Question

20．谷氨酸是生物體內一種重要的有機小分子，谷氨酸鈉是它的鈉鹽，是味精等調味品的主要成分．目前利用微生物發(fā)酵生產的氨基酸中，谷氨酸是產量最大的種類之一．

（1）谷氨酸的R基為-CH₂-CH₂-COOH，其結構式為；如果在蛋白質合成過程中，攜帶谷氨酸的轉移RNA如圖1所示，可知谷氨酸的密碼子為GAG．
（2）我國微生物發(fā)酵工程生產谷氨酸常用的菌種有谷氨酸棒狀桿菌和黃色短桿菌，下列生物中與這些菌種在結構上存在明顯區(qū)別的是ABE．（多選題）
A．噬菌體       B．人類免疫缺陷病毒（HIV）   C．衣原體
D．肺炎雙球菌   E．酵母菌       F．硝化細菌   G．立克次氏體
（3）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2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)酵生產谷氨酸，結果代謝產物中出現了大量的乳酸，從發(fā)酵條件看，其原因很可能是通氣量不足．
（4）谷氨酸發(fā)酵生產過程中，需要添加氨水，它不僅是細菌生長所需的氮源，而且還有調節(jié)培養(yǎng)液PH的作用，所以應該分次加入．

Answer 1

分析 圖中轉運RNA攜帶的谷氨酸的反密碼子是CUC，則其密碼子是GAG；谷氨酸棒狀桿菌和黃色短桿菌都是原核生物，沒有成形的細胞核；微生物的營養(yǎng)包括碳源、氮源、水、無機鹽等．

解答 解：（1）根據氨基酸的通式可知谷氨酸的結構式是：

圖中轉運RNA攜帶的谷氨酸的反密碼子是CUC，則其密碼子是GAG．
（2）谷氨酸棒狀桿菌和黃色短桿菌都是原核生物，沒有成形的細胞核，而題中噬菌體，人類免疫缺陷病毒（HIV）都沒有細胞結構，酵母菌則是真核生物．
（3）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)酵生產谷氨酸，結果代謝產物中出現了大量的乳酸，乳酸是無氧呼吸的產物，很可能是通氣量不足．
（4）氨水是細菌生長所需的氮源，同時還有調節(jié)培養(yǎng)液PH的作用．
故答案為：
（1）
 
GAG
（2）ABE
（3）異養(yǎng)需氧型  通氣量不足
（4）氮源  PH

點評 本題主要考查利用谷氨酸棒狀桿菌生產谷氨酸的過程，意在強化學生對相關知識的識記與理解，同時對于微生物的培養(yǎng)也是考查的要點，難度較大，綜合性強．