的升高,酶活性降低.另外低温酶不会变性失活,但高温、pH过高或过低都会使酶变性失活.
5、分析题图:
图1是探究温度对两种微生物分泌的纤维素酶A和纤维素酶B活性影响的实验结果曲线,其中该曲线的横坐标是温度,纵坐标是酶活性;
图2为50℃时酶B催化纤维素分解随时间变化的曲线,根据图1相同温度下酶A的活性大于酶B,故图二中如果画出酶A(浓度与酶B相同)催化下的底物(反应物)浓度随时间变化的大致曲线,酶A参与催化反应物的浓度下降速率大于酶B;
图3是将高浓度污水的pH值分别调至4.5、5.0、5.5、6.0、6.5、7.0,各取500mL,分别使其与等量不同载体的固定化酶混合,然后在37℃的水浴中反应6小时,测定每个反应器中氨基酸的生成速率所得结果的曲线,由图知硅胶、活性炭和大孔树脂为载体制备固定化蛋白酶时,活性炭的酶固定化率最高,其次是大孔树脂,最低的是硅胶,在pH值4.5至7之间,硅胶固定的蛋白酶活性最低(或活性炭固定的蛋白酶活性最高 ),蛋白酶在三种载体上的最适pH值均为5.5左右. 【解答】解:(1)酶催化化学反应的实质是降低反应的活化能,图一结果显示,在40℃至60℃范围内,热稳定性较好的酶是A酶,高温条件下,酶容易失活,其原因是高温使酶的空间结构破坏.
(2)50℃时酶A的活性大于酶B,若改用等量的酶A进行图2对应的实验,酶A参与催化反应物的浓度下降速率大于酶B,所得曲线为
.
(3)与水溶性酶相比,固定化酶处理高浓度污水的优点是可反复利用,易与反应物分离. (4)实验二的自变量是pH和三种载体固定化酶,因变量是氨基酸的生产速率,无关变量是温度、污水的量、固定化蛋白酶的量和反应时间等.
(5)从图3中可得出的结论:在pH值4.5至7之间,硅胶固定的蛋白酶活性最低(或活性炭固定的蛋白酶活性最高 );蛋白酶在三种载体上的最适pH值均为5.5左右. 故答案为:
(1)活化能 酶A 结构被破坏而失活
(2)
(3)可反复利用,易与产物分离
(4)pH和三种载体固定化酶 温度、污水的量、固定化蛋白酶的量和反应时间
(5)在pH值4.5至7之间,硅胶固定的蛋白酶活性最低(或活性炭固定的蛋白酶活性最高 )
蛋白酶在三种载体上的最适pH值均为5.5左右
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29.纤维素酶是加酶洗衣粉中的重要成分、对于处理服装面料等具有重要的意义,研究人员初步筛选到能合成纤维素酶的菌株MC﹣1,以下是该菌株的选择和鉴定过程. (1)为了获得能合成纤维素酶的单菌落,可采用选择性固体培养基培养,其唯一碳源是 纤维素 ,还可采用在培养基中加入刚果红染料,若某菌落附近出现 透明圈 ,就可以鉴定该菌落中含有纤维素分解菌.
(2)制备培养基时各种成分在熔化后分装前必须进行 调pH ,实验结束时,使用过的培养基应该进行 灭菌 处理后,才能倒掉.
(3)纯化菌株MC﹣1时, 不可 (可/不可)用加入抗生素的方法防止杂菌感染.若用划线法分离菌株MC﹣1时,从第二次划线操作起,每次总是要从上一次划线的末端开始划线,并划线数次,其原因是 线条末端的细菌数量少(或使聚集的菌体逐步稀释) ,最终可得到由单个细菌繁殖而形成的菌落.
(4)若用涂布法分离时,有1升菌液,用无菌吸管吸取1mL转至盛有9mL无菌水的试管中,依次稀释至103倍.各取0.1mL已稀释103倍的水样分别接种到三个培养基上培养,记录的菌落数分别为31、34、37,则每升原菌液中菌株MC﹣1数目为 3.4×108个 .该数据往往比活菌的实际数目 少、低 . 【考点】微生物的分离和培养.
【分析】1、培养基的主要成分包括:碳源、氮源、水、无机盐等.
