1、酶工程的定义，研究的主要内容
酶的生产、改性与应用的技术过程称为酶工程
研究的主要内容包括：微生物细胞发酵产酶，动植物细胞培养产酶，酶的提取与分离纯化，酶分子修饰，酶、细胞、原生质体固定化，酶非水相催化，酶定向进化，酶反应器和酶的应用等
酶工程的主要任务是经过预先设计，通过人工操作获得人们所需的酶，并通过各种方法使酶的催化特性得以改进，充分发挥其催化功能。
2、酶的基本特征，酶命名的方法有哪些，蛋白类酶的分类方法
基本特征：专一性强，催化效率高，作用条件温和等
每一种具体的酶都有其具体的推荐名和系统命名。推荐名是在惯用名称的基础上，加以选择和修改而成的。酶的推荐名由两部分组成，第一部分为底物名称，第二部分为催化反应的类型，后面加一个酶字，不管酶的催化是正反应还是逆反应，都用同一个名，如葡萄糖氧化酶，表明该酶的作用底物是葡萄糖催化反应类型是氧化反应。
酶的系统命名更加详细更准确地反映出该酶所催化的反应。系统命名包括了酶的作用底物酶作用的基团及催化反应的类型，如上述葡萄糖氧化酶的系统命名“β－D－葡萄糖：氧1-氧化还原酶”，表明该酶所催化的反应以β－D－葡萄糖为脱氢的供体，氧为氢受体，催化作用在第一个碳原子基团上进行，所催化反应属于氧化还原反应。
蛋白酶类的分类
1、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
2、每个大类中，按照酶作用的底物、化学键或者基团的不同，分为若干亚类
3、每一亚类再分为若干小类
4、每一小类包含若干个具体的酶、
3、酶的生产方法有哪些
酶的生产是指通过人工操作而获得所需的酶的技术过程
酶的生产方法分为提取分离法、生物合成法、化学合成法3种，其中提取分离法是最早采用并沿用至今的方法，生物合成法是20世纪50年代以来酶生产的主要方法，而化学合成法至今仍停留在实验室阶段
4、酶的生产合成调节理论，包括操纵子，诱导作用，阻遏作用
1、操纵子在原核基因组中,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.
①结构基因是决定某一多肽的DNA 模板，可根据其上的碱基顺序转录出相应的mRNA，然后再可通过核糖体转译出相应的酶
②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
③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
④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。
1) 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：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。
?诱导物：促进诱导酶产生的物质。底物或结构类似物，如：异丙基-β-D-硫代半乳糖苷
?诱导作用的类型
–同时诱导：诱导物加入后，微生物能同时诱导出几种酶的合成，主要存在于短的代谢途径中。
–顺序诱导：先合成能分解底物的酶，再合成分解各中间代谢物的酶达到对复杂代谢途径的分段调节。
2) 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。
–最早发现于大肠杆菌生长在含葡萄糖和乳糖的培养基时,故又称葡萄糖效应。分解代谢物阻遏导致出现“二次生长
–直接作用者是优先利用的碳源的中间代谢物—实质是：因代谢反应链中某些中间代谢物或末端代谢物的过量积累而阻遏代谢中一些
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。
–引起反馈阻遏的物质，称为共阻遏物（辅阻遏物）。
–组氨酸对组氨酸合成途径中的10种酶的生物合成均起反馈作用
–过量的精氨酸阻遏了参与合成精氨酸的许多酶的合成。
5、酶生物合成的诱导机制
加入某些物质使酶的生物合成开始或加速进行的现象，称酶生物合成的诱导作用能够引起诱导作用的物质称诱导物，诱导物一般是酶催化作用的底物或其底物类似物如，β-半乳糖苷酶的作用底物乳糖及其底物类似物异丙基-β-D-硫代半乳糖苷诱导，β-半乳糖苷酶的生物合成。
一般来说不同的酶有各自不同的诱导物，但有些诱导物可以同一酶系的若干种酶，如，，β-半乳糖苷酶可以同时诱导，β-半乳糖苷酶透过酶和，β-半乳糖乙酰化酶、
6、酶生物合成的模式及特点
同步合成型；是酶的生物合成与细胞生长同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。
7、何谓细胞产酶动力学
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，也可以慈宁宫细胞内部着眼，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。
8、培养基的定义及作用
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。
按用途分类：
①基础培养基，营养需求相似的一些生物其所需的营养物大体相同，因之可配制一种适合于它们共同需要的含有基本营养成分的基础培养基；
②增殖培养基，又称丰富培养基，常用于菌种选育方面。它是由基础培养基，再加入特殊的营养物质，以使某种差异型微生物在其中迅速生长繁殖；
③鉴别培养基，即在培养基中加入某种试剂，从而在培养过程中表现出特殊反应，用以鉴别不同类型的微生物，如无菌试验用的酚红肉汤培养基，就是一种鉴别培养基；
④选择培养基，根据某些微生物具有特殊营养要求，或对某些化学物质具有抗性而设计的,例如在配方中加入某种化学药物,以限制对敏感菌的生长繁殖，而将对其不敏感的所需的微生物分离出来。如在分离酵母菌时，可加入青霉素、链霉素等以抑制细菌的生长。
培养基还可根据其形态分成液体或固体培养基。例如用于无菌试验的肉汤培养基为液体培养基。用于培养青霉菌孢子的小米或大米为固体培养基，在培养基中加入适量琼脂而形成的凝胶培养基，也称固体培养基。
9、提高没产量的措施有哪些
1、添加诱导物，诱导物一般分为三类；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10、酶失活和变性的定义
就是由于外界环境（高温、PH等）的改变而导致酶的蛋白质分子结构发生改变，从而导致具有催化作用的酶的作用效果消失
酶失活外界条件发生变化，如温度过低等（一定范围内），酶的活性暂时丧失，没有了催化能力。失活有可能复活。如温度回复到常温等。
变性基本上就是发生了结构性的变化，一般是不可逆转的；就是由于外界环境（高温、PH 等）的改变而导致酶的蛋白质分子结构发生改变，从而导致具有催化作用的酶的作用效果消失、
11、酶提取的定义及提取方法
酶的提取是在一定的条件下，用适当的溶剂或溶液处理含酶原料，使酶充分溶解到溶剂或溶液中的过程、酶的提取方法有盐溶液提取、酸溶液提取、碱溶液提取和有机溶剂提取等
12、酶分离纯化的一般程序及对应常用的一些方法
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
离心分离过程可分为离心过滤、离心沉淀、离心分离3种类型，所使用的设备有过滤式离心机、沉降式离心机和离心机。过滤式离心机的转鼓壁上开有小孔，壁上有过滤介质，一般可用于处理悬浮固体颗粒较大、固体含量较高的场合。沉降式离心机用于分离固体浓度较低的固液分离，如发酵液中的菌体，用盐析法或有机溶剂处理过的蛋白质等。分离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
