聚羟基脂肪酸酯（ PHA）是一种结构多样化、生物可降解的高分子聚合物，广泛应用于生活、医药...

聚羟基脂肪酸酯（ PHA）是一种结构多样化、生物可降解的高分子聚合物，广泛应用于生活、医药、农业等多个方面。许多野生型微生物可以天然产生不同种类的PHA。科学家应用基因工程等技术，对野生嗜盐细菌进行改造， 作为高效生产PHA 的底盘微生物。

（1）基因工程常用原核生物作为受体细胞，原因是________________________。

基因工程的核心步骤是________________。

（2）科学家对嗜盐菌进行基因改造，使一种嗜盐菌能够产生多种PHA，利用的原理是基因控制性状途径中的________________________________。

基因改造需要用到的基因工程的工具酶是________________________________。

（3）PHA 在细菌细胞内的积累量可能受到细菌细胞体积的限制。科学家发现，让细菌的细胞分裂抑制因子SulA 或MinCD基因“过表达”，可以使细菌细胞不能正常分裂而形成纤维状延长的细菌，以提高细胞 PHA 的积累量。实验的关键是对SulA 或MinCD基因中的______________（填入相关的基因结构）进行改造。

（4）PHA被看好用于开发人工食道、神经导管等医疗材料，研究中可用动物细胞法判断PHA对细胞的毒性。基本研究思路是：首先使被培养细胞处于_______的环境；将细胞所需的基本营养物质按种类和所需数量严格配置成培养基，此类培养基称为__________________，在此培养基中还要加入___________，此外，通常还需加入血清等天然成分；在适宜环境条件下培养一段时间，根据变异细胞占全部培养细胞的百分数，可以判断PHA的毒性。

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聚羟基脂肪酸酯（PHA）是由嗜盐细菌合成的一种胞内聚酯，它具有类似于合成塑料的理化特性，且废弃后易被生物降解，可用于制造无污染的“绿色塑料”。科学家从某咸水湖中寻找生产PHA菌种的流程图如下。下列说法正确的是（　　 ）

①取湖水→②接种在培养基上→③培养→④挑取单菌落，分别扩大培养→⑤检测菌的数目和PHA的产量→⑥获得目标菌株

A.步骤②可用稀释涂布平板法接种到含合成塑料的选择培养基上

B.扩大培养时，接种后需要将培养基放入恒温箱倒置培养，以防杂菌污染

C.④所用到的培养基应加入琼脂，以便挑取单菌落获得纯化菌株

D.挑取菌落时，应挑取多个菌落并分别测定嗜盐细菌的PHA含量

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聚羟基烷酸酯（PHA）是微生物细胞内的―种可完全降解的生物塑料新型材料，可用剧烈搅拌法萃取分离，其流程为：冷冻干燥菌体与适量氯仿混合→用组织捣碎机搅拌并加入活性炭→50℃磁力搅拌并过滤→滤液浓缩→向浓缩液中加入冷乙醇作沉淀处理→干燥得到白色透明度高的PHA。请回答：

（1）萃取时对处理的生物材料的要求是__________，组织捣碎机搅拌的目的是__________。

（2）活性炭具有很强的吸附能力，在提取过程中，使用活性炭的目的是__________。

（3）在滤液浓缩之前要进行过滤，其目的是__________。

（4）氯仿是一种易挥发的有机溶剂，在光下与空气中的氧作用会分解产生剧毒的光气。利用氯仿萃取PHA的过程简单，对设备的要求不高，但在生产上，并不是一种值得提倡的工艺，原因是_______________。

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谷氨酸在食品、医药和农业生产上有广泛的应用，现常用野生型诱变得到的生物素营养缺陷型谷氨酸棒状杆菌（自身不能合成生物素，在缺乏生物素的培养基上不能生长繁殖）发酵的方法生产谷氨酸。回答下列问题：

（1）为筛选出生物素营养缺陷型谷氨酸棒状杆菌进行了如下实验：①将紫外线处理的野生型谷氨酸棒状杆菌接种到CM培养基（满足野生型和营养缺陷型营养需求的培养基）上；②待长出菌落后把每个菌落的菌体分别用接种针接种到CM培养基和MM培养基（仅满足野生型营养需求的培养基）的相应位置进行培养。结果如下图：

CM 培养基和MM培养基比较，相同的营养成分除了水和无机盐外还包括_________________，特有的成分是_________；①中使用的接种方法是____________；②中使用接种针接种要注意的问题是________（答出一点即可）；图中CM培养基上有_______个菌落中的细菌属于生物素营养缺陷型谷氨酸棒状杆菌，判读的依据是__________________。

（2）在利用生物素营养缺陷型谷氨酸棒状杆菌发酵生产谷氨酸时，需要不断向液体培养基通入无菌空气和进行搅拌，搅拌的目的是__________________。

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谷氨酸在食品、医药和农业生产上有广泛的应用，现常用野生型诱变得到的生物素营养缺陷型谷氨酸棒状杆菌（自身不能合成生物素，在缺乏生物素的培养基上不能生长繁殖）发酵的方法生产谷氨酸。回答下列问题：

（1）为筛选出生物素营养缺陷型谷氨酸棒状杆菌进行了如下实验：①将紫外线处理的野生型谷氨酸棒状杆菌接种到CM培养基（满足野生型和营养缺陷型营养需求的培养基）上；②待长出菌落后把每个菌落的菌体分别用接种针接种到CM培养基和MM培养基（仅满足野生型营养需求的培养基）的相应位置进行培养。结果如下图：

