谷氨酸棒狀桿菌是異養(yǎng)需氧型微生物，常用于基因工程。乙酰氨基葡萄糖（GlcNAc）廣泛用于抗氧化衰老、骨關(guān)節(jié)炎治療等領(lǐng)域?？蒲腥藛T利用基因重組技術(shù)將氨基葡萄糖合成酶（glms）基因、氨基葡萄糖乙酰轉(zhuǎn)移酶（Scgnal）基因?qū)牍劝彼岚魻顥U菌，獲得了GlcNAc工程菌。GlcNAc工程菌部分代謝途徑如圖1，ldhA基因和pta-ackA基因編碼的蛋白質(zhì)分別催化乳酸和乙酸的生成。請回答下列問題：

（1）科研人員利用目的基因、鏈霉素抗性基因以及

啟動子、終止子、復(fù)制原點、限制酶識別序列

啟動子、終止子、復(fù)制原點、限制酶識別序列

等序列構(gòu)建重組表達(dá)載體，導(dǎo)入

感受

感受

態(tài)谷氨酸棒狀桿菌，構(gòu)建GlcNAc發(fā)酵工程菌。配制谷氨酸棒狀桿菌培養(yǎng)基時，按照培養(yǎng)基配方準(zhǔn)確稱量各組分，將其溶解、定容、調(diào)節(jié)pH至

中性偏堿

中性偏堿

后再進(jìn)行高壓蒸汽滅菌。滅菌鍋開始加熱時，要打開排氣閥，使水沸騰一段時間后再關(guān)閉排氣閥，這樣操作的目的是

排盡鍋內(nèi)冷空氣

排盡鍋內(nèi)冷空氣

。
（2）篩選含目的基因的細(xì)菌時，首先利用含

鏈霉素

鏈霉素

的培養(yǎng)基進(jìn)行初篩，然后根據(jù)

目的基因兩端已知的特定核苷酸序列

目的基因兩端已知的特定核苷酸序列

設(shè)計引物，利用PCR技術(shù)進(jìn)行擴(kuò)增，完成后再采用

凝膠電泳

凝膠電泳

技術(shù)鑒定PCR產(chǎn)物。
（3）篩選出合格菌種進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)需要利用的發(fā)酵罐如圖2，攪拌器可以加快谷氨酸棒狀桿菌的代謝速率，其原理是

谷氨酸棒狀桿菌為需氧型微生物，攪拌能增加發(fā)酵液中的溶解氧，同時使其與營養(yǎng)物質(zhì)充分接觸，利于該菌代謝

谷氨酸棒狀桿菌為需氧型微生物，攪拌能增加發(fā)酵液中的溶解氧，同時使其與營養(yǎng)物質(zhì)充分接觸，利于該菌代謝

。發(fā)酵過程中需定期從發(fā)酵罐

放料

放料

口采樣，采用

稀釋涂布分離

稀釋涂布分離

法檢測活菌密度，以確定發(fā)酵進(jìn)程。
（4）為了提高產(chǎn)物GlcNAc產(chǎn)量，科研人員提出來幾個進(jìn)一步改造GlcNAc工程菌的方案：方案一，利用

基因敲除

基因敲除

技術(shù)使ldhA基因和pta-ackA基因失活，從而抑制6-磷酸果糖生成丙酮酸的過程；方案二，利用

蛋白質(zhì)

蛋白質(zhì)

工程提高glms、Scgnal這兩種酶的催化效率，促進(jìn)生成GlcNAc；方案三，提高細(xì)胞膜的

通透性

通透性

，促進(jìn)代謝產(chǎn)物的運輸。