酶固定化是为了克服游离酶应用过程中的哪些缺点？

题目

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第1题：

固定化酶的性质与游离酶相比有哪些方面的变化，主要是哪些方面引起的？

正确答案: 1、酶稳定性的的变化，引起变化的原因：
（1）固定化后酶分子与载体多点连接，可防止酶分子伸展变形。
（2）抑制自降解。将蛋白酶与固态载体结合后，由于其失去了分子间相互作用的机会，从而抑制降解并有利于提高稳定性。
2、固定化酶最适温度的变化，引起变化的原因：
用不同的方法或载体进行固定化，其最适温度可能不同。
3、固定化酶最适pH的变化，引起变化的原因：
（1）载体的带电性质，带负电荷的载体，固定化酶最适pH值比游离酶的高，带正电荷的载体，固定化酶最适pH值比游离酶的低
（2）产物酸碱性
酸性：固定化酶的最适pH值比游离酶的高
碱性：固定化酶的最适pH值比游离酶的低
4、固定化酶底物特异性的变化，引起变化的原因：
载体的空间位阻作用
5、固定化酶活力的变化，引起变化的原因：
（1）酶分子在固定化过程中，空间构象会有所变化，甚至影响了活性中心的氨基酸；
（2）固定化后，酶分子空间自由度受到限制（空间位阻），会直接影响到活性中心对底物的定位作用；
（3）内扩散阻力使底物分子与活性中心的接近受阻；
（4）包埋时酶被高分子物质半透膜包围，大分子底物不能透过膜与酶接近。
6、米氏常数Km的变化，引起变化的原因：
固定化酶的表观米氏常数Km随载体的带电性能变化。由于高级结构变化及载体影响引起酶与底物亲和力变化，从而使Km变化。

第2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3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4题：

与游离酶相比，固定化酶优缺点各在哪里？

正确答案:固定化酶优点：
A.容易将固定化酶与底物、产物分开
B.可以在较长时间内进行反复分批反应和装柱连续反应
C.在多数情况下，提高了酶的稳定性
D.酶反应过程能够加以严格控制
E.产物中没有酶的残留，简化了提纯工艺
F.比游离酶更适合多酶反应
G.可以增加产物的收率并提高产品质量H.提高酶的使用效率，降低成本
固定化酶的不足之处：
A.酶在固定化过程中难免造成酶活性的损失
B.增加了载体成本和固定化操作费用
C.固定化酶的扩散阻力会降低反应速度
D.比较适用于可溶性底物和小分子底物，对大分子底物不适用
E.与完整菌体相比，不适宜于多酶反应，特别是需要辅助因子的反应

第5题：

固定化酶的特性与游离酶比较有哪些改变？

正确答案: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：固定化增加了酶的耐热性；固定化增大了酶对变性剂、抑制剂的抵抗能力；固定化减轻了蛋白酶的破坏作用；固定化可以增强贮存稳定性和操作稳定性。
（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。对于哪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变化。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6题：

用带负电荷的载体制备的固定化酶，其最适pH比游离酶的最适pH（），用带正电荷的载体制备的固定化酶，其最适pH比游离酶的最适pH（），用不带电荷的载体制备的固定化酶，其最适pH与游离酶的最适pH（）。

正确答案:高；低；相同

第7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。

第8题：

酶的固定化方法有哪些？各自的优缺点是什么？

正确答案:方法有：吸附法、共价结合法、交联法。
吸附法优点：操作简便，条件温和，吸附剂可反复使用。
缺点：酶和载体吸附力较弱，易解吸脱落；
共价结合法优点：酶与载体结合牢固，不会轻易脱落，可连续使用。
缺点：反应条件较激烈，易影响酶的空间构象而影响酶的催化活性。
交联法优点：操作简便，结合牢固，可长时间使用。
缺点：交联反应条件较激烈，酶分子的多个基团被交联，致使酶活力损失较大，且制成的固定化酶颗粒较小，机械强度也较低。

第9题：

固定化酶和游离酶相比，有何优缺点？

正确答案:固定化酶：水溶性酶通过物理和化学的方法，使之与不溶性载体结合形成的一种不再溶解的酶。
优点
（1）易将固定化酶和底物，产物分开产物溶液中没有酶的残留简化了提纯工艺
（2）可以在较长的时间内连续使用
（3）反应过程可以严格控制，有利于工艺自动化
（4）提高了酶的稳定性
（5）较能适于多酶反应
（6）酶的使用效率高产率高成本低
缺点
（1）固定化时酶的活力有损失
（2）比较适应于水溶性底物
（3）与完整的细胞相比，不适于多酶反应

第10题：

酶催化反应的产物为酸性时，固定化酶最适pH比游离酶的最适pH（），产物为碱性时，固定化酶的最适pH比游离酶的最适pH（），产物为中性时，最适pH（）。

正确答案:高；低；不改变

酶固定化是为了克服游离酶应用过程中的哪些缺点？

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