1、专题九生物技术实践1.某研究人员偶然发现绿脓杆菌噬菌体(一种DNA病毒)能防治绿脓杆菌引起的烧伤病人伤口感染。如表所示为该研究人员培养绿脓杆菌进行深入研究的培养基配方,在此培养基上微生物生长的特点是:绿脓杆菌能快速生长,没有或很少有其他革兰氏阴性杆菌生长。据此分析回答下列问题。酪蛋白胨葡萄糖苯乙酸K2HPO4其他无机盐四氯四碘荧光素钠甘油pH5 g1 g1.2 g0.001 g1 mL8.0 g7.40.2(1)绿脓杆菌噬菌体与绿脓杆菌的种间关系是。绿脓杆菌噬菌体在绿脓杆菌体内增殖时,绿脓杆菌噬菌体提供的物质是。绿脓杆菌噬菌体可用于防治绿脓杆菌引起的烧伤病人伤口感染的原因是_。(2)按培养基的
2、用途来分,该培养基属于;配制培养基时还需添加,才能在培养基上观察到菌落。(3)K2HPO4的作用有_。(4)与一般培养基相比,该培养基中的总氮含量比一般细菌培养基的高,试分析其原因:。该研究人员发现有5种绿脓杆菌噬菌体,据此,请你为其确定进一步研究的主题:_。2.硝基苯酚是工业污水中的重要污染物,某同学欲从污水处理厂污泥中分离分解硝基苯酚的细菌。请回答下列有关问题:(1)为了筛选污泥中可分解硝基苯酚的细菌,在配制培养基时应选择(硝基苯酚,硝基苯酚+牛肉膏,硝基苯酚+葡萄糖)作为碳源,不采用其他两组的原因是_。(2)纯化菌株时,通常使用接种环划线,划线的某个平板培养后,第一划线区域的划线上都不间
3、断地长满了菌落,第二划线区域的第一条线上无菌落,其他划线上有菌落。分析造成第一条线无菌落的可能原因有;。(3)进行梯度稀释时的一般操作是将1 mL菌液移入 mL无菌水中;常用稀释涂布平板法进行活菌计数,其原理是,但统计的菌落数往往(填“多于”或“少于”)稀释液中的活菌数,原因是。3.胡萝卜营养极为丰富,既可生吃、炖煮,又可以制作成泡菜。如图是利用胡萝卜制作泡菜及测定亚硝酸盐含量的实验流程示意图,请回答下列问题:(1)选择原料时,常选用(填“新鲜的”或“萎蔫的”)胡萝卜,原因是_。(2)配制盐水时,对清水与盐的质量比的要求通常为,为避免盐水中的O2及杂菌对发酵过程产生影响,盐水配制好以后还需进行
4、的操作是。除盐水的作用外,制作泡菜时防止杂菌污染的操作有_ (写出两项)。(3)泡菜要适量食用,主要是因为在腌制过程中会产生亚硝酸盐,在适宜的pH、温度和一定的微生物作用下,亚硝酸盐会转变成致癌物。利用比色法测定泡菜中亚硝酸盐的含量时,第一步需要进行显色反应;第二步为估算泡菜中亚硝酸盐的含量,具体操作是。请在图2中画出泡菜腌制过程中亚硝酸盐含量的变化趋势。4.木质素广泛存在于植物细胞壁,是自然界含量仅次于纤维素的有机化合物。利用微生物降解木质素对于造纸工业废水处理、生产乙醇燃料具有重要意义。科研人员开展相关研究,从秸秆堆积处地表下筛选出高效分解木质素微生物,初筛培养基成分见下表。回答以下问题:
