Question

利用理化方法處理兩種不同的細菌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)欲通過細胞工程技術進一步獲得雙高產(chǎn)優(yōu)良新菌種，并檢測有關酶對溫度變化的敏感性．請分析回答：
（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，則可運用細胞工程中的

 

技術將其集中于一個單株，這不僅能突破物種之間的

 

，還能定向、有效地按照人們的設計培育出理想的菌株．
②圖2中a過程能獲得細菌的原生質(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胞．如果細菌A、B分別只對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

 

的菌落進行擴大培養(yǎng)，并進行酶活力實驗．
（2）測定溫度對蛋白酶活力穩(wěn)定性的影響．下表是某人設計的相關步驟．

試管號	蛋白酶 溶液/ml	pH5.6 緩沖液/ml	處理酶緩沖 液15min	1% 蛋清/ml	反應溫度（5min）	冷卻后加 班氏試劑/ml	結果 （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請改正表格中的某些實驗步驟，以說明溫度對蛋白酶活力穩(wěn)定性的影響：

 

．
②如果改正步驟后3號管的實驗結果是

 

，則說明蛋白酶對100℃高溫不敏感．
（3）有關蛋白酶的應用．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．結果如圖2．
①與將酶溶液直接加入反應液相比，酶的固定化技術具有

 

等優(yōu)越性．
②從對溫度變化的適應性和溫度適應范圍的角度分析，圖13所示結果可以得出的結論：

 

．

Answer 1

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

專題：

分析：閱讀題干信息可知，本實驗運用了細胞融合的技術將兩種菌種的優(yōu)點集中到融合菌種體內(nèi)，這可以打破物種之間的生殖隔離，實現(xiàn)遠緣雜交不親和的障礙．
在測定溫度對蛋白酶活力穩(wěn)定性的影響的實驗中，實驗應遵循單一變量原則，即不同溫度，其它無關變量包括：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菌，使細菌發(fā)生基因突變．細胞融合技術可以將兩種細胞的遺傳特性集中，因此可利用該技術將兩種細菌融合，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計培育出理想的菌株．
②由于一種細菌只具有一種抗藥性，而融合形成的新菌種就會同時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行擴大培養(yǎng)，并進行酶活力實驗．
（2）①班氏試劑需要水浴加熱，而實驗的自變量就是溫度，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色．
（3）①與將酶溶液直接加入反應液相比，酶的固定化技術具有能夠回收和再利用；連續(xù)進行反應，提高催化效率；提高產(chǎn)物純度等優(yōu)越性．
②從對溫度變化的適應性和溫度適應范圍的角度分析，圖2所示結果可以得出：固定化蛋白酶比游離蛋白酶對溫度變化的適應性更強且溫度適應范圍更廣．
故答案為：
（1）①基因突變    細胞融合    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)藍色（或填寫“原來的顏色”）
（3）①能夠回收和再利用；連續(xù)進行反應，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溫度變化的適應性更強且溫度適應范圍更廣

點評：本題考查了細胞融合、探究影響酶活性的因素以及固定化酶等相關知識，意在考查考生分析曲線圖表的能力、識記能力和實驗設計修訂的能力，難度適中．