Question

回答有關(guān)酶工程的問題．
固定化酶是從20世紀(jì)60年代迅速發(fā)展起來的一種技術(shù)．東北農(nóng)業(yè)大學(xué)科研人員利用雙重固定法，即采用戊二醛作交聯(lián)劑（使酶相互連接），海藻酸鈉作為包埋劑來固定小麥酯酶，研究固定化酶的性質(zhì)，并對其最佳固定條件進(jìn)行了探究．如圖顯示的是部分研究結(jié)果（注：酶活力為固定化酶催化化學(xué)反應(yīng)的總效率，包括酶活性和酶的數(shù)量）．

（1）酶的固定化技術(shù)的應(yīng)用最主要的目的是

 

．
（2）從對溫度變化適應(yīng)性和應(yīng)用范圍的角度分析，圖1所示結(jié)果可以得出的結(jié)論是

 

．
（3）圖2曲線表明濃度為

 

的海藻酸鈉包埋效果最好，當(dāng)海藻酸鈉濃度較低時，酶活力較低原因可能是

 

．
（4）固定化酶的活力隨使用次數(shù)的增多而下降，由圖3可知，固定化酯酶一般重復(fù)使用

 

次后酶活力明顯下降．
（5）研究人員固定小麥酯酶不采用海藻酸鈉直接包埋，而是同時用戊二醛作交聯(lián)劑，這是因為

 

．
（6）根據(jù)介紹，科研人員所采用的固定化技術(shù)可用圖4中的

 

 表示．在對酶進(jìn)行固定化技術(shù)處理之前，還需要對酶進(jìn)行分離提純，其基本步驟中，可用

 

 的方法使酶蛋白沉淀，從而層析出來．

Answer 1

考點(diǎn)：制備和應(yīng)用固相化酶

專題：

分析：由圖1可知，當(dāng)溫度變化時，游離酶的酶活力比固定化酶變化明顯；分析圖2，當(dāng)海藻酸鈉濃度較低時，凝膠的孔徑較大，固定化酶容易流失，所以酶活較低，最適的海藻酸鈉濃度為3%．由圖3可知，當(dāng)使用次數(shù)多于3次時，酶活力顯著下降．分析圖4，A表示物理吸附法，B表示化學(xué)結(jié)合法，C表示包埋法，D表示人工種子．固定化酶優(yōu)點(diǎn)是不溶于水，易于產(chǎn)物分離，可反復(fù)使用，能連續(xù)化生產(chǎn)且穩(wěn)定性好．

解答： 解：（1）酶的固定化技術(shù)的應(yīng)用可以解決酶的回收和再利用的困難．
（2）通過分析甲圖可知，固定化酶與游離酶相比，對溫度變化的適應(yīng)性更強(qiáng)且應(yīng)用范圍較廣．
（3）乙圖曲線表明濃度為3%的海藻酸鈉包埋效果最好，此時酶活力最高．當(dāng)海藻酸鈉濃度較低時包埋不緊密，酶分子容易漏出，數(shù)量不足，因此酶活力較低．
（4）由丙圖可知，固定化酶的活力隨使用次數(shù)的增多而下降，且在使用3次以后，酶活力顯著下降．
（5）由于小麥酯酶分子很小，很容易從包埋材料中漏出，因此固定小麥酯酶不采用海藻酸鈉直接包埋，而是采用雙重固定法．
（6）雙重固定法是指采用戊二醛作交聯(lián)劑（使酶相互連接），海藻酸鈉作為包埋劑來固定小麥酯酶，可見科研人員所采用的固定化技術(shù)是化學(xué)連接法和包埋法，可用下圖中的BC表示．在對酶進(jìn)行固定化技術(shù)處理之前，還需要對酶進(jìn)行分離提純，其基本步驟中，可用改變PH或加入硫酸銨的方法使酶蛋白沉淀，從而層析出來．
故答案為：（1）解決酶的回收和再利用的困難
（2）固定化酯酶比游離酯酶對溫度變化適應(yīng)性更強(qiáng)，且應(yīng)用范圍較廣
（3）3%       海藻酸鈉濃度較低時包埋不緊密，酶分子容易漏出，數(shù)量不足
（4）3
（5）酶分子過小，很容易從包埋材料中漏出
（6）BC      改變PH或加入硫酸

點(diǎn)評：本題考查固定化技術(shù)，意在考查考生能理解所學(xué)知識的要點(diǎn)，把握知識間的內(nèi)在聯(lián)系；能運(yùn)用所學(xué)知識與觀點(diǎn)，通過比較、分析與綜合等方法對某些生物學(xué)問題進(jìn)行解釋、推理，做出合理的判斷或得出正確的結(jié)論．