5、成分碱木质素硝酸铵硫酸镁磷酸二氢钾磷酸二氢钠琼脂蒸馏水含量2.0 g1.33 g0.5 g1.0 g0.2 g20 g1 000 mL(1)该培养基提供氮源的是。该培养基从功能上来看属于培养基,其依据是_。(2)该培养基的灭菌方法是。为进一步对初步筛选得到的菌株进行纯化并计数,在含有愈创木酚的鉴别培养基上进行接种的方法是。(3)该类微生物会产生分解木质素的漆酶,利用凝胶色谱可以提纯该酶,其原理是_。(4)研究发现Cu2+对漆酶活性有影响,请设计实验探究漆酶的最适Cu2+浓度_。(写出实验思路)5.硒是一种生命活动必需的微量元素。亚硒酸钠对细菌的生长有明显的毒害作用,土壤中的一些富硒细菌可将其还
6、原为红色单质硒。如图为土壤中富硒细菌的筛选和纯化过程。请回答下列问题:(1)若中出现的现象,则说明培养基中的亚硒酸钠被富硒细菌还原。(2)将细菌从接种至采用的方法是。(3)亚硒酸钠被还原需要相关酶的催化。可采用法分离纯化还原亚硒酸钠的酶,先从层析柱中洗脱出来的是相对分子质量(填“较大”或“较小”)的蛋白质分子。(4)研究人员筛选出一种具有较强富硒能力的菌株,现欲通过观察菌落来判断菌株对亚硒酸钠的耐受值,请将下列实验补充完整:配制系列浓度梯度的亚硒酸钠(填“液体”或“固体”)培养基;向培养基中分别接种,在适宜条件下培养一段时间;观察菌落生长情况,的培养基对应的最高亚硒酸钠浓度即为该菌株的最高耐受
7、值。6.红树莓果酒酿造的基本工艺流程为:破碎原料酶解处理发酵后处理成品。回答下列问题:(1)来自红树莓破碎细胞壁的果胶会造成原料液浑浊,所以在“酶解处理”环节需要加入果胶酶。某些微生物能够产生果胶酶,要筛选一株高产果胶酶的微生物,最佳菌体采样点应为(填“红树莓果实”“红树莓果汁产品”或“红树莓果酒产品”)。要获得高产果胶酶微生物的单菌落,需配制的选择性固体培养基应包括水、磷酸氢二钾、硫酸镁、硝酸钠、刚果红,还需要(填序号:A.牛肉膏B.蛋白胨C.果胶D.葡萄糖E.琼脂)。接种、培养一段时间后,选择的菌落作为高产果胶酶微生物的候选菌种。(2)写出从微生物中提取和分离果胶酶的基本步骤。_。(3)果
8、胶酶是能够分解果胶的一类酶的总称,包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶、果胶酯酶等,采用凝胶电泳分离果胶酶中不同组分,是利用了各种酶分子的差异。(4)在反应体系中底物足量且处于最适温度和pH条件下,测定果胶酶活性需要在反应(填“初期”“中期”或“末期”)进行,主要原因是_。(5)工艺中“后处理”环节的一个重要工序是将酒样置于87 保温30 min,目的是_。7.果糖是一种具有较高甜度的单糖,可作为蔗糖的替代品,已广泛应用于食品风味的改善。在葡萄糖异构酶的作用下,葡萄糖可转化为果糖。回答下列问题。(1)利用葡萄糖生产果糖时,欲监测反应过程中葡萄糖异构酶活性的变化,可通过检测来实现。(2)葡萄糖异构酶
9、溶解于溶液后,无法回收,可利用固定化酶技术来解决该问题。固定化酶技术中,常将酶液、戊二醛(一种交联剂,能与葡萄糖异构酶通过化学键交联)溶液加入海藻酸钠溶液中搅拌均匀,用注射器将混合液注入溶液中得到凝胶珠粒,该过程采用的固定化方法有。在有些情况下,得到的凝胶珠会呈“蝌蚪”状,有明显的拖尾现象,这种情况发生的原因可能是_。(3)大肠杆菌中存在葡萄糖异构酶,欲根据相对分子质量的大小从该菌的裂解液中初步分离葡萄糖异构酶,常采用法。该方法中,相对分子质量较小的物质和相对分子质量较大的酶相比,先收集到的是,理由是 _。(4)利用从大肠杆菌中分离提取的葡萄糖异构酶在适宜酸碱度和7080 条件下进行果糖生产时
