Question

【題目】科研人員利用圖1所示固定化乳糖酶反應(yīng)裝置降解牛奶中的乳糖，并研究了乳糖酶凝膠珠顆粒大小對降解效果的影響。實驗時將3種不同大小的凝膠珠分別放在反應(yīng)柱中，打開活栓，然后以相同的速度向每個反應(yīng)柱中加入等量的牛奶，測定收集的牛奶中葡萄糖的濃度，結(jié)果如圖2。請回答：

(1)乳糖酶催化乳糖降解為葡萄糖和____________。

(2)制備固定化乳糖酶凝膠珠時，溶解海藻酸鈉宜采用________________的方法。應(yīng)用____________溶液浸泡凝膠珠使其形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。

(3)與固定化細(xì)胞相比，固定化酶時使用的海藻酸鈉濃度應(yīng)適當(dāng)____________，這樣可以減少________。

(4)本實驗結(jié)果表明，直徑為________mm的乳糖酶凝膠珠降解乳糖的效果較好，分析其原因是__________________________。

(5)在凝膠珠顆粒直徑一定時，控制牛奶流經(jīng)反應(yīng)柱的速度，測定不同流速下收集的牛奶中葡萄糖濃度。請在相應(yīng)位置的坐標(biāo)中，繪制收集的牛奶中葡萄糖濃度相對值與流速之間的關(guān)系曲線__________________。

Answer 1

【答案】半乳糖 小火或間斷加熱 氯化鈣 升高 酶分子從凝膠珠中漏出 2 凝膠珠小，彼此間靠得緊密，牛奶流速慢，反應(yīng)時間長(或凝膠珠小，相對表面積大，與外界物質(zhì)交換能力強(qiáng))

【解析】

固定化酶和固定化細(xì)胞技術(shù)是利用物理或化學(xué)的方法將酶或細(xì)胞固定在一定空間內(nèi)的技術(shù)。包括包埋法、化學(xué)結(jié)合法和物理吸附法，固定化酶優(yōu)點(diǎn)是使酶既能與反應(yīng)物接觸，又能與產(chǎn)物分離，還可以被反復(fù)利用，固定化細(xì)胞優(yōu)點(diǎn)是成本更低，操作更容易，可以催化一系列的化學(xué)反應(yīng)。

（1）葡萄糖和半乳糖脫水縮合形成乳糖，故乳糖酶催化乳糖降解為葡萄糖和半乳糖。

（2）溶解海藻酸鈉，最好采用小火間斷加熱的方法，避免發(fā)生焦糊現(xiàn)象。用氯化鈣溶液浸泡凝膠珠使其形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。

（3）固定化酶時使用的海藻酸鈉濃度應(yīng)適當(dāng)升高，可以減少酶分子從凝膠珠中漏出。

（4）通過圖示可知，直徑為2mm的乳糖酶凝膠珠降解乳糖的效果較好，因為凝膠珠小，彼此間靠得緊密，牛奶流速慢，反應(yīng)時間長(或凝膠珠小，相對表面積大，與外界物質(zhì)交換能力強(qiáng))。

（5）牛奶流速越快，與固定化乳糖酶接觸的時間越短，不利于反應(yīng)，故在凝膠珠顆粒直徑一定時，繪制收集的牛奶中葡萄糖濃度相對值與流速之間的關(guān)系曲線。