第一章绪论
【内容提要】
1.重点介绍酶和酶工程的研究简史和发展概况；
2.简要回顾酶催化特点、影响酶活性的因素、测定酶活力方法以及酶反应动力学。
【习题】
一、名词解释
酶工程；转换数；催化周期；比活力；酶活力；酶活国际单位；酶反应动力学
异构酶变构酶核酶抗体酶竞争性抑制反竞争性抑制非竞争性抑制
酶结合效率酶活力回收率固定化酶的相对酶活力
二、填空
1．酶是具有功能的生物大分子。
2．酶催化作用的专一性包括和。
3．影响酶催化作用的因素有、、、、、。
4．按照酶分子中起催化作用的主要组分不同可分为和。
5．分子内催化的R酶可分为和。
6．分子间催化的R酶可分为、、、、、。
7．固定化酶的活力测定方法主要有、和。8．固定化酶的比活力一般用所具有的酶活力单位数来表示。
9．酶的生产方法主要有、和。三、判断
1．核酸类酶的作用底物均为核酸
2．核酸类酶仅能作用于其他分子
3．核酸类酶可以以DNA为底物
4．酶的化学本质是蛋白质
五、简答题
1. 简述酶的研究简史。
2. 简述酶工程的发展概况。
3. 简要回答酶的催化特点。
4. 简要回答影响酶催化作用的因素。
5. 简要回答米氏方程的意义。
6. 简述酶工程的研究内容及主要任务。
答案：酶的生产与应用的技术过程称为酶工程，其主要内容包括酶的生产、分离纯化、酶的固定化、酶及固定化的反应器、酶和固定化酶的应用。
7. 举例说明酶活力的测定在酶的研究、生产和应用过程中的重要性。
酶活力是指在一定条件下，酶催化某一反应的反应速度（一般测初速度）。酶促反应速度是指单位时间、单位体积中底物的减少量或产物的增加量。单位：浓度/单位时间（2分）酶的活力单位（U）国际单位（IU单位）：在最适反应条件下，每分钟催化1umol底物转化为产物所需的酶量，称一个国际单位（IU），1 IU = 1umol /min
国际单位（Katal, Kat单位）：在在最适反应条件下，每秒钟催化1mol底物转化为产物所需的酶量，称Kat单位。1 Kat=60 X 106 IU
酶活力的测定方法：分光光度法；荧光法；同位素法；电化学法。
举例恰当。
8．试述酶工程的发展概况与前景。
9. Payen和Person、Buchner兄弟、Sumner、Fisher、Koshland、Henri、Michaelis和Menten、Jacob和Monod、Cech和Altmam及千佃一郎对酶学的主要贡献是什么？
第二章微生物发酵产酶
【内容提要】
1.重点介绍原核生物和真核生物合成酶的调节机制；
2.酶的发酵技术，主要包括产酶微生物菌种的选育和种子的培养，培养基方案和培养基条
件控制，以及发酵方法等；
3.酶发酵动力学，主要介绍发酵产酶模式，以及细胞生长动力学和产酶动力学。
【习题】
一、名词解释
诱导物——诱导作用；终产物阻遏——分解代谢产物阻遏；葡萄糖效应
组成型酶——适应型酶结构基因——启动子操纵子——操纵基因——调节基因固定化细胞——原生质体 CAP 与操纵基因、胞内酶与胞外酶
二、填空
1. 原核生物酶生物合成的调节方式主要有、、
。
2. 根据细胞生长与酶生物合成的关系，酶生物合成的模式可分为、
、、。其中和的酶合成可以受诱导物的诱导，而和的酶合成受阻遏，和
的酶所对应的mRNA ；而和的酶所对应的mRNA 。
3. 产酶微生物具有、、
、、特点。
4. 细胞生长的莫诺德动力学模型为，其中Ks代表
，是指
。μm为，是指。
三、判断
1. 同步合成型的酶的生物合成与细胞生长是同步进行的。
2. 延续合成型的酶的生物合成在细胞生长到达平衡期后开始。
3. 滞后合成型的酶的生物合成是在细胞生长一段时间或进入平衡期以后才大量开始。
4. 中期合成型的酶的生物合成是在细胞生长进入平衡期以后才开始。
