酶工程習題(答案全).doc

.第一章 緒論一、名詞解釋1、酶 ： 是具有生物催化功能的生物大分子2、酶工程：酶的生產(chǎn)與應用的技術過程稱為酶工程。它是利用酶的催化作用進行物質轉化的技術，是將酶學理論與化工技術、微生物技術結合而形成的新技術，是借助工程學手段利用酶或細胞、細胞器的特定功能提供產(chǎn)品的一門科學 3、核酸類酶：為一類具有生物催化功能的核糖核酸分子。它可以催化本身RNA剪切或剪接作用，還可以催化其他RNA，DNA多糖，酯類等分子進行反應4、蛋白類酶 ： 為一類具有生物催化功能的蛋白質分子，它只能催化其他分子進行反應。 5、酶的生產(chǎn)：是指通過人工操作獲得所需酶的技術過程。主要包括微生物發(fā)酵產(chǎn)酶，動植物培養(yǎng)產(chǎn)酶，酶提取和分離純化等6、酶的改性是通過各種方法改進酶的催化特性的技術過程，主要包括酶分子的修飾，酶固定化，酶非水相催化等7、酶的應用 ：是通過酶的催化作用獲得人們所需要的物質或者不良物質的技術過程，主要包括酶反應器的選擇和設計以及酶在各領域的應用等。8、酶的專一性：又稱為特異性，是指酶在催化生化反應時對底物的選擇性，即在一定條件下，一種酶只能催化一種或一類結構相似的底物進行某種類型反應的特性。亦即酶只能催化某一類或某一種化學反應。9、酶的轉換數(shù)：酶的轉換數(shù)Kp。又稱為摩爾催化活性，是指每個酶分子每分鐘催化底物轉化的分子數(shù)二、填空題1、根據(jù)分子中起催化作用的主要組分的不同，酶可以分為_和 _兩大類。2、核酸類酶分子中起催化作用的主要組分是_，蛋白類酶分子中起催化作用的主要組分是_。3、進行分子內催化作用的核酸類酶可以分為_，_。4、酶活力是_的量度指標，酶的比活力是_的量度指標，酶的轉換數(shù)的主要組分是_的度量指標。5、非競爭性抑制的特點是最大反應速度Vm_，米氏常數(shù)Km_。三、選擇題1、酶工程是（ ）的技術過程。A、利用酶的催化作用將底物轉化為產(chǎn)物B、通過發(fā)酵生產(chǎn)和分離純化獲得所需酶C、酶的生產(chǎn)與應用D、酶在工業(yè)上大規(guī)模應用2、核酸類酶是（ ）。A、催化RNA進行水解反應的一類酶B、催化RNA進行剪接反應的一類酶C、由RNA組成的一類酶D、分子中起催化作用的主要組分為RNA的一類酶3、RNA剪切酶是（ ）。A、催化其他RNA分子進行反應的酶B、催化其他RNA分子進行剪切反應的R酶C、催化本身RNA分子進行剪切反應的R酶D、催化本身RNA分子進行剪接反應的R酶4、酶的改性是指通過各種方法（ ）的技術過程。A、改進酶的催化特性 B、改變酶的催化特性 C、提高酶的催化效率 D、提高酶的穩(wěn)定性5、酶的轉換數(shù)是指（ ）。A、酶催化底物轉化成產(chǎn)物的數(shù)量B、每個酶分子催化底物轉化為產(chǎn)物的分子數(shù)C、每個酶分子每分鐘催化底物轉化為產(chǎn)物的分子數(shù)D、每摩爾酶催化底物轉化為產(chǎn)物的摩爾數(shù)四、判斷題（ ）1、相同的酶在不同的pH條件下進行測定時，酶活力不同。（ ）2、競爭性抑制的特點是最大反應速度Vm不變，米氏常數(shù)Km 增大。（ ）3、催化兩個化合物縮成一個化合物的酶稱為合成酶。（ ）4、RNA剪切酶是催化RNA分子進行剪切反應的核酸類酶。（ ）5、水解酶在水溶液中不能催化其逆反應。五、簡答題1、何謂酶工程，其主要內容有哪些？2、試述酶活力測定的基本步驟。3、簡述影響酶催化作用的主要因素。參考答案第一章一、 填空題1、 蛋白類酶，核酸類酶。2、 蛋白質，核糖核酸。3、 自我剪切酶，自我剪接酶。4、 酶量，酶純度，酶催化效率。5、 減小，不變。二、 選擇題1、C 2、D 3、B 4、A 5、C四、判斷題1、（X） 2、（ ） 3、（X） 4、（X） 5、（ ）五、簡答題1、答：酶的生產(chǎn)與應用的技術過程稱為酶工程。 酶工程的主要內容包括：微生物細胞發(fā)酵產(chǎn)酶，動植物細胞培養(yǎng)產(chǎn)酶，酶的提取與分離純化，酶分子修飾，酶、細胞、原生質體固定化、酶定向進化、酶反應器和酶的應用等。2、答：酶活力測定通常包括兩個階段。首先在一定條件下，酶與底物反應一段時間，然后再測定反應液中底物或產(chǎn)物的變化量。一般經(jīng)過如下幾個步驟： （1）根據(jù)酶催化的專一性，選擇適宜的底物，并配制成一定濃度的底物溶液。 （2）根據(jù)酶的動力學性質，確定酶催化反應的溫度、pH、底物濃度、激活劑濃度等反應條件。溫度可以選擇在室溫（25）、體溫(37)、酶反應最適溫度或其他選用的溫度；pH應是酶催化反應的最適pH；底物濃度應大于5Km等。 （3）在一定的條件下，將一定量的酶液和底物溶液混合均勻，適時記下反應開始的時間。 （4）反應到一定的時間，取出適量的反應液，運用各種生化檢測技術，測定產(chǎn)物的生成量或底物的減少量。3、答：酶的催化作用受到底物濃度、酶濃度、溫度、pH、激活劑濃度、抑制劑濃度等諸多因素的影響。 （1）底物濃度：在底物濃度較低的情況下，酶催化反應速度與底物濃度成正比，反應速度隨著底物濃度的增加而加快。當?shù)孜餄舛冗_到一定的數(shù)值時，反應速度的上升不再與底物濃度成正比，而是逐步趨向平衡。 （2）酶濃度：在底物濃度足夠高的條件下，酶催化反應速度與酶濃度成正比。 （3）溫度的影響：每一種酶的催化反應都有其適宜的溫度范圍和最適溫度。在適宜溫度范圍內，酶才能進行催化反應；在最高溫度條件下，酶的催化反應速度達到最大。 （4）pH的影響：酶的催化作用與反應液的pH有很大關系。每一種酶都有各自的適宜pH范圍和最適pH。只有在適宜pH范圍內，酶才能顯示其催化活性在最適pH條件下，酶催化反應速度達到最大。 （5）抑制劑的影響：在抑制劑的條件下，酶的催化活性降低甚至喪失，從而影響酶的催化功能。抑制劑有可逆性抑制劑和不可逆性抑制劑之分。不可逆性抑制劑與酶分子結合后，抑制劑難以除去，酶活性難以恢復?？赡嫘砸种苿┡c酶的結合是可逆的，只要將抑制劑除去，酶活性即可恢復。 （6）激活劑的影響：在激活劑的影響下，酶的催化活性提高或者由無性得酶原生成有催化活性的酶。第二章 微生物發(fā)酵產(chǎn)酶一、 名詞解釋1、酶的發(fā)酵生產(chǎn) ：經(jīng)過預先設計，通過人工操作，利用為生物的生命活動獲得所需酶的技術過程 2、轉錄 ：是在 DNA的指導下的RNA聚合酶的催化下，按照鹼基配對的原則，以四種核苷酸為原料合成一條與模板DNA互補的RNA 的過程 3、翻譯 ：以mRNA為模板，以各種氨基酸為底物，在核糖體蛋白體上通過各種tRNA，酶和輔助因子的作用，合成多肽鏈的過程。 4、酶的誘導：加入某些物質使酶的生物合成或加速進行的現(xiàn)象。5、酶的反饋阻遏：是指酶催化反應的產(chǎn)物或代謝途徑的末端產(chǎn)物使該酶的生物合成收到阻遏。 6、分解代謝物阻遏 ： 7、發(fā)酵動力學：主要研究在發(fā)酵過程中細胞生長速度，產(chǎn)物形成速度、基質消耗速度以及環(huán)境因素對速度的影響；在酶的發(fā)酵生產(chǎn)中,研究酶發(fā)酵動力學對于了解酶生物合成模式；發(fā)酵條件的優(yōu)化控制,提高酶產(chǎn)量具有重要的理論指導意義二、填空題1、轉錄是以為模板，以為底物，在的作用下生成的過程。2、微生物產(chǎn)酶方式可以分為同步合成型，中期合成型，四種。3、生長因素是所必需的。4、莫諾德常數(shù)Ks是指生長速率達到時的。5、發(fā)酵動力學是研究發(fā)酵過程中細胞生長速率，基質消耗速率及其影響因素的學科。三、選擇題1、可以通過添加（ ）使分解代謝物阻遏作用解除。A、誘導物 B、激活劑 C、cAMP D、ATP2、在酶發(fā)酵過程中添加表面活性劑可以（D ）。A、誘導酶的生物合成 B、阻遏酶的生物合成C、提高酶活力 D、提高細胞透過性3、有些酶在細胞進入平衡期以后還可以繼續(xù)合成較長的一段時間，這是由于（ ）。A、該酶所對應的mRNA穩(wěn)定性好 B、該酶所對應的DNA穩(wěn)定性好C、細胞自溶后使酶分泌出來 D、培養(yǎng)基中還有充足的營養(yǎng)成分4、莫諾德常數(shù)是指（ ）A、反應速度達到最大反應速度一半時的底物濃度。B、比生長速率達到最大比生長速率一半時的限制性基質濃度。C、產(chǎn)酶速率達到最大產(chǎn)酶速率一半時的限制性基質濃度。D、細胞生長速率達到最大細胞生長速率一半時的限制性基質濃度。四、判斷題（ ）1、固定化細胞在一定的空間范圍內生長繁殖，由于細胞密度增大，使生化反應加速，所以能夠提高酶活力。（ ）2、某些酶的催化反應產(chǎn)物可以誘導該酶的生物合成。（ ）3、在酶的發(fā)酵生產(chǎn)中，為了提高產(chǎn)酶率和縮短發(fā)酵周期，最理想的酶合成方式是延續(xù)合成型。（ ）4、氨酰-tRNA合成酶具有識別mRNA和tRNA的功能。（ ）5、固定化原生質體與固定化細胞一樣可以進行生長繁殖和新陳代謝。五、簡答題 1、為什么屬于滯后合成型的酶要在細胞生長一段時間甚至進入平衡期以后才開始合成？2、簡述微生物發(fā)酵產(chǎn)酶培養(yǎng)基的主要組分及其作用。3、簡述微生物發(fā)酵產(chǎn)酶過程中工藝條件的限制性。4、固定化細胞發(fā)酵產(chǎn)酶有哪些特點？5、固定化微生物原生質體發(fā)酵產(chǎn)酶有哪些特點？6、試述酵發(fā)酵動力學的主要內容。六、綜合分析題1、在酵發(fā)酵生產(chǎn)過程中，為了提高酶的產(chǎn)率，可以采取哪些措施？第二章參考答案二 填空題1 DNA,核苷三磷酸，依賴DNA的RNA聚合酶，RNA 2 延續(xù)合成型，滯后合成型3 細胞生長繁殖，微量有機化合物 4 最大比生長速率一半，限制性基質濃度5 產(chǎn)物生成速率三選擇題1C 2D 3A 4B四判斷題1錯 2 對 3 對 4 錯 5錯五簡答題1 答：屬于滯后合成型的酶，之所以要在細胞生長一段時間甚至進入平衡期后才開始合成，主要有兩個原因：一是由于酶的生物合成受到培養(yǎng)基中阻遏作用，只有隨著細胞的生長，阻遏物幾乎被細胞用完而解除阻遏以后，酶才開始大量合成；二是由于該類型酶對所對應的mRNA穩(wěn)定性好，可以在細胞生長進入平衡期后的相當長的一段時間內，繼續(xù)進行酶的生物合成。2 答：培養(yǎng)基的主要組成包括：碳源、氮源、無機鹽和生長因子等。碳源是指能夠為細胞提供碳素化合物的營養(yǎng)物質。