Question

利用纤维素解决能源问题的关键，是高性能纤维素酶的获取。请完善实验方案，并回答相关问题。

【实验目的】比较三种微生物所产生的纤维素酶的活性。

【实验原理】纤维素酶催化纤维素分解为葡萄糖，用葡萄糖的产生速率表示酶活性大小；用呈色反应表示葡萄糖的生成量。

【实验材料】三种微生物（A～C）培养物的纤维素酶提取液，提取液中酶蛋白浓度相同。

【实验步骤】

（1）取四支试管，分别编号。

（2）在下表各列的一个适当位置，填写相应试剂的体积量，并按表内要求完成相关操作。

试管号	1	2	3	4
蒸馏水	1.4	1.4	1.4
PH7.5缓冲液		0.2	0.2
纤维素悬浮液	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
总体积	2.0	2.0	2.0	2.0

（3）将上述四支试管放入37℃的水浴，保温1小时。

（4）在上述四支试管中分别加入       试剂，摇匀后，进行             处理。

（5）观察比较实验组的三支试管与对照组试管的颜色及其深浅。

【实验结果】

	微生物A提取物	微生物B提取物	微生物C提取物
颜色深浅程度	＋	＋＋＋	＋＋

【分析讨论】

（1）该实验中的对照组是      号试管。

（2）实验组试管均呈现的颜色是            ，但深浅不同。

（3）上述结果表明：不同来源的纤维素酶，虽然酶蛋白浓度相同，但活性不同。若不考虑酶的最适pH和最适温度的差异，其可能原因是                                    。

（4）你认为上述三种微生物中，最具有应用开发价值的是        。

（5）从解决能源问题的角度，开发这种纤维素酶的意义在于                  。

Answer

【实验步骤】（2）如下表

试管号

1

2

3

4

蒸馏水

1.5

PH7.5缓冲液

0.2

纤维素悬浮液

0.3

维生素A提取液

维生素B提取液

0.1

维生素C提取液

总体积

（4）班氏 加热（加热至沸腾）

【分析讨论】

（1）4 

（2）红黄色 

（3）不同酶的氨基酸序列不同（不同酶的空间结构不同） 

（4）微生物B

（5）葡萄糖可用作制取酒精的原料；用纤维素代替化石燃料（言之有理即给分）

【解析】

试题分析：

【实验步骤】实验必须遵守的原则：①设置对照原则：空白对照；条件对照；相互对照；自身对照。②单一变量原则； 根据题意和图表分析不难填写相应试剂的体积量，具体数值见答案。葡萄糖属于还原性糖，可用班氏试剂鉴定，要水浴煮沸。

【分析讨论】由于4号试管中没有加微生物提取液，所以是对照组。由于微生物提取液中有纤维素酶，能催化纤维素分解为葡萄糖，所以实验组试管均呈现的颜色是红黄色。由于不考虑酶的最适pH和最适温度的差异，所以不同来源的纤维素酶具有多样性，因此造成活性不同的原因可能是组成不同来源的纤维素酶的氨基酸序列不同。从实验结果分析可知，B试管中颜色最深，说明分解纤维素得到的葡萄糖最多，因此最具有应用开发价值的是微生物B。开发这种纤维素酶的意义在于葡萄糖可用作制取酒精的原料；用纤维素代替化石燃料，从而减少环境污染。

考点：酶的本质与特性、科学的实验方法