为了实现燃料供应来源多样化,发展长期替代化石燃料的产品如燃料酒精、生物柴油、沼气等已经列入我国未来10年的发展计划。
广东省是我国甘蔗主产区之一。甘蔗是一种高光效的C4植物,单位面积产量很高,种植面积日益扩大,目前已成为南方地区燃料酒精生产的重要原料。利用甘蔗生产燃料酒精的一般工艺流程为:甘蔗→榨汁(蔗糖)→酵母发酵→蒸馏→成品(燃料酒精)。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)简述甘蔗大规模快速繁殖技术的过程。
(2)具有耐高糖和耐酸特性的酵母菌是理想的酒精发酵菌种,对野生酵母菌进行诱变后通过筛选可以得到具有这些特性的突变菌,诱变及筛选过程如下:
步骤1:野生菌液体培养一段时间后接受紫外线照射诱变处理。
步骤2:制备选择培养基。在基本培养基的基础上,注意_____________和________________,加琼脂后灭菌,制成固体平板。
步骤3:将紫外照射后的菌液稀释涂布平板。
步骤4:根据___________________________________筛选出突变菌。
(3)上述步骤2、3和4的依据分别是__________、_______________、____________。
(4)利用获得的突变菌和蔗汁进行酒精发酵实验,除了将培养基灭菌、保持空间洁净外,发酵过程中防止外来杂菌入侵还有哪些可行方法?(列举两种)
(5)甘蔗榨汁以后还有大量的蔗渣废弃物,主要成分为木质素、纤维素和半纤维素,但是酵母菌无法直接利用,原因是其____________________。请提出解决该问题的方法。(列举两种方法)
(6)突变菌往往带有一些特殊的基因。在获得这些基因的过程中,PCR技术相当重要。PCR扩增反应中加入引物和DNA聚合酶的作用分别是什么?
(1)选取甘蔗外植体,通过诱导脱分化产生愈伤组织,然后通过调整植物激素比例,再分化形成芽和根,获得大量试管苗(或通过诱导大量形成胚状体,制成人工种子,适宜条件下萌发长成幼苗)。
(2)添加高浓度蔗糖(葡萄糖);调低pH值;是否能在选择培养基上生长。
(3)提供高糖和酸性的筛选环境;获得单菌落;能生长代表该菌落具有耐高糖和耐酸的特性。
(4)①利用突变菌的耐酸特性,降低培养基的pH值,达到抑菌的目的;
②利用突变菌的耐高糖特性,通过高渗环境达到抑菌目的;
③保持厌氧环境,达到抑菌目的;
④在培养基中添加一些抑制物如特殊的抗生素,达到抑菌目的。
(5)缺乏相应分解酶系(或缺乏纤维素酶和半纤维素酶)。在酵母菌中转入分解酶系相关基因;利用酶或微生物分解蔗渣;利用物理和化学方法分解蔗渣;将酵母菌与其他能分解蔗渣的微生物混合发酵。
(6)引物的作用是结合在模板DNA上,提供DNA延伸起始位点;DNA聚合酶的作用是 从引物的3'端开始催化DNA链的延伸。
请你根据以下实验材料和条件写出探究复合酶的洗衣粉的最适温度的实验步骤。
实验材料:复合酶洗衣粉,大小相同的白棉布5块、鸡血(置于布上的污垢要晾干才使用)
水温的温度梯度为10℃、20℃、30℃、40℃、50℃;水质为自来水;水量为500 mL。
实验仪器:恒温水浴箱、1000 mL的烧杯、玻璃棒、吸管等。
实验步骤:
(1) 实验分组: ______
(2)对照处理: (3)结果观察:
(4)预计结果:
(5)得出结论:
(1)在5块棉布上各滴2滴鸡血晾干,在5个烧杯中各加500ml自来水,加入等量复合酶洗衣粉。
(2)用恒温水浴箱分别调节水温为10℃、20℃、30℃、40℃、50℃,将5块污染的白棉布置于5个烧杯中,并用玻璃棒不时搅拌相同时间(10min)
(3)将布块取出用清水冲洗相同时间(10s),对比每块布中鸡血渍的大小和颜色
(4)40℃清洗效果最好
(5)说明40℃左右为最适温度(无左右的不可)
斐林试剂与双缩脲试剂都是由甲液(NaOH)和乙液(CuSO4)组成的,下面是某同学对斐林试剂与双缩脲试剂应用的探究实验,其中NaOH的质量分数均为0.1g/ mL,CuSO4的质量分数均为0.05g/ mL,实验结果如下表。请回答相关的问题:
