酶工程習(xí)題(答案全)

酶工程習(xí)題（答案全）

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(yīng)用的技術(shù)過程稱為酶工程。它是利用酶的催

化作用進(jìn)行物質(zhì)轉(zhuǎn)化的技術(shù)，是將酶學(xué)理論與化工技術(shù)、微生物技術(shù)結(jié)

合而形成的新技術(shù)，是借助工程學(xué)手段利用酶或細(xì)胞、細(xì)胞器的特定功

能提供產(chǎn)品的一門科學(xué)

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(jìn)行反應(yīng)

4、蛋白類酶：為一類具有生物催化功能的蛋白質(zhì)分子，它只能催化

其他分子進(jìn)行反應(yīng)。

5、酶的生產(chǎn)：是指通過人工操作獲得所需酶的技術(shù)過程。主要包括微

生物發(fā)醵產(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(jìn)酶的催化特性的技術(shù)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(yīng)用：是通過酶的催化作用獲得人們所需要的物質(zhì)或者不良物

質(zhì)的技術(shù)過程，主要包括酶反應(yīng)器的選擇和設(shè)計(jì)以及酶在各領(lǐng)域的應(yīng)用

等。

8、酶的專一性：又稱為特異性，是指酶在催化生化反應(yīng)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(jié)構(gòu)相似的底物進(jìn)

行某種類型反應(yīng)的特性。亦即酶只能催化某一類或某一種化學(xué)反應(yīng)。

、酶的轉(zhuǎn)換數(shù)：酶的轉(zhuǎn)換數(shù)又稱為摩爾催化活性，是指每個酶分

9Kpo

子每分鐘催化底物轉(zhuǎn)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______________O

3、進(jìn)行分子內(nèi)催化作用的核酸類酶可以分為

4、酶活力是_____________的量度指標(biāo)，酶的比活力是___________

的量度指標(biāo)，酶的轉(zhuǎn)換數(shù)的主要組分是______________的度量指標(biāo)。

5、非競爭性抑制的特點(diǎn)是最大反應(yīng)速度Vm米氏

常數(shù)Kmo

三、選擇題

1、酶工程是（）的技術(shù)過程。

A、利用酶的催化作用將底物轉(zhuǎn)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(yīng)用

D、酶在工業(yè)上大規(guī)模應(yīng)用

2、核酸類酶是（）。

A、催化RNA進(jìn)行水解反應(yīng)的一類酶

B、催化RNA進(jìn)行剪接反應(yīng)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（）o

A、催化其他RNA分子進(jìn)行反應(yīng)的酶

B、催化其他RNA分子進(jìn)行剪切反應(yīng)的R酶

C、催化本身RNA分子進(jìn)行剪切反應(yīng)的R酶

D、催化本身RNA分子進(jìn)行剪接反應(yīng)的R酶

4、酶的改性是指通過各種方法（）的技術(shù)過程。

A、改進(jìn)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(zhuǎn)換數(shù)是指（）。

A、酶催化底物轉(zhuǎn)化成產(chǎn)物的數(shù)量

B、每個酶分子催化底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物的分子數(shù)

C、每個酶分子每分鐘催化底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物的分子數(shù)

D、每摩爾酶催化底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物的摩爾數(shù)

四、判斷題

（）L相同的酶在不同的pH條件下進(jìn)行測定時，酶活力不同。

()2、競爭性抑制的特點(diǎn)是最大反應(yīng)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(jìn)行剪切反應(yīng)的核酸類酶。

()5、水解酶在水溶液中不能催化其逆反應(yīng)。

五、簡答題

1、何謂酶工程，其主要內(nèi)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(zhì)，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、C2、D3、B4、A5、C

四、判斷題

L(X)2、(V)3、(X)4、(X)5、(V)

五、簡答題

L答：酶的生產(chǎn)與應(yīng)用的技術(shù)過程稱為酶工程。

酶工程的主要內(nèi)容包括：微生物細(xì)胞發(fā)酵產(chǎn)酶，動植物細(xì)胞培養(yǎng)產(chǎn)酶,

酶的提取與分離純化，酶分子修飾，酶、細(xì)胞、原生質(zhì)體固定化、酶定

向進(jìn)化、酶反應(yīng)器和酶的應(yīng)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(yīng)一段時間，然后再測定反應(yīng)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(xué)性質(zhì)，確定酶催化反應(yīng)的溫度、pH、底物濃度、

激活劑濃度等反應(yīng)條件。溫度可以選擇在室溫(25()、體溫(37。。、

酶反應(yīng)最適溫度或其他選用的溫度；pH應(yīng)是酶催化反應(yīng)的最適pH;

底物濃度應(yīng)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(yīng)開始的時間。

(4)反應(yīng)到一定的時間，取出適量的反應(yīng)液，運(yùn)用各種生化檢測技術(shù)，

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(yīng)速度與底物濃

度成正比，反應(yīng)速度隨著底物濃度的增加而加快。當(dāng)?shù)孜餄舛冗_(dá)到一定

的數(shù)值時，反應(yīng)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(yīng)速度與酶濃度

成正比。

(3)溫度的影響：每一種酶的催化反應(yīng)都有其適宜的溫度范圍和最適

溫度。在適宜溫度范圍內(nèi)，酶才能進(jìn)行催化反應(yīng)；在最高溫度條件下,

酶的催化反應(yīng)速度達(dá)到最大。

(4)pH的影響：酶的催化作用與反應(yīng)液的pH有很大關(guān)系。每一種酶

都有各自的適宜pH范圍和最適pHo只有在適宜pH范圍內(nèi),酶才能

顯示其催化活性在最適pH條件下，酶催化反應(yīng)速度達(dá)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(jié)合后，抑制劑難以除去，酶活性難以恢復(fù)。

可逆性抑制劑與酶的結(jié)合是可逆的，只要將抑制劑除去，酶活性即可恢

復(fù)。

(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)醵產(chǎn)酶

一、名詞解釋

1、酶的發(fā)酵生產(chǎn)：經(jīng)過預(yù)先設(shè)計(jì)，通過人工操作，利用為生物的生命

活動獲得所需酶的技術(shù)過程

2、轉(zhuǎn)錄：是在DNA的指導(dǎo)下的RNA聚合酶的催化下，按照磴基配

對的原則，以四種核甘酸為原料合成一條與模板DNA互補(bǔ)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(dǎo)：加入某些物質(zhì)使酶的生物合成或加速進(jìn)行的現(xiàn)象。

