Question

【题目】科研人员利用图1所示固定化乳糖酶反应装置降解牛奶中的乳糖，并研究了乳糖酶凝胶珠颗粒大小对降解效果的影响。实验时将3种不同大小的凝胶珠分别放在反应柱中，打开活栓，然后以相同的速度向每个反应柱中加入等量的牛奶，测定收集的牛奶中葡萄糖的浓度，结果如图2。请回答：

(1)乳糖酶催化乳糖降解为葡萄糖和____________。

(2)制备固定化乳糖酶凝胶珠时，溶解海藻酸钠宜采用________________的方法。应用____________溶液浸泡凝胶珠使其形成稳定结构。

(3)与固定化细胞相比，固定化酶时使用的海藻酸钠浓度应适当____________，这样可以减少________。

(4)本实验结果表明，直径为________mm的乳糖酶凝胶珠降解乳糖的效果较好，分析其原因是__________________________。

(5)在凝胶珠颗粒直径一定时，控制牛奶流经反应柱的速度，测定不同流速下收集的牛奶中葡萄糖浓度。请在相应位置的坐标中，绘制收集的牛奶中葡萄糖浓度相对值与流速之间的关系曲线__________________。

Answer 1

【答案】半乳糖 小火或间断加热 氯化钙 升高 酶分子从凝胶珠中漏出 2 凝胶珠小，彼此间靠得紧密，牛奶流速慢，反应时间长(或凝胶珠小，相对表面积大，与外界物质交换能力强)

【解析】

固定化酶和固定化细胞技术是利用物理或化学的方法将酶或细胞固定在一定空间内的技术。包括包埋法、化学结合法和物理吸附法，固定化酶优点是使酶既能与反应物接触，又能与产物分离，还可以被反复利用，固定化细胞优点是成本更低，操作更容易，可以催化一系列的化学反应。

（1）葡萄糖和半乳糖脱水缩合形成乳糖，故乳糖酶催化乳糖降解为葡萄糖和半乳糖。

（2）溶解海藻酸钠，最好采用小火间断加热的方法，避免发生焦糊现象。用氯化钙溶液浸泡凝胶珠使其形成稳定结构。

（3）固定化酶时使用的海藻酸钠浓度应适当升高，可以减少酶分子从凝胶珠中漏出。

（4）通过图示可知，直径为2mm的乳糖酶凝胶珠降解乳糖的效果较好，因为凝胶珠小，彼此间靠得紧密，牛奶流速慢，反应时间长(或凝胶珠小，相对表面积大，与外界物质交换能力强)。

（5）牛奶流速越快，与固定化乳糖酶接触的时间越短，不利于反应，故在凝胶珠颗粒直径一定时，绘制收集的牛奶中葡萄糖浓度相对值与流速之间的关系曲线。