Question

回答下列关于微生物和酶的问题。

环境污染物多聚联苯难以降解,研究发现联苯降解菌内的联苯水解酶是催化多聚联苯降解的关键酶。

(1)下列培养基中能有效分离联苯降解菌的是    ,原因是                            。

A.培养基(g/L):某生长因子2.0,(NH₄)₂SO₄ 2.0,K₂HPO₄ 3.0,MgSO₄ 1.0,pH 7.4,多聚联苯50 mL

B.培养基(g/L):牛肉膏10.0,蛋白胨20.0,葡萄糖20.0,NaCl 5.0,pH 7.4

C.培养基(g/L):某生长因子2.0,淀粉20.0,NH₄NO₃ 2.5,MgCl₂ 0.5,K₂HPO₄ 3.0,多聚联苯50 mL,pH 7.4

进一步研究发现,不同的金属离子对联苯水解酶的活性有一定影响,结果见下表:

金属离子(mmol/L)	联苯水解酶相对活性(%)
对照组	100
Mn^2+	123
Co^2+	79
Mg^2+	74

(2)①依据表中结果,金属离子    对该酶的活性有一定的促进作用。金属离子对酶的活性有促进或抑制作用。可能的原因是                                                                   。

②通过酶工程可将联苯水解酶用于生产实践。酶工程通常包括酶的生产、       、酶的固定化和酶的应用等方面。酶固定化的好处是                                                      。

③下图实线表示联苯水解酶催化的反应速率与酶浓度的关系,虚线表示在其他条件不变的情况下,底物浓度增加一倍,反应速率与酶浓度的关系,能正确表示两者关系的是    。

④红球菌和假单孢菌都能降解多聚联苯,但研究发现以每克菌体计算,两种菌降解多聚联苯的能力有所不同,对此现象合理的假设是        或        。

点睛:本题综合考查有关微生物的培养和酶的固定和影响因素,考查学生获取信息能力、理解能力和综合应用能力。

Answer

(1)A 该培养基中有多聚联苯为唯一碳源

(2)①Mn2+ 金属离子与酶结合可以改变酶的空间结构(尤其是活性部位的结构)

②酶的分离纯化 便于重复利用,能连续进行反应

③B

④两种菌内酶量不同 两种菌内酶基因的结构(酶结构)不同

【解析】(1)A培养基中只有多聚联苯一种碳源,只有联苯降解菌可以利用这一种碳源而生存。因此,A培养基可以作为分离联苯降解菌的选择培养基。(2)①根据表格数据,当培养基中添加Mn2+时,能使联苯水解酶的活性升高。金属离子是通过与酶结合后,改变酶的空间结构来影响酶活性的。②酶具有专一性、高效性,酶催化后,酶分子结构不改变,如果能利用酶工程将酶固定下来,便可以重复利用,使酶的催化反应连续进行。酶工程的操作包括酶的生产、酶的分离纯化、酶的固定化和酶的应用等几个方面。③影响酶促反应速度的因素有酶浓度、底物浓度和温度、pH等反应条件。在反应条件适宜,酶量不足的情况下,增加底物量,酶促反应速度不增加,此时酶促反应速度的限制因子是酶浓度。随着酶浓度的增加,当酶浓度不是酶促反应速度的限制因子时,底物量增加,酶促反应速度增加。④红球菌和假单孢菌降解多聚联苯的能力不同的原因可能是两种菌内酶量不同,或者是两种菌内酶结构的不同致使酶活性不同。