果胶酶能分解果胶等物质,澄清果蔬饮料,在食品加工业中有着广泛的应用。某兴趣小组的同学对三种不同品牌的果胶酶制剂(制剂中果胶酶浓度相同)进行了探究,其实验设计及实验结果如下表所示。
分组 |
蒸馏水 (mL) |
缓冲液 (mL) |
果汁 (mL) |
果胶酶制剂(mL) |
果汁浑 浊程度 |
||
甲 |
乙 |
丙 |
|||||
1 |
2 |
2 |
5 |
2 |
0 |
0 |
+ |
2 |
2 |
2 |
5 |
0 |
2 |
0 |
+++ |
3 |
2 |
2 |
5 |
0 |
0 |
2 |
++ |
4 |
X |
2 |
5 |
0 |
0 |
0 |
Y |
注:“+”越多表示果汁越浑浊。 |
(1)表中X所代表的数值应为 ,Y的果汁浑浊程度应表示为 (用若干个“+”表示)。
(2)除了观察果汁浑浊程度外,还可以通过检测 的变化量来判断不同品牌果胶酶制剂的效果。若使用该方法,相关物质变化量最大的是 组。
(3)微生物是生产果胶酶的优良生物资源。分离和筛选能产生果胶酶的微生物,使用的培养基应以 为唯一碳源;如需进一步纯化果胶酶,可根据果胶酶分子的 、 (至少写出两点)等特性进行分离提纯。由于果胶酶的活性容易受到外界环境因素的干扰,所以应利用 技术减少影响从而保护酶的活性。
(4)该兴趣小组进一步探究了一定尝试的果胶酶制剂乙在不同浓度果汁下的作用,实验结果如右图曲线。请在图中画出同样条件下果胶酶制剂丙的作用曲线。
[生物——选修1:生物技术实践专题]
固定化酶技术运用于工业化生产前,需要获得酶的有关参数。如图:曲线①表示某种酶在各种温度下酶活性相对最高酶活性的百分比;曲线②是将该种酶在不同温度下保温足够长的时间,再在酶活性最高的温度下测其残余酶活性,由此得到酶的热稳定性数据。请回答下列问题:
(1)与普通酶制剂相比,固定化酶在生产中的优点是 。
(2)曲线②中,35 ℃和80 ℃的数据点是在 ℃时测得的。该种酶固定化后运用于生产,最佳温度范围是 。
(3)研究发现有甲、乙两种物质能降低该种酶的催化效率,该酶催化的底物浓度变化会改变甲物质对酶的影响,而不会改变乙物质对酶的影响。下图是降低酶活性的两种机制模型,符合甲、乙物质对酶影响的模型分别是 、 。
[生物——选修1:生物技术实践]
(1)测定亚硝酸盐含量操作程序是:
①配制溶液;② ;③制备样品处理液;④_______ ____。
泡菜发酵过程中产生的亚硝酸盐在盐酸酸化条件下,与对氨基苯磺酸的反应产物能与N-1-萘基乙二胺盐酸盐偶联成 色化合物。
(2)固定化酶是从20世纪60年代迅速发展起来的一种技术。东北农业大学科研人员利用双重固定法,即采用戊二醛作交联剂(使酶相互连接),海藻酸钠作为包埋剂来固定小麦酯酶,研究固定化酶的性质,并对其最佳固定条件进行了探究。下图显示的是部分研究结果 (注:酶活力为固定化酶催化化学反应的总效率,包括酶活性和酶的数量)。
① 酶的固定化技术的应用最主要的目的是 。
② 从对温度变化适应性和应用范围的角度分析,甲图所示结果可以得出的结论是 。
③ 乙图曲线表明浓度为 的海藻酸钠包埋效果最好。
④ 研究人员固定小麦酯酶不采用海藻酸钠直接包埋,而是同时用戊二醛作交联剂,这是因为 。
⑤ 根据介绍,科研人员所采用的固定化技术可用下图中的______表示。
(3)上右图为某同学利用海藻酸钠固定酵母细胞的实验结果,出现此结果的可能原因不包括________
A.海藻酸钠浓度过高 | B.酵母细胞已经死亡 |
C.注射器中的溶液推进速度过快 | D.注射器距离CaCl2溶液液面太近 |
生产果汁时,用果胶酶处理果泥可提高果汁的出汁率。回答下列相关问题:
(1)某同学用三种不同的果胶酶进行三组实验,各组实验除酶的来源不同外,其他条件都相同,测定各组的出汁量,据此计算各组果胶的活性的平均值并进行比较。这一实验的目的是____。
(2)现有一种新分离出来的果胶酶,为探究其最适温度,某同学设计了如下实验:取试管16支,分别加入等量的果泥、果胶酶,缓冲液,混匀,平均分为4组,分别置于0℃、5℃、10℃、40℃下保温相同时间,然后,测定各试管中的出汁量并计算各组出汁量平均值。该实验温度设置的不足之处有 和______。
