Question

7．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，下面是对此进行的研究．请完善实验方案，并回答相关问题．
【实验目的】比较三种微生物所产生的纤维素酶的活性．
【实验原理】纤维素酶催化纤维素分解为葡萄糖，用葡萄糖的产生速率表示酶活性大小；用显色反应表示葡萄糖的生成量．
【实验材料】三种微生物（A～C）培养物的纤维素酶提取液，提取液中酶蛋白浓度相同．
【实验步骤】
（1）取四支试管，分别编号．
（2）在下表各列的①②③④位置，填写相应试剂的体积量，并按表内要求完成相关操作．

管号 试剂（mL）	1	2	3	4
蒸馏水	1.4	1.4	1.4	1.5
pH7.5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

（3）将上述四支试管放入37℃的水浴中，保温1小时．
（4）在上述四支试管中分别加入班氏试剂，摇匀后，进行水浴加热处理．
（5）观察比较实验组的三支试管与对照组试管的颜色及其深浅．
【实验结果】

	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）该实验中的对照组是4号试管．
（2）实验组试管均呈现的颜色是红黄色，但深浅不同．
（3）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，其可能原因是不同来源的纤维素酶蛋白质空间结构不同．
（4）你认为上述三种微生物中，最具有应用开发价值的是维生素B．

Answer 1

分析 本题主要考查影响酶活性的因素和实验设计原则．
1、温度、pH影响酶的活性．在最适温度（pH）下，酶的活性最高；当温度（pH）低于最适温度（pH）时，酶的活性随温度（pH）的升高而增强；当温度（pH）高于最适温度（pH）时，酶的活性随温度（pH）的升高而减弱．
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：【实验步骤】（2）根据实验目的是比较三种微生物所产生的纤维素酶的活性，因此单一变量是微生物的种类不同，而其他无关变量应该相同且适宜．
（4）用班氏试剂来鉴定葡萄糖需要加热（加热至沸腾）处理．
【分析讨论】（1）1号、2号、3号试管中分别为三种不同微生物的提取液，4号试管是空白对照． 
（2）葡萄糖与班氏试剂加热后呈现红黄色．
（3）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．  
（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．
故答案为：
（2）①0.2   ②0.1   ③0.3    ④1.5
（4）本尼迪特   水浴加热
（5）4   红黄色    不同来源的纤维素酶蛋白质空间结构不同    维生素B

点评 本题以图表为载体，考查学生获取和处理信息的能力，分析和解决问题的能力．实验过程中可以变化的因素称为变量．其中人为改变的变量称做自变量，随着自变量的变化而变化的变量称做因变量．除自变量外，实验过程中可能还会存在一些可变因素，对实验结果造成影响，这些变量称为无关变量．