酶工程習(xí)題集全部

1、第一章 緒論【內(nèi)容提要】1. 重點介紹酶和酶工程的研究簡史和發(fā)展概況；2. 簡要回顧酶催化特點、影響酶活性的因素、測定酶活力方法以及酶反應(yīng)動力學(xué)?！玖?xí)題】一、 名詞解釋酶工程；轉(zhuǎn)換數(shù)；催化周期；比活力；酶活力；酶活國際單位；酶反應(yīng)動力學(xué) 異構(gòu)酶 變構(gòu)酶 核酶 抗體酶 競爭性抑制 反競爭性抑制 非競爭性抑制 酶結(jié)合效率 酶活力回收率 固定化酶的相對酶活力二、填空1 酶是具有 功能的生物大分子。2 酶催化作用的專一性包括 和 。3、影響酶催化作用的因素有 、 、 、 、 。4 按照酶分子中起催化作用的主要組分不同可分為 和 。 5 分子內(nèi)催化的R酶可分為 和 。6 分子間催化的R酶可分為 、 、

2、、 、 。7 固定化酶的活力測定方法主要有 和 。8 固定化酶的比活力一般用 所具有的酶活力單位數(shù)來表示。9 酶的生產(chǎn)方法主要有 和 。三、判斷1 核酸類酶的作用底物均為核酸.2 核酸類酶僅能作用于其他分子3 核酸類酶可以以DNA為底物4 酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)五、簡答題1. 簡述酶的研究簡史。2. 簡述酶工程的發(fā)展概況。3. 簡要回答酶的催化特點。4. 簡要回答影響酶催化作用的因素。5. 簡要回答米氏方程的意義。6. 簡述酶工程的研究內(nèi)容及主要任務(wù)。答案：酶的生產(chǎn)與應(yīng)用的技術(shù)過程稱為酶工程，其主要內(nèi)容包括酶的生產(chǎn)、分離純化、酶的固定化、酶及固定化的反應(yīng)器、酶和固定化酶的應(yīng)用。7. 舉例說明酶活

3、力的測定在酶的研究、生產(chǎn)和應(yīng)用過程中的重要性。酶活力是指在一定條件下，酶催化某一反應(yīng)的反應(yīng)速度（一般測初速度）。 酶促反應(yīng)速度是指單位時間、單位體積中底物的減少量或產(chǎn)物的增加量。單位：濃度/單位時間（2分）酶的活力單位（U） 國際單位（IU單位）：在最適反應(yīng)條件下，每分鐘催化1umol底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物所需的酶量，稱一個國際單位（IU），1 IU = 1umol /min國際單位（Katal, Kat單位）： 在在最適反應(yīng)條件下，每秒鐘催化1mol底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物所需的酶量，稱Kat單位。1 Kat=60 X 106 IU酶活力的測定方法：分光光度法；熒光法；同位素法；電化學(xué)法。 舉例恰當(dāng)。8 試述

4、酶工程的發(fā)展概況與前景。9. Payen和Person、Buchner兄弟、Sumner、Fisher、Koshland、Henri、Michaelis和Menten、Jacob和Monod、Cech和Altmam及千佃一郎對酶學(xué)的主要貢獻是什么？第二章 微生物發(fā)酵產(chǎn)酶【內(nèi)容提要】1. 重點介紹原核生物和真核生物合成酶的調(diào)節(jié)機制；2. 酶的發(fā)酵技術(shù)，主要包括產(chǎn)酶微生物菌種的選育和種子的培養(yǎng)，培養(yǎng)基方案和培養(yǎng)基條件控制，以及發(fā)酵方法等；3. 酶發(fā)酵動力學(xué)，主要介紹發(fā)酵產(chǎn)酶模式，以及細胞生長動力學(xué)和產(chǎn)酶動力學(xué)?！玖?xí)題】一、 名詞解釋 誘導(dǎo)物誘導(dǎo)作用；終產(chǎn)物阻遏分解代謝產(chǎn)物阻遏；葡萄糖效應(yīng) 組成型酶

