高中生物胚胎干细胞的研究与应用综合题

纤维素酶对于能否实现乙醇工业化生产、处理服装面料等具有重要的意义，研究者初步筛选到能合成纤维素酶的菌株MC-1，以下是该菌株的鉴定过程。
（1）为了获得能合成纤维素酶的单菌落，可采用          法将初筛菌液接种在固体培养基上，这种培养基属于      培养基。
（2）关于制备固体培养基的叙述，错误的是             

A．制作固体培养基时可以加入琼脂

B．操作的顺序为计算、称量、溶化、倒平板、灭菌

C．待培养基冷却至50℃左右时进行倒平板

D．待平板冷却凝固约5-10min后将平板倒过来放置

（3）实验过程中如何防止其他微生物的污染？                        。
（4）下表的培养液pH均为4.8，若对MC-1中纤维素酶的活力进行测定，则不能选择表中的       的培养液。（多选）

（5）分离获得了具有较高纤维素酶活性的菌株MC-1，为了在此基础上获得纤维素酶活性更高的菌株，最可行的做法是                               。
（6）某同学在培养过程中发现培养基上感染了几种细菌。若在以尿素为唯一氮源的培养基中加入________指示剂培养几种菌后，指示剂变红就可以鉴定其中含有能够分解尿素的菌；若在以纤维素为唯一碳源的培养基中加入________染料，培养后，培养基中出现透明圈，就可以鉴定其中含有纤维素分解菌。

某化工厂生产的一种加酶洗衣粉，其包装袋上印有如下说明。

某研究性学习小组为探究该洗衣粉中酶催化作用的最适温度，设计了如下装置进行实验，并将结果用下列曲线图A、B表示。
请回答以下各题：

(1)由图可知，使用该加酶洗衣粉的最适宜温度为________。
(2)在0℃和75℃时，酶的催化效率基本都为零。但当温度再度回到45℃时，后者酶的催化能力已不能恢复，这是因为_________________________________________________。
(3)在实验过程中可以通过直接测定______________________________(指标)来表示该洗衣粉中酶的催化效率。
(4)目前使用的加酶洗衣粉都是一次性的，某洗涤公司为降低生产成本研制了一种能多次重复使用加酶洗衣粉的设备，他们将酶固定在不溶于水的尼龙载体上，洗涤完衣物后，经过简单处理，这些酶还可以多次重复利用，这种方法制成的酶叫________。
(5)除加酶外，很多洗衣粉中还加有香精，高档洗衣粉中的香精都是由植物芳香油制成的，目前从植物中提取芳香油的方法有(答出两种即可)____________________。
(6)加酶洗衣粉中的淀粉酶可以从霉菌中提取。用固体培养基分离、纯化霉菌的方法有____________、__________。

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：                                                                   
                                                                         

据图分析回答下列问题：

（1）酶所降低的活化能可用图1中________段来表示。如果将酶催化改为无机催化剂催化该反应，则b在纵轴上将________（上移/下移）。
（2）图2纵轴为酶促反应速率，横轴为底物浓度，其中能正确表示酶量增加1倍时，底物浓度和反应速率关系的是______（填A或B）。
（3）某实验小组为探究洗衣粉加酶后的洗涤效果，将一种无酶洗衣粉分成3等份，进行了3组实验。甲、乙组在洗衣粉中加入1种或2种酶，丙组不加酶，在不同温度下清洗同种化纤布上的2种污渍，其他实验条件均相同，下表为实验记录：

①甲组在洗衣粉中加入的酶是___________；乙组在洗衣粉中加入的酶是_______________。
②如果甲、乙和丙3组均在水温为90℃时洗涤同一种污渍，请比较这3组洗涤效果之间的差异并说明理由。______________________________________________________________。

固定化酶技术运用工业化生产前，需要获得酶的有关参数。如图：曲线①表示某种酶在各种温度下酶活性相对最高酶活性的百分比；曲线②是将该种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，由此得到酶的热稳定性数据。请回答下列问题：

