酶工程复习题。
一、名词解释。
1 酶工程： 应用目的出发研究酶，在一定的生物反应装置中利用酶的催化性质，将相应原料转化成有用的物质，是酶学和工程学相互渗透结合形成的一门新的技术科学，是酶学、微生物学的基本原理与化学工程有机结合而产生的边缘科学。
2 酶的发酵生产： 经过预先设计，通过人工操作，利用微生物的生命活动获得所需的酶的技术过程。
3 酶活力：是指在一定条件下，酶所催化的反应初速度。在外界条件相同的情况下，反应初速度越大，意味着酶活力越高。
4 发酵动力学：是研究发酵过程中细胞生长速率，产物生成速率，基质消耗速率以及环境对这些速率的影响规律的学科。
5 酶非水相催化：酶在非水介质中的催化作用。
6 动植物细胞培养：是通过特定技术获得优良的动物和植物细胞，然后在人工控制条件的反应器中进行细胞培养，以获得所需产物的技术过程。
7 酶的提取与分离纯化：是指将酶从细胞或其他含酶原料中提取出来，再与杂志分开，而获得所要求的酶制品的技术过程。
8 酶分子修饰：通过各种方法使酶分子的结构发生某些改变，从而改变没得催化特性的技术过程。
9 酶的固定化：采用各种方法，将酶固定在水不溶性的载体上，制备成固定化酶的过程。固定在载体上并在一定的空间范围内进行催化反应的酶称为固定化酶。
细胞的固定化：采用各种方法，将细胞固定在水不溶性的载体上，制备成固定化细胞的过程。固定在载体上并在一定的空间范围内进行生命活动的细胞称为固定化细胞。
原生质体的固定化：通过包埋固定化等方法，将原生质体固定在载体上，制备成固定化原生质体的过程。采用各种方法固定在载体上，在一定空间范围进行新陈代谢的原生质体称为固定化原生质体。
10 酶定向进化：是模拟自然进化过程（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环境下，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。
11 酶反应器： 用于酶进行催化反应的容器及其附属设备。
二、问答题
1． 试述酶生物合成的基本过程。
答：（一）rna的生物合成——转录。
1. 转录的起始。
2. rna链的延伸。
3. rna链合成的终止。
4. rna前体的加工。
二）蛋白质的生物合成——翻译。
1.氨基酸活化氨酰t—rna
2.肽链合成的起始。
3. 肽链的延伸。
4. 肽链合成的终止。
5.蛋白质前体的加工。
2． 酶生物合成有哪几种模式？
酶生物合成模式分为4钟类型：（1）同步合成型 （2）延续合成型（3）中期合成型 （4）滞后合成型。
3． 提高酶产量的措施主要有哪些？
在酶的发酵过程中，提高酶产量首先要选育或者使用优良的产酶细胞。此外还可以采去以下有些的措施：（1）添加诱导物（2）控制遏阻浓度（3）添加表面活性剂（4）添加产酶促进剂等。
4． 微生物发酵产酶的工艺流程？
细胞活化。原生质体。
固定化原生质体。
5．超临界萃取的概念与特点。
超临界萃取是利用欲分离物质与杂志在超临界流体中的溶解度不同而达到分离的一种萃取技术。
特点：1.超临界流体的物理特性和传质特性通常介于液体和气体之间。
2具有和液体同样的溶解能力。
3.溶解能力与其密度有很大的关系。其密度比气体大得多，与液体接近，具有很高。
的萃取速度。
4.随着温度和压力的变化，萃取具有选择性。
5.溶解度大的物质溶解在超临界流体中。
6．凝胶电泳的分类及其原理。
1.聚丙烯酰胺凝胶。
聚丙烯酰胺凝胶为网状结构，具有分子筛效应。它有两种形式：非变性聚丙烯酰胺凝胶及sds-聚丙烯酰胺凝胶（sds-page）；非变性聚丙烯酰胺凝胶，在电泳的过程中，蛋白质能够保持完整状态，并依据蛋白质的分子量大小、蛋白质的形状及其所附带的电荷量而逐渐呈梯度分开。
2.琼脂糖凝胶。
琼脂糖凝胶具有网络结构，物质分子通过时会受到阻力，大分子物质在涌动时受到的阻力大，因此在凝胶电泳中，带电颗粒的分离不仅取决于净电荷的性质和数量，而且还取决于分子大小，蛋白质和核酸会根据ph不同带有不同电荷，在电场中受力大小不同，因此跑的速度不同，根据这个原理可将其分开。dna分子在琼脂糖凝胶中泳动时有电荷效应和分子筛效应。dna分子在高于等电点的ph溶液中带负电荷，在电场中向正极移动。
相同数量的双链dna几乎具有等量的净电荷，因此它们能以同样的速率向正极方向移动。
7．何为固定化酶，固定化酶的特征与游离酶比较有哪些改变。
固定化酶是指固定在一定载体上并在一定的空间范围内进行催化反应的酶。
特征：1.有更好的稳定性。
2.最适作用温度一般与游离酶差不多。
3.最适ph比游离酶要高一些。
4.固定化酶的底物特异性是由载体的空间位阻作用引起，游离酶的作用没有显著不同。
8．何为固定化细胞，固定化细胞有何特点和应用。
