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酶工程期末考试题

名词解释：（每题2分，共22分）

酶工程

酶催化的专一性

固定化酶

等密度梯度离心

酶化学修饰

酶的非水相催化

酶反应器

模拟酶

抗体酶

酶定向进化

生物传感器

填空题：（每空1分，共18分）

培养基的五大要素：（碳源）（氮源）（无机盐）（水）（生长因子）。

影响酶生物合成模式的主要因素：（mRNA的稳定性）（培养基中阻遏物的存在）。

酶的固定化方法有（吸附法）（热处理法）（结合法）（交联法）（包埋法）。

酶反应器的类型按操作方式区分，可分为（分批式反应）（连续式反应）

（流加分批式反应）。

酶定向进化的一般过程：（随机突变）（构建基因文库）（筛选目的突变）。

问答题：（每题5分，共40分）

酶工程的主要研究内容？

在生产实践中，对产酶菌的要求。

提高酶产量的措施：

试比较动物植物和微生物在细胞培养上的不同。

何谓膜分离技术？在酶的生产中有什么应用？

固定化酶和游离酶相比，有何优缺点？

酶的非水相催化有哪些特点？

简述水对非水相中酶的特性有何影响？

论述题：（任选2题，每题10分，共20分）

简单评价酶生物合成的4种模式的主要特点。

写出至少三种分离纯化酶蛋白的方法，并作简要叙述。

论述酶分子定向进化的意义。

答案部分：

名词解释：

酶工程：酶的生产，改性与应用的技术过程

酶催化的专一性：在一定条件下，一种酶只能催化一种或者一类结构相似的底物进行某种类型反应的特性。

固定化酶：固定在载体上并在一定的空间范围内进行催化反应的酶。

等密度梯度离心：当欲分离的不同颗粒的密度范围处于离心介质的密度范围内，在离心力的作用下，不同浮力密度的颗粒在沉降或者漂浮时，经过足够长的时间久可以移动到与它们各自的浮力密度恰好相等的位置，形成区带，这种方法叫做等密度梯度离心。

酶化学修饰：通过各种方式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称为酶分子修饰。

酶的非水相催化：酶在非水介质中的催化作用称为酶的非水相催化。

酶反应器：用于酶进行催化反应的容器以及附属设备称为酶反应器

模拟酶：用合成高分子来模拟酶的结构、特性、作用原理以及酶在生物体内的化学反应过程，这种高分子称为模拟酶。

抗体酶：具有催化能力的免疫球蛋白。

酶定向进化：模拟自然进化过程，如随机突变和自然选择，在体外进行酶基因的人工随机突变，建立突变基因文库，在人工控制条件的特殊坏境下，定向选择得到具有优良催化特性的酶的突变体的技术过程。

生物传感器：利用一种能与换能元件在空间上直接接触的生物识别元件提供特殊的定量或半定量的分析信息的完整综合装置。

二问答题

酶工程的主要研究内容？

答：酶工程的主要内容包括微生物发酵产酶，动植物细胞培养产酶，酶的提取分离纯化，酶分子修饰，酶，细胞，原生质体固定化，酶的非水相催化，酶的定向进化，酶反应器和酶的应用。

在生产实践中，对产酶菌的要求。

答：优良的产酶微生物一般要具有以下特点：

酶的产量高；产酶稳定性好，容易培养和管理；利于酶的分离纯化；安全可靠无毒性。

提高酶产量的措施：

添加诱导物，诱导或加速酶的产生。

控制阻遏物的浓度，设法解除阻遏作用。为了减少或者解除分解代谢物阻遏作用，应当控制培养基中葡萄糖等容易利用的碳源的浓度。采用其他较难利用的碳源，如淀粉等采用补料、分次流加碳源添加一定量的环腺苷酸（cAMP）。对于受代谢途径末端产物阻遏的酶，可以通过控制末端产物的浓度的方法使阻遏解除。

添加表面活性剂，与细胞膜相互作用，增加细胞的透过性，有利于胞外酶的分泌，从而提高酶的产量。

添加产酶促进剂。

试比较动物植物和微生物在细胞培养上的不同。

答：植物细胞培养的培养基与微生物培养基有较大的差别，其主要不同在于：

（1）植物细胞的生长和代谢需要大量的无机盐。

（2）植物细胞需要多种维生素和植物生长激素

（3）植物细胞要求的氮源一般为无机氮源。

（4）植物细胞一般以蔗糖为碳源。

动物细胞与微生物细胞和植物细胞比较具有下列特性：

（1）动物细胞没有细胞壁，细胞适应环境的能力差，显得十分脆弱。

（2）动物细胞的体积远大于微生物细胞，稍小于植物细胞。

（3）大部分动物细胞在机体内相互粘连以集群形式存在，在细胞培养中大部分细胞具有群体效应、锚地依赖性、接触抑制性以及功能全能性。

（4）动物细胞的营养要求较复杂，必须供给各种氨基酸、维生素、激素和生长因子等，培养基中一般需加进的血清。

此可以广泛应用于各种蛋白质类酶和核酸类酶的改性。

?酶的体外定向进化技术极大地拓展了蛋白质工程学的研究和应用范围，特别是能够解决合理设计所不能解决的问题，为酶的结构与功能研究开辟了崭新的途径，并且正在工业、农业和医药等领域逐渐显示其生命力。