酶工程评分标准及标准答案

1、华中科技大学武昌分校课程考试评分标准及标准答案2009-2010 学年第二学期课程名称：酶工程 课程编码： 课程类别：必修 考试专业班级：生物工程0701-02 考试日期： 评分标准及标准答案：酶工程 A卷一 名词解释：1 酶工程：酶的生产与应用技术过程，包括化学酶工程和生物酶工程。2 酶的诱导：由于加进某种物质，使酶的生物合成开始或者加速进行的现象，称为酶的生物合成的诱导作用。3 酶分子修饰：通过各种方法使酶分子的结构发生某些改变，从而改变酶的催化特性的技术过程。4 固定化酶：指借助于物理或化学方法，将酶固定在载体上，并在一定的空间内进行催化反应的酶。5 酶的非水相催化：酶在非水介质中进行的

2、催化作用。6 DNA改组技术：又称有性PCR，它依赖PCR技术，是基因在分子水平上进行有性重组，通过改变单个基因原有的核苷酸序列，创造新基因，并赋予表达产物以新功能。7 酶反应器：用于酶进行催化反应的容器及其附属设备称为酶反应器。 8 酶学诊断：通过酶的催化作用测定体内某些物质的变化，或者通过体内原有酶活力的变化情况进行疾病诊断的方法。二 填空题1氧化-还原酶、转移酶、水解酶、裂合酶、异构酶、连接酶2 酶量、酶纯度、酶催化效率3 延续合成型、滞后合成型4 功能性蛋白5 化学法、酶促法6 越强，越大7 人工随机突变、定向选择三 选择题D、C、C、A、D四 简答题1简述酶催化作用的机理。要点：A

3、酶催化作用的实质在于它能降低反应的活化能。（1分） B 酶降低活化能的方式是通过形成中间复合物。（1分） C 酶的催化作用是具有专一性的，因此提出了“钥匙和锁”模型以及“诱导契合”模型。（1分） D 靠近定向；底物分子变形和诱导契合；酸碱催化；共价催化；微环境的影响等这些都是酶具有高效催化作用的机理（3分）2简述乳糖操纵子模型要点：A 操纵子的结构：调节基因、启动子、操纵基因、结构基因。（1分） B 乳糖操纵子的实验现象。（2分） C 乳糖操纵子在无诱导物和存在诱导物时不同的表达状况。（3分）3何谓膜分离技术？在酶的生产中有何应用？要点： A 借助于一定孔径的高分子薄膜，将不同大小、不同形状和

4、不同特性的物质颗粒或分子进行分离的技术成为膜分离技术（2分） B 应用（4分）类别截留颗粒大小截留的主要物质粗滤> 2m酵母、霉菌、动物细胞、植物细胞、固形物等微滤0.22m细菌、灰尘等超滤20Å0.2m病毒、生物大分子等反渗透< 20Å生物小分子、盐、离子4何谓金属离子置换修饰？简述其主要修饰过程和作用要点：A 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称为金属离子置换修饰。(2分) B 酶的分离纯化：a首先将欲进行修饰的酶经过分离纯化，除去杂质，获得具有一定纯度的酶液。 b. 除去原有的金属离子：在经过纯化的酶液中加入一定量的

5、金属螯合剂，如乙二胺四乙酸（EDTA）等，使酶分子中的金属离子与EDTA等形成螯合物。通过透析、超滤、分子筛层析等方法，将EDTA-金属螯合物从酶液中除去。此时，酶往往成为无活性状态。c加入置换离子：于去离子的酶液中加入一定量的另一种金属离子，酶蛋白与新加入的金属离子结合，除去多余的置换离子，就可以得到经过金属离子置换后的酶。（2分） C若从酶分子中除去其所含的金属离子，酶往往会丧失其催化活性。如果重新加入原有的金属离子，酶的催化活性可以恢复或者部分恢复。若用另一种金属离子进行置换，则可使酶呈现出不同的特性。有的可以使酶的活性降低甚至丧失，有的却可以使酶的活力提高或者增加酶的稳定性。（2分）5

6、简述常用的固定化方法及其应用范围要点：A 吸附法：利用各种固体吸附剂将酶或细胞吸附在其表面上，而使酶或者细胞固定的方法。常用吸附剂有活性炭、硅藻土、多空陶瓷、硅胶等。吸附法操作简便，条件温和，单结合力较弱容易脱落。（1分） B 包埋法：将酶或含酶菌体包埋在各种多孔载体中，使酶固定化的方法称为包埋法。包埋法分为网格型和微囊型。常用包埋剂为琼脂凝胶、明胶、聚丙烯酰胺凝胶等。（1分） C结合法：通过离子键或共价键使酶与载体结合的固定化方法。离子键法常用DEAE-纤维素等条件温和，结合力较弱。共价键法常用载体纤维素，琼脂糖凝胶、葡聚糖凝胶等。此法结合牢固，但操作复杂，有可能影响酶活。而且必须首先激活载

7、体。（2分） D 交联法：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的方法称为交联法。常用试剂：戊二醛等。结合牢固酶活损失大。（2分）6酶的非水相催化有哪些特点要点：A非水相催化的定义（1分）B特点：（5分）1 有利于疏水性底物的反应，能催化在水中不能进行的反应2 可提高酶的热稳定性.3 可改变反应平衡移动方向4 可控制底物专一性5. 酶和产物易于回收。7简述易错PCR技术与常规PCR技术的异同点要求：A 常规PCR的程序（3分）1 变性：85-95度解链；2 退火：50-70度，引物与模板互补配对；3 70-75度 引物延伸一般30个循环。 B不同（3分）1 镁离子浓度高

