Question

【題目】乳糖酶能夠催化乳糖水解為葡萄糖和半乳糖在工業生產中具有重要價值。乳糖酶的制備及固定化步驟如下圖。回答下列問題：

(1)篩選產乳糖酶的微生物L時,培養基中的唯一碳源應該是_____，在實驗室培養微生物L時,一方面需要為L提供合適的營養和環境條件,另一方面需要_______,以獲得純凈的培養物。

(2)將微生物L研磨破碎得到提取液后,可采用凝膠色譜法分離純化其中的乳糖酶分離過程中,比乳糖酶相對分子質量小的蛋白質,在凝膠中的移動速度比乳糖酶_____(填“快”或“慢”),原因是______________。

(3)工業生產中,若要將乳糖酶固定化,一般____(填“適宜”或“不適宜”)采用包埋法原因是________,與使用游離酶相比,工業生產中使用固定化酶的優點是________。

Answer 1

【答案】乳糖 防止雜菌污染 慢 相對分子質量小的蛋白質容易進入凝膠內部的通道,移動速度較慢 不適宜 酶分子很小,容易從包埋物中漏出 酶不易失活,可以重復用,能提高產品質量

【解析】

篩選產乳糖酶的微生物L時，宜用乳糖作為培養基中的唯一碳源，即利用選擇培養基篩選。

固定化技術包括包埋法、物理吸附法和化學結合法（交聯法），由于細胞相對于酶來說更大，難以被吸附或結合，因此多采用包埋法，固定化細胞在多步酶促反應中發揮連續催化作用，但如果反應底物是大分子物質，則難以自由通過細胞膜，從而限制固定化細胞的催化反應。固定化酶實質上是將相應酶固定在不溶于水的載體上，實現酶的反復利用，并提高酶穩定性，酶的各項特性（如高效性、專一性和作用條件的溫和性）依然保持。

(1) 篩選產乳糖酶的微生物時，宜用乳糖作為培養基中的唯一碳源。在實驗室培養微生物，一方面要為培養的微生物提供合適的營養和環境條件，另一方面需要防止雜菌污染。

(2) 用電泳法純化乳糖酶時，若在相同條件下分離帶電荷相同的蛋白質，則其分子量越小，電泳速度越慢。凝膠色譜法是根據相對分子質量的大小來分離蛋白質的有效方法，相對分子質量小的蛋白質容易進入凝膠內部的通道，路程長，移動的速度慢，相對分子質量大的蛋白質不容易進入凝膠內部的通道，路程短，移動的速度快，因此相對分子質量不同的蛋白質得以分離。

(3) 固定酶化的方法包括化學結合法、包埋法、物理吸附法、離子吸附法及交聯法等。由于乳糖酶酶分子很小,容易從包埋物中漏出，工業生產中，若要將乳糖酶固定化,一般不適宜采用包埋法，乳糖酶宜采用化學結合法（共價鍵結合法）進行固定化，可通過檢測固定化乳糖酶的乳糖酶的活性（或活力）確定其應用價值。與使用游離酶相比，工業生產中使用固定化酶的優點是酶不易失活,可以重復用，能提高產品質量。