Question

【題目】科研人員利用圖1所示固定化乳糖酶反應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柱中，打開活栓，然后以相同的速度向每個反應柱中加入等量的牛奶，測定收集的牛奶中葡萄糖的濃度，結果如圖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。應用____________溶液浸泡凝膠珠使其形成穩(wěn)定結構。

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

(4)本實驗結果表明，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。請在相應位置的坐標中，繪制收集的牛奶中葡萄糖濃度相對值與流速之間的關系曲線__________________。

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，反應時間長(或凝膠珠小，相對表面積大，與外界物質交換能力強)

【解析】

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

（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)定結構。

（3）固定化酶時使用的海藻酸鈉濃度應適當升高，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，反應時間長(或凝膠珠小，相對表面積大，與外界物質交換能力強)。

（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，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系曲線。