Question

【題目】α-半乳糖苷酶是解決大豆制品類食物不耐受的關(guān)鍵酶，但其活性不高耐熱性較差。如果人的消化系統(tǒng)中缺乏α-半乳糖苷酶，當含有α-半乳糖苷的低聚糖經(jīng)過腸道時，會被腸道中的微生物發(fā)酵產(chǎn)生大量氣體導(dǎo)致腹脹等。科研人員使用海藻酸鈉和殼聚糖兩種固定化載體研究了固定化后的α-半乳糖苷酶的使用效果，結(jié)果如圖所示。回答下列問題：

（1）一般來說，固定化酶更適合用_________________________和物理吸附法。用海藻酸鈉固定酶的過程中需要用CaCl2溶液處理，其目的是使______________________；配制海藻酸鈉溶液時，加熱過程應(yīng)注意__________________________。

（2）固定化酶的實質(zhì)是將相應(yīng)酶固定在_______________的載體上；固定化α-半乳糖苷酶與游離的α-半乳糖苷酶相比，其優(yōu)點是具有了良好的________________________。

（3）圖1中與固定化酶相比游離酶的水解率在6h之前較低，但隨時間的延長游離酶的水解率也上升了，可能的原因是___________________。

（4）圖2中兩種固定化酶相比，重復(fù)使用2次后，海藻酸鈉固定化酶的效果明顯降低，其原因可能是__________________。

Answer 1

【答案】化學(xué)結(jié)合法 海藻酸鈉膠體發(fā)生聚沉，形成凝膠珠 小火或間斷加熱 不溶于水 穩(wěn)定性和重復(fù)使用效果 隨著時間的延長游離酶與更多的底物結(jié)合，從而使酶促反應(yīng)進行得更徹底（合理即可） 海藻酸鈉固定化酶經(jīng)多次使用后，不能將α-半乳糖苷酶包埋牢固，保護作用差，導(dǎo)致酶損失較大

【解析】

1、固定化技術(shù)是指利用物理或化學(xué)方法將酶或細胞固定在一定空間內(nèi)的技術(shù)。其方法包括：包埋法、化學(xué)結(jié)合法、物理吸附法，化學(xué)結(jié)合法和物理吸附法多適用于酶的固定化，包埋法多適用于細胞的固定化。

載體：利用包埋法將酶或細胞固定在不溶于水的多孔性載體中，如明膠瓊脂糖、海藻酸鈉、醋酸纖維素和聚丙烯酰胺等。

優(yōu)點：（1）固定化酶既能與底物反應(yīng)接觸，又能與產(chǎn)物分離，可以反復(fù)利用。

（2）固定化細胞技術(shù)制備的成本低、操作容易。

2、固定化酵母細胞的流程：

酵母細胞的活化→配置CaCl2溶液→配置海藻酸鈉溶液→海藻酸鈉溶液與酵母細胞融合→固定化酵母細胞。

（1）配置CaCl2溶液：CaCl2溶液的作用使海藻酸鈉膠體發(fā)生聚沉，形成凝膠珠。

（2）配置海藻酸鈉溶液：為了防止海藻酸鈉焦糊，加熱溶解海藻酸鈉時需注意用小火（間斷）加熱。

（3）海藻酸鈉溶液與酵母細胞融合：溶化好的海藻酸鈉溶液應(yīng)冷卻后與酵母細胞混合，否則高溫會殺死酵母細胞。

（1）根據(jù)以上分析可知，化學(xué)結(jié)合法和物理吸附法多適用于酶的固定化，固定酶的過程中需要用CaCl2溶液處理，其目的是使海藻酸鈉膠體發(fā)生聚沉，形成凝膠珠。配制海藻酸鈉溶液時，加熱過程應(yīng)注意用小火（間斷）加熱，以防海藻酸鈉焦糊。

（2）根據(jù)以上分析可知，固定化酶的實質(zhì)是將相應(yīng)酶固定在不溶于水的多孔性載體中，固定化α-半乳糖苷酶與游離的α-半乳糖苷酶相比，其優(yōu)點是具有了良好的穩(wěn)定性和重復(fù)使用效果。

（3）識圖分析可知，圖1中與固定化酶相比游離酶的水解率在6h之前較低，但隨時間的延長，游離酶與更多的底物結(jié)合，從而使酶促反應(yīng)進行得更徹底，因此游離酶的水解率也上升了。

（4）識圖分析可知，圖2中兩種固定化酶相比，重復(fù)使用2次后，與殼聚糖固定化酶相比海藻酸鈉固定化酶的效果明顯降低，原因可能是海藻酸鈉固定化酶經(jīng)多次使用后，不能將α-半乳糖苷酶包埋牢固，保護作用差，導(dǎo)致酶損失較大。