10、,发现果糖的产生比例很低,最可能的原因是_。答案解析1.某研究人员偶然发现绿脓杆菌噬菌体(一种DNA病毒)能防治绿脓杆菌引起的烧伤病人伤口感染。如表所示为该研究人员培养绿脓杆菌进行深入研究的培养基配方,在此培养基上微生物生长的特点是:绿脓杆菌能快速生长,没有或很少有其他革兰氏阴性杆菌生长。据此分析回答下列问题。酪蛋白胨葡萄糖苯乙酸K2HPO4其他无机盐四氯四碘荧光素钠甘油pH5 g1 g1.2 g0.001 g1 mL8.0 g7.40.2(1)绿脓杆菌噬菌体与绿脓杆菌的种间关系是。绿脓杆菌噬菌体在绿脓杆菌体内增殖时,绿脓杆菌噬菌体提供的物质是。绿脓杆菌噬菌体可用于防治绿脓杆菌引起的烧伤病人伤
11、口感染的原因是_。(2)按培养基的用途来分,该培养基属于;配制培养基时还需添加,才能在培养基上观察到菌落。(3)K2HPO4的作用有_。(4)与一般培养基相比,该培养基中的总氮含量比一般细菌培养基的高,试分析其原因:。该研究人员发现有5种绿脓杆菌噬菌体,据此,请你为其确定进一步研究的主题:_。【解析】(1)绿脓杆菌噬菌体寄生在绿脓杆菌内,二者的种间关系是寄生。绿脓杆菌噬菌体在绿脓杆菌体内增殖时,绿脓杆菌噬菌体提供的物质是DNA,而其DNA复制需要的原料和工具以及蛋白质合成所需要的原料和场所来自宿主细胞。绿脓杆菌噬菌体只能寄生于绿脓杆菌细胞内使其裂解死亡,但对人体细胞无害,所以绿脓杆菌噬菌体可用
12、于防治绿脓杆菌引起的烧伤病人伤口感染。(2)由题意可知,在此培养基上绿脓杆菌能快速生长,没有或很少有其他革兰氏阴性杆菌生长,说明该培养基起到了选择作用,即按培养基的用途来分,该培养基属于选择培养基;配制培养基时还需添加水和琼脂形成固体培养基,才能在培养基上观察到菌落。(3)培养基中的K2HPO4具有提供矿质元素和维持pH相对稳定的作用。(4)绿脓杆菌生活在伤口处,主要通过分解蛋白质来获取营养,经长期自然选择,形成了以蛋白质为主要营养物质的特性,因此,培养绿脓杆菌所用培养基蛋白质含量高,相应的总氮含量也高。根据“某研究人员偶然发现绿脓杆菌噬菌体(一种DNA病毒)能防治绿脓杆菌引起的烧伤病人伤口感
13、染”可知,实验目的是从5种绿脓杆菌噬菌体中筛选出防治效果最好的一种绿脓杆菌噬菌体。答案:(1)寄生DNA绿脓杆菌噬菌体只能寄生于绿脓杆菌细胞内使其裂解死亡,但对人体细胞无害(2)选择培养基水和琼脂(3)提供矿质元素和维持pH相对稳定(4)绿脓杆菌生活在伤口处,主要通过分解蛋白质来获取营养,经长期自然选择,形成了以蛋白质为主要营养物质的特性,因此,培养绿脓杆菌所用培养基中蛋白质含量高,相应的总氮含量也高从5种绿脓杆菌噬菌体中筛选出防治效果最好的一种绿脓杆菌噬菌体2.硝基苯酚是工业污水中的重要污染物,某同学欲从污水处理厂污泥中分离分解硝基苯酚的细菌。请回答下列有关问题:(1)为了筛选污泥中可分解硝
