Question

7．利用纖維素解決能源問題的關鍵是高性能纖維素酶的獲取，下面是對此進行的研究．請完善實驗方案，并回答相關問題．
【實驗目的】比較三種微生物所產生的纖維素酶的活性．
【實驗原理】纖維素酶催化纖維素分解為葡萄糖，用葡萄糖的產生速率表示酶活性大小；用顯色反應表示葡萄糖的生成量．
【實驗材料】三種微生物（A～C）培養(yǎng)物的纖維素酶提取液，提取液中酶蛋白濃度相同．
【實驗步驟】
（1）取四支試管，分別編號．
（2）在下表各列的①②③④位置，填寫相應試劑的體積量，并按表內要求完成相關操作．

管號 試劑（mL）	1	2	3	4
蒸餾水	1.4	1.4	1.4	1.5
pH7.5的緩沖液	0.2	0.2	0.2	0.2
纖維素懸浮液	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
總體積	2.0	2.0	2.0	2.0

（3）將上述四支試管放入37℃的水浴中，保溫1小時．
（4）在上述四支試管中分別加入班氏試劑，搖勻后，進行水浴加熱處理．
（5）觀察比較實驗組的三支試管與對照組試管的顏色及其深淺．
【實驗結果】

	微生物A提取物	微生物B提取物	微生物C提取物
顏色深淺程度	+	+++	++

【分析討論】
（1）該實驗中的對照組是4號試管．
（2）實驗組試管均呈現(xiàn)的顏色是紅黃色，但深淺不同．
（3）上述結果表明：不同來源的纖維素酶，雖然酶蛋白濃度相同，但活性不同．若不考慮酶的最適pH和最適溫度的差異，其可能原因是不同來源的纖維素酶蛋白質空間結構不同．
（4）你認為上述三種微生物中，最具有應用開發(fā)價值的是維生素B．

Answer 1

分析 本題主要考查影響酶活性的因素和實驗設計原則．
1、溫度、pH影響酶的活性．在最適溫度（pH）下，酶的活性最高；當溫度（pH）低于最適溫度（pH）時，酶的活性隨溫度（pH）的升高而增強；當溫度（pH）高于最適溫度（pH）時，酶的活性隨溫度（pH）的升高而減弱．
2、不同酶的氨基酸序列不同（不同酶的空間結構不同），酶的活性不同．
3、實驗設計時要注意對照原則和單一變量原則．要注意無關變量應該相同且適宜．

解答 解：【實驗步驟】（2）根據(jù)實驗目的是比較三種微生物所產生的纖維素酶的活性，因此單一變量是微生物的種類不同，而其他無關變量應該相同且適宜．
（4）用班氏試劑來鑒定葡萄糖需要加熱（加熱至沸騰）處理．
【分析討論】（1）1號、2號、3號試管中分別為三種不同微生物的提取液，4號試管是空白對照． 
（2）葡萄糖與班氏試劑加熱后呈現(xiàn)紅黃色．
（3）不同酶的氨基酸序列不同（不同酶的空間結構不同），所以不同來源的纖維素酶，雖然酶蛋白濃度相同，但活性不同．  
（4）微生物B的提取液與班氏試劑反應后的顏色最深，說明微生物B中的纖維素酶活力最強，產生的葡萄糖最多．因此微生物B最具有應用開發(fā)價值．
故答案為：
（2）①0.2   ②0.1   ③0.3    ④1.5
（4）本尼迪特   水浴加熱
（5）4   紅黃色    不同來源的纖維素酶蛋白質空間結構不同    維生素B

點評 本題以圖表為載體，考查學生獲取和處理信息的能力，分析和解決問題的能力．實驗過程中可以變化的因素稱為變量．其中人為改變的變量稱做自變量，隨著自變量的變化而變化的變量稱做因變量．除自變量外，實驗過程中可能還會存在一些可變因素，對實驗結果造成影響，這些變量稱為無關變量．