生化工程课程复习资料

生物化学复习资料一、生化复习中常见名词总结：1.蛋白质一级结构：指蛋白质多肽链中氨基酸的排列顺序。

主要由肽键维持。

2.蛋白质二级结构：指多肽链主链原子的局部空间排布，不包括侧链的构象。

主要由氢键维持。

3.蛋白质三级结构：蛋白质三级结构是指整条多肽链中全部氨基酸残基的相对空间位置，也即整条多肽链所有原子在三维空间的排布位置。

4.蛋白质四级结构：数个具有三级结构的多肽链在三维空间的特定排布，每一条多肽链称为亚基。

这种蛋白质分子中各个亚基的空间排布及亚基间的相互作用，称为蛋白质的四级结构。

5.蛋白质等电点：当蛋白质溶液处于某一pH时，蛋白质解离成正、负离子的趋势相等，即成为兼性离子，净电荷为零，此时溶液的pH称为蛋白质的等电点。

6.肽键：一个氨基酸的α¬羧基与另一个氨基酸的α¬氨基脱水缩合形成的酰胺键称为肽键7.蛋白质的两性解离：由于所有的蛋白质都含有碱性的α-氨基和酸性的α-羧基，既可以在酸性溶液中与H+结合成带正电的阳离子，也可以在碱性溶液中与—OH结合成带负电的阴离子，即蛋白质的两性解离。

8.碱基互补规律：在DNA 双链结构中两条链的碱基之间以氢键相连，产生了固有的配对方式，即腺嘌呤与胸腺嘧啶、鸟嘌呤与胞嘧啶配对存在，这种配对方式称为碱基互补。

9.DNA的变性: 在某些理化因素作用下，DNA双链解开成两条单链的过程。

10.增色效应：在DNA解链过程中，由于更多的共扼双键得以暴露，DNA在紫外线区260nm处的吸光值增加，并与解链程度有一定的比例关系，这种关系称为DNA的增色效应。

11.Tm值：DNA变性过程中，紫外光吸收值达到最大值的50％时的温度称为DNA的解链温度(Tm)。

在Tm时，DNA分子内50％的双链结构被解开。

Tm值与DNA的分子大小和所含碱基中的G、C所占比例相关。

12.酶：是由活细胞合成的，对其特异性底物起高效催化作用的蛋白质，是机体内催化多种代谢反应最主要的催化剂。

生化工程绪论1、 定义：生化工程是生物化学工程的简称，它是以生物技术从实验室规模扩大至生产规模为目的，以生物生产过程中带有共性的工程技术问题为核心的一门由生物科学与化学工程相结合的交叉学科。

它既是生物技术的一个重要组成部分，又是化学工程的一个分支学科。

2、 单元操作：完成一道工序所需的一种方法和手段。

在研究单元操作时，经常用到下列五个基本概念，即物料衡算，能量衡算，物系的平衡关系，传递速率及经济核算等。

第一章 灭菌技术1、抑制有害微生物的措施：2、除菌的方法包括①培养基的加热灭菌（包括常压或蒸汽高压加热法）②空气的过滤除菌③紫外线或电离辐射④化学药物灭菌第一节 培养基的灭菌一、概述：发酵工业广泛应用蒸汽加热的方法处理大量培养基1、 高温杀菌作用的种类：2、 干热灭菌法：其中的灼烧是一种最彻底的方法，但是仅用于接种针等少数对象的灭菌。

3、 湿热灭菌法：比干热灭菌法更有效。

细菌的芽孢最耐热，一般要在120℃下处理15min 才能杀死。

➢ 常压法：包括巴氏消毒法和间歇灭菌法等。

其中，巴氏消毒法是用于牛奶、啤酒、果酒和酱油等不能进行高温灭菌的液体的一种消毒方法，其主要目的是杀死其中无芽孢的病原菌（如牛奶中的结核杆菌或沙门氏菌），而又不影响它们的风味。