8、，稳定非互补的碱基对；2 猛离子：降低聚合酶的特异性；3 四种底物浓度比改变。四 论述题1论述蛋白质合成过程要点：A肽链合成的起始 ：氨酰tRNAd的形成；3步起始（3分）B肽链合成的延伸 ：进位，转位，移位（3分）C肽链合成的终止与释放 ：终止信号；释放；大小亚基分开（1分）D合成多肽的输送和加工（1分）E蛋白质分子的折叠（1分）2 论述基因文库的建立过程：一）目的基因的取得：分离，转录，合成（1分）二）优良载体的选择：复制子，增殖，确定切口，选择性遗传标记（2分）三）目的基因与载体DNA的体外重组：粘性末端，退火，形成双链，成嵌合体（2分）四）重组载体导入受体细胞：如转化，感染（2分）五）

9、重组受体细胞的筛选和鉴定（1分）六）“工程菌”或“工程细胞”的大规模培养（1分） 试卷B一 名词解释1 酶:酶具有生物催化功能的生物大分子，按照分子中起催化作用的主要组分的不同，酶可以分为蛋白类酶和核酸类酶两大类别。2 反馈阻遏作用： 又称为产物阻遏作用，是指酶催化反应的产物或代谢途径的末端产物使该酶的生物合成受到阻遏的现象。3酶分子修饰：通过各种方法使酶分子的结构发生某些改变，从而改变酶的催化特性的技术过程。4 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。5 微水介质：是由有机溶剂和微量的水组成的反应体系。6 易错PCR技术：是指在体外扩增基因时使用适当条件，是扩增的基因

10、出现少量碱基误配，引起突变。7酶反应器：用于酶进行催化反应的容器及其附属设备称为酶反应器。 8 药用酶：指作为药物用于预防和治疗疾病的酶。二 填空题1氧化-还原酶、转移酶、水解酶、裂合酶、异构酶、连接酶2 减小、不变3 DNA、核苷三磷酸、RNA聚合酶、RNA4 药物、酶5 离子液介质6 超滤、纳滤7 IPTG、蓝色三 选择题C、A、A、C、C四 简答题1 要点：A 不可逆抑制作用：抑制剂与酶分子上的某些基团以共价键的方式结合，导致酶的活性下降或丧失，且不能用透析、超滤等物理方法除去抑制剂而使酶复活的作用。（2分）B 可逆抑制：主要以非共价结合的方式。（1分）竞争性抑制作用：抑制剂和底物结构类

11、似，可与底物竞争性的和酶结合。此种抑制作用程度取决于底物和抑制剂的相对浓度。（1分）非竞争性抑制作用：底物于抑制剂同时和酶结合，两者没有竞争作用，但是形成的酶-底物-抑制剂三元复合物不能转为产物，因此酶活降低。（1分）反竞争性抑制：抑制剂不能单独和酶结合，必须和酶-底物复合物结合，新合成的三元复合物不能分解为产物。（1分）2 要点：A 操纵子的结构：调节基因、启动子、操纵基因、结构基因。（1分） B 色氨酸操纵子的实验现象。（2分） C 色氨酸操纵子在无诱导物和存在诱导物时不同的表达状况。（3分）3 要点：凝胶排阻色谱的分离介质（填料）具有均匀的网格结构，其分离原理是具有不同分子量的溶质分子，

12、在流经柱床是，由于大分子难以进入凝胶内部，而从凝胶颗粒之间流出，保留时间短；而小分子溶质可以进入凝胶内部，由于凝胶多孔结构的阻滞作用，流经体积变大，保留时间延长。这样，分子量不同的溶质分子得以分离。4金属离子置换修饰,（1分）大分子结合修饰(共价/非共价)（1分）侧链基团修饰（1分）肽链有限水解修饰（1分）氨基酸置换修饰（1分）酶分子的物理修饰（1分） 5 要点：A固定化对酶活性的影响：酶活性下降，反应速度下降（1分）B固定化对酶稳定性的影响（1分）操作稳定性提高；贮存稳定性比游离酶大多数提高。C 最适温度：变化不大。（1分）D 最适PH值：带负电的载体PH升高产物带正电的载体使PH降低；产物

13、是酸性，PH值升高产物为碱性时PH降低。（1分）E底物特异性：大分子底物无法接近速度降低；小分子无影响。（1分）F米氏常数随载体的带电性能而变化。（1分）6 要点：A 维持酶分子完整的空间构象所必需的最低水量称为必需水。必需水是维持酶分子结构中氢键、盐键所必需的，失去必需水酶的空间构象破坏从而失去催化功能。（3分）B水活度：体系中的水的蒸汽分压与相同条件下纯水的蒸汽压之比表示。酶的催化反应速度随着含水量的增加而升高，存在一个最适水含量。（3分）7要点：A从两种以上同源正突变基因出发，用酶切割成随机片段，经过不加引物的多次PCR循环，使DNA的碱基序列重新排布而引起基因突变的技术过程（2分）B过程：以两种以上同源正突变基因为模板用DNA酶进行随机切割并以此为引物，经过PCR，获得DNA分子的复