- 酵母细胞的固定化
- 共25题
回答下列有关微生物和酶工程的问题。(10分)
枯草芽孢杆菌盛产蛋白酶,后者在生物医药和日用化工等生产领域具有重要的经济价值,且已大规模产业化应用。
44. 在培养包括枯草芽孢杆菌在内的异养型微生物时,培养基营养成分应包括水和_______________(用序号组合回答)。
①淀粉 ②蛋白质 ③生长因子 ④葡萄糖 ⑤无机盐
45.为筛选枯草芽孢杆菌的蛋白酶高产株,将分别浸过不同菌株(a~e)的分泌物提取液及无菌水(f) 的无菌圆纸片置于含某种高浓度蛋白质的平板培养基表面;在37℃恒温箱中放置2~3天,结果如图17.
大规模产业化首选的菌株是_______________;菌株b提取物周围没有形成明显清晰区的原因是_______________。
46. 图18 显示枯草芽孢杆菌的蛋白酶和其它酶的热稳定性数据,即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酶活性。在该蛋白酶的工业化生产过程中,通常需对发酵液在60~70℃保温一定时间,再制备酶制剂。
在60~70℃保温一定时间的作用是__。
47. 枯草芽孢杆菌蛋白酶制备的合理工艺步骤应为_____(选择正确的序号并排序)。
①过滤 ②干燥 ③破碎 ④浓缩
正确答案
①②③⑤/ ②③④⑤
解析
淀粉和葡萄糖通常作为碳源,蛋白质通常作为氮源,所以①②③⑤或者②③④⑤正确。
考查方向
解题思路
通常培养基培养物质有碳源、氮源、水、无机盐、生长因子。
易错点
注意区分培养基物质。
正确答案
a, ①不能合成蛋白酶或合成的蛋白酶量不足;②合成的蛋白酶不分泌或分泌量不足;③分泌的蛋白酶活性低
解析
含某种高浓度蛋白质的平板培养基上透明圈越大,说明蛋白酶含量高。菌株b提取物周围没有形成明显清晰区,可能是蛋白酶的合成、分泌或活性问题。
考查方向
解题思路
对于不能合成蛋白酶的菌落周围不能出现透明圈,分泌蛋白酶越多透明圈越大。
易错点
分不清如何筛选。
正确答案
解析
据图18可知,60~70℃时其他酶活性很低,在60~70℃保温一定时间,可以大幅度降低发酵液中其他酶的活性。
考查方向
解题思路
观察图解蛋白酶与其他酶在不同温度下酶的活性不同。
易错点
分不清图解表达意图。
正确答案
①④②
解析
枯草芽孢杆菌蛋白酶可以分泌到细胞外,因此不需破碎过程,经过滤、浓缩、干燥程序即可。
考查方向
考查酶的制备相关知识。
解题思路
掌握酶制备的合理工艺。
易错点
分清分泌蛋白合成分泌过程。
21.为了使牛仔裤呈现“穿旧”效果,在工业洗衣机中用酶洗代替传统的浮石擦洗,是目前重要的生产手段(工艺流程见下图)。下列叙述中错误的是( )
正确答案
解析
在仿旧和去污中,纤维素均作用于衣物,二者作用相似,A正确;由于纤维素酶较小,不能用包埋法固定化酶,B错误;改变温度、酸碱度和处理时间会影响酶作用的结果,控制仿旧颜色的深浅,C正确;纤维素酶催化葡萄糖残基之间的糖苷键水解分解纤维素,D错误。
考查方向
解题思路
掌握加酶洗衣粉的影响因素实验操作过程及酶的特性。
易错点
注意酶的特性。
知识点
为了探索海藻酸钠固定化对绿球藻生长的影响,以及固定化藻对含Zn2+污水的净化作用,科研人员用筛选到的一株绿球藻进行试验,流程及结果如下。请回答下列问题:
39.实验中的海藻酸钠作用是 ,CaC l2的作用是 。
40.为洗去凝胶球上残余的CaC l2和其他污染物,并保持绿球藻活性,宜采用 洗涤。图1 中1. 0%海藻酸钠组培养24 h 后,移去凝胶球,溶液呈绿色,原因是______________________。
41.为探索固定化藻对含Zn2+污水的净化作用,应选用浓度为 海藻酸钠制备凝胶球。
42.图2中空白凝胶球组Zn2+浓度下降的原因是 。结合图1和图2分析,固定化藻的实验组24~48h间Zn2+浓度下降速度较快的主要原因是 ;72~96h间Zn2+浓度下降速度较慢的原因有 。
正确答案
(1)包埋绿球藻(包埋剂) 与海藻酸钠反应形成形成凝胶球(凝固剂)
解析
海藻酸钠是作为包埋剂,CaC l2的作用与海藻酸钠反应形成形成凝胶球(凝固剂)。
