《酶工程》試題參考答案.doc

酶工程試題一參考答案:一、 是非題（每題1分，共10分）1、 酶是具有生物催化特性的特殊蛋白質(zhì)。 （ ）2、 酶的分類(lèi)與命名的基礎(chǔ)是酶的專(zhuān)一性。 （ ）3、 酶活力指在一定條件下酶所催化的反應(yīng)速度，反應(yīng)速度越大，意味著酶活力越高。 （）4、 液體深層發(fā)酵是目前酶發(fā)酵生產(chǎn)的主要方式。 （）5、 培養(yǎng)基中的碳源，其唯一作用是能夠向細(xì)胞提供碳素化合物的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。 （）6、 膜分離過(guò)程中，膜的作用是選擇性地讓小于其孔徑的物質(zhì)顆粒成分或分子通過(guò)，而把大于其孔徑的顆粒截留。 （）7、 在酶與底物、酶與競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑、酶與輔酶之間都是互配的分子對(duì)，在酶的親和層析分離中，可把分子對(duì)中的任何一方作為固定相。 （）8、 角叉菜膠也是一種凝膠，在酶工程中常用于凝膠層析分離純化酶。 （）9、 淀粉酶在一定條件下可使淀粉液化，但不稱(chēng)為糊精化酶。 （）10、 酶法產(chǎn)生飴糖使用淀粉酶和葡萄糖異構(gòu)酶協(xié)同作用。 （）二、 填空題（每空1分，共28分）1、 日本稱(chēng)為“酵素”的東西，中文稱(chēng)為酶,英文則為Enzyme,是庫(kù)尼（Kuhne）于1878年首先使用的。其實(shí)它存在于生物體的細(xì)胞內(nèi)與細(xì)胞外。2、 1926年，薩姆納（Sumner）首先制得脲酶結(jié)晶，并指出酶的本質(zhì)是蛋白質(zhì)。他因這一杰出貢獻(xiàn)，獲1947年度諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。3、 目前我國(guó)廣泛使用的高產(chǎn)糖比酶優(yōu)良菌株菌號(hào)為As3.4309,高產(chǎn)液化酶優(yōu)良菌株菌號(hào)為BF7.658。在微生物分類(lèi)上，前者屬于霉菌，后者屬于細(xì)菌。4、 1960年，查柯柏（Jacob）和莫洛德（Monod）提出了操縱子學(xué)說(shuō)，認(rèn)為DNA分子中，與酶生物合成有關(guān)的基因有四種，即操縱基因、調(diào)節(jié)基因、啟動(dòng)基因和結(jié)構(gòu)基因。5、 1961年，國(guó)際酶委會(huì)規(guī)定的酶活力單位為：在特定的條件下（25oC，PH及底物濃度為最適宜）每1分鐘內(nèi),催化1mol的底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物的酶量為一個(gè)國(guó)際單位，即1IU。6、 酶分子修飾的主要目的是改進(jìn)酶的性能，即提高酶的活力、減少抗原性，增加穩(wěn)定性。7、 酶的生產(chǎn)方法有提取法，發(fā)酵法和化學(xué)合成法。8、 借助雙功能試劑使酶分子之間發(fā)生交聯(lián)作用，制成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的固定化酶的方法稱(chēng)為交聯(lián)法。