在蛋白质纯化过程中主要用到的膜分离技术多为超滤。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。大多数超滤膜是由一层非常薄的功能膜与较厚的支撑膜结合在一起而组成的。
4.泡沫分离
原理：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由差异，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，溶液中的组分舅得以分离。
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。硫酸铵沉淀蛋白质的能力很强，其饱和溶液能使大多数的蛋白质沉淀下来。对酶没有破坏作用。
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，但有些酶再等电点时稳定性较差，因此要选择最佳pH值.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。在操作中一旦确定最佳pH值后，在添加硫酸铵之前甲酸或碱调节好酶液的pH值，要尽量避免溶液pH值的波动以免破坏酶的稳定性。在添加硫酸铵时要注意搅拌，并注意硫酸铵的加入速度，一般是由少到多，缓慢加入，硫酸铵尽可能磨成细粉。
温度的控制：有些酶在较高温度下稳定性能较好，可在常温下进行盐析操作，而对于大多数酶，尽可能在低温下操作。
酶液的净置：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。聚乙二醇不会被吸附，故在离子交换吸附前不必去除。
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．用特殊试剂沉淀法
用链霉素可选择性去除核酸，从而使胞内酶沉淀出来。链霉素盐（浓度为0.5-1.0mg/mg蛋白质）对于选择性沉淀核酸的效果比锰离子还要好，酶不易失活。
6．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、地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。
配基-载体复合物可以选择性地与蛋白质结合，溶液中的pH值、离子强度及蛋白质浓度等条件对亲和结合的影响力并不大，只有竞争性的配基会降低产物与原配基的亲和结合力，甚至使亲和结合发生逆转。
引导产生沉淀的方法有：离子交联；加入带相反电荷的聚合物；加入带相反电荷的疏水基团；改变pH值，诱导产生疏水沉淀；温度诱导产生沉淀。
13、比活力回收率纯化比的定义及计算方法
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。
纯化比是纯化后的比活除以纯化前的比活。
14、密度梯度离心的定义
是样品在密度梯度介质中进行离心，使沉降系数比较接近的物质得以分离的一种区带分离方法。
15、凝胶层析、亲和层析、离子交换层析的分离原理和操作特点
凝胶层析，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的分离
操作—凝胶的选择和处理：根据相对分子质量范围选择相应型号的凝胶介质。将干胶悬浮于5-10倍的蒸馏水中，充分溶胀，抽气，装柱。柱的选择：采用L/D 比值高的柱子，可提高分辨率，但影响流速。加样：体积不能过多，不超过凝胶床体积的5％，脱盐时可在10％左右。洗脱：洗脱液与平衡时用的buffer一致。洗速不可过快，保持恒速。胶的保存：洗脱完毕后，凝胶柱已恢复到上柱前的状态，不必再生处理。
亲和层析，利用生物分子与配基之间具有的专一性而又可逆的亲和力，使生物分子分离纯化。
离子交换层析，利用离子交换剂上的可解离基团（活性基团）对各种离子的亲和力不同而达到分离目的
操作—装柱、上柱、洗脱和收集、再生
16、设计一种分子量在8万左右的酶分子脱盐方法
琼脂糖凝胶层析：将胶浮于5-10倍蒸馏水中，充分溶胀、抽气、装柱→采用C/D 比值高度的柱子→用醋酸铵等发挥性盐类缓冲液使层析柱平衡→上柱脱盐→用同样缓冲液洗脱→收集的洗脱液用冷冻干燥法除去发挥性盐类→胶保存
判断脱盐是否完全；取样2管，分别滴加BaCl2和考马斯亮蓝，看是否有白色沉淀和各管的蓝色程度，待收集各溶液无白色沉淀且溶液变蓝时即说明洗脱液中只含酶不含盐。
17、酶分子修饰的定义
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。
18、酶分子修饰的目的与方法
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核苷酸置换修饰
8物理修饰
19、酶分子修饰后可能有哪些性质发生了变化
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。
20、物理修饰的定义
通过各种物理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。
21、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
采用各种方法，将酶固定在水不溶性载体上，制备成固定化酶的过程称酶的固定化。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固定化酶
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
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。
22、设计酶酒精酵母的固定化方法
(一)酵母种子液的制备：菌种→接入YEPD培养基→30度振荡培养30小时（二）海藻酸钠凝胶固定化酵母cell制备
海藻酸钠＋去离子水（火上加温至熔化）→0.1MPa灭菌20min（冷却至45℃左右）→加入酵母培养液（混匀）→倒入一个无菌的小塑料瓶中→与5＃静脉针头相连，通过1.5～2.0mm的小孔，以恒定的速度滴到含10％葡萄糖的已灭菌的10％（胶诱导剂）溶液无菌烧杯中→浸泡30min，将凝胶珠转入无菌烧杯中（用CaCl
2
无菌去离子水洗涤三次）→接种入酒精发酵培养基中→置25℃下发酵7天。测定酒精含量
（三）酒精发酵液的蒸馏及酒精度的测定
取发酵液，倒入圆底烧瓶中，加蒸馏水蒸馏，当开始流出液体时，用量筒接收馏出液，并用酒精比重计测量其酒精度。
23、酶非水相催化的定义
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
24、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
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。
目前，氢化酶、醇氧化酶、醇脱氢酶、脂肪酶等已经被用于气相介质催化。在合成醛过程中，醇氧化和脱氢可成为生产香料前体的新工艺，而脂肪酶可用于脂的改性。
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。
25、简述五种酶在有机介质中进行催化反应的反应体系
微水介质体系
?有机溶剂与微量的水组成的反应体系
?酶以冻干粉或固定化酶的形式悬浮于有机介质中
?通常所说的有机介质反应体系主要指微水介质体系
与水溶性有机溶剂组成的均一体系
?水和极性较大的有机溶剂互相混溶组成的反应体系
?酶和底物以溶解状态存在于均一体系中
