Question

【題目】某生物興趣小組在學習了生物技術實踐的相關知識后，欲利用一些實驗裝置來進行相關實驗。請回答下列問題：

（1）該小組欲了解固定化酶與固定化細胞的技術。

①制備固定化酵母細胞，常用的包埋材料是____________。

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

部分同學實驗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，除控制好溫度等條件外，還要注意控制氣體條件，因為醋酸菌是 ____________（填“好氧”、“厭氧”或“兼性厭氧”）型細菌。

（3）該小組欲用甲、乙裝置進行血紅蛋白的提取和分離：

①為了提取和分離血紅蛋白，首先對紅細胞進行洗滌以去除雜質蛋白，洗滌時應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，待____________時，用試管收集流出液，每5mL收集一管，連續收集。

Answer 1

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

【解析】

1、固定化酶和固定化細胞技術是利用物理或化學的方法將酶或細胞固定在一定空間內的技術，包括①化學結合法、②物理吸附法和③包埋法．固定化酶優點是使酶既能與反應物接觸，又能與產物分離，還可以被反復利用，固定化細胞優點是成本更低，操作更容易，可以催化一系列的化學反應。
2、海藻酸鈉溶液固定酵母細胞的注意事項：
（1）配制海藻酸鈉溶液：小火、間斷加熱、定容，如果加熱太快，海藻酸鈉會發生焦糊；
（2）海藻酸鈉溶液與酶母細胞混合：冷卻后再混合，注意混合均勻，不要進入氣泡；
（3）制備固定化酵母細胞：高度適宜，并勻速滴入；
（4）剛溶化的海藻酸鈉應冷卻后再與酵母菌混合，否則溫度過高會導致酵母菌死亡。

3、蛋白質的提取和分離：
（1）原理：凝膠色譜法是根據相對分子質量的大小來分離蛋白質的有效方法，相對分子質量小的蛋白質容易進入凝膠內部的通道，路程長，移動的速度慢，相對分子質量大的蛋白質不容易進入凝膠內部的通道，路程短，移動的速度快，因此相對分子質量不同的蛋白質得以分離；用磷酸緩沖液處理的目的是讓血紅蛋白處在穩定的pH范圍內，維持其結構和功能；氣泡會攪亂洗脫液中蛋白質的洗脫次序，降低分離效果。

4、血紅蛋白的提取與分離的實驗步驟主要有：（1）樣品處理：①紅細胞的洗滌，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：調節緩沖液面→加入蛋白質樣品→調節緩沖液面→洗脫→收集分裝蛋白質；（4）純度鑒定--SDS聚丙烯酰胺凝膠電泳。

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

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

（2）醋酸菌是好氧型細菌，故在利用葡萄酒制作葡萄醋時，除控制好溫度等條件外，還要注意控制氣體條件，應一直通氣或通入無菌空氣。

（3）①為了提取和分離血紅蛋白，首先對紅細胞進行洗滌以去除雜質蛋白，生理鹽水能維持細胞的形態，防止紅細胞吸水破裂，故洗滌時應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定的pH范圍內，維持其結構和功能，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，血紅蛋白為紅色，故待紅色的蛋白質接近色譜柱底端時，用試管收集流出液，每5mL收集一管，連續收集。