在有氧气和ATP的条件下,荧光素酶能催化荧光素的氧化而发出荧光。请根据以下提供的实验材料,完善实验思路,并回答有关问题。
实验材料:荧光素甲溶液,荧光素乙溶液,荧光素酶A溶液,荧光素酶B溶液,ATP溶液
(1)现欲探究“不同的荧光素酶是否都能催化不同的荧光素氧化”。请完善实验思路。
实验步骤:①取4支试管,编号1、2、3、4;
②1、2号试管加入适量荧光素甲溶液,3、4号试管加入等量荧光素乙溶液
③ 号试管加入适量荧光素酶A溶液, 号试管加入等量荧光素酶B溶液;
④ 。
⑤在暗处观察各试管是否发出荧光。
实验结果预测及结论:若实验结果为 ,则支持“不同的荧光素酶都能催化不同的荧光素氧化”。否则不支持“不同的荧光素酶都能催化不同的荧光素氧化”。该实验思路也可用于探究酶的 特性。
(2)神经细胞中的ATP合成的能量主要来自________(生理过程),该过程的场所是__ __。研究发现正常成年人安静状态下24小时有40 kg ATP发生转化,而细胞内ADP、ATP的浓度仅为2~10 mmol/L。为满足能量需要,解决这一矛盾的合理途径是_____________。
(3)ATP在有关酶的作用下,磷酸基团逐个脱离下来,最后剩下的是_______
(4)用○□三种符号分别表示磷酸、核糖与腺嘌呤,试写出这三种分子在ATP中的连接方式
内皮素(ET)是一种含21个氨基酸的多肽,它有强烈的血管收缩和促进平滑肌细胞增殖等作用。研究发现内皮素功能异常与高血压、糖尿病、癌症等有着密切联系。内皮素主要通过与靶细胞膜上的内皮素受体结合而发挥生物学效应。ETA是内皮素的主要受体,科研人员试图通过构建表达载体,实现ETA基因在细胞中高效表达,为后期ETA的体外研究以及拮抗剂的筛选、活性评价等奠定基础。其过程如下(图中SNAP基因是一种荧光蛋白基因,限制酶ApaⅠ的识别序列为C↓CCGGG,限制酶XhoⅠ的识别序列为C↓TCGAG)。请分析回答:
(1)完成过程①需要的酶是 ;与过程②相比,过程①特有的碱基配对方式是______________。
(2)过程③中,限制酶XhoⅠ切割DNA,使_______键断开,形成目的基因的黏性末端是________。用两种限制酶切割,获得不同的黏性末端,其主要目的是_____________。
(3)过程⑥中,要用________预先处理大肠杆菌,使其处于容易吸收外界DNA的感受态。
(4)利用SNAP基因与ETA基因结合构成融合基因,目的是_________。
(5)人皮肤黑色素细胞上有内皮素的特异受体,内皮素与黑色素细胞膜上的受体结合后,会刺激黑色素细胞的分化、增殖并激活酪氨酸酶的活性,从而使黑色素急剧增加。美容时可以利用注射ETA达到美白祛斑效果,这是因为ETA能与内皮素结合,减少了内皮素与 的结合,抑制了内皮素对黑色素细胞的增殖和黑色素的形成。
大菱鲆是我国重要的海水经济鱼类。某同学尝试对其消化道中蛋白酶的活性进行研究。
(1)查询资料得知,18℃时,在不同pH条件下大菱鲆消化道各部位蛋白酶活性如图。由图可知,在各自最适pH下,三种蛋白酶催化效率最高的是______________。
(2)资料表明大菱鲆人工养殖温度常年在15-18℃之间。学习小组假设:大菱鲆蛋白酶的最适温度在15-18℃间。他们设置15℃、16℃、17℃、18℃的实验温度,探究三种酶的最适温度。
①探究实验中以干酪素为底物。干酪素的化学本质是__________。
②胃蛋白酶实验组实验的pH应控制在__________。
③为了控制实验温度,装有酶和底物的试管应置于__________中以保持恒温。单位时间内______可以表示蛋白酶催化效率的高低。
萌发的小麦种子中的淀粉酶主要有α-淀粉酶(在pH3.6以下迅速失活,但耐热)、β-淀粉酶(不耐热,70℃条件下15min后就失活,但耐酸)。以下是以萌发的小麦种子为原料来测定α-淀粉酶催化效率的实验,请回答下列与实验相关的问题。
[实验目的]测定40℃条件下α-淀粉酶的催化效率。
[实验材料]萌发3天的小麦种子。
[主要器材]麦芽糖标准溶液、5%淀粉溶液、斐林试剂、蒸馏水、恒温水浴锅、试管等。
[实验步骤]
