酶工程与发酵工程-复习.docx

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1、一、名词解释1、酶工程：是利用酶的催化作用进行物质转化的技术，是将酶学理论与化工技术结合而形成的新技术，是借助工程学手段利用酶或细胞、细胞器的特定功能提供产品的一门科学。2、固定化酶： 通过物理或化学的方法，将酶束缚于水不溶载体上，或将酶束缚于一定的空间内，限制酶分子的自由流动，但能使酶发挥催化作用，反应后的酶可以回收重复使用。3、固定化细胞：就是被限制自由移动的细胞，即细胞受到物理化学等因素约束或限制在一定的空间界限内，但细胞仍保留催化活性并具有能被反复或连续使用的活力。4、盐溶与盐析： 大多数蛋白类酶都溶于水，而且在低浓度的盐存在的条件下，酶的溶解度随盐浓度的升高而增加，这称为盐溶现象。在

2、盐浓度达到某一界限后，酶的溶解度随盐浓度升高而降低，这称为盐析现象。5、产酶动力学： 主要研究发酵过程中细胞产酶速率以及各种因素对产酶速率的影响规律，产酶动力学可以从整个发酵系统着眼，研究群体细胞的产酶速率以及其影响因素，称为宏观产酶动力学，也可以从细胞内部着眼，研究细胞中酶合成速率及其影响因素，谓之微观产酶动力学。6、交联法：就是用双功能或多功能试剂使酶与酶或微生物与微生物细胞之间交联的固定化方法。7、别构酶：调节物与酶分子的调节中心结合后，引起酶分子的构象发生变化，从而改变催化中心对底物的亲和力，这种影响被称为别构效应，具有别构效应的酶叫别构酶。8、诱导酶：有些酶在通常的情况下不合成或很少

3、合成，当加入诱导物后就会大量合成，这样的酶 叫诱导酶。9、酶生物合成中的转录与翻译：酶合成中的转录是指以核昔三磷酸为底物，以 DNA链为模板，在RNA聚合酶的作用下合成 RNA分子。酶合成中的翻译是指以氨基酸为底物，以mRNA为模板，在酶和辅助因子的共同作用下合成蛋白质的多肽链。10、反相胶团：是由两性化合物在占优势的有机相中形成的结构有序的多分子聚集体。反相胶团不仅可以保护酶，还能提高酶活力，改变酶的专一性。11、酶的失活：酶的失活则是指酶的自身活性受损（包括辅酶、金属离子受损），失去了与底物结合的能力。12、酶的变性：酶的变性是指酶分子结构中的氢键、二硫键及范德华力被破坏，酶的空间结构也受

4、到破坏，原来有序、完整的结构变成了无序，松散的结构，失去了原有的生理功能。13、诱导与阻遏：酶合成的诱导是指加入某种物质使酶的合成开始或加速进行的过程；酶合成的阻遏作用则是指加入某种物质使酶的合成中止或减缓进行的过程。这些物质分别称为诱导物及阻遏物。14、酶活力单位定义：1961年，国际酶委会规定的酶活力单位为：在特定的条件下（25C, pH及底物浓度为最适宜）每分钟催化1 Pmol的底物转化为产物的酶量为一个国际单位，即1IU。15、酶的比活力：是指每毫克酶蛋白所含酶活力的单位数，用UI- mg-1蛋白表示。是酶制剂的一个纯度指标，对同一种酶来说，比活力愈高，表明酶纯度愈高。16、富集培养：

5、通过采用选择性培养基，使目的微生物大量繁殖，而其他微生物的生长被抑制，从 而便于目的微生物的分离。17、生长因子：凡是微生物生长不可缺少的微量有机物质，如氨基酸、喋吟、喀咤、维生素等均称为生长因子。18、酶的化学修饰： 是指用化学手段将某些原子或化学基团结合到酶分子上，或将酶分子中某基团 改变，从而达到改变酶的催化性质及一些生理生化性质的目的。19、DNA组：DNAa组又称为有性 PCR是将一组密切相关的序列（进化上相关的DN附列或曾筛选出的性能改进的突变序列）片段化，再通过重组创造新基因的方法。二、简答题1、试述诱导契合学说和中间产物学说答：诱导契合学说为，酶的活性中心在结构上具柔性，底物接