在一般情況下，碳源也是為細胞提供能量的能源。碳是構成細胞的主要元素之一，也是所有酶的重要組成元素。所以碳源是酶的生物合成法生產(chǎn)中必不可少的營養(yǎng)物質。氮源是指能向細胞提供氮元素的營養(yǎng)物質。氮元素是各種細胞中蛋白質。核酸等組分的重要組成元素之一，也是各種酶分子的組成元素。氮源是細胞生長、繁殖和酶的生產(chǎn)的必不可少的營養(yǎng)物質。無機鹽的主要作用是提供細胞生命活動所必不可缺的各種無機元素，并對細胞內外的PH、氧化還原電位和滲透壓起調節(jié)作用。生長素是指細胞生長繁殖所必需的微量有機化合物。主要包括各種氨基酸、嘌呤、嘧啶、維生素等。氨基酸是蛋白質的組分；嘌呤和嘧啶是核酸和某些輔助酶或輔基的組分；維生素主要是起輔酶作用。3 答：微生物發(fā)酵產(chǎn)酶的過程中，必須根據(jù)需要和變化情況，適時進行PH、溫度、溶解氧等發(fā)酵工藝條件的控制。（1）PH的調節(jié)控制（2）溫度的調節(jié)控制（3）溶解氧的調節(jié)控制4答：固定化細胞發(fā)酵產(chǎn)酶與游離細胞發(fā)酵產(chǎn)酶相比，具有下列顯著特點：（1） 提高酶產(chǎn)率（2） 可以反復使用或連續(xù)使用較長時間。（3） 基因工程菌的質粒穩(wěn)定，不易丟失（4） 發(fā)酵穩(wěn)定性好（5） 縮短發(fā)酵周期，提高設備利用率產(chǎn)品容易分離純化：固定化細胞不溶于水，發(fā)酵完成后，容易與發(fā)酵液分離，而且發(fā)酵液中所含的游離細胞很少，這就有利于產(chǎn)品的分離純化，從而提高產(chǎn)品的純度和質量。（6） 適用于胞外酶等胞外產(chǎn)物的生產(chǎn)。5答：固定化原生質體發(fā)酵產(chǎn)酶具有如下顯著特點：（1） 變胞內產(chǎn)物為胞外產(chǎn)物（2） 提高酶產(chǎn)率（3） 穩(wěn)定性好（4） 易于分離純化。6答：發(fā)酵動力學的主要內容包括細胞生長動力學，產(chǎn)物生成動力學和基質消耗動力學。細胞生長動力學主要研究發(fā)酵過程中細胞生長速率以及各種因素對細胞生長速率的影響規(guī)律；產(chǎn)物生成動力學主要研究發(fā)酵過程中產(chǎn)物生成速率以及各種因素對產(chǎn)物生成速率的影響規(guī)律；基質消耗動力學主要研究發(fā)酵過程中基質消耗速率以及各種因素對基質消耗速率的影響規(guī)律。六 綜合分析題1答：在酶的發(fā)酵生產(chǎn)過程中，要使酶的產(chǎn)率提高，必須采取一系列的措施，主要的有：（1） 使用優(yōu)良的產(chǎn)酶細胞：通過篩選、誘變、原生質體融合、基因重組、定向進化等手段，獲得生長快、產(chǎn)率高、穩(wěn)定性好的產(chǎn)酶細胞。（2） 使用優(yōu)良的發(fā)酵生產(chǎn)設備：通過精心設計或者選擇使用高產(chǎn)、低耗的發(fā)酵罐等發(fā)酵生產(chǎn)設備。（3） 采用先進的跟李純化技術和設備：采用操作簡便、收得率高的分離化技術設備，以達到高產(chǎn)豐收的效果。（4） 控制好工藝條件：在發(fā)酵過程中，要根據(jù)菌種特性，確定培養(yǎng)基和發(fā)酵工藝條件，進行工藝優(yōu)化，并根據(jù)需要和變化的情況及時加以調節(jié)控制。（5） 此外還可以采取某些行之有效地措施，諸如添加誘導物、控制阻遏物濃度、添加表面活性劑 等。第三章 動植物細胞培養(yǎng)產(chǎn)酶一、名詞解釋1、動物細胞培養(yǎng)產(chǎn)酶：2、植物細胞培養(yǎng)產(chǎn)酶3、抗體酶：又稱為催化性抗體，是一類具有生物催化功能的抗體分子4、纖維酶原激活劑二、填空題1、植物細胞培養(yǎng)主要用于生產(chǎn)色素、香精、藥物、酶、等次級代謝產(chǎn)物。2、動物細胞培養(yǎng)主要用于生產(chǎn)疫苗、激素、單克隆抗體、多肽因子、酶等功能性蛋白質。3、抗體酶的主要獲得方法有修飾法、引入法、酶蛋白抗原誘導法。4、植物細胞和微生物細胞的特性差異主要有細胞體積大，生長倍增時間長，營養(yǎng)要求較簡單，大多數(shù)需要光照，對剪切力敏感等顯著特點。5、動物細胞培養(yǎng)方法主要有懸浮培養(yǎng)，貼壁培養(yǎng)，固定化細胞培養(yǎng)。三、選擇題1、半抗原（ ）可以不做A、可以誘導抗體生成，但不能與抗體特異結合B、可以與抗體特異結合，但不能誘導抗體生成C、可以誘導抗體產(chǎn)生，也可以與抗原特異結合D、不能與抗體特異結合，也不能與抗體特異結合2、端粒酶是（ C）A、催化端粒水解的酶B、存在于端粒中的酶C、催化端粒生成和延長的酶D、催化RNA生成和延長的酶3、抗體酶是（ A）A、具有催化活性的抗體分子B、具有催化活性的RNA分子C、催化抗體水解的酶D、催化抗體生成的酶4、纖溶酶原激活劑是（ D）A、催化纖溶酶水解反應的酶B、催化纖維蛋白水解反應酶C、催化纖維蛋白原水解反應酶D、催化纖溶酶原水解反應的酶四、簡答題與計算題2、 何謂抗體酶？試述獲得抗體酶的主要方法?？贵w酶又稱為催化性抗體，是一類具有生物催化功能的抗體分子。要使抗體成為具有催化功能的抗體酶，只要在抗體的可變區(qū)賦予酶的催化特性，就可能成為抗體酶?？