?由于极性大的有机溶剂对酶的催化活性影响较大，故能在该体系中进行催
化反应的酶较少
与水不溶性有机溶剂组成的两相或多相体系
?水和疏水性较强的有机溶剂组成的两相或多相反应体系
?游离酶、亲水性底物或产物溶于水，疏水性底物或产物溶于有机溶剂
?固定化酶悬浮在两相界面
?反应在两相的界面进行
?适用于底物和产物两者或其中之一是疏水化合物的反应
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
26、水活度的定义
水活度定义为物质中水分含量的活性部分或者说自由水,，它影响物质物理、机械、化学、微生物特性，这些包括流淌性、凝聚、内聚力和静态现象。
27、酶传感器的定义
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。电化学装置转换成电信号的方式有电位法和电流法两种。
28、酶反应器的基本类型有哪些
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
29、搅拌罐式反应器的组成部件
是带有搅拌装置的一种罐式反应器，在酶催化反应中是最常见的反应器，它由反应罐、搅拌器和保温装置组成
30、在选择固定化酶时，一般考虑哪些因素。
1．酶本身的变化，主要是由于活性中心的氨基酸残基、高级结构和电荷状态等发生了变化。
2．载体的影响
?（1）分配效应
?（2）空间障碍效应
?（3）扩散限制效应
3. 固定化方法的影响
第一章 1.酶工程：是生物工程的重要组成部分，是随着酶学研究迅速发展，特别是酶的推广应用，使酶学和工程学相互渗透、结合、发展而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技术。 2.化学酶工程：指自然酶、化学修饰酶、固定化酶及化学人工酶的研究和应用 3.生物酶工程：是酶学和以基因重组技术为主的现代分子生物学技术结合的产物，亦称高级酶工程。 4.酶工程的组成部分？ 答：酶工程主要指自然酶和工程酶（经化学修饰、基因工程、蛋白质工程改造的酶）在国民经济各个领域中的应用。内容包括：酶的产生；酶的分离纯化；酶的改造；生物反应器。5.酶的结构特点？ 答：虽然少数有催化活性的RNA分子已经鉴定，但几乎所有的酶都是蛋白质，因而酶必然具有蛋白质四级结构形式。其中一级结构是指具有一定氨基酸顺序的多肽链的共价骨架；二级结构为在一级结构中相近的氨基酸残基间由氢键的相互作用而形成的带有螺旋、折叠、转角、卷曲等细微结构；三级结构系在二级结构基础上进一步进行分子盘区以形成包括主侧链的专一性三维排列；四级结构是指低聚蛋白中各折叠多肽链在空间的专一性三维排列。具有低聚蛋白结构的酶（寡聚酶）必须具有正确的四级结构才有活性。具有活性的酶都是球蛋白，即被广泛折叠、结构紧密的多肽链，其氨基酸亲水基团在外表，而疏水基团向内。 6.酶活性中心：是酶结合底物和将底物转化为产物的区域，通常是整个酶分子中相当小的一部分，它是由在线性多肽链中可能相隔很远的氨基酸残基形成的三维实体。 7.酶作用机制有哪几种学说？ 答：锁和钥匙模型、诱导契合模型 8.酶催化活力的影响因素？ 答：底物浓度、酶浓度、温度、pH等。 9.酶的分离纯化的初步分离纯化的步骤？ 答：（一）材料的选择和细胞抽提液的制备 1.材料的选择：目的蛋白含量要高，而且容易获得 2.细胞破碎方法及细胞抽提液的制备。为了确保可溶性细胞成分全部抽提出来，应当使用类似于生理条件下的缓冲液。动物组织和器官要尽可能除去结缔组织和脂肪、切碎后放人捣碎机中。完全破碎酵母和细菌细胞。 3.膜蛋白的释放:膜蛋白存在于细胞膜或有关细胞器的膜上。按其所在位置大体可分为外周 蛋白和固有蛋白两种类型 4.胞外酶的分离:胞外酶是在微生物发酵时分泌到发酵液中的。发酵后可通过离心或过滤将菌体从发酵液中分离弃去，所得发酵清液通常要适当浓缩，然后再作进一步纯化。目前常用的浓缩方法是超滤法。 （二）蛋白质的浓缩和脱盐 浓缩方法主要有：沉淀法、吸附法、干胶吸附法、渗透浓缩法、超滤浓缩法
一、填空题 1．控制系统正常工作的首要条件是__稳定性_。 2．脉冲响应函数是t e t g 532)(--=，系统的传递函数为___ ____ 。 3．响应曲线达到过调量的____最大值____所需的时间，称为峰值时间t p 。 4．对于一阶系统的阶跃响应，其主要动态性能指标是___T _____，T 越大，快速性越___差____。 5．惯性环节的奈氏图是一个什么形状______半圆弧 。 二、选择题 1．热处理加热炉的炉温控制系统属于：A A.恒值控制系统 B.程序控制系统 C.随动控制系统 D.以上都不是 2．适合应用传递函数描述的系统是（ C ）。 A 、单输入，单输出的定常系统； B 、单输入，单输出的线性时变系统； C 、单输入，单输出的线性定常系统； D 、非线性系统。 3．脉冲响应函数是t e t g 532)(--=，系统的传递函数为： A A.)5(32+-s s B.) 5(32-+s s C.)5(32+- s D. )5(32++s s 4．实轴上两个开环极点之间如果存在根轨迹，那么必然存在( C ) A ．闭环零点 B ．开环零点 C ．分离点 D ．虚根 5. 在高阶系统中，动态响应起主导作用的闭环极点为主导极点，与其它非主导极点相比，主导极点与虚轴的距离比起非主导极点距离虚轴的距离（实部长度） 要（ A ） A 、小 B 、大 C 、相等 D 、不确定 6．一阶系统的动态性能指标主要是（ C ） A. 调节时间 B. 超调量 C. 上升时间 D. 峰值时间
7 . 控制系统的型别按系统开环传递函数中的（ B ）个数对系统进行分类。 A ．惯性环节 B ． 积分环节 C ． 比例环节 D ．微分环节 8．对于I 型系统，（A ）输入信号稳态误差为零。 A 、单位阶跃 B 、加速度函数 (C) 正弦函数 (D) 单位斜坡 9．在开环零、极点分布已知的情况下，可绘制（ C ）随系统参数变化（如放大系数）而在s 平面上移动的轨迹（根轨迹）。 A.开环极点 B. 开环零点 C.闭环极点 D. 闭环零点 10．开环传递函数为) 35.0()25.0)(15.0()(+++=s s s s k s G ，其根轨迹的起点为 C A ．0，-3 B ．-1，-2 C ．0，-6 D ．-2，-4 11．当∞→ω时比例微分环节的相位是：A A. 90 B. 90- C. 45 D. 45- 三、简答题 1．自动控制的定义是？ 再没有人直接参与的情况下，使被控对象的某些物理量准确的按照预期规律变化 2．闭环主导极点的定义？ 离虚轴近，又不构成偶极子的极点和零点起作用，决定顺态响应性能。 3. 线性系统稳定的充要条件是？ 系统特征方程式的根全部具有负实部 4. 频率特性的定义？ 用幅值和相位来描述一个点在极坐标内随 从0变到 时的轨迹，来分析系统的性能的方法 四、分析计算题 1．（10分）已知系统结构如图1所示，化简结构图求传递函数) ()(s R s C