14、基苯酚的细菌,在配制培养基时应选择(硝基苯酚,硝基苯酚+牛肉膏,硝基苯酚+葡萄糖)作为碳源,不采用其他两组的原因是_。(2)纯化菌株时,通常使用接种环划线,划线的某个平板培养后,第一划线区域的划线上都不间断地长满了菌落,第二划线区域的第一条线上无菌落,其他划线上有菌落。分析造成第一条线无菌落的可能原因有;。(3)进行梯度稀释时的一般操作是将1 mL菌液移入 mL无菌水中;常用稀释涂布平板法进行活菌计数,其原理是,但统计的菌落数往往(填“多于”或“少于”)稀释液中的活菌数,原因是。【解析】(1)为了筛选污泥中可分解硝基苯酚的细菌,在配制培养基时应选择以硝基苯酚作为碳源,不采用其他两组,原因是硝基
15、苯酚+牛肉膏的培养基和硝基苯酚+葡萄糖的培养基都含有其他碳源,不能保证硝基苯酚是唯一碳源。(2)纯化菌株时,通常使用的划线工具是接种环,采用灼烧方法对其进行灭菌,划线的某个平板培养后,第一划线区域的划线上都不间断地长满了菌落,第二划线区域所划的第一条线上无菌落,其他划线上有菌落,造成第一条线无菌落可能的原因是接种环灼烧后未冷却或划线未从第一区域末端开始。(3)进行梯度稀释时的一般操作是将1 mL菌液移入9 mL无菌水中,进而稀释10倍;常用稀释涂布平板法进行微生物的计数,其原理是培养基表面的一个菌落来源于稀释液中的一个活菌,由于菌落可能是由2个或多个细菌形成,以及有些活菌在培养过程中死亡,所以
16、统计的菌落数往往少于稀释液中的活菌数。答案:(1)硝基苯酚其他两组分别含有其他碳源,不能保证硝基苯酚是唯一碳源(2)接种环灼烧后未冷却划线未从第一区域末端开始(3)9培养基表面的一个菌落来源于一个活菌少于有些活菌在培养过程中死亡,个别菌落可能是由2个或多个细菌形成3.胡萝卜营养极为丰富,既可生吃、炖煮,又可以制作成泡菜。如图是利用胡萝卜制作泡菜及测定亚硝酸盐含量的实验流程示意图,请回答下列问题:(1)选择原料时,常选用(填“新鲜的”或“萎蔫的”)胡萝卜,原因是_。(2)配制盐水时,对清水与盐的质量比的要求通常为,为避免盐水中的O2及杂菌对发酵过程产生影响,盐水配制好以后还需进行的操作是。除盐水
17、的作用外,制作泡菜时防止杂菌污染的操作有_ (写出两项)。(3)泡菜要适量食用,主要是因为在腌制过程中会产生亚硝酸盐,在适宜的pH、温度和一定的微生物作用下,亚硝酸盐会转变成致癌物。利用比色法测定泡菜中亚硝酸盐的含量时,第一步需要进行显色反应;第二步为估算泡菜中亚硝酸盐的含量,具体操作是。请在图2中画出泡菜腌制过程中亚硝酸盐含量的变化趋势。【解析】(1)在腌制泡菜时应选择新鲜的胡萝卜作原料,因为新鲜蔬菜中亚硝酸盐含量低。(2)在泡菜制作时配制的盐水中清水与盐的质量比应为101,将盐水进行煮沸处理,可以杀灭盐水中的细菌,同时去除水中的O2,防止其对乳酸菌的生长发育和繁殖产生影响。在泡菜的腌制过程
18、中,除盐水的作用外,适当加入调味料,并向坛盖边沿的水槽中注满水,选用火候好、无裂纹、无砂眼、坛沿深、盖子吻合好的泡菜坛等都可以防止杂菌污染。(3)膳食中的亚硝酸盐一般不会危害人体健康,绝大部分亚硝酸盐在人体内随尿排出,只有在适宜的pH、温度及某些微生物的作用下,才会将亚硝酸盐转变成致癌物亚硝胺。测定泡菜中亚硝酸盐的含量常采用比色法,该方法的原理是:(第一步显色反应)在盐酸酸化条件下,亚硝酸盐与对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;(第二步比色)将显色反应后的样品与已知浓度的标准显色液进行目测比较,估算泡菜中亚硝酸盐的含量。泡菜腌制过程中,亚硝酸盐含量会呈