贵w酶的制備方法有誘導法、修飾法，誘導法是抗體酶制備的主要方法，根據(jù)所采用的抗原不同，誘導法有半抗原誘導法和酶蛋白誘導法。3、 植物細胞培養(yǎng)有何特點？植物細胞培養(yǎng)特點（與直接提取分離相比較而言）：（1）提高產(chǎn)率；（2）縮短周期；（3）易于管理、減輕勞動強度；（4）提高產(chǎn)品質量。4、 舉例說明植物細胞培養(yǎng)產(chǎn)酶的工藝流程。（Page76）工藝流程：1、外植體的選擇2、植物細胞的獲取3、細胞培養(yǎng)4、分離純化5、得到產(chǎn)物以大蒜細胞培養(yǎng)生產(chǎn)超氧化物歧化酶（SOD）為例(1)大蒜愈傷組織的誘導：選取結實、飽滿、無病蟲害的大蒜蒜瓣，去除外皮，先用70%乙醇消毒20s，再用0.1%升汞消毒10min，然后無菌水漂洗3次。 在無菌條件下，切成0.5cm3的小塊，植入含有3mg/L 2,4-D和1.2mg/L 6-BA 的半固體MS培養(yǎng)基中，在25，600lux，12h/d光照條件下培養(yǎng)18d，誘導得到愈傷組織，每18天繼代一次。(2)大蒜懸浮細胞培養(yǎng)：將上述在半固體MS培養(yǎng)基上培養(yǎng)18d的愈傷組織，在無菌條件下轉入含有3mg/L 2,4-D和 1.2mg/L 6-BA （芐基腺嘌呤） 的液體MS培養(yǎng)基中，加入滅菌的玻璃珠，25，600lux，12h/d光照條件下震蕩培養(yǎng)18d，使愈傷組織分散成為小細胞團或單細胞。 然后在無菌條件下，經(jīng)過篩網(wǎng)將小細胞團或單細胞轉入含有3mg/L 2,4-D和1.2mg/L 6-BA 的液體MS培養(yǎng)基中，25,600lux，12h/d光照條件下震蕩培養(yǎng)18d。(3)酶的分離純化：細胞培養(yǎng)完成后，收集細胞，經(jīng)過細胞破碎、提取、分離得到超氧化物歧化酶。5、 試述植物細胞培養(yǎng)產(chǎn)酶的工藝條件及其控制。（2）植物細胞生長和發(fā)酵所使用的培養(yǎng)基：大量無機鹽、維生素和植物生長激素、無機氮源、碳源（蔗糖）、MS培養(yǎng)基和B5培養(yǎng)基（3）溫度和pH值（4）溶解氧的調節(jié)（通風與攪拌）（5）光照（6）前體的添加（7）刺激劑的應用6、 試述動物細胞培養(yǎng)的特點。1、生長緩慢2、培養(yǎng)中需防止微生物的污染3、根據(jù)細胞的來源選擇適當?shù)呐囵B(yǎng)方式4、培養(yǎng)基成份復雜，成本較高5、原代細胞培養(yǎng)50代后會退化死亡6、動物細胞沒有細胞壁，顯得十分脆弱，必須小心地控制溫度、pH值、滲透壓以及溶解氧等外界條件。7、 動物細胞培養(yǎng)過程中要注意控制哪些工藝條件？ 1、培養(yǎng)基中必須添加氨基酸 2、溫度要求嚴格，一般控制在36.5，允許波動為0.25 3、pH調節(jié)的緩沖體系：CO2與NaHCO3系統(tǒng) HEPES系統(tǒng) 4、滲透壓的調節(jié)第四章 酶的提取與分離純化一、 名詞解釋1、細胞破碎:許多酶存在于細胞內。為了提取這些胞內酶，首先需要對細胞進行破碎處理。 包括機械破碎,物理破碎：化學破碎：酶促破碎2、酶的提?。菏侵笇⒚富蚱渌冈现刑崛〕鰜恚倥c雜質分開，而獲得所需求的酶制品過程3、沉淀分離：使溶液中的溶質由液相轉變?yōu)楣滔辔龀?，古老、實用、簡單的初步分離方法4、層析分離：層析技術，亦稱色譜技術，是一種物理的分離方法。它是利用混合物中各組分的物理化學性質的差別，使各組分以不同程度分布在兩個相中，其中一個相為固定的(稱為固定相)，另一個相則流過此固定相(稱為流動相)并使各組分以不同速度移動，從而達到分離的目的。5、凝膠層析：利用某些凝膠對于不同分子大小的組分阻滯作用的不同。6、親和層析：由吸附層析發(fā)展起來的 ，是從復雜混和物中純化蛋白質的最好方法。又稱：功能層析. 生物專一吸附，選擇層析，利用生物大分子間特異的親和力來純化生物大分子，如：抗原和抗體；酶和底物或輔酶或抑制劑；激素和受體；RNA和其互補的DNA等。7、離心分離：離心是借助于離心機旋轉所產(chǎn)生的離心力，使不同大小和不同密度的物質分開的技術。是最常用的一種方法。 8、電泳：指帶電粒子在電場中向著與其所帶電荷性質相反的電極方向移動的過程。9、萃?。豪萌苜|在互不相溶的兩相之間分配系數(shù)的不同而使溶質得到純化或濃縮的方法。10、雙水相萃?。河址Q水溶液兩相分配技術，用兩種不相溶的親水性高分子聚合物水溶液，如聚乙二醇（PEG）和葡聚糖（Dextran）進行萃取。由于形成的兩相均有很高的含水量（達70%90%），故稱“雙水相”系統(tǒng)。11、超臨界萃取：利用超臨界流體的溶解能力與其密度的關系，即利用壓力和溫度對超臨界流體溶解能力的影響而進行的。在超臨界狀態(tài)下，超臨界流體具有很好的流動性和滲透性，將超臨界流體與待分離的物質分開12、過濾：借助于過濾解質將不同大小、不同形狀的物質分離的技術過程。包括膜過濾和非膜過濾。13、膜分離技術：大部分微濾以及超濾，反滲透，透析，電滲析等采用各種高分子膜為過濾介質，稱為膜過濾，又稱為膜分離技術。