9、 酶的分離純化方法中，根據(jù)目的酶與雜質(zhì)分子大小差別有凝膠過(guò)濾法，超濾法和超離心法三種。10、 由于各種分子形成結(jié)晶條件的不同，也由于變性的蛋白質(zhì)和酶不能形成結(jié)晶，因此酶結(jié)晶既是純化手段，也是純化標(biāo)志。三、 名詞術(shù)語(yǔ)的解釋與區(qū)別（每組6分，共30分）1、 酶生物合成中的轉(zhuǎn)錄與翻譯酶合成中的轉(zhuǎn)錄是指以核苷三磷酸為底物，以DNA鏈為模板，在RNA聚合酶的作用下合成RNA分子。酶合成中的翻譯是指以氨基酸為底物，以mRNA為模板，在酶和輔助因子的共同作用下合成蛋白質(zhì)的多肽鏈。2、 誘導(dǎo)與阻遏酶合成的誘導(dǎo)是指加入某種物質(zhì)使酶的合成開(kāi)始或加速進(jìn)行的過(guò)程；酶合成的阻遏作用則是指加入某種物質(zhì)使酶的合成中止或減緩進(jìn)行的過(guò)程。這些物質(zhì)分別稱(chēng)為誘導(dǎo)物及阻遏物。3、 酶回收率與酶純化比（純度提高比）酶的回收率是指某純化步驟后酶的總活力與該步驟前的總活力之比。酶的純化比是之某純化步驟后的酶的比活力與該步驟前的比活力之比。4、 酶的變性與酶的失活酶的變性是指酶分子結(jié)構(gòu)中的氫鍵、二硫鍵及范德華力被破壞，酶的空間結(jié)構(gòu)也受到破壞，原來(lái)有序、完整的結(jié)構(gòu)變成了無(wú)序，松散的結(jié)構(gòu)，失去了原有的生理功能。酶的失活則是指酶的自身活性受損（包括輔酶、金屬離子受損），失去了與底物結(jié)合的能力。5、 淀粉酶與淀粉酶二者的區(qū)別在于淀粉酶是一種內(nèi)酶，可以跨越淀粉分子的1，6鍵到分子內(nèi)部進(jìn)行隨機(jī)切割，所得的產(chǎn)物為型的麥芽糖和環(huán)糊精，它使碘色消失的速度較快，但還原糖較慢；淀粉酶則是一種外酶，不能跨越1，6鍵，只能從淀粉的非還原末端2個(gè)2個(gè)地進(jìn)行切割，所得的產(chǎn)物為型的麥芽糖和界限糊精，它使碘色消失較慢，但還原糖較快，二者的共同點(diǎn)在于都能水解1，4鍵和都不能水解1，6鍵。四、 問(wèn)答題1、 舉出四例，說(shuō)明酶在醫(yī)學(xué)上有廣闊的用途。（1） 醫(yī)藥用酶：a.消化用酶：、淀粉酶、胰酶、胰蛋白酶 b.消炎用酶：木瓜蛋白酶、菠蘿酶 c.溶纖維酶：尿酸酶、鏈激酶、溶栓酶 d.腫瘤用酶：L天冬酰胺酶、谷氨酰胺酶（2） 診斷用酶：a.尿酸酶：用于檢測(cè)血液和尿液中的尿酸含量 b.甘油激酶：由于檢測(cè)血液中甘油三酯的含量（3） 檢測(cè)用酶：a.脫羧酶：由于檢測(cè)L賴(lài)氨酸和L谷氨酸 b.蟲(chóng)熒光素酶：用于檢測(cè)ATP2、 試述采用雙酶法生產(chǎn)固體麥芽糊精的工藝過(guò)程及主要工藝條件。應(yīng)用雙酶法生產(chǎn)固體麥芽糊精的工藝流程及主要工藝條件如下：淀粉調(diào)漿（淀粉與水） 配料罐 除渣劑 噴射液化器 90oC液化維持罐3040min 氣液混合滅酶（加入蒸汽） 滅酶維持罐 氣液分離罐 板式冷卻器 糖化罐 氣液混合滅酶器 中和脫色罐 板框過(guò)濾機(jī) 濾清糖液貯罐 采用凝膠層析除雜進(jìn)一步精制，干燥的固體麥芽糊精3、 如何檢查一種酶的制劑是否達(dá)到了純的制劑？