Question

用來治療糖尿病的胰島素，過去主要靠從動物體器官、組織中提取，但因受原料限制，無法推廣。現在，可以用發酵工程的方法來生產胰島素。若用大腸桿菌發酵來生產胰島素，并結合基因工程，寫出其生產過程：

(1)構建轉入人胰島素基因的工程菌。

①提取目的基因：用胰島素基因探針從人的胰島細胞中獲取             ，再用      法制備人的胰島細胞目的基因。

②目的基因與運載體結合：從大腸桿菌的細胞中提取       ，并用      酶切割質粒，使其露出               。用同一種酶切割目的基因使其產生相同的               ，再將目的基因插人質粒切口處，加入適量的               酶，這樣就形成了一個               和               的重組DNA。

③將目的基因導人受體細胞：將大腸桿菌用          處理，以增大               的通透性，讓重組DNA進人大腸桿菌體內。

④目的基因的檢測和表達：在用一定的方法檢測出目的基因已導人大腸桿菌細胞內，并            后，再對該種大腸桿菌擴大培養。

(2)發酵生產。如圖為發酵罐，回答：（括號中填數字,如[1]）

①配制適合大腸桿菌的培養基，調整        ，然后對培養基進行             處理并裝入發酵罐，將上述大腸桿菌接種于發酵罐發酵

②若經檢測若發現放料口排出的舊培養基中微生物細胞形態多樣，甚至出現畸形，則此時微生物的生長處于     期，加料口[   ]添加新培養基的速度應該適當     ，并從[   ]以適當速度通入     

③若該裝置階段發酵的目的是為擴大培養生產酵母菌菌種，則應盡可能延長         期，采取的主要措施為：加料口放料的速度都           ，通人的無菌空氣成分中應           ，攪拌的速度適當             

④影響發酵過程中溫度變化的因素是                

⑤發酵過程中pH變化的原因是                     

⑥攪拌器攪拌的作用是                          

(3)發酵完畢后，從培養基中            并             胰島素，經過一定的加工成為藥用胰島素，經           合格后，可投入使用。

Answer 1

（1）①人胰島素基因mRNA；反轉錄  ②質粒  限制性內切  黏性末端  黏性末端  DNA連接  人的胰島素基因  大腸桿菌質粒  ③氯化鈣  細胞壁  ④能表達  (2) ①pH；滅菌②衰退；[1]；[4]；無菌空氣③對數；加快；有充足的氧；加快④微生物代謝，機械攪拌、罐壁散熱、水分蒸發、冷卻水循環等⑤營養物質的消耗、代謝產物的積累⑥增加溶氧；使菌種與培養基充分接觸提高原料利用率  (3)提取、提純、檢驗

解析:

本題考查對基因工程、細胞工程、發酵工程和酶工程相互關系的理解，并帶有一點實驗設計“味道”，因而突出了創新思維能力的考查力度。解題思路是：先運用基因工程構建轉入人胰島素基因的工程菌，再利用該工程菌，運用發酵工程生產人胰島素，然后利用類似酶工程中分離提純技術得到胰島素產品。