14、結晶：是指物質以晶體的狀態(tài)從蒸汽或溶液中析出的過程。結晶既是酶是否純凈的標志（只有同類分子才能形成晶體），也是一種酶和雜蛋白分離的方法。二、填空題1、細胞破碎的主要方法有機械破碎，物理破碎，化學，酶促。2、酶的提取方法主要有鹽溶液提取，酸溶液提取，堿溶液提取，。3、結晶的方法主要有鹽析結晶，有機溶劑結晶法，透析平衡結晶法，等電點結晶法。4、離心方法主要有差速離心，密度梯度離心，等密度梯度離心。5、加壓膜分離可以分為微濾，超濾，反滲透。6、常用的萃取方法有有機溶劑萃取，雙水相萃取，超臨界萃取，反膠束萃取。7、按照凝膠的組成系統(tǒng)不同，聚丙烯酰胺凝膠電泳可以分為連續(xù)凝膠電泳，不連續(xù)凝膠電泳，濃度梯度凝膠電泳，SDS-凝膠電泳。8、在CO2超臨界萃取中，目標產(chǎn)物的分離方法主要有等壓分離，等溫分離，吸附分離。三、選擇題1、酶的提取是（ C）的技術過程。A、從含酶物料中分離獲得所需酶B、從含酶溶液中分離獲得所需酶C、使胞內酶從含酶物料中充分溶解到溶劑或者溶液中D、使酶從含酶物料中充分溶解到溶劑或者溶液中2、在凝膠層析的洗脫過程中，（ A）A、分子質量最大的分子最先流出B、分子質量最小的分子最先流出C、蛋白質分子最先流出D、鹽分子最先流出3、超臨界流體能夠用于物質分離的主要原因在于（ C）A、超臨界流體的密度接近于液體B、超臨界流體的黏度接近于液體C、在超臨界流體中不同物質的溶解度不同D、超臨界流體的擴散系數(shù)接近于氣體，是通常液體的近百倍4、在等電點聚集電泳系統(tǒng)中，形成pH梯度的主要原因是（ B）A、系統(tǒng)中有pH梯度支持介質B、系統(tǒng)中有兩性電解質載體C、系統(tǒng)中有不同等電點的蛋白質D、系統(tǒng)中陽極槽裝酸液，陰極槽裝堿液四、簡答題1、簡述酶沉淀分離的主要方法及其原理。沉淀分離方法分 離 原 理鹽析沉淀法利用不同蛋白質在不同的鹽濃度條件下溶解度不同的特性，通過在酶液中添加一定濃度的中性鹽，使酶或雜質從溶液中析出沉淀，從而使酶與雜質分離等電點沉淀法利用兩性電解質在等電點時溶解度最低，以及不同的兩性電解質有不同的等電點這一特性，通過調節(jié)溶液的pH值，使酶或雜質沉淀析出，從而使酶與雜質分離有機溶劑沉淀法利用酶與其它雜質在有機溶劑中的溶解度不同，通過添加一定量的某種有機溶劑，使酶或雜質沉淀析出，從而使酶與雜質分離復合沉淀法在酶液中加入某些物質，使它與酶形成復合物而沉淀下來，從而使酶與雜質分離選擇性變性沉淀法選擇一定的條件使酶液中存在的某些雜質變性沉淀，而不影響所需的酶，從而使酶與雜質分離2、何謂膜分離技術？在酶的生產(chǎn)中有何應用？膜分離技術：大部分微濾以及超濾，反滲透，透析，電滲析等采用各種高分子膜為過濾介質，稱為膜過濾，又稱為膜分離技術。應用，除菌，分離病毒及生物大分子，純水制備，透 析應用：脫鹽，海水淡化，純水制備，從發(fā)酵液中分離檸檬酸、谷氨酸及凝膠電洗脫。3、簡述雙水相萃取的概念與特點。雙水相萃?。河址Q水溶液兩相分配技術，用兩種不相溶的親水性高分子聚合物水溶液，如聚乙二醇（PEG）和葡聚糖（Dextran）進行萃取。由于形成的兩相均有很高的含水量（達70%90%），故稱“雙水相”系統(tǒng)。優(yōu)點：每一水相中均有很高的含水量，為酶等生物物質提供了一個良好的環(huán)境；PEG、Dextran和無機鹽對酶等無毒害作用，不會引起變性。4、簡述超臨界萃取的概念與特點。超臨界萃取：利用超臨界流體的溶解能力與其密度的關系，即利用壓力和溫度對超臨界流體溶解能力的影響而進行的。在超臨界狀態(tài)下，超臨界流體具有很好的流動性和滲透性，將超臨界流體與待分離的物質分開。1）在超臨界流體(SCF)中，溶解度大的物質溶于其中，與不溶解或溶解度小的物質分開。2）降低壓力，使SCF變?yōu)闅鈶B(tài)（密度降低），溶解物質能力下降，萃取物與溶劑分離。常用超臨界液態(tài)CO2作為萃取劑，其主要特點是： 由于一般采用CO2作為超臨界流，它無毒、無味、不燃、價廉，對環(huán)境和產(chǎn)品不會產(chǎn)生任何污染； 由于CO2的臨界溫度為31，萃取操作可以在接近常溫的條件下進行，超臨界流體萃取技術特別適用于對溫度敏感，在高溫下品質易發(fā)生變化的產(chǎn)品的加工； 由于CO2對產(chǎn)品不產(chǎn)生污染，且極易與產(chǎn)品完全分離，故可省去復雜的脫除溶劑工藝，縮短工藝流程，降低投資和操作費用； 選擇性好,且產(chǎn)品中沒有溶劑殘留，提高產(chǎn)品的收率、濃度和純度。5、 試述凝膠層析的原理與操作要點。凝膠過濾（gel filtration）又稱分子篩層析（molecular sieve chromatography）、排阻層析（exclusion chromatography），是以各種多孔凝膠為固定相，利用溶液中各組分的分子量不同而進行分離的技術。大分子物質不能進入凝膠孔內，在凝膠顆粒之間的空隙向下移動，并最先被洗脫出來；小分子物質可自由出入凝膠孔，流程長而后流出層析柱。凝膠層析操作凝膠的選擇和處理柱的選擇加樣洗脫及酶活檢測膠的保存第五章 酶分子修飾一、 名詞解釋1、酶分子修飾：通過各種方法使酶分子的的結構發(fā)生某些改變，從而改變酶催化特性的技術過程。