Question

如圖1是某同學研究“溫度對凝乳酶催化乳汁凝固影響”的實驗裝置．先將酶和乳汁分別放入2支試管，并將2支試管放入同一水浴（溫度用T℃表示）環境中持續15min，再將酶和乳汁倒入同一試管中混合、保溫，記錄凝乳所需要的時間．

通過多次實驗，記錄不同溫度下凝乳所需要的時間，結果如下表．請分析回答．

裝  置	A	B	C	D	E	F
水浴溫度T/℃	10	20	30	40	50	60
凝乳時間/min	-（不凝固）	7.0	4.0	1.5	4.0	-（不凝固）

（1）上述實驗中，溫度是實驗的

 

變量．
（2）將裝置A內混合物加溫至40℃，裝置F內溫合物冷卻至40℃，實驗結果會有何不同？

 

．原因是

 

．
（3）通過以上實驗，該同學得出了“凝乳酶的最適溫度是40℃”的結論，此結論的得出不夠嚴密，請你提出改進實驗的建議

 

．
（4）哺乳動物產生的凝乳酶是一種重要的商用酶，可用于奶酪的生產．下圖是利用生物工程技術快速生產凝乳酶的過程示意圖2．
①利用PCR技術擴增目的基因的前提，是要有一段已知目的基因的核苷酸序列，再依據這一序列合成引物．圖中a過程是設計引物的一種方法，其原理是

 

．
②利用PCR技術擴增目的基因過程中需要的酶是

 

．
③構建一個基因表達載體，除目的基因外，還必須有

 

等．
④導入受體菌的目的基因是否表達出了凝乳酶，需要使用

 

雜交技術進行檢測，如果出現雜交帶，則說明已成功表達．

Answer 1

考點：探究影響酶活性的因素,PCR技術的基本操作和應用

專題：

分析：酶是活細胞產生的具有生物催化能力的有機物，大多數是蛋白質，少數是RNA；酶的催化具有高效性（酶的催化效率遠遠高于無機催化劑）、專一性（一種酶只能催化一種或一類化學反應的進行）、需要適宜的溫度和pH值（在最適條件下，酶的催化活性是最高的，低溫可以抑制酶的活性，隨著溫度升高，酶的活性可以逐漸恢復，高溫、過酸、過堿可以使酶的空間結構發生改變，使酶永久性的失活），據此分析解答．

解答： 解：（1）某同學研究“溫度對凝乳酶催化乳汁凝固影響”，實驗的自變量是溫度．
（2）低溫可以抑制酶的活性，隨著溫度升高，酶的活性可以逐漸恢復，高溫可以使酶的空間結構發生改變，使酶永久性的失活，溫度降低，酶的活性也不會恢復，所以A內發生凝乳，F內不發生凝乳．
（3）表格數據中，40℃時，反應速率最快，但是僅僅由此不能判斷酶的最適溫度，還應該在40℃左右設置一系列溫度梯度進行試驗確定酶的最適溫度．
（4）①根據中心法則，DNA→mRNA→蛋白質，可以根據蛋白質的氨基酸序列，推測出mRNA的序列，然后根據mRNA的序列推測DNA的堿基序列．
②PCR擴增需要使用熱穩定的DNA聚合酶．
③基因表達載體的結構包括啟動子、終止子、標記基因和目的基因．
④基因工程最后一步需要進行檢測，常用的方法是抗原抗體雜交．
故答案為：
（1）自
（2）A內發生凝乳，F內不發生凝乳    A內溫度升高，凝乳酶活性升高；F內凝乳酶在60℃已變性失活
（3）在40℃兩側（或30℃～50℃間）增設不同溫度（如36℃、38℃、42℃、44℃）的實驗組
（4）①由氨基酸序列可以推測mRNA序列，再推測DNA的堿基序列
②熱穩定的DNA聚合酶
③啟動子、終止子和標記基因
④抗原抗體

點評：本題的知識點是溫度對酶活性的影響，主要考查學生對影響酶活性的因素的理解和運用能力以及控制變量、分析實驗結果獲取結論的能力．