5. 同步合成型的酶所对应的mRNA很稳定。
四、问答
1.举例说明酶生物合成调节作用机制在产酶微生物菌种改造中的指导意义。
2.举例说明酶生物合成调节作用机制在酶发酵过程优化中的指导意义。
3.根据酶生物合成的调节类型及机制说明在酶的发酵生产过程中，提高酶产量的措施有哪
些？
4.简要回答对微生物产酶菌种的要求？
5.如果要筛选酸性蛋白酶高产菌株，请制定筛选计划。
6.结合酶生物合成模式，浅谈如何提高酶的生物合成量。
7.黑曲霉可由果胶诱导合成聚半乳糖醛酸酶，葡萄糖的大量存在阻遏聚半乳糖醛酸酶的合
成。当以纯果胶为诱导物时，该酶的生物合成模式为哪种类型？若以含有葡萄糖的粗果
胶为诱导物时，该酶又成为哪种合成模式？为什么？
8.根据你所学的知识，阐述酶合成的理论基础以及酶的发展前景。
答案：酶合成的理论基础：转录和翻译
构建有别于天然功能酶的新酶类，例如：催化抗体（Catalyticantibody）并称抗体酶（Abzyme）是人们赋予其催化功能的免疫球蛋白，抗体是目前最大的多样性家族，与抗原有结合部位与酶相似，但无催化活性。酶促催化在于与底物结合产生过渡态，降低能障。人工合成酶（Synzyme）是合成具有催化功能的高聚物分子，目前使用分子印迹和生物印迹技术制备人工酶，原理与抗体酶过渡态理论大致相同，已经初步制备了具有蛋白酶功能，氧化还原酶催化功能的人工酶，人工酶亦可用于手性药物及化合物的分离纯化及生物传感器的分子识别，目前人工酶的催化转换数仍很低，需要多学科配合，对酶催化分子机理的深入了解，才会有可能在特殊反应中优于天然酶。
10. 比较细胞生长与酶产生的关系可将酶生物合成分为几种类型模式，简述其特点。说明在酶的发酵生产中最理想的合成模式。
答案：酶生物合成的模式可根据比较细胞生长与酶产生的关系分为4种类型：同步合成型、延续合成型、中期合成型、滞后合成型。其中理想模式应是延续合成型。
11. 酶发酵生产的前提之一，是根据产酶的需要，选育得到性能优良的微生物。说明优良的产酶微生物应当具备的条件。
答案：优良的产酶微生物应当具备的条件酶的产量高；稳定性好；易培养；利于分离纯化；安全无毒。
12. 简述转录与翻译过程。
13. 用操纵子模型解释酶的诱导与阻遏机制（末端产物、分解代谢产物）
14. 优良产酶微生物菌种的获得途径及各自特点（自己整理）。
第三章动植物细胞培养产酶
【内容提要】
1.重点介绍动植物细胞的培养；
2.介绍生产各种酶的基本知识、基本理论和基本技术。
【习题】
一、名词解释
操纵子与操纵基因诱导酶与组成酶胞内酶与胞外酶
外植体与愈伤组织初筛与复筛端粒与端粒酶
抗体酶 SOD
二、问答
1. 比较动物植物和微生物在细胞结构、培养基和培养方式上的不同。
2. 没生物合成的模式有哪些？最理想的模式是哪一种？
3. 请阐述动植物细胞中酶生物合成的调节。
4. 什么是端粒酶，简述其催化过程。
5. 如何获得抗体酶？
6. 植物细胞培养产酶有何特点？
7. 简述植物细胞培养产酶的工艺工程。
8. 举例说明动物细胞培养产酶的工艺工程。
第四章酶的提取与分离纯化
【内容提要】
1.重点介绍酶的分离纯化方法；
2.酶的分离工程主要单元操作包括预处理和细胞破碎，酶的提取，酶的分离纯化，酶的浓
缩、干燥与结晶，对各单元操作进行了详细介绍。
【习题】
1. 名词解释
ATPE IEC HPLC 2-DE 电泳电渗层析
2. 细胞破碎的方法有哪些？原理是什么？
3. 简述酶的提取方法及影响酶提取的主要因素。
4. 简述差速离心和密度梯度离心分离酶的原理及各自特点。
5. 简述双水相萃取和反胶束萃取、超临界流体萃取的原理及各自特点。
6. 如何理解灌注色谱是生物大分子分离纯化的一个重大突破？并以酶为例加以说明。