试管 | 第1次加入物 | 第2次加入物 | 第3次加入物 | 处理 | 颜色变化 |
1 | 2mL NaOH | 2mL CuSO4 | 2mL苹果汁 | 加热 | 砖红色 |
2 | 2mL NaOH | 2mL苹果汁 | 2mL CuSO4 | 加热 | 砖红色 |
3 | 2mL苹果汁 | 2mL NaOH | 2mL CuSO4 | 加热 | 砖红色 |
4 | 2mL CuSO4 | 2mL苹果汁 | 2mL NaOH | 加热 | 砖红色 |
5 | 2mL CuSO4 | 2mL NaOH | 2mL苹果汁 | 加热 | 砖红色 |
6 | 2mL苹果汁 | 2mL NaOH | 4滴CuSO4 | 加热 | 砖红色 |
7 | 2mL NaOH | 4滴CuSO4 | 2mL苹果汁 | 加热 | 砖红色 |
8 | 2mL苹果汁 | 2mLNaOH+2mL CuSO4 | 2mL HCl | 加热 | 不变 |
(1)斐林试剂的配制方法是:将0.1g/ mL NaOH 与 0.05g/mL CuSO4 混合,随用随配。斐林试剂的常规使用方法是:在待测样液的试管中加入斐林试剂, 后再将试管放入烧杯中进行 ,观察试管中出现的颜色变化。
(2)设计1~5号试管的实验目的是:探究 。
结论是: 。
(3)设计6~7号试管的实验目的是:探究双缩脲试剂
结论是:
(4)8号试管与其它试管的反应结果比较说明: 。
(1)等量, 摇匀,热水浴
(2)苹果汁、斐林试剂甲液(NaOH)和乙液(CuSO4)加入试管顺序的变化是否影响实验结果。
苹果汁、斐林试剂甲液(NaOH)和乙液(CuSO4)加入试管顺序的变化对实验结果无影响。
(3)能否替代斐林试剂检测还原性糖的存在。双缩脲试剂可以替代斐林试剂检测还原性糖的存在
(4)斐林试剂作用的条件应是碱性环境(或在酸性条件下不能进行显色反应)
研究人员对取自5种不同的部分生活细胞(甲、乙、丙、丁、戊)进行分析,获得结果如下表:(表中“√”表示有,“×”表示无)
核膜 | 叶绿素 | 叶绿体 | 细胞膜 | 细胞质 | 细胞壁 | |
甲 | √ | √ | √ | √ | √ | √ |
乙 | √ | × | × | √ | √ | √ |
丙 | √ | × | × | √ | √ | × |
丁 | × | √ | × | √ | √ | √ |
戊 | × | × | × | √ | √ | √ |
请据表作答,甲、乙、丙、丁、戊5种细胞中,
(1)______最可能取自高等植物,判断的依据是______________________。
(2)______最可能取自动物,判断的依据是__________________________。
(3)______最可能取自原核细胞,判断的依据是______________________。
(1)甲;有叶绿体、核膜和细胞壁
(2)丙;有核膜而无细胞壁
(3)丁、戊;无核膜
红细胞含有大量血红蛋白,我们可以选用猪、牛、羊或其他脊椎动物的血液进行实验,来提取和分离血红蛋白,血红蛋白提取和分离的程序可分为四步:样品处理、粗分离、纯化、纯度鉴定。请回答下列有关问题:
(1)样品处理,它包括 ________ 、 __________ 、收集血红蛋白溶液。
(2)收集的血红蛋白溶液在透析袋中经过透析,这就是样品的粗分离。透析的目的是 _______________________ 。
(3)通过__________________将样品进一步纯化,样品纯化的目的是 _____。
最后经SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳进行纯度鉴定。
(1)红细胞的洗涤、血红蛋白的释放
(2)去除相对分子质量较小的杂质
(3)凝胶色谱法、将相对分子质量大的杂质蛋白除去
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