5、酶的反饋?zhàn)瓒簦菏侵该复呋磻?yīng)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(xué)：主要研究在發(fā)酵過程中細(xì)胞生長速度，產(chǎn)物形成速度、

基質(zhì)消耗速度以及環(huán)境因素對速度的影響；在酶的發(fā)醵生產(chǎn)中,研究酶

發(fā)酵動力學(xué)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(dǎo)意義

二、填空題

1、轉(zhuǎn)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o

4、莫諾德常數(shù)Ks是指生長速率達(dá)到時的o

5、發(fā)酵動力學(xué)是研究發(fā)酵過程中細(xì)胞生長速率，,基質(zhì)

消耗速率及其影響因素的學(xué)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(dǎo)物B、激活劑C.CAMPD、ATP

2、在酶發(fā)酵過程中添加表面活性劑可以（D）。

A、誘導(dǎo)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(xì)胞透過性

3、有些酶在細(xì)胞進(jìn)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（）O

A、該酶所對應(yīng)的mRNA穩(wěn)定性好B、該酶所對應(yīng)的DNA穩(wěn)定性好

C、細(xì)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(yīng)速度達(dá)到最大反應(yīng)速度一半時的底物濃度。

B、比生長速率達(dá)到最大比生長速率一半時的限制性基質(zhì)濃度。

C、產(chǎn)酶速率達(dá)到最大產(chǎn)酶速率一半時的限制性基質(zhì)濃度。

D、細(xì)胞生長速率達(dá)到最大細(xì)胞生長速率一半時的限制性基質(zhì)濃度。

四、判斷題

()1、固定化細(xì)胞在一定的空間范圍內(nèi)生長繁殖，由于細(xì)胞密度增大，

使生化反應(yīng)加速，所以能夠提高酶活力。

()2、某些酶的催化反應(yīng)產(chǎn)物可以誘導(dǎo)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(zhì)體與固定化細(xì)胞一樣可以進(jìn)行生長繁殖和新陳代

謝。

五、簡答題

L為什么屬于滯后合成型的酶要在細(xì)胞生長一段時間甚至進(jìn)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(xì)胞發(fā)酵產(chǎn)酶有哪些特點(diǎn)？

5、固定化微生物原生質(zhì)體發(fā)酵產(chǎn)酶有哪些特點(diǎn)?

6、試述酵發(fā)酵動力學(xué)的主要內(nèi)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

1DNA,核甘三磷酸，依賴DNA的RNA聚合酶，RNA2延續(xù)合成

型，滯后合成型

3細(xì)胞生長繁殖，微量有機(jī)化合物4最大比生長速率一半，限制性

基質(zhì)濃度

5產(chǎn)物生成速率

三選擇題

1C2D3A4B

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(xì)胞生長一段時間甚至進(jìn)

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(xì)胞的生長，阻遏物幾乎被細(xì)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(yīng)的mRNA

穩(wěn)定性好，可以在細(xì)胞生長進(jìn)入平衡期后的相當(dāng)長的一段時間內(nèi)，繼續(xù)

進(jìn)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(jī)鹽和生長因子等。

碳源是指能夠?yàn)榧?xì)胞提供碳素化合物的營養(yǎng)物質(zhì)。在一般情況下，

碳源也是為細(xì)胞提供能量的能源。碳是構(gòu)成細(xì)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(zhì)。

氮源是指能向細(xì)胞提供氮元素的營養(yǎng)物質(zhì)。氮元素是各種細(xì)胞中蛋

白質(zhì)。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(xì)胞生長、繁殖和酶的生產(chǎn)的必不可少的營養(yǎng)物質(zhì)。

無機(jī)鹽的主要作用是提供細(xì)胞生命活動所必不可缺的各種無機(jī)元素，

并對細(xì)胞內(nèi)外的PH、氧化還原電位和滲透壓起調(diào)節(jié)作用。

生長素是指細(xì)胞生長繁殖所必需的微量有機(jī)化合物。主要包括各種

氨基酸、瞟嶺、口密咤、維生素等。氨基酸是蛋白質(zhì)的組分；喋吟和口密咤

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(jìn)行PH、溫度、溶解氧等發(fā)酵工藝條件的控制。

(1)PH的調(diào)節(jié)控制

(2)溫度的調(diào)節(jié)控制

(3)溶解氧的調(diào)節(jié)控制

4答：固定化細(xì)胞發(fā)酵產(chǎn)酶與游離細(xì)胞發(fā)酵產(chǎn)酶相比，具有下列顯

著特點(diǎn)：

(1)提高酶產(chǎn)率

(2)可以反復(fù)使用或連續(xù)使用較長時間。

(3)基因工程菌的質(zhì)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(shè)備利用率產(chǎn)品容易分離純化：固定化

細(xì)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(xì)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(zhì)

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(zhì)體發(fā)酵產(chǎn)酶具有如下顯著特點(diǎn):

(1)變胞內(nèi)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(xué)的主要內(nèi)容包括細(xì)胞生長動力學(xué)，產(chǎn)物生成動力

學(xué)和基質(zhì)消耗動力學(xué)。

細(xì)胞生長動力學(xué)主要研究發(fā)酵過程中細(xì)胞生長速率以及各種因素對

細(xì)胞生長速率的影響規(guī)律；產(chǎn)物生成動力學(xué)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(zhì)消耗動力學(xué)主要

研究發(fā)酵過程中基質(zhì)消耗速率以及各種因素對基質(zhì)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(xì)胞：通過篩選、誘變、原生質(zhì)體融合、基

因重組、定向進(jìn)化等手段，獲得生長快、產(chǎn)率高、穩(wěn)定性好的產(chǎn)酶細(xì)胞。

(2)使用優(yōu)良的發(fā)酵生產(chǎn)設(shè)備通過精心設(shè)計(jì)或者選擇使用高產(chǎn)、

低耗的發(fā)酵罐等發(fā)酵生產(chǎn)設(shè)備。

(3)采用先進(jìn)的跟李純化技術(shù)和設(shè)備：采用操作簡便、收得率高

的分離化技術(shù)設(shè)備，以達(dá)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(jìn)行工藝優(yōu)化，并根據(jù)需要和變化的情況及時加