6、近活性中心时，可诱导酶蛋白构象发生变化，同时底物构象也发生变化。这样就使酶活性中心有关基因正确排列和定向，使酶与底物完全契合而结合成中间产物并引起底物发生反应。中间产物学说即酶一般是通过其活性中心先与底物结合形成一个中间复合物，然后在分解成产物，并释放出酶S+E - ES -P+E底物酶中间产物产物2、什么是米氏常数？在酶学研究中有何意义？答：米氏常数即 Km值。就是当酶促反应速度达到最大反应速度一半时的底物浓度。在酶学研究中 的意义是：1） Km值是酶的特征常数之一，它一般只与酶的性质有关，而与酶的浓度无关，不同酶的 Km 值不同。2）如果一个酶有几种底物时，则对每一种底物，各有一个特定的T

7、m 值，其中Km值最小的底物被称为该酶的最适底物或天然底物。Km值随不同底物而异的特性有助于判断酶的专一性，并有助于研究酶的活性中心。3） Km值可以近似地表示酶对底物亲和力的大小，Km值越小，说明达到最大反应速度一半时所需底物的浓度越小，则酶对底物的亲和力就越大，反之亦然。显然，最适底物或天然底物与酶的亲和力最大。4） Km值测出后，可利用米氏方程求出任意底物浓度时的反应速度，或任何反应速度下的底物浓度。5） Km值还受介质pH值及温度等实验条件的影响。因此，K m 值作为常数只是对一定的底物、一定的pH 值机一定的温度条件而言。3、简述酶的基本特征，蛋白类酶的分类方法及酶的活性中心。生物催

8、化剂又包括哪些？答：酶的基本特征：具有高效性、专一性强、作用条件温和和受调控等催化特点。按照酶催化作用的类型，将蛋白酶类分为六大类，氧化还原酶，转移酶，水解酶裂合酶，异构酶， 合成酶。 酶的活性中心指必需基团在空间结构上彼此靠近，组成具有特定空间结构的区域，能与底物特异结 合并将底物转化为产物。构成酶活性中心的必需基团有结合基团和催化基团。生物催化剂是生物反应过程中起催化作用的游离细胞、游离酶、固定化细胞或固定化酶的总称。4、酶的生产合成调节理论，包括操纵子，诱导作用，阻遏作用答： 1）操纵子在原核基因组中，是由几个功能相关的结构基因及其调控区组成的一个基因表达的 协同单位。结构基因是决定某一

9、多肽的DNA 模板，可根据其上的碱基顺序转录出相应的RNA ，然后再可通过核糖体转译出相应的酶；启动子：能被依赖于 DNA的RNA聚合酶所识别的碱基顺序，是 RNA聚合酶的结合部位和转录起点 ；操纵基因：位于启动基因和结构基因之间的一段碱基顺序，是阻遏蛋白的结合位点，能通过与阻遏物相结合来决定结构基因的转录是否能进行；调节基因：用于编码组成型调节蛋白的基因，一般远离操纵子，但在原核生物中，可以位于操纵子旁边,编码调节蛋白。2）酶合成调节的类型：诱导和阻遏诱导：凡能促进酶生物合成的现象。阻遏：凡能阻碍酶生物合成的现象。酶合成的诱导?组成酶（固有酶）：不依赖底物或底物结构类似物的存在而合成的酶。如

10、：EMP 途径的一些酶。?诱导酶：依赖于底物或底物结构类似物的存在而合成的酶。如：乳糖酶。循导物：促进诱导酶产生的物质。底物或结构类似物，如：如3半乳糖昔酶的作用底物乳糖及其底物类似物异丙基-&D-硫代半乳糖昔诱导 3半乳糖昔酶的生物合成。酶生物合成的诱导作用：加入某些物质使酶的生物合成开始或加速进行的现象。 阻遏?分解代谢物阻遏：当微生物在含有两种能够分解底物的培养基中生长时，利用快的那种分解底物会阻遏利用慢的底物的有关酶的合成的现象。?反馈阻遏：也称末端产物阻遏，催化作用的产物或代谢途径的末端产物使酶的生物合成受阻的现象。5、酶生物合成的模式及特点答：同步合成型：是酶的生物合成与细胞生长同