2、纤维素的单体是葡萄糖,纤维素酶能够将纤维素范围葡萄糖.纤维素酶是一种复合酶,包括C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶.纤维素分解菌可以用刚果红染液进行鉴别,能够产生透明圈的菌落就是纤维素分解菌. 【解答】解:(1)为了获得能合成纤维素酶的单菌落,可采用选择性固体培养基培养,其唯一碳源是纤维素,还可采用在培养基中加入刚果红染料,若某菌落附近出现透明圈,就可以鉴定该菌落中含有纤维素分解菌.
(2)制备培养基时各种成分在熔化后分装前必须进行调pH,实验结束时,使用过的培养基应该进行 灭菌处理后,才能倒掉.
(3)纯化菌株MC﹣1时,由于纤维素分解菌对抗生素敏感,因此不可用加入抗生素的方法防止杂菌感染.若用划线法分离菌株MC﹣1时,从第二次划线操作起,每次总是要从上一次划线的末端开始划线,并划线数次,其原因是线条末端的细菌数量少(或使聚集的菌体逐步稀释),最终可得到由单个细菌繁殖而形成的菌落.
(4)若用涂布法分离时,有1升菌液,用无菌吸管吸取1mL转至盛有9mL无菌水的试管中,依次稀释至103倍.各取0.1mL已稀释103倍的水样分别接种到三个培养基上培养,记录的菌落数分别为31、34、37,则每升原菌液中菌株MC﹣1数目=(31+34+37)÷3÷0.1×103×103=3.4×108个.当两个或多个细胞连在一起时,平板上观察的是一个菌落,因此该数据往往比活菌的实际数目少、低. 故答案为:
(1)纤维素 透明圈 (2)调pH 灭菌
(3)不可 线条末端的细菌数量少(或使聚集的菌体逐步稀释) (4)3.4×108个 少、低 30.图1是果酒和果醋制作的简易发酵装置.图2是固定化酵母发酵与游离酵母发酵的对比结果,根据图示回答下列问题:
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(1)葡萄汁装入发酵瓶前要将发酵瓶用70%的酒精处理,目的是进行 消毒 .葡萄汁装入发酵瓶时,要留有大约1/3的空间,既可为 酵母菌大量繁殖提供氧气 ,又可防止发酵旺盛时发酵液溢出.
(2)图1装置中的充气口在 酒精发酵 过程中要关闭,否则可能发生使发酵液变酸的反应,写出该反应的反应式: C2H5OH+O2CH3COOH+H2O+能量 .
(3)从图2中可以看出,两者发酵速率相近,但发酵前期固定化发酵比游离发酵产生的酒精量少,主要原因是固定化酵母与不能充分与营养液接触,且 酒精排出的速度更慢 . (4)酵母细胞固定化成败的关键步骤是配制海藻酸钠溶液.如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形,说明 海藻酸钠浓度偏高 .配制过程中使用CaCl2溶液的作用是 使海藻酸钠(胶体)聚沉,形成凝胶珠 .
【考点】酒酵母制酒及乙酸菌由酒制醋.
【分析】分析图1:图1是果酒和果醋的发酵装置图,其中排料口的作用是出料、检测;充气口的作用是在果醋制作时通入氧气的;排气孔是排气,其弯弯曲曲的好处是防止杂菌和浮尘的污染.
分析图2:该曲线是不同存在状态的酵母菌发酵过程中酒精的体积分数随时间变化的曲线,该实验的自变量是酵母菌存在的状态(固定化酵母还是游离酵母)和发酵时间,因变量是酒精的体积分数,结合题图曲线及固定化酶技术及应用解答. 【解答】解:(1)葡萄汁装入发酵瓶前要将发酵瓶用70%的酒精处理,目的是进行消毒.葡萄汁装入发酵瓶时,要留有大约的空间,既可为酵母菌大量繁殖提供氧气,又可防止发酵旺盛时发酵液溢出. (2)酒精发酵是酵母菌进行无氧呼吸的过程,故图1装置中的充气口在酒精发酵过程中要关闭,否则可能发生使发酵液变酸的反应,该反应的反应式为:C2H5OH+O2
CH3COOH+H2O+能量.