是一种低温消毒法，包括LTH 法和HTST 法。

4、 影响加压蒸汽灭菌效果的因素① 灭菌物体含菌量的影响。

（天然原料尤其是麸皮等植物性原料配成的培养基，一般含菌量较高，而用纯粹化学试剂配制成的组合培养基，含菌量低。

）➢ 灭菌：采用强烈的理化因素使任何物体内外部的一切微生物永远丧失其生长繁殖能力的措施。

分杀菌和溶菌两种。

杀菌指菌体虽死，形体尚存；溶菌指菌体杀死后其细胞发生溶化、消失的现象。

➢ 消毒：采用较温和的理化因素，仅杀死物体表面或内部一部分对人体有害的病原菌，而对被消毒的物体基本无害的措施。

➢ 高温致死原理：使微生物的蛋白质和核酸等生物大分子发生变性、破坏。

第一章、蛋白质的结构与功能1、主要元素:C、H、O、N、S（P7）2、定氮法:样品中含蛋白质克数＝样品的含氮克数×6.253、肽键:肽键是由一个氨基酸α-羟基与另一个氨基酸的α-氨基脱水缩全面行成的化学键，是蛋白质分子中的主要共价键，性质比较稳定。

（P11）4、肽:肽是氨基酸通过肽键相连的化合物，蛋白质不完全水解的产物也是肽。

10个以下氨基酸组成成寡肽，10个以上氨基酸组成称多肽。

（P11）5、多肽和蛋白质分子中的氨基酸均称为氨基酸残基。

具有特殊的生理功能的肽称为活性肽。

（P11）6、蛋白质一级结构:指多肽链中氨基酸（残基）从N端到C端的排列顺序，即氨基酸序列。

主要化学键为肽键。

（P12）7、蛋白质二级结构:指多肽链中相邻氨基酸残基的局部肽链空间结构，是其主链原子的局部空间排布。

主要化学键为氢键。

（P13）8、蛋白质三级结构:指整条多肽链中所有氨基酸残基，包括主链和侧链在内所形成的空间结构。

主要化学键为疏水键。

（P15）9、结构域:分子量大的蛋白质分子由于多肽链上相邻的超二级结构紧密联系，形成多个相对独特并承担不同生物学功能的超三级结构。

（P16）10、蛋白质四级结构:指各具独立三级结构多肽链以各种特定形式接触排布后，结集在此蛋白质最高层次空间结构。

在此空间结构中，各具独立三级结构的多肽链称亚基。

主要化学键为疏水键，氢键，离子键。

（P16）第三章、酶1、同工酶:指催化的化学反应相同，但酶蛋白的分子结构、理化性质及免疫化学特性不同的一组酶。

亚基:骨骼肌形和心肌形。

组成的五种同工酶:LDH1（H4）、LDH2（H3M）、LDH3（H2M4）、LDH4（HM3）、LDH5（M5）。

（P40）2、酶促反应的特点:催化性、特异性、不稳定性、调节性。

（P41）第五章、糖代谢1、糖酵解反应的特点:在无氧条件下发生的不完全的氧化分解反应，整个过程均在胞质中完成，无需氧的参与，终产物是乳酸；反应中适放能量较少，一分子葡萄糖可净生成二分子ATP。

生化工程原理复习题及答案一、名词解释1、生化工程：将生物技术的实验室成果经工艺及工程开辟，成为可供工业生产的工艺过程，常称为生化工程。

2、灭菌：是指用物理或者化学方法杀灭物料或者设备中的一切生命物质的过程。

3、惯性冲撞机制：气流中运动的颗粒，质量，速度，具有惯性，当微粒随气流以一定的速度向着纤维垂直运动时，空气受阻改变方向，绕过纤维前进，微粒由于惯性的作用，不能及时改变方向，便冲向纤维表面，并滞留在纤维表面。