2、金屬離子置換修飾：把酶分子中的金屬離子換成另一種金屬離子，使酶的催化特性發(fā)生改變的修飾方法。3、大分子結合修飾：采用水溶性大分子與酶的側鏈基團共價結合。，使酶分子的空間構象發(fā)生改變，從而改變酶的催化特性的方法。4、肽鏈有限水解修飾：在肽鏈的限定為點進行水解，使酶的空間結構發(fā)生某些精細的改變，從而改變酶的催化特性的方法。5、核苷酸鏈剪切修飾：在核苷酸鏈的限定為點進行剪切，使酶的結構發(fā)生改變，從而改變酶的催化特性的方法。6、酶的側鏈基團修飾：采用一定的方法（一般為化學法）使酶的側鏈基團發(fā)生改變，從而改變酶的催化特性的修飾方法。7、氨基酸置換修飾：將酶分子肽鏈上的某一個氨基酸換成另一個氨基酸，從而改變酶的催化特性的修飾方法。8、定點突變：是指在DNA序列中的某一特定位點上進行堿基的改變從而獲得突變基因的操作技術。9、核苷酸置換修飾：將酶分子核苷酸鏈上的某一個核苷酸置換成另一個核苷酸，從而改變酶的催化特性的修飾方法。10、酶的物理修飾：通過各種物理方法使酶分子的空間構象發(fā)生某些改變，從而改變酶的催化特性的修飾方法。二、填空題1、定點突變是在DNA序列的特定位點 進行堿基的改變，從而獲得突變基因的操作技術。2、錘頭型核酸類酶含有13個保守核苷酸殘基和3個螺旋結構域。3、酶分子的物理修飾是通過物理方法改變酶分子的空間構象，從而改變酶的特性和功能。4、通過人工方法獲得的具有催化RNA水解的單鏈DNA分子，稱為脫氧核酸類酶。三、選擇題1、氨基酸置換修飾通常采用（ A）技術進行A、定點突變B、定向進化C、化學誘變D、物理誘變2、金屬離子置換修飾是將（ D）中的金屬離子用另一種金屬離子置換A、酶液B、反應介質C、反應體系D、酶分子3、酶分子的物理修飾是通過物理方法改變酶分子的（ C）而改變酶的催化特性A、組成單位B、側鏈基團C、空間構象D、空間構型4、氨基酸修飾（ B ）的分子修飾A、只能用于核酸類酶B、只能用于蛋白類酶C、可以用于蛋白類酶和核酸類酶D、不能用于蛋白類酶和核酸類酶四、判斷題（ O ）1、只有以金屬離子為激活劑的酶，才可以進行金屬離子置換修飾。（ P ）2、通過改變酶分子的空間構象而改變酶的催化特性的修飾方法稱為物理修飾法。（ P ）3、定點突變技術是氨基酸置換修飾和核苷酸置換修飾的主要方法。（ P ）4、某些RNA分子，經(jīng)過核苷酸剪切修飾，可以成為核酸類酶。五、簡答題1、試述酶分子修飾的概念和作用。答：酶分子修飾：通過各種方法使酶分子的的結構發(fā)生某些改變，從而改變酶催化特性的技術過程。作用：通過酶分子修飾，可以使酶分子結構發(fā)生某些合理的改變，就可能提高酶的催化效率，增強酶的穩(wěn)定性，降低或消除酶的抗原性，改變酶的底物專一性等。同時通過酶分子修飾，研究和了解酶分子種主鏈，側鏈，組成單位，金屬離子和各種物理因素對酶分子空間構象的影響，可以進一步探索其結構和催化特性之間的關系，所以，酶分子修飾在酶學和酶工程研究方面具有重要的意義。2、何謂金屬離子置換修飾？簡述其主要修飾過程和作用。金屬離子置換修飾：把酶分子中的金屬離子換成另一種金屬離子，使酶的催化特性發(fā)生改變的修飾方法。主要修飾過程：（1） 酶的分離純化：首先將欲進行修飾的酶分離純化，除去雜質，獲得具有一定純度的每液。（2） 除去原有的金屬離子：在經(jīng)過純化的酶液中加入一定量的金屬螯合劑，如乙二胺四乙酸（EDTA）等，是酶分子中的金屬離子與EDTA等形成螯合物。通過透析，超濾分子篩層析等方法，將EDTA-金屬螯合物從酶液中除去。此時，酶往往成無活性狀態(tài)。（3） 加入置換離子：于去離子的酶液中加入一定量的另一種金屬離子，酶蛋白與新加入的金屬離子結合，除去多余的置換離子，就可以得到進過金屬離子置換后的酶。作用：（1）闡明金屬離子對酶催化作用的影響 （2）提高沒的催化效率 （3）增強酶的穩(wěn)定性 （4）改變酶的動力學特性3、何謂大分子結合修飾？有何作用？大分子結合修飾：采用水溶性大分子與酶的側鏈基團共價結合。，使酶分子的空間構象發(fā)生改變，從而改變酶的催化特性的方法。作用：（1）通過修飾提高酶的催化效率。 （2）通過修飾可以增強沒的穩(wěn)定性 （3）通過修飾降低或消除酶的抗原性5、何謂氨基酸置換修飾？有何作用？氨基酸置換修飾：將酶分子肽鏈上的某一個氨基酸換成另一個氨基酸，從而改變酶的催化特性的修飾方法。作用：（1）通過修飾可以提高沒的催化效率。 （2）通過修飾可以增強酶的穩(wěn)定性 （3）通過修飾可以使酶的專一性發(fā)生改變6、何謂核苷酸置換修飾？有何作用？核苷酸置換修飾：將酶分子核苷酸鏈上的某一個核苷酸置換成另一個核苷酸，從而改變酶的催化特性的修飾方法。作用：（1）可以使酶的底物專一性改變 （2）獲得各種不同的人造核酸類酶。7、簡述定點突變技術的主要技術過程及其在酶分子修飾中的應用。答：定點突變是在DNA序列中的某一特定位點上進行堿基的改變從而獲得突變基因的操作技術。定位突變技術用于酶分子修飾的主要過程如下：（1）新的酶分子結構的設計（2）突變基因堿基序列的確定（3）突變基因的獲得（4）新酶的獲得定點突變技術在酶分子修飾中試一種行之有效的常用方法，定點突變技術為氨基酸置換修飾和核苷酸置換修飾提供了先進、可靠的手段。8、酶分子的物理修飾有何特點？