Question

【題目】某生物興趣小組在學(xué)習(xí)了生物技術(shù)實(shí)踐的相關(guān)知識(shí)后，欲利用一些實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）該小組欲了解固定化酶與固定化細(xì)胞的技術(shù)。

①制備固定化酵母細(xì)胞，常用的包埋材料是____________。

②制備固定化酵母細(xì)胞時(shí)，充分混合均勻的酵母細(xì)胞溶液可在飽和____________溶液中形成凝膠珠。

部分同學(xué)實(shí)驗(yàn)制得的凝膠珠不是圓形或橢圓形，其主要原因是____________。

（2）在利用葡萄酒制作葡萄醋時(shí)，除控制好溫度等條件外，還要注意控制氣體條件，因?yàn)榇姿峋��?____________（填“好氧”、“厭氧”或“兼性厭氧”）型細(xì)菌。

（3）該小組欲用甲、乙裝置進(jìn)行血紅蛋白的提取和分離：

①為了提取和分離血紅蛋白，首先對(duì)紅細(xì)胞進(jìn)行洗滌以去除雜質(zhì)蛋白，洗滌時(shí)應(yīng)使用生理鹽水而不使用蒸餾水的原因是____________。

②甲裝置中，B是血紅蛋白溶液，則A是____________；乙裝置中，C溶液的作用是____________。

③用乙裝置分離血紅蛋白時(shí)，待____________時(shí)，用試管收集流出液，每5mL收集一管，連續(xù)收集。

Answer 1

【答案】海藻酸鈉 CaCl2 海藻酸鈉濃度過(guò)高（或針筒離液面過(guò)近，高度不夠） 好氧 防止紅細(xì)胞吸水破裂 磷酸緩沖液（透析液） 洗脫血紅蛋白 紅色的蛋白質(zhì)接近色譜柱底端

【解析】

1、固定化酶和固定化細(xì)胞技術(shù)是利用物理或化學(xué)的方法將酶或細(xì)胞固定在一定空間內(nèi)的技術(shù)，包括①化學(xué)結(jié)合法、②物理吸附法和③包埋法．固定化酶優(yōu)點(diǎn)是使酶既能與反應(yīng)物接觸，又能與產(chǎn)物分離，還可以被反復(fù)利用，固定化細(xì)胞優(yōu)點(diǎn)是成本更低，操作更容易，可以催化一系列的化學(xué)反應(yīng)。
2、海藻酸鈉溶液固定酵母細(xì)胞的注意事項(xiàng)：
（1）配制海藻酸鈉溶液：小火、間斷加熱、定容，如果加熱太快，海藻酸鈉會(huì)發(fā)生焦糊；
（2）海藻酸鈉溶液與酶母細(xì)胞混合：冷卻后再混合，注意混合均勻，不要進(jìn)入氣泡；
（3）制備固定化酵母細(xì)胞：高度適宜，并勻速滴入；
（4）剛?cè)芑�的海藻酸鈉應(yīng)冷卻后再與酵母菌混合，否則溫度過(guò)高會(huì)導(dǎo)致酵母菌死亡。

3、蛋白質(zhì)的提取和分離：
（1）原理：凝膠色譜法是根據(jù)相對(duì)分子質(zhì)量的大小來(lái)分離蛋白質(zhì)的有效方法，相對(duì)分子質(zhì)量小的蛋白質(zhì)容易進(jìn)入凝膠內(nèi)部的通道，路程長(zhǎng)，移動(dòng)的速度慢，相對(duì)分子質(zhì)量大的蛋白質(zhì)不容易進(jìn)入凝膠內(nèi)部的通道，路程短，移動(dòng)的速度快，因此相對(duì)分子質(zhì)量不同的蛋白質(zhì)得以分離；用磷酸緩沖液處理的目的是讓血紅蛋白處在穩(wěn)定的pH范圍內(nèi)，維持其結(jié)構(gòu)和功能；氣泡會(huì)攪亂洗脫液中蛋白質(zhì)的洗脫次序，降低分離效果。

4、血紅蛋白的提取與分離的實(shí)驗(yàn)步驟主要有：（1）樣品處理：①紅細(xì)胞的洗滌，②血紅蛋白的釋放，③分離血紅蛋白溶液；（2）粗分離：①分離血紅蛋白溶液，②透析；（3）純化：調(diào)節(jié)緩沖液面→加入蛋白質(zhì)樣品→調(diào)節(jié)緩沖液面→洗脫→收集分裝蛋白質(zhì)；（4）純度鑒定--SDS聚丙烯酰胺凝膠電泳。

（1）①固定化細(xì)胞技術(shù)是利用物理或化學(xué)的方法將細(xì)胞固定在一定空間內(nèi)的技術(shù)，制備固定化酵母細(xì)胞，常用的包埋材料是海藻酸鈉；

②制備固定化酵母細(xì)胞時(shí)，充分混合均勻的酵母細(xì)胞溶液可在飽和CaCl2溶液中形成凝膠珠；若部分同學(xué)使用的海藻酸鈉濃度過(guò)高或操作時(shí)針筒離液面過(guò)近，高度不夠，實(shí)驗(yàn)制得的凝膠珠則不是圓形或橢圓形。

（2）醋酸菌是好氧型細(xì)菌，故在利用葡萄酒制作葡萄醋時(shí)，除控制好溫度等條件外，還要注意控制氣體條件，應(yīng)一直通氣或通入無(wú)菌空氣。

（3）①為了提取和分離血紅蛋白，首先對(duì)紅細(xì)胞進(jìn)行洗滌以去除雜質(zhì)蛋白，生理鹽水能維持細(xì)胞的形態(tài)，防止紅細(xì)胞吸水破裂，故洗滌時(shí)應(yīng)使用生理鹽水而不使用蒸餾水。

②甲裝置中，B是血紅蛋白溶液，磷酸緩沖液能讓血紅蛋白處在穩(wěn)定的pH范圍內(nèi)，維持其結(jié)構(gòu)和功能，故A是磷酸緩沖液（透析液）；乙裝置為血紅蛋白的分離裝置，裝置中C溶液的作用是洗脫血紅蛋白。

③用乙裝置分離血紅蛋白時(shí)，血紅蛋白為紅色，故待紅色的蛋白質(zhì)接近色譜柱底端時(shí)，用試管收集流出液，每5mL收集一管，連續(xù)收集。