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。
斐林试剂甲液、斐林试剂乙液
实验步骤:
(1)取四支试管,分别编号。
(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。
试管号 |
1 |
2 |
3 |
4 |
蒸馏水 |
1.4 |
1.4 |
1.4 |
|
pH7.5的缓冲液 |
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0.2 |
0.2 |
0.2 |
纤维素悬浮液 |
0.3 |
0.3 |
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0.3 |
微生物A提取液 |
0.1 |
|
|
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微生物![]() |
|
|
|
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微生物C提取液 |
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0.1 |
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(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
(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:
试管号 |
1 |
2 |
3 |
添加提取液 |
微生物A提取物 |
微生物B提取物 |
微生物C提取物 |
颜色![]() |
+ |
+++ |
++ |
分析讨论:
(1)该实验中的自变量是 ,因变量 ,因变量的呈现方法是 。
(2)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(写出最有可能的两点) , 。
(3)经同学们的分析及对实验个别步骤作出的恰当修改,重新实验,大家都获得了与预期相符合的实验结果。最后,老师又提出一个新问题:“假如该实验时间过长,空气中的CO2溶入样本中的量足以被检测剂检测出,为了提高实验的科学性,排除干扰因素带来的实验误差,你如何解决?”请写出解决措施。 。
回答下列有关基因工程和细胞工程、胚胎工程的问题:
(1)在基因工程的具体操作中,源自不同生物的DNA之所以能够重组的原因是:
▲;相同的基因在不同的生物体内,都能成功表达出相同的产物,其原因是:▲。
(2)在基因工程中,使用标记基因的目的是:▲;基因工程最终获得成功的标志是:▲。
(3)在植物组织培养的再分化过程中,若要将愈伤组织诱导出根,则植物生长调节剂的浓度配比应为:生长素浓度▲细胞分裂素浓度(填“大于”、“小于”或“等于”)。
(4)动物细胞克隆(克隆培养法)要取得成功的最基本要求是▲。为提高克隆形成率,还应该在培养基中加入▲以支持生长。同时,使用CO2培养箱用于▲。
(5)在胚胎工程中,若要获得多个卵细胞,则需对母畜作▲处理,若要出现“不同的母亲产下完全相同的后代”这一现象,则使用的技术为▲。
生物乙醇是以生物为原料生产的可再生能源。我国利用农作物废弃物(秸秆)生产乙醇,其技术流程为:纤维素酶分解→酵母菌发酵→蒸馏→成品。如果向含有纤维素培养基中加入刚果红染液时,刚果红会与纤维素形成红色复合物,而呈现红色,如果纤维素被降解,则培养基表面会形成以纤维素分解菌为中心的透明圈。 请分析回答下列问题:
71、纤维素酶可以从能分解纤维素的细菌培养液中提取。某同学设计了从土壤中分离纤维素分解菌的实验流程:土壤取样→选择培养→梯度稀释→鉴别培养。
①最好选择环境采集土样。
②配置培养基时,各种成分在熔化后分装前必须进行,接种前要进行。在整个微生物的分离和培养中,一定要注意在无菌条件下进行。在制备牛肉膏蛋白胨固体培养基的倒平板操作时,平板冷凝后,应将平板倒过来放置,这样做的目的是。
③以下是两种培养基配方:
A培养基配方:
KH2P04 |
Na2HP04 |
MgS04.7H20 |
纤维素酶 |
葡萄糖 |
尿素 |
琼脂 |
1.4g |
2.1g |
0.2g |
1g |
10.0g |
1.0g |
15.og |
B培养基配方:
KH2P04 |
NaN03 |
Na2HP04.7H20 |
MgS04.7H20 |
KCl |
纤维素粉 |
酵母膏 |
水解酪素 |
0.9g |
lg |
1.2g |
0.5g |
0.5g |
5g |
0.5g |
0.5g |
如果要分离提纯土壤中的纤维素分解菌,应选择(填编号) 培养基配方,从功能看该培养基属于培养基。
④为了鉴别纤维素分解菌和进一步纯化菌种,可以在鉴别培养基中加入刚果红染液,将筛选获得的菌液稀释后用 法接种到鉴别培养基上,然后挑选产生 的菌落作为菌种进行扩大培养。
72、进行工业化酶解时,为了使纤维素酶能反复使用,可以采用酶固定化技术,其具体方法包括如下图所示的三种,则①表示、②表示、③表示载体结合法。
红细胞表面仅含A抗原的为A型血,仅含B抗原的为B型血,同时含A、B抗原的为AB型血,O型血红细胞则不含这两种抗原,但通常含有可以形成A、B抗原的物质H(无H者也被视为O型血。上述抗原的形成由两对基因控制,这两对基因分别位于两对同源染色体上,其中基因H编码的酶能促使前体物质转变为物质H,但它的等位基因h则不能编码这种酶;基因IA编码的酶能促使H转变为A抗原,基因IB编码的酶能促使H转变为B抗原,但它们的等位基因i则不能编码这两种酶。A抗原、B抗原以及与它们的前体物质之间的关系如下图所示。请分析回答下列问题:
65.图中X、Y分别是_______________。
66.基因i变成基因IA或IB的现象在遗传学上称为_______________,该现象发生的本质原因是DNA分子中发生了_______________。
67.表现为B型血的人,其基因型可能是_______________。
68.一个A型血男子与一个O型血女子结婚后生下的一个孩子为AB型血,且已知该夫妇所生孩子的血型只可能是AB型血,则孩子、父、母的基因型依次为_______________、_______________、_______________。该孩子与其基因型相同的配偶结婚,生育AB型、A型、B型、O型血的孩子的概率之比是__________。
69.经过数年研究,已成功实现了B型血向O型血的转变。根据图中信息可推测,将B型血的__________切去,可以实现B型血向O型血的转变。研究发现海南咖啡豆和大豆的α-半乳糖苷酶可以作为改造血型的工具酶。B型血的人常饮咖啡或吃大豆制品,血型会发生改变吗?为什么?_______________。
70.要大量获得α-半乳糖苷酶可以利用_______________生物学技术。
以下列两种基因型的某种植物为亲本,进行杂交实验:
61、进行人工授粉之前,需要在时期对母本用人工方法去除雄蕊。
62、H1、H2、h基因控制该植物叶柄的不同形态,H1、H2之间表现共显性关系,H1、H2都对h为完全显性。它们的杂交子一代中,出现与叶柄形态相关的表现型种类最多可能有
种。
63、控制红色花色的基因分别是A、R、E,控制白色花色的基因分别是a、r、e;各显性基因的表现效果相同,且显性基因的越多,红颜色越深,隐形类型为白色。若杂交子一代自交,则子二代花色的表现型种类是种;基因型为AaEeRr的几率是。
64、基因T、t分别控制该植物果实的圆形性状和椭圆形性状;G、g分别控制该种植物叶缘锯齿尖锐与光滑。若基因T与G(t与g)之间的交换值为20%,子一代自交产生的子二代中,表现型为叶缘尖锐同时果实呈椭圆形的个体的基因型为,这种表现型出现的几率是。