19、现出先增多后降低的趋势,如图:答案:(1)新鲜的新鲜的胡萝卜中亚硝酸盐含量低(2)清水盐=101将盐水进行煮沸处理加入调味料,选择无裂纹、无砂眼、坛沿深、盖子吻合好的泡菜坛,向坛盖边沿的水槽中注满水等(任选两项,合理即可)(3)亚硝胺将显色反应后的样品与已知浓度的标准显色液进行目测比较如图4.木质素广泛存在于植物细胞壁,是自然界含量仅次于纤维素的有机化合物。利用微生物降解木质素对于造纸工业废水处理、生产乙醇燃料具有重要意义。科研人员开展相关研究,从秸秆堆积处地表下筛选出高效分解木质素微生物,初筛培养基成分见下表。回答以下问题:成分碱木质素硝酸铵硫酸镁磷酸二氢钾磷酸二氢钠琼脂蒸馏水含量2.0 g
20、1.33 g0.5 g1.0 g0.2 g20 g1 000 mL(1)该培养基提供氮源的是。该培养基从功能上来看属于培养基,其依据是_。(2)该培养基的灭菌方法是。为进一步对初步筛选得到的菌株进行纯化并计数,在含有愈创木酚的鉴别培养基上进行接种的方法是。(3)该类微生物会产生分解木质素的漆酶,利用凝胶色谱可以提纯该酶,其原理是_。(4)研究发现Cu2+对漆酶活性有影响,请设计实验探究漆酶的最适Cu2+浓度_。(写出实验思路)【解析】(1)从表格中培养基成分分析硝酸铵为微生物提供氮源;因碱木质素是唯一碳源,只有能够分解碱木质素的微生物才能在培养基上生长,所以该培养基从功能上看属于选择培养基。(
21、2)培养基的灭菌方法是高压蒸汽灭菌法;为进一步对初步筛选得到的菌株进行纯化并计数,在含有愈创木酚的鉴别培养基上进行接种的方法是稀释涂布平板法。(3)凝胶色谱法也称做分配色谱法,是根据相对分子质量的大小分离蛋白质的有效方法。(4)该实验自变量是Cu2+浓度,因变量是漆酶活性,实验思路是:配制一系列浓度梯度的Cu2+溶液处理漆酶,测定漆酶活性,活性最高的浓度即为最适Cu2+浓度。答案:(1)硝酸铵选择碱木质素为唯一碳源,只有能够分解碱木质素的微生物才能在培养基上生长(2)高压蒸汽灭菌法稀释涂布平板法(3)根据相对分子质量大小分离蛋白质(4)配制一系列浓度梯度的Cu2+溶液处理漆酶,测定漆酶活性,活
22、性最高的浓度即为最适Cu2+浓度5.硒是一种生命活动必需的微量元素。亚硒酸钠对细菌的生长有明显的毒害作用,土壤中的一些富硒细菌可将其还原为红色单质硒。如图为土壤中富硒细菌的筛选和纯化过程。请回答下列问题:(1)若中出现的现象,则说明培养基中的亚硒酸钠被富硒细菌还原。(2)将细菌从接种至采用的方法是。(3)亚硒酸钠被还原需要相关酶的催化。可采用法分离纯化还原亚硒酸钠的酶,先从层析柱中洗脱出来的是相对分子质量(填“较大”或“较小”)的蛋白质分子。(4)研究人员筛选出一种具有较强富硒能力的菌株,现欲通过观察菌落来判断菌株对亚硒酸钠的耐受值,请将下列实验补充完整:配制系列浓度梯度的亚硒酸钠(填“液体”