第六章 酶、細胞、原生質體固定化一、 名詞解釋1、固定化酶：固定在載體上并在一定空間范圍內進行催化反應的酶。2、固定化細胞：固定在載體上的細胞稱為固定化細胞。3、固定化原生質體：固定在載體上并在一定空間范圍內進行新城代謝的原生質體。4、吸附法：利用各種固體吸附劑，將細胞吸附在其表面而使細胞固定化的方法。5、包埋法：將細胞包埋在多空載體內而制成固定化細胞的方法。6、結合法：選擇適宜的載體，使之通過共價鍵或離子鍵與酶結合在一起的固定化方法。7、交聯(lián)法：借助雙功能試劑是酶分子之間發(fā)生交聯(lián)作用，制成網(wǎng)狀結構 的固定化酶。二、填空題1、固定化酶是固定在載體上并在一定的空間范圍內進行的催化反應的酶。2、固定化細胞是固定在載體上并在一定的空間范圍內進行的生命活動的細胞。3、固定化原生質體是固定在載體上并在一定的空間范圍內進行的生命活動原生質體。4、用帶負電荷的載體制備的固定化酶，其最適pH比游離酶的最適pH偏堿，用帶正電荷的載體制備的固定化酶，其最適pH比游離酶的最適pH偏酸，用不帶電荷的載體制備的固定化酶，其最適pH與游離酶的最適pH不變。5、酶催化反應的產(chǎn)物為酸性時，固定化酶最適pH比游離酶的最適pH高，產(chǎn)物為堿性時，固定化酶的最適pH比游離酶的最適pH低，產(chǎn)物為中性時，最適pH不變。6、酶電極是由固定化酶與能量轉換器密切結合的傳感裝置。三、選擇題1、用帶負電荷的載體制備的固定化酶后，酶的最適pH（ A）。A、向堿性一側移動 B、向酸性一側移動C、不改變D、不確定2、氨基?；缚梢源呋?B）。A、D，L-氨基酸生成D-氨基酸和L-氨基酸B、D,L-乙酰氨基酸水解生成D,L-氨基酸C、L-乙酰氨基酸水解生成L-氨基酸D、D-乙酰氨基酸水解生成D-氨基酸3、酶催化反應的產(chǎn)物為堿性時，固定化酶的最適pH（ B）A、比游離酶的最適pH高一些B、比游離酶的最適pH低一些C、與游離酶的最適pH相同D、隨機變化4、制備酵母原生質體時主要采用（ D）A、溶菌酶B、果膠酶C、B-1，4葡聚糖酶D、B-1，3葡聚糖酶四、判斷題（ P ）1、包埋法可以用于酶、細胞和原生質體的固定化。（ P ）2、固定化原生質體由于細胞內的結構完整，可以保持細胞原有的生命活動能力。（ O ）3、延胡索酸酶催化延胡索酸水合反應的酶。（ O ）4、采用共價結合法制備得到的固定化細胞具有很好的穩(wěn)定性。五、簡答題1、簡述常用的固定方法及其應用范圍。答：（1）、吸附法：利用各種固體吸附劑，將細胞吸附在其表面而使細胞固定化的方法。由于靠物理吸附作用，結合力較弱，酶與載體結合不牢固容易脫落，所以使用受到一定的限制。（2）包埋法：將細胞包埋在多空載體內而制成固定化細胞的方法。包括a凝膠包埋法 不適用于那些底物或產(chǎn)物分子很大的酶類的固定化。廣泛用于細胞固定化中。b半透膜包埋法，適用于底物或產(chǎn)物都是小分子物質的酶的固定，如脲酶，天冬酰胺酶，尿酸酶，過氧化氫酶等。（3）、結合法：選擇適宜的載體，使之通過共價鍵或離子鍵與酶結合在一起的固定化方法。分為a離子結合法 由于通過離子鍵結合，結合力較弱，酶與載體結合不牢固，在PH和離子強度等條件改變時，酶容易脫落。所以使用時一定要嚴格控制好PH，離子強度和溫度等操作條件。b 共價結合法 使用此法制備的固定化酶，結合很牢固，不會脫落，可以連續(xù)使用較長時間。但載體活化的操作復雜比較麻煩，同時由于共價結合時可能因影響酶的空間構象而影響酶的催化活性。（4）交聯(lián)法：借助雙功能試劑是酶分子之間發(fā)生交聯(lián)作用，制成網(wǎng)狀結構 的固定化酶。交聯(lián)法制備的固定化酶或固定化菌體結合牢固，可以長時間使用，但由于交聯(lián)反應條件激烈，酶分子的多個基團被交聯(lián)，致使酶活力損失較大，而且制備成的固定化酶顆粒較小，給使用帶來不便。（5）熱處理法：是將含酶細胞在一定溫度下加熱處理一段時間，使酶固定在菌體內，而制備得到固定化菌體的方法。 只適用于那些熱穩(wěn)定性較好的酶的固定化。2、何謂固定化酶？固定化酶的特性與游離酶的比較有哪些改變？答：固定化酶：固定在載體上并在一定空間范圍內進行催化反應的酶。1）固定化酶的穩(wěn)定性一般比游離酶的穩(wěn)定性好，主要表現(xiàn)如下：（1）對熱的穩(wěn)定性提高，可以耐受較高的溫度。（2）保存穩(wěn)定性好，可以在一定條件下保存較長時間.(3)對蛋白酶的抵抗性增強，不易被蛋白酶水解。（4）對變性劑的耐受性提高，在尿素，有機溶劑和鹽酸胍等蛋白質變性劑作用下，仍可保留較高的酶活力等。2）固定化酶的最適溫度一般與游離酶差不多，活化能也變化不大。但有些固定化酶會有較明顯的改變。3）酶過固定化后。其作用的最適PH往往會發(fā)生一些改變。一般來說催化反應的產(chǎn)物為酸性時，固定化酶的最適PH比游離酶的最適PH高一些。一般來說催化反應的產(chǎn)物為堿性時，固定化酶的最適PH比游離酶的最適PH低一些。4）底物特異性 兩者的底物特異性可能有些不同，其變化與底物分子質量的大小有一定關系。對于那作用于小分子底物的酶，固定化前后的特異性沒有明顯變化，而對于那些既可以作用于小分子底物，又可以作用于大分子底物的酶來說，固定化酶的底物特異性往往會發(fā)生變化。