酵母菌与人们的日常生活密切相关,也是现代生物技术研究常用的生物。
(1)制作固定化酵母细胞时,充分混合均匀的酵母细胞溶液可在饱和的______溶液中形成凝胶珠。若形成凝胶珠颜色过浅,则说明________。酵母细胞的固定化技术是包埋法,而制备固定化酶则不宜用此方法,原因是______。
(2)利用固定的酵母细胞发酵产生酒精,可观察到的现象为______,同时会闻到酒味。利用酵母菌发酵产生酒精时要控制的必要条件是______。
(3)利用玉米秸杆生产酒精时,水解秸杆所用的纤维素酶可来自微生物。分离产生该酶的微生物时,所需要的培养基为________(按功能分),培养基中的碳源为______。微生物培养时对培养基常用________灭菌。
加酶洗衣粉是指含有酶制剂的洗衣粉,可以水解掉衣物中的蛋白质等有机污渍。请回答下列问题:
(1)洗衣粉中的酶制剂里含有的酶主要是 (列举两类),构成这些酶的基本单位是 。
(2)由上图可知,该实验的目的是探究 。50℃时加酶洗衣粉中碱性蛋白酶的最适含量是 %。
(3)下表是添加脂肪酶的加酶洗衣粉和普通洗衣粉洗涤效果的有关记录。
盆编号 |
洗涤物(等量) |
洗涤温度 |
洗衣粉(等量) |
水量 |
洗净所需时间 |
1 |
油污布 |
45 ℃ |
加酶 |
2 L |
4 min |
2 |
油污布 |
45 ℃ |
普通 |
2 L |
7 min |
3 |
油污布 |
5 ℃ |
加酶 |
2 L |
9 min |
4 |
油污布 |
5 ℃ |
普通 |
2 L |
8 min |
①该实验设计体现了实验设计的 原则。
②若实验组1号洗净所需时间接近7分钟,最可能的原因是 。
(4)下列衣料不适宜用添加蛋白酶的加酶洗衣粉洗涤的有 。
①棉织品 ②毛织品 ③腈纶织品 ④蚕丝织品
(5)根据以上实验结果,写出两项提高加酶洗衣粉洗涤效果的措施 。
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 。
果汁是日常生活中的常用饮料,为提高果汁的出汁率及使果汁变得澄清,在果汁生产中常用到果胶酶。请根据有关材料回答下列问题:
(1)下面是A同学探究温度对果胶酶活性影响的实验步骤:
a.用搅拌器制苹果泥,适量且等量的注入到编号为1、2、3、4、5、6的6支试管中;
b.分别向这6支试管依次注入适量且等量的果胶酶溶液,并混合均匀;
c.将6支试管分别放入25℃、30℃、35℃、40℃、45℃、50℃的恒温水浴保温10 min;
d.过滤,比较获得果汁的体积。
①上述实验中步骤有一处明显不严谨,请改进 ;
②有同学认为该实验缺乏对照,应补充一组果泥和蒸馏水相混合的实验,你认为有没有必要?并说明理由 。
(2)B同学探究的是35℃和45℃下果胶酶的最适用量,他在实验过程中除了温度以外还应该控制 等因素保持不变(列举两个)。下表是该同学的实验结果,请根据他的实验结果画出曲线,并得出结论。
0 |
0.2% |
0.4% |
0.6% |
0.8% |
1.0% |
|
35℃ |
27% |
40% |
52% |
65% |
65% |
65% |
45℃ |
27% |
35% |
42% |
42% |
42% |
42% |
结论:
【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。
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______,碳源是 。
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 |
(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1mL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__________。
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 |
果粒生产在中国尚属起步阶段。果粒除了可直接食用外还可作为配料加入到酸奶、冰淇淋、果冻等食品中。果胶酶作为一种新型加工助剂,可将果粒的组织结构损坏程度减到最小,最大限度地提高成型果粒的含量。根据以上内容回答下列问题。
(1)果胶酶作为一种果粒加工助剂,它能将果胶分解成可溶性的______________,由酶的______性可知,组成果粒的另一成分__________不会被分解。
(2)在40~45 ℃温度下搅拌处理的原因是________________;最后升温到90~92℃再冷却罐装的目的是________。
(3)下面左图表示温度对果胶酶活性的影响,如果纵坐标表示果粒的生成速率,横坐标表示温度,请在下面右图中画出果粒生成速率的曲线图(所绘制的曲线大体符合事实即可)。
榨制果汁时用到果胶酶,而果胶酶可在霉菌、酵母菌及细菌中提取。回答下列有关问题:
(1)果胶酶并不特指某一种酶,而是指分解果胶的一类酶的总称,包括 (至少写出两种)
(2)榨制果汁前,要将果胶酶与果泥混匀保温,目的是 ;过滤后要用果胶酶处理果汁,目的是 。
(3)若既考虑缩短反应时间,又考虑成本,使用果胶酶时,除了控制好温度、pH等外界环境条件,还应该掌握好 。
(4)若想分离出含有高活性果胶酶的优质酵母菌,需进行酵母菌的纯化。
①配制培养基时,除需提供水、无机盐等主要的营养物质外,培养基还需满足微生物生长对 及特殊营养物质的需求。为筛选含有高活性果胶酶的优质酵母菌,应该用 作唯一碳源。
②为纯化酵母菌,需要在 培养基上接种菌种。最常用的接种方法有 。
I.某生物兴趣小组利用图甲所示实验装置比较了α-淀粉酶、唾液淀粉酶两种蛋白质的分子质量大小。请回答:
(1)利用图甲所示实验装置测定蛋白质相对分子质量的方法为_________法,原理是_________________。