11、步进行的一种酶生物合成模式，该类酶的生物合成可以由其诱导物诱导生成，但是不受分解代谢物的阻遏作用，也不受产物的反阻遏作用。延续合成型：是酶的生物合成在细胞的生长阶段开始，在细胞生长进入平衡期后酶还可以延续合成一段较长时间的一种生物合成模式，该类酶的生物合成可以由其诱导物诱导生成，一般不受分解代谢物的阻遏作用，该类酶在细胞生长达到平衡期后，仍然可以延续合成，说明这些酶所对应的mRNA相当稳定，在平衡期以后的相当长的一段时间内仍可以通过翻译而合成其所对应的酶。中期合成型：在细胞生长一段时间后才开始，而在细胞进入平衡期以后，酶的生物合成也随之停止。该类酶的生物合成受到产物的反阻遏作用或分解代谢物的阻

12、遏作用，而酶所对应的mRNA 的稳定性较差。滞后合成型；是在细胞生长一段时间或者进入平衡期后才开始生物合成并大量积累，该类酶所对应的 mRNA 稳定性好，可以在细胞生长进入平衡期后相当长一段时间内，继续进行酶的生物合成。6、简述培养基的定义、微生物发酵产酶培养基的主要组分及其作用。答：培养基是发酵过程或动植物细胞大量培养中供微生物或动、植物细胞的生长、繁殖或积累代谢产物，以合成生物化工产品所必需的营养基质。培养基的主要组成包括：碳源、氮源、无机盐和生长因子等。碳源是指能够为细胞提供碳素化合物的营养物质。在一般情况下，碳源也是为细胞提供能量的能源。碳是构成细胞的主要元素之一，也是所有酶的重要组成

13、元素。所以碳源是酶的生物合成法生产中必不可少的营养物质。氮源是指能向细胞提供氮元素的营养物质。氮元素是各种细胞中蛋白质。核酸等组分的重要组成元素之一，也是各种酶分子的组成元素。氮源是细胞生长、繁殖和酶的生产的必不可少的营养物质。无机盐的主要作用是提供细胞生命活动所必不可缺的各种无机元素，并对细胞内外的PH、氧化还原电位和渗透压起调节作用。生长素是指细胞生长繁殖所必需的微量有机化合物。主要包括各种氨基酸、嘌呤、 嘧啶、 维生素等。氨基酸是蛋白质的组分；嘌呤和嘧啶是核酸和某些辅助酶或辅基的组分；维生素主要是起辅酶作用。7、简述微生物发酵过程中工艺条件的限制性。答：微生物发酵产酶的过程中，必须根据需

14、要和变化情况，适时进行pH、温度、溶解氧等发酵工艺条件的控制。（ 1） pH 的调节控制：培养基的pH 与细胞的生长繁殖以及发酵产酶关系密切，不同的细胞，其生长繁殖的最适pH 有所不同，细胞发酵产酶的最适pH 与生长最适PH 也往往有所不同，所以必须根据不同的细胞特性和发酵的不同阶段进行pH 的控制。有些细胞可以同时生产若干种酶，在生产过程中，通过控制培养基的pH,往往可以改变各种酶之间的产量比例。随着细胞的生长繁殖和新陈代谢产物的积累，培养基的pH 往往会发生变化。调节pH 的方法可以通过改变培养基的组分或其比例；也可以使用缓冲液来稳定pH ；或者在必要时通过流加适宜的酸、碱溶液的方法，调节

15、 培养基的pH,以满足细胞生长和产酶的要求。（ 2）温度的调节控制：细胞的生长繁殖和发酵产酶需要一定的温度条件，不同的细胞有各自不同的最适生长温度。有些细胞发酵产酶的最适温度与细胞生长的最适温度有所不同，而且往往低于最适生长温度。要在不同的发酵阶段控制不同的温度。即在细胞生长阶段控制在细胞生长的最适温度范围，而在产酶阶段，控制在产酶最适温度。在细胞生长和发酵产酶过程中，由于细胞的新陈代谢作用，会不断放出热量，使培养基的温度升高，同时，由于热量的不断扩散，会使培养基的温度不断降低。两者综合结果，决定了培养基的温度。由于在细胞生长和产酶的不同阶段，细胞新陈代谢放出的热量有较大的差别，散失的热量又受

