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减少固定化酶反应体系中的传质阻力有哪些措施？

题目

减少固定化酶反应体系中的传质阻力有哪些措施？

参考答案和解析
正确答案:减少固定化酶颗粒的尺寸；采用大孔基质材料；增加底物浓度；增加液相的扰动，减少体积传质系数。
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第1题：

戊二醛与酶反应制备固定化酶属于固定化酶方法中的（）。

  • A、吸附法
  • B、交联法
  • C、包埋法
  • D、液膜法

正确答案:B

第2题：

固定化酶反应器有哪些？


正确答案: （1）搅拌罐型反应器；
（2）固定床型反应器；
（3）流化床型反应器；
（4）膜型反应器；
（5）鼓泡塔型反应器。

第3题：

简述固定化酶有哪些优点？


正确答案:（1）可以多次使用，而且在多数情况下，酶的稳定性提高。
（2）反应后，酶和底物和产物易于分开，产物中无残留酶，易于纯化，产品质量高。
（3）反应条件易于控制，可实现转化反应的连续化和自动控制。
（4）酶的利用效率高，单位酶催化的底物量增加，用酶量减少。
（5）比水溶性酶更适合于多酶反应。

第4题：

何谓固定化酶？固定化酶的特性与游离酶的比较有哪些改变？


正确答案:固定化酶是指固定在一定载体上并在一定的空间范围内进行催化反应的酶。
固定化酶既保持了酶的催化功能，又克服了游离酶的不足之处，具有提高酶的催化效率，增强稳定性，可反复或连续使用以及易于和反应产物分开等显著优点。固定化酶与游离酶比较，其催化特性主要有下列变化：
（1）固定化酶的稳定性一般比游离酶的稳定性好，主要表现在：对热稳定性提高，可以耐受较高的温度；保存稳定性好，可以在一定条件下保存较长时间；对蛋白酶的抵抗性增强，不易被蛋白酶水解；对变性剂耐受性提高，在尿素、有机溶剂和盐酸胍等蛋白质变性剂的作用下，仍可保留较高的酶活力等。
（2）固定化酶的最适作用温度一般与游离酶差不多，活化能也变化不大，但也有些固定化酶的最适温度与游离酶比较会有较明显的变化。
（3）酶经过固定化后，其作用的最适pH往往会发生一些变化。
（4）固定化酶的底物特异性与游离酶比较可能有些不同，其变化与底物相对分子质量的大小有一定关系。对于那些作用于低分子底物的酶，固定化前后的底物特异性没有明显改变。而对于那些可作用于大分子底物，又可作用于小分子底物的酶而言，固定化酶的底物特异性往往会发生变化。

第5题：

酶的固定化方法有哪些？


正确答案: A.吸附法
（1）物理吸附法；
（2）离子吸附法；
B.化学结合法
（1）共价结合法；
（2）共价交联法；
C.包埋法
（1）凝胶网格型；
（2）微囊型。

第6题：

共价结合制备固定化酶的方法有哪些？


正确答案:重氮化、迭氮化、酸酐活化法、异硫氰酸酯法、双功能试剂臣应、澳化氰活化法、硫交换法、醛胺缩合法、四元缩合法、金属整合法、醚氯反应、异氰酸反应、烷基化反应及硅烷化反应等。

第7题：

与游离酶相比较，固定化酶的性质有哪些变化？


正确答案:（1）酶活性的影响：酶活性下降，反应速率下降；
（2）酶稳定性的影响：操作稳定性提高，贮存稳定性比游离酶大多数提高，热稳定性大多数提高但有些反而降低，对分解酶的稳定性提高，pH稳定性提高明显优于游离酶，对有机溶剂的稳定性提高；
（3）pH的变化：改变酶的空间构象，影响酶的催化基团的解离，影响酶的结合基团的解离，改变底物的解离状态（酶与底物不能结合或结合后不能生成产物）；
（4）最适温度变化：随热稳定性的提高，最适温度随之提高，少数例外最适温度下降，活性或其他因素会改善；
（5）底物特异性变化：专一性会发生不同程度的变化，作用于小分子底物的酶特异性没有明显变化，既可作用于小分子底物又可作用于大分子底物的酶特异性往往会变化；
（6）米氏常数Km的变化，Km值随载体性质变化：Km升高，酶与底物的亲和力降低，带电载体与底物之间的静电作用会引起底物分子在扩散层和整个溶液之间不均一分布。

第8题：

简述酶和细胞的固定化方法有哪些？各有哪些特点？


正确答案:（1）载体结合法：是将酶结合于不溶性载体上的一种固定化方法。可分为物理吸附法，离子结合法，共价结合法。
物理吸附法：优点在于操作简单，可选用不同的吸附剂，酶失活后载体仍可再生。缺点在于最适吸附酶量无规律可循，酶与载体之间的吸附剂不强，酶易于脱落。
离子结合法：操作简单，处理条件温和，酶的活性中心不易被破坏。但是酶和载体的结合力比较弱，会发生酶脱落的现象。
共价结合法：酶和载体的结合力牢固，不会发生酶脱落。但反应条件苛刻，操作复杂，酶的活性中心会遭到部分破坏。
（2）交联法：优点是交联后的酶活性较高，缺点是反应条件剧烈，酶的回收率低。
（3）包埋法：不需要改变酶的高级结构，酶的回收率较高。但包埋酶会导致酶的失活，包埋法只适合作用于小分子底物和产物的酶，对于那些作用于大分子底物和产物的酶是不合适的。

第9题：

在酶反应器的基本类型中具有造价低，装置简单，传质阻力最小等优点的是（）

  • A、搅拌罐型反应器
  • B、固定床反应器
  • C、流化床型反应器
  • D、膜式反应器

正确答案:A

第10题：

为什么要固定化酶？酶固定化的优缺点有哪些？


正确答案:酶的固定化是指将酶与不溶性载体结合，使游离酶、细胞或细胞器等的催化活动完全或基本上限制在一定空间内的过程，经过固定化的酶，容易与溶液中的底物和产物分离，且可使酶反复使用，效率高，生产成本大大下降，并增强了其稳定性。因此，固定化酶在工业生产上的应用为生产自动化、管道化、连续化提供了条件，促进了酶工程的飞跃发展。
固定化酶优点：
（1）同一批固定化酶能在工艺流程中重复多次、长期地使用；并可预测衰变的速度；
（2）固定化后，和反应物分开，有利于控制生产过程，同时纯化简单；
（3）稳定性显著提高，包括热稳定性、对蛋白质的稳定性（提高了对蛋白质酶、蛋白质变性剂和抑制剂的抵抗作用）、操作稳定性和储藏稳定性；（4种稳定性）
（4）便于控制其形状以适应不同用途，如颗粒、线条、薄膜和酶管等；
（5）提高了产物质量，应用范围广；
（6）提供了研究酶动力学的良好模型。
缺点：
（1）一种酶只能催化一种化学反应，而在生产实践中，很多产物的形成都是通过一系列的酶促反应才能得到的。
（2）固定化酶一般只适用于水溶性的小分子底物；大分子底物常受载体阻拦，不易接触酶，致使催化活力难以发挥。
（3）首次使用时投入成本较高。

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