Question

【題目】乙醇等“綠色能源”的開發備受世界關注。利用棉花生產燃料酒精的大致流程為：

回答下列問題：

（1）棉花經預處理后，應該選用_________酶、_________酶進行水解，使之轉化為發酵所需的葡萄糖。

（2）若從土壤中分離產生水解棉花的酶X的微生物，所需要的培養基為_________（按功能分），培養基中的碳源為_________（填一種化合物）。

（3）從生物體提取出的酶首先要檢測_________，以便更好地將酶用于生產實踐。在生產糖液的過程中，為了使酶能夠被反復利用，可采用_________技術，此技術一般不采用包埋法固定化的原因是_________。

（4）科研人員利用基因工程技術對酵母菌進行了改造，得到如下三種菌株。菌株Ⅰ：能合成酶X，但不能分泌到細胞外；菌株Ⅱ：合成的酶X能分泌到細胞外；菌株Ⅲ：合成的酶X能分泌到細胞外并固定于細胞壁上。在工業生產中利用棉花生產大量酒精時，選用菌株_________。

Answer 1

【答案】纖維素（或答“C1酶、Cx”） 葡萄糖苷酶 選擇培養基 纖維素 酶的活力（活性） 固定化酶 酶分子很小，體積小的酶容易從包埋材料中漏出 Ⅲ

【解析】

1、酵母菌喜歡偏酸性且富含糖的環境中生長，酵母菌是兼性厭氧菌，在有氧和無氧的環境中酵母菌把糖分解成酒精和二氧化碳；重鉻酸鉀在酸性的條件下與乙醇發生化學反應由橙色變成灰綠色。

2、用植物秸稈生產酒精是利用微生物進行發酵的過程。植物秸稈中的有機物主要是纖維素，纖維素分解菌產生的纖維素酶能將其水解成葡萄糖。從土壤中分離纖維素分解菌的一般步驟是：土壤取樣、選擇培養、梯度稀釋、涂布培養和篩選菌株。篩選纖維素分解菌必須使用以纖維素為唯一碳源的選擇培養基，并且需要做產纖維素酶發酵葡萄糖的實驗進行酶活性的檢測。

3、制備固定化酵母的步驟為酵母細胞的活化→配制CaCl2溶液→配制海藻酸鈉溶液→海藻酸鈉溶液與酵母細胞混合→固定化酵母菌細胞，其中活化是讓處于休眠狀態的微生物重新恢復正常的生活狀態。

（1）棉花的有機物主要是纖維素，纖維素分解菌產生的纖維素酶能將其水解成葡萄糖。纖維素酶是一種復合酶，包括C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶。

（2）產生水解棉花的酶X的微生物屬于纖維素分解菌，從土壤中分離的一般步驟是：土壤取樣、選擇培養、梯度稀釋、涂布培養和篩選菌株。篩選纖維素分解菌必須使用以纖維素為唯一碳源的選擇培養基，并且需要做產纖維素酶發酵葡萄糖的實驗進行酶活性的檢測。

（3）從生物體提取出的酶首先要檢測酶的活力（活性），以便更好地將酶用于生產實踐。在生產糖液的過程中，為了使酶能夠被反復利用，可采用固定化酶（固定化細胞）技術。因為酶分子很小，容易從包埋材料中漏出 ，所以一般適合用物理吸附法或化學結合法進行固定，不宜采用包埋法固定。

（4）在工業生產中利用纖維素生產大量酒精時，因為菌種Ⅲ分泌的纖維素酶能固定于細胞壁上可重復利用，且不溶于水，活性穩定，有利于工業化利用，故選用菌株Ⅲ來生產酒精。