)微生物的概念及类群

微生物是指形体微小、结构简单，通常要用光学显微镜和电子显微镜才能看清楚的生物，统称为微生物。它包括有非细胞生物，如病毒、类病毒、朊病毒；细胞生物，又可分为原核生物，如细菌、放线菌、支原体、衣原体、立克次氏体、蓝细菌(蓝藻)；真核生物，又可分为真菌，如酵母菌、霉菌、大型真菌(蘑菇、灵芝等)，显微藻类，原生动物(变形虫、草履虫)。

(2)细菌、放线菌、病毒结构和增殖

①细菌　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

②放线菌　　　　　　　　　　　　　　　　　

[特别提示]

①细菌细胞壁主要成分是肽聚糖；

②质粒基因，控制细菌的抗药性、固氮和抗生素的形成；

③光合作用、有氧呼吸作用、生物固氮作用的酶分布在细菌细胞膜上，这些生理活动都是在细胞膜上进行；

④病毒可分为真病毒(DNA或RNA+衣壳)、类病毒(仅RNA)、朊病毒(Prions，蛋白致病因子)

⑤菌落是由同种单个或少数细菌繁殖而成的肉眼可见的子细胞群体(细胞克隆)；

⑥细菌、放线菌、病毒繁殖方式分别是二分裂繁殖方式、孢子生殖和增殖(吸附→注入→合成和复制→组装→释放)

第45讲　 微生物基础

10．(1)某种少量的细菌在固定容积的液体培养基中培养；不能构成物质循环；(2)J；营养充足培养条件适宜　 (3)2⁶n　 (4)S；　 生存条件有限　 (5)稳定期；营养物质消耗、代谢产物积累导致pH值改变；次级代谢；连续培养　 (6)DE段；EF段 (7)衰亡；加快；见下图(虚线所对应的时刻表示添加培养基)

9．B(代谢产物由细胞释放到培养基取决于细胞膜的选择通过性)