4、细胞得率：是对碳的细胞得率。

=生成细胞量某细胞含碳量或者=消耗基质量某基质含碳量。

5、生物反应动力学：是研究在特定的环境条件下，微生物的生长、产物的生成、底物的消耗之间的动态关系及规律，以及环境因子对这些关系的影响。

生物反应工程：是一门以生物反应动力学为基础，研究生物反应过程优化和控制以及生物反应器的设计、放大与操作的学科。

6、返混：反应器中停留时间不同的物料之间的混合称为返混。

7、细非结构模型：8、非结构模型：如果把菌体视为单组分，则环境的变化对菌体组成的影响可被忽略，在此基础上建立的模型称为非结构模型。

结构模型：在考虑细胞组成变化基础上建立的微生物生长或者相关的动力学模型。

9、限制性底物：是培养基中任何一种与微生物生长有关的营养物，只要该营养物相对贫乏时，就可能成为限制微生物生长的因子，可以是C 源、 N 源、无机或者有机因子。

10、绝对过滤介质：绝对过滤介质的孔隙小于细菌和孢子，当空气通过时微生物被阻留在介质的一侧。

深层过滤介质：深层过滤介质的截面孔隙大于微生物，为了达到所需的除菌效果，介质必须有一定的厚度，因此称为深层过滤介质。

11、均衡生长:在细胞的生长过程中，如果细胞内各种成份均以相同的比例增加，则称为均衡生长。

非均衡生长:细胞生长时胞内各组分增加的比例不同，称为非均衡生长。

二、问答1、试述培养基灭菌通常具有哪些措施？灭菌动力学的重要结论有哪些？答：培养基灭菌措施有：(1)使用的培养基和设备需经灭菌。

第一章蛋白质化学名词解释氨基酸的等电点肽键结构域四级结构蛋白质等电点蛋白质变性作用蛋白质的复性二．思考题1.氨基酸的分类2.常见氨基酸种类、英文简写、一般结构特点3.蛋白质二级结构种类及特点4.维持蛋白质二级结构及三级结构的作用力5.蛋白质的紫外吸收特点第二章核酸的化学一．名词解释DNA双螺旋结构减色效应增色效应Tm DNA变性复性退火二．思考题1．嘧啶、嘌呤核苷所形成的糖苷键是怎样相连的？假尿嘧啶核苷与尿嘧啶核苷的区别？2．核酸的种类及分布，核酸的组成3．DNA的二级结构是怎样的？其稳定因素是什么？4．DNA双螺旋结构的多态性是怎样的？5．RNA的种类及作用？6．原核与真核细胞的mRNA在结构上的差异（一级结构）？7．tRNA二级结构有那些特点？其作用如何？三级结构？第三章酶学一．名词解释酶全酶多酶体系（多酶复合体）活性中心必需基团 Km 别构酶酶活力比活力同工酶二思考题1．酶作用的专一性可分为哪几类？2．酶的化学本质是什么？近年来对酶的化学本质有何新的看法（补充）？3．影响酶促反应速度的因素有哪些？4．辅助因子按其化学本质分哪两类？在酶促反应中起什么作用？5．举例说明竞争性、非竞争性、反竞争性抑制剂的动力学作用特点。

（如丙二酸，磺胺类药物等）6．诱导锲合学说的内容是什么？其解决了什么问题？7．Km有什么意义？怎样求法？影响Km值变化因素有哪些？8．国际生化协会酶学委员会将酶分为哪几类？醛缩酶、葡萄糖异构酶、谷丙转氨酶各属于第几类酶类？9．别构酶（变构酶）是否属于米氏酶？在调整细胞内各个酶促反应中有何生理学意义？维生素一．名词解释Tpp NAD+ NADP+ NADPH+H+ coASH FH4 FAD FADH2二．思考题1．FAD，FMN，NAD+，NADP+，Tpp是何种维生素的衍生物，在催化反应中起什么作用？2．泛酸、磷酸吡哆醛、生物素、四氢叶酸是哪种辅酶组成成分，这些辅酶有何作用？3．糖酵解过程中需要哪些维生素参与？4．为什么说维生素，尤其是B族维生素对机体新陈代谢很重要？5．脱羧酶、羧化酶、转氨酶的辅酶是什么？熟记书中所列的B族维生素的名称，辅酶形式及生理作用第五章糖代谢1．简述蔗糖的合成与降解途径2．简述淀粉的合成与降解途径3．糖酵解过程定义？是否需要O2，是否发生氧化还原反应？其关键酶是什么？写出关键酶催化的反应结构式。

生化工程复习题一、名词解释（每小题3 分）(1)对数残存定律：在灭菌过程中，微生物的受热死亡遵循分子反应速度的理论。

微生物数量由于受到温度的影响而随着时间的增加逐渐减少。

也即菌的减少速率（即微生物的死亡速率）与任何一瞬间残存的菌数成正比，这就是对数残存定理。

(2)全挡板条件：指能达到消除液面漩涡的最低条件。

即在一定转速下再增加罐内挡板（或附件）数也不会改善搅拌效果。

(3)临界稀释率Dc : Dc=μmaxS F/(K S+S F) 当菌体在培养基中达到最大比生长速率，反应器中的菌体通过稀释度被“清洗出罐”，此时的D定义为临界稀释率。

