张家口市2024-2025学年度第二学期高二年级期末教学质量检测(启光教育)生物答案

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17.（12分）异亮氨酸是一种必需氨基酸，可用作食品添加剂。研究者希望利用大肠杆菌实现异亮氨酸的高效发酵生产。（1）发酵是指人们利用微生物，在适宜的条件下，将原料通过微生物的转化为人类所需要的产物的过程。为大量生产异亮氨酸，相应的发酵工程一般包括、扩大培养、培养基的配制和灭菌、接种、产物的分离提纯等方面。（2）C酶是异亮氨酸合成途径的关键酶，若失去功能，细菌不能合成异亮氨酸。为了获得催化效率更高的C酶，研究者对C基因进行随机诱变，将诱变后的基因分别转入的大肠杆菌，在（含/不含）异亮氨酸的固体培养基上进行培养，选择最适的菌株命名为菌株甲。（3）自然条件下，菌株甲通过图1途径产生异亮氨酸，但是异亮氨酸会反馈作用于内源基因1和内源基因2，限制产量。内源基因1内源基因2葡萄糖一一→a酸→一异亮氨酸图1为解除该限制，研究者对菌株甲进行改造，用外源的不受反馈调节影响的A基因、B基因替代大肠杆菌对应的内源合成基因，获得菌株乙和菌株丙，如下表所示。菌种相关基因菌株甲内源基因1内源基因2菌株乙基因A内源基因2菌株丙基因A基因B完成替换后，研究者检测对应菌株的α酸和异亮氨酸含量，结果如图2。解释菌株乙和菌株丙中α酸和异亮氨酸含量产生差异的原因。L9a酸异亮氨酸51()哥43含2菌株甲菌株乙菌株丙图2（4）研究者希望用更经济的原料、更简单的分离提纯手段获得发酵产物。请在上述研究基础上，提出一个对现有菌株继续进行优化改造的研究方向。