以調(diào)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(dǎo)物、控

制阻遏物濃度、添加表面活性劑等。

第三章動植物細(xì)胞培養(yǎng)產(chǎn)酶

一、名詞解釋

L動物細(xì)胞培養(yǎng)產(chǎn)酶：

2、植物細(xì)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

L植物細(xì)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(xì)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(zhì)。

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(dǎo)法。

4、植物細(xì)胞和微生物細(xì)胞的特性差異主要有細(xì)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(diǎn)。

5、動物細(xì)胞培養(yǎng)方法主要有懸浮培養(yǎng)，貼壁培養(yǎng),固定化細(xì)

胞培養(yǎng)。

三、選擇題

L半抗原（）可以不做

A、可以誘導(dǎo)抗體生成，但不能與抗體特異結(jié)合

B、可以與抗體特異結(jié)合，但不能誘導(dǎo)抗體生成

C、可以誘導(dǎo)抗體產(chǎn)生，也可以與抗原特異結(jié)合

D、不能與抗體特異結(jié)合,也不能與抗體特異結(jié)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、催化端粒生胡口延長的酶

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(yīng)的酶

B、催化纖維蛋白水解反應(yīng)酶

C、催化纖維蛋白原水解反應(yīng)酶

D、催化纖溶酶原水解反應(yīng)的酶

四、簡答題與計(jì)算題

2、何謂抗體酶？試述獲得抗體酶的主要方法。

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。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。抗體酶的制備方法有誘導(dǎo)法、修飾法，誘導(dǎo)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(dǎo)法有半抗原誘

導(dǎo)法和酶蛋白誘導(dǎo)法。

3、植物細(xì)胞培養(yǎng)有何特點(diǎn)？

植物細(xì)胞培養(yǎng)特點(diǎn)(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(qiáng)度；

(4)提高產(chǎn)品質(zhì)量。

4、舉例說明植物細(xì)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(xì)胞的獲取3、細(xì)胞培養(yǎng)4、分離

純化5、得到產(chǎn)物

以大蒜細(xì)胞培養(yǎng)生產(chǎn)超氧化物歧化酶(SOD)為例

Q)大蒜愈傷組織的誘導(dǎo)：選取結(jié)實(shí)、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lOmin,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/L2,4-D和

1.2mg/L6-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(dǎo)得到愈傷組織，每18天繼代一次。

(2)大蒜懸浮細(xì)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(zhuǎn)入含有3mg/L2,4-D和1.2mg/L6-BA(茉基

腺瞟吟)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(xì)胞團(tuán)或單細(xì)

胞。

然后在無菌條件下，經(jīng)過篩網(wǎng)將小細(xì)胞團(tuán)或單細(xì)胞轉(zhuǎn)入含有3mg/L

2,4-D和1.2mg/L6-BA的液體MS培養(yǎng)基中,25℃,600lux,12h/d

光照條件下震蕩培養(yǎng)

18do

(3)酶的分離純化：細(xì)胞培養(yǎng)完成后，收集細(xì)胞，經(jīng)過細(xì)胞破碎、提取、

分離得到超氧化物歧化酶。

5、試述植物細(xì)胞培養(yǎng)產(chǎn)酶的工藝條件及其控制。

(2)植物細(xì)胞生長和發(fā)酵所使用的培養(yǎng)基：大量無機(jī)鹽、維生素和植

物生長激素、無機(jī)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(diào)節(jié)(通風(fēng)與攪拌)

(5)光照

(6)前體的添加

(7)刺激劑的應(yīng)用

6、試述動物細(xì)胞培養(yǎng)的特點(diǎn)。

1、生長緩慢

2、培養(yǎng)中需防止微生物的污染

3、根據(jù)細(xì)胞的來源選擇適當(dāng)?shù)呐囵B(yǎng)方式

4、培養(yǎng)基成份復(fù)雜，成本較高

5、原代細(xì)胞培養(yǎng)50代后會退化死亡

6、動物細(xì)胞沒有細(xì)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(xì)胞培養(yǎng)過程中要注意控制哪些工藝條件？

L培養(yǎng)基中必須添加氨基酸

2、溫度要求嚴(yán)格，一般控制在36.5℃,允許波動為0.25℃

3、pH調(diào)節(jié)的緩沖體系：CO2與NaHCO3系統(tǒng)HEPES系統(tǒng)

4、滲透壓的調(diào)節(jié)

第四章酶的提取與分離純化

一、名詞解釋

1、細(xì)胞破碎:許多酶存在于細(xì)胞內(nèi)。為了提取這些胞內(nèi)酶，首先需

要對細(xì)胞進(jìn)行破碎處理。包括機(jī)械破碎，物理破碎：化學(xué)破碎：酶促破

碎

2、酶的提取:是指將酶或其他含酶原料中提取出來，再與雜質(zhì)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(zhì)由液相轉(zhuǎn)變?yōu)楣滔辔龀?，古老、?shí)用、

簡單的初步分離方法

4、層析分離：層析技術(shù)，亦稱色譜技術(shù)，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(xué)性質(zhì)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(dá)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(fù)雜混和物中純化蛋

白質(zhì)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(bǔ)的DNA等。

7、離心分離：離心是借助于離心機(jī)旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心力，使不同大

小和不同密度的物質(zhì)分開的技術(shù)。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(zhì)相反的電極方向移動的過程。

9、萃?。豪萌苜|(zhì)在互不相溶的兩相之間分配系數(shù)的不同而使溶質(zhì)

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(shù)，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(jìn)

行萃取。由于形成的兩相均有很高的含水量（達(dá)70%?90%）,故稱

"雙水相"系統(tǒng)。

11、超臨界萃?。豪贸R界流體的溶解能力與其密度的關(guān)系，即

利用壓力和溫度對超臨界流體溶解能力的影響而進(jìn)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(zhì)分開

12、過濾：借助于過濾解質(zhì)將不同大小、不同形狀的物質(zhì)分離的技

術(shù)過程。包括膜過濾和非膜過濾。

13、膜分離技術(shù)：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(zhì)，稱為膜過濾，又稱為膜分離技術(shù)。

14、結(jié)晶：是指物質(zhì)以晶體的狀態(tài)從蒸汽或溶液中析出的過程。結(jié)

晶既是酶是否純凈的標(biāo)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

L細(xì)胞破碎的主要方法有機(jī)械破碎，物理破碎，化學(xué),B

促_O

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，O

3、結(jié)晶的方法主要有鹽析結(jié)晶,有機(jī)溶劑結(jié)晶法，透析平衡結(jié)

