谷氨酸脱羧酶是一种催化谷氨酸脱羧为γ-氨基丁酸并释放CO2的酶,主要存在于哺乳动物脑灰质中。已知1 mol谷氨酸分解,能产生1mol r-氨基丁酸和1 mol CO2。某科研小组从小鼠的脑中得到该酶后,在谷氨酸起始浓度为10mmol/L、最适温度、最适pH值的条件下,对该酶的催化反应过程进行研究,结果见下图甲、乙。
甲 产物CO2浓度随时间变化曲线图 乙 酶催化反应速率随酶浓度变化曲线
(注:酶浓度固定) (注:反应物浓度过量)
请根据以上实验结果,回答下列问题:
(1)在图甲中画出反应过程中谷氨酸浓度随时间变化的曲线(请用“1”标注)。
(2)当一开始时,将混合物中谷氨酸脱羧酶的浓度增加50%或降低反应温度10℃,请在图甲中分别画出相应条件下CO2浓度随时间变化的曲线(请用“2”标注酶浓度增加后的变化曲线,用"3”标注温度降低后的变化曲线),并分别说明原因。
(3)重金属离子能与谷氨酸脱羧酶按比例牢固结合,不可解离,迅速使酶失活。在反应物浓度过量的条件下,向反应混合物中加入一定量的重金属离子后,请在图乙中画出酶催化反应速率随酶浓度变化的曲线(请用“4”标注),并说明其原因。
图一表示发生在高等植物叶肉细胞内的A、B两项生理作用及相互关系的图解,其中①~⑥代表物质,abcdefgh表示生理过程,I~Ⅲ代表B生理作用的反应阶段。图二表示该叶片CO2吸收量随光照强度的变化曲线,请据图分析回答:
⑴若①是NADPH,③是。
⑵在图二丙状态时,可以发生图一abcdefgh中的。图二中乙~丙时,限制光合作用的主要因素是。
⑶写出该植物体细胞中可能存在的形成CO2的生理作用名称。
⑷图一中⑤和⑥代表的物质依次是。
⑸图三表示绿色植物鸭茅(属禾本科鸭茅属多年生草本植物,幼叶成折叠状)相对光合速率(%)与叶龄的关系:
①B点表示 。
②CD段相对光合速率明显下降的原因是 。
③光合产物从叶片中输出的快慢影响叶片的光合速率。若摘除花或果实,叶片光合速率随之降低的原因是 。
⑹将某植物体形态、大小、生理状况相同的绿叶分成四等份,在不同温度下分别暗处理1h,再用适当的相同的光照射1h,测其重量变化(假设在光下和黑暗条件下,细胞呼吸消耗有机物量相同),得到下表的数据。请分析并回答问题:
组别 |
1 |
2 |
3 |
4 |
温度/℃ |
27 |
28 |
29 |
30 |
暗处理后重量变化/mg |
-1 |
-2 |
-3 |
-1 |
光照后与暗处理前重量变化/mg |
+3 |
+3 |
+3 |
+1 |
根据本实验所测数据,该绿叶细胞呼吸速率最高的温度是;27℃时绿叶的净光合速率是mg/h;30℃时真正光合速率为:mg/h。
学校生物实验室有一批存量淀粉酶制剂,因保留时间较长,估计已失去活性。某班生物兴趣小组承担了鉴定任务,请你帮助完成实验设计,并解答有关问题。
(一)实验目的:探究这批存量淀粉酶的活性。
(二)实验原理:淀粉是非还原糖,在淀粉酶作用下能水解成还原糖。还原糖能与斐林试剂发生氧化还原反应,生成砖红色的氧化亚铜沉淀。通过比较该存量淀粉酶和唾液淀粉酶的催化效率,可以鉴定出这批存量淀粉酶的活性。
(三)实验材料和用具:①存量淀粉酶制剂,②大小烧杯若干,③试管若干,④淀粉糊,⑤斐林试剂(A液:0.1g/mL的NaOH溶液,B液:0.05g/mL的CuSO4溶液),⑥碘液,⑦量筒,⑧酒精灯等。