7. 简述结晶与沉淀的区别，酶结晶的基本原理及影响结晶的主要因素。
8. 试论述如何利用本章所学的各种分析技术对特定的蛋白酶进行酶学性质（如分子质量、pI、带电状态、亚基组成、溶解性等）研究。
9. 脂肪酶(EC3.1.1.3，甘油三酰酯水解酶)是一类能催化长链脂肪酸甘油酯水解为甘油和长链脂肪酸反应的生物催化剂，在食品加工、洗涤剂和造纸等众多领域有着广泛的应用。黑曲霉脂肪酶因其具有良好的生物安全性，一直是传统食品加工中的重要食品添加剂。现在分离得到一株脂肪酶高产菌株，经鉴定为黑曲霉。利用所学的知识，试设计一套从黑曲霉发酵液中分离纯化脂肪酶的实验方案。
10. 简述常用的三种电泳分离方法的原理及适用范围。
11. 层析在实验室和工业化生产中应用很广泛，何为层析？简述常用的三种层析分离方法的原理及适用范围。
答案：层析技术是近代生物化学实验中常用的分析方法之一，任何层析过程都是在两个相中进行的。一是固定于支持物上的固定相，另一是流经固定相的流动相，由于样品中各组分理化性质（如溶解度、吸附能力、分子形状、分子所带电荷的性质和数量、分子表面的特殊基团、分子量等）不同，表现出对固定相和流动相的亲和力各不相同。当混杂物通过多孔的支持物时，它们受固定相的阻力和受流动相的推力也不同，各组分移动速度各异并在支持物上集中分布于不同的区域，从而各组分得以分离。常用的层析分离方法吸附层析；分配层析；离子交换层析；凝胶层析；亲和层析。
12. 相对离心力、沉降系数及三种离心方法的特点。
13. 常用沉淀法的种类及原理。盐析法分离蛋白质的原理、种类及盐析常数的含义。
14. 膜分离的种类、原理及应用。
15. 比较吸附层析、疏水层析、离子交换层析、凝胶过滤、亲和层析在原理、层析介质、操作及应用方面的异同点。
16. HPLC的产生特点及反向色谱的含义及分离依据。
17. 比较连续与非连续、变性与非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳区别。
18. 蛋白质浓度测定方法及酶活力测定方法。
19. 比活力、提纯倍数、回收率的含义及用途。
20. 总结脱盐、浓缩、分子量测定的方法及原理。
21. 电泳的基本原理是什么？电泳的种类有哪些？等电聚焦的原理与用途。
22. SDS-PAGE和等电聚焦电泳的原理和操作的不同之处是什么？
23. 亲和层析的原理是什么？如何根据目的产物的性质选择洗脱方式？
第五章酶分子修饰
【内容提要】
1.重点介绍酶化学修饰的原理和方法；
2.简单介绍酶分子的应用；
【习题】
1.名词解释
核苷酸连剪切修饰氨基酸置换修饰核苷酸置换修饰抗体酶 pH印记
2.简述酶分子化学修饰的基本原理。
3.酶分子被化学修饰后在性质上有哪些变化？
4.酶分子的哪些侧链可以被修饰？
5.简述抗体酶催化的反应类型有哪些？
6.抗体酶有何特性？
7. 酶分子修饰在酶学和酶工程研究方面很重要，其修饰方法多种多样。分析表T4溶菌酶的
修饰结果，说明酶分子修饰的目的。
T4溶菌酶及其6个突变体的性质
型的T4溶菌酶，再进行酶活性的测定，实验结果表明，有二硫键存在时，酶的热稳定性升高，二硫键越多酶就越稳定。但在表中我们也可以看出Cys21与Cys142双突变蛋白比野生型或假野生型更稳定，但却失去了酶活性，这说明21位与142位之间形成的二硫键可能使肽链骨架发生了扭曲，从而破坏了酶活性中心的构象，使酶失去活性。通常人们不对位于酶活性中心的氨基酸进行突变，因为活性中心对小的构象变化非常敏感。
目的：提高酶的稳定性。
8. 酶活性中心的特点及主要化学基团。
9. 研究酶活性中心的方法及差别标记与亲和标记的区别与特点。
10. 酶化学修饰的目的是什么？常用的大分子修饰剂有哪些，修饰后的用途及原理。