CM 培养基和MM培养基比较，相同的营养成分除了水和无机盐外还包括_________________，特有的成分是_________；①中使用的接种方法是____________；②中使用接种针接种要注意的问题是________（答出一点即可）；图中CM培养基上有_______个菌落中的细菌属于生物素营养缺陷型谷氨酸棒状杆菌，判读的依据是__________________。

（2）在利用生物素营养缺陷型谷氨酸棒状杆菌发酵生产谷氨酸时，需要不断向液体培养基通入无菌空气和进行搅拌，搅拌的目的是__________________。

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（2014•河南模拟）聚羟基丁酸酯可被用于制造生物可降解塑料．如图是科研人员用微生物发酵技术以蔗糖为原料生产生物可降解塑料的过程示意图，请据图回答：

（1）制备筛选碱性天然菌种的培养基的一般步骤是：计算、称量、溶化、灭菌、 倒平板 ．培养基中的蔗糖可以为微生物的生长提供 碳源 ．该培养基除含有微生物所需的各种营养物质外，还应注意调整适宜的 PH ．

（2）为了获得纯净的培养物，实验用的培养基最好选用 高压蒸汽灭菌 法进行灭菌．

（3）为了检测菌液中活菌的数量是否适宜，可以采用 显微镜直接计数（稀释涂布平板法） 法进行计数，该方法计数的结果与实际数目相比 偏大（偏小） （偏大/偏小）．

（4）为使微生物易于从发酵液中分离且达反复使用的目的，可采用 固定化细胞 技术进行处理．该技术通常采用的方法是 包埋法 ．

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聚羟基丁酸酯可被用于制造生物可降解塑料。下图是科研人员用微生物发酵技术以蔗糖为原料生产生物可降解塑料的过程示意图，请据图回答：

(1)制备筛选碱性天然菌种的培养基的一般步骤是：计算、称量、溶化、灭菌、_________。培养基中的蔗糖可以为微生物的生长提供_________。该培养基除含有微生物所需的各种营养物质外，还应注意调整_________。

(2)为了获得纯净的培养物，实验用的培养基最好选用_________法进行灭菌。

(3)为了检测菌液中活菌的数量是否适宜，可以采用_________法进行计数，该方法计数的结果与实际数目相比_________（偏大／偏小）。

(4)为使微生物易于从发酵液中分离且达到反复使用的目的，可采用___________技术进行处理该技术通常采用的方法是__________。

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小球藻是一类广泛分布于淡水和海水中的单细胞藻类，具有光合效率高、营养方式多样且富含有机物等特点，在食品和饲料等多个方面均有广泛应用。研究者为了研究外加葡萄糖对其光合色素含量及细胞生长的影响，分别在甲组(黑暗条件，加足量葡萄糖)、乙组(照光条件，加足量葡萄糖)和丙组(照光条件，不加葡萄糖)三种条件下培养小球藻，结果如图1、图2所示。

(1) 光合色素分布于小球藻________上，分析图1可知，添加葡萄糖对小球藻细胞的________量有显著影响。

(2) 测量小球藻叶绿素含量时，需先提取光合色素，提取的光合色素溶液放在适宜条件下________(填“能”或“不能”)进行光反应。若提取的色素溶液颜色较浅，原因可能有________。

①加入无水乙醇过多　 ②加入层析液过少③研磨不充分　 ④未加二氧化硅或加入过少

(3) 据图分析，若光照强度相同，________组的光合作用效率最高。

(4) 据图2可知，甲组的小球藻培养后期大量死亡，与________组实验结果比较分析，推测小球藻大量死亡的原因是________。

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脂肪酶在洗涤剂、食品、造纸、油脂、化妆品、制药、生物柴油等多个工业领域中有广泛应用，人们应用生物技术可以对脂肪酶进行改造和生产。回答下列问题。

(1)科学家将脂肪酶位于蛋白质表面的一个异亮氨酸替换为苏氨酸，使脂肪酶的半衰期提高2倍，大大提高其稳定性，在改造过程中需要对_____________ (填“脂肪酶”、“脂肪酶mRNA”或“脂肪酶基因”)进行定向改造，和传统的基因工程相比，该技术的突出优点是_____________。

(2)制备酵母菌作为工程菌生产脂肪酶时，需构建基因表达载体，并使脂肪酶基因插入到基因表达载体的____________________之间，欲检测目的基因是否在受体细胞中转录，应采用的方法是____________ ，和大肠杆菌相比，利用酵母菌作为工程菌生产的脂肪酶一般可以直接投入使用，其原因是________________________________ 。

(3)脂肪酶还可以借助动物细胞的大规模培养来生产，培养动物细胞时所用的合成培养基，通常还需要加入一些_____________等天然成分，培养细胞时需要加入一定量的CO2，其作用是______________。

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小球藻是一种单细胞藻类，具有光合效率高、营养方式多样且富含有机物等特点，在食品和饲料等多个方面均有广泛应用。

（1）科学家曾以小球藻为材料进行了光合作用机理的研究。鲁宾与卡门在研究光合作用中氧气来源时，利用同位素18O分别对________中的氧元素进行标记，得到的结论是________；卡尔文利用14C标记的14CO2供小球藻进行光合作用，目的是研究______。

（2）科研人员研究了不同处理条件对小球藻细胞数量及叶绿素含量的影响。

① 实验条件的设计如下表所示，请将表格内容补充完整。

②实验结果如下列图表所示。

由结果可知，单位质量小球藻中总叶绿素含量以________方式为最高，但由于该方式下________，因此单位体积藻液中总叶绿素含量未达最高。据此分析，三种营养方式中

________更具优势，这对高密度规模化培养等生产问题具有指导意义。

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