16、到环境温度等因素的影响，使培养基的温度发生明显的变化。为此必须经常及时地对温度进行调节控制，使培养基的温度维持在适宜的范围内。温度的调节一般采用热水升温、冷水降温的方法。为了及时地进行温度的调节控制，在发酵罐或者其他的生物反应器中，均应设计有足够传热面积的热交换装置，如排管、蛇管、夹套、喷淋管等，并且随时备有冷水和热水以满足温度调控的需要。（ 3）溶解氧的调节控制：细胞的生长繁殖和酶的生物合成过程需要大量的能量，为零获得足够多的能量， 细胞必须获得充足的氧气，使从培养基中获得的能源物质经过有氧降解而生成大量的ATP。在培养基中培养的细胞一般只能吸收和利用溶解氧，由于氧是难溶于水的气体，在通常情

17、况下，培养基中的溶解的氧并不多，在细胞培养过程中，培养基中原有的溶解氧很快就会被细胞利用完，为了满足细胞的生长繁殖和发酵产酶的需要，在发酵过程中必须不断供给氧，使培养基中的溶解氧保持在一定的水平。溶解氧的调节控制，就是要根据细胞对溶解氧的需要量，连续不断地进行补充，使培养基中的溶解氧的量保持恒定。溶解氧的供给，一般是将无菌空气通入发酵容器，再在一定的条件下，使空气中的氧溶解到培养液中，以供细胞生命活动之需。培养液中溶解氧的量，决定于在一定条件下氧气的溶解速率，溶氧速率与通气量、氧气分压、气液接触时间，气液接触面积以及培养液的性质等有密切关系。一般来说，通气量越大、氧气分压越高、气液接触时间越长

18、。气液接触面积越大，则溶氧速率越大。培养液的性质，主要是黏度、气泡、以及温度等对于溶氧速率有明显影响。随着发酵过程的进行，细胞耗氧速率发生改变时，必须相应地对溶氧速率进行调节。调节溶解氧的方法主要有调节通气量，调节氧的分压，调节气液接触时间，调节接触面积，改变培养液的性质等，可以根据不同菌种，不同产物、不同的生物反应器、不同的工艺条件下的不同情况选择使用。以便根据发酵过程耗氧速率的变化而及时有效地调节溶氧速率。8、提高酶产量的措施有哪些？答：1 ）添加诱导物，诱导物一般分为三类，分别为酶的作用底物、酶的催化反应物和作用底物的类似物；2）控制阻遏物的浓度；3）添加表面活性剂；4）添加产酶促进剂。

19、9、用于酶生产的微生物菌株必须具备哪些条件？答： 1 ）能够利用廉价原料，发酵周期短，产酶量高；2）最好选用产胞外酶的菌种，有利于酶的分离纯化，回收率高；3）遗传性能要相对稳定；4）菌种不易变异退化，不易感染它种微生物或噬菌体；5）不应当是致病菌，在系统发育上最好是与病原菌无关。10、为什么酶制剂的生产主要以微生物为材料？答： （ 1 ）微生物种类多，酶种丰富，且菌株易诱变，菌种多样（ 2）微生物生长繁殖快，酶易提取，特别是胞外酶（ 3）来源广泛，价格便宜微生物易得，生长周期短可以利用微电脑技术控制酶的发酵生产，可进行连续化，自动化，经济效益高可以利用以基因工程为主的分子生物学技术，选育和改造

20、菌种，增加产酶率和开发新酶种11、从自然界分离和筛选产酶微生物的一般步骤是什么？何谓富集培养？主要影响因素有哪些？答：从自然界分离和筛选产酶微生物的一般步骤是：采样、富集、分离与初复筛等。富集培养是根据微生物的生理特点，在目的微生物含量较少时，设计一种选择性培养基，创造有利的生长条件，使目的微生物在最适的环境下迅速生长繁殖，增加其数量，由原来自然条件下的劣势物种变成人工环境下的优势物种，从土壤等复杂混合物中选择性培养获得纯种微生物菌株的方法。富集培养主要根据微生物的碳源、氮源、pH 、温度、需氧等生理因素加以控制。12、微生物发酵方式有哪些？并简述其对应的技术特征。答：主要为2 大类，分别为固