固定在载体上并在一定的空间范围内进行生命活动的细胞称为固定化细胞。
1.固定化微生物细胞的特点。
1 保持了细胞内原有的酶系、辅酶体系和代谢调控体系，可以按照原来的代谢途径进行新陈代谢，并进行有效的代谢调节控制。
2 保持了细胞的完整结构和天然状态，可以进行正常的生长繁殖。
3 发酵稳定性好，可以反复使用或者连续使用很长的一段时间。
4 密度的提高，可以提高产率。
5 由于有载体的保护作用，可以提高基因工程菌的质粒稳定性。
应用：生产各种能够分泌到细胞外的产物，制造微生物传感器。
2.固定化植物细胞的特点。
固定化后由于有载体的保护作用，可减轻剪切力和其他外界因素对植物细胞的影响，提高植物细胞的存活率和稳定性。
固定化后，被束缚在一定空间范围内进行生命活动，不容易聚集成团。
发酵可以在不同的培养阶段简便的更换不同的培养液。
可以反复使用或者连续使用较长一段时间，大大缩短生产周期，提高产率。
易于与培养液分离，利于产品的分离纯化，提高产品质量。
应用：主要用途是制造人工种子，还可以生产各种色素、香精、药物、酶等次级代谢物。
3.固定化动物细胞的特点。
1 提高细胞存活率。
2 提高产率。
3 可反复使用或连续使用较长的时间。
4 易于与产物分开，利于产物分离纯化，提高产品质量
应用：主要用于生产小儿麻痹症疫苗、风疹疫苗、狂犬病疫苗、麻疹疫苗、黄热病疫苗、 肝炎疫苗等疫苗，生长激素、干扰素、胰岛素等激素，胶原酶等酶类、抗菌肽等多肽药物，**、心脏等各种组织器官。
9、简述酶非水相催化的概念与特点。
答：酶在非水介质中的催化作用称为酶的非水相催化，主要通过改变反应介质，影响酶的表面结构和活性中心，从而改进酶的催化特性。
有机介质中的酶催化：底物特异性、立体选择性、区域选择性、键选择性和热稳定性。
气相介质中的酶催化：由于气体介质的低密度，容易扩散，所以与水相催化明显不同。
超临界流体介质中的酶催化：超临界流通对酶的结构没有破坏作用，对催化作用没有明显的不良影响；具有良好的化学稳定性；对设备没有腐蚀性；超临界温度不能太高或太低，最好在室温或酶催化的最适温度附近；超流体临界压力不能太高；超临界流体要容易获得，**便宜。
离子液介质中的酶催化：具有良好的稳定性和区域选择性、立体选择性、键选择性。
10、酶在有机溶剂介质中与在水溶液中的特性有何改变？
答：（1）底物专一性：在极性较强的有机溶剂中，疏水性较强的底物容易反应；在极性较弱的有机溶剂中，疏水性较弱的底物容易反应。
2）对映体选择性/立体选择性：酶在水溶液中催化的立体选择性较强，在疏水性强的有机介质中，酶的立体选择性较差。
3）具有区域选择性和键选择性。
4）热稳定性：酶在水溶液中的热稳定性较差，在含水量低的有机介质中，酶分子的热稳定性显著提高。
5）ph特性：酶在有机介质中催化反应的最适ph通常与酶在水溶液中反应的最适ph接近或者相同。在采用有机相缓冲液时，主要受有机相缓冲液的影响。
11、什么是必需水和水活度？水对非水相中酶的特性有何影响？
答：（1）维持酶分子完整的空间构象所必需的最低水量称为必需水；水活度是指体系中水的逸度与纯水逸度之比，通常可以用体系中水的蒸汽压与相同条件下纯水的蒸汽压之比表示。即aw=p/po
2）水对酶分子空间构象的影响：必需水是维持酶分子结构中氢键、盐键等副键所必需的，酶分子一旦失去必需水就由于其空间构象破坏而失去催化功能。
水对酶催化反应速度的影响：有机介质中水的含量对酶催化反应速度有显著影响。在催化反应速度达到最大时的水含量称为最适水含量。
水活度：在有机介质体系中，酶的催化活性会随着结合水量的增加而提高，在结合水不变的情况下，体系水含量的变化对酶的影响不大。
12、何谓酶定向进化？有何特点？
答：（1）酶定向进化是模拟自然进化过程（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环境下，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。
2）适应面广、目的性强、效果显著。
13、简述易错pcr技术体外基因突变的主要过程。
在pcr技术的基础上，通过改变反应条件，增加碱基配对错误的出现频率，就成为易错pcr技术。
pcr技术的主要过程：双链dna的变性（解链），引物与单链dna退火结合，引物延伸。
可以通过提高镁离子浓度、添加一定浓度的锰离子、改变4种底物（damp、dtmp、dcmp、dgmp）的浓度比等反应条件，使dna聚合酶在催化基因扩增时，增加碱基配对错误的出现频率，而引起基因突变。
14、试述酶反应器的主要类型和特点。
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