酶工程试题.doc

一、 是非题（每题1分，共10分）1、 酶是具有生物催化特性的特殊蛋白质。 （ ）2、 酶的分类与命名的基础是酶的专一性。（ ）3、 酶活力是指在一定条件下酶所催化的反应速度，反应速度越大，意味着酶活力越高。（）4、 液体深层发酵是目前酶发酵生产的主要方式。（）5、 培养基中的碳源，其唯一作用是能够向细胞提供碳素化合物的营养物质。（）6、 膜分离过程中，膜的作用是选择性地让小于其孔径的物质颗粒成分或分子通过，而把大于其孔径的颗粒截留。（）7、 在酶与底物、酶与竞争性抑制剂、酶与辅酶之间都是互配的分子对，在酶的亲和层析分离中，可把分子对中的任何一方作为固定相。（）8、 角叉菜胶也是一种凝胶，在酶工程中常用于凝胶层析分离纯化酶。（）9、 淀粉酶在一定条件下可使淀粉液化，但不称为糊精化酶。（）10、 酶法产生饴糖使用淀粉酶和葡萄糖异构酶协同作用。（）二、填空题（每空1分，共28分）1.日本称为“酵素”的东西，中文称为酶,英文则为Enzyme,是库尼（Kuhne）于1878年首先使用的。其实它存在于生物体的细胞内与细胞外。2.1926年，萨姆纳（Sumner）首先制得脲酶结晶，并指出酶的本质是蛋白质。他因这一杰出贡献，获1947年度诺贝尔化学奖。3.目前我国广泛使用的高产糖比酶优良菌株菌号为As3.4309,高产液化酶优良菌株菌号为BF7.658。在微生物分类上，前者属于霉菌，后者属于细菌。4.结合酶是由_酶蛋白_和辅因子组成的,其中辅因子主要有三种类型为_辅酶_、_辅基_和_金属激活剂_。5.1961年，国际酶委会规定的酶活力单位为：在特定的条件下（25oC，PH及底物浓度为最适宜）每1分钟内,催化1mol的底物转化为产物的酶量为一个国际单位，即1IU。6.酶分子修饰的主要目的是改进酶的性能，即提高酶的活力、减少抗原性，增加稳定性。7酶的生产方法有提取法，发酵法和化学合成法。8.借助双功能试剂使酶分子之间发生交联作用，制成网状结构的固定化酶方法称为交联法。9.酶分离纯化方法中，据目的酶与杂质分子大小差别有凝胶过滤法，超滤法和超离心法三种。10. 在酶的提取过程中细胞破碎的方法包括物理破碎_机械破碎_，化学破碎和_酶解破碎_。11. 酶的固定化方法中结合法是指 离子键 、共价键 。12.酶的分类，根据酶所催化的反应类型和机理，把酶分成6大类：分别是 氧化还原酶，转移酶，水解酶，裂合酶，异构酶，连接酶（合成酶） 13.1960年，查柯柏（Jacob）和莫洛德（Monod）提出了_操控子学_，认为DNA分子中，与酶生物合成有关的基因有四种，即操纵基因、调节基因、_启动基因和_结构_基因。二.名词解释（每组4分，共20分）1、 诱导与阻遏酶合成的诱导是指加入某种物质使酶的合成开始或加速进行的过程；酶合成的阻遏作用则是指加入某种物质使酶的合成中止或减缓进行的过程。这些物质分别称为诱导物及阻遏物。2、 酶回收率与酶纯化比（纯度提高比）酶的回收率是指某纯化步骤后酶的总活力与该步骤前的总活力之比。酶的纯化比是之某纯化步骤后的酶的比活力与该步骤前的比活力之比。3、 酶的变性与酶的失活酶的变性是指酶分子结构中的氢键、二硫键及范德华力被破坏，酶的空间结构也受到破坏，原来有序、完整的结构变成了无序，松散的结构，失去了原有的生理功能。酶的失活则是指酶的自身活性受损（包括辅酶、金属离子受损），失去了与底物结合的能力。4、所谓固定化酶，是指在一定空间内呈闭锁状态存在的酶，能连续地进行反应，反应后的酶可以回收重复利用。5、通过各种方法使酶分子的结构发生某些改变，从而改变酶的某些特性和功能的技术过程称为酶分子修饰。即：在体外将酶分子通过人工的方法与一些化学基团（物质），特别是具有生物相容性的物质，进行共价连接，从而改变酶的结构和性质。6.超临界流体：指温度和压力均在本身的临界点以上的高密度流体，具有和液体同样的凝聚力、溶解力；然而其扩散系数又接近于气体，是通常液体的近百倍。7.固定化细胞：固定在载体上并在一定的空间范围内进行生命活动的细胞称为固定化细胞.该细胞能进行正常的生长、繁殖和新陈代谢，又称固定化活细胞或固定化增殖细胞。三、简答题（每题5分，共20分）1. 简述酶的提取、分离纯化技术路线：细胞破碎酶提取酶分离纯化酶浓缩酶贮存2. 