Question

6．我國食品加工企業(yè)每年都會產生大量高濃度有機廢水，如直接排放會造成嚴重污染．固定化酶技術可應用于高濃度有機廢水的處理，科研人員對固定化蛋白酶進行了以下實驗研究．
實驗一：研究人員選擇了硅膠、活性炭和大孔樹脂為載體制備固定化蛋白酶，三種載體的固定化率如圖1所示．
實驗二：為探究pH對三種載體固定化酶活性的影響．研究人員將高濃度污水的pH值分別調至4.5、5.0、5.5、6.0、6.5、7.0，各取500ml．分別使其與等量不同載體的固定化酶混合，然后在37℃的水浴中反應6小時．測定每個反應器中氨基酸的生成速率．測定結果如圖2所示．

回答下列問題：
（1）由圖1可知，三種載體蛋白酶固定化率最低的是硅膠．與水溶性酶相比，固定化酶處理高濃度污水的優(yōu)點是可反復利用，易與反應物分離．
（2）實驗二的自變量是pH和三種載體固定化酶，無關變量是溫度、污水的量、固定化蛋白酶的量和反應時間．（至少寫兩點）
（3）從圖2中可得出的結論：在pH值4.5至7之間，硅膠固定的蛋白酶活性最低（或活性炭固定的蛋白酶活性最高）；蛋白酶在三種載體上的最適pH值均為5.5左右．
（4）結合圖1和圖2分析，進行高濃度污水的凈化時應選擇活性炭載體的固定化酶．

Answer 1

分析 分析圖1：硅膠、活性炭和大孔樹脂為載體制備固定化蛋白酶時，活性炭的酶固定化率最高，其次是大孔樹脂，最低的是硅膠．
分析圖2：在pH值4.5至7之間，硅膠固定的蛋白酶活性最低（或活性炭固定的蛋白酶活性最高 ）；蛋白酶在三種載體上的最適pH值均為5.5左右．

解答 解：（1）由圖1可知，三種載體蛋白酶固定化率最低的是硅膠．與水溶性酶相比，固定化酶處理高濃度污水的優(yōu)點是可反復利用，易與反應物分離．
（2）實驗二的自變量是pH和三種載體固定化酶，因變量是氨基酸的生產速率，無關變量是溫度、污水的量、固定化蛋白酶的量和反應時間等．
（3）從圖2中可得出的結論：在pH值4.5至7之間，硅膠固定的蛋白酶活性最低（或活性炭固定的蛋白酶活性最高 ）；蛋白酶在三種載體上的最適pH值均為5.5左右．
（4）從圖1和圖2可以看出，載體是活性炭時，酶的固定化率最高，氨基酸的生成速率也最高，因此進行高濃度污水的凈化時應選擇活性炭載體的固定化酶．
故答案為：
（1）硅膠        可反復利用，易與反應物分離
（2）pH和三種載體固定化酶（缺一不可）         溫度、污水的量、固定化蛋白酶的量和反應時間
（3）在pH值4.5至7之間，硅膠固定的蛋白酶活性最低（或活性炭固定的蛋白酶活性最高 ）          蛋白酶在三種載體上的最適pH值均為5.5左右
（4）活性炭

點評 本題結合圖解，考查固定化酶的相關知識，要求考生識記固定化酶的優(yōu)缺點，能正確分析題圖，同時能結合圖中信息準確答題，屬于考綱識記和理解層次的考查．