Question

纤维素是植物秸秆的主要成分，可以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上，回答下列问题：

（1）固定化纤维素酶更适合用__________和_________法固定化，不太适合用包埋法的原因是_______。

（2）在实际生产中，固定化酶的优点是：____________________。（写出两点）

（3）纤维素酶是一种复合酶，一般认为它至少包含三种组分，即___________________。实验室中筛选纤维素分解菌常用的方法是____________________。

（4）研究人员用筛选到的纤维素酶高产菌株J₁和J₄，在不同温度和pH条件下进行发酵液中酶活性的结果见图，推测菌株___________更适合用于人工瘤胃发酵，理由是______________________。

Answer

物理吸附法 化学结合 酶分子体积小，容易从包埋材料中漏出 既能与反应物接触，又容易与产物分离；固定在载体上可以反复利用 C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶 刚果红染色法 J4 发酵过程会产热和产酸，J4菌株在较高温度和酸性环境下酶的活性更高

【解析】

分析左图可知，两种菌株的纤维素酶的活性均是随温度的升高先升高后降低。但菌株J4的纤维素酶在高温条件下活性更高。分析右图可知，在PH小于7时，菌株J4的纤维素酶的活性大于菌株J1；在PH大于7时，菌株J4的纤维素酶的活性小于菌株J1。

（1）由于酶分子体积较小，易从包埋材料中漏出，所以固定化纤维素酶更适合用物理吸附法和化学结合法固定化，而不适合用包埋法。

（2）与游离的酶相比，固定化酶可以与反应物接触，又容易与产物分离，且固定在载体上可以反复利用。

（3）纤维素酶是一种复合酶，包括C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶。刚果红可以与像纤维素这样的多糖物质形成红色复合物，而不与水解后的纤维二糖和葡萄糖发生这种反应，因此筛选纤维素分解菌需要在培养基中加入适量的刚果红染料，若观察到菌落周围出现透明圈即可初步筛选到目的菌，即用刚果红染色法筛选纤维素分解菌。

（4）由于胃部PH值较低，根据题意和图示分析可知，发酵过程会产热和产酸，J4菌株在较高温度和酸性环境下酶的活性更高，所以推测菌株J4更适合用于人工瘤胃发酵。