Question

【題目】酵母菌能夠利用環境中的纖維素生產酒精。研究人員從土壤中篩選得到酵母菌纖維素酶高產菌株J1，并對其降解纖維素的條件進行了研究。請回答下列問題：

（1）研究人員用篩選到的纖維素酶高產菌株J1在不同pH條件下進行發酵，實驗結果見圖1，推測該菌株___________（填“適合”或“不適合”）用于酒精發酵，理由是____________。

（2）在其他培養條件都相同且適宜的條件下，研究人員進行了探究纖維素酶最適溫度的預實驗，實驗結果如圖2，據此___________（填“能”或“不能”）確認酶的最適溫度，理由是___________。

（3）研究人員又測得相同時間內，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，則他們應在___________的溫度范圍內設計實驗以進一步確定該酶的最適溫度。在實驗過程中需要控制發酵液的pH為9，這是因為______________________。

Answer 1

【答案】不適合 酵母菌在酒精發酵過程中會產生CO2，使培養液pH降低，而J1菌株在酸性環境下酶的活性較低 不能 據圖可知隨著溫度升高酶活性逐步增強，酶活性峰值未出現 35℃～45℃ 纖維素酶高產菌株J1的最適pH約為9，在最適pH條件下酶的催化能力最強，排除對實驗結果的影響

【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）據圖1可知，酵母菌纖維素酶高產菌株J1降解纖維素的最適pH約為9，酵母菌在酒精發酵過程中會產生CO2，使培養液pH降低，而J1菌株在酸性環境下酶的活性較低，因而該菌株不適合用于酒精發酵。

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

（3）降解10g纖維素所需酶量越少，說明酶的活性越強，據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。纖維素酶高產菌株J1的最適pH約為9，在最適pH條件下酶的催化能力最強，排除對實驗結果的影響，因此實驗過程中需要控制發酵液的pH為9。