2010-2011学年第2学期工程力学复习要点 简 答 题 参 考 答 案 1、说明下列式子的意义和区别。 ①21F F =；②21F F ρρ=；③力1F ρ等效于力2F ρ。 【答】： ①21F F =，表示两个量（代数量或者标量）数值大小相等，符号相同； ②21F F ρρ=，表示两个矢量大小相等、方向相同； ③力1F ρ等效于力2F ρ，力有三个要素，所以两个力等效，是指两个力的三要素相同。 2、作用与反作用定律和二力平衡公理都提到等值、反向、共线，试问二者有什么不同 【答】：二者的主要区别是： 二力平衡公理中等值、反向、共线的两个力，作用在同一刚体上，是一个作用对象，两个力构成了一个平衡力系，效果是使刚体保持平衡，对于变形体不一定成立。 作用与反作用定律中等值、反向、共线的两个力，作用在两个有相互作用的物体上，是两个作用对象，此两力不是平衡力系，对刚体、变形体、静止或者作变速运动的物体都适用。 3、力在坐标轴上的投影与力沿相应坐标轴方向的分力有什么区别和联系 【答】：力在坐标轴上的投影是代数量，可为正、负或零，没有作用点或作用线；力沿相应坐标轴的方向的分力是矢量、存在大小、方向和作用点。当坐标轴或力的作用线平移时，力的投影大小和正负不变，但沿对应坐标轴的分力作用点发生改变。 当x 轴与y 轴互相垂直时，力沿坐标轴方向的分力大小等于力在对应坐标轴上投影的绝对值；当x 轴与y 轴互相不垂直时，力沿坐标轴方向的分力大小不等于力在对应坐标轴上投影的绝对值。 4、什么叫二力构件分析二力构件受力时与构件的形状有无关系凡两端用铰链连接的杆都是二力杆吗 【答】：二力构件是指只受两个力作用而保持平衡的构件．．．．．．．．．．．．．．． ，二力构件既可以是杆状，也可以是任意形状的物体。 分析二力构件受力时，与构件的几何形状没有关系（即并不考虑物体的几何形状），只考虑物体：（1）是否只受两个力的作用（一般情况下都是忽略重力的作用）；（2）是否保持平衡状态。符合以上两个条件的任何物体，都是二力构件。在二力构件中，形状为杆的构件称为二力杆，可以是直杆，也可以是曲杆。 两端用铰链连接且中间不受其他外力作用的杆（重力不计），才是二力杆。 5、试叙述力的平移定理和它的逆定理。 【答】：力的平移定理：作用在刚体上的力，可以从原作用点等效地平行移动到刚体内的任一指定点，但必须同时在该力与所指定点所决定的平面内附加一力偶，附加力偶矩等于原力对指定点之矩。示意图如下图所示。 力的平移定理的逆定理．．． ：作用在同一刚体同一平面内的一个力F ρ和一个力偶，可以合成为
共三套 《酶工程》试题一： 一、是非题（每题1分，共10分） 1、酶是具有生物催化特性的特殊蛋白质。（） 2、酶的分类与命名的基础是酶的专一性。（） 3、酶活力是指在一定条件下酶所催化的反应速度，反应速度越大，意味着酶活力越高。（） 4、液体深层发酵是目前酶发酵生产的主要方式。（） 5、培养基中的碳源，其唯一作用是能够向细胞提供碳素化合物的营养物质。（） 6、膜分离过程中，膜的作用是选择性地让小于其孔径的物质颗粒成分或分子通过，而把大于其孔径的颗粒截留。（） 7、在酶与底物、酶与竞争性抑制剂、酶与辅酶之间都是互配的分子对，在酶的亲和层析分离中，可把分子对中的任何一方作为固定相。（） 8、角叉菜胶也是一种凝胶，在酶工程中常用于凝胶层析分离纯化酶。（） 9、α－淀粉酶在一定条件下可使淀粉液化，但不称为糊精化酶。（） 10、酶法产生饴糖使用α－淀粉酶和葡萄糖异构酶协同作用。（） 二、填空题（每空1分，共28分） 1、日本称为“酵素”的东西，中文称为__________,英文则为__________,是库尼（Kuhne）于1878年首先使用的。其实它存在于生物体的__________与__________。 2、1926年，萨姆纳（Sumner）首先制得__________酶结晶，并指出__________是蛋白质。他因这一杰出贡献，获1947年度诺贝尔化学奖。
3、目前我国广泛使用的高产糖比酶优良菌株菌号为__________,高产液化酶优良菌株菌号为___________。在微生物分类上，前者属于__________菌，后者属于__________菌。 4、1960年，查柯柏（Jacob）和莫洛德（Monod）提出了操纵子学说，认为DNA分子中，与酶生物合成有关的基因有四种，即操纵基因、调节基因、__________基因和__________基因。 5、1961年，国际酶委会规定的酶活力单位为：在特定的条件下（25oC，PH及底物浓度为最适宜）__________,催化__________的底物转化为产物的__________为一个国际单位，即1IU。 6、酶分子修饰的主要目的是改进酶的性能，即提高酶的__________、减少__________，增加__________。 7、酶的生产方法有___________，___________和____________。 8、借助__________使__________发生交联作用，制成网状结构的固定化酶的方法称为交联法。 9、酶的分离纯化方法中，根据目的酶与杂质分子大小差别有__________法，__________法和__________法三种。 10、由于各种分子形成结晶条件的不同，也由于变性的蛋白质和酶不能形成结晶，因此酶结晶既是__________，也是__________。 三、名词术语的解释与区别（每组6分，共30分） 1、酶生物合成中的转录与翻译 2、诱导与阻遏 3、酶回收率与酶纯化比（纯度提高比） 4、酶的变性与酶的失活
﹒物体平衡：物体相对于地面保持静止或作匀速直线运动的状态。 ﹒力是物体间相互的机械作用，这种作用使物体的机械运动状态发生变化，或使物体发生变形。 ﹒力的三要素：力的大小，方向，作用点。 ﹒平面汇交力系合成结果是一个合力，其大小和方向由多边形的封闭边来表示，其作用线通过各力的汇交点。即合力等于各分力的矢量和（或几何和）矢量式表示：Fr=F1+F2….+Fn=∑Fi ﹒平面汇交力系平衡的几何条件是：力多变形封闭。 ﹒力F对O点之距，简称力矩。用符号M0(F)=+-Fh O点到力F作用线的垂直距离h,称为力臂。规定：力使物体绕矩心作逆时针方向转动时，力矩取正号;作顺时针方向转动时，取负号。平面内力对点之矩，只取决于力矩的大小及旋转方向，因此平面内力对点之矩是一个代数量。 ﹒力学上把大小相等、方向相反、作用线互相平行的两个力叫做力偶。力偶中两力所在平面叫力偶作用面。两力作用线间的垂直距离叫力偶臂 ﹒为保证机器或结构正常运行，要求每个构件有足够的抵抗破坏的能力也就是要有足够的强度，同时要求构件有足够的抵抗变形的能力，即有足够的刚度。 ﹒要求他们工作时能保持原有的平衡状态，即要求其有足够的稳定性。 ﹒将构成构件的材料皆视为可变形固体 ﹒切应力大小随截面方位变化，当α=0时，正应力最大，σmax=σ0.即拉压杆的最大切应力发生在横截面上，其值为σ0。当α=45°，切应力最大，Tmax=σ0/2.其中σ0=F/A ﹒△l/l=1/E*Fn/A ε=σ/E ﹒作用在构件两侧面上的横向外力的合力大小相等，方向相反，作用线相距很近。在这样的外力作用下，其变形特点是：两力间的横截面发生相对错动，这种变形形式叫做剪切。 ﹒{M}n.m=9550*{P}kw/{n}r/min ﹒他们都可简化为一根直杆：在通过轴线的平面内，受到垂直于杆轴线的外力或外力偶作用。在这样的外力作用下，杆的轴线将弯曲成一条曲线，这种变形形式称为弯曲。 ﹒截面上的剪力在数值上等于此截面左侧或右侧梁上外力的代数和。 ﹒截面上的弯矩在数值上等于此截面左侧或右侧梁上外力对该截面形心的力矩的代数和。﹒计算剪力时：截面左侧梁上的外力向上取正值，向下取负：截面右侧，向下取正，向上取负。计算弯矩时，截面左侧梁上外力对截面形心的力矩顺时针转向取正，逆时针取负：截面右侧外力逆时针取正，顺时针取负。 ﹒横力弯曲或剪切弯曲Fs为0而弯矩M为常量这种弯曲为纯弯曲。 ﹒梁轴线上的一点在垂直于梁变形前轴线方向的线位移称为该点的挠度 ﹒梁任一横截面绕其中性轴转动的角度称为该截面的转角。