晶法，等電點(diǎn)結(jié)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(jī)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C02超臨界萃取中，目標(biāo)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(shù)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(nèi)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(zhì)量最大的分子最先流出

B、分子質(zhì)量最小的分子最先流出

C、蛋白質(zhì)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(zhì)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(zhì)的溶解度不同

D、超臨界流體的擴(kuò)散系數(shù)接近于氣體，是通常液體的近百倍

4、在等電點(diǎn)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(zhì)

B、系統(tǒng)中有兩性電解質(zhì)載體

C、系統(tǒng)中有不同等電點(diǎn)的蛋白質(zhì)

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(zhì)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(zhì)從溶液中析出沉淀，

從而使酶與雜質(zhì)分離

等電點(diǎn)沉淀法利用兩性電解質(zhì)在等電點(diǎn)時溶解度最低，以及不同的兩

性電解質(zhì)有不同的等電點(diǎn)這一特性，通過調(diào)節(jié)溶液的pH值，使酶或雜

質(zhì)沉淀析出，從而使酶與雜質(zhì)分離

有機(jī)溶劑沉淀法利用酶與其它雜質(zhì)在有機(jī)溶劑中的溶解度不同，通過

添加一定量的某種有機(jī)溶劑，使酶或雜質(zhì)沉淀析出，從而使酶與雜質(zhì)分

離

復(fù)合沉淀法在酶液中加入某些物質(zhì)，使它與酶形成復(fù)合物而沉淀下來，

從而使酶與雜質(zhì)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(zhì)變性沉淀,

而不影響所需的酶，從而使酶與雜質(zhì)分離

2、何謂膜分離技術(shù)？在酶的生產(chǎn)中有何應(yīng)用？

膜分離技術(shù)：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(zhì)，稱為膜過濾，又稱為膜分離技術(shù)。應(yīng)用，除菌，

分離病毒及生物大分子，純水制備，透析

應(yīng)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(diǎn)。

雙水相萃?。河址Q水溶液兩相分配技術(shù)，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(jìn)行萃取。

由于形成的兩相均有很高的含水量（達(dá)70%?90%）,故稱"雙水相"

系統(tǒng)。

優(yōu)點(diǎn)：①每一水相中均有很高的含水量，為酶等生物物質(zhì)提供了

一個良好的環(huán)境；②PEG、Dextran和無機(jī)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(diǎn)。

超臨界萃取：利用超臨界流體的溶解能力與其密度的關(guān)系，即利用

壓力和溫度對超臨界流體溶解能力的影響而進(jìn)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(zhì)

分開。1）在超臨界流體（SCF）中，溶解度大的物質(zhì)溶于其中，與不溶解

或溶解度小的物質(zhì)分開。2）降低壓力，使SCF變?yōu)闅鈶B(tài)（密度降低）,

溶解物質(zhì)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(diǎn)是：①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；②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(jìn)行，超臨界流體萃取技術(shù)特別適用于對溫度敏感，在

高溫下品質(zhì)易發(fā)生變化的產(chǎn)品的加工；③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(fù)雜的脫除溶劑工藝，縮短工藝流程，

降低投資和操作費(fèi)用；④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(diǎn)。

凝膠過濾(gelfiltration)又稱分子篩層析(molecularsieve

chromatography)、排阻層析(exclusionchromatography),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(jìn)行分離

的技術(shù)。大分子物質(zhì)不能進(jìn)入凝膠孔內(nèi)，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(zhì)可自由出入凝膠孔，流程長而后流

出層析柱。凝膠層析操作⑴凝膠的選擇和處理⑵柱的選擇⑶加樣⑷洗脫

及酶活檢測⑸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(jié)構(gòu)發(fā)生某些改變，從而

改變酶催化特性的技術(shù)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(jié)合修飾：采用水溶性大分子與酶的側(cè)鏈基團(tuán)共價結(jié)合。，

使酶分子的空間構(gòu)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(diǎn)進(jìn)行水解，使酶的空間結(jié)構(gòu)

發(fā)生某些精細(xì)的改變，從而改變酶的催化特性的方法。

5、核甘酸鏈剪切修飾：在核昔酸鏈的限定為點(diǎn)進(jìn)行剪切，使酶的結(jié)構(gòu)

發(fā)生改變，從而改變酶的催化特性的方法。

6、酶的側(cè)鏈基團(tuán)修飾：采用一定的方法（一般為化學(xué)法）使酶的側(cè)鏈

基團(tuán)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(diǎn)突變：是指在DNA序列中的某一特定位點(diǎn)上進(jìn)行堿基的改變

從而獲得突變基因的操作技術(shù)。

9、核甘酸置換修飾：將酶分子核甘酸鏈上的某一個核甘酸置換成另一

個核甘酸，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(gòu)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(diǎn)突變是在DNA序列的特定位點(diǎn)進(jìn)行堿基的改變，從而獲得

突變基因的操作技術(shù)。

2、錘頭型核酸類酶含有13個保守核昔酸殘基和3個螺旋

結(jié)構(gòu)域。

3、酶分子的物理修飾是通過物理方法改變酶分子的四象—,

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(shù)進(jìn)行

A、定點(diǎn)突變

B、定向進(jìn)化

C、化學(xué)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(yīng)介質(zhì)

C、反應(yīng)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(cè)鏈基團(tuán)

C、空間構(gòu)象

D、空間構(gòu)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

（0）1、只有以金屬離子為激活劑的酶，才可以進(jìn)行金屬離子置換

修飾。

(P)2、通過改變酶分子的空間構(gòu)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(diǎn)突變技術(shù)是氨基酸置換修飾和核甘酸置換修飾的主要方

法。

(P)4、某些RNA分子，經(jīng)過核甘酸剪切修飾，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(jié)構(gòu)發(fā)生某些改變，從而

改變酶催化特性的技術(shù)過程。

作用：通過酶分子修飾，可以使酶分子結(jié)構(gòu)發(fā)生某些合理的改變，就可

能提高酶的催化效率，增強(qiáng)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(cè)鏈，組成單位，金屬離子和各種物理因素對酶分子空間構(gòu)象的影響，

可以進(jìn)一步探索其結(jié)構(gòu)和催化特性之間的關(guān)系，所以，酶分子修飾在酶

學(xué)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(jìn)行修飾的酶分離純化，除去雜質(zhì)，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(jié)合，除去多余的置換離子，就可以得到進(jìn)

