Question

【題目】利用纖維素解決能源問題的關鍵是高性能纖維素酶的獲取。請完善實驗方案，并回答相關問題。

[實驗目的]比較三種微生物所產生的纖維素酶的活性。

[實驗原理]纖維素酶催化纖維素分解為葡萄糖，用葡萄糖的產生速率表示酶活性大小；用顯色反應表示葡萄糖的生成量。

[實驗材料]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。

[實驗步驟]

（1）取四支試管，分別編號。

（2）在下表各列的一個適當位置，填寫相應試劑的體積量，并按表內要求完成相關操作。

	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。

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

（5）觀察比較實驗組的三支試管與對照組試管的顏色及其深淺。

[實驗結果]

	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）該實驗中的對照組是____________號試管。

（2）實驗組試管均顯現的顏色是____________，但深淺不同。

（3）上述結果表明：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）你認為上述三種微生物中，最具有應用開發(fā)價值的是__________________________。

（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(不同酶的空間結構不同) 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；當溫度（pH）低于最適溫度（pH）時，酶的活性隨溫度（pH）的升高而增強；當溫度（pH）高于最適溫度（pH）時，酶的活性隨溫度（pH）的升高而減弱。

2、實驗設計時要注意對照原則和單一變量原則，要注意無關變量應該相同且適宜。

[實驗步驟]：

（2）根據實驗目的是比較三種微生物所產生的纖維素酶的活性，因此單一變量是微生物的種類不同，而其他無關變量應該相同且適宜。所以表格中pH7.5的緩沖液各試管均應為0.2mL，各試管內纖維素懸浮液均為0.3mL，2號試管應添加微生物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，進行水浴加熱處理，以檢測各試管中葡萄糖的生成量。

[分析討論]：

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

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

（3）不同酶的氨基酸序列不同（不同酶的空間結構不同），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后的顏色最深，說明微生物B中的纖維素酶活力最強，產生的葡萄糖最多。因此微生物B最具有應用開發(fā)價值。

（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。