(3)从图2中可以看出,两者发酵速率相近,但发酵前期固定化发酵比游离发酵产生的酒精量少,主要原因是固定化酵母与不能充分与营养液接触,且酒精排出的速度更慢.
(4)酵母细胞固定化成败的关键步骤是配制海藻酸钠溶液.如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形,说明海藻酸钠浓度偏高.配制过程中使用CaCl2溶液的作用是使海藻酸钠(胶体)聚沉,形成凝胶珠. 故答案为:
(1)消毒 酵母菌大量繁殖提供氧气
(2)酒精发酵 C2H5OH+O2CH3COOH+H2O+能量 (3)酒精排出的速度更慢
(4)海藻酸钠浓度偏高 使海藻酸钠(胶体)聚沉,形成凝胶珠
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31.研究表明,HER2/neu是一种原癌基因,它表达的H蛋白是一种跨膜蛋白,在多种恶性肿瘤特别是乳腺癌细胞中过量表达.抗H蛋白单克隆抗体能抑制过量表达H蛋白的乳腺癌细胞的生长,目前已成为有效的生物治疗手段.图1表示H蛋白的结构,胞外区具有抗原特异性,图2示抗H蛋白单克隆抗体的制作过程,图中的“+”表示含有、“﹣”表示没有,Ig表示抗体.
(1)选择H蛋白作为单克隆抗体的作用靶点,是因为H蛋白在成年个体的正常组织中 低表达 (填“低表达”或“高表达”).制备免疫小鼠用的H蛋白(抗原)时,最简便的做法是根据H蛋白 胞外 区结构特点构建目的基因,转入原核细胞表达并提纯.
(2)将H蛋白注射到小鼠体内,从该小鼠的脾脏中分离 浆细胞(免疫后的B细胞、B细胞) 细胞与骨髓瘤细胞进行融合,使用的化学诱导剂是 PEG(聚乙二醇) .
(3)将融合细胞在选择培养基中培养,一段时间后培养基中只有杂交瘤细胞生长.将杂交瘤细胞转到多孔培养板上培养,应用 抗原﹣抗体杂交 技术进行抗体阳性检测,从而筛选出 能产生抗H蛋白抗体的杂交瘤细胞 细胞.
(4)在将筛选得到的杂交瘤细胞通过体外培养获取单克隆抗体的过程中,为避免有害代谢产物的积累,常采取的措施是 定期更换培养液 .
(5)治疗乳腺癌时,可单独使用抗H蛋白单克隆抗体,也可将该单克隆抗体与抗癌药物结合构建“生物导弹”,杀死癌细胞.这充分体现了单克隆抗体 特异性强(识别抗原部位专一) 的特点.
【考点】单克隆抗体的制备过程.
【分析】单克隆抗体的制备过程是:对小动物注射抗原,从该动物的脾脏中获取效应B细胞,将效应B细胞与骨髓瘤细胞融合,筛选出能产生单一抗体的杂交瘤细胞,克隆化培养杂交瘤细胞(体内培养和体外培养),最后获取单克隆抗体. 诱导动物细胞融合的方法有:物理法(离心、振动)、化学法(聚乙二醇)、生物法(灭活的病毒).
【解答】解:(1)根据题意可知,H蛋白在多种恶性肿瘤特别是乳腺癌细胞中过量表达,因此原癌基因的表达产物H蛋白在正常组织中低表达;由于抗体主要存在于细胞外液中,因此根据H蛋白的结构图可知,若用H蛋白制备抗原需要利用胞外区基因,由制备获得的抗体作用于该抗原的胞外区.
(2)将H蛋白注射到小鼠体内,从该小鼠的脾脏中分离 浆细胞(免疫后的B细胞、B细胞)细胞与骨髓瘤细胞进行融合,使用的化学诱导剂是 PEG(聚乙二醇).
(3)将融合细胞在选择培养基中培养,一段时间后培养基中只有杂交瘤细胞生长.将杂交瘤细胞转到多孔培养板上培养,应用 抗原﹣抗体杂交技术进行抗体阳性检测,从而筛选出 能产生抗H蛋白抗体的杂交瘤细胞.
(4)在将筛选得到的杂交瘤细胞通过体外培养获取单克隆抗体的过程中,为避免有害代谢产物的积累,常采取的措施是 定期更换培养液.
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