21、态发酵和液态发酵。固态发酵：或称固体培养发酵，以麸皮、米糠等农副产品为原料，加入其它必要的营养成分，制成固体或半固体的培养基，经灭菌、冷却后，接入产酶菌株，在一定条件下进行发酵，直到酶产量最大时结束。液态发酵：或液体深层发酵，采用液体培养基，置于发酵容器中，经灭菌、冷却后接入产酶菌株，在一定条件下进行发酵。微生物液体发酵方式有：分批式发酵、补料分批式发酵和连续式发酵。13、酶分离纯化的一般程序及对应常用的一些方法答：酶的分离纯化一般包括三个基本步骤：即抽提、纯化、结晶或制剂。首先将所需的酶从原料中引入溶液，此时不可避免地夹带着一些杂质，然后再将此酶从溶液中选择性地分离出来，或者从此溶液中选择性

22、地除去杂质，然后制成纯化的酶制剂。对应常用的一些方法如下：一、预处理及固液分离技术1）细胞破碎：高压均质器法：此法可用于破碎酵母菌、大肠菌、假单胞菌、杆菌甚至黑曲霉菌。将细胞悬浮液在高压下通入一个孔径可调的排放孔中，菌体从高压环境转到低压环境，细胞就容易破碎。2）离心：离心机，用于分离两种互不相溶的、密度有微小差别的乳浊液或含微量固体微粒的乳浊液。3）膜分离技术：超滤，在静压作用下降溶液通过孔径非常小的滤膜，使溶液中分子量较小的溶质透过薄膜，而大分子被截留于膜表面。4 ）泡沫分离：将气体通入含多种组分的溶液中，由于这些组分的表面活性有差异，因此在溶液的表面，某些组分将形成泡沫，泡沫的稳定性取决

23、于操作条件及溶液的生物学特性。泡沫中含有更多的表面活性成分，故泡沫的组分种类及其含量与溶液中的不相同。这样， 溶液中的组分就得以分离。二、抽提沉淀1 ）盐析：常用的盐析剂是硫酸铵，其溶解度大、价格便宜。pH 的控制：应从酶的溶解度与稳定性两个方面考虑，在酶等电点时其溶解度最小易沉淀，一般要求在酶最稳定的pH 值的前提下再考虑最适宜酶沉淀的pH 值。温度的控制：对于大多数酶，尽可能在低温下操作。酶液的静置：加完硫酸铵后，酶液要静置一段时间，使酶蛋白完全沉淀下来，酶静置后，就不要再加以搅拌。2 ）有机溶剂沉淀有机溶剂选择：可用于酶蛋白沉淀的有机溶剂包括醇类物质等，如甲醇、乙醇、异丙醇。乙醇的亲水性

24、能较好，可防止蛋白质的变性，酶蛋白在其中的溶解度也较低。有机溶剂沉淀操作：有机溶剂一般都使蛋白质变性，当温度较高时变性蛋白质分子就会变成永久失活。因此用有机溶剂处理时最好在0以下进行。用有机溶剂沉淀得到的酶蛋白不要放置过久，要尽快加水溶解。3）聚合物絮凝剂沉淀：聚合物絮凝剂，如葡聚糖和聚乙二醇，与酶分子争夺水分子，具有脱水作用使酶沉淀。聚乙二醇作为一种沉淀剂的优点是在水溶液中，其浓度可达到50%，浓度为6%-12%的蛋白质大都可以沉淀下来。这种试剂不需要低温操作，而且对蛋白质的稳定还有一定的保护作用。4 ）用金属离子和络合物沉淀：酶和其他蛋白质都会形成金属盐，其溶解度较低。用金属离子沉淀的缺点

25、是酶与金属离子相互作用后，可逆变化较差，尤其是用巯基衍生物，它结合的金属离子会催 化酶变性而失活。5 ）亲和沉淀：将亲和反应的高度选择性、低处理量特性与沉淀操作的大处理量、低选择性有机结合形成了亲和沉淀技术。将配基与可溶性载体偶联后形成载体-配基复合物，该复合物与生物分子结合后在一定条件下可以沉淀出来。14、如何检查一种酶的制剂是否达到了纯的制剂？试用所学过的知识加以论述。答： （ 1 ）层析法：包括纸层析、凝胶层析、柱层析及亲和层析（ 2）电泳法：包括SDS 凝胶电泳法和聚丙烯酰胺凝胶电泳法（ 3）超离心法：不同的酶分子大小不同，在重力场中具有不同的沉降系数，从而可以通过超离心 方法分离目的