11. 那些蛋白质侧链基团可以被修饰？主要的修饰剂及修饰反应类型。
12. 总结消除酶的抗原性的方法，比较各自原理的不同并举例说明。
13. 酶的蛋白质工程、酶分子化学修饰、酶的固定化在目的方法上的异同点。
14. 提高酶稳定性普遍使用的方法有哪些？举例说明实际应用。
15. 维持酶分子空间结构稳定的主要作用力是什么？
第六章酶、细胞、原生质体固定化
【内容提要】
1.固定化生物催化剂的概念以及吸附法、包埋法、共价结合法、无载体固定化酶的基本技
术和原理；
2.细胞固定化的基本技术和原理；
【习题】
1.名词解释
固定化、固定化酶、固定化细胞、固定化原生质体
2.比较使用游离酶、固定化酶和固定化细胞作为催化剂的优缺点。
3.简述常见的酶的固定化方法、固定化的原理以及各自的优缺点。
4.如何评价固定化酶的固定化效果？
5.简述固定化对酶性质的影响。
6.简述固定化细胞作为生物催化剂的优点和缺点。
7.设计实验固定化酿酒酵母进行乙醇生产。
8.请设计实验测定固定化葡萄糖异构酶的活力和比活力的方法。
9.设计啤酒生产中常用的木瓜蛋白酶的固定化方法。
10.查阅资料分析某种交联酶晶体的制备过程以及应用。
11.比较有载体固定化和无载体固定化生物催化剂各自的优势。
12. 固定化酶、细胞、原生质体产生的背景。
第七章酶的非水相催化
【内容提要】
1.非水酶学的催化介质的类型和有机介质中的酶促反应的特点；
2.详细阐述了酶在有机溶剂反应体系中催化反应的影响因素及其表现出的新性质；
3.简要介绍了气相和超临界介质的酶促反应及应用。
4.非水酶学在有机合成中的应用。
【习题】
1.名词解释
萃取超临界萃取正胶束反胶束必需水非水酶学、微水体系
2.简述水在酶促反应中的作用。
3.简述非水体系中酶催化反应的优点。
4.举例说明如何选择酶催化有机体系中的有机溶剂。
5.举例说明非水体系中酶的催化性质与水体系中的差异，试解释原因。
6.说明如何对酶在有机介质中的催化活性进行调节和控制。
7.什么是超临界流体？超临界流体中酶催化有何特点？
第八章酶反应器
【内容提要】
1.重点介绍不同类型的酶反应器；
2.简要介绍酶反应器选型与设计以及酶反应器的操作调控。
【习题】
1.酶反应器与化学反应器和发酵罐有何区别？
2.试比较各类酶反应器的优缺点。
3.在酶的应用中，如何选择适宜的酶反应器？
4.简述酶反应器设计的一般步骤。
5. 说明酶反应器的类型以及应用范围。
答案：酶反应器有多种。按照结构的不同可以分搅拌罐式；流化床式；鼓泡式；喷射式；
膜反应器
6. 酶反应器在使用过程中应注意哪些问题？如何防止酶反应器的微生物污染？
第九章酶的应用
【内容提要】
简要介绍酶在几个大的领域的应用。
【习题】
1.酶在医药领域的应用主要有哪些？
2.酶法保鲜有何优点？
3.举例说明酶在工业生产方面的应用。
4.酶在生物技术研究领域中有和应用？
5.简述酶技术在生物质能源中的应用前景。
6.简述我国酶制剂的应用现状及存在问题。
7.根据所学知识阐述酶工程发展前景。
答案：酶学与酶工程的研究领域还有固定化生物催化剂及酶反应器的工业应用，以及作为生物功能信息分子参与生命过程调控的糖药物酶促合成的糖工程等，相信在电子信息技术，高物理、化学技术、生物高技术密切合作的时代，酶工程必然会走向深化境界，无论在理论上或在应用上将有更大的创新性成就。
第九章抗体酶核酶极端酶
1. 人们为什么要开展对酶的人工模拟？目前有哪些这方面的研究和应用成果。
2. 与天然酶相比抗体酶又何优势？目前有哪些制备方法？分析其产业化前景。
3. 核酶发现的生物学意义。阐述其在医药方面的应用前景。
4. 目前极端酶又哪几类？分别举例说明该酶的深入研究与开发对促进拓展酶制剂应用领域的重要意义。