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脂肪酶和油脂可用于生物柴油的生产。
回答有关问题:
(1)显微观察时,微生物A菌体中的油脂通常可用于染色。
微生物A产生的油脂不易挥发,可选用(填“萃取法”或“水蒸气蒸馏法”)从菌体中提取。
(2)为了从自然界中获得能产生脂肪酶的微生物B的单菌落,可从含有油料作物种子腐烂物的土壤中取样,并应选用以为碳源的固体培养基进行培养。
(3)若要测定培养液中微生物B的菌体数,可在显微镜下用直接计数;
若要测定其活菌数量,可选用法进行计数。
(4)为了确定微生物B产生的脂肪酶的最适温度,某同学测得相同时间内,在35℃、40℃、45℃温度下降解10g油脂所需酶量依次为4mg、1mg、6mg,则上述三个温度中,℃条件下该酶活力最小。
为了进一步确定该酶的最适温度,应围绕℃设计后续实验。
【答案】
(1)苏丹Ⅲ(或苏丹Ⅳ)萃取法
(2)油脂
(3)血细胞计数板稀释涂布平板
(4)4540
【解析】
(1)脂肪可被苏丹Ⅲ(Ⅳ)染液染成橘黄色(红色);
题干中说明微生物A产生的油脂不易挥发,则可以采用萃取法提取微生物A中的脂肪。
(2)油脂为有机化合物,富含C元素,故为了从自然界获得能够分解油脂的单菌落,应以油脂为唯一碳源来配制培养基。
在该培养基上,能分解油脂的微生物可以正常生长,其他微生物不能正常繁殖。
(3)可利用血球计数板计数法测定菌液中的微生物数量,计数时,活菌和死亡的细菌都会被计数,所以测定培养液中的活菌数应采用稀释涂布平板法。
(4)在45℃时,降解10g油脂所需酶的数量最大,则该温度下酶活性最低;
由题干可知,40℃时分解10g油脂所需的酶的数量最少。
应在40℃左右范围内设置不同温度梯度来探究酶的最适活性。
(2015年广东,29.16分)
泡菜是我国的传统食品之一,但制作过程中产生的亚硝酸盐对人体健康有潜在危害,某兴趣小组准备参加“科技创新大赛一”,查阅资料得到图11.
(l)制作泡菜时,泡菜坛一般用水密封,目的是隔绝空气,形成无氧环境,有利于乳酸菌发酵.乳酸菌发酵第一阶段的产物有[H]、丙酮酸和ATP.
(2)据图日11,与第3天相比,第8天后的泡菜更适于食用,因为后者亚硝酸盐的含量很低,对人体危害小;
PH值呈下降趋势,原因是乳酸菌发酵产物乳酸含量增加_。
(3)该小组得到一株“优选”乳酸菌(亚硝酸盐还原酶活力比普通乳酸菌高5倍),拟参考资料的实验方案和食盐浓度(4%-10%),探究与普通乳酸菌相比用“优选”乳酸菌制作泡菜过程中亚硝酸盐含量的高低,并确定其最适条件,请你设计一个实验结果记录表,并推测实验结果。
比较普通乳酸菌与优先乳酸菌在不同食盐浓度下制作泡菜过程中亚硝酸盐含量变化记录表
亚硝酸盐含量(mg/kg)
食盐浓度
4%
5%
6%
7%
8%
9%
10%
普通乳酸菌
优先乳酸菌
注:
均在接种量、温度等适宜条件下发酵8天。
预测实验结果:
优先乳酸菌发酵液中亚硝酸盐含量明显低于普通乳酸菌,且在6%的食盐浓度下,亚硝酸盐含量最低。
考点2酶的应用和生物技术在其他方面的应用
(2015年江苏,11)下列关于固定化酶和固定化细胞的叙述,错误的是
A.固定化酶的主要目的是实现酶的重复利用
B.溶解氧交换受阻是固定化酶应用的重要限制因素
C.固定化细胞用于生产能分泌到细胞外的产物
D.凝胶与被包埋细胞之间不是通过共价键结合
(2015新课标卷Ⅱ,39,15分)39.【生物——选修1:
生物技术实践】
(15分)
回答与胡萝卜素有关的问题:
胡萝卜含有的胡萝卜素中,最主要的是(填“α-胡萝卜素”,“β-胡萝卜素”或“γ-胡萝卜素”),该胡萝卜素在人体内可以转变成两分子,后者缺乏会引起人在弱光下视物不清的病症,该病疾称为,胡萝卜素是(填“挥发性”或“非挥发性”)物质。