(2)将含有α-淀粉酶、唾液淀粉酶两种蛋白质的混合液加入装满凝胶的玻璃管上端,用____进行洗脱。
(3)图乙中能正确表示相对分子质量不同的蛋白质在凝胶中进行的过程的是__________,蛋白质相对分子质量大,经过路程______(填“较短”或“较长”)。
II.图丙是利用固定化酶技术生产高果糖浆的示意图。
(4)高果糖浆的生产需要使用____________酶,它能将葡萄糖转化成①_________。
(5)固定化酶的优点是使酶易与反应物接触,又易反应物分离,还可被____________。
高温淀粉酶在大规模工业生产中是极为重要的酶制剂。研究者从热泉中筛选出了能高效产生高温淀粉酶的嗜热菌。其筛选过程如下图所示:
据图中信息并结合课本知识回答:
(1)进行①过程的目的是__ ;②过程所使用的接种方法是 。
(2)从用途上来说,I号培养基应属于 培养基;从物理状态上来说,II号培养基属于固体培养基,配制时应加入 作为凝固剂。
(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应采用 进行灭菌。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,在不同菌落周围形成大小不同的透明圈,应挑出 的菌落,接种到II号培养基。
工业生产果汁时,常常利用果胶酶破除果肉细胞壁以提高出果汁率,为研究温度对果胶酶活性的影响,某学生设计了如下实验:
①将果胶酶与苹果泥分装于不同试管,在30℃水浴中恒温处理10 min(如图A)。
②将步骤①处理后的果胶酶和苹果泥混合,再次在30 ℃水浴中恒温处理10 min(如图B)。
③将步骤②处理后的混合物过滤,收集滤液,测果汁量(如图C)。
④在不同温度条件下重复以上实验步骤,并记录果汁量如下:
温度/℃ |
30 |
35 |
40 |
45 |
50 |
55 |
60 |
65 |
果汁量/mL |
8 |
13 |
15 |
25 |
15 |
12 |
11 |
10 |
根据上述实验,请分析回答下列问题:
(1)果胶酶能破除细胞壁,是因为果胶酶可以促进细胞壁中________的水解。
(2)实验结果表明,当温度为________时果汁量最多,此时果胶酶的活性________。当温度再升高时,果汁量降低,说明_____________________________。
(3)实验步骤①的目的是_____________________________________。
生物技术的广泛应用,给社会带来了较大的经济效益,受到社会的广泛关注.请回答下列有关问题:
(1)制作泡菜需要测定亚硝酸盐的含量,方法是 比色法 ,其原理是:在盐酸酸化的条件下,亚硝酸盐与氨基苯磺酸发生重氮化反应后,与N﹣1萘基乙二胺盐酸盐结合形成 玫瑰红色染料 ,将显色反应后的样品与已知浓度的标准液目测比较,可以大致估算出泡菜中亚硝酸盐的含量.
(2)在香料工业提取的“液体黄金”玫瑰油中,要求不含有任何添加剂或化学原料,其提取方法主要是 水蒸汽蒸馏法 ;玫瑰精油的提取需要大量原料,通常采用植物组织培养技术来实现玫瑰的快速繁殖.
(3)在制备固定化酵母细胞的过程中,溶化好的海藻酸钠溶液要冷却至室温才能加入已活化的酵母菌,原因是 防止高温杀死酵母菌 .如果在CaCl2溶液中形成的凝胶珠颜色过浅,说明 固定的酵母菌的数目较少 .
(4)微生物强化采油(MEOR)是利用某些微生物能降解石油,增大石油的乳化度,降低石油黏度的原理,通过向油井中注入含微生物的水来提高采油率的新技术.为筛选和纯化该类微生物,从功能上分,应选用 选择 培养基,常用的接种方法是 平板划线法 和 稀释涂布平板法 .
下面是某同学所做的实验。
组别 |
加入物质(等量) |
洗衣粉(等量) |
水温 |
褪污时间 |
1 |
油污布 |
普通 |
40 ℃ |
|
2 |
油污布 |
加酶 |
40 ℃ |
|
3 |
油污布 |
普通 |
5 ℃ |
|
4 |
油污布 |
加酶 |
5 ℃ |
|
请分析回答:
(1)该实验中的加酶洗衣粉所含有的酶制剂应该是_____________。
(2)该实验还应控制的无关变量有_____________。
(3)洗涤过程可以通过__________________来实现。
(4)该加酶洗衣粉的去污原理是_________________________________________________。
(5)能说明加酶洗衣粉洗涤效果较好的实验组合是_____________,能说明酶的活性受温度影响的实验组合是_____________。
某工厂生产了一种加酶洗衣粉,其包装袋上印有如下部分说明。
①成分:含碱性蛋白酶等;②用法:洗涤前先将衣物浸于洗衣粉的水内数小时。使用温水效果更佳;③注意:切勿用于丝质及羊毛衣料。用后彻底清洗双手。请回答以下问题:
(1)质检局针对该洗衣粉设计了如下装置进行实验:
该实验的目的是________________________________________________________________。
(2)一学生为探索该洗衣粉中酶催化作用的最适温度,参考上述(1)的实验材料及方法进行了有关实验,并把结果用下列曲线图A、B表示。
①由图可知,使用该加酶洗衣粉的最适温度约为___________。
②在0 ℃和75 ℃时,酶的催化效率基本都降为零,但温度再度回到45 ℃,后者的催化作用已不能恢复,这是因为_________________________________________________________。
③该学生在实验过程中可通过直接测定___________指标来表示酶的催化效率。
(3)该加酶洗衣粉不能用于洗涤丝质及羊毛衣料,其主要原因是______________________
_____________________________________________________________________________。