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(qiáng)酶的穩(wěn)定性

(4)改變酶的動力學(xué)特性

3、何謂大分子結(jié)合修飾？有何作用？

大分子結(jié)合修飾：采用水溶性大分子與酶的側(cè)鏈基團(tuán)共價結(jié)合。，使酶

分子的空間構(gòu)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(qiáng)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(qiáng)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、何謂核昔酸置換修飾?有何作用？

核甘酸置換修飾：將酶分子核甘酸鏈上的某一個核甘酸置換成另一個核

甘酸，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(diǎn)突變技術(shù)的主要技術(shù)過程及其在酶分子修飾中的應(yīng)用。

答：定點(diǎn)突變是在DNA序列中的某一特定位點(diǎn)上進(jìn)行堿基的改變

從而獲得突變基因的操作技術(shù)。定位突變技術(shù)用于酶分子修飾的主要過

程如下：

(1)新的酶分子結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

(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(diǎn)突變技術(shù)在酶分子修飾中試一種行之有效的常用方法，定點(diǎn)突變技

術(shù)為氨基酸置換修飾和核昔酸置換修飾提供了先進(jìn)、可靠的手段。

8、酶分子的物理修飾有何特點(diǎn)？

第六章酶、細(xì)胞、原生質(zhì)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(nèi)進(jìn)行催化反應(yīng)的酶。

2、固定化細(xì)胞：固定在載體上的細(xì)胞稱為固定化細(xì)胞。

3、固定化原生質(zhì)體：固定在載體上并在一定空間范圍內(nèi)進(jìn)行新城代謝

的原生質(zhì)體。

4、吸附法：利用各種固體吸附劑，將細(xì)胞吸附在其表面而使細(xì)胞固定

化的方法。

5、包埋法：將細(xì)胞包埋在多空載體內(nèi)而制成固定化細(xì)胞的方法。

6、結(jié)合法：選擇適宜的載體，使之通過共價鍵或離子鍵與酶結(jié)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(jié)

構(gòu)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(nèi)進(jìn)行的化反應(yīng)

的_酶。

2、固定化細(xì)胞是固定在載體上并在一定的空間范圍內(nèi)進(jìn)行的

動的細(xì)胞。

3、固定化原生質(zhì)體是固定在載體上并在一定的空間范圍內(nèi)進(jìn)行的上

命活動原生質(zhì)體。

4、用帶負(fù)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(yīng)的產(chǎn)物為酸性時，固定化酶最適pH比游離酶的最適pH

高_(dá),產(chǎn)物為堿性時，固定化酶的最適pH比游離酶的最適pH

ffi—,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(zhuǎn)換器密切結(jié)合的傳感裝置。

三、選擇題

1、用帶負(fù)電荷的載體制備的固定化酶后，酶的最適pH(A)o

A、向堿性一側(cè)移動

B、向酸性一側(cè)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(yīng)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(jī)變化

4、制備酵母原生質(zhì)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(xì)胞和原生質(zhì)體的固定化。

(P)2、固定化原生質(zhì)體由于細(xì)胞內(nèi)的結(jié)構(gòu)完整，可以保持細(xì)胞原有

的生命活動能力。

(0)3、延胡索酸酶催化延胡索酸水合反應(yīng)的酶。

(0)4、采用共價結(jié)合法制備得到的固定化細(xì)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(yīng)用范圍。

答：(1)、吸附法：利用各種固體吸附劑，將細(xì)胞吸附在其表面而使

細(xì)胞固定化的方法。由于靠物理吸附作用，結(jié)合力較弱，酶與載體結(jié)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(xì)胞包埋在多空載體內(nèi)而制成固定化細(xì)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(xì)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(zhì)的酶的固定，如服酶，天冬酰胺酶，尿酸酶，過氧化氫酶等。

(3)、結(jié)合法：選擇適宜的載體，使之通過共價鍵或離子鍵與酶結(jié)合

在一起的固定化方法。分為a離子結(jié)合法由于通過離子鍵結(jié)合，結(jié)合

力較弱，酶與載體結(jié)合不牢固，在PH和離子強(qiáng)度等條件改變時，酶容

易脫落。所以使用時一定要嚴(yán)格控制好PH,離子強(qiáng)度和溫度等操作條

件。b共價結(jié)合法使用此法制備的固定化酶，結(jié)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(fù)雜比較麻煩，同時由于共

價結(jié)合時可能因影響酶的空間構(gòu)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(jié)構(gòu)的固定化酶。交聯(lián)法制備的固定化酶或固定化菌體結(jié)合牢固，可

以長時間使用，但由于交聯(lián)反應(yīng)條件激烈，酶分子的多個基團(tuán)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(xì)胞在一定溫度下加熱處理一段時間，使酶

固定在菌體內(nèi)，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(nèi)進(jìn)行催化反應(yīng)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(qiáng)，不易被蛋白酶水解。

(4)對變性劑的耐受性提高，在尿素，有機(jī)溶劑和鹽酸服等蛋白質(zhì)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(yīng)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(yīng)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(zhì)

量的大小有一定關(guān)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(xì)胞？固定化細(xì)胞有何特點(diǎn)及應(yīng)用？

答：固定化細(xì)胞：固定在載體上的細(xì)胞稱為固定化細(xì)胞。

1)微生物細(xì)胞固定化

特點(diǎn)：(1)固定化微生物細(xì)胞保持了細(xì)胞的完整結(jié)構(gòu)和天然構(gòu)象，可

以進(jìn)行正常的生長繁殖。

(2)固定化微生物細(xì)胞保持了細(xì)胞內(nèi)原有的酶系，輔酶體系和代謝調(diào)

控體系，可以按照原來的代謝途徑進(jìn)行新陳代謝，并進(jìn)行有限的代謝調(diào)

節(jié)控制。

(3)發(fā)酵穩(wěn)定性好，可以反復(fù)使用或者連續(xù)使用較長時間。

(4)固定化微生物細(xì)胞密度的提高，可以提高產(chǎn)率。

(5)由于有載體的保護(hù)作用，可以提高基因工程菌的質(zhì)粒穩(wěn)定性。

應(yīng)用：一方面是利用固定化微生物細(xì)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(xì)胞與各種電極合制成微生物電極(生物傳感器)