第一章绪论 问题：试述木瓜蛋白酶的生产方法？ 答：木瓜蛋白酶可以采用提取分离法、基因工程菌发酵法、植物细胞培养法等多种方法进行生产。 (1)提取分离法：从木瓜的果皮中获得木瓜乳汁，通过各种分离纯化技术获得木瓜蛋白酶。 (2)发酵法：通过DNA重组技术将木瓜蛋白酶的基因克隆到大肠杆菌等微生物中，获得基因工程菌，在通过基因工程菌发酵获得木瓜蛋白酶。 (3)植物细胞培养法：通过愈伤组织诱导获得木瓜细胞，在通过植物细胞培养获得木瓜蛋白酶。 第二章微生物发酵产酶 1、解释酶的发酵生产、酶的诱导、酶的反馈阻遏(产物阻遏)、分解代谢物阻遏。诱导物的种类？ 答：酶的发酵生产：利用微生物的生命活动获得所需的酶的技术过程； 酶的诱导：加进某些物质，使酶的生物合成开始或加速的现象，称为诱导作用； 产物阻遏（反馈阻遏）：指酶催化反应的产物或代谢途径的末端产物使该酶的生物合成受到阻遏的现象。 分解代谢物阻遏（营养源阻遏）：是指某些物质经过分解代谢产生的物质阻遏其他酶合成的现象。 诱导物的种类：诱导物一般是酶催化作用的底物或其底物类似物，有的也是反应产物。2、微生物产酶模式几种？特点？最理想的合成模式是什么？ 答：（1）同步合成型特点： a.发酵开始，细胞生长，酶也开始合成，说明不受分解代谢物和终产物阻遏。 b.生长至平衡期后，酶浓度不再增长，说明mRNA很不稳定。 （2）延续合成型特点： a.该类酶一般不受分解代谢产物阻遏和终产物阻遏。 b.该酶对应的mRNA是相当稳定的。 （3）中期合成型特点： a.该类酶的合成受分解代谢物阻遏和终产物阻遏。 b.该酶对应的mRNA不稳定。 （4）滞后合成型特点： a.该类酶受分解代谢物阻遏和终产物阻遏作用的影响，阻遏解除后，酶才大量合成。 b.该酶对应的mRNA稳定性高。 选择：在酶的工业生产中，为了提高酶产率和缩短发酵周期，最理想的合成模式是延续合成型。 3、可以添加什么解除分解代谢物阻遏？表面活性剂的作用？ 答：（1）一些酶的发酵生产时要控制容易降解物质的量或添加一定量的cAMP，均可减少或解除分解代谢物阻遏作用。 （2）表面活性剂的作用：增溶、乳化作用、润湿作用、助悬作用、起泡和消泡作用、消毒和杀菌剂。 4、根据微生物培养方式不同，酶的发酵生产有几种类型？哪种是目前酶发酵生产的主要方式？按酶生物合成的速度把细胞中的酶分几类？酶的生物合成在转录水平的调节主要有哪三种模式？微生物细胞生长过程一般分为几个阶段？
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酶工程考试复习题及答案 一、名词解释题 1.酶活力: 是指酶催化一定化学反应的能力。酶活力的大小可用在一定条件下，酶催化 某一化学反应的速度来表示，酶催化反应速度愈大，酶活力愈高，反之活力愈低。2.酶的专一性:是指一种酶只能对一种底物或一类底物起催化作用，对其他底物无催化 作用的性质，一般又可分为绝对专一性和相对专一性。 3.酶的转换数:是指每个酶分子每分钟催化底物转化的分子数，即是每摩尔酶每分钟催化 底物转变为产物的摩尔数，是酶的一个指标。 4.酶的发酵生产:是指通过对某些特定微生物进行发酵培养后，利用微生物生长发酵过程 中特定的代谢反应生成生产所需要的酶，最后通过提取纯化过程得到酶制剂的过程称为酶的发酵生产。 5.酶的反馈阻遏: 6.细胞破碎:是指利用机械、物理、化学、酶解等方法，使目标细胞的细胞膜或细胞壁得 以破坏，细胞中的目标产物得以选择性或全部释放便于后续收集和分离的过程称为细胞破碎。 7.酶的提取: 是指在一定的条件下，用适当的溶剂处理含酶原料，使酶充分溶解到溶剂 中的过程，也称作酶的抽提，是酶分离纯化过程常用的手段之一。 8.沉淀分离:是通过改变某些条件，使溶液中某种溶质的溶解度降低，从溶液中沉淀析 出，而与其他溶质分离的方法，常用语酶的初步提取与分离。
9.层析分离: 亦称色谱分离，是一种利用混合物中各组分的物理化学性质的差别，使各 组分以不同程度分布在两个相中，其中一个相为固定的(称为固定相)，另一个相则流过此固定相(称为流动相)并使各组分由于与固定相和流动相作用力的不同以不同速度移动，从而达到分离的物理分离方法。 10.凝胶层析: 又称为凝胶过滤，分子排阻层析，分子筛层析等。是指以各种多孔凝胶为 固定相，在流动相冲洗过程中混合物中所含各种组分的相对分子质量和分子大小不同，在固定相凝胶微孔中移动的距离不同，从而依次从层析柱中分离出来，达到物质分离的一种层析技术。 11.亲和层析: 是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，将混合物装 入层析柱中利用流动相的冲洗作用和目标分子与固定相配基亲和作用力不同而使生物分子分离纯化的技术。 12.离心分离: 借助于离心机旋转所产生的离心力，使不同大小、不同密度的物质分离的 技术过程。 13.电泳:带电粒子在电场中向着与其本身所带电荷相反的电极移动的过程称为电泳。利 用不同的物质其带电性质及其颗粒大小和形状不同，在一定的电场中它们的移动方向和移动速度也不同，故此可使它们分离，电泳技术是常用的分离技术之一。 14.萃取:是利用物质在两相中的溶解度不同而使其分离的技术。 15.双水相萃取:双水相是指某些高聚物之间或者高聚物与无机盐之间在水中以一定的浓度 混合而形各种不相溶的两水溶液相。由于溶质在这两相的分配系数的差异进行萃取的方法称为双水相萃取。
1试比较开环控制系统和闭环控制系统的优缺点。 答：优点：开环控制系统无反馈回路，结构简单，成本较低。 缺点：控制精度低，容易受到外界干扰，输出一旦出现误差无法补偿。 2 说明负反馈的工作原理及其在自动控制系统中的应用。 答：测量元件检测被控物理量，并将其反馈回来，通过给比较元件与给定信号进行比较，产生偏差信号。再通过放大元件将偏差信号进行放大，以足够的功率来推动执行元件去控制被控对象，从而调节和控制系统，使被控量以一定的精度符合或等于期望值。 3 控制系统有哪些基本组成元件？这些元件的功能是什么？ 答：反馈控制系统是由各种结构不同的元件组成的。一个系统必然包含被控对象和控制装置两大部分，而控制装置是由具有一定职能的各种基本元件组成的。在不同系统中，结构完全不同的元件却可以具有相同的职能，因此，将组成系统的职能元件按职能分类主要有以下几给定元件：用于给出输入信号的环节以确定被控对象的目标值（或称给定值）。 测量元件：用于检测被控量，通常出现在反馈回路中。 比较元件：用于把测量元件检测到的实际输出值经过变换与给定元件给出的输入值进行比较，求出它们之间的偏差。 放大元件：用于将比较元件给出的偏差信号进行放大，以足够的功率来推动执行元件去控制被控对象。 执行元件：用于直接驱动被控对象，使被控量发生变化。 校正元件：亦称补偿元件，它是在系统基本结构基础上附加的元部件，参数可灵活调整，以改善系统的性能。 5对自动控制系统基本的性能要求是什么？最首要的要求是什么？ 答：基本性能要求：稳、快、准。最首要的要求是稳。 1什么是时间响应？时间响应由哪两部分组成？各部分的定义是什么？ 答：系统在外加作用(输入) 激励下，其输出量随时间变化的函数关系称之为系统的时间响应，通过对时间响应的分析可揭示系统本身的动态特性。 任一系统的时间响应都是由瞬态响应和稳态响应两部分组成。 瞬态响应：系统受到外加作用激励后，从初始状态到最终状态的响应过程称为瞬态响应。稳态响应：时间趋于无穷大时，系统的输出状态称为稳态响应。 瞬态响应反映了系统动态性能，而稳态响应偏离系统希望值的程度可用来衡量系统的精确程度。 2 统稳定性的定义是什么？ 答：一个控制系统在实际应用中，当受到扰动作用时，就要偏离原来的平衡状态，产生初始偏差。所谓控制系统的稳定性，就是指当扰动消失之后，系统从初始偏差恢复到原平衡状态3 一个系统稳定的充分和必要条件是什么？ 答：系统特征方程的全部根都具有实部。或者说，闭环传递函数的全部极点均在s 平面的左半部。 4 什么是系统的频率特性？ 答：当不断改变输入的正弦波频率（由0 变化到无穷大）时，该幅值比和相位差随频率的变化情况称为系统的频率特性
