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，并對(duì)其降解纖維素的條件進(jìn)行了研究。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（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(jìn)行發(fā)酵，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖1，推測(cè)該菌株___________（填“適合”或“不適合”）用于酒精發(fā)酵，理由是____________。

（2）在其他培養(yǎng)條件都相同且適宜的條件下，研究人員進(jìn)行了探究纖維素酶最適溫度的預(yù)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖2，據(jù)此___________（填“能”或“不能”）確認(rèn)酶的最適溫度，理由是___________。

（3）研究人員又測(cè)得相同時(shí)間內(nèi)，在30℃、35℃、40℃、45℃溫度下降解10g纖維素所需酶量依次為6mg、4mg、lmg、6mg，則他們應(yīng)在___________的溫度范圍內(nèi)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)以進(jìn)一步確定該酶的最適溫度。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中需要控制發(fā)酵液的pH為9，這是因?yàn)?/span>______________________。

Answer 1

【答案】不適合 酵母菌在酒精發(fā)酵過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生CO2，使培養(yǎng)液pH降低，而J1菌株在酸性環(huán)境下酶的活性較低 不能 據(jù)圖可知隨著溫度升高酶活性逐步增強(qiáng)，酶活性峰值未出現(xiàn) 35℃～45℃ 纖維素酶高產(chǎn)菌株J1的最適pH約為9，在最適pH條件下酶的催化能力最強(qiáng)，排除對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響

【解析】

分析圖1：隨著pH的升高，纖維素酶活性逐漸增高，pH=9為其最適pH，超過(guò)9，其活性下降；
分析圖2：隨著溫度的升高，纖維素酶活性逐漸增高，但圖中不能看出其最適溫度。

（1）據(jù)圖1可知，酵母菌纖維素酶高產(chǎn)菌株J1降解纖維素的最適pH約為9，酵母菌在酒精發(fā)酵過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生CO2，使培養(yǎng)液pH降低，而J1菌株在酸性環(huán)境下酶的活性較低，因而該菌株不適合用于酒精發(fā)酵。

（2）據(jù)圖2可知，在20℃～35℃范圍內(nèi)，隨著溫度升高酶活性逐步增強(qiáng)，酶活性峰值未出現(xiàn)，不能確認(rèn)酶的最適溫度。

（3）降解10g纖維素所需酶量越少，說(shuō)明酶的活性越強(qiáng)，據(jù)30℃～45℃溫度下降解10g纖維素所需酶量的情況，可確定酶的最適溫度在40℃左右，即在35℃～45℃的范圍內(nèi)。纖維素酶高產(chǎn)菌株J1的最適pH約為9，在最適pH條件下酶的催化能力最強(qiáng)，排除對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，因此實(shí)驗(yàn)過(guò)程中需要控制發(fā)酵液的pH為9。