考查方向
解题思路
掌握固定化细胞的操作流程。
易错点
注意海藻酸钠浓度。
正确答案
培养液(生理盐水) 海藻酸钠浓度过低(凝胶球孔径过大)
解析
海藻酸钠溶液在CaCl2和其他污染物,并保持绿球藻活性。溶液呈绿色,说明固定化的绿球藻数量少,原因是海藻酸钠的浓度过低(凝胶球孔径过大)。
考查方向
解题思路
掌握固定化细胞的操作流程。
易错点
注意海藻酸钠浓度。
正确答案
2.0%
考查方向】考查固定化细胞相关知识。
解析
根据图1可知,浓度为2.0%的海藻酸钠制备的凝胶球最有利于绿球藻的繁殖。
解题思路
根据表中信息可知。
易错点
正确读取图表信息。
正确答案
凝胶球吸附Zn2+ 绿球藻生长(增殖)速度快 绿球藻生长(增殖)速度减慢,溶液中Zn2+浓度较低
解析
空白凝胶球容易吸附Zn2+导致溶液中浓度下降;根据图1和图2分析,固定化藻的实验组24~28小时间绿球藻数量增加最快,导致浓度下降速率较快,72~96小时间经绿藻数量基本不再增加。
考查方向
解题思路
根据图1和图2分析,固定化藻的实验组24~28小时间绿球藻数量增加最快,导致浓度下降速率较快,72~96小时间经绿藻数量基本不再增加。
易错点
注意对比图表中信息及获取信息。
11. 下列关于固定化酶和固定化细胞的叙述,错误的是( )
正确答案
解析
固定化酶实现了酶和底物的分离,酶可重复利用,A正确;酶的催化作用不需要氧气,故固定化酶的应用不需要氧气,与溶解氧交换受阻没有影响,B错误;固定化细胞可用于生产分泌到细胞外的产物,如分泌蛋白等,C正确;凝胶与被包埋细胞之间没有化学键,不通过共价键结合,D正确。
考查方向
解题思路
结合知识分析选项,作出判断
易错点
固定化酶和固定化细胞
知识点
下列关于酶工程的叙述,正确的是( )
正确答案
解析
略
知识点
10. 下列有关说法正确的是
正确答案
解析
略。
知识点
我国利用秸秆生产车用燃料乙醇已进入工业化生产阶段。秸秆的主要成分是纤维素,其中每4吨玉米秸秆可生产l吨燃料乙醇。请回答:
(1)利用玉米秸秆生产乙醇首先选用_______酶处理秸秆,使之转化为发酵所需的_______等物质,然后进行发酵,获得乙醇。
(2)在培养分离纤维素分解菌的过程中,接种微生物可以采用平板划线法和_______法。进行平板划线时,在划线结束后仍然要灼烧接种环,原因是_______。
(3)在筛选纤维素分解菌的过程中,通常采用_______染色法,这种方法能够通过颜色反应直接对纤维素分解菌进行筛选。从物理状态看,培养基应使用_______培养基。
(4)在酒精发酵过程中,在不同时间内对发酵液样品进行检测,发现发酵液的pH一直下降,原因是_______。
(5)为了提高乙醇的品质和降低生产成本,研究人员提出可以使用固定化酵母细胞。制备固定化酵母细胞多采用_______法。
正确答案
(1)纤维素;葡萄糖
(2)稀释涂布平板法;及时杀死接种环上残留的菌种
(3)刚果红;固体
(4)酵母菌在进行发酵过程中产生CO2溶于发酵液中,使pH下降
(5)包埋
解析
略。
知识点
生物兴趣小组的同学利用新鲜苹果榨取果汁并制作果酒,简要流程如下:
(1)实验过程中,有同学发现榨取的果汁非常浑浊,解决的方法是________。
(2)分离酵母菌应使用________培养基,固定化酵母细胞常采用________法。
(3)酵母菌的酒精发酵过程一般控制在 温度范围最适合酵母菌繁殖,请简要说明理由________。
(4)在酸性条件下,可用________来检测发酵产物中是否有酒精产生。若想进一步检测所得果酒中酵母菌的密度,可采用________法。
(5)果汁为酵母菌的生长和繁殖提供的营养成分是________。
(6)发酵完成后,生物兴趣小组同学制作的果酒品质非常好。为了方便后续年级使用,可将菌液________保存。
正确答案
(1)用果胶酶处理
(2)选择;包埋
(3)18℃~25℃;在此温度下,酶的活性最强,代谢最旺盛
(4)重铬酸钾;稀释涂布平板
(5)碳源、氮源、水、无机盐和生长因子
(6)转移到甘油中,与甘油充分混合后,放在-20℃的冷藏箱中
解析
略。
