Question

【題目】利用纖維素解決能源問題的關(guān)鍵是高性能纖維素酶的獲取。請(qǐng)完善實(shí)驗(yàn)方案，并回答相關(guān)問題。

[實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/span>]比較三種微生物所產(chǎn)生的纖維素酶的活性。

[實(shí)驗(yàn)原理]纖維素酶催化纖維素分解為葡萄糖，用葡萄糖的產(chǎn)生速率表示酶活性大小；用顯色反應(yīng)表示葡萄糖的生成量。

[實(shí)驗(yàn)材料]三種微生物(A～C)培養(yǎng)物的纖維素酶提取液，提取液中酶蛋白濃度相同。

[實(shí)驗(yàn)步驟]

（1）取四支試管，分別編號(hào)。

（2）在下表各列的一個(gè)適當(dāng)位置，填寫相應(yīng)試劑的體積量，并按表內(nèi)要求完成相關(guān)操作。

	1	2	3	4
蒸餾水	1.4	1.4	1.4
pH7.5的緩沖液	-------	0.2	0.2	0.2
纖維素懸浮液	0.3	0.3	-------	0.3
微生物A提取液	0.1
微生物B提取液		-------
微生物C提取液			0.1
總體積	2.0	2.0	2.0	2.0

_____________________

（3）將上述四支試管放入37℃的水浴，保溫1小時(shí)。

（4）在上述四支試管中分別加入____________試劑，搖勻后，進(jìn)行____________處理。

（5）觀察比較實(shí)驗(yàn)組的三支試管與對(duì)照組試管的顏色及其深淺。

[實(shí)驗(yàn)結(jié)果]

	微生物A提取物	微生物 B提取物	微生物C提取物
顏色深淺程度	+	+++	++

[分析討論]

（1）該實(shí)驗(yàn)中的對(duì)照組是____________號(hào)試管。

（2）實(shí)驗(yàn)組試管均顯現(xiàn)的顏色是____________，但深淺不同。

（3）上述結(jié)果表明：不同來源的纖維素酶，雖然酶蛋白濃度相同，但活性不同。若不考慮酶的最適pH和最適溫度的差異，其可能原因是______________________________________。

（4）你認(rèn)為上述三種微生物中，最具有應(yīng)用開發(fā)價(jià)值的是__________________________。

（5）從解決能源問題的角度，開發(fā)這種纖維素酶的意義在于________________________。

Answer 1

【答案】

	1	2	3	4
蒸餾水				1.5
pH7.5的緩沖液	0.2
纖維素懸浮液			0.3
微生物A提取液
微生物B提取液		0.1
微生物C提取液
總體積

斐林 水浴加熱 4 磚紅色 不同酶的氨基酸序列不同(不同酶的空間結(jié)構(gòu)不同) 微生物B 葡萄糖可用作制取酒精的原料；用纖維素代替化石燃料

【解析】

1、溫度、pH可影響酶的活性，在最適溫度（pH）下，酶的活性最高；當(dāng)溫度（pH）低于最適溫度（pH）時(shí)，酶的活性隨溫度（pH）的升高而增強(qiáng)；當(dāng)溫度（pH）高于最適溫度（pH）時(shí)，酶的活性隨溫度（pH）的升高而減弱。

2、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)要注意對(duì)照原則和單一變量原則，要注意無關(guān)變量應(yīng)該相同且適宜。

[實(shí)驗(yàn)步驟]：

（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖潜容^三種微生物所產(chǎn)生的纖維素酶的活性，因此單一變量是微生物的種類不同，而其他無關(guān)變量應(yīng)該相同且適宜。所以表格中pH7.5的緩沖液各試管均應(yīng)為0.2mL，各試管內(nèi)纖維素懸浮液均為0.3mL，2號(hào)試管應(yīng)添加微生物B提取液0.1 mL。

（4）由于纖維素酶催化纖維素分解為葡萄糖，可用葡萄糖的產(chǎn)生速率表示酶活性大小，所以可在上述四支試管中分別加入斐林試劑，搖勻后，進(jìn)行水浴加熱處理，以檢測(cè)各試管中葡萄糖的生成量。

[分析討論]：

（1）1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)試管中分別為三種不同微生物的提取液，4號(hào)試管是空白對(duì)照。

（2）斐林試劑與葡萄糖在水浴加熱的條件下出現(xiàn)磚紅色沉淀，所以實(shí)驗(yàn)組試管均顯現(xiàn)的顏色是磚紅色，但深淺不同。

（3）不同酶的氨基酸序列不同（不同酶的空間結(jié)構(gòu)不同），所以不同來源的纖維素酶，雖然酶蛋白濃度相同，但活性不同。

（4）微生物B的提取液與斐林試劑反應(yīng)后的顏色最深，說明微生物B中的纖維素酶活力最強(qiáng)，產(chǎn)生的葡萄糖最多。因此微生物B最具有應(yīng)用開發(fā)價(jià)值。

（5）從解決能源問題的角度，開發(fā)這種纖維素酶的意義在于葡萄糖可用作制取酒精的原料；用纖維素代替化石燃料。