工业生产上,用养殖的岩藻作为原料提取胡萝卜素时,(填“需要”或“不需要”)将新鲜的岩藻干燥。
现有乙醇和乙酸乙酯两种溶剂,应选用其中的作为胡萝卜素的萃取剂,不选用另外一种的理由是。
β-胡萝卜素维生素A夜盲症非挥发性(每空2分,共8分)
需要(2分)
乙酸乙酯(2分)萃取胡萝卜素的有机溶剂应不与水混溶,而乙醇属于水溶性有机溶剂,影响萃取效果(3分,其他答案合理也给分)
【解析】该题考查胡萝卜素的相关知识及与其萃取有关的知识,难度较小。
胡萝卜素的化学分子式中包含多个碳碳双键,根据双键的数目可以将胡萝卜素划分为α、β、γ三类,β-胡萝卜素是其中最主要的组成成分;
一分子的β-胡萝卜素在人或动物的小肠、肝脏等器官被氧化成两分子的维生素A;
由于饮食中缺乏维生素A或因某些消化系统疾病影响维生素A的吸收,致使视网膜杆状细胞没有合成视紫红质的原料而造成夜盲(暂时性夜盲症可由补充维生素A得以痊愈)。
提取胡萝卜素时新鲜的岩藻具有大量的水份需要进行干燥。
乙酸乙酯属于水不溶性有机溶剂与水不互溶,能够溶解胡萝卜素;
乙醇是水溶性有机溶剂,因萃取中能与水混溶而影响萃取效果,所以不用它们作萃取剂。
(2015年山东,35.12分)
【生物—生物技术实践】
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是,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,可通过检测固化乳糖酶的
确定起应用价值。
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。
答案:
(1)乳糖
凝固剂
选择培养基
(2)灼烧(3)小
(4)(酶)活性[或:
(酶)活力]
包埋法
物理吸附法
解析:
本题以产乳糖酶的微生物L的筛选及提纯固定的流程图为情景,主要考查微生物的培养、电泳法、固定化酶技术等相关知识,注重生物技术应用于生产的理念。
考查的面广,但以识记的知识点应用分析为主,相对简单。
(2015年海南,30.【生物-选修1:
(15分)生产果汁时,用果胶酶处理果泥可提高果汁的出汁率。
回答下列相关问题:
(1)某同学用三种不同的果胶酶进行三组实验,各组实验除酶的来源不同外,其他条件都相同,测定各组的出汁量,据此计算各组果胶的活性的平均值并进行比较。
这一实验的目的是____________。
(2)现有一种新分离出来的果胶酶,为探究其最适温度,某同学设计了如下实验:
取试管16支,分别加入等量的果泥、果胶酶、缓冲液,混匀,平均分为4组,分别置于0℃、5℃、10℃、40℃下保温相同时间,然后,测定各试管中的出汁量并计算各组出汁量平均值。
该实验温度设置的不足之处有___和____。
(3)某同学取5组试管(A~E)分别加入等量的同种果泥,在A、B、C、D4个实验组的试管中分别加入等量的缓冲液和不同量的同种果胶酶,然后,补充蒸馏水使4组试管内液体体积相同;
E组加入蒸馏水使试管中液体体积与实验组相同。
将5组试管置于适宜温度下保温一定时间后,测定各组的出汁量。
通过A~D组实验可比较不同实验组出汁量的差异。
本实验中,若要检测加入酶的量等于0而其他条件均与实验组相同时的出汁量,E组设计___(填“能”或“不能”)达到目的,其原因是__________。
(1)探究不同来源果胶酶的活性
(2)4组的温度设置不合适各组的酶促反应受两个不同温度影响(3)不能E组加入蒸馏水而不是缓冲液违背了单一变量原则
(1)根据题意,用三种不同的果胶酶进行三组实验,各组实验除酶的来源不同外,其他条件都相同,测定各组的出汁量,据此计算各组果胶的活性的平均值并进行比较,可见实验的自变量是果胶酶的来源不同,因变量是果胶酶的活性,所以该实验目的是探究不同来源果胶酶的活性。