23、或“固体”)培养基;向培养基中分别接种,在适宜条件下培养一段时间;观察菌落生长情况,的培养基对应的最高亚硒酸钠浓度即为该菌株的最高耐受值。【解析】(1)土壤中的富硒细菌可将亚硒酸钠还原为红色单质硒,因此若中出现培养基变红的现象,则说明培养基中的亚硒酸钠被富硒细菌还原。(2)由图分析可知,从接种至是将培养液梯度稀释后的稀释液进行接种,采用的是稀释涂布平板法。(3)根据分析可知,可采用凝胶色谱法分离纯化还原亚硒酸钠的酶(蛋白质),先从层析柱中洗脱出来的是相对分子质量较大的蛋白质分子,因为大分子蛋白质不能进入凝胶颗粒的内部,因而路程短,洗脱出来较快。(4)由题干信息分析可知,实验的目的是观察菌落来判
24、断菌株对亚硒酸钠的耐受值,故进行培养时采用的是固体培养基。向培养基中分别接种等量的该菌株菌液(遵循实验中的等量原则),在适宜条件下培养一段时间。观察菌落生长情况,有菌落正常生长的培养基对应的最高亚硒酸钠浓度即为该菌株的最高耐受值。答案:(1)培养基变红(2)稀释涂布平板法(3)凝胶色谱较大(4)固体等量的该菌株菌液有菌落(正常)生长6.红树莓果酒酿造的基本工艺流程为:破碎原料酶解处理发酵后处理成品。回答下列问题:(1)来自红树莓破碎细胞壁的果胶会造成原料液浑浊,所以在“酶解处理”环节需要加入果胶酶。某些微生物能够产生果胶酶,要筛选一株高产果胶酶的微生物,最佳菌体采样点应为(填“红树莓果实”“红
25、树莓果汁产品”或“红树莓果酒产品”)。要获得高产果胶酶微生物的单菌落,需配制的选择性固体培养基应包括水、磷酸氢二钾、硫酸镁、硝酸钠、刚果红,还需要(填序号:A.牛肉膏B.蛋白胨C.果胶D.葡萄糖E.琼脂)。接种、培养一段时间后,选择的菌落作为高产果胶酶微生物的候选菌种。(2)写出从微生物中提取和分离果胶酶的基本步骤。_。(3)果胶酶是能够分解果胶的一类酶的总称,包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶、果胶酯酶等,采用凝胶电泳分离果胶酶中不同组分,是利用了各种酶分子的差异。(4)在反应体系中底物足量且处于最适温度和pH条件下,测定果胶酶活性需要在反应(填“初期”“中期”或“末期”)进行,主要原因是_。
26、(5)工艺中“后处理”环节的一个重要工序是将酒样置于87 保温30 min,目的是_。【解析】(1)寻找目的菌株时,要根据它对生存环境的要求,到相应的环境中去寻找。本题中需要筛选一株高产果胶酶的微生物,最佳菌体采样点应为红树莓果实。该培养基为固体培养基,所以要加入凝固剂:琼脂。因为要筛选分解果胶的微生物,所以要以果胶作为唯一的碳源。因此,培养基中还需加入果胶和琼脂,而不能加入蛋白胨和牛肉膏。培养基中的刚果红可以与果胶结合生成红色复合物,但是不与果胶分解后的产物结合,接种一段时间后,如果微生物能产生分解果胶的酶,就会出现透明圈,所以选择具有透明圈的菌落。(2)从微生物中提取和分离果胶酶的基本步骤