試用所學(xué)過(guò)的知識(shí)加以論述。要檢測(cè)酶的制劑是否達(dá)到純的制劑（即不含雜質(zhì)及雜質(zhì)酶），可以有以下幾種方法：（1） 層析法：包括紙層析、凝膠層析、柱層析及親和層析（2） 電泳法：包括SDS凝膠電泳法和聚丙烯酰胺凝膠電泳法（3） 超離心法：不同的酶分子大小不同，在重力場(chǎng)中具有不同的沉降系數(shù)，從而可以通過(guò)超離心方法分離目的酶與雜質(zhì)酶。（4） 免疫反應(yīng)法：由于酶分子可作為一種抗原物質(zhì)，而抗原與抗體之間具有專(zhuān)一的親和力，故可選用目的酶的抗體與酶制劑進(jìn)行免疫擴(kuò)散或免疫電泳，從而判斷酶的制劑是否純凈。（5） 氨基酸序列分析法：采用特定的化學(xué)物質(zhì)從酶的N末端將氨基酸殘基逐個(gè)水解下來(lái)，最終可獲知該酶的氨基酸序列，從而也可以判斷出酶制劑是否純凈。4、 今欲生產(chǎn)糖化酶結(jié)晶產(chǎn)品，試擬出合理的工藝步驟，并說(shuō)明下游工程的主要工藝條件。生產(chǎn)糖化酶的結(jié)晶產(chǎn)品，可采用鹽析結(jié)晶法。得到糖化酶粗酶液后，須進(jìn)行分離純化，使其達(dá)到一定的濃度和純度（50），向濃酶液中緩慢加入飽和中性鹽溶液（NH4）2SO4），至出現(xiàn)稍渾濁，于低溫下（04oC）靜置，待溶液中有晶體析出，可向溶液中補(bǔ)充少量飽和鹽溶液。（操作過(guò)程中保證PH4.5），也可采用有機(jī)溶劑法結(jié)晶。向濃酶液中緩慢加入有機(jī)溶劑，混合均勻，于低溫下靜置一段時(shí)間，離心去除沉淀物，取上清液靜置于低溫下，可析出晶體。發(fā)酵生產(chǎn)糖化酶工藝流程：斜面菌種 小米三角瓶 孢子懸浮液 種子罐 發(fā)酵罐 糖化酶粗酶液一、填空題（每空1分，共28分）a) 日本稱(chēng)為“酵素”的東西，中文稱(chēng)為酶,英文則為Enzyme,是庫(kù)尼（Kuhne）于1878年首先使用的。其實(shí)它存在于生物體的細(xì)胞內(nèi)與細(xì)胞外。b) 1926年，薩姆納（Sumner）首先制得脲酶結(jié)晶，并指出酶的本質(zhì)是蛋白質(zhì)。他因這一杰出貢獻(xiàn)，獲1947年度諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。c) 目前我國(guó)廣泛使用的高產(chǎn)糖比酶優(yōu)良菌株菌號(hào)為As3.4309,高產(chǎn)液化酶優(yōu)良菌株菌號(hào)為BF7.658。在微生物分類(lèi)上，前者屬于霉菌，后者屬于細(xì)菌。d) 1960年，查柯柏（Jacob）和莫洛德（Monod）提出了操縱子學(xué)說(shuō)，認(rèn)為DNA分子中，與酶生物合成有關(guān)的基因有四種，即操縱基因、調(diào)節(jié)基因、啟動(dòng)基因和結(jié)構(gòu)基因。e) 1961年，國(guó)際酶委會(huì)規(guī)定的酶活力單位為：在特定的條件下（25oC，PH及底物濃度為最適宜）每1分鐘內(nèi),催化1mol的底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物的酶量為一個(gè)國(guó)際單位，即1IU。