第1学期《工程力学》复习要点 一、填空题 I ?力是物体间相互的相互机械作用，这种作用能使物体的运动状态和形状发生改变。 2?力的基本计量单位是牛顿（N）或千牛顿（kN ）。 3?力对物体的作用效果取决于力的大小、方向和作用点（作用线）三要素。 4?若力F对某刚体的作用效果与一个力系对该刚体的作用效果相同，则称F为该力系的合力，力系中的每个力都是F的分力。 5?平衡力系是合力（主矢和主矩）为零的力系，物体在平衡力系作用下，总是保持静止或作匀速直______________ —6?力是既有大小，又有方向的矢量，常用带有箭头的线段画岀。 7?刚体是理想化的力学模型，指受力后大小和形状始终保持不变的物体。 8若刚体受二力作用而平衡，此二力必然大小相等、〒向相反、作用线重合。 9?作用力和反作用力是两物体间的相互作用，它们必然大小相等、方向相反、作用线重合，分别作用在两个不同的物体上。 10.约束力的方向总是与该约束所能限制运动的方向相反。 II .受力物体上的外力一般可分为主动力和约束力两大类。 12. 柔性约束限制物体绳索伸长方向的运动，而背离被约束物体，恒为拉力。_ 13. 光滑接触面对物体的约束力，通过接触点，沿接触面公法线方向，指向被约束 ____ 的物体，恒为压力。 14. 活动铰链支座的约束力垂直于支座支承面，且通过铰链中心，其指向待定。 15 ?将单独表示物体简单轮廓并在其上画有全部外力的图形称为物体的受力图—在受力图上只画受力，不画施力；在画多个物体组成 的系统受力图时，只画外力，不画内力二 16 ?合力在某坐标轴上的投影，等于其各分力在同一轴上投影的代数和，这就是合力投影定理。若有一平面汇交力系已求得 送F x和E F y，则合力大小F R =—F1+F2+F3+ Fn=__刀Fi_。 17?画力多边形时，各分力矢量首尾相接，而合力矢量是从第一个分力矢量的起点指向最后一个分力矢量的终点。 18 ?如果平面汇交力系的合力为零，则物体在该力系作用下一定处于平衡状态。 19 ?平面汇交力系平衡时，力系中所有各力在两垂直坐标轴上投影的代数和分别等于零。 20 ?平面力系包括平面汇交力系、平面平行力系、平面任意力系和平面力偶系等类型。 21 ?力矩是力使物体绕定点转动效应的度量，它等于力的大小与力臂的乘积，其常用单位为N或kN m。 22 .力矩使物体绕定点转动的效果取决于力的大小和力臂长度两个方面。 23 .力矩等于零的条件是力的大小为零或者力臂为零（即力的作用线通过矩心）。 24 .力偶不能合成为一个力，力偶向任何坐标轴投影的结果均为零。 _ 25 .力偶对其作用内任一点的矩恒等于力偶矩与矩心位置无关。_ 26 .同平面内几个力偶可以合成为一个合力偶，合力偶矩等于各分力偶矩的代数和。_ 27 .力偶是由大小相等、方向相反、作用线不重合的两个平行力组成的特殊力系，它只对物体产生转动效果，不产生移动效果。 28 .力偶没有合力，也不能用一个力来平衡，力偶矩是转动效应的唯一度量; 29 .力偶对物体的作用效应取决于力偶矩的大小、力偶的转向和作用面三个要素。 30 .平面任意力系向作用面内任一点简化的结果是一个力和一个力偶。这个力称为原力系的主矢，—它作用在简化中心，且等于原力系中各力的矢量和；这个力偶称为原力系对简化中心的主矩，它等于原力系中各力对简化中心的力矩的代数和。 31.平面任意力系的平衡条件是：力系的主矢和力系对任何一点的主矩分别等于零: 应用平面任意力系的平衡方程，选择一个研究对 象最多可以求解三个未知量。 32 .空间汇交力系的平衡条件是____________ 、___________ 、__________ 。 34 .重心是物体重力的作用点点，它与物体的大小、形状和质量分布有关：形心是由物体的形状和大小所确定的几何中心，它与物体 的质量分布无关；质心是质点系的质量中心；对于均质物体，重心与形心重合，在重力场中，任何物体的重心与质心重合。____ 35 .作用于直杆上的外力（合力）作用线与杆件的轴线重合时，杆只产生沿轴线方向的伸长或缩短变形，这种变形形式称为轴向拉伸或压缩。 36 .轴力的大小等于截面一侧所有轴向外力的代数和：轴力得正值时，轴力的方向与截面外法线方向相同，杆件受拉伸。 37 .杆件受到一对大小相等、转向相反、作用面与轴线垂直的外力偶作用时，杆件任意两相邻横截面产生绕杆轴相对转动，这种变形称为扭转。 P 38 .若传动轴所传递的功率为P千瓦，转速为n转/分，则外力偶矩的计算公式为M =9549 。 n 39 .截面上的扭矩等于该截面一侧（左或右）轴上所有外力偶矩的代数和：扭矩的正负，按右手螺旋法则确定。 40 .强度是指构件抵抗破坏的能力，刚度是指构件抵抗弹性变形_的能力，稳定性是指受压杆件要保持原有直线平衡状态的能力。 41.杆件轴向拉压可以作岀平面假设：变形前为平面的横截面，变形后仍保持为平面，由此可知，横截面上的内力是均匀分布的。 42 .低碳钢拉伸可以分成：弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、缩颈阶段。 43 .用三种不同材料制成尺寸相同的试件, 在相同的实验条件下进行拉伸试验，得到的应力一应变曲线如右图所示。比较三种材料的曲线，可知_______________________ 拉伸强度最高、 弹性模量最大、.塑性最好。
酶工程期末复习 一、名词解释 1、酶工程：是酶的生产、改性与应用的技术过程。由酶学与化学工程技术、基因工程技术、微生物学技术相结合而产生的一门新的技术学科。 2、酶的化学修饰：通过化学基团的引入或除去，使蛋白质共价结构发生改变。 3、必需水：一般将维持酶分子完整空间构象所必需的最低水含量称为必需水。 4、抗体酶：具有催化活性的抗体，即抗体酶。 5、别构效应：调节物与酶分子的调节中心结合之后，引起酶分子构象发生变化，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或变构效应。 6、别构酶：能发生别构效应的酶称为别构酶。 7、酶活力：又称酶活性，是指酶催化某一化学反应的能力。 8、比活力：也称为比活性，是指每毫克酶蛋白所具有的酶活力单位数，一般用IU/mg 蛋白质表示。 9、生物传感器：由生物识别单元和物理转换器相结合所构成的分析仪器。 10、蛋白质工程：是以创造性能更适用的蛋白质分子为目的，以结构生物学与生物信息学为基础，以基因重组技术为主要手段，对天然蛋白质分子的设计和改造。 11、酶反应器 12、固定化酶：固定在载体上并在一定空间范围内进行催化反应，可以反复、连续使用的酶。 13、水活度：是指在一定温度和压力下，反应体系中水的摩尔系数w χ与水活度系数w γ的乘积：w w w γχα=。 14、生物反应器：指有效利用生物反应机能的系统（场所）。 15、酶反应器：以酶或固定化酶作为催化剂进行酶促反应的装置称为酶反应器。 16、活化能：从初始反应物（初态）转化成活化状态（过渡态）所需的能量，称为活化能。 二、填空题 1、酶活力测定的方法有终止法和连续反应法。常用的方法有比色法、分光光度法、滴定法、量气法、同位素测定法、酶偶联分析。 2、酶固定化的方法有吸附法（物理吸附法、离子交换吸附法）、包埋法（网格包埋法、微囊型包埋法、脂质体包埋法）、共价结合（偶联）法、交联法。 3、酶活力是酶催化反应速率的指标，酶的比活力是酶制剂纯度的指标，酶的转换数是酶催化效率的指标。 4、细胞破碎的主要方法有机械法（珠磨法、高压匀浆法、超声波破碎法）、非机械法（物理法、化学法、酶法）。 5、有机溶剂的极性系数lgP 越小，表明其极性越强，对酶活性的影响越大。 6、lgP 越大，溶剂的疏水性越强；lgP 越小，溶剂的亲水性越强。 7、酶反应器的类型根据所使用的酶，分为溶液酶反应器、固定化酶反应器。