（不一定对）(4).能量生长非偶联型：ATP过量存在，而合成细胞的材料不足，成为限制因素，或者存在生长抑制物，这时ATP不能充分和有效地被用于生物细胞的合成，过量的ATP会被相应的酶水解，能量以热量方式释放。

这种生长称为能量生长非偶联型。

（当缺少合成菌体的材料或存在生长抑制物质，这时的生长取决于合成菌体材料的供应或合成反应的进程，这种生长就是能量非偶联型生长。

(5)返混：反应器中停留时间不同的物料之间的混合称为返混。

(6 )K L a ：体积溶氧系数K L a是液膜传质系数K L与气液比表面积a的乘积，或称为体积传质系数。

体积溶氧系数是发酵工程学中的重要概念，是发酵过程中溶解氧水平的重要参考水平。

(7)固定化酶分配效应：固定化酶处于主体溶液中，形成非均相反应系统。

在固定化酶附近的环境称为微环境，而主体溶液则为宏观环境。

在反应系统中，由于载体和底物的疏水性、亲水性以及静电作用，经常引起微环境与宏观环境之间不同的性质，形成底物和各种效应物的不均匀分布，这种效应称为分配效应。

(8）细胞的比生长速率：（以单位细胞浓度为基准的细胞生长速率）每小时单位质量的菌体所增加的菌体量称为菌体比生长速率。

它是表征微生物生长速率的一个参数，也是发酵动力学中的一个重要参数。

(9）牛顿型流体和非牛顿型流体：牛顿流体为没有颗粒的混合单一的流体，其剪切应力与剪切速率成正比粘度不随剪切速率的变化而变化的符合牛顿黏性定律的流体。

1.酶的结构（催化反应机制）及活性表征；
2.酶促反应动力学（米氏方程、酶的可逆抑制和不可逆抑制及其原理）。

第七章维生素和辅酶
1.维生素的定义及其生理功能；
2.水溶性维生素（VB1、VB2、VPP、泛酸、VB6、VB12、生物素、叶酸分别对应何种辅酶，
有何功能？）；
3.重要的脂溶性维生素（VA、VD、VE、VK）。

第八章新陈代谢和氧化
1.新陈代谢的概念（分阶段含义）机研究方法；
2.高能化合物（自由能、ATP的定义及生理学功能）；
3.生物氧化（概念、电子传递链、氧化还原酶复合物）；
4.氧化磷酸化（电子传递与氧化磷酸化的偶联、质子泵）。

第九章糖代谢
1.多糖及寡糖降解的简单步骤；
2.糖的酵解途径（C6 C3详细过程、能耗、生物学意义）；
3.TCA循环（过程详解、生物学意义）；
4.简单了解HMP途径、乙醛酸回补途径、糖异生途径；
5.糖代谢和发酵工业（简单了解）。

第十章脂类代谢
1.脂肪的降解、吸收和转运过程；
2.甘油代谢的降解途径；
3.脂肪酸的分解代谢（β-氧化）详细过程；
4.脂肪酸的合成代谢的过程（侧重分解代谢和合成代谢的异同）。

第十一章核酸代谢
1.核酸的酶促降解过程；
2.嘌呤、嘧啶的分解与合成过程（从头合成，补救合成）；
3.DNA、RNA的合成过程；
4.DNA的复制过程。

第十二章蛋白质代谢
1.蛋白质的消化和吸收；
2.氨基酸代谢方式及其过程（脱氨、脱羧）；
3.苯丙氨酸的代谢过程（生理学意义）。

一、名词解释1、珠磨:利用由高速转动的珠子所产生的剪切力而达到细胞破碎的过程2、包涵体:通过基因工程技术使一些基因在原核细胞表达时，蛋白质常常交联在一起，形成不溶性的聚集体，通常称为包涵体。

