Question

【題目】乙醇等“綠色能源”的開發(fā)備受世界關(guān)注。利用棉花生產(chǎn)燃料酒精的大致流程為：

回答下列問題：

（1）棉花經(jīng)預(yù)處理后，應(yīng)該選用_________酶、_________酶進(jìn)行水解，使之轉(zhuǎn)化為發(fā)酵所需的葡萄糖。

（2）若從土壤中分離產(chǎn)生水解棉花的酶X的微生物，所需要的培養(yǎng)基為_________（按功能分），培養(yǎng)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(chǎn)實(shí)踐。在生產(chǎn)糖液的過程中，為了使酶能夠被反復(fù)利用，可采用_________技術(shù)，此技術(shù)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(shù)對(duì)酵母菌進(jìn)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(xì)胞外；菌株Ⅱ：合成的酶X能分泌到細(xì)胞外；菌株Ⅲ：合成的酶X能分泌到細(xì)胞外并固定于細(xì)胞壁上。在工業(yè)生產(chǎn)中利用棉花生產(chǎn)大量酒精時(shí)，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(yǎng)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(huán)境中生長，酵母菌是兼性厭氧菌，在有氧和無氧的環(huán)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(fā)生化學(xué)反應(yīng)由橙色變成灰綠色。

2、用植物秸稈生產(chǎn)酒精是利用微生物進(jìn)行發(fā)酵的過程。植物秸稈中的有機(jī)物主要是纖維素，纖維素分解菌產(chǎn)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(yǎng)、梯度稀釋、涂布培養(yǎng)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(yǎng)基，并且需要做產(chǎn)纖維素酶發(fā)酵葡萄糖的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行酶活性的檢測。

3、制備固定化酵母的步驟為酵母細(xì)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(xì)胞混合→固定化酵母菌細(xì)胞，其中活化是讓處于休眠狀態(tài)的微生物重新恢復(fù)正常的生活狀態(tài)。

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

（2）產(chǎn)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(yǎng)、梯度稀釋、涂布培養(yǎng)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(yǎng)基，并且需要做產(chǎn)纖維素酶發(fā)酵葡萄糖的實(shí)驗(yàn)進(jìn)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(chǎn)實(shí)踐。在生產(chǎn)糖液的過程中，為了使酶能夠被反復(fù)利用，可采用固定化酶（固定化細(xì)胞）技術(shù)。因?yàn)槊阜肿雍苄�，容易從包埋材料中漏�?/span> ，所以一般適合用物理吸附法或化學(xué)結(jié)合法進(jìn)行固定，不宜采用包埋法固定。

（4）在工業(yè)生產(chǎn)中利用纖維素生產(chǎn)大量酒精時(shí)，因?yàn)榫�種Ⅲ分泌的纖維素酶能固定于細(xì)胞壁上可重復(fù)利用，且不溶于水，活性穩(wěn)定，有利于工業(yè)化利用，故選用菌株Ⅲ來生產(chǎn)酒精。