2)植物細(xì)胞固定化

特點(diǎn)：(1)植物細(xì)胞經(jīng)固定化后，由于有載體的保護(hù)作用，可減輕剪

切力和其他外界因素對植物細(xì)胞的影響。

(2)細(xì)胞經(jīng)固定化后，被束縛在一定的空間范圍內(nèi)進(jìn)行生命活動，不

容易聚集成團(tuán)。

(3)固定化植物細(xì)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(dá)到一定的細(xì)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(xì)胞可反復(fù)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(xì)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(zhì)量。

應(yīng)用：對種質(zhì)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(xì)胞外的產(chǎn)物的生產(chǎn)。

對于細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)物，則要想辦法增加細(xì)胞的透過性，使胞內(nèi)產(chǎn)物分泌到保

外。

3)動物細(xì)胞固定化

特點(diǎn)：(1)提高細(xì)胞存活率

(2)提高產(chǎn)率

(3)固定化動物細(xì)胞可反復(fù)使用或連續(xù)使用較長的一段時間。

(4)固定化植物細(xì)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(zhì)量

應(yīng)用：在動物細(xì)胞中大部分為貼細(xì)胞，需要貼附在載體表面才能正常生

長，所以固定化動物細(xì)胞得到廣發(fā)應(yīng)用。特別是采用微載體對動物細(xì)胞

進(jìn)行吸附固定化，主要用于生產(chǎn)小兒麻痹癥疫苗，風(fēng)疹疫苗，狂犬病疫

苗，麻疹疫苗，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(zhì)體的制備方法與特點(diǎn)。

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(diǎn)：(1)固定化原生質(zhì)體由于沒有細(xì)胞壁，細(xì)胞結(jié)構(gòu)不完整，失去

增值能力，但由于細(xì)胞膜內(nèi)的結(jié)構(gòu)沒有受到影響保持了細(xì)胞原有的新陳

代謝能力。

(2)固定化原生質(zhì)體由于解除了細(xì)胞壁這一擴(kuò)散屏障，可增加細(xì)胞膜

的通透性，有利于氧氣和營養(yǎng)物質(zhì)傳遞和吸收，也有利于胞物質(zhì)的分泌,

可顯著提高產(chǎn)率。

(3)固定化原生質(zhì)體由于有載體的保護(hù)作用，具有較好的操作穩(wěn)定性

和保存穩(wěn)定性，可反復(fù)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(zhì)體易于與發(fā)酵產(chǎn)物分開，有利于產(chǎn)物的分離純化,

提局)產(chǎn)品質(zhì)量。

(5)在固定化原生質(zhì)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(zhì)體的穩(wěn)定性。這些滲透壓穩(wěn)定劑在發(fā)酵結(jié)束后，可以用層析或膜分

離技術(shù)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(zhì)體有哪些異同點(diǎn)？

第七章酶m豚相催化

一、名詞解釋

酶非水相催化：酶在非水介質(zhì)中進(jìn)行的催化作用，酶的非水相催化是通

過改變反應(yīng)介質(zhì)，影響酶的表面結(jié)構(gòu)和活性中心，從而改進(jìn)酶的催化特

性。

有機(jī)介質(zhì)中的酶催化：酶在含有一定量水的有機(jī)溶劑中進(jìn)行的催化反應(yīng),

適用于底物、產(chǎn)物兩者或其中之一為疏水性物質(zhì)的酶催化作用。

微水介質(zhì)體系：是由有機(jī)溶劑和微量的水組成的反應(yīng)體系，是在有機(jī)介

質(zhì)酶催化中廣泛應(yīng)用的一種反應(yīng)體系。

水活度：是指體系中水的逸度與純水逸度之比，通常可用體系中水的蒸

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(zhì)中相比，酶在有機(jī)介質(zhì)中的穩(wěn)定性增加,催化

活性不變。

2、非水介質(zhì)主要包括有機(jī)介質(zhì)，氣相介質(zhì)，超臨界流體介質(zhì)，離子

液介質(zhì)。

3、有機(jī)溶劑的極性系數(shù)IgP越小，表明其極性越大,對酶活

性的影響越大。

4、化學(xué)組成相同，立體結(jié)構(gòu)互為對映體的兩種異構(gòu)體化合物稱為一處

消旋化合物。

5、脂肪酶可以催化油脂與甲醇進(jìn)行油脂反應(yīng)，生成生物柴油。

三、選擇題

L必需水是指（D）

A、維持酶催化反應(yīng)速度所必需的水量

B、酶催化反應(yīng)速度達(dá)到最大時所需的水量

C、與酶分子緊密結(jié)合的水量

D、維持酶分子完整的空間構(gòu)象所必需的最低水量

2、有機(jī)介質(zhì)中酶催化的最適水含量是（C）

A、酶溶解度達(dá)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(yīng)速度達(dá)到最大時的含水量

D、酶活力到最大時的含水量

3、有機(jī)溶劑極性的強(qiáng)弱可以用極性系數(shù)lgP表示，極性系數(shù)越大（DX

A、表明其極性越強(qiáng)，對酶活性的影響就越大

B、表明其極性越強(qiáng)，對酶活性的影響就越小

C、表明其極性越弱，對酶活性的影響就越大

D、表明其極性越弱，對酶活性的影響就越小

4、天苯肽是由(A)縮合而成。

A、L-天冬氨酸的a-竣基與L-苯丙氨酸甲酯的氨基

B、L-天冬氨酸的B-竣基與L-苯丙氨酸甲酯的氨基

C、L-天冬氨酸的氨基與L-苯丙氨酸的a-竣基

D、L-天冬氨酸的a-竣基與L-苯丙氨酸的氨基

四、判斷題

(P)1、有機(jī)溶劑的極性系數(shù)是指某種溶劑在正辛烷與水兩相中的分

配系數(shù)

(P)2、在有機(jī)介質(zhì)反應(yīng)體系中，水活度越大，酶催化反應(yīng)速度也越

大。

(0)3、酶在水溶液中催化的立體選擇性通常比在有機(jī)介質(zhì)中催化

的立體選擇性強(qiáng)。

（0）4、酶在有機(jī)介質(zhì)中催化的最適pH與在水溶液中催化的最適

pH有較大差別。

五、簡答題

L酶在非水相中有哪些特點(diǎn)？

1）熱力學(xué)穩(wěn)定性

2）底物特異性

3）對映體選擇性：

4）位置選擇性

5）化學(xué)鍵選擇性

6）pH記憶

2、酶在有機(jī)介質(zhì)中與在水溶液中的特性有何改變？

1）在水溶液中，對疏水性較強(qiáng)的底物，酶的底物專一性較強(qiáng)，而在有

機(jī)介質(zhì)中，底物專一性較弱。

2）酶在水溶液中催化的立體選擇性較強(qiáng)，而在疏水性強(qiáng)的有機(jī)介質(zhì)中，

酶的立體選擇性較差。

3）熱穩(wěn)定性增強(qiáng)