5、適應(yīng)型酶 結(jié)構(gòu)基因啟動子 操縱子操縱基因調(diào)節(jié)基因 固定化細胞原生質(zhì)體 CAP 與操縱基因 、胞內(nèi)酶與胞外酶二、填空 1. 微生物細胞中對酶的生物合成最重要的調(diào)節(jié)是 ，主要調(diào)節(jié)方式有 、 、 。2. 根據(jù)細胞生長與酶生物合成的關(guān)系，酶生物合成的模式可分為 、 、 、 。其中 和 的酶合成可以受誘導(dǎo)物的誘導(dǎo)，而 和 的酶合成受阻遏， 和 的酶所對應(yīng)的mRNA ；而 和 的酶所對應(yīng)的mRNA 。3. 產(chǎn)酶微生物具有 、 、 、 、 特點。4. 細胞生長的莫諾德動力學(xué)模型為 ，其中Ks代表 ，是指 。m為 ，是指 。5. 酶發(fā)酵生產(chǎn)的前提之一，是根據(jù)產(chǎn)酶的需要，選育得到性能優(yōu)良的微生物。一般說來，優(yōu)良

6、的產(chǎn)酶微生物應(yīng)當(dāng)具備的條件 、 、 、 、 .6. 根據(jù)比較細胞生長與酶產(chǎn)生的關(guān)系可把酶生物合成的模式分4種類型： 、 、 、 ，其中理想模式應(yīng)是 。三、判斷 1. 同步合成型的酶的生物合成與細胞生長是同步進行的。 2. 延續(xù)合成型的酶的生物合成在細胞生長到達平衡期后開始。 3. 滯后合成型的酶的生物合成是在細胞生長一段時間或進入平衡期以后才大量開始。 4. 中期合成型的酶的生物合成是在細胞生長進入平衡期以后才開始。 5. 同步合成型的酶所對應(yīng)的mRNA很穩(wěn)定。 6. 色氨酸操縱子對酶生物合成的調(diào)節(jié)屬于反饋阻遏作用。四、問答1. 舉例說明酶生物合成調(diào)節(jié)作用機制在產(chǎn)酶微生物菌種改造中的指導(dǎo)意義。

7、2. 舉例說明酶生物合成調(diào)節(jié)作用機制在酶發(fā)酵過程優(yōu)化中的指導(dǎo)意義。3. 簡要回答酶的催化特點。4、 簡要回答對微生物產(chǎn)酶菌種的要求？5、 如果要篩選酸性蛋白酶高產(chǎn)菌株，請制定篩選計劃。6、 結(jié)合酶生物合成模式，淺談如何提高酶的生物合成量。7、 黑曲霉可由果膠誘導(dǎo)合成聚半乳糖醛酸酶，葡萄糖的大量存在阻遏聚半乳糖醛酸酶的合成。當(dāng)以純果膠為誘導(dǎo)物時，該酶的生物合成模式為哪種類型？若以含有葡萄糖的粗果膠為誘導(dǎo)物時，該酶又成為哪種合成模式？為什么？8、 根據(jù)你所學(xué)的知識，闡述酶合成的理論基礎(chǔ)以及酶的發(fā)展前景。答案：酶合成的理論基礎(chǔ)：轉(zhuǎn)錄和翻譯構(gòu)建有別于天然功能酶的新酶類，例如：催化抗體（Catalyti

8、cantibody）并稱抗體酶（Abzyme）是人們賦予其催化功能的免疫球蛋白，抗體是目前最大的多樣性家族，與抗原有結(jié)合部位與酶相似，但無催化活性。酶促催化在于與底物結(jié)合產(chǎn)生過渡態(tài)，降低能障。人工合成酶（Synzyme）是合成具有催化功能的高聚物分子，目前使用分子印跡和生物印跡技術(shù)制備人工酶，原理與抗體酶過渡態(tài)理論大致相同，已經(jīng)初步制備了具有蛋白酶功能，氧化還原酶催化功能的人工酶，人工酶亦可用于手性藥物及化合物的分離純化及生物傳感器的分子識別，目前人工酶的催化轉(zhuǎn)換數(shù)仍很低，需要多學(xué)科配合，對酶催化分子機理的深入了解，才會有可能在特殊反應(yīng)中優(yōu)于天然酶。9. 比較細胞生長與酶產(chǎn)生的關(guān)系可將酶生物合

9、成分為幾種類型模式，簡述其特點。說明在酶的發(fā)酵生產(chǎn)中最理想的合成模式。答案：酶生物合成的模式可根據(jù)比較細胞生長與酶產(chǎn)生的關(guān)系分為4種類型：同步合成型、延續(xù)合成型、中期合成型、滯后合成型。其中理想模式應(yīng)是延續(xù)合成型。10. 酶發(fā)酵生產(chǎn)的前提之一，是根據(jù)產(chǎn)酶的需要，選育得到性能優(yōu)良的微生物。說明優(yōu)良的產(chǎn)酶微生物應(yīng)當(dāng)具備的條件。答案：優(yōu)良的產(chǎn)酶微生物應(yīng)當(dāng)具備的條件酶的產(chǎn)量高；穩(wěn)定性好；易培養(yǎng)；利于分離純化；安全無毒。11. 簡述轉(zhuǎn)錄與翻譯過程。12. 用操縱子模型解釋酶的誘導(dǎo)與阻遏機制（末端產(chǎn)物、分解代謝產(chǎn)物）13.  優(yōu)良產(chǎn)酶微生物菌種的獲得途徑及各自特點（自己整理）。第三章 動植物細胞