f) 酶分子修飾的主要目的是改進(jìn)酶的性能，即提高酶的活力、減少抗原性，增加穩(wěn)定性。g) 酶的生產(chǎn)方法有提取法，發(fā)酵法和化學(xué)合成法。h) 借助雙功能試劑使酶分子之間發(fā)生交聯(lián)作用，制成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的固定化酶的方法稱(chēng)為交聯(lián)法。i) 酶的分離純化方法中，根據(jù)目的酶與雜質(zhì)分子大小差別有凝膠過(guò)濾法，超濾法和超離心法三種。j) 由于各種分子形成結(jié)晶條件的不同，也由于變性的蛋白質(zhì)和酶不能形成結(jié)晶，因此酶結(jié)晶既是純化手段，也是純化標(biāo)志。a) 術(shù)語(yǔ)的解釋與區(qū)別（每組6分，共30分）1、 生物合成中的轉(zhuǎn)錄與翻譯酶合成中的轉(zhuǎn)錄是指以核苷三磷酸為底物，以DNA鏈為模板，在RNA聚合酶的作用下合成RNA分子。酶合成中的翻譯是指以氨基酸為底物，以mRNA為模板，在酶和輔助因子的共同作用下合成蛋白質(zhì)的多肽鏈。2、 誘導(dǎo)與阻遏酶合成的誘導(dǎo)是指加入某種物質(zhì)使酶的合成開(kāi)始或加速進(jìn)行的過(guò)程；酶合成的阻遏作用則是指加入某種物質(zhì)使酶的合成中止或減緩進(jìn)行的過(guò)程。這些物質(zhì)分別稱(chēng)為誘導(dǎo)物及阻遏物。3、 酶回收率與酶純化比（純度提高比）酶的回收率是指某純化步驟后酶的總活力與該步驟前的總活力之比。酶的純化比是之某純化步驟后的酶的比活力與該步驟前的比活力之比。4、 酶的變性與酶的失活酶的變性是指酶分子結(jié)構(gòu)中的氫鍵、二硫鍵及范德華力被破壞，酶的空間結(jié)構(gòu)也受到破壞，原來(lái)有序、完整的結(jié)構(gòu)變成了無(wú)序，松散的結(jié)構(gòu)，失去了原有的生理功能。酶的失活則是指酶的自身活性受損（包括輔酶、金屬離子受損），失去了與底物結(jié)合的能力。5、 淀粉酶與淀粉酶二者的區(qū)別在于淀粉酶是一種內(nèi)酶，可以跨越淀粉分子的1，6鍵到分子內(nèi)部進(jìn)行隨機(jī)切割，所得的產(chǎn)物為型的麥芽糖和環(huán)糊精，它使碘色消失的速度較快，但還原糖較慢；淀粉酶則是一種外酶，不能跨越1，6鍵，只能從淀粉的非還原末端2個(gè)2個(gè)地進(jìn)行切割，所得的產(chǎn)物為型的麥芽糖和界限糊精，它使碘色消失較慢，但還原糖較快，二者的共同點(diǎn)在于都能水解1，4鍵和都不能水解1，6鍵。b) 問(wèn)答題1、 固定化細(xì)胞發(fā)酵有哪些優(yōu)點(diǎn)？（1） 細(xì)胞流失少，使用壽命長(zhǎng)，提高設(shè)備利用率（2） 細(xì)胞密度大，產(chǎn)量大（3） 由于載體的保護(hù)，細(xì)胞的耐受性增強(qiáng)（4） 便于條件控制，簡(jiǎn)化操作，易于自動(dòng)化生產(chǎn)（5） 催化產(chǎn)物少了細(xì)胞的干擾，易于分離提純（6） 由于使用周期延長(zhǎng)，使成本降低。2、 舉出四例，說(shuō)明酶在醫(yī)學(xué)上有廣闊的用途。（4） 醫(yī)藥用酶：a.消化用酶：、淀粉酶、胰酶、胰蛋白酶 b.消炎用酶：木瓜蛋白酶、菠蘿酶 c.