Question

利用理化方法處理兩種不同的細(xì)菌A、B，獲得了能產(chǎn)生蛋白酶但不能產(chǎn)生谷氨酰胺酶的菌種A和不能產(chǎn)生蛋白酶但能產(chǎn)生谷氨酰胺酶的菌種B．現(xiàn)欲通過細(xì)胞工程技術(shù)進(jìn)一步獲得雙高產(chǎn)優(yōu)良新菌種，并檢測有關(guān)酶對(duì)溫度變化的敏感性．請(qǐng)分析回答：
（1）培育具有蛋白酶和谷氨酰胺酶雙高產(chǎn)優(yōu)良新菌種，過程如圖1．

①利用亞硝酸、X射線等理化方法處理細(xì)菌，獲得菌種A、B的原理是

 

．如果要獲得具有蛋白酶和谷氨酰胺酶雙高產(chǎn)優(yōu)良新菌種，則可運(yùn)用細(xì)胞工程中的

 

技術(shù)將其集中于一個(gè)單株，這不僅能突破物種之間的

 

，還能定向、有效地按照人們的設(shè)計(jì)培育出理想的菌株．
②圖2中a過程能獲得細(xì)菌的原生質(zhì)體；b過程表示混合并用促融劑處理，試管中出現(xiàn)了多種不同類型的細(xì)胞．如果細(xì)菌A、B分別只對(duì)抗生素甲或乙具有抗藥性，則篩選用的基本培養(yǎng)基中需要添加的物質(zhì)是

 

．
③圖12中c如果是檢測蛋白酶的產(chǎn)生效果，則應(yīng)將待測菌稀釋涂布在用

 

作為惟一氮源的固體培養(yǎng)基上，倒置培養(yǎng)，觀察菌落周圍出現(xiàn)的透明水解圈的狀況．挑取

 

的菌落進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)，并進(jìn)行酶活力實(shí)驗(yàn)．
（2）測定溫度對(duì)蛋白酶活力穩(wěn)定性的影響．下表是某人設(shè)計(jì)的相關(guān)步驟．

試管號(hào)	蛋白酶 溶液/ml	pH5.6 緩沖液/ml	處理酶緩沖 液15min	1% 蛋清/ml	反應(yīng)溫度（5min）	冷卻后加 班氏試劑/ml	結(jié)果 （顏色變化）
1	1	3	0℃	1	0℃	1
2	1	3	40℃	1	40℃	1
3	1	3	100℃	1	100℃	1

①請(qǐng)改正表格中的某些實(shí)驗(yàn)步驟，以說明溫度對(duì)蛋白酶活力穩(wěn)定性的影響：

 

．
②如果改正步驟后3號(hào)管的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是

 

，則說明蛋白酶對(duì)100℃高溫不敏感．
（3）有關(guān)蛋白酶的應(yīng)用．科研人員用戊二醛作交聯(lián)劑來固定蛋白酶，研究固定化后的酶活力變化．結(jié)果如圖2．
①與將酶溶液直接加入反應(yīng)液相比，酶的固定化技術(shù)具有

 

等優(yōu)越性．
②從對(duì)溫度變化的適應(yīng)性和溫度適應(yīng)范圍的角度分析，圖13所示結(jié)果可以得出的結(jié)論：

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：細(xì)胞融合的方法,探究影響酶活性的因素,誘變育種,培養(yǎng)基對(duì)微生物的選擇作用

專題：

分析：閱讀題干信息可知，本實(shí)驗(yàn)運(yùn)用了細(xì)胞融合的技術(shù)將兩種菌種的優(yōu)點(diǎn)集中到融合菌種體內(nèi)，這可以打破物種之間的生殖隔離，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙．
在測定溫度對(duì)蛋白酶活力穩(wěn)定性的影響的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)應(yīng)遵循單一變量原則，即不同溫度，其它無關(guān)變量包括：蛋白酶溶液量、蛋白質(zhì)的量、PH等要保持相同且適宜．同樣鑒定試劑也要選用適宜，班氏試劑需要水浴加熱，這樣就改變了自變量，因此需要修改．

解答： 解：（1）①細(xì)菌屬于原核生物，原核生物只能發(fā)生基因突變一種方式的變異，因此可以利用亞硝酸、X射線等理化方法處理細(xì)菌，使細(xì)菌發(fā)生基因突變．細(xì)胞融合技術(shù)可以將兩種細(xì)胞的遺傳特性集中，因此可利用該技術(shù)將兩種細(xì)菌融合，獲得具有蛋白酶和谷氨酰胺酶雙高產(chǎn)優(yōu)良新菌種，這不僅能突破物種之間的生殖隔離，還能定向、有效地按照人們的設(shè)計(jì)培育出理想的菌株．
②由于一種細(xì)菌只具有一種抗藥性，而融合形成的新菌種就會(huì)同時(shí)具有抗生素甲和乙的抗藥性，因此篩選用的基本培養(yǎng)基中需要添加抗生素甲、乙．
③根據(jù)酶的專一性，蛋白酶能夠水解蛋白質(zhì)，因此c如果是檢測蛋白酶的產(chǎn)生效果，則應(yīng)將待測菌稀釋涂布在用蛋白質(zhì)作為惟一氮源的固體培養(yǎng)基上，倒置培養(yǎng)，觀察菌落周圍出現(xiàn)的透明水解圈的狀況．挑取透明圈大的菌落進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)，并進(jìn)行酶活力實(shí)驗(yàn)．
（2）①班氏試劑需要水浴加熱，而實(shí)驗(yàn)的自變量就是溫度，因此使用班氏試劑不適宜，可改用雙縮脲試劑，通過觀察紫色的程度判斷蛋白質(zhì)分解的量．
②題中提出“說明蛋白酶對(duì)100℃高溫不敏感”，即在100℃條件下蛋白質(zhì)也被蛋白酶水解，因此試管中加入雙縮脲試劑后，沒有顏色變化或呈藍(lán)色．
（3）①與將酶溶液直接加入反應(yīng)液相比，酶的固定化技術(shù)具有能夠回收和再利用；連續(xù)進(jìn)行反應(yīng)，提高催化效率；提高產(chǎn)物純度等優(yōu)越性．
②從對(duì)溫度變化的適應(yīng)性和溫度適應(yīng)范圍的角度分析，圖2所示結(jié)果可以得出：固定化蛋白酶比游離蛋白酶對(duì)溫度變化的適應(yīng)性更強(qiáng)且溫度適應(yīng)范圍更廣．
故答案為：
（1）①基因突變    細(xì)胞融合    生殖隔離
②抗生素甲、乙
③蛋白質(zhì)    透明圈大
（2）①將班氏試劑改為雙縮脲試劑
②呈現(xiàn)藍(lán)色（或填寫“原來的顏色”）
（3）①能夠回收和再利用；連續(xù)進(jìn)行反應(yīng)，提高催化效率；提高產(chǎn)物純度（說明：只要寫出其中兩種即可）
②固定化蛋白酶比游離蛋白酶對(duì)溫度變化的適應(yīng)性更強(qiáng)且溫度適應(yīng)范圍更廣

點(diǎn)評(píng)：本題考查了細(xì)胞融合、探究影響酶活性的因素以及固定化酶等相關(guān)知識(shí)，意在考查考生分析曲線圖表的能力、識(shí)記能力和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)修訂的能力，難度適中．