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_____________℃。
随着环境污染的加剧和石油危机的出现,越来越多的国家使用乙醇作为燃料,玉米和麦草的秸秆可以用来生产燃料乙醇,已知秸秆的主要成分是纤维素,回答下列问题:
(1)人们首先利用纤维素分解菌将纤维素分解,纤维素分解菌多分布在 的土壤中,该微生物产生的纤维素酶是一种复合酶,一般包括三种成分: , 和 。前两种酶能使纤维素分解成纤维二糖,第三种酶将纤维二糖分解成葡萄糖。
(2)从土壤中筛选纤维素分解菌需要配制 培养基,该培养基中需要加入纤维素粉作为唯一的 。
(3)经过梯度稀释后,要将样品均匀涂布在用于鉴别纤维素分解菌的培养基上,在该培养基中需要加入的特殊染料是 ,当形成菌落以后可以根据菌落周围是否产生 来筛选纤维素分解菌。当利用涂布器涂布平板之后需要对涂布器进行 处理(填“消毒”或“灭菌”)。
(4)产生葡萄糖后需要用到 (微生物种类)发酵产生酒精,还可以使用 检测产物是否为酒精,该试剂在酸性条件下可与酒精反应,溶液呈灰绿色。
现在大力提倡无纸化办公,但是仍然不可避免的每年要产生大量的废纸,其主要成分是木质纤维,人类正努力将其转化为一种新的资源——乙醇。下图是工业上利用微生物用纤维素生产乙醇的基本工作流程,请回答相关问题:
(1)自然界中①环节需要的微生物大多分布在________的环境中。将从土壤中获得的微生物培养在以________为碳源、并加入________的培养基上筛选周围有________的菌落。
(2)如上所述的筛选中获得了三个菌落,对它们分别培养,并完成环节②,且三种等量酶液中酶蛋白浓度相同,则你认为三种酶液的活性________(一定相同、不一定相同、一定不同),可以通过_________________________进行定量测定。
(3)根据测定结果,①环节常选择木霉,则②中获得的酶是________酶。
(4)生产中可以满足④环节的常见菌种是________,为了确保获得产物乙醇,⑤环节要注意__________,④过程要注意避免________________。
(5)该技术虽然有广阔的前景,但存在酶的成本高等问题,为了降低成本可通过________________等技术手段对产酶微生物改造,提高酶的产量。
[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 |
下图l表示制备固定化酵母细胞的有关操作和利用固定化酵母细胞进行酒精发酵的示意图,图2是“DNA粗提取与鉴定”相关实验步骤。请回答下列问题:
图l 图2
(1)图1中,X溶液为 ,其作用是使 。发酵过程中用搅拌器搅拌的目的是为了使 。
(2)在用海藻酸钠包埋酵母菌形成凝胶珠的过程中,加热溶解海藻酸钠时需注意用 加热,然后将溶化好的海藻酸钠溶液 后,再加入酵母菌充分搅拌混合均匀。
(3)圈2中,a表示释放核物质后进行过滤的过程,过滤后取 (填“滤液”或“析出物”)进行下一步实验;b表示的相关操作过程中,加入2mol/LNaCl溶液的作用是 ;c表示在滤液中加入冷却的95%的酒精,其目的是 。
下图l表示制备固定化酵母细胞的有关操作和利用固定化酵母细胞进行酒精发酵的示意图,图2 是“DNA粗提取与鉴定”相关实验步骤。请回答下列问题:
(1)图1中,X溶液为 ,其作用是使 。发酵过程中用搅拌器搅拌的目的是为了使 。
(2)在用海藻酸钠包埋酵母菌形成凝胶珠的过程中,加热溶解海藻酸钠时需注意用
加热,然后将溶化好的海藻酸钠溶液 后,再加入酵母菌充分搅拌混合均匀。
(3)图2中,a表示释放核物质后进行过滤的过程,过滤后取 (填“滤液”或“析出物”)进行下一步实验;b表示的相关操作过程中,加入2mol/LNaCl溶液的作用是 ;c表示在滤液中加入冷却的95%的酒精,其目的是 。
低温蛋白酶是海洋嗜冷细菌分泌的酶类,最适温度在20℃左右,作为洗衣粉添加剂可在较低的温度下达到理想的洗涤效果。下图为分离可分泌低温蛋白酶的某种嗜冷菌的操作步骤,据图回答问题:
(1)分装前,对培养基要进行___ 操作。为避免杂菌污染,要及时进行 操作。
(2)将扩大培养后的深海微生物用 法接种到含酪蛋白的固体培养基表面,在适宜条件下培养一段时间,挑出形成透明圈的单一菌落,即为初选出的嗜冷菌。从嗜冷菌分泌的蛋白质中分离出低温蛋白酶的最常用的方法是____ 。
(3)为进一步检测分离出的嗜冷蛋白酶的最适温度,将该菌按上图所示分5组分别置于 中进行培养,
组所对应的温度为最适温度。
(4)为提高酶的利用率,可以采用 技术,常用的方法有 。
一般洗衣粉不易清除衣物上的奶渍,但是含有蛋白酶的生物活性洗衣粉则可以。该生物活性洗衣粉中的蛋白酶成分是否是蛋白质,一研究性学习小组用以下所给的条件进行了探究。如果你是小组中的一员,请完成下列实验:
实验材料:0.1 g/mL的NaOH溶液、0.01 g/mL的CuSO4溶液、生物活性洗衣粉溶液、普通洗衣粉溶液、试管、滴管。
实验原理:________________________。
实验步骤:
(1)取两只试管并分别编号为1、2,然后向1、2号试管中分别加________;