(1)制备不同浓度麦芽糖溶液,与斐林试剂生成标准颜色。取7支洁净试管编号,按下表中所示加入试剂,而后将试管置于60℃水浴中加热2min,取出后按编号排序。
表中Z代表的数值是______________。
(2)以萌发的小麦种子制取淀粉酶溶液,将装有淀粉酶溶液的试管置于____________,取出后迅速冷却,得到α-淀粉酶溶液。
(3)取A、B、C、D四组试管分别作以下处理:
(4)将Al和Bl试管中溶液加入到E1试管中,A2和B2溶液加入到E2试管中,A3和B3溶液加入到E3试管中.C、D试管中的溶液均加入到F试管中,立即将E1、E2、E3、F试管在40℃水浴锅中保温一段时间。然后分别加入2mL斐林试剂,并经过60℃水浴中加热2min后,观察颜色变化。
[结果分析]将E1、E2、E3试管中的颜色与________试管进行比较得出麦芽糖溶液浓度,并计算出α-淀粉酶催化效率的平均值。
[讨论]①实验中F试管所起的具体作用是排除________对实验结果的干扰,从而对结果进行校正。②若要测定β-淀粉酶的活性,则需要对步骤二进行改变,具体的操作是将淀粉酶溶液_________,从而获得β-淀粉酶。
请回答下列有关酶的问题:
(1)下图表示某酶促反应在适宜的温度、pH条件下,生成物量与反应时间的关系。若其他条件不变,将酶的浓度增加一倍,请在下图中画出生成物量随时间变化的曲线。(用虚线表示)
(2)一般来说,植物体内酶的最适温度__________(填“高于”或“低于”)动物体内酶的最适温度。
(3)向5支盛有等量人胃蛋白酶溶液但pH各不相同的试管中,各加1块1 cm3的正方体凝固蛋白质,在25 ℃室温条件下,记录各试管中蛋白块消失的时间,如下表:
酶溶液的pH |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
蛋白块消失的时间(min) |
13 |
9 |
11 |
45 |
60 |
①请提供两种使实验在更短的时间内完成的方法,并说明理由。
方法1: __________________,理由: ____________________。
方法2: __________________,理由: _____________________。
②如果要确认上述实验中蛋白块的消失是由于酶的作用而不是其他因素的作用,还应补充的对照实验是___________________
植物细胞受损后通常会释放出酚氧化酶,使无色的酚氧化生成褐色的物质。人们利用酚氧化酶的功能和特性加工制作商品。请分析回答问题:
(1)植物细胞中的酚类物质与酚氧化酶在细胞质中是分隔开的,是因为细胞内具有____________系统。
(2)把含有酚氧化酶的提取液作如下表的处理:
从催化反应条件看,酚氧化酶的作用条件_______________。实验后试管C中的颜色是___________。试管A、B对照,说明酚氧化酶的化学本质是________________。试管A、C对照,能获得的结论是______________。
(3)茶树叶细胞中存在众多种类的酚类物质与酚氧化酶。绿茶制取过程中必须先进行热锅高温炒制以防变色,其原理是_____________________。红茶在加工过程中充分发挥了______________的作用,使鲜叶中的化学成分变化较大,茶多酚大量___________(减少或增加),也产生了茶黄素、茶红素等新成分,香气物质明显增加。
胰蛋白酶作用于一定量的某种物质(底物),湿度保持37℃,pH保持在最适值,生成物量与反应时间关系如下图,请回答下列问题:
(1)该酶作用的底物是_____________。
(2)在140分钟后,曲线变成水平,这是因为________________。
(3)若增加胰蛋白酶浓度,其他条件不变,请在原图上画出生成物量变化的示意曲线。
(4)若胰蛋白酶浓度和其他条件不变,反应液pH值由2逐渐升高到10,则酶催化反应的速度将__________。
(5)下图中能正确表示胰蛋白酶对底物的分解速度和温度关系的是( )
某研究小组开展利用植物治理某水域镉污染的研究,将筛选得到的能在高浓度镉溶液中生长良好的某水生植物3个品种,置于不同镉浓度的营养液中培养,一段时间后测定相关指标,结果如表所示。请回答:
