Question

【題目】酵母菌能夠利用環(huán)境中的纖維素生產(chǎn)酒精。研究人員從土壤中篩選得到酵母菌纖維素酶高產(chǎn)菌株J1和J4,并對其降解纖維素的能力進行研究。請回答：

（1）研究人員用篩選到的纖維素酶高產(chǎn)菌株J1在不同pH條件下進行發(fā)酵，實驗結(jié)果如圖1,推測該菌株_________（填“適合”或“不適合”）用于酒精發(fā)酵，理由是_______________________。

（2）為確定纖維素酶的最適溫度,研究人員測得相同時間內(nèi)，在20℃、25℃、30℃、35℃溫度下降解10g纖維素所需酶量依次為9mg、8mg、6mg、2mg,則研究人員應(yīng)在_________和_________這兩個范圍進一步設(shè)計實驗，以確定該酶的最適溫度。

（3）為確定纖維素酶的化學(xué)本質(zhì)，研究人員將纖維素酶高產(chǎn)菌株J4的培養(yǎng)液過濾離心，取上清液按圖2所示進行實驗。為使實驗結(jié)果更可靠，可增設(shè)一組實驗，與圖示實驗處理唯一不同的是___________，其他條件均保持相同。

Answer 1

【答案】 不適合 酵母菌在酒精發(fā)酵過程中會產(chǎn)生CO2，使培養(yǎng)液pH降低，而J1菌株在酸性環(huán)境下纖維素酶的活性較低 30－35℃ 35℃以上 將蛋白酶溶液替換為等量的RNA酶溶液

【解析】試題分析；本題結(jié)合圖示，考查微生物分離與培養(yǎng)的相關(guān)知識，意在考查考生的識圖能力和理解所學(xué)知識要點，把握知識間內(nèi)在聯(lián)系，形成知識網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的能力；能運用所學(xué)知識，準(zhǔn)確判斷問題的能力，屬于考綱識記和理解層次的考查。需要學(xué)生掌握以下知識點：1、酶是由活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化能力的有機物，絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，極少數(shù)酶是RNA；2、影響酶促反應(yīng)速率的因素主要有：溫度、pH、底物濃度和酶濃度。在最適溫度前，隨著溫度的升高，酶活性增強，酶促反應(yīng)速率加快；到達(dá)最適溫度時，酶活性最強，酶促反應(yīng)速率最快；超過最適溫度后，隨著溫度的升高，酶活性降低，酶促反應(yīng)速率減慢。低溫酶不會變性失活，但高溫會使酶變性失活。

（1）因為酵母菌在酒精發(fā)酵過程中會產(chǎn)生CO2，使培養(yǎng)液pH降低，而J1菌株在酸性環(huán)境下纖維素酶的活性較低，因此據(jù)圖1推測該菌株不適合用于酒精發(fā)酵。

（2）由題干可知，35℃分解10克纖維素所需要的酶最少，說明此時酶的活性最高，但是由于只設(shè)置了四個溫度，誤差較大，可能最適溫度會出現(xiàn)在35℃以上。因此應(yīng)在30-35℃和35℃以上這兩個范圍進一步設(shè)計實驗，以確定該酶的最適溫度。

（3）因為酶的本質(zhì)是蛋白質(zhì)或RNA，為確定纖維素酶的化學(xué)本質(zhì)，需要控制好自變量，除取上清液按圖2所示進行實驗外，可增設(shè)一組實驗，與圖示實驗處理唯一不同的是將蛋白酶溶液替換為等量的RNA酶溶液，其他條件均保持相同。