Question

13．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．现有以下实验：
用三种微生物（A，B，C）培养物的纤维素酶提取液，比较它们所产生的纤维素酶的活性（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）
取四支试管，分别编号．如表所示：

管号 试剂（mL）	1	2	3	4
蒸馏水	1.4	1.4	1.4	1.5
pH=7.5的缓冲液	0.2	0.2	0.2	0.2
纤维素悬浮液	0.3	0.3	0.3	0.3
微生物A提取液	0.1
微生物B提取液		0.1
微生物C提取液			0.1
总体积	2.0	2.0	2.0	2.0

将上述四支试管放入37℃的水浴，保温1小时，分别加入斐林试剂，摇匀水浴加热．
实验结果：（“+”代表颜色加深）

	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）实验组试管均呈现的颜色是砖红色，但深浅不同．
（2）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，其可能原因是不同酶的氨基酸序列不同（不同酶的空间结构不同）．
（3）从以下哪些微生物中可以提取上述酶？BE（多选）
A．酿制果醋的醋酸菌                      B．生长在腐木上的霉菌       C．制作酸奶的乳酸菌                      
D．生产味精的谷氨酸棒状杆菌       E．反刍动物瘤胃中生存的某些微生物
（4）你认为上述三种微生物中，最具有应用开发价值的是微生物B．
（5）从解决能源问题的角度，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．

Answer 1

分析 1、纤维素分解菌可以产生纤维素酶，纤维素酶可以将纤维素最终水解为葡萄糖，葡萄糖属于还原糖，可以用斐林试剂进行检测，结果会出现砖红色的沉淀．
2、不同酶的氨基酸序列不同（不同酶的空间结构不同），酶的活性不同．
3、实验设计时要注意对照原则和单一变量原则．要注意无关变量应该相同且适宜．

解答 解：（1）三种微生物的提取液中含有纤维素酶，纤维素酶可以催化纤维素分解为葡萄糖，葡萄糖属于还原糖，还原糖用斐林试剂鉴定产生砖红色沉淀．
（2）若不考虑酶的最适pH和最适温度的差异，不同酶的氨基酸序列不同（不同酶的空间结构不同），所以不同来源的纤维素酶，虽然酶蛋白浓度相同，但活性不同．  
（3）由于纤维素分解酶存在于分解纤维素的微生物中，故应从富含纤维素的环境中去寻找纤维素分解菌，则应从生长在腐木上的霉菌和反刍动物瘤胃中生存的某些微生物中提取．
（4）微生物B的提取液与班氏试剂反应后的颜色最深，说明微生物B中的纤维素酶活力最强，产生的葡萄糖最多．因此微生物B最具有应用开发价值．
（5）从解决能源问题的角度，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．
故答案为：
（1）砖红色
（2）不同酶的氨基酸序列不同（不同酶的空间结构不同）
（3）BE
（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

点评 本题以纤维素着重新能源为载体，考查了微生物的分离与培养以及还原糖的检测的有关知识，要求考生能够掌握还原糖鉴定的原理和现象，并具有一定的实验分析能力，能结合社会实践说出开发这种纤维素酶的意义．