4）區(qū)域選擇性與溶劑的疏水性相關(guān)

5）鍵選擇性也有所改變

3、什么是必需水和水活度？它們對非水相中酶的催化有何影響？

水活度：是指體系中水的逸度與純水逸度之比，通常可用體系中水的蒸

汽壓與相同條件下純水的蒸汽壓之比表示。

必需水：維持分子完整的空間構(gòu)象所必須的最低水量。

4、簡述有機(jī)介質(zhì)中酶催化反應(yīng)的影響因素及其控制。

影響因素：酶的種類和濃度、底物的種類和濃度、有機(jī)溶劑的種類、水

含量、pH和離子強(qiáng)度等。

控制：

水含量：最適含水量水活度控制在0.5-0.6

有機(jī)溶劑：是影響酶在有機(jī)介質(zhì)中催化的關(guān)鍵因素之一。

應(yīng)選擇2WigPW5的溶劑

最適溫度：酶的穩(wěn)定性增強(qiáng)，最適溫度高于水溶液中的催化溫度

但是溫度過高，其立體選擇性降低

酶：選擇好使用的酶，注意酶的穩(wěn)定性

底物：根據(jù)底物的極性，結(jié)合有機(jī)溶劑的選擇控制好酶的溶解，使底物

持續(xù)維持在一定的濃度范圍內(nèi)

第八章酶定向進(jìn)化

一、名詞解釋

定向進(jìn)化：是模擬自然進(jìn)化的過程，進(jìn)行人工隨機(jī)突變，并在特定的環(huán)

境條件下進(jìn)行選擇，使進(jìn)化朝著人們所需方向發(fā)展的技術(shù)過程。

酶定向進(jìn)化:是模擬自然進(jìn)化過程，在體外進(jìn)行酶基因的人工隨機(jī)突變,

建立突變基因文庫，在人工控制條件的特殊環(huán)境下，定向選擇得到具有

優(yōu)良催化特性的酶的突變體的過程。

易錯PCR技術(shù)：是從酶的單一基因出發(fā)，在改變反應(yīng)條件的情況下進(jìn)

行聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，是擴(kuò)增得到的基因出現(xiàn)堿基配對錯誤，從而引起基

因突變的技術(shù)過程。

DNA重排技術(shù)：又稱DNA改組技術(shù)，是從正突變基因文庫中分離得

到的同源DNA用酶切割成隨機(jī)片段經(jīng)過不加引物的多次PCR循環(huán)，

使DNA的堿基序列重新排布而引起基因突變的技術(shù)過程。

二、填空題

1、定向進(jìn)化按照進(jìn)化對象的不同，可以分為分子定向進(jìn)化,—細(xì)

胞定向進(jìn)化。

2、酶定向進(jìn)化是在體外進(jìn)行酶基因的隨機(jī)突變,然后在人工控

制條件的特殊環(huán)境下進(jìn)行選擇,而得到具有優(yōu)良催化特性的酶

的突變體。

3、易錯PCR技術(shù)是從酶的單一基因出發(fā),在特定的反應(yīng)條

性工—的情況下進(jìn)行的聚合酶鏈反應(yīng)，使擴(kuò)增得到的基因出現(xiàn)剪輯配

對錯誤，而引起基因突變的技術(shù)過程。

4、DNA重排技術(shù)將2種以上同源基因中的正突變結(jié)合在一起，通過

DNA的堿基序列的重新排布,形成新的突變基因。

5、要從突變基因文庫中篩選得到人們所需的正突變基因，篩選工作量

很大，必需采用各種高通量的篩選技術(shù)。

6、插入B-半乳糖甘酶基因片段的噬菌體DNA，轉(zhuǎn)染大腸桿菌細(xì)胞后，

在含有誘導(dǎo)酶IPTG和底物X-gal的平板培養(yǎng)基上可以形成

白色細(xì)菌斑。

三、選擇題

1、在獲得酶的單一基因以后，可以采用（A）技術(shù)獲得兩種以上同

源正突變基因。

A、易錯PCR

B、交錯延伸PCR

C、DNA重排

D、基因組重排

2、在進(jìn)行易錯PCR時，提高鎂離子濃度的作用是（B）。

A、穩(wěn)定互補(bǔ)的堿基對

B、穩(wěn)定非互補(bǔ)的堿基對

C、增強(qiáng)酶的穩(wěn)定性

D、減弱酶的穩(wěn)定性

3、在進(jìn)行易錯PCR時，添加一定濃度的鎰離子，其作用是（A）。

A、降低DNA聚合酶對模板的特異性

B、提高DNA聚合酶對模板的特異性

C、增強(qiáng)DNA聚合酶的穩(wěn)定性

提高DNA聚合酶的活力

四、判斷題

（0）1、外源蛋白基因可以與噬菌體的外膜結(jié)構(gòu)蛋白基因形成融合蛋白

基因，在噬菌體表面展示

(o)2、重組質(zhì)粒載體可以通過細(xì)胞轉(zhuǎn)化方法將重組DNA轉(zhuǎn)入受體

細(xì)胞

(P)3、通過DNA重排技術(shù)進(jìn)行酶基因的體外隨機(jī)突變，可以獲得

大量的正突變基因。

(P)4、基因家族重排技術(shù)需要經(jīng)過不加引物的多次PCR循環(huán)，使

DNA的堿基序列重新排布而引起基因突變。

五、簡答題

@@1、何謂酶定向進(jìn)化？有何特點(diǎn)？

特點(diǎn)：1)適應(yīng)面廣

2)目的性強(qiáng)

