Question

【題目】多孔陶瓷具有制備簡單、廉價、高效、節能、環保及良品率高等優點。某科研小組對多孔陶瓷球固定化β-葡萄糖苷酶的條件進行研究，并將固定化酶的性質與游離酶進行比較，得到如下曲線。回答下列問題：

注：殘余酶活性：在同組實驗中，將處理（酸、熱、冷藏、操作反應等）前的固定化酶或游離酶的活性記為100%，各實驗點的值與該點的值之比，通常以百分數表示。

（1）固定化酶的方法一般包括_____________和物理吸附法；采用物理吸附法固定化酶，因條件溫和，__________________________，且操作簡便、載體廉價易得，可反復使用。根據酶的特性，固定化酶需要在_____________條件下保存。與固定化細胞相比，其主要缺點是__________。

（2）β-葡萄糖苷酶能催化硝基苯酚β-D—葡萄糖苷水解成對硝基苯酚，實驗中一般要測定酶活力，該實驗中測定β-葡萄糖苷酶活力時，可用單位時間內_____________________表示。

（3）從曲線分析能得出的結論是_________________________________。

（4）實驗中固定化酶在pH為4.8時的殘余酶活性稍低于游離酶，其可能的原因是_______________。

Answer 1

【答案】化學結合（法） 不會引起酶變性或失活 低溫 只能固定一種酶，不利于催化一系列的酶促反應 硝基苯酚-β-D—葡葡萄糖苷消耗量或對硝基苯酚生成量 β-葡萄糖苷酶經過固定化后，其穩定的pH范圍更廣 少量酶發生滲漏

【解析】

由題意和圖示呈現的信息可知，該題考查學生對固定化酶、固定化細胞等相關知識的識記和理解能力，以及獲取信息、分析問題的能力。

(1) 固定化酶和固定化細胞是利用物理或化學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。由于酶分子很小，一般來說更適合采用化學結合法和物理吸附法固定化酶。物理吸附法是通過氫鍵、疏水鍵等作用力將酶吸附于不溶性載體的方法。采用物理吸附法固定化酶，因其操作簡便、條件溫和，所以不會引起酶變性或失活，且載體廉價易得，可反復使用。溫度過高、過酸、過堿，都會使酶的空間結構遭到破壞，導致酶永久失活，但0℃左右時，酶的活性很低，其空間結構穩定，在適宜的溫度下酶的活性可以升高。可見，固定化酶需要在低溫條件下保存。固定化細胞固定的是多酶系統，而固定化酶只能固定一種酶，不利于催化一系列的酶促反應。

(2) β-葡萄糖苷酶能催化硝基苯酚β-D-葡萄糖苷水解成對硝基苯酚。酶活力的高低，可以通過酶所催化的化學反應在單位時間內反應物的消耗量或產物的生成量來加以體現。可見，若測定β-葡萄糖苷酶活力，可用單位時間內硝基苯酚-β-D—葡葡萄糖苷的消耗量或對硝基苯酚的生成量來表示。

(3) 曲線圖顯示：pH在4.2～5.0之間，游離酶的殘余酶活性略高于固定化酶，但在pH在3.0～4.2與5.0～7.2之間，游離酶的殘余酶活性明顯低于固定化酶，而且隨pH的變化，固定化酶的殘余酶活性的變化幅度比游離酶的小。由此說明：β-葡萄糖苷酶經過固定化后，其穩定的pH范圍更廣。

(4) 實驗中固定化酶在pH為4.8時的殘余酶活性稍低于游離酶，可能是由于少量酶發生滲漏所致。