【题目】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,用葡萄糖的产生速率表示酶活性大小;用显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。
(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。
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)实验组试管均显现的颜色是____________,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)你认为上述三种微生物中,最具有应用开发价值的是__________________________。
(5)从解决能源问题的角度,开发这种纤维素酶的意义在于________________________。
【答案】
1 | 2 | 3 | 4 | |
蒸馏水 | 1.5 | |||
pH7.5的缓冲液 | 0.2 | |||
纤维素悬浮液 | 0.3 | |||
微生物A提取液 | ||||
微生物B提取液 | 0.1 | |||
微生物C提取液 | ||||
总体积 |
斐林 水浴加热 4 砖红色 不同酶的氨基酸序列不同(不同酶的空间结构不同) 微生物B 葡萄糖可用作制取酒精的原料;用纤维素代替化石燃料
【解析】
1、温度、pH可影响酶的活性,在最适温度(pH)下,酶的活性最高;当温度(pH)低于最适温度(pH)时,酶的活性随温度(pH)的升高而增强;当温度(pH)高于最适温度(pH)时,酶的活性随温度(pH)的升高而减弱。
2、实验设计时要注意对照原则和单一变量原则,要注意无关变量应该相同且适宜。
[实验步骤]:
(2)根据实验目的是比较三种微生物所产生的纤维素酶的活性,因此单一变量是微生物的种类不同,而其他无关变量应该相同且适宜。所以表格中pH7.5的缓冲液各试管均应为0.2mL,各试管内纤维素悬浮液均为0.3mL,2号试管应添加微生物B提取液0.1 mL。
(4)由于纤维素酶催化纤维素分解为葡萄糖,可用葡萄糖的产生速率表示酶活性大小,所以可在上述四支试管中分别加入斐林试剂,摇匀后,进行水浴加热处理,以检测各试管中葡萄糖的生成量。
[分析讨论]:
(1)1号、2号、3号试管中分别为三种不同微生物的提取液,4号试管是空白对照。
(2)斐林试剂与葡萄糖在水浴加热的条件下出现砖红色沉淀,所以实验组试管均显现的颜色是砖红色,但深浅不同。
(3)不同酶的氨基酸序列不同(不同酶的空间结构不同),所以不同来源的纤维素酶,虽然酶蛋白浓度相同,但活性不同。
(4)微生物B的提取液与斐林试剂反应后的颜色最深,说明微生物B中的纤维素酶活力最强,产生的葡萄糖最多。因此微生物B最具有应用开发价值。
(5)从解决能源问题的角度,开发这种纤维素酶的意义在于葡萄糖可用作制取酒精的原料;用纤维素代替化石燃料。
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【题目】如图表示人体内细胞呼吸的过程,下列叙述正确的是( )
A.②过程既有水参与,又有水产生
B.①③过程将导致细胞内[H]的积累
C.①②③过程中都需要酶参与,都有大量能量释放
D.人在剧烈运动时由于供氧不足细胞进行无氧呼吸,故产生的CO2主要来自无氧呼吸
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【题目】为了增加菊花花色类型,研究者从其他植物中克隆出花色基因C(图1),拟将其与质粒(图 2)重组,再借助农杆菌导入菊花中。
下列操作与实验目的不符的是
A. 用限制性核酸内切酶EcoRI和连接酶构建重组质粒
B. 用含C基因的农杆菌侵染菊花愈伤组织,将C基因导入细胞
C. 在培养基中添加卡那霉素,筛选被转化的菊花细胞
D. 用分子杂交方法检测C基因是否整合到菊花染色体上
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【题目】如图为某同学在25℃的环境中探究过氧化氢在不同条件下的分解情况,下列相关叙述正确的是( )
A.若该4组实验在60℃的环境中进行,则4组气泡的产生速率均增加
B.若要得出酶具有高效性的结论,只能甲组与丙组进行比较
C.丙组与丁组比较,可得出氯化铁能为过氧化氢分解供能的结论
D.无机催化剂与酶的作用机理相似,但前者不具有专一性
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【题目】如图中甲、乙、丙依次表示果酒、果醋和腐乳的制作,①、②、③、④表示它们制作的相同之处,下列相关叙述错误的是( )
A. ①表示两者制作时所用的主要菌种都是单细胞生物
B. ②表示两者制作时所用的主要菌种都属于真核生物
C. ③表示两者制作过程都需要有氧环境
D. ④表示三者制作过程的温度相同
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【题目】图1是某植物叶肉细胞中光合作用和呼吸作用的物质变化示意简图,其中①~⑤为生理过程,a~h为物质名称,图2植物光合作用与光照强度的关系.请据图回答:
(1)图2中A点时叶肉细胞内产生ATP的细胞器是______。
(2)图1中过程②④发生的场所分别是______,②过程可为①提供______,物质d的结构简式是______,写出③④⑤表示的生理过程的总反应式______。
(3)若将该植物从光照条件下突然移到黑暗处,则在短时间内物质f的含量将___。
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【题目】判定从植物体榨出的白色液体是否含有脂肪、酵母菌酒精发酵是否彻底、提取的DNA是否被DNA酶污染、酪蛋白是否充分水解成氨基酸,依次选择的试剂是
①苏丹III染液 ②③斐林试剂
④双缩脲试剂 ⑤二苯胺
A.①③⑤④B.①②⑤⑤
C.①②④⑤D.①③④⑤
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【题目】为了践行“绿水青山就是金山银山的生态理念,很多城市利用人工湿地,构建了藻菌共生污水净化系统,对生活和工业污水进行净化处理。回答下列问题:
(1)人工湿地中的芦苇属于挺水植物,绿藻属于浮游植物,黑藻属于沉水植物,这些植物的分布体现了群落的______________结构,显著提高了_________________________________。
(2)若该人工湿地生态系统中沼虾仅以浮游藻类为食。科研人员对沼虾的能量流动情况进行分析,结果如下表所示。据表分析,沼虾用于生长发育和繁殖的能量是______________kJ/(cm2·a),从藻类到沼虾的能量传递效率为_______________。
浮游藻类同化的能量 | 沼虾摄入藻类的能量 | 沼虾粪便中的能量 | 沼虾用于生长发育和繁殖的能量 | 沼虾呼吸作用散失的能量 |
150 kJ/(cm2·a) | 48 kJ(cm2·a) | 25.5 kJ/(cm2·a) | ? | 21 kJ/(cm2·a) |
(3)研究人员实地调查后发现该群落正在发生次生演替你认为他们的判断依据可能是________。
(4)虽然人工湿地对城市生态的调节起着重要的作用,但不能仅仅依靠人工湿地对污水进行净化,还应该加强对污染源的控制,理由是_______________。
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【题目】下图为植物光合作用同化物蔗糖在不同细胞间运输、转化过程的示意图。下列相关叙述正确的是( )
A.单糖逆浓度梯度转运至薄壁细胞
B.ATP生成抑制剂会直接抑制图中蔗糖的运输
C.蔗糖的水解有利于蔗糖顺浓度梯度运输
D.蔗瑭可通过单糖转运载体转运至薄壁细胞
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