(1)若该植物的抗镉品种无法从自然界中直接筛选得到,可采用 技术进行试验。
(2)据表分析, 品种最适合用于镉污染的治理,其主要依据是 。
(3)已知植物吸收富集镉与酶E相关,酶E活性与环境温度相关。现开展该植物品种酶E活性的最适温度范围的测定实验,请预测实验结果(绘制坐标曲线图)。
(4)若结果是该植物品种的酶E活性的最适温度范围很窄,则说明一般情况下该植物品种的可应用范围 。
(5)为了进一步提高该植物品种对镉的吸收富集能力,可开展通过遗传改良进一步提高其单位产量、提高酶E的活性和 等方面的研究。
品种 |
测定指标 |
营养液镉浓度(mg/L) |
||||
0 |
4 |
8 |
12 |
16 |
||
A |
镉浓度(mg/kg植物干重) |
10.11 |
10.20 |
15.12 |
19.33 |
20.33 |
单位产量(kg/亩) |
350.11 |
349.61 |
347.96 |
348.02 |
346.92 |
|
B |
镉浓度(mg/kg植物干重) |
9.11 |
310.20 |
315.12 |
318.43 |
310.22 |
单位产量(kg/亩) |
349.21 |
348.65 |
347.77 |
347.92 |
346.00 |
|
C |
镉浓度(mg/kg植物干重) |
11.14 |
313.32 |
316.16 |
317.47 |
332.20 |
单位产量(kg/亩) |
50.31 |
49.99 |
50.76 |
49.02 |
48.32 |
回答下列与高中生物实验有关的问题:
(1)在验证还原性糖的实验中,选择甘蔗为生物材料,实验过程和方法规范,但没有观察到相应的颜色变化,原因可能是 。
(2)使用低倍显微镜观察到洋葱根尖细胞有丝分裂的中期图像后换上高倍物镜,经调节形成清晰图像,但没有观察到中期图像,原因是 。
(3)在“探究温度对酶活性的影响”实验中,使用过氧化氢酶往往不能达到预期实验结果。其原因是 。
(4)某同学欲探究当地印染厂排出的废水对生物染色体变异有无影响,请你利用洋葱作为实验材料帮助该同学提出一个研究课题: 。
(5)某同学在培养皿底部铺上棉花,然后把胚具有活性且大小相同的豌豆种子各15粒放在棉花上。实验结果如下表:
根据实验结果可以得出的结论是:种子萌发与 无关,与 有关。
为了从甲、乙、丙三种微生物获取高性能碱性淀粉酶,兴趣小组的同学在科研人员的帮助下,从上述三种微生物提取了淀粉酶提取液(提取液中酶浓度相同),进行了如下实验。
[实验步骤]:
(1)取四支试管,分别编号。
(2)按下表要求完成操作。并在表中各列的字母位置,填写相应试剂的体积量(mL)。
|
试管1 |
试管2 |
试管3 |
试管4 |
蒸馏水 |
2 |
2 |
2 |
A |
pH=8缓冲液 |
0.5 |
0.5 |
0.5 |
0.5 |
淀粉溶液 |
1 |
1 |
1 |
1 |
甲生物提取液 |
0.3 |
|
|
|
乙生物提取液 |
|
0.3 |
|
|
丙生物提取液 |
|
|
0.3 |
|
总体积 |
3.8 |
3.8 |
3.8 |
B |
(3)将上述四支试管放入37℃的水浴,保温1小时。
(4)取出上述四支试管,冷却后滴入碘液。
(5)观察比较各支试管溶液颜色及其深浅。
[实验结果](“+”表示颜色变化的深浅,“—”表示不变色):
|
试管1 |
试管2 |
试管3 |
试管4 |
颜色深浅程度 |
++ |
— |
+ |
C |
请回答下列问题:
(1)填写表中的数值:A为______,C的颜色深浅程度为_____(用“+”或“-”表示)。该实验作为实验组的试管是 ,设置对照实验的目的是__________。
(2)该实验的自变量是____________________,无关变量有_______________(至少写出2种)。
(3)除了用碘液检验淀粉的剩余量来判断实验结果外,还可以用_____________试剂来检测生成物。若用该试剂检验,还需要对试管_______________处理,才能据颜色变化深浅判断出实验结果。
(4)根据上述结果得出的实验结论是:不同来源的淀粉酶,虽然酶浓度相同,但活性不同。你认为造成实验中三种酶活性差异的根本原因是_________________。
