Question

【題目】纖維素是植物秸稈的主要成分，可利用纖維素酶將其降解為葡萄糖，再利用葡萄糖生產(chǎn)燃料酒精。某科研人員將纖維素酶固定在載體(海藻酸鈉)上，使它可以重復(fù)、穩(wěn)定使用，提高其利用率。回答下列問題:

（1）一般認(rèn)為，纖維素酶至少包括三種組分，即_________________。

（2）該科研人員將纖維素酶與海藻酸鈉混合后，滴加到一定濃度的氯化鈣溶液中，使液滴形成凝膠固體小球，該固定化酶的方法稱為___________。工業(yè)生產(chǎn)中，若要將小分子酶固定化，一般_________________(填“適宜”或“不適宜”)采用該方法。與使用游離酶相比，工業(yè)生產(chǎn)中使用固定化酶的優(yōu)點(diǎn)是__________________。

（3）該科研人員進(jìn)一步探究纖維素酶固定化后的熱穩(wěn)定性變化。將固定化酶和游離酶置于60℃水浴中，每20 min測(cè)定一次其活力。結(jié)果如圖所示(酶活力:每毫升酶液1 min產(chǎn)生1 mg葡萄糖為一個(gè)單位U)。

據(jù)圖分析，纖維素酶固定后熱穩(wěn)定性____________，判斷依據(jù)是________。根據(jù)游離酶的熱穩(wěn)定性的特點(diǎn)，推測(cè)適宜在____________(填“低溫”“高溫”或“最適溫度”)條件下保存酶。

Answer 1

【答案】C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶 包埋法 不適宜 酶不易失活，可以重復(fù)使用 提高(或升高) 游離酶活力下降速率大于固定化酶 低溫

【解析】

在纖維素分解菌的分離實(shí)驗(yàn)中，剛果紅可以與纖維素形成紅色復(fù)合物，當(dāng)纖維素被纖維素酶分解后，紅色復(fù)合物無法形成，出現(xiàn)以纖維素分解菌為中心的透明圈，這樣可以通過是否產(chǎn)生透明圈來篩選纖維素分解菌。

固定化技術(shù)包括包埋法、物理吸附法和化學(xué)結(jié)合法（交聯(lián)法）。包埋法，是將微生物包埋在凝膠的微小格子或微膠囊等有限空間內(nèi)，微生物被包裹在該空間內(nèi)不能離開，而底物和產(chǎn)物能自由地進(jìn)出這個(gè)空間，常用的有凝膠包埋法。載體結(jié)合法，是依據(jù)帶電的微生物細(xì)胞和載體之間的靜電、表面張力和粘附力的作用，使微生物細(xì)胞固定在載體表面和內(nèi)部形成生物膜。化學(xué)結(jié)合法是將酶通過化學(xué)鍵連接到天然的或合成的高分子載體上，使用偶聯(lián)劑通過酶表面的基團(tuán)將酶交聯(lián)起來，而形成相對(duì)分子量更大、不溶性的固定化酶的方法。

（1）纖維素酶是一種復(fù)合酶，包括C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶，前兩種酶使纖維素分解成纖維二糖，第三種酶將纖維二糖分解成葡萄糖。

（2）將酶液和一定濃度的海藻酸鈉溶液混合后，用注射器滴到一定濃度CaCl2溶液中，這種固定化酶使用的是包埋法。工業(yè)生產(chǎn)中，若要將小分子酶固定化，一般不適宜采用該方法。工業(yè)生產(chǎn)中使用固定化酶的優(yōu)點(diǎn)是酶不易失活，可以重復(fù)使用。

（3）據(jù)圖分析，游離酶活力隨著時(shí)間增加活性下降速率大于固定化酶，故纖維素酶固定后熱穩(wěn)定性提高。酶適合用低溫保存。