10、培養(yǎng)產(chǎn)酶【內(nèi)容提要】1. 重點介紹動植物細胞的培養(yǎng)；2. 介紹生產(chǎn)各種酶的基本知識、基本理論和基本技術(shù)?！玖?xí)題】一、名詞解釋  操縱子與操縱基因 誘導(dǎo)酶與組成酶 胞內(nèi)酶與胞外酶外植體與愈傷組織 初篩與復(fù)篩 端粒與端粒酶抗體酶 SOD二、問答1. 比較動物植物和微生物在細胞結(jié)構(gòu)、培養(yǎng)基和培養(yǎng)方式上的不同。2. 酶生物合成的模式有哪些？最理想的模式是哪一種？3. 請闡述動植物細胞中酶生物合成的調(diào)節(jié)。4. 什么是端粒酶，簡述其催化過程。5. 如何獲得抗體酶？6. 植物細胞培養(yǎng)產(chǎn)酶有何特點？7. 簡述植物細胞培養(yǎng)產(chǎn)酶的工藝工程。8. 舉例說明動物細胞培養(yǎng)產(chǎn)酶的工藝工程。第四章 酶的提取與分離

11、純化【內(nèi)容提要】1. 重點介紹酶的分離純化方法；2. 酶的分離工程主要單元操作包括預(yù)處理和細胞破碎，酶的提取，酶的分離純化，酶的濃縮、干燥與結(jié)晶，對各單元操作進行了詳細介紹。【習(xí)題】酶沉淀的主要方法有： 、 、 、 、 。1. 名詞解釋 PAGE ATPG IEC HPLC 2-DE 電泳 電滲 層析2. 細胞破碎的方法有哪些？原理是什么？3. 簡述酶的提取方法及影響酶提取的主要因素。4. 簡述差速離心和密度梯度離心分離酶的原理及各自特點。5. 簡述雙水相萃取和反膠束萃取、超臨界流體萃取的原理及各自特點。6. 如何理解灌注色譜是生物大分子分離純化的一個重大突破？并以酶為例加以說明。7. 簡述結(jié)

12、晶與沉淀的區(qū)別，酶結(jié)晶的基本原理及影響結(jié)晶的主要因素。8. 試論述如何利用本章所學(xué)的各種分析技術(shù)對特定的蛋白酶進行酶學(xué)性質(zhì)（如分子質(zhì)量、pI、帶電狀態(tài)、亞基組成、溶解性等）研究。9. 脂肪酶(EC.3，甘油三酰酯水解酶)是一類能催化長鏈脂肪酸甘油酯水解為甘油和長鏈脂肪酸反應(yīng)的生物催化劑，在食品加工、洗滌劑和造紙等眾多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。黑曲霉脂肪酶因其具有良好的生物安全性，一直是傳統(tǒng)食品加工中的重要食品添加劑?，F(xiàn)在分離得到一株脂肪酶高產(chǎn)菌株，經(jīng)鑒定為黑曲霉。利用所學(xué)的知識，試設(shè)計一套從黑曲霉發(fā)酵液中分離純化脂肪酶的實驗方案。10. 簡述常用的三種電泳分離方法的原理及適用范圍。11. 層析在實驗

13、室和工業(yè)化生產(chǎn)中應(yīng)用很廣泛，何為層析？簡述常用的三種層析分離方法的原理及適用范圍。答案：層析技術(shù)是近代生物化學(xué)實驗中常用的分析方法之一，任何層析過程都是在兩個相中進行的。一是固定于支持物上的固定相，另一是流經(jīng)固定相的流動相，由于樣品中各組分理化性質(zhì)（如溶解度、吸附能力、分子形狀、分子所帶電荷的性質(zhì)和數(shù)量、分子表面的特殊基團、分子量等）不同，表現(xiàn)出對固定相和流動相的親和力各不相同。當(dāng)混雜物通過多孔的支持物時，它們受固定相的阻力和受流動相的推力也不同，各組分移動速度各異并在支持物上集中分布于不同的區(qū)域，從而各組分得以分離。常用的層析分離方法吸附層析；分配層析；離子交換層析；凝膠層析；親和層析。12