26、酶与杂质酶。（ 4）免疫反应法：由于酶分子可作为一种抗原物质，而抗原与抗体之间具有专一的亲和力，故可 选用目的酶的抗体与酶制剂进行免疫扩散或免疫电泳，从而判断酶的制剂是否纯净。（ 5）氨基酸序列分析法：采用特定的化学物质从酶的N 末端将氨基酸残基逐个水解下来，最终可获知该酶的氨基酸序列，从而也可以判断出酶制剂是否纯净。15、分子筛、离子交换和亲和层析是三种分离、纯化酶蛋白的方法，你如何根据所要分离、纯化的 酶制剂的性质选择使用。答： 1、分子筛：以各种多孔凝胶为固定相，利用流动相中所含各种组分的相对分子质量不同而达到物质分离；2、离子交换：利用离子交换剂上的可解离基团（活性基团）对各种离子的亲

27、和力不同而达到分离目的；3、亲和层析：利用生物分子与配基之间所具有的专一而又可逆的亲和力，使生物分子分离纯化；4、分离纯化步骤组合规律：考虑速度、成本和分辨率等等。16、固定化酶的定义、方法有哪些，各种固定化酶的方法的原理是什么答：固定化酶：通过物理或化学的方法，将酶束缚于水不溶载体上，或将酶束缚于一定的空间内， 限制酶分子的自由流动，但能使酶发挥催化作用，反应后的酶可以回收重复使用。酶的固定化方法主要有吸附法，包埋法，结合法，交联法和热处理法。 吸附法：利用各种固体吸附剂将酶或含酶菌体吸附在其表面上，而使酶固定化的方法称为物理吸附 法，简称吸附法，常用的固体吸附剂有活性炭，氧化铝，硅藻土，多

28、孔陶瓷，多孔玻璃，硅胶，羟 基磷石灰等 结合法：选择适宜的载体，使之通过共价键或离子键与酶结合在一起的固定化方法称结合法，结合法可分为离子结合法和共价结合法 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称为交联法。常用 的双功能试剂有戊二醛。热处理法：将含酶细胞在一定温度下加热处理一定时间，使酶固定在菌体内，而制备得到固定化菌 体的方法。17、固定化酶和游离酶相比，有何优缺点？答：优点（1）易将固定化酶、底物和产物分开，产物溶液中没有酶的残留，简化了提纯工艺；（ 2）可以在较长的时间内连续使用；（ 3）反应过程可以严格控制，有利于工艺自动化；（ 4）提高了酶的稳定性；

29、 （ 5）较能适于多酶反应；（ 6）酶的使用效率高，产率高和成本低。缺点： （ 1 ）固定化时酶的活力有损失；（ 2）比较适应于水溶性底物；（ 3）与完整的细胞相比，不适于多酶反应。18、酶经固定化后会引起酶性质的改变，一般来说会使酶活力降低，稳定性提高，请分别简述其可能的原因。活力会降低的原因：（ 1）空间构象会有变化，甚至影响了活性中心的氨基酸；（ 2）酶分子空间自由受到限制，会直接影响活性中心对底物的定位作用；（ 3）内扩散阻力使底物分子与活性中心的接近受阻；（ 4）包埋时酶被高分子物质半透膜包围，大分子底物不能透过膜与酶接近。稳定性提高的原因：（ 1）固定化后酶分子与载体多点连接，可防

30、止酶分子伸展变形；（ 2）酶活力的缓慢释放；（ 3）将酶与固态载体结合后，由于酶失去了分子间相互作用的机会，从而抑制了酶的自降解。1 9、如何筛选低温蛋白酶/淀粉酶产生菌？答： （ 1 ）查阅文献资料了解低温蛋白酶/淀粉酶产生菌的生长特性；（ 2）采集富含低温蛋白酶/淀粉酶产生菌的样品（主要根据低温蛋白酶/淀粉酶产生菌的生长特性，确定采样的地点，如深海、极地、冻土等） ； （ 3）富集培养（以酪素/淀粉为培养基中的唯一碳源，使低温蛋白酶/淀粉酶产生菌能够大量的生长，同时抑制其他非目的微生物的生长）；（ 4）分离筛选，将富集培养后的培养液涂布在分离培养基上，使其中的微生物成为单菌落；（ 5）初筛