3、冻融:细胞在低温下冷冻，然后在室温下融化，反复多次而使细胞破裂。

4、超滤:离介质同上，但孔径更小，为0.001~0.02 μm，分离推动力仍为压力差，在一定压力条件下，溶液中溶质依据分子量大小选择性透过半透性薄膜的过程。

5、反渗透:在一定压力条件下，溶液中溶剂选择性透过半透性薄膜的过程。

8、干燥:用热能加热物料，使物料中水分蒸发而干燥或者用冷冻法使水分结冰后升华而除去的单元操作9、惰性助滤剂：一种颗粒均匀、质地坚硬的不可压缩的粒状物质，用于扩大过滤表面的适应范围，减轻细小颗粒的快速挤压变形和过滤介质的堵塞。

10、结晶：溶液中的溶质在一定条件下因分子或离子有规则的排列而结合成晶体的过程。

11、超离心：根据物质的沉降系数、质量和形状不同，应用强大的离心力，将混合物中各组分分离、浓缩、提纯的方法称为超离心法。

12、透析：利用具有一定孔径大小、高分子溶质不能透过的亲水膜，通过浓度差的作用，使高分子溶液中的小分子溶质(例如无机盐)透膜，从而达到分离的目的。

这就是透析。

13、反胶束萃取：16、电渗：液体在电场中，对于固体支持介质的相对移动，称为电渗现象。

17、等电聚焦：利用蛋白质分子或其它两性分子的等电点不同，在一个稳定的、连续的、线性的pH梯度中进行蛋白质的分离和分析。

18、凝聚：破坏溶质胶体颗粒表面的双电层，破坏胶体系统的分散状态，使胶体粒子聚集成1mm大小块状凝聚体的过程。

19、絮凝：在絮凝剂高分子聚合电解质的作用下，胶体颗粒和聚合电解质交连成网，形成10 mm大小的絮凝团过程。

20、过滤：在一定的压力差下，将固液悬浮液通过一多孔性介质而实现固液分离的过程。

21、错流过滤：当进料液的流动方向和膜的压力方向垂直时的过滤方式称之为错流过滤22、细胞破碎：指选用物理、化学、酶或机械的方法来破坏细胞壁或细胞膜。

生化工程复习题及答案一、选择题1. 以下哪个选项是细胞培养中常用的培养基？A. 蒸馏水B. 琼脂糖C. 营养肉汤D. 细胞培养基答案：D2. 酶工程中，酶的固定化方法不包括以下哪一项？A. 吸附法B. 交联法C. 包埋法D. 离心法答案：D3. 以下哪种物质不是细胞膜的主要成分？A. 磷脂B. 蛋白质C. 胆固醇D. 纤维素答案：D4. 在生物反应器的设计中，搅拌器的主要作用是什么？A. 提高氧气传递效率B. 增加底物浓度C. 减少细胞聚集D. 以上都是答案：D5. 以下哪种生物反应器不适合用于大规模生产？A. 搅拌式反应器B. 固定床反应器C. 流化床反应器D. 微囊反应器答案：D二、填空题1. 细胞培养过程中，____和____是影响细胞生长和代谢的重要因素。

答案：温度、pH2. 酶的催化作用具有____和____的特点。

答案：高效性、专一性3. 在生物反应器中，____是影响细胞生长和产物形成的关键参数之一。

答案：溶氧4. 固定化酶技术的优点包括____、____和____。

答案：稳定性高、可重复使用、操作简便5. 生物反应器的类型包括____、____、____和____。

答案：搅拌式反应器、固定床反应器、流化床反应器、膜反应器三、简答题1. 简述细胞培养中常用的细胞计数方法。

答案：细胞培养中常用的细胞计数方法包括显微镜直接计数法、电子计数法和细胞自动分析仪计数法。

2. 描述酶的催化机制。

答案：酶的催化机制通常涉及酶的活性中心与底物的结合，形成酶-底物复合物，通过降低反应的活化能，加速反应速率，最终生成产物并释放酶。

3. 说明生物反应器中搅拌器的作用。

答案：生物反应器中搅拌器的作用包括提供足够的氧气和营养物质，促进热量和质量传递，防止细胞聚集，以及维持细胞悬浮状态。

4. 讨论固定化细胞技术在工业生产中的应用。

答案：固定化细胞技术在工业生产中应用广泛，如在生产抗生素、酶制剂、有机酸、生物燃料等方面，可以提高细胞的稳定性和重复使用性，降低生产成本。