Question

【题目】酵母菌能够利用环境中的纤维素生产酒精。研究人员从土壤中筛选得到酵母菌纤维素酶高产菌株J1，并对其降解纤维素的条件进行了研究。请回答下列问题：

（1）研究人员用筛选到的纤维素酶高产菌株J1在不同pH条件下进行发酵，实验结果见图1，推测该菌株___________（填“适合”或“不适合”）用于酒精发酵，理由是____________。

（2）在其他培养条件都相同且适宜的条件下，研究人员进行了探究纤维素酶最适温度的预实验，实验结果如图2，据此___________（填“能”或“不能”）确认酶的最适温度，理由是___________。

（3）研究人员又测得相同时间内，在30℃、35℃、40℃、45℃温度下降解10g纤维素所需酶量依次为6mg、4mg、lmg、6mg，则他们应在___________的温度范围内设计实验以进一步确定该酶的最适温度。在实验过程中需要控制发酵液的pH为9，这是因为______________________。

Answer 1

【答案】不适合 酵母菌在酒精发酵过程中会产生CO2，使培养液pH降低，而J1菌株在酸性环境下酶的活性较低 不能 据图可知随着温度升高酶活性逐步增强，酶活性峰值未出现 35℃～45℃ 纤维素酶高产菌株J1的最适pH约为9，在最适pH条件下酶的催化能力最强，排除对实验结果的影响

【解析】

分析图1：随着pH的升高，纤维素酶活性逐渐增高，pH=9为其最适pH，超过9，其活性下降；
分析图2：随着温度的升高，纤维素酶活性逐渐增高，但图中不能看出其最适温度。

（1）据图1可知，酵母菌纤维素酶高产菌株J1降解纤维素的最适pH约为9，酵母菌在酒精发酵过程中会产生CO2，使培养液pH降低，而J1菌株在酸性环境下酶的活性较低，因而该菌株不适合用于酒精发酵。

（2）据图2可知，在20℃～35℃范围内，随着温度升高酶活性逐步增强，酶活性峰值未出现，不能确认酶的最适温度。

（3）降解10g纤维素所需酶量越少，说明酶的活性越强，据30℃～45℃温度下降解10g纤维素所需酶量的情况，可确定酶的最适温度在40℃左右，即在35℃～45℃的范围内。纤维素酶高产菌株J1的最适pH约为9，在最适pH条件下酶的催化能力最强，排除对实验结果的影响，因此实验过程中需要控制发酵液的pH为9。