14、.  相對離心力、沉降系數(shù)及三種離心方法的特點。13.  常用沉淀法的種類及原理。鹽析法分離蛋白質(zhì)的原理、種類及鹽析常數(shù)的含義。14.  膜分離的種類、原理及應(yīng)用。15.  比較吸附層析、疏水層析、離子交換層析、凝膠過濾、親和層析 在原理、層析介質(zhì)、操作及應(yīng)用方面的異同點。16.  HPLC的產(chǎn)生特點及反向色譜的含義及分離依據(jù)。17.  比較連續(xù)與非連續(xù)、變性與非變性聚丙烯酰胺凝膠電泳區(qū)別。18.  蛋白質(zhì)濃度測定方法及酶活力測定方法。19.  比活力、提純倍數(shù)、回收率的含義及用途。20.  總結(jié)脫鹽、濃

15、縮、分子量測定的方法及原理。21.   電泳的基本原理是什么？電泳的種類有哪些？等電聚焦的原理與用途。22.  SDS-PAGE和等電聚焦電泳的原理和操作的不同之處是什么？23.  親和層析的原理是什么？如何根據(jù)目的產(chǎn)物的性質(zhì)選擇洗脫方式？第五章 酶分子修飾【內(nèi)容提要】1. 重點介紹酶化學(xué)修飾的原理和方法；2. 簡單介紹酶分子的應(yīng)用；【習(xí)題】酶分子修飾方法多樣，歸納起來主要包括 、 、 、 、 、 、 、1. 名詞解釋核苷酸連剪切修飾 氨基酸置換修飾 核苷酸置換修飾 pH印記2. 簡述酶分子化學(xué)修飾的基本原理。3. 酶分子被化學(xué)修飾后在性質(zhì)上有哪些變化？

16、4. 酶分子的哪些側(cè)鏈可以被修飾？5. 簡述抗體酶催化的反應(yīng)類型有哪些？6. 抗體酶有何特性？7. 酶分子修飾在酶學(xué)和酶工程研究方面很重要，其修飾方法多種多樣。分析表T4溶菌酶的修飾結(jié)果，說明酶分子修飾的目的。T4溶菌酶及其6個突變體的性質(zhì)酶半胱氨酸的位置和數(shù)目 二硫鍵數(shù)目 相對活性Tm/C 野生型T4溶菌酶突變酶A突變酶B突變酶C突變酶D突變酶E突變酶F Cys54,Cys97Cys，Cys97Cys9，Cys164Cys21，Cys142Cys3，Cys9，Cys97，Cys164Cys9，Cys21，Cys164， Cys142Cys，Cys9，Cys21，Cys97，Cys142，Cy

17、s164 無111223 10019610609500 41.946.748.352.957.658.965.5 答案：T4溶菌酶的修飾屬于氨基酸置換修飾。如表所示，人們通過定點誘變產(chǎn)生突變型的T4溶菌酶，再進行酶活性的測定，實驗結(jié)果表明，有二硫鍵存在時，酶的熱穩(wěn)定性升高，二硫鍵越多酶就越穩(wěn)定。但在表中我們也可以看出Cys21與Cys142雙突變蛋白比野生型或假野生型更穩(wěn)定，但卻失去了酶活性，這說明21位與142位之間形成的二硫鍵可能使肽鏈骨架發(fā)生了扭曲，從而破壞了酶活性中心的構(gòu)象，使酶失去活性。通常人們不對位于酶活性中心的氨基酸進行突變，因為活性中心對小的構(gòu)象變化非常敏感。 目的：提高酶的穩(wěn)

18、定性。8.   酶活性中心的特點及主要化學(xué)基團。9.   研究酶活性中心的方法及差別標記與親和標記的區(qū)別與特點。10.   酶化學(xué)修飾的目的是什么？常用的大分子修飾劑有哪些，修飾后的用途及原理。11.   那些蛋白質(zhì)側(cè)鏈基團可以被修飾？主要的修飾劑及修飾反應(yīng)類型。12.   總結(jié)消除酶的抗原性的方法，比較各自原理的不同并舉例說明。13.   提高酶穩(wěn)定性普遍使用的方法有哪些？舉例說明實際應(yīng)用。14.   維持酶分子空間結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的主要作用力是什么 ？第六章

