Question

【题目】α-半乳糖苷酶是解决大豆制品类食物不耐受的关键酶，但其活性不高耐热性较差。如果人的消化系统中缺乏α-半乳糖苷酶，当含有α-半乳糖苷的低聚糖经过肠道时，会被肠道中的微生物发酵产生大量气体导致腹胀等。科研人员使用海藻酸钠和壳聚糖两种固定化载体研究了固定化后的α-半乳糖苷酶的使用效果，结果如图所示。回答下列问题：

（1）一般来说，固定化酶更适合用_________________________和物理吸附法。用海藻酸钠固定酶的过程中需要用CaCl2溶液处理，其目的是使______________________；配制海藻酸钠溶液时，加热过程应注意__________________________。

（2）固定化酶的实质是将相应酶固定在_______________的载体上；固定化α-半乳糖苷酶与游离的α-半乳糖苷酶相比，其优点是具有了良好的________________________。

（3）图1中与固定化酶相比游离酶的水解率在6h之前较低，但随时间的延长游离酶的水解率也上升了，可能的原因是___________________。

（4）图2中两种固定化酶相比，重复使用2次后，海藻酸钠固定化酶的效果明显降低，其原因可能是__________________。

Answer 1

【答案】化学结合法 海藻酸钠胶体发生聚沉，形成凝胶珠 小火或间断加热 不溶于水 稳定性和重复使用效果 随着时间的延长游离酶与更多的底物结合，从而使酶促反应进行得更彻底（合理即可） 海藻酸钠固定化酶经多次使用后，不能将α-半乳糖苷酶包埋牢固，保护作用差，导致酶损失较大

【解析】

1、固定化技术是指利用物理或化学方法将酶或细胞固定在一定空间内的技术。其方法包括：包埋法、化学结合法、物理吸附法，化学结合法和物理吸附法多适用于酶的固定化，包埋法多适用于细胞的固定化。

载体：利用包埋法将酶或细胞固定在不溶于水的多孔性载体中，如明胶琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素和聚丙烯酰胺等。

优点：（1）固定化酶既能与底物反应接触，又能与产物分离，可以反复利用。

（2）固定化细胞技术制备的成本低、操作容易。

2、固定化酵母细胞的流程：

酵母细胞的活化→配置CaCl2溶液→配置海藻酸钠溶液→海藻酸钠溶液与酵母细胞融合→固定化酵母细胞。

（1）配置CaCl2溶液：CaCl2溶液的作用使海藻酸钠胶体发生聚沉，形成凝胶珠。

（2）配置海藻酸钠溶液：为了防止海藻酸钠焦糊，加热溶解海藻酸钠时需注意用小火（间断）加热。

（3）海藻酸钠溶液与酵母细胞融合：溶化好的海藻酸钠溶液应冷却后与酵母细胞混合，否则高温会杀死酵母细胞。

（1）根据以上分析可知，化学结合法和物理吸附法多适用于酶的固定化，固定酶的过程中需要用CaCl2溶液处理，其目的是使海藻酸钠胶体发生聚沉，形成凝胶珠。配制海藻酸钠溶液时，加热过程应注意用小火（间断）加热，以防海藻酸钠焦糊。

（2）根据以上分析可知，固定化酶的实质是将相应酶固定在不溶于水的多孔性载体中，固定化α-半乳糖苷酶与游离的α-半乳糖苷酶相比，其优点是具有了良好的稳定性和重复使用效果。

（3）识图分析可知，图1中与固定化酶相比游离酶的水解率在6h之前较低，但随时间的延长，游离酶与更多的底物结合，从而使酶促反应进行得更彻底，因此游离酶的水解率也上升了。

（4）识图分析可知，图2中两种固定化酶相比，重复使用2次后，与壳聚糖固定化酶相比海藻酸钠固定化酶的效果明显降低，原因可能是海藻酸钠固定化酶经多次使用后，不能将α-半乳糖苷酶包埋牢固，保护作用差，导致酶损失较大。