(11分,除特殊标识外,每空2分)利用纤维素解决能源问题的关键,是高性能纤维素酶的获取。请完善实验方案,并回答相关问题。
【实验目的】比较三种微生物所产生的纤维素酶的活性。
【实验原理】纤维素酶催化纤维素分解为葡萄糖,用葡萄糖的
生速率表示酶活性大小;用呈色反应表示葡萄糖的生成量。
【实验材料】三种微生物(A~C)培养物的纤维素酶提取液,提
取液中酶蛋白浓度相同。
【实验步骤】:
(1)取四支试管,分别编号1-4。
(2)在下表各列的一个适当位置,填写相应试剂的体积量,并按表内要求完成相关操作。(4分,每1格1分)
![]() |
管号 试剂(ML) |
1 |
2 |
3 |
4 |
蒸馏水 |
1.4 |
1.4 |
1.4 |
|
PH7.5的缓冲液 |
|
0.2 |
0.2 |
0.2 |
纤维素悬浮液 |
0.3 |
0.3 |
|
0.3 |
微生物A提取液 |
0.1 |
|
|
|
微生物B提取液 |
|
|
|
|
微生物C提取液 |
|
|
0.1 |
|
总体积 |
2.0 |
2.0 |
2.0 |
2.0 |
(3)将上述四支试管放入37℃的水浴,保温1小时。
(4)在上述四支试管中分别加入 试剂,摇匀后,进行
处理。
(5)观察比较实验组的三支试管与对照组试管的颜色及其深浅。
【实验结果】:
|
微生物A提取物 |
微生物B提取物 |
微生物C提取物 |
颜色深浅程度 |
+ |
+++ |
++ |
【分析讨论】:(1)该实验中的对照组是 号试管。
(2)实验组试管均呈现的颜色是 ,但深浅不同。
(3)上述结果表明:不同来源的纤维素酶,虽然酶蛋白浓度相同,
但活性不同。若不考虑酶的最适pH和最适温度的差异,其可能原因
是
。
(4)从解决能源问题的角度,开发有应用开发价值的纤维素酶的意义在于
随着环境污染的加剧和石油危机出现,越来越多的国家使用乙醇作为代替燃料。生产中玉米和麦草的秸秆可以用来生产燃料乙醇,已知秸秆的主要成分是纤维素,回答以下问题。
(1)人们首先利用纤维素分解菌将纤维素分解,纤维素分解菌多分布在的土壤中,该微生物产生的纤维素酶是一种复合酶,一般包括三种成分,、和。前两种酶能使纤维素分解成纤维二糖,第三种酶将纤维二糖分解成葡萄糖。
(2)经过梯度稀释后,要将样品均匀涂布在用于鉴别纤维素分解菌的培养基上,在该培养基中需要加入的特殊染料是,形成菌落后可根据菌落周围是否产生来筛选纤维素分解菌。当利用涂布器涂布平板之后需要对涂布器进行处理。(“消毒”或“灭菌”)
(3)不同微生物的生存环境不同,获得理想微生物的第一步是从适合的环境采集菌样,然后再按一定的方法分离、纯化。培养噬盐菌的菌样应从 环境采集。
(4)下表所示为某微生物培养基的配方
成分 |
含量 |
成分 |
含量 |
NaNO3 |
3 g |
FeSO4 |
0.01 g |
K2HPO4 |
1 g |
(CH2O) |
30 g |
琼脂 |
15 g |
H2O |
1 000 ml |
MgSO4·7H2O |
0.5 |
青霉素 |
0.1万单位 |
依用途划分,该培养基属于培养基。该培养基中的碳源是。若用该培养基培养纤维素分解菌,应除去的物质是,应加入的物质是。不论何种培养基,在各成分溶化后分装前,要进行的是,接种前要进行的是。
在人类文明史中,酵母菌是最早被应用的微生物,可在缺氧环境下生存。目前已知有1000多种酵母菌。根据所学知识,回答以下问题。
Ⅰ 家庭酿造米酒的具体操作过程如下:先将糯米加热煮熟,待冷却至30℃,加少许的水和一定量的“酒药”(酵母菌菌种),与糯米混合后置于一瓷坛内(其他容器也可)。在糯米中央挖一小洞,加盖后置于适宜地方保温(28℃),30小时左右即可。
(1)将糯米加热煮熟的目的是______________________________。