(2)先向两只试管中分别加入________,并摇均匀,再向两只试管中分别加人________,并摇均匀;
(3)观察两试管中溶液的颜色变化。
可能的现象与结论:
①________________________,说明生物活性洗衣粉中的蛋白酶成分是蛋白质;
②________________________,说明生物活性洗衣粉中的蛋白酶成分不是蛋白质。
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。
成分:含碱性蛋白酶等
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。
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,并把结果以下列曲线图A、B表示。
![]() |
①由图可知,使用该加酶洗衣粉的最适宜温度约为 。
②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 。
(6分)加酶洗衣粉是指含有酶制剂的洗衣粉。请回答下列问题:
(1)由下图推知,该实验的目的是______________________,50℃时加酶洗衣粉中碱性蛋白酶的最适含量是________%。
(2) 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实验记录,请据表回答问题:
脸盆编号 |
洗涤物(等量) |
洗涤温度 |
洗衣粉(等量) |
水量 |
洗涤所需时间 |
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______________________原则。
②若实验组1号洗净所需时间接近7 min,最可能的原因是________________________
(3)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
(4)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: _____________。
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。
成分:含碱性蛋白酶等
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。
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,并把结果以下列曲线图A、B表示。
① 由图可知,使用该加酶洗衣粉的最适宜温度约为 。
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
。
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:
下面是A同学探究温度对果胶酶活性影响的实验步骤:
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;
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;
将6支试管分别放入25℃、30℃、35℃、40℃、45℃、50℃的恒温水浴保温10 min;
过滤,比较获得果汁的体积。
①上述实验中步骤有两处明显不严谨,请指出并改进
;
②有同学认为该实验缺乏对照,应补充一组果汁和蒸馏水相混合的实验,你认为有没有
必要?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% |
回答下列关于微生物和酶的问题。
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)①过程称为_______,Ⅰ号培养基称为_____________(按功能分);该培养基中除了加入淀粉外,还需加入另一种重要的营养成分_____。
A.琼脂 B.葡萄糖 C.硝酸铵 D.碳酸氢钠
(2)一般对配制的培养基采用_________灭菌,在灭菌______(前,后)将培养基分装到平皿中。若要测定②试管中每毫升嗜热菌活菌的数量,可用_______________的方法给I号培养基接种,用此法统计的活菌数比实际_________(大,小)。
(3)在高温淀粉酶运用到工业生产前,需对该酶的最佳温度范围进行测定。下图中的曲线①表示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,由此得到的数据为酶的热稳定性数据。根据图中的数据,判断该酶使用的最佳温度范围是______℃。
(4)据图判断下列叙述错误的是______。
A.该酶只能在最佳温度范围内测出活性
B.曲线②35℃数据点是在80℃时测得的
C.曲线①表明80℃是该酶活性最高的温度
D.曲线②表明该酶的热稳定性在70℃之后急剧下降
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 。
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。