27、:原料处理粗分离纯化纯度鉴定。(3)采用凝胶电泳分离果胶酶中不同组分,在同一电场下,由于各种酶分子带电性质的差异以及分子本身大小、形状的不同,使带电分子产生不同的迁移速度,从而实现样品中各种分子的分离。(4)在反应体系中底物足量且处于最适温度和pH条件下,测定果胶酶活性需要在反应中期进行,主要原因是前期酶和底物接触不充分,化学反应速率慢;后期由于产物增多、积累,可能会影响酶促反应的进行;中期时所有酶都与底物充分接触,化学反应速率稳定。(5)工艺中“后处理”环节的一个重要工序是将酒样置于87 保温30 min,目的是杀死酵母菌,停止酒精发酵;同时87 的条件下可以防止发酵液中有机物的破坏和酒精流
28、失(合理即可)。答案:(1)红树莓果实C、E具有透明圈(2)原料处理粗分离纯化纯度鉴定(3)本身大小、形状以及带电性质(4)中期中期时所有酶都与底物充分接触,化学反应速率稳定(5)杀死酵母菌,停止酒精发酵,同时防止发酵液中有机物的破坏和酒精的流失7.果糖是一种具有较高甜度的单糖,可作为蔗糖的替代品,已广泛应用于食品风味的改善。在葡萄糖异构酶的作用下,葡萄糖可转化为果糖。回答下列问题。(1)利用葡萄糖生产果糖时,欲监测反应过程中葡萄糖异构酶活性的变化,可通过检测来实现。(2)葡萄糖异构酶溶解于溶液后,无法回收,可利用固定化酶技术来解决该问题。固定化酶技术中,常将酶液、戊二醛(一种交联剂,能与葡萄
29、糖异构酶通过化学键交联)溶液加入海藻酸钠溶液中搅拌均匀,用注射器将混合液注入溶液中得到凝胶珠粒,该过程采用的固定化方法有。在有些情况下,得到的凝胶珠会呈“蝌蚪”状,有明显的拖尾现象,这种情况发生的原因可能是_。(3)大肠杆菌中存在葡萄糖异构酶,欲根据相对分子质量的大小从该菌的裂解液中初步分离葡萄糖异构酶,常采用法。该方法中,相对分子质量较小的物质和相对分子质量较大的酶相比,先收集到的是,理由是 _。(4)利用从大肠杆菌中分离提取的葡萄糖异构酶在适宜酸碱度和7080 条件下进行果糖生产时,发现果糖的产生比例很低,最可能的原因是_。【解析】(1)葡萄糖异构酶能将葡萄糖转变为果糖,检测酶活性可通过检
30、测单位时间内葡萄糖的减少量(消耗量)或果糖的增加量来实现。(2)CaCl2具有让海藻酸钠聚沉形成凝胶珠的特点,用注射器将混合液注入CaCl2溶液中得到凝胶珠粒。固定化酶技术中,常将酶液、戊二醛(一种交联剂,能与葡萄糖异构酶通过化学键交联)溶液加入海藻酸钠溶液中搅拌均匀,因此该过程采用的固定化方法有化学结合法、包埋法。海藻酸钠的浓度会影响到凝胶珠粒的形状,若珠粒呈“蝌蚪”状,有明显的拖尾现象,说明海藻酸钠的浓度过高。(3)根据相对分子质量的大小从该菌的裂解液中分离葡萄糖异构酶(蛋白质)的方法为凝胶色谱法。该方法中先收集到的是分子量大的蛋白质,原因是相对分子质量较大的酶无法进入凝胶内部的通道,只能在凝胶外部移动,路途较短,移动速度快。(4)从大肠杆菌中分离提取的葡萄糖异构酶热稳定性较低(或高温使酶失活),7080 条件下温度过高,葡萄糖异构酶的空间结构会发生改变,导致该酶活性下降,果糖的产生比例很低。答案:(1)单位时间内葡萄糖的减少量(消耗量)或果糖的增加量(2)CaCl2化学结合法、包埋法海藻酸钠浓度过高(合理即可)(3)凝胶色谱酶相对分子质量较大的酶无法进入凝胶内部的通道,只能在凝胶外部移动,路程较短,移动速度快(合理即可)(4)从大肠杆菌中分离提取的葡萄糖异构酶热稳定性较低(或高温使酶失活)