3)效果顯著

2、簡述易錯PCR技術(shù)與常規(guī)PCR技術(shù)的異同點(diǎn)。

相同點(diǎn):過程相同1.變性：85-95度解鏈;2.退火:50-70度，引物與

模板互補(bǔ)配對；3.70-75度引物延伸一般30個循環(huán)。

不同點(diǎn)：易錯PCR技術(shù)：1鎂離子濃度高，穩(wěn)定非互補(bǔ)的堿基對；2猛

離子：降低聚合酶的特異性；3四種底物濃度比改變。改變反應(yīng)條件,

增加了堿基配對錯誤的出現(xiàn)頻率。

3、什么叫DNA重排技術(shù)？其主要過程包括哪些步驟？

過程：將兩條以上正突變基因通過脫氧核糖核酸酶I等酶的作用，隨機(jī)

切割成若干DNA片段，然后將這些隨機(jī)片段在不加引物的條件下經(jīng)過

多次PCR循環(huán)，獲得突變基因，然后構(gòu)建突變基因文庫，進(jìn)而進(jìn)行篩

選獲得正突變基因，正突變基因在反復(fù)經(jīng)過上述步驟，直打獲得所需的

突變基因?yàn)橹?/p>

第九章酶反應(yīng)器

一、名詞解釋

1酶反應(yīng)器以游離酶或固定化酶、固定化細(xì)胞作為生物催化劑，進(jìn)行

催化反應(yīng)的容器及其附屬設(shè)備。

2攪拌罐式反應(yīng)器：帶有攪拌裝置的一種罐式攪拌器。

3、填充床式反應(yīng)器將固定化酶填充于反應(yīng)器內(nèi)，制成穩(wěn)定的柱床，

然后，通入底物溶液，在一定的反應(yīng)條件下實(shí)現(xiàn)酶催化反應(yīng)，以一定的

流速，收集輸出的轉(zhuǎn)化液（含產(chǎn)物）。

4、流化床式反應(yīng)器底物溶液以足夠大的流速，從反應(yīng)器底部向上通

過固定化酶柱床時，便能使固定化酶顆粒始終處浮動狀態(tài)下進(jìn)行反應(yīng)。

5、鼓泡式反應(yīng)器利用從反應(yīng)器底部通入的氣體產(chǎn)生的大量氣泡，在

上升過程中起到提供反應(yīng)底物和混合兩種作用的一類反應(yīng)器。

6、膜反應(yīng)器將酶催化反應(yīng)與半透膜的分離作用組合在一起而成的反

應(yīng)器

7、噴射式反應(yīng)器通入高壓噴射蒸汽，實(shí)現(xiàn)酶與底物的混合，進(jìn)行高

溫短時催化反應(yīng)

二、填空題

1、攪拌罐式反應(yīng)器主要由反應(yīng)罐,攪拌器和溫度調(diào)節(jié)裝置組成。

2、填充床式反應(yīng)器是通過‘的流動，實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的傳遞和混合。

3、鼓泡式反應(yīng)器是有氣體參與的酶催化反應(yīng)中常用的一種反應(yīng)器。

4、膜反應(yīng)器是將酶的催化反應(yīng)與半透膜的分離作用組合在

一起而成的反應(yīng)器。

6、噴射式反應(yīng)器是利用高壓蒸汽的噴射作用,實(shí)現(xiàn)酶與底物的

混合，進(jìn)行高溫短時催化反應(yīng)的一種反應(yīng)器。

三、選擇題

L流化床反應(yīng)器（C）。

A、適用于游離酶進(jìn)行間歇催化反應(yīng)

B、適用于固定化酶進(jìn)行間歇催化反應(yīng)

C、適用于游離酶進(jìn)行連續(xù)催化反應(yīng)

D、適用于固定化酶進(jìn)行連續(xù)催化反應(yīng)

2、膜反應(yīng)器是（A）的酶反應(yīng)器

A、將酶催化反應(yīng)與膜分離組合在一起

B、利用酶膜進(jìn)行反應(yīng)

C、利用半透膜進(jìn)行底物與產(chǎn)物分離

D、利用半透膜進(jìn)行酶與產(chǎn)物分離

3、對于有產(chǎn)物抑制作用的酶，最好選用（C）反應(yīng)器

A、攪拌罐式

B、噴射式

C、膜反應(yīng)器

D、鼓泡式

4、對于有氣體參與反應(yīng)的酶，通常采用（C）反應(yīng)器

A、填充床式

B、流化床

C、鼓泡式

D、半罐式

四、判斷題

(P)1、填充床式在任何一個橫截面上的流體流動速度都相同，在同

一個橫截面上底物濃度與產(chǎn)物濃度也一致，又稱為活塞流反應(yīng)器。

(0)2、需要小分子物質(zhì)作為輔酶的酶催化反應(yīng)，通常采用膜反

應(yīng)器。

(P)3、鼓泡式固定化酶反應(yīng)器又稱為三相流化床式反應(yīng)器。

(P)4、采用膜反應(yīng)器進(jìn)行酶催化反應(yīng)，可以明顯降低小分子產(chǎn)物對

酶的反饋抑制作用。

五、簡答題

LL簡述酶反應(yīng)器的主要類型和特點(diǎn)。

2、選擇酶反應(yīng)器的主要依據(jù)有哪些？

酶反應(yīng)器多種多樣，在應(yīng)用時，應(yīng)當(dāng)有所選擇。選擇一種結(jié)構(gòu)簡單、操

作簡便、制造成本和運(yùn)行成本底的特點(diǎn)。主要根據(jù)酶的應(yīng)用形式、反應(yīng)

動力學(xué)性質(zhì)、底物或產(chǎn)物的理化性質(zhì)進(jìn)行選擇。

3、簡述酶反應(yīng)器設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容。

4、簡述酶反應(yīng)器的操作條件及其控制的主要內(nèi)容。

5、在酶反應(yīng)器的操作過程中要注意哪些問題？

第十章酶的應(yīng)用

一、名詞解釋

酶的應(yīng)用：通過酶的催化作用獲得人們所需要的物質(zhì)或者除去不良物質(zhì)

的技術(shù)過程，

酶學(xué)診斷：通過酶的催化作用測定體內(nèi)某些物質(zhì)的含量及其變化，或者

通過體內(nèi)原有酶活力的變化情況進(jìn)行疾病診斷的方法

藥用酶：酶制劑作為分子水平的治療藥

二、填空題

1、酶的應(yīng)用是通過酶的催化作用獲得所需物質(zhì)或除去不良物

質(zhì)、得到所需信息的技術(shù)過程。

2、纖溶酶原激活劑是一種絲氨酸蛋白酶，可以催化