清华大学本科生考试试题专用纸 考试课程控制工程基础（A卷） 2006 年 6月 14日1. 设有一个系统如图1所示，k1=1000N/m, k2=2000N/m, D=10N/(m/s)，当系统受到输入信号的作用时，试求系统的稳态输出。(15分) 图1 2. 设一单位反馈系统的开环传递函数为 现有三种串联校正装置，均为最小相位的，它们的对数幅频特性渐近线如图2所示。 若要使系统的稳态误差不变，而减小超调量，加快系统的动态响应速度，应选取哪种校正装置？系统的相角裕量约增加多少？(10分)
(a) (b) (c) 图2 3. 对任意二阶环节进行校正，如图3，如果使用PD控制器，K P, K D均为实数，是否可以实现闭环极点的任意配置？试证明之。(15分) 图3 4. 一个未知传递函数的被控系统，先未经校正，构成单位反馈闭环。经过测试，得知闭环系统的单位阶跃响应如图4所示。 是多少？(5分) 问：(1) 系统的开环低频增益K (2) 如果用主导极点的概念用低阶系统近似该系统，试写出其近似闭环传递函数；(5分) （3）如果采用PI形式的串联校正，K 在什么范围内时，对原 I 开环系统相位裕量的改变约在之间？(5分)
图4 5．已知计算机控制系统如图所示，采用数字比例控制，其中K>0。设采样周期T=1s 图5 （1）试求系统的闭环脉冲传递函数； (5分) （2）试判断系统稳定的K值范围； (5分) （3）当系统干扰时，试求系统由干扰引起的稳态误差。 (5分) 6．针对本学期直流电动机位置伺服系统教学实验，基本原理图见图6，其中，电枢控制式直流电动机电枢电阻为1.7Ω，电感为3.7mH，反电势系数Ce为0.2 13V/(rad/s)，力矩系数Cm为0.213Nm/A，等效到电动机轴上的总转动惯量为3 =470KΩ，α=0.9，速度调节器传递函数为6，电流调节器传递 92×10-6Nms2，设R 2
一、填空题 1．力是物体间相互的相互机械作用，这种作用能使物体的运动状态和形状发生改变。 2．力的基本计量单位是牛顿（N ）或千牛顿（）。 3．力对物体的作用效果取决于力的大小、方向和作用点（作用线）三要素。 4．若力F r 对某刚体的作用效果与一个力系对该刚体的作用效果相同，则称F r 为该力系的合力，力系中的每个力都是F r 的分力。 5．平衡力系是合力（主矢和主矩）为零的力系，物体在平衡力系作用下，总是保持静止或作匀速直线运动。 6．力是既有大小，又有方向的矢量，常用带有箭头的线段画出。 7．刚体是理想化的力学模型，指受力后大小和形状始终保持不变的物体。 8．若刚体受二力作用而平衡，此二力必然大小相等、方向相反、作用线重合。 9．作用力和反作用力是两物体间的相互作用，它们必然大小相等、方向相反、作用线重合，分别作用在两个不同的物体上。 10．约束力的方向总是与该约束所能限制运动的方向相反。 11．受力物体上的外力一般可分为主动力和约束力两大类。 12．柔性约束限制物体绳索伸长方向的运动，而背离被约束物体，恒为拉力。 13．光滑接触面对物体的约束力，通过接触点，沿接触面公法线方向，指向被约束 的物体，恒为压力。 14．活动铰链支座的约束力垂直于支座支承面，且通过铰链中心，其指向待定。 15．将单独表示物体简单轮廓并在其上画有全部外力的图形称为物体的受力图。在受力图上只画受力，不画施力；在画多个物体组成的系统受力图时，只画外力，不画内力。 16．合力在某坐标轴上的投影，等于其各分力在 同一轴 上投影的 代数 和，这就是合力投影定理。若有一平面汇交力系已求得x F ∑和y F ∑，则合力大小R F 。 17．画力多边形时，各分力矢量 首尾 相接，而合力矢量是从第一个分力矢量的 起点 指向最后一个分力矢量的 终点 。 18．如果平面汇交力系的合力为零，则物体在该力系作用下一定处于 平衡 状态。 19．平面汇交力系平衡时，力系中所有各力在两垂直坐标轴上投影的代数和分别等于零。 20．平面力系包括平面汇交力系、平面平行力系、平面任意力系和平面力偶系等类型。 21．力矩是力使物体绕定点转动效应的度量，它等于力的大小与力臂的乘积，其常用单位为N m ?或kN m ?。 22．力矩使物体绕定点转动的效果取决于力的大小和力臂长度两个方面。 23．力矩等于零的条件是力的大小为零或者力臂为零（即力的作用线通过矩心）。 24．力偶不能合成为一个力，力偶向任何坐标轴投影的结果均为零。 25．力偶对其作用内任一点的矩恒等于力偶矩与矩心位置无关。 26．同平面内几个力偶可以合成为一个合力偶，合力偶矩等于各分力偶矩的代数和。 27．力偶是由大小相等、方向相反、作用线不重合的两个平行力组成的特殊力系，它只对物体产生 转动 效果，不产生 移动 效果。 28．力偶没有 合力，也不能用一个力来平衡，力偶矩是转动效应的唯一度量； 29．力偶对物体的作用效应取决于力偶矩的大小、力偶的转向和作用面三个要素。 30．平面任意力系向作用面内任一点简化的结果是一个力和一个力偶。这个力称为原力系的主矢，它作用在简化中心，且等于原力系中各力的矢量和；这个力偶称为原力系对简化中心的主矩，它等于原力系中各力对简化中心的力矩的代数和。 31．平面任意力系的平衡条件是：力系的主矢和力系对任何一点的主矩分别等于零；应用平面任意力系的平衡方程，选择一个研究对象最多可以求解三个未知量。
酶:是由活细胞产生的，在细胞内、外一定条件下都能起催化作用的具有高效率和高度专一性的一类特殊蛋白质或核酸，酶能在机体内十分温和的条件下高效率地起催化作用，使得生物体内的各种物质处于不断的新陈代谢中。 酶工程:酶的生产与应用的技术过程,是酶学基本原理与化学工程相结合而形成的一门新兴的技术科学.研究酶制剂大规模生产及应用所涉及的理论与技术方法. 酶的应用:通过酶的催化作用获得人们所需的物质或除去不良物质,或许所需信息的技术过程. 酶的提取:又称酶的抽提,指在一定的条件下用适当的溶剂或溶液处理含酶物料,使酶充分溶解到溶剂或溶液中的技术过程. 膜分离:又称膜过滤.采用各种高分子膜为过滤介质,将不同大小,不同形状的物质分离的技术过程. 凝胶层析:又称凝胶过滤,分子筛层析等.指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的不同而达到物质分离的一种层析技术. 超临界萃取:又称超临界流体萃取,是利用预分离物质与杂志在超临界流体中的溶解度不同而达到的分离的一种萃取技术. 酶固定化:采用各种方法,将酶与水不溶性的载体结合,制备固定化酶的过程. 固定化酶:用物理,化学等方法将水溶性的酶固定到特定的载体上使之成为水不溶性的酶. 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. 水活度:用体系中水的蒸汽压和相同条件下纯水的蒸汽压之比表示.水活度与溶剂的极性大小关系不大，所以采用水活度作为参数来研究有机介质中水对酶催化作用的影响更为准确. 必需水:紧紧吸附在酶分子表面维持酶活化性所必需的最少水量. 反胶束体系:反胶束是在大量水不相混溶的有机溶剂中,含有少量的水溶液,加入表面活性剂后形成油包水的微小液滴. 胶束体系:胶束是在大量水溶液中含有少量与水相不相混溶的有机溶剂,加入便面活性剂后形成水包油的微小液滴. 酶分子修饰:通过各种方法使酶分子的结构发生某些改变,从而改变酶的某些特性和功能的技术过程称为酶分子修饰. 酶反应器:酶作为催化剂进行反应所需的装置称为酶反应器. 喷射式反应器：利用高压蒸汽的喷射作用实现酶与底物的混合是进行高温短时催化反应的一种反应器. 酶活力单位:是表示酶活力大小的尺度;1个酶活力单位是指在特定条件(25℃,其它为最适条件)下,在1分钟内能转化1微摩尔底物的酶量.
