Question

纤维素是自然界中分布最广、含量最多的一种多糖，主要存在于植物的秸秆中。利用纤维素酶将秸秆降解，再制备燃料乙醇，具有重要的社会效益和经济效益。请回答下列问题：

（1）纤维素诺卡氏菌能将植物秸秆降解产生葡萄糖，主要依赖产生的纤维素酶，该复合酶至少包括三种组分，即__________。下图是在实验室中获得的纤维素诺卡氏菌接种量与降解纤维素所产生葡萄糖浓度的关系示意图。当菌接种量大于30/mL时，葡萄糖浓度下降，可能的原因是___________________。

（2）从细菌体内提取出来的纤维素酶首先要检测_________，以便更好地将酶用于生产。在降解秸秆产生葡萄糖的过程中，为了使酶能反复利用，可采用__________技术。

（3）用获得的糖液发酵产生乙醇的过程中，发酵罐不应该完全密封，主要的原因是___________。

（4）为检测发酵液中酿酒酵母的数量，取1mL发酵液稀释1000倍，分别将0．1mL的发酵液涂布在4个平板上。经培养后4个平板的菌落数分别是58、60、56和28，则发酵液中酿酒酵母的数量为__________个/mL。该统计结果往往低于实际活菌值，原因是___________。

Answer

C1酶、Cx酶和葡萄糖苷酶 纤维素诺卡氏菌接种量过大时，菌体消耗的葡萄糖较多 酶的活性（活力） 固定化酶 酵母菌无氧呼吸产生酒精的同时会产生二氧化碳气体，密封太严会使发酵罐内气压变大，导致发酵液外溢 5.8×105 当两个或多个菌连在一起时平板上观察到的是一个菌落

【解析】

1.富含纤维素的环境中含有较多的纤维素分解菌，纤维素分解菌可以用刚果红染液产生的透明圈进行鉴别；筛选纤维素分解菌需要使用以纤维素为唯一碳源的选择培养基，纤维素酶能催化纤维素最终分解为葡萄糖，可以用斐林试剂检测葡萄糖。

2.微生物产生的纤维素酶是一种复合酶，包括内切酶（Cx酶）、外切酶（C1酶）和葡萄糖苷酶。内切酶作用于无定型的纤维素区域，使纤维素断裂成片段；外切酶又叫纤维二糖水解酶，它可以作用于纤维素的结晶区或小片段纤维素，从糖链末端开始切掉两个葡萄糖分子，产生纤维二糖；葡萄糖苷酶则将纤维二糖分解成葡萄糖。

（1）纤维素诺卡氏菌能将植物秸秆降解产生葡萄糖，主要依赖产生的纤维素酶，微生物产生的纤维素酶是一种复合酶，该复合酶至少包括三种组分，包括内切酶（Cx酶）、外切酶（C1酶）和葡萄糖苷酶。据图分析可知：当菌接种量大于30/mL时，葡萄糖浓度下降，原因可能是纤维素诺卡氏菌接种量过大时，菌体消耗的葡萄糖量较多。

（2）从细菌体内提取出来的纤维素酶首先要检测酶的活性（活力），以便更好地将酶用于生产。在降解秸秆产生葡萄糖的过程中，为了使酶能反复利用，可采用固定化酶技术。

（3）用获得的糖液发酵产生乙醇的过程中，发酵罐不应该完全密封，主要的原因是酵母菌无氧呼吸产生酒精的同时会产生二氧化碳气体，密封太严会导致发酵罐内气压变大，导致发酵液外流。

（4）为检测发酵液中酿酒酵母的数量，取1mL发酵液稀释1000倍，分别将0．1mL的发酵液涂布在4个平板上，经培养后4个平板的菌落数分别是58、60、56和28，进行菌落计数时需要选择每个平板菌落数在30～300之间的平板进行统计计数，为避免误差，应当选择3个或三个以上的平板进行计数并取平均值，故发酵液中酿酒酵母的数量为（58+60+56）÷3÷0.1×1000=5.8×105个。该统计结果往往低于实际活菌值，原因是当两个或多个菌连在一起时平板上观察到的是一个菌落。