知识点
大多数酶都能被某些化学试剂所抑制。酶活性的抑制分为可逆的和不可逆的。不可逆抑制剂通常以使酶失去活性。在可逆性的酶抑制中分为竞争性抑制和非竞争性抑制。有些调节物分子在外形上与作用底物相似,因能与底物竞争结合酶的活性位点,这种调节物称为酶的竞争性抑制剂。若调节物不是与活性位点结合,而是与活性中线位点以外的位点结合,则属非竞争性抑制(见下图)。
(1)当底物与酶活性位点具有互补的结构时,酶才能与底物结合,这说明酶的催化作用具有_______。
(2)二异丙基氟磷酸(DIFP)能抑制以丝氨酸为必需基团的酶的活性,试问二异丙基氟磷酸是此酶的一种______ 抑制剂。
(3)磺胺类药物能和二氢叶酸合成酶结合,阻止对氨基苯甲酸与该酶结合,从而抑制细菌生长繁殖。则磺胺类药物是此酶的一种 ________ 抑制剂。
(4)测定脂肪酶活性时,应选择________作为该酶作用的物质,反应液中应加入________溶液以维持其酸碱度稳定。
(5)如图乙发生竞争性抑制和非竞争性抑制时,底物浓度与起始反应速率的变化曲线图。请据图回答下列问题:
据图乙分析,随着底物浓度升高,抑制的效果变得越来越小的是________抑制剂,原因是____________________。唾液淀粉酶在最适温度条件下的底物浓度与反应速率的变化如图丙所示。若将温度提高5℃,请绘出相应变化曲线。
(6)酶在大规模产业化应用中的核心问题是固定化技术,而酶固定化所依据的基本原理在于酶具有( )
A.热稳定性
B.催化高效性
C.催化特异性
D.可反复使用性
正确答案
(1)专一性
(2)不可逆抑制剂
(3)竞争性抑制剂
(4)脂肪 缓冲
(5)竞争性 底物浓度越高,底物与酶活性位点结合的机会越大,竞争性抑制剂与酶活性位点结合的机会越小
见图
(6)D
解析
略
知识点
请考生从给出的3道物理题、3道化学题、2道生物题中每科任选一题做答。
39.某班同学用新鲜苹果榨取果汁并制作果酒,其简要流程如下:
(1)实验过程中,该小组同学发现榨取的果汁非常浑浊,解决的方法是__________。
(2)分离酵母菌应使用________培养基,固定化酵母细胞常采用____________法,若想使这些酵母细胞能反复使用,实验过程中一定要注意________________________。
(3)在酸性条件下,可用______________________来检测发酵产物中是否有酒精产生。若想进一步检测所得果酒中酵母菌的密度,可采用_________________________法。
(4)发酵完成后,该班同学制作的果酒品质非常好。为了方便后续年级以后使用,可将菌液______________保存。
(5)另一个班的同学用葡萄制做的果酒酒味醇正,放置一段时间后,发现果酒带有明显的酸味,请分析出现酸味的原因( )。
40.科学家将外源目的基因与大肠杆菌的质粒
进行重组,并在大肠杆菌中成功表达。下图表示
构建重组质粒和筛选含目的基因的大肠杆菌的过程。请据图回答:
(1)步骤①和②中常用的工具酶是( )。(2)如图经过①和②步骤后,有些质粒上的( )基因内插入了外源目的基因,形成重组质粒。
(3)步骤③是( )的过程。为了促进该过程,应该用( ) 处理大肠杆菌。(4)步骤⑤:用无菌牙签挑取C上的( )菌落,分别接种到D和E两个培养基的相同位置上,一段时间后,菌落的生长状况如图所示。含目的基因的菌落位于(选填“D”或“E”)( )上,请在图中相应的位置上圈出来。
正确答案
39.(1)用果胶酶处理
(2)选择 ; 包埋 ; 无菌条件(避免微生物的污染)
(3)重铬酸钾 ; 稀释涂布平板
(4)转移到甘油中,与甘油充分混匀后,放在-20℃冷冻箱中
(5)密封不严,其他微生物进行有氧呼吸,将果酒转变成果酸
40.(1)限制性核酸内切酶 ; DNA连接酶
(2)氨苄青霉素抗性
(3)将重组质粒(目的基因)导入大肠杆菌(受体细胞) ; CaCl2溶液
(4)单个 ; E
解析
解析已在路上飞奔,马上就到!
知识点
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