（1）与普通酶制剂相比，固定化酶在生产中的优点是      。
（2）通过本实验，你对酶的最适温度的认识是     。该种酶固定化后运用于生产，最佳温度范围是      。
（3）研究发现有甲、乙两种物质能降低该种酶的催化效率，该酶催化的底物浓度变化会改变甲物质对酶的影响，而不会改变乙物质对酶的影响。下图是降低酶活性的两种机制模型，符合甲、乙物质对酶影响的模型分别是     、     。

【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__________。

为探究洗衣粉加酶后的洗涤效果，将一种无酶洗衣粉分成3等份，进行3组实验。甲、乙组在洗衣粉中加入1种或2种酶，丙组不加酶，在不同温度下清洗同种化纤布上的2种污渍，其他实验条件均相同，下表为实验记录。请回答下列问题。

水温/℃	10	20	30	40	50
组别	甲	乙	丙	甲	乙	丙	甲	乙	丙	甲	乙	丙	甲	乙	丙
清除血渍 时间/min	67	66	88[	52	51	83	36	34	77	11	12	68	9	11	67
清除油渍 时间/min	93	78	95	87	63	91	82	46	85	75	27	77	69	8	68

（1）提高洗衣粉去污能力的方法有_____________。甲组在洗衣粉中加入了___________。乙组在洗衣粉中加入了______________。
（2）甲、乙组洗涤效果的差异，说明酶的作用具有____________。
（3）如果甲、乙和丙3组均在水温为80℃时洗涤同一种污渍，请比较这3组洗涤效果之间的差异并说明理由。                       。
（4）加酶洗衣粉中的酶是特殊的化学物质包裹的，遇水后包裹层很快溶解，释放出来的酶迅速发挥催化作用。请说明这是否运用了酶的固定化技术及其理由。

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

 

食品种类多,酸碱度范围广。生物兴趣小组拟探究在食品生产应用范围较广的蛋白酶,查阅相关文献,得知:
(1)pH对不同蛋白酶的活力影响有差异。据图可知,        更适宜作为食品添加剂,理由是           。蛋白酶的活力可用            的量来表示。

(2)该蛋白酶的提取工艺流程如下:

兴趣小组分别对酶保护剂浓度、提取液pH进行了探究实验。结果显示,酶保护剂浓度在0.02~0.06 mol/L范围内,酶活力较高;提取液pH在6.0~8.0范围内,酶活力较高。他们认为,要进一步提高粗酶制剂的酶活力,以达到最佳提取效果,还需对酶保护剂浓度和提取液pH进行优化,并确定以此为探究课题。请拟定该课题名称,设计实验结果记录表。

内皮素（ET）是一种含21个氨基酸的多肽,它有强烈的血管收缩和促进平滑肌细胞增殖等作用。研究发现内皮素功能异常与高血压、糖尿病、癌症等有着密切联系。内皮素主要通过与靶细胞膜上的内皮素受体结合而发挥生物学效应。ET_A是内皮素的主要受体,科研人员试图通过构建表达载体,实验ET_A基因在细胞中高效表达,为后期ET_A的体外研究以及拮抗剂的筛选、活性评价等尊定基础。其过程如下（图中SNAP基因是一种荧光蛋白基因,限制酶ApaⅠ的识别序列为C^↓CCGGG,限制酶XhoⅠ的识别序列为C^↓TCGAG）。请分析回答:

（1）完成过程①需要的酶是    ；与过程②相比,过程①特有的碱基配对方式是    。
（2）过程③中,限制酶XhoⅠ切割DNA;使    键断开,形成的黏性末端是    。用两种限制酶切割,获得不同的黏性末端,其主要目的是            。
（3）过程⑥中,要用    预先处理大肠杆菌,使其处于容易吸收外界DNA的感受态。
（4）利用SNAP基因与ET_A基因结合构成融合基因,目的是            。
（5）人皮肤黑色素细胞上有内皮素的特异受体,内皮素与黑色素细胞膜上的受体结合后,会刺激黑色素细胞的分化、增殖并激活酪氨酸酶的活性,从而使黑色素急剧增加。美容时可以利用注射ET_A达到美白祛斑效果,试解释:                                               。

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）。