(2)根据实验设计可知,该实验是探究果胶酶的最适温度,所以自变量是温度,因变量是果胶酶的活性,用出汁量进行衡量,出汁量越多则果胶酶活性越高。
该实验方案中,温度应该在常温范围内设置系列温度梯度且梯度差值相等,所以4组的温度应分别设置为15℃、20℃、25℃、30℃;
另外探究温度对酶活性的影响时,应保证酶促反应只能在设定的温度下进行,同一实验组的反应温度只能是一个,所以实验操作应该是将各组盛有果胶酶的试管与盛有果泥的试管分别在设定温度下处理一定时间后再将两只试管混合,才能保证实验在设定的温度下进行。
(3)根据题意,本实验的自变量是果胶酶的量,因变量是出汁量,对照实验的设计应遵循单一变量原则和对照原则,根据实验设置,通过A~D组实验可比较不同实验组出汁量的差异。
若要检测加入酶的量等于0而其他条件均与实验组相同时的出汁量,则E组应加入缓冲液而不是蒸馏水,使试管中液体体积与实验组相同,才符合实验设计应遵循的单一变量原则。
(2015年江苏31.8分)人工瘤胃模仿了牛羊等反刍动物的胃,可用来发酵处理秸秆,提高秸秆的营养价值。
为了增强发酵效果,研究人员从牛胃中筛选纤维素酶高产菌株,并对其降解纤维素能力进
行了研究。
请回答下列问题:
(1)在样品稀释和涂布平板步骤中,下列选项不需要的是_________(填序号)。
①酒精灯于培养皿③显微镜④无菌水
(2)在涂布平板时,滴加到培养基表面的菌悬液量不宜过多的原因是_________。
(3)向试管内分装含琼脂的培养基时,若试管口粘附有培养
基,需要用酒精棉球擦净的原因是_________。
(4)刚果红可以与纤维素形成红色复合物,但并不与纤维素降
解产物纤维二糖和葡萄糖发生这种反应。
研究人员在刚
果红培养基平板上,筛到了几株有透明降解圈的菌落(见
右图)。
图中降解圈大小与纤维素酶的_________有关。
图中降解纤维素能力最强的菌株是_________(填图中序号)。
(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下图,推测菌株_________更适合用于人工瘤胃发酵,理由是_________。
专题十七现代生物科技专题
考点1基因工程,蛋白质工程
(2015重庆卷,6,6分)6.下列有关人胰岛素基因表达载体的叙述,正确的是
A.表达载体中的胰岛素基因可通过人肝细胞mRNA反转录获得
B.表达载体的复制和胰岛素基因的表达均启动于复制原(起)点
C.借助抗生素抗性基因可将含胰岛素基因的受体细胞筛选出来
D.启动子和终止密码子均在胰岛素基因的转录中起作用
【答案】C
【解析】由于胰岛素基因只在胰岛B细胞中表达,因此在肝细胞中无胰岛素基因的转录产物mRNA,A项错误;
胰岛素基因的转录启动于启动子,而不是复制原点,B项错误;
抗生素抗性基因可作为标记基因在含有抗生素的培养基中将受体细胞筛选出来,C项正确;
终止密码子位于信使RNA,不位于DNA上,启动子和终止子均在胰岛素基因转录中起作用;
(2015年北京,5)在应用农杆菌侵染植物叶片获得转基因植株的常规实验步骤中,不需要的是()
A、用携带目的基因的农杆菌侵染植物细胞
B、用选择培养基筛法导入目的基因的细胞
C、用聚乙二醇诱导转基因细胞的原生物质融合
D、用适当比例的生长素和细胞分裂素诱导愈伤组织生芽
(2015年广东,25双选)图9为培育转基因山羊生产人贝塔B-酪蛋白的流程图
下列叙述正确的是AC
A.过程
所用的人贝塔B-酪蛋白基因可从人C-DNA文库中获得
B.过程
可选用囊胚期或原肠胚期的胚胎进行移植
C.过程
可使用胚胎分割技术扩大转基因山羊群体
D.过程
人贝塔B-酪蛋白基因在细胞质内进行转录、翻译
(2015年江苏,20)下图为制备人工种子部分流程示意图,下列叙述正确的是