溶纖維酶：尿酸酶、鏈激酶、溶栓酶 d.腫瘤用酶：L天冬酰胺酶、谷氨酰胺酶（5） 診斷用酶：a.尿酸酶：用于檢測(cè)血液和尿液中的尿酸含量 b.甘油激酶：由于檢測(cè)血液中甘油三酯的含量（6） 檢測(cè)用酶：a.脫羧酶：由于檢測(cè)L賴(lài)氨酸和L谷氨酸 b.蟲(chóng)熒光素酶：用于檢測(cè)ATP3、 用雙酶法生產(chǎn)固體麥芽糊精的工藝過(guò)程及主要工藝條件。應(yīng)用雙酶法生產(chǎn)固體麥芽糊精的工藝流程及主要工藝條件如下：淀粉調(diào)漿（淀粉與水） 配料罐 除渣劑 噴射液化器 90oC液化維持罐3040min 氣液混合滅酶（加入蒸汽） 滅酶維持罐 氣液分離罐 板式冷卻器 糖化罐 氣液混合滅酶器 中和脫色罐 板框過(guò)濾機(jī) 濾清糖液貯罐 采用凝膠層析除雜進(jìn)一步精制，干燥的固體麥芽糊精4、 如何檢查一種酶的制劑是否達(dá)到了純的制劑？試用所學(xué)過(guò)的知識(shí)加以論述。要檢測(cè)酶的制劑是否達(dá)到純的制劑（即不含雜質(zhì)及雜質(zhì)酶），可以有以下幾種方法：（6） 層析法：包括紙層析、凝膠層析、柱層析及親和層析（7） 電泳法：包括SDS凝膠電泳法和聚丙烯酰胺凝膠電泳法（8） 超離心法：不同的酶分子大小不同，在重力場(chǎng)中具有不同的沉降系數(shù)，從而可以通過(guò)超離心方法分離目的酶與雜質(zhì)酶。（9） 免疫反應(yīng)法：由于酶分子可作為一種抗原物質(zhì)，而抗原與抗體之間具有專(zhuān)一的親和力，故可選用目的酶的抗體與酶制劑進(jìn)行免疫擴(kuò)散或免疫電泳，從而判斷酶的制劑是否純凈。（10） 氨基酸序列分析法：采用特定的化學(xué)物質(zhì)從酶的N末端將氨基酸殘基逐個(gè)水解下來(lái)，最終可獲知該酶的氨基酸序列，從而也可以判斷出酶制劑是否純凈。一、填空題（每空1分，共28分）k) 日本稱(chēng)為“酵素”的東西，中文稱(chēng)為酶,英文則為Enzyme,是庫(kù)尼（Kuhne）于1878年首先使用的。其實(shí)它存在于生物體的細(xì)胞內(nèi)與細(xì)胞外。l) 1926年，薩姆納（Sumner）首先制得脲酶結(jié)晶，并指出酶的本質(zhì)是蛋白質(zhì)。他因這一杰出貢獻(xiàn)，獲1947年度諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。m) 目前我國(guó)廣泛使用的高產(chǎn)糖比酶優(yōu)良菌株菌號(hào)為As3.4309,高產(chǎn)液化酶優(yōu)良菌株菌號(hào)為BF7.658。在微生物分類(lèi)上，前者屬于霉菌，后者屬于細(xì)菌。n) 1960年，查柯柏（Jacob）和莫洛德（Monod）提出了操縱子學(xué)說(shuō)，認(rèn)為DNA分子中，與酶生物合成有關(guān)的基因有四種，即操縱基因、調(diào)節(jié)基因、啟動(dòng)基因和結(jié)構(gòu)基因。o) 1961年，國(guó)際酶委會(huì)規(guī)定的酶活力單位為：在特定的條件下（25oC，PH及底物濃度為最適宜）每1分鐘內(nèi),催化1mol的底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物的酶量為一個(gè)國(guó)際單位，即1IU。