31、，将分离出的菌株培养液涂布在酪素/淀粉为唯一碳源的琼脂培养基上，挑选透明圈大的菌落为初筛所得菌株，并进一步做复筛试验；（ 6）复筛， 将初筛所得菌株接种到发酵培养基中，进行发酵，测定发酵液中低温蛋白酶/淀粉酶的酶活力和酶蛋白量，从而选出产低温蛋白酶/淀粉酶能力强的菌株。20、酶分子修饰的定义与方法是什么？酶分子修饰后可能有哪些性质发生了变化？答：酶分子修饰是指通过各种方法使酶分子的空间构象发生某些改变，从而改变酶的催化特性的技术过程。酶分子修饰的方法主要有：1）金属离子置换修饰；2）大分子结合修饰；3）侧链基团修饰； 4）肽链有限水解修饰；5）核苷酸链剪切修饰；6）氨基酸置换修饰；7）核苷酸置

32、换修饰；8）物理修饰。通过酶分子修饰，可以酶分子的结构发生某些合理改变，就有可能提高酶的催化效率、增强酶的稳定性、降低或消除酶的抗原性、改变酶的底物专一性等。21、酶非水相催化的定义是什么？目前酶非水相催化有哪些类型，对每种类型作简要介绍有机介质中的酶催化。答：酶在非水介质中的催化作用称为酶非水相催化，酶非水相催化是通过改变反应介质，影响酶的表面结构和活性中心，从而改变酶的催化特性。酶的非水相催化中，必需水是指维持酶分子完整的空间构象所必需的最低水量。有机介质中的酶催化：指酶在含有一定量水的有机溶剂中进行的催化反应。适用于底物、产物两者其中之一为疏水性物质的催化反应。气相介质的酶催化：气相介质

33、中的酶催化是指酶在气相介质中进行的催化反应。适用于底物是气体或者能够转化为气体的物质的酶催化反应。超临界流体的酶催化：超临界流体介质中的酶催化是指酶在超临界流体中进行的催化反应。所谓超临界流体就是指温度和压力超过某物质超临界点的流体。其传质阻力小，使得反应能很快进行，而且有机溶剂在超临界流体中的溶解能力很好；同时它的下游处理和溶剂回收也更加方便。对手性化合物合成和外消旋体拆分的则是良好反应体系。离子液介质的酶催化：离子液介质中的酶催化是指酶在离子液中进行的催化反应。离子液：是由有机阳离子与有机阴离子构成的在室温条件下呈液态的低熔点盐类，挥发性低，稳定性好。 与传统有机溶剂相比，离子液体具有无毒

34、性，不易使酶失活，且碳水化合物在离子液体中的溶解度远大于常用有机溶剂等独特的性质。22、简述正胶束体系和反胶束体系答：正胶束体系：正胶团。大量水溶液中含有少量与水不相混溶的有机溶剂，加入表面活性剂后形成的水包油的微小液滴；表面活性剂极性端朝外，非极性端朝内；酶在胶束外的水溶液中，疏水性底物或产物在胶束内部，反应在胶束两相界面中进行。反胶束体系：反胶团。大量与水不相混溶的有机溶剂中，含有少量的水，加入表面活性剂后形成的油包水的微小液滴 ；表面活性剂极性端朝内，非极性端朝外；酶在胶束内的水溶液中，疏水性底物或产物在胶束外部，反应在胶束两相界面中进行。23、酶反应器和酶传感器的定义答：酶反应器：是利

35、用生物化学原理使酶完成催化作用的装置，为酶促反应提供合适的场所和最佳的反应条件，使底物最大限度地转化为产物。酶传感器是一种生物传感器。生物传感器是指利用生化反应所产生的或消耗的物质的量，通过电化学装置转换成电信号，进而选择性地测定出某种成分的器件。24、酶反应器的基本类型有哪些？答：搅拌罐式反应器：由反应罐、搅拌器和保温装置组成，设备简单，操作容易，酶与底物混合较均匀，传质阻力较小，反应比较完全，反应条件容易调节控制。填充床式反应器：设备简单，操作方便，单位体积反应床的固定化酶密度大，可以提高酶催化反应的速度，在工业生产中普遍使用。流化床反应器：具有混合均匀，传质和传热效果好，温度和ph 的调

