回答基因工程中的有关问题：
Ⅰ．限制酶是基因工程中的重要工具酶，下表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点，图甲、图乙中箭头表示相关限制酶的酶切位点。请回答下列问题：
（1）一个图甲所示的质粒分子经Sma Ⅰ切割前后，分别含有 个和_______个游离的磷酸基团？
（2）若对图中质粒进行改造，插入的SmaⅠ酶切位点越多，质粒的热稳定性越 。
（3）与只使用EcoR I相比较，使用BamH Ⅰ和Hind Ⅲ两种限制酶同时处理质粒、外源DNA的优点在于可以防止 。
Ⅱ．原核生物（如大肠杆菌）是基因工程中较理想的受体细胞，它们具有一些其他生物没有的特点：①繁殖快②多为单细胞③______________等优点．大肠杆菌细胞最常用的转化方法是：首先用_________处理细胞，使之成为____________细胞，然后完成转化．
Ⅲ．植物基因工程中将目的基因导入受体细胞最常用的方法是__________,且一般将目的基因插入Ｔi质粒的____________中形成重组Ｔi质粒，这样可将目的基因整合到受体细胞的染色体上，科学家发现：这样得到的转基因植株，其目的基因的传递符合孟德尔遗传规律，则该转基因植株一般为___________子。若要避免基因污染，一般需将目的基因导入植物细胞的__________DNA中。
如图1表示制备固定化酵母细胞的有关操作,图2是利用固定化酵母细胞进行酒精发酵的示意图。请回答下列问题:
(1)图1中X溶液为,其作用是使。
(2)图1中制备的凝胶珠用洗涤后再转移到图2装置中。图2发酵过程中搅拌的目的是为了使
。
(3)在用海藻酸钠包埋酵母菌形成凝胶珠的过程中,加热溶解海藻酸钠时需注意用加热,然后将溶化好的海藻酸钠溶液后,加入酵母菌充分搅拌混合均匀。
(4)研究发现,固定化强度强的酵母颗粒发酵效果好,且稳定性高、使用寿命长。某机构利用上述装置,将2%、2.5%、3%的海藻酸钠分别利用2%、3%、4%的X溶液进行凝胶化处理,所得到的固定化酵母颗粒的强度及在28 ℃下发酵48 h后的酒精产量见下表:
| 海藻酸钠(%) |
2 |
2.5 |
3 |
2 |
2.5 |
3 |
2 |
2.5 |
3 |
| X溶液(%) |
2 |
2 |
2 |
3 |
3 |
3 |
4 |
4 |
4 |
| 固定化强度 (g/30个) |
930 |
950 |
990 |
1 030 |
1 100 |
1 140 |
1 170 |
1 170 |
1 160 |
| 酒精量(%) |
6.7 |
6.5 |
6.5 |
6.7 |
6.4 |
6.2 |
6.7 |
6.4 |
6.3 |
可以看出,随着X溶液浓度的增加,增加;凝胶固定化效果较好的海藻酸钠与X溶液浓度分别是。
如图为固定化酶的反应柱示意图,其中①为反应柱,②为固定化酶,③为分布着小孔的筛板,
请据图回答:
(1)关于固定化酶中用到的反应柱,理解正确的是( )
| A．反应物和酶均可自由通过反应柱 |
| B．反应物和酶均不能通过反应柱 |
| C．反应物能通过,酶不能通过 |
| D．反应物不能通过,酶能通过 |
(2)与一般酶制剂相比,固定化酶的突出优点是,固定化细胞的优点是。
(3)③的作用是。
(4)制作固定化葡萄糖异构酶所用的方法有(至少两种)。
生物柴油是一种可再生的清洁能源,其应用在一定程度上能够减缓人类对化石燃料的消耗,科学家发现,在微生物M产生的脂肪酶作用下,植物油与甲醇反应能够合成生物柴油(如下图)。
(1)用于生产生物柴油的植物油不易发挥,宜选用、方法从油料作物中提取。
(2)筛选产脂肪酶的微生物M时,选择培养基中添加的植物油为微生物生长提供,培养基灭菌采用的最适方法是法。
(3)测定培养液中微生物数量,可选用法直接计数;从微生物M分离提取的脂肪酶通常需要检测,以确定其应用价值;为降低生物柴油生产成本,可利用技术使脂肪酶能够重复使用。
(4)若需克隆脂肪酶基因,可利用耐热DNA聚合酶催化的技术。
点睛:本题以生物柴油的制作过程为材料,主要考查植物有效成分的提取、微生物的培养、酶的固定化技术,考查学生获取信息能力和综合应用能力。
回答下列关于微生物和酶的问题。
环境污染物多聚联苯难以降解,研究发现联苯降解菌内的联苯水解酶是催化多聚联苯降解的关键酶。
(1)下列培养基中能有效分离联苯降解菌的是,原因是。
A.培养基(g/L):某生长因子2.0,(NH4)2SO4 2.0,K2HPO4 3.0,MgSO4 1.0,pH 7.4,多聚联苯50 mL
B.培养基(g/L):牛肉膏10.0,蛋白胨20.0,葡萄糖20.0,NaCl 5.0,pH 7.4
C.培养基(g/L):某生长因子2.0,淀粉20.0,NH4NO3 2.5,MgCl2 0.5,K2HPO4 3.0,多聚联苯50 mL,pH 7.4
进一步研究发现,不同的金属离子对联苯水解酶的活性有一定影响,结果见下表:
| 金属离子(mmol/L) |
联苯水解酶相对活性(%) |
| 对照组 |
100 |
| Mn2+ |
123 |
| Co2+ |
79 |
| Mg2+ |
74 |
(2)①依据表中结果,金属离子对该酶的活性有一定的促进作用。金属离子对酶的活性有促进或抑制作用。可能的原因是。
②通过酶工程可将联苯水解酶用于生产实践。酶工程通常包括酶的生产、、酶的固定化和酶的应用等方面。酶固定化的好处是。
③下图实线表示联苯水解酶催化的反应速率与酶浓度的关系,虚线表示在其他条件不变的情况下,底物浓度增加一倍,反应速率与酶浓度的关系,能正确表示两者关系的是。
④红球菌和假单孢菌都能降解多聚联苯,但研究发现以每克菌体计算,两种菌降解多聚联苯的能力有所不同,对此现象合理的假设是或。
点睛:本题综合考查有关微生物的培养和酶的固定和影响因素,考查学生获取信息能力、理解能力和综合应用能力。
苹果醋是指以苹果汁为原料经发酵变成苹果原醋,再兑以苹果汁等原料而制成的饮品。苹果醋既有淡淡的醋味,又有果汁的香甜,喝起来非常爽口。苹果醋还能保健养生、缓解疲劳、美容养颜,是目前大众非常喜爱的饮品。下图是苹果醋的制作简图,据图回答相关问题。
鲜苹果汁
高纯度苹果酒
苹果原醋+苹果汁等原料
苹果醋
(1)在图中苹果汁的生产中,为了提高出汁率需要使用酶。
(2)过程①中使用的微生物是,该微生物的代谢类型是。为了提高该微生物的利用率,最好用法对其进行固定。若要检测是否产生了苹果酒,可用试剂进行检测。
(3)过程②中使用的微生物是,该微生物的代谢类型是。该微生物可以从食醋中分离、纯化获得,方法如下:
第一步:配制培养基。该培养基必须含有微生物生长所需的基本营养成分,如等。
第二步:灭菌。对培养基用法进行灭菌。
第三步:接种。微生物常用的接种方法有和。
第四步:培养。温度控制在。
第五步:挑选符合要求的菌落。