Question

14．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)運(yùn)RNA為GAG，可知谷氨酸的密碼子為GAG．
（3）我國微生物發(fā)酵工程生產(chǎn)谷氨酸常用的菌種有北京棒狀桿菌、谷氨酸棒狀桿菌和黃色短桿菌等，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（多選）ABCE．
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 G． 硝化細(xì)菌     H． 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)酵裝置如圖所示．可以判斷谷氨酸棒狀桿菌的新陳代謝類型是異養(yǎng)、需氧型．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，其原因很可能是通氣量不足．
（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)菌生長所需的氮源，而且起到調(diào)節(jié)培養(yǎng)液pH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)生來自于基因突變（或突變）．
（7）如圖所示連續(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)基，此工藝流程可以大大提高生產(chǎn)效率，試闡述其原因①保證微生物對(duì)營養(yǎng)物質(zhì)的需求②排出部分代謝產(chǎn)物③使微生物保持較長時(shí)間的快速生長．

Answer 1

分析 分析題圖：圖示表示連續(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)基，此工藝流程可以大大提高生產(chǎn)效率．該過程中需要通過無菌空氣，說明微生物的異化方式是需氧型．

解答 解：（1）氨基酸的結(jié)構(gòu)通式為，谷氨酸的R基為-CH₂-CH₂-COOH，因此其結(jié)構(gòu)式為：．
（2）攜帶谷氨酸的轉(zhuǎn)運(yùn)RNA上的反密碼子是CUC，根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則可知其密碼子是GAG．
（3）北京棒狀桿菌、谷氨酸棒狀桿菌和黃色短桿菌都是原核生物，沒有成形的細(xì)胞核，而題中噬菌體、人類免疫缺陷病毒（HIV）和禽流感病毒都沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu)，酵母菌則是真核生物，因此與這些菌種在結(jié)構(gòu)上存在明顯區(qū)別的有ABCE．
（4）谷氨酸發(fā)酵的培養(yǎng)基成分中有葡萄糖，說明其代謝類型是異養(yǎng)型，圖中通入無菌空氣，說明其代謝類型是需氧型．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，乳酸是無氧呼吸的產(chǎn)物，很可能是通氣量不足．
（5）氨水是細(xì)菌生長所需的氮源，同時(shí)還有調(diào)節(jié)培養(yǎng)液PH的作用．
（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)生來自于基因突變（或突變）．
（7）如圖所示連續(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)基，此工藝流程可以大大提高生產(chǎn)效率，原因是：①保證微生物對(duì)營養(yǎng)物質(zhì)的需求；②排出部分代謝產(chǎn)物；③使微生物保持較長時(shí)間的快速生長．
故答案為：
（1）
（2）GAG
（3）ABCE
（4）異養(yǎng)、需氧     通氣量不足
（5）氮源  pH
（6）基因突變（或突變）
（7）①保證微生物對(duì)營養(yǎng)物質(zhì)的需求  ②排出部分代謝產(chǎn)物  ③使微生物保持較長時(shí)間的快速生長．

點(diǎn)評(píng) 本題考查遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯、利用谷氨酸棒狀桿菌生產(chǎn)谷氨酸的過程，意在強(qiáng)化學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)的識(shí)記與理解，同時(shí)對(duì)于微生物的培養(yǎng)也是考查的要點(diǎn)，難度中等，綜合性強(qiáng)．