A.胚状体是外植体在培养基上脱分化形成的一团愈伤组织
B.该过程以海藻酸钠作为营养成分,以CaCl溶液作为凝固剂
C.可在海藻酸钠溶液中添加蔗糖,为胚状体提供碳源
D.包埋胚状体的凝胶珠能够隔绝空气,有利于人工种子的储藏
(2015新课标卷Ⅱ,40,15分)40.【生物——选修3:
现代生物科技专题】
已知生物体内有一种蛋白质(P),该蛋白质是一种转运蛋白,由305个氨基酸组成。
如果将P分子中158位的丝氨酸变成亮氨酸,240位的谷氨酰胺变成苯丙氨酸,改变后的蛋白质(P1)不但保留P的功能,而且具有了酶的催化活性。
回答下列问题:
从上述资料可知,若要改变蛋白质的功能,可以考虑对蛋白质的进行改造。
以P基因序列为基础,获得P1基因的途径有修饰基因或合成基因。
所获得的基因表达时是遵循中心法则的,中心法则的全部内容包括的复制;
以及遗传信息在不同分子之间的流动,即:
蛋白质工程也被称为第二代基因工程,其基本途径是从预期蛋白质功能出发,通过
和,进而确定相对应的脱氧核苷酸序列,据此获得基因,再经表达、纯化获得蛋白质,之后还需要对蛋白质的生物进行鉴定。
(1)氨基酸序列(或结构)(1分,其他答案合理也给分)
(2)PP1(每空2分,共4分)DNA和RNA(或遗传物质)(2分)DNA→RNA、RNA→DNA
RNA→蛋白质(或转录、逆转录、翻译)(3分)
(3)设计蛋白质的结构推测氨基酸序列(每空2分,共4分)功能(1分)
【解析】本题考查蛋白质工程相关知识,难度较小。
(1)对蛋白质的
氨基酸序列(或结构)进行改造,可达到改变蛋白质的功能的目的。
(2)以P基因序列为基础,获得P1基因,可以对P基因进行修饰改造,也可以用人工方法合成P1基因;
中心法则的全部内容包括
DNA的复制、DNA→RNA、RNA→DNA、RNA→蛋白质(或转录、逆转录、翻译)。
(3)蛋白质工程的基本途径是从预期蛋白质功能出发,通过设计蛋白质结构和推测氨基酸序列,推测相应的核苷酸序列,并获取基因。
经表达的蛋白质,要对其进行生物功能鉴定。
(2015新课标卷Ⅰ,40,15分)40.[生物——选修3:
现代生物科技专题]
HIV属于逆转录病毒,是艾滋病的病原体。
(1)用基因工程方法制备HIV的某蛋白(目的蛋白)时,可先提取HIV中的,以其作为模板,在的作用下合成。
获取该目的蛋白的基因,构建重组表达载体,随后导入受体细胞。
(2)从受体细胞中分离纯化出目的蛋白,该蛋白作为抗原注入机体后,刺激机体产生的可与此蛋白结合的相应分泌蛋白是。
该分泌蛋白可用于检测受试者血清中的HIV,检测的原理是。
(3)已知某种菌导致的肺炎在健康人群中罕见,但是在艾滋病患者中却多发。
引起这种现象的根本原因是HIV主要感染和破坏了患者的部分细胞,降低了患者免疫系统的防卫功能。
(4)人的免疫系统有癌细胞的功能,艾滋病患者由于免疫功能缺陷,易发生恶性肿瘤。
(1)RNA逆转录酶cDNA(或DNA)
(2)抗体抗原抗体特异性结合(3)T(或T淋巴)(4)监控和清除
(1)HIV属于逆转录病毒,它的遗传物质是RNA,在逆转录酶的作用下可以逆转录为cDNA,用于构建基因表达载体,从而制备HIV的某蛋白。
(2)HIV的某蛋白作为抗原进入机体后,能刺激人体产生针对该抗原的一种特殊的分泌蛋白——抗体;
可用该抗体进行抗原—抗体进行杂交来检测血清中是否含有HIV。
(3)HIV病毒营寄生生活,寄生在T淋巴细胞内,T细胞参与体液免疫和细胞免疫,因此少了T细胞,特异性免疫几乎全部丧失,降低了机体的免疫功能。
(4)人体的免疫系统具有防卫、监控和清除的功能,可及时清除体内产生的癌细胞,艾滋病患者的整个免疫功能缺陷,机体会发生一系列顽固性机会感染和肿瘤的发生。
(2015年海南,31.【生物-选修3:
(15分)在体内,人胰岛素基因表达可合成出一条称为前胰岛素原的肽链,此肽链在内质网中经酶甲切割掉氨基端一段短肽后成为胰岛素原,进入高尔基体的胰岛素原经酶乙切割去除中间片段C后,产生A、B两条肽链,再经酶丙作用生成由51个氨基酸残基组成的胰岛素。
目前,利用基因工程技术可大量生产胰岛素。
(1)人体内合成前胰岛素原的细胞是_____,合成胰高血糖素的细胞是_____。
(2)可根据胰岛素原的氨基酸序列,设计并合成编码胰岛素原的_____序列,用该序列与质粒表达载体构建胰岛素原基因重组表达载体。
再经过细菌转化、筛选及鉴定,即可建立能稳定合成_____的基因工程菌。
(3)用胰岛素原抗体检测该工程菌的培养物时,培养液无抗原抗体反应,菌体有抗原抗体反应,则用该工程菌进行工业发酵时,应从_____中分离、纯化胰岛素原。
胰岛素原经酶处理便可转变为胰岛素。
(1)胰岛B细胞胰岛A细胞
(2)DNA序列胰岛素原(3)菌体
(1)由题意可知,前胰岛素原在细胞内经加工后成为胰岛素,人体合成胰岛素的细胞是胰岛B细胞,所以合成前胰岛素原的细胞也是胰岛B细胞;
合成胰高血糖素的细胞是胰岛A细胞。
(2)根据胰岛素原的氨基酸序列,可设计并合成编码胰岛素原的DNA序列(即目的基因);
用该序列与质粒表达载体构建胰岛素原基因重组表达载体,再经过细菌转化、筛选及鉴定,即可建立能稳定合成人胰岛素原的基因工程菌。
(3)根据题意,培养液无抗原抗体反应,菌体有抗原抗体反应,所以用该工程菌进行工业发酵时,应从菌体中分离、纯化胰岛素原,经酶处理便可转变为胰岛素。
(2015安徽卷,31Ⅱ,9分)
Ⅱ(9分)科研人员采用转基因体细胞克隆技术获得转基因绵羊,以便通过乳腺生物反应器生产人凝血因子IX医用蛋白,其技术路线如图。
(1)由过程①获得的A为_____________________。
(2)在核移植之前,必须先去掉受体卵母细胞的核,目的是_______________________。
受体应选用___________期卵母细胞。
(3)进行胚胎移植时,代孕母羊对移入子宫的重组胚胎基本上不发生______________,这为重组胚胎在代孕母羊体内的存活提供了可能。
(4)采用胎儿成纤维细胞进行转基因体细胞克隆,理论上可获得无限个转基因绵羊,这是因为__________________________________________________。
31Ⅱ、[答案]
(1)含目的基因的表达载体。
(2)保证核遗传物质来自含目的基因的成纤维细胞MⅡ
(3)免疫排斥反应(4)整合有目的基因的成纤维细胞可进行传代培养
[解析]
(1)根据题意可知,要将人凝血因子IX基因导入绵羊胎儿成纤维细胞,必须构建基因表达载体,所以由过程①获得的A为基因表达载体。
(2)为保证核遗传物质来自含目的基因的成纤维细胞,在核移植之前,必须先去掉受体卵母细胞的核。
受体应选用减数第二次分裂中(MⅡ中)期卵母细胞。
(3)进行胚胎移植时,代孕母羊对移入子宫的重组胚胎基本上不发生免疫排斥反应,这为重组胚胎在代孕母羊体内的存活提供了可能。
(4)采用胎儿成纤维细胞进行转基因体细胞克隆,理论上可获得无限个转基因绵羊,这是因为整合有目的基因的成纤维细胞可进行传代培养。
(2015年天津,8)纤维素分子不能进入酵母细胞,为了使酵母菌能够利用环境中的纤维素为原料生产酒精,构建了含3种不同基因片段的重组质粒,下面是酵母菌转化及纤维素酶在工程菌内合成与运输的示意图。
据图回答:
(1)本研究构建重组质粒时看选用四种限制酶,其识别序列如下图,为防止酶切片段的自身环接,可选用的限制酶组合是______或________
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