36、节控制比较容易，不易堵塞，对黏度较大反应液也可以进行催化反应。鼓泡式反应器：结构简单操作容易，剪切力小，混合效果好，传质传热效率高，适合有气体参与的反应。膜反应器：结构紧凑，集反应与分离与一体，利于连续化生产，但是容易发生浓差极化而引起膜孔阻塞，清洗比较困难。喷射式反应器：通入高压喷射蒸汽，实现酶与底物的混合，进行高温短时催化反应，适用于某些耐高温酶的反应。25、基因工程构建的基本步骤？答： （ 1 ）外源 DNA 与载体的获得（ 2）外源DNA 与载体的连接，形成重组分子（ 3）重组体分子通过转化或感染引入受体细胞(4)含有重组体克隆的筛选与鉴定(5)外源基因的表达三、计算题1、比活力回收率

37、纯化比的定义及计算方达比活力：代表酶制剂的纯度。根据国际酶学委员会规定比活力用每毫克蛋白所含的酶活力单 位数表示。对于同一种酶来说，比活力愈大，表示酶的纯度愈高。回收率：指固定化酶的总活力与用于固定化的总酶活力的百分率。纯化倍数：是纯化后的比活力除以纯化前的比活力。某酶的初提取液经过一次纯化后，经测定得到下列数据，试计算比活力，回收率及纯化倍数。体积(ml)活力单位(U/ml)蛋白浓度(mg/ml)初提取液1003003硫酸钱沉淀39001.5答：起始总活力：300X100=30000 (U)起始比活力：300+3=100 (U/mg)纯化后总活力：900 X 3=2700 (U )纯化后比活

38、力：900- 1.5=600 (U/mg) 回收率(百分产量)：2700+ 30000=9% 纯化倍数：600+ 100=62、称取50 mg的蛋白酶粉配制成 50 ml酶液，从中取出 0.1ml,以酪蛋白为底物用 Folin-酚比色法 测定酶活力，结果表明每小时产生 2500 pg酪氨酸。用凯氏定氮法测得蛋白含量为 0.625 mg/ml。若 以每分钟产生1 wg酪氨酸白量为1个活力单位计算，根据以上数据，求：A、酶液中酶活大小(IU/ml )。 B .1 g酶制剂的总蛋白含量及总活力。C .酶比活力A、500 U, B、0.625g,5X105 UC、800 U/mg答：3000ug 1m

39、l，二500g min ml =500IU / ml60 min 0.1ml 1ml1g 酶制 剂的总蛋白含量 =0.625 mg/mB1g = 0.625 g50mg/50ml1g酶制 剂的总活力=500IU/ml父=5M105IU50mg/50ml酶比活力5 105 IU0.625 g5 105IU625mg= 800IU / mg3、硫酸钱的分子量为 132, 25c下饱和硫酸钱的浓度大约为4 M (摩尔)。现有120 ml不含硫酸俊的酶溶液，参考表 3.3进行计算： 欲将硫酸钱浓度提高至 40%饱和，需加入硫酸镂的克数； 计算40%饱和时，硫酸钱的摩 尔浓度； 进一步将硫酸钱浓度提高至

40、 60%饱和，需要再加硫酸钱的克数；计算此时溶液中硫酸钱的摩尔浓度； 计算溶液的最终体积。答：243*0.12=29.16 ; 4*0.4=1.6 M ; 390*0.12-29.16=17.64 ;4*0.6=2.4 M ; 46.8*1000/132/2.4=147.7 mL表室温打七硫射链水溶液由原来的饱和度达到所需费的饱和度时.每升硫醯按水溶液应加入国体磕醛链的克数需要达到的硫酸镂的饱和度，稀1002530333540455055606570758090100班 酸 ts 原 来 的 悒 和 度/%0561U144176196209243277313351390J 30472SIS56

41、16621 7671057llfi137iso1832512B8323654064494945修20295978911231551392252G230034-Q3期424520&】gZS4304g619312315S1932302673073483904855酹301$3062941271S23527331435644954633124374107142177214252痴33342fi&2235316394129164200238278319711506403163971321毓2052853754964565的1347iiioZ5O3394315033661Q113717fi214302一39553367103UIgg261353603469105iu227314B5347010719027570357215323775M36H51疆8077157794、酶作用于某底物的米氏常数Km=0.005 mol/L ,其反应速度分别为最大反应速度80%,40%,20%时,底物浓度应为多少?答：vmax Sv 二Km S0.8Vmaxvmax S0.005 SS = 0.02mol /L0.4Vmaxvmax S0.005 SS =0.0033mol /L0.2Vvmax SS =0.00125mol / Lmax0.005 S