(四)实验步骤:
(1)取唾液:将口漱净,含一块脱脂棉,片刻后取出,将唾液挤入小烧杯中;
(2)取两个烧杯,分别编号为A、B。分别加入适量的淀粉糊。再往A烧杯加入适量唾液、B烧杯中加入。
(3)适当时间后,取两支试管分别编号为A1、A2,各加入A烧杯中的溶液2mL。另取两支试管分别编号为B1、B2,各加入B烧杯中的溶液2mL。
(4)。
(5)。
(五)若试管A1中溶液为褐色,试管A2中出现砖红色沉淀,试管B1、B2中可能出现的实验结果及相应的实验结论(用表格形式表达):
B1 |
B2 |
结论 |
|
第一种可能 |
|||
第二种可能 |
|||
第三种可能 |
(六)实验指导老师在阅读了同学们的实验报告后,认为存量酶制剂失活的推断可以成立,存量酶制剂有活性的推断存在瑕疵,你认为老师的理由是:。
如图是利用奶牛乳汁生产人类血清白蛋白的图解,据图同答下列问题:
(1)在②进入③之前要用、、等工具来构建基因表达载体。
(2)图中①一般经处理可以得到③。作为受体未受精的卵细胞需要在体外培养到期去核。
(3)把⑤送入⑥的最佳时期是。⑥在接受胚胎之前须用处理.以便为胚胎发育提供相同的生理环境。
(4)采用法可检测⑦的乳汁中是否产生了人类血清白蛋白,要实现⑦批量生产血清白蛋白,则要求③的性染色体是。
DNA和蛋白质是两种重要的生物大分子物质,它们在生物体的生命活动中发挥着重要的作用。请根据所学知识回答下列有关问题:
(1)关于DNA粗提取:
①DNA的粗提取过程中,需要去除DNA滤液中的杂质。可选择溶液使DNA充分溶
解,使杂质沉淀。
②将以上处理过后的滤液过滤,加入与滤液体积相等的、冷却的溶液,静置2-3分钟,溶液中就会出现,这就是粗提取的DNA。鉴定DNA时,可用试剂,需用沸水浴加热5分钟,观察溶液是否会变为蓝色。
③若提取到的DNA含量过低,还可采用PCR技术进行扩增,PCR技术中用到的一种重要的酶是。
(2)红细胞含有大量血红蛋白,常用猪、牛、羊或其他脊椎动物的血液进行提取和分离血红蛋白。
①血红蛋白的提取和分离一般可分四步:样品处理、、和纯度鉴定。
②实验前取新鲜的血液.取血后一般要在采血容器中预先加入柠檬酸钠,加入柠檬酸钠的目的是。
③通过凝胶色谱法将样品进一步纯化,该方法的原理是相对分子质量较小的蛋白质扩散进入凝胶内部的通道,通过凝胶柱的路程,移动速度;相对分子质量较大的蛋白质无法进入凝胶内部的通道,只能在凝胶外移动,路程和移动速度刚好相反,相对分子质量不同的蛋白质分子因而得以分离。最后经电泳进行纯度鉴定。
下图可表示生物学中一些动态过程问题的研究,请分析作答:
(1)若用此图表示在最适温度和PH值下,某底物浓度对其酶促反应速率的影响,则D点应移动至点,纵坐标代表的量是。若达到B点后仍要提高反应速率,可通过来实现。
(2)若用该图表示环境中CO2浓度对光合作用速率的影响,DB段限制光合作用速率的主要因素为,A点表示。
(3)若此图表示光对光反应速率的影响。B点时,光反应速率不再增大的主要原因是由于叶绿体中类囊体薄膜上的或含量不足造成的。从根本上分析不同种类植物光合作用能力存在差异,主要是由决定的。
(4)若此图表示酵母菌有氧呼吸与耗氧量的关系,那么在酿酒工艺中当呼吸作用增大时,酵母菌种群数量会,原因是。