Question

纤维素是植物秸秆的主要成分，可利用纤维素酶将其降解为葡萄糖，再利用葡萄糖生产燃料酒精。某科研人员将纤维素酶固定在载体(海藻酸钠)上，使它可以重复、稳定使用，提高其利用率。回答下列问题:

（1）一般认为，纤维素酶至少包括三种组分，即_________________。

（2）该科研人员将纤维素酶与海藻酸钠混合后，滴加到一定浓度的氯化钙溶液中，使液滴形成凝胶固体小球，该固定化酶的方法称为___________。工业生产中，若要将小分子酶固定化，一般_________________(填“适宜”或“不适宜”)采用该方法。与使用游离酶相比，工业生产中使用固定化酶的优点是__________________。

（3）该科研人员进一步探究纤维素酶固定化后的热稳定性变化。将固定化酶和游离酶置于60℃水浴中，每20 min测定一次其活力。结果如图所示(酶活力:每毫升酶液1 min产生1 mg葡萄糖为一个单位U)。

据图分析，纤维素酶固定后热稳定性____________，判断依据是________。根据游离酶的热稳定性的特点，推测适宜在____________(填“低温”“高温”或“最适温度”)条件下保存酶。

Answer

C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶 包埋法 不适宜 酶不易失活，可以重复使用 提高(或升高) 游离酶活力下降速率大于固定化酶 低温

【解析】

在纤维素分解菌的分离实验中，刚果红可以与纤维素形成红色复合物，当纤维素被纤维素酶分解后，红色复合物无法形成，出现以纤维素分解菌为中心的透明圈，这样可以通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。

固定化技术包括包埋法、物理吸附法和化学结合法（交联法）。包埋法，是将微生物包埋在凝胶的微小格子或微胶囊等有限空间内，微生物被包裹在该空间内不能离开，而底物和产物能自由地进出这个空间，常用的有凝胶包埋法。载体结合法，是依据带电的微生物细胞和载体之间的静电、表面张力和粘附力的作用，使微生物细胞固定在载体表面和内部形成生物膜。化学结合法是将酶通过化学键连接到天然的或合成的高分子载体上，使用偶联剂通过酶表面的基团将酶交联起来，而形成相对分子量更大、不溶性的固定化酶的方法。

（1）纤维素酶是一种复合酶，包括C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶，前两种酶使纤维素分解成纤维二糖，第三种酶将纤维二糖分解成葡萄糖。

（2）将酶液和一定浓度的海藻酸钠溶液混合后，用注射器滴到一定浓度CaCl2溶液中，这种固定化酶使用的是包埋法。工业生产中，若要将小分子酶固定化，一般不适宜采用该方法。工业生产中使用固定化酶的优点是酶不易失活，可以重复使用。

（3）据图分析，游离酶活力随着时间增加活性下降速率大于固定化酶，故纤维素酶固定后热稳定性提高。酶适合用低温保存。