固定化酶的优缺点：优点：多次使用、可以装塔连续反应、纯化简单、提高产物质量、应用范围广缺点：首次投入成本高、 大分子底物较困难多次使用；可以装塔连续反应；纯化简单；提高产物质量；应用范围广。（1）酶的稳定性增加，减少温度、pH值、有机溶剂和其他外界因素对酶的活力的影响，可以较长期地保持较高的酶活力。 （2）固定化酶可反复使用或连续使用较长时间，提高酶的利用价值，降低生产成本。 （3）固定化酶易于和反应产物分开，有利于产物的分离纯化，从而提高产品质量。3. 酶修饰方法：金属离子置换修饰；大分子结合修饰(共价/非共价)；侧链基团修饰；肽链有限水解修饰；氨基酸置换修饰；酶分子的物理修饰 4. 有机相酶反应具备条件：保证必需水含量；选择合适的酶及酶形式；选择合适的溶剂及反应体系；选择最佳pH值。四、问答题（每题10分，共30分）1、 固定化细胞发酵有哪些优点？（1） 细胞流失少，使用寿命长，提高设备利用率（2） 细胞密度大，产量大（3） 由于载体的保护，细胞的耐受性增强（4） 便于条件控制，简化操作，易于自动化生产（5） 催化产物少了细胞的干扰，易于分离提纯（6） 由于使用周期延长，使成本降低。2、 举出四例，说明酶在医学上有广阔的用途。（1） 医药用酶：a.消化用酶：、淀粉酶、胰酶、胰蛋白酶 b.消炎用酶：木瓜蛋白酶、菠萝酶 c.溶纤维酶：尿酸酶、链激酶、溶栓酶 d.肿瘤用酶：L天冬酰胺酶、谷氨酰胺酶（2） 诊断用酶：a.尿酸酶：用于检测血液和尿液中的尿酸含量 b.甘油激酶：由于检测血液中甘油三酯的含量（3） 检测用酶：a.脱羧酶：由于检测L赖氨酸和L谷氨酸 b.虫荧光素酶：用于检测ATP3、有机相酶反应的优点：有利于疏水性底物的反应；可提高酶的热稳定性；能催化在水中不能进行的反应；可改变反应平衡移动方向；可控制底物专一性；可防止由水引起的副反应；可扩大反应pH值的适应性；酶易于实现固定化；酶和产物易于回收；可避免微生物污染。1、 如何检查一种酶的制剂是否达到了纯的制剂？试用所学过的知识加以论述。要检测酶的制剂是否达到纯的制剂（即不含杂质及杂质酶），可以有以下几种方法：（1）层析法：包括纸层析、凝胶层析、柱层析及亲和层析（2）电泳法：包括SDS凝胶电泳法和聚丙烯酰胺凝胶电泳法（3）超离心法：不同的酶分子大小不同，在重力场中具有不同的沉降系数，从而可以通过超离心方法分离目的酶与杂质酶。（4）免疫反应法：由于酶分子可作为一种抗原物质，而抗原与抗体之间具有专一的亲和力，故可选用目的酶的抗体与酶制剂进行免疫扩散或免疫电泳，从而判断酶的制剂是否纯净。（5）氨基酸序列分析法：采用特定的化学物质从酶的N末端将氨基酸残基逐个水解下来，最终可获知该酶的氨基酸序列，从而也可以判断出酶制剂是否纯净。2、 试述酶修饰的几种方法。金属离子置换修饰：把酶分子中的金属离子换成另一种金属离子，使酶的特性和功能发生改变的修饰方法。大分子结合修饰(共价/非共价)：使用一些能与酶非共价地相互作用而又能有效地保护酶的一些添加物，通过氢键固定在酶表面保护酶活力。侧链基团修饰：采用一定的方法（一般为化学法）使酶蛋白的侧链基因发生改变，从而改变酶分子的特征和功能的修饰方法。肽链有限水解修饰：利用酶分子主链的切断和连接，使酶分子的化学结构及其空间结构发生某些改变，从而特性和功能的方法。氨基酸置换修饰酶分子的物理修饰：通过物理修饰，可以了解不同物理条件下，特别是在极端条件下（高温、高压、高盐、极端pH值等），由于酶分子空间构象的改变而引起酶的特性和功能的变化情况。3、 举例说明酶在食品科学上的广阔用途。在高葡糖浆生产中的应用在超高麦芽糖浆生产中的应用在啤酒生产中的应用在啤酒酿造的糖化过程中，麦芽中分解淀粉的主要酶是-淀粉酶、-淀粉酶和分解淀粉-1，6-糖苷键的R-酶（植物普鲁兰酶或植物茁霉多糖酶）。在工业生产中为了节约麦芽用量，采用所谓外加酶法糖化，即在减少麦芽用量的前提下，增加淀粉质辅助原料的比率，并加入适当种类的酶制剂进行糖化。要使大麦及其他辅助原料糖化完全，需要外加-淀粉酶和分解-1，6-糖苷键的普鲁兰酶制剂等。1酶生物合成中的转录与翻译酶合成中的转录是指以核苷三磷酸为底物，以DNA链为模板，在RNA聚合酶的作用下合成RNA分子。酶合成中的翻译是指以氨基酸为底物，以mRNA为模板，在酶和辅助因子的共同作用下合成蛋白