19、酶、細胞、原生質(zhì)體固定化【內(nèi)容提要】1. 固定化生物催化劑的概念以及吸附法、包埋法、共價結(jié)合法、無載體固定化酶的基本技術(shù)和原理；2. 細胞固定化的基本技術(shù)和原理；【習(xí)題】1. 名詞解釋 固定化、固定化酶、固定化細胞、固定化原生質(zhì)體2. 比較使用游離酶、固定化酶和固定化細胞作為催化劑的優(yōu)缺點。3. 簡述常見的酶的固定化方法、固定化的原理以及各自的優(yōu)缺點。4. 簡述固定化對酶性質(zhì)的影響。5. 簡述固定化酶、固定化細胞及其固定化原生質(zhì)體的應(yīng)用。6. 設(shè)計實驗固定化釀酒酵母進行乙醇生產(chǎn)。7. 請設(shè)計實驗測定固定化葡萄糖異構(gòu)酶的活力和比活力的方法。8. 設(shè)計啤酒生產(chǎn)中常用的木瓜蛋白酶的固定化方法。9.

20、查閱資料分析某種交聯(lián)酶晶體的制備過程以及應(yīng)用。10. 比較有載體固定化和無載體固定化生物催化劑各自的優(yōu)勢。12.  固定化酶、細胞、原生質(zhì)體產(chǎn)生的背景。13. 固定化原生質(zhì)體的制備方法與特點。第七章 酶的非水相催化【內(nèi)容提要】1. 非水酶學(xué)的催化介質(zhì)的類型和有機介質(zhì)中的酶促反應(yīng)的特點；2. 詳細闡述了酶在有機溶劑反應(yīng)體系中催化反應(yīng)的影響因素及其表現(xiàn)出的新性質(zhì)；3. 簡要介紹了氣相和超臨界介質(zhì)的酶促反應(yīng)及應(yīng)用。4. 非水酶學(xué)在有機合成中的應(yīng)用?！玖?xí)題】有機介質(zhì)反應(yīng)體系主要包括 、 、 、 和 。1. 名詞解釋萃取 超臨界萃取 正膠束 反膠束 必需水 非水酶學(xué)、微水體系2. 簡述水在酶促

21、反應(yīng)中的作用。3. 簡述非水體系中酶催化反應(yīng)的優(yōu)點。4. 舉例說明如何選擇酶催化有機體系中的有機溶劑。5. 舉例說明非水體系中酶的催化性質(zhì)與水體系中的差異，試解釋原因。6. 說明如何對酶在有機介質(zhì)中的催化活性進行調(diào)節(jié)和控制。7. 什么是超臨界流體？超臨界流體中酶催化有何特點？第八章 酶分子定向進化一、名詞解釋定向進化 酶定向進化 易錯PCR DNA重排技術(shù) 交錯延伸PCR 隨機引物體外重組 基因家族重排 報告基因 噬菌體表面展示法 酵母細胞表面展示法二、填空1、酶定向進化的基本過程主要包括 、 、 等。2、酶基因的體外隨機突變主要包括 、 、 等。3、定向選擇所采用的高通量篩選方法有 、 、

22、。4、酶定向進化的特點是 、 。酶定向進化在酶改性方面主要用于 、 。三、判斷1. 酵母細胞表面展示法主要是通過凝集素蛋白的錨定作用而使外源蛋白或多肽富集在酵母細胞表面的一種分子展示技術(shù)。噬菌體表面展示法主要是通過凝集素蛋白的錨定作用而使外源蛋白或多肽富集2. 在噬菌體表面的一種分子展示技術(shù)。×四、問答題 1、簡述易錯PCR技術(shù)進行體外基因突變的主要過程。2、簡述DNA重排技術(shù)的主要過程。3、簡述基因家族重排技術(shù)的主要過程。它與DNA重排技術(shù)有何異同？4、簡述突變基因定向選擇的基本過程。5、突變基因高通量篩選技術(shù)有哪些？各有何特點?6、舉例說明酶定向進化技術(shù)的應(yīng)用。第九章 酶反應(yīng)器【內(nèi)容提要】1. 重點介紹不同類型的酶反應(yīng)器；2. 簡要介紹酶反應(yīng)器選型與設(shè)計以及酶反應(yīng)器的操作調(diào)控?！玖?xí)題】名詞解釋：攪拌罐式；流化床式；鼓泡式；噴射式；膜反應(yīng)器按照結(jié)構(gòu)的不同可以把酶反應(yīng)器分為 、 、 、 、 。1. 酶反應(yīng)器與化學(xué)反應(yīng)器和發(fā)酵罐有何區(qū)別？2. 試比較各類酶反應(yīng)器的優(yōu)缺點。3. 在酶的應(yīng)用中，如何選