4、何為固定化細胞？固定化細胞有何特點及應用？答：固定化細胞：固定在載體上的細胞稱為固定化細胞。1）微生物細胞固定化特點：（1）固定化微生物細胞保持了細胞的完整結構和天然構象，可以進行正常的生長繁殖。（2）固定化微生物細胞保持了細胞內原有的酶系，輔酶體系和代謝調控體系，可以按照原來的代謝途徑進行新陳代謝，并進行有限的代謝調節(jié)控制。（3）發(fā)酵穩(wěn)定性好，可以反復使用或者連續(xù)使用較長時間。（4）固定化微生物細胞密度的提高，可以提高產(chǎn)率。（5）由于有載體的保護作用，可以提高基因工程菌的質粒穩(wěn)定性。應用：一方面是利用固定化微生物細胞發(fā)酵生產(chǎn)各種胞外，另一方面是利用固定化微生物細胞與各種電極合制成微生物電極（生物傳感器）2）植物細胞固定化特點：（1）植物細胞經(jīng)固定化后，由于有載體的保護作用，可減輕剪切力和其他外界因素對植物細胞的影響。 （2）細胞經(jīng)固定化后，被束縛在一定的空間范圍內進行生命活動，不容易聚集成團。（3）固定化植物細胞發(fā)酵可以在不同的培養(yǎng)階段簡便地更換不同的培養(yǎng)液，即首先在生長培養(yǎng)基上生長增值，在達到一定的細胞密度后，改換成發(fā)酵培養(yǎng)基，以利于生產(chǎn)各種所需的次級代謝物。（4）固定化植物細胞可反復使用或連續(xù)使用較長的一段時間，大大縮短生產(chǎn)周期，提高產(chǎn)率。（5）固定化植物細胞易于與培養(yǎng)液分離利于產(chǎn)品的分離純化，提高產(chǎn)品質量。應用：對種質保存具有重要意義，還可以用于生產(chǎn)各種色素，香精，藥物，酶等次級代謝物，一般僅適用于可以分泌到細胞外的產(chǎn)物的生產(chǎn)。對于細胞內產(chǎn)物，則要想辦法增加細胞的透過性，使胞內產(chǎn)物分泌到保外。3）動物細胞固定化特點：（1）提高細胞存活率（2）提高產(chǎn)率（3）固定化動物細胞可反復使用或連續(xù)使用較長的一段時間。（4）固定化植物細胞易于與培養(yǎng)液分離利于產(chǎn)品的分離純化，提高產(chǎn)品質量應用：在動物細胞中大部分為貼細胞，需要貼附在載體表面才能正常生長，所以固定化動物細胞得到廣發(fā)應用。特別是采用微載體對動物細胞進行吸附固定化，主要用于生產(chǎn)小兒麻痹癥疫苗，風疹疫苗，狂犬病疫苗，痳疹疫苗，黃熱病疫苗，肝炎疫苗，生長激素，干擾素，胰島素，前列腺素，以及皮膚，心臟等各種組織器官。5、簡述固定化原生質體的制備方法與特點。答：制備方法：（1）瓊脂-多孔醋酸纖維素固定化法 （2）海藻酸鈣凝膠固定化法 （3）角叉菜膠固定化法 （4）光交聯(lián)樹脂固定化法特點：（1）固定化原生質體由于沒有細胞壁，細胞結構不完整，失去增值能力，但由于細胞膜內的結構沒有受到影響保持了細胞原有的新陳代謝能力。 （2）固定化原生質體由于解除了細胞壁這一擴散屏障，可增加細胞膜的通透性，有利于氧氣和營養(yǎng)物質傳遞和吸收，也有利于胞物質的分泌，可顯著提高產(chǎn)率。 （3）固定化原生質體由于有載體的保護作用，具有較好的操作穩(wěn)定性和保存穩(wěn)定性，可反復使用和連續(xù)使用較長時間，利于連續(xù)化生產(chǎn)。在冰箱保存較長時間后仍能保持其生產(chǎn)能力。 （4）固定化原生質體易于與發(fā)酵產(chǎn)物分開，有利于產(chǎn)物的分離純化，提高產(chǎn)品質量。 (5)在固定化原生質體發(fā)酵的培養(yǎng)基中需要添加滲透壓穩(wěn)定劑，以保持原生質體的穩(wěn)定性。這些滲透壓穩(wěn)定劑在發(fā)酵結束后，可以用層析或膜分離技術等方法與產(chǎn)物分離。六、綜合分析題1、試分析固定化酶與固定原生質體有哪些異同點？第七章 酶非水相催化一、 名詞解釋1、 酶非水相催化：酶在非水介質中進行的催化作用，酶的非水相催化是通過改變反應介質，影響酶的表面結構和活性中心，從而改進酶的催化特性。2、 有機介質中的酶催化：酶在含有一定量水的有機溶劑中進行的催化反應，適用于底物、產(chǎn)物兩者或其中之一為疏水性物質的酶催化作用。3、 微水介質體系：是由有機溶劑和微量的水組成的反應體系，是在有機介質酶催化中廣泛應用的一種反應體系。4、 水活度：是指體系中水的逸度與純水逸度之比，通?？捎皿w系中水的蒸汽壓與相同條件下純水的蒸汽壓之比表示。 二、填空題1、與在水介質中相比，酶在有機介質中的穩(wěn)定性增加，催化活性不變。2、非水介質主要包括有機介質，氣相介質，超臨界流體介質，離子液介質。3、有機溶劑的極性系數(shù)lgP越小，表明其極性越大，對酶活性的影響越大。4、化學組成相同，立體結構互為對映體的兩種異構體化合物稱為外消旋化合物。5、脂肪酶可以催化油脂與甲醇進行油脂反應，生成生物柴油。三、選擇題1、必需水是指（ D）A、維持酶催化反應速度所必需的水量B、酶催化反應速度達到最大時所需的水量C、與酶分子緊密結合的水量D、維持酶分子完整的空間構象所必需的最低水量2、有機介質中酶催化的最適水含量是（ C）A、酶溶解度達到最大時的含水量B、底物溶解度最大時的含水量C、酶催化反應速度達到最大時的含水量D、酶活力到最大時的含水量3、