下图甲表示麦芽糖酶催化麦芽糖水解的模型,图乙表示在最适温度和PH条件下,麦芽糖酶的催化速率与麦芽糖量的关系。
(1)甲模型能解释酶的催化具有 ,即每一种酶只能催化 化学反应。 代表麦芽糖酶。酶催化作用的原理是 。
(2)乙图中,限制f~g段上升的因素是 。如果温度升高5℃,催化速率将变 。 (能/不能)用本尼迪特试剂鉴定麦芽糖酶是否完成对麦芽糖的催化分解。
(3)若其他条件不变,将酶的量增加一倍,请在乙图中绘出相应变化曲线。
(4)某同学为了探究pH对人唾液淀粉酶活性的影响,设计了如下实验步骤:
①在A、B、C、D、E 5支试管中分别加入pH 5.0、6.0、7.0、8.0、9.0的适宜浓度缓冲液5 mL,再分别加入质量分数为1%的淀粉液1 mL。
②各试管中分别加入适当浓度的唾液稀释液1 mL,摇匀。
③将5支试管放入70 ℃恒温水浴中,保温时间相同且合适。
④取出各试管,分别加入本尼迪特试剂2 mL,摇匀。
⑤观察各试管溶液的颜色,通过颜色深浅判断唾液淀粉酶作用的最适pH。
上述实验步骤中有2处错误,请更正(不考虑试剂的浓度和加入量、pH梯度以及实验重复次数),以便实验能得到正确的预期结果。
(1)_________________________________。
(2)_________________________________。
现有两种淀粉酶A与B,某小组为探究不同温度条件下这两种淀粉酶的活性,做了如下探究实验。
实验过程:
实验结果:对各组淀粉含量进行检测,结果如图所示。
(1)该实验的自变量是__ __,无关变量有 (至少写出2种)。
(2)根据实验结果分析,酶A在____℃条件时活性较高。
(3)此实验通过检测淀粉的剩余量来表示酶的活性,不能用斐林试剂检测生成物麦芽糖的含量来表示,说明理由:__ __。
(4)若要进一步探究酶B的最适温度,实验设计的主要思路应是:在 ℃之间设立较小等温度梯度的分组实验,按上述步骤进行实验,分析结果得出结论。
下图为苹果成熟期有机物质的变化图,请据图回答相关问题:
(1)图中五种有机物中最可能含有S元素的是 ,属于单糖的是 。
(2)图中的酶最有可能是 酶,在该酶的作用下,苹果细胞液浓度逐渐变 ,抗冻性增 。
(3)苹果成熟过程中, (填激素名称)会逐渐增多,并由 合成纤维素酶,作用于细胞壁,使其果肉日益松软。
小麦的穗发芽影响其产量和品质。某地引种的红粒小麦的穗发芽率明显低于当地白粒小麦。为探究淀粉酶活性与穗发芽率的关系,进行了如下实验。
(1)取穗发芽时间相同、质量相等的红、白粒小麦种子,分别加蒸馏水研磨、制成提取液(去淀粉),并在适宜条件下进行实验。实验分组、步骤及结果如下:
步骤①中加入的C是 ,步骤②中加缓冲液的目的是 。显色结果表明:淀粉酶活性较低的品种是 ;据此推测:淀粉酶活性越低,穗发芽率越 。若步骤③中的淀粉溶液浓度适当减小,为保持显色结果不变,则保温时间应 。
(2)小麦淀粉酶包括α-淀粉酶和β-淀粉酶,为进一步探究其活性在穗发芽率差异中的作用,设计了如下实验方案:
X处理的作用是使 。若Ⅰ中两管显色结果无明显差异,且Ⅱ中的显色结果为红粒管颜色显著 白粒管(填“深于”或“浅于”),则表明α-淀粉酶活性是引起这两种小麦穗发芽率差异的主要原因。
下表是某同学做的有关酶的实验结果,请你通过实验进一步验证他的结果是否正确,并根据修改后的数据回答有关问题:
试管 |
加入物质 |
量(毫升) |
温度 |
试剂 |
现象 |
1 |
淀粉糊、清水 |
各2 |
37℃左右 |
碘 液 |
变蓝 |
2 |
淀粉糊、唾液 |
各2 |
0℃ |
变蓝 |
|
3 |
淀粉糊、唾液 |
各2 |
37℃左右 |
不变蓝 |
|
4 |
淀粉糊、煮沸过的唾液 |
各2 |
37℃左右 |
变蓝 |
|
5 |
淀粉糊、3滴2%盐酸唾液 |
各2 |
37℃左右 |
变蓝 |
|
6 |
蛋黄液、唾液 |
各2 |
37℃左右 |
无变化 |
(1)酶具有 作用,这可通过实验 证明。
(2)酶具有专一性,这可通过实验 证明。
(3)酶的活性要受 、 的影响,前者可通过实验 证明,后者可通过实验 证明。