(3)某同学取5组试管(A~E)分别加入等量的同种果泥,在A、B、C、D4个实验组的试管中分别加入等量的缓冲液和不同量的同种果胶酶,然后,补充蒸馏水使4组试管内液体体积相同;E组加入蒸馏水使试管中波体体积与实验组相同。将5组试管置于适宜温度下保温一定时间后,测定各组的出汁量。通过A--D组实验可比较不同实验组出汁量的差异。本实验中,若要检测加入酶的量等于O而其他条件均与实验组相同时的出汁量,E组设计____(填“能”或“不能”)达到目的,其原因是____。
(16分)现有磨浆机、烧杯、滴管、量筒、玻璃棒、漏斗、纱布、苹果、试管、质量分数为2%的果胶酶溶液、蒸馏水、一定浓度的盐酸和氢氧化钠溶液,下表是某小组利用上述材料进行的有关实验:(“/”表示不加)
请回答下列问题:
(1)磨浆机的作用是 。
(2)若要验证果胶酶的作用,应把 两个烧杯同时取出并 ,观察并比较 。预期的实验现象与结果是: 。
(3)比较烧杯甲、丙、丁可知: 能影响酶的活性。
(4)表中①处的内容是 。
(5)请你设计一张表格,用来记录利用上述材料“探究果胶酶最适用量”的实验结果。
为探究洗衣粉加酶后的洗涤效果,将一种无酶洗衣粉分成3等份,进行3组实验。甲、乙组在洗衣粉中加入1种或2种酶,丙组不加酶,在不同温度下清洗同种化纤布上的2种污渍,其他实验条件均相同,下表为实验记录。请回答下列问题。
水温/℃ |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
||||||||||
组别 |
甲 |
乙 |
丙 |
甲 |
乙 |
丙 |
甲 |
乙 |
丙 |
甲 |
乙 |
丙 |
甲 |
乙 |
丙 |
清除血渍时间 /min |
67 |
66 |
88 |
52 |
51 |
83 |
36 |
34 |
77 |
11 |
12 |
68 |
9 |
11 |
67 |
清除油渍时间 /min |
93 |
78 |
95 |
87 |
63 |
91 |
82 |
46 |
85 |
75 |
27 |
77 |
69 |
8 |
68 |
(1)提高洗衣粉去污能力的方法有 、 。
(2)甲组在洗衣粉中加入了 ,乙组在洗衣粉中加入了 ;甲、乙组洗涤效果的差异,说明酶的作用具有 。
(3)如果甲、乙和丙3组均在水温为80℃时洗涤同一种污渍,请比较这3组洗涤效果之间的差异并说明理由: 。
(4)加酶洗衣粉中除了添加以上酶,还可以添加纤维素酶,纤维素酶的作用是 。
下面是某同学所做的生成啤酒酿造实验,请根据其实验过程,回答相关问题:
实验原理:利用固定化酵母菌分解麦芽汁,生成啤酒。
实验步骤:
第一步:酵母细胞活化。取一克干酵母,放入50mL的小烧杯中,加蒸馏水10mL,用玻璃棒搅拌均匀,放置一小时,使其活化。
第二步:配制海藻酸钠溶液。取0.7g海藻酸钠,放入另一只50mI的小烧杯中,加蒸馏水10mL,并搅拌,直至溶化,用蒸馏水定容至10mL。加热时,注意火候。
第三步:海藻酸钠与酵母细胞混合。将溶化好的海藻酸钠溶液冷却至室温,加入活化的酵母细胞,充分搅拌均匀。
第四步:用注射器以恒定的速度将上述混合液滴加到0.05mol/LCaCl2溶液。制成凝胶珠。
第五步:倒去CaCl2溶液,加无菌水洗涤三次后,将凝胶珠放入500mL三角瓶中,加入300mL麦芽汁溶液,置于25℃下封口,发酵五天后,倒出发酵后的麦芽汁即为啤酒,品尝其口味。
(1)酵母细胞活化的作用是 。第二步中注意火候指的是 。第三步中为什么要等海藻酸钠溶液冷却至室温,再加入活化的酵母细胞? 。
(2)凝胶珠的组成是海藻酸钠与 。海藻酸钠的主要作用是 。
(3)上述固定化细胞的方法称为 ,形成的凝胶珠颜色为 色。如果形成的凝胶珠颜色过浅,则配制的海藻酸钠溶液浓度 ,如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形,则配制的海藻酸钠浓度 。
(4)与固定化酶相比,该方法的优点是 。
(5)要想反复使用固定化酵母细胞,实验过程要在严格的 条件下进行,同时要控制适宜的 和 。
请阅读下列材料并回答有关问题:
猪饲料中的磷元素有相当一部分存在于植酸中,猪由于缺乏有关酶,造成磷源浪费,而且植酸随粪便排出后易造成环境有机磷污染。下图为对植酸酶进行不同处理时其活性与温度的关系。
(1)生产中从土壤中筛选出产酶菌株,土壤悬液首先经80℃处理15分钟,其目的是筛选出______。
(2)在产酶菌株的筛选过程中,固体培养基中的添加不溶于水的植酸钙,植酸钙被植酸酶分解后可以培养上产生透明圈,可根据透明圈的____________选择目的菌株。
(3)所得菌株还需要进一步测定植酸酶的活性,活性的测定可以用_____________作为底物,活性可用_____________表示。
(4)在生产中____________________(填“未固定”或“固定化”)植酸酶更适于添加到猪饲料中,使用的最适温度为_____________℃。
【生物选修l~生物技术实践】高温淀粉酶在大规模工业生产中有很大的实用性。研究者从热泉中筛选了高效产生高温淀粉酶的嗜热菌,其筛选过程如下图所示。
(1)从用途上来说,I号培养基属于 培养基;从物理状态上来说。Ⅱ号培养基属于 培养基,配制时—般加入 作为凝固剂。
(2)进行①过程的目的是 ;②过程所使用的接种方法是 法。
(3)I、Ⅱ号培养基配制和灭菌时,灭菌与调节pH的先后顺序是 ;一般对配制的培养基采用 法灭菌。
(4)部分嗜热菌在I号培养基上生长时可释放 分解培养基中的淀粉,在菌落周围形成 ;应挑出透明圈 (大或小)的菌落,接种到Ⅱ号培养基。
固定化酶技术运用工业化生产前,需要获得酶的有关参数。如图:曲线①表示某种酶在各种温度下酶活性相对最高酶活性的百分比;曲线②是将该种酶在不同温度下保温足够长的时间,再在酶活性最高的温度下测其残余酶活性,由此得到酶的热稳定性数据。请回答下列问题:
(1)与普通酶制剂相比,固定化酶在生产中的优点是 。
(2)通过本实验,你对酶的最适温度的认识是 。该种酶固定化后运用于生产,最佳温度范围是 。
(3)研究发现有甲、乙两种物质能降低该种酶的催化效率,该酶催化的底物浓度变化会改变甲物质对酶的影响,而不会改变乙物质对酶的影响。下图是降低酶活性的两种机制模型,符合甲、乙物质对酶影响的模型分别是 、 。
乳糖酶能够催化乳糖水解为葡萄糖和半乳糖,具有重要应用价值。乳糖酶的制备及固定化步骤如下:
(1)下表的培养液pH均为7.0,若要筛选微生物L,则不能选择表中的 培养液。(多选)
(2)为了获得能产乳糖酶的微生物L的单菌落,可采用 法将初筛菌液接种在固体培养基上。
(3)扩大培养微生物L时,通过增加营养物质的比例 (可以/不可以)提高种群密度,分析说明
原因 。
(4)在乳糖酶提取纯化的过程中,应及时检测 。将酶固定化后,则有利于酶的 。
(5)研究人员用筛选到的纤维素酶高产菌株 J1 和 J4在不同温度和 pH 条件下进行发酵,测得发酵液中酶活性的结果见上图,推测菌株 更适合用于发酵,理由是 。
猪饲料中的磷元素有相当一部分存在于植酸中,猪由于缺乏有关酶,造成磷源浪费,而且植酸随粪便排出后易造成环境有机磷污染。下图为对植酸酶进行不同处理时其活性与温度的关系。
(1)生产中从土壤中筛选出产酶菌株,土壤悬液首先经80℃处理15分钟,其目的是筛选______。
(2)在产酶菌株的筛选过程中,固体培养基中添加不溶于水的植酸钙,植酸钙被植酸酶分解后可以在培养基上产生透明圈,可根据透明圈的__________选择目的菌株。
(3)所得菌株还需要进一步测定植酸酶的活性,活性的测定可以用__________作为底物,活性可用_________表示。
(4)在生产中_________(填“未固定”或“固定化”)植酸酶更适于添加到猪饲料中,使用的最适温度为_____________℃。
乳糖酶能够催化乳糖水解为葡萄糖和半乳糖,具有重要应用价值。乳糖酶的制备及固定化步骤如下:
(1)筛选产乳糖酶的微生物L时,宜用 作为培养基中的唯一碳源。培养基中琼脂的作用是 。从功能上讲,这种培养基属于 。
(2)培养微生物L前,宜采用 方法对接种环进行灭菌。
(3)纯化后的乳糖酶可用电泳法检测其分子量大小。在相同条件下,带电荷相同的蛋白质电泳速度越快,说明其分子量越 .