p) 酶的生產(chǎn)方法有提取法，發(fā)酵法和化學(xué)合成法。q) 借助雙功能試劑使酶分子之間發(fā)生交聯(lián)作用，制成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的固定化酶的方法稱(chēng)為交聯(lián)法。r) 酶的分離純化方法中，根據(jù)目的酶與雜質(zhì)分子大小差別有凝膠過(guò)濾法，超濾法和超離心法三種。s) 由于各種分子形成結(jié)晶條件的不同，也由于變性的蛋白質(zhì)和酶不能形成結(jié)晶，因此酶結(jié)晶既是純化手段，也是純化標(biāo)志。t) 酶分子修飾的主要目的是改進(jìn)酶的性能，即提高酶的活力、減少抗原性，增加穩(wěn)定性。c) 術(shù)語(yǔ)的解釋與區(qū)別（每組6分，共30分）6、 生物合成中的轉(zhuǎn)錄與翻譯酶合成中的轉(zhuǎn)錄是指以核苷三磷酸為底物，以DNA鏈為模板，在RNA聚合酶的作用下合成RNA分子。酶合成中的翻譯是指以氨基酸為底物，以mRNA為模板，在酶和輔助因子的共同作用下合成蛋白質(zhì)的多肽鏈。7、 誘導(dǎo)與阻遏酶合成的誘導(dǎo)是指加入某種物質(zhì)使酶的合成開(kāi)始或加速進(jìn)行的過(guò)程；酶合成的阻遏作用則是指加入某種物質(zhì)使酶的合成中止或減緩進(jìn)行的過(guò)程。這些物質(zhì)分別稱(chēng)為誘導(dǎo)物及阻遏物。8、 酶的變性與酶的失活酶的變性是指酶分子結(jié)構(gòu)中的氫鍵、二硫鍵及范德華力被破壞，酶的空間結(jié)構(gòu)也受到破壞，原來(lái)有序、完整的結(jié)構(gòu)變成了無(wú)序，松散的結(jié)構(gòu)，失去了原有的生理功能。酶的失活則是指酶的自身活性受損（包括輔酶、金屬離子受損），失去了與底物結(jié)合的能力。9、 淀粉酶與淀粉酶二者的區(qū)別在于淀粉酶是一種內(nèi)酶，可以跨越淀粉分子的1，6鍵到分子內(nèi)部進(jìn)行隨機(jī)切割，所得的產(chǎn)物為型的麥芽糖和環(huán)糊精，它使碘色消失的速度較快，但還原糖較慢；淀粉酶則是一種外酶，不能跨越1，6鍵，只能從淀粉的非還原末端2個(gè)2個(gè)地進(jìn)行切割，所得的產(chǎn)物為型的麥芽糖和界限糊精，它使碘色消失較慢，但還原糖較快，二者的共同點(diǎn)在于都能水解1，4鍵和都不能水解1，6鍵。10、 酶回收率與酶純化比（純度提高比）酶的回收率是指某純化步驟后酶的總活力與該步驟前的總活力之比。酶的純化比是之某純化步驟后的酶的比活力與該步驟前的比活力之比。d) 問(wèn)答題5、 固定化細(xì)胞發(fā)酵有哪些優(yōu)點(diǎn)？（1） 細(xì)胞流失少，使用壽命長(zhǎng)，提高設(shè)備利用率（2） 細(xì)胞密度大，產(chǎn)量大（3） 由于載體的保護(hù)，細(xì)胞的耐受性增強(qiáng)（4） 便于條件控制，簡(jiǎn)化操作，易于自動(dòng)化生產(chǎn)（5） 催化產(chǎn)物少了細(xì)胞的干擾，易于分離提純（6） 由于使用周期延長(zhǎng)，使成本降低。6、 舉出四例，說(shuō)明酶在醫(yī)學(xué)上有廣闊的用途。（7） 醫(yī)藥用酶：a.消化用酶：、淀粉酶、胰酶、胰