《控制工程基础》课程考核知识点： 第1章绪论 考核知识点： （一）机械工程控制的基本含义 1.控制论与机械工程控制的关系； 2.机械工程控制的研究对象。 （二）系统中信息、信息传递、反馈及反馈控制的概念 1.系统信息的传递、反馈及反馈控制的概念； 2.系统的含义及控制系统的分类。 第2章控制系统的数学模型 考核点： （一）数学模型的概念 1.数学模型的含义； 2.线性系统含义及其最重要的特征——可以运用叠加原理； 3.线性定常系统和线性时变系统的定义； 4.非线性系统的定义及其线性化方法。 （二）系统微分方程的建立 1.对于机械系统，运用达朗贝尔原理建立运动微分方程式； 2对于电气系统运用克希霍夫电流定律和克希霍夫电压定律，建立微分方程式； 3.简单液压系统微分方程式的建立。 （三）传递函数 1.传递函数的定义； 2.传递函数的主要特点： （1）传递函数反映系统本身的动态特性，只与本身参数和结构有关，与输入无关； （2）对于物理可实现系统，传递函数分母中S的阶数必不少于分子中S的阶次； （3）传递函数不说明系统的物理结构，不同的物理系统只要它们的动态特性相同，其传递函数相同； 3.传递函数零点和极点的概念。 （四）方块图及系统的构成 1.方块图的表示方法及其构成； 2.系统的构成 （1）串联环节的构成及计算； （2）并联环节的构成及计算； （3）反馈环节的构成及计算； 3.方块图的简化法则
（1）前向通道的传递函数保持不变； （2）各反馈回路的传递函数保持不变； 4.画系统方块图及求传递函数步骤。 （五）机、电系统的传递函数 1.各种典型机械网络传递函数的计算及表示方法； 2.各种典型电网络及电气系统传递函数的计算及表示方法； 3.加速度计传递函数计算； 4.直流伺服电机驱动进给系统传递函数计算。 . 第3章控制系统的时域分析 考核知识点： （一）时间响应 1.时间响应的概念； 2.瞬态响应和稳态响应的定义。 （二）脉冲响应函数 1.脉冲响应函数的定义； 2.脉冲响应函数与传递函数的关系； 3.如何利用脉冲响应函数求系统在任意输入下的响应。 （三）一阶系统的时间响应 1.一阶系统的传递函数及其增益和时间常数的计算； 2.一阶系统的单位脉冲响应函数计算； 3.一阶系统的单位阶跃响应函数计算； 4.一阶系统的单位斜坡响应函数计算。 （四）二阶系统的时间响应 1.二阶系统的传递函数及其无阻尼自然频率、阻尼自然频率和阻尼比的计算； 2.二阶系统特征方程及临界阻尼系数的含义； 3.二阶系统特征方程根的分布； 4.欠阻尼下的单位阶跃响应； 5.临界阻尼下的单位阶跃响应； 6.过阻尼下的单位阶跃响应； 7.阻尼比、无阻尼自然频率与响应位曲线的关系； 8.不同阻尼比下的单位脉冲响应。 （五）三阶和高阶系统的时间响应 主导极点的概念及其对响应的关系。 （六）瞬态响应的性能指标 1.瞬态响应的性能指标定义； 2.二阶系统的瞬态响应指标的计算； 3.二阶系统的阻尼比、无阻尼自然频率与各性能指标间的关系。 稳定性： （七）控制系统的稳定性 1.稳定性的概念； 2.判别系统稳定性的基本准则，即系统稳定性的必要和充分条件；
工程力学知识点 静力学分析 1、静力学公理 a，二力平衡公理：作用在刚体上的两个力使刚体处于平衡的充分必要条件是这两个力等值、反向、共线。（适用于刚体） b，加减平衡力系公理：在任意力系中加上或减去一个平衡力系，并不改变原力系对刚体的效应。（适用于刚体） c，平行四边形法则：使作用在物体上同一点的两个力可以合为一个合力，此合力也作用于该点，合理的大小和方向是以两个力为邻边所构成的平行四边形的对角线来表示。（适用于任何物体） d，作用与反作用力定律：两物体间的相互作用力，即作用力和反作用力，总是大小相等、指向相反，并沿同一直线分别作用在这两个物体上。（适用于任何物体） e，二力平衡与作用力反作用力都是二力相等，反向，共线，二者的区别在于两个力是否作用在同一个物体上。 2、汇交力系 a，平面汇交力系：力的作用线共面且汇交与一点的平面力系。 b，平面汇交力系的平衡：若平面汇交力系的力多边形自行封闭，则该平面汇交力系是平衡力系。 c，空间汇交力系：力的作用线汇交于一点的空间力系。 d，空间汇交力系的平衡：空间汇交力系的合力为零，则该空间力系平衡。
3、力系的简化结果 a，平面汇交力系向汇交点外一点简化，其结果可能是①一个力②一个力和一个力偶。但绝不可能是一个力偶。 b，平面力偶系向作用面内任一点简化，其结果可能是①一个力偶②合力偶为零的平衡力系 c，平面任意力系向作用面内任一点简化，其结果可能是①一个力②一个力偶③一个力和一个力偶④处于平衡。 d，平面平行力系向作用面内任一点简化，其结果可能是①一个力②一个力偶③一个力和一个力偶④处于平衡。 e，平面任意力系平衡的充要条件是①力系的主矢为零②力系对于任意一点的主矩为零。 4、力偶的性质 a，由于力偶只能产生转动效应，不产生移动效应，因此力偶不能与一个力等效，即力偶无合力，也就是说不能与一个力平衡。 b，作用于刚体上的力可以平移到任意一点，而不改变它对刚体的作用效应，但平移后必须附加一个力偶，附加力偶的力偶矩等于原力对于新作用点之矩，这就是力向一点平移定理。 c，在平面力系中，力矩是一代数量，在空间力系中，力对点之矩是一矢量。力偶对其作用面内任意点的力矩恒等于此力偶矩，而与矩心的位置无关。 5、平面一般力系。 a，主矢：主矢等于原力系中各力的矢量和，一般情况下，主矢并不与原力系等效，不是原力系的合力。它与简化中心位置无关。 b，主矩：主矩是力系向简化中心平移时得到的附加力偶系的合力偶的矩，它也不与原力系等效。主矩与简化中心的位置有关。 c，全反力：支撑面的法向反力及静滑动摩擦力的合力 d，摩擦角：在临界状态下，全反力达到极限值，此时全反力与支撑面的接触点的法线的夹角。f=tan e，自锁现象：如果作用于物体的全部主动力的合力的作用线在摩擦角内，则无论这个力有多大，物体必然保持静止，这一现象称为自锁现象。 6、a，一力F在某坐标轴上的投影是代数量，一力F沿某坐标轴上的分力是矢量。 b，力矩矢量是一个定位矢量，力偶矩矢是自由矢量。 c，平面任意力系二矩式方程的限制条件是二矩心连线不能与投影轴相垂直；平面任意力系三矩式方程的限制条件是三矩心连线不能在同一条直线上。 d，由n个构件组成的平面系统，因为每个构件都具有3个自由度，所以独立的平衡方程总数不能超过3n个。 e，静力学主要研究如下三个问题：①物体的受力分析②力系的简化③物体在力系作用下处于平衡的条件。 f，1 Gpa = 103 Mpa = 109 pa = 109 N/m2 7、铰支座受力图 固定铰支座活动铰支座