(4)乳糖酶宜采用化学结合法(共价键结合法)进行固定化,可通过检测固定化乳糖酶的 确定其应用价值。除化学结合法外,酶的固定化方法还包括 、 、离子吸附法及交联法等。
为探究洗衣粉加酶后的洗涤效果,将一种无酶洗衣粉分成3等份,进行3组实验。甲、乙组在洗衣粉中加入1种或2种酶,丙组不加酶,在不同温度下清洗同种化纤布上的2种污渍,其他实验条件均相同,下表为实验记录。请回答下列问题。
水温/℃ |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
|
|||||||||
组别 |
甲 |
乙 |
丙 |
甲 |
乙 |
丙 |
甲 |
乙 |
丙 |
甲 |
乙 |
丙 |
甲 |
乙 |
丙 |
清除血渍 时间/min |
67 |
66 |
88[ |
52 |
51 |
83 |
36 |
34 |
77 |
11 |
12 |
68 |
9 |
11 |
67 |
清除油渍 时间/min |
93 |
78 |
95 |
87 |
63 |
91 |
82 |
46 |
85 |
75 |
27 |
77 |
69 |
8 |
68 |
(1)提高洗衣粉去污能力的方法有_____________。甲组在洗衣粉中加入了___________。乙组在洗衣粉中加入了______________。
(2)甲、乙组洗涤效果的差异,说明酶的作用具有____________。
(3)如果甲、乙和丙3组均在水温为80℃时洗涤同一种污渍,请比较这3组洗涤效果之间的差异并说明理由。 。
(4)加酶洗衣粉中的酶是特殊的化学物质包裹的,遇水后包裹层很快溶解,释放出来的酶迅速发挥催化作用。请说明这是否运用了酶的固定化技术及其理由。
酿酒厂常用酸性脲酶去除酒精类饮品中的尿素,以改善酒精类饮品的品质。请回答下列问题:
(1)从土壤中筛选酸性脲酶生产菌,其培养基的主要成分有葡萄糖、尿素、琼脂等,从功能上分析,该培养基属于________________培养基。该培养基的氮源来自____________。
(2)筛选和纯化酸性脲酶生产菌常用的两种接种方法是_____________和____________。配制浓度梯度为10-1的系列稀释液时,需用移液管将lmL菌液移入盛有_______________mL蒸馏水的试管中。
(3)对同一浓度的酸性脲酶生产菌稀释液,分别用血球计数板计数和稀释涂布平板法计数,若不存在实验误操作,则前者的数量____________(多于/等于/小于)后者,其原因是________________。
(4)若用海藻酸钠固定含酸性脲酶的细菌时,应将海藻酸钠溶液和细胞混合滴入溶液中。右表是不同浓度海藻酸钠形成的凝胶珠状况,从表中看出,海藻酸钠的浓度应选用____________g/dL。若利用固定化酶技术,它的优点是_________________。
海藻酸钠质量浓度(g/dL) |
凝胶强度 |
凝胶气泡量 |
成球难度 |
凝珠形状 |
1.0 |
中 |
没有 |
较易 |
扁圆形 |
2.0 |
中 |
少量 |
易 |
圆球形 |
3.0 |
强 |
较多 |
稍难 |
有托尾 |
4.0 |
强 |
大量 |
难 |
难成球形 |