(2)要冷却至30℃后才能加入“酒药”的原因是____________________________。
(3)在糯米中央挖一小洞的原因是___________________________。
(4)瓷坛并未完全密封,坛内无氧发酵的环境如何形成?_____。
(5)现有一瓶酵母菌的葡萄糖液,通入不同浓度的氧气时,其产生的酒精和CO2的量如图所示。假定两种呼吸作用产生CO2的速率相同,在氧浓度为a时发生的情况是()
A.100%酵母菌进行发酵 | B.30%的酵母菌进行发酵 |
C.60%的酵母菌进行发酵 | D.酵母菌停止发酵 |
Ⅱ 右图是某同学利用葡萄酿制葡萄酒和果醋的实验装置示意图。该同学设计的实验流程如下:采摘新鲜葡萄→冲洗葡萄,去除梗枝→发酵瓶消毒,葡萄榨汁、过滤→葡萄汁装入发酵瓶→发酵酿造葡萄酒→发酵酿造果醋。请结合实验装置示意图和实验流程回答下面的问题:
(1)该同学把葡萄汁装入发酵瓶后没有向发酵瓶接种酵母菌,但是他仍然通过发酵获得了葡萄酒。为什么?。
(2)该同学所设计的实验装置中排气口通过一个长而弯曲的胶管与瓶身相连的作用是。
(3)使用该装置制酒时,应该充气口;制醋时,应将充气口。(每空1分)
右图表示哺乳动物(或人体)激素分泌的调节过程,图中腺体代表甲状腺,①至⑤表示五个过程。据图回答:
(1)人突然进入寒冷环境后,首先加强的是过程 (填序号),过程③分泌的激素使组织细胞_______________________。同时皮肤血管收缩,以减少机体散热,维持体温恒定。
(2)当过程③分泌的激素在血液中的含量低于一定值时,过程加强(填序号),这种调节作用在生理学上叫做_____。
(3)人体长期缺碘将会导致甲状腺增生(俗称大脖子病),这是因为缺碘会造成分泌不足,导致过程(填序号)加强所致。
(4)垂体还能分泌与甲状腺激素有协同作用的激素,促进人体正常的生长发育。
图甲是某生物细胞亚显微结构示意图,图乙为此细胞相关生理过程示意图,图丙为能够分泌抗体的细胞。请据图回答:
(1)若图甲是植物根尖分生区细胞,则图中不该有的细胞器是____(用图中数字表示)。图甲中属于生物膜系统且在细胞中分布最广泛的是[ ]_________。甲细胞是中学实验室条件下观察线粒体的理想实验材料吗?______,原因是_______________________________。
(2)丙图为_______细胞,想观察⑤结构,常用(染色剂名称)染色。丙图细胞在合成抗体的过程中产生了H2O,H2O中的H来自于氨基酸的(基团)。抗体的合成和分泌过程与_________________结构有关(用图中数字表示)。若丙图细胞发生癌变,癌变后的细胞容易分散和转移,这主要是由于结构①表面的减少。
(3)如果用某种药物处理图丙所示的细胞,发现对K+的吸收速率大大降低,而对其它离子的吸收速率没有影响,说明这种药物的作用原理是______
A.削弱细胞吸收O2的能力 | B.抑制或破坏了细胞膜上K+的载体 |
C.抑制了细胞内呼吸酶的活性 | D.降低细胞中ATP的合成速率 |
(4)在较强光照条件下,图乙中B产生的CO2主要去向是图中的途径_____(用图中字母表示)。当图乙中d过程发生而e过程不发生时,该细胞处于____________________生理状态。
(5)在A和B中都会产生[H],但其产生的场所和功能是不同的。在A中产生[H]的场所是________,[H]的功能是_______________;在B中产生[H]的场所是______,[H]的功能是____________。
下图为物质出入细胞膜的示意图,请据图回答:(第1小题每空1分,其余每空2分)
(1)A代表分子;B代表;D代表。
(2)细胞膜从功能上来说,它是一层 ___________膜。
(3)可能代表氧气转运过程的是图中编号;碘进入人体甲状腺滤泡上皮细胞的过程是图中编号。