酶工程期末考试重点

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。

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：ww 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。

酶工程期末重点总结一、酶工程概述酶工程是将酶应用于工业领域的一门科学，通过对酶的研究和改良，可以提高酶的稳定性、催化活力、选择性和产量，以满足工业生产的需求。

酶工程的应用范围广泛，涉及生物技术、医药化学、食品工程等多个领域。

二、酶的产生和分离纯化1. 酶的产生：酶可以通过天然微生物、重组DNA技术等方法进行生产。

天然微生物通过发酵过程产生酶，而重组DNA技术可以将特定基因导入到宿主微生物中，使其产生目标酶。

2. 酶的分离纯化：酶的分离纯化通常包括细胞破碎、组织液处理、沉淀和层析等步骤。

其中，层析是一种常用的分离纯化方法，包括凝胶过滤层析、离子交换层析、亲和层析等。

三、酶的性质和特点1. 酶的性质：酶是一种特殊的蛋白质，具有催化作用。

酶的催化作用是高度选择性的，可以加速化学反应的速率并降低反应的能量活化值。

2. 酶的特点：酶具有高效、低成本、环境友好等特点。

由于酶具有高度选择性，因此可以在温和的条件下催化反应，减少能耗和废弃物产生。

四、酶的改良和优化酶的改良和优化是酶工程的核心内容之一，旨在提高酶的催化活力、选择性和稳定性，以满足工业生产的需求。

1. 酶的改造：通过理性设计和随机突变等手段，改变酶的氨基酸序列，以改善其性质。

常用的改造方法包括点突变、插入突变和删除突变等。

2. 酶的固定化：将酶固定在材料表面或载体上，增加酶的稳定性和重复使用性。

常用的固定化方法包括包埋法、凝胶包覆法和共价固定法等。

3. 酶的进化：通过模拟自然界的进化过程，通过多代选择和酶库筛选等方法，获得具有改良性质的酶。

进化方法包括DNA重组技术、DNA重组酶库和聚合酶链式反应等。

五、酶工程在工业中的应用酶工程在工业中的应用广泛，涉及到生物能源、纺织印染、制药等多个领域。

1. 生物能源：酶可以催化生物质转化为生物能源，如酶解纤维素制备生物乙醇。

2. 纺织印染：酶可以代替传统的化学处理方法，实现更加环保和高效的染色和整理。

3. 制药：酶可以用于合成药物和研发新药，如利用酶合成青霉素等抗生素。

酶工程期末试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 酶工程中常用的酶固定化方法不包括以下哪种？A. 吸附法B. 共价结合法C. 包埋法D. 离心法答案：D2. 下列哪项不是酶的催化特性？A. 高效性B. 专一性C. 可逆性D. 需要高温答案：D3. 酶工程中，酶的来源不包括以下哪种？A. 植物B. 动物C. 微生物D. 无机物答案：D4. 酶的活性中心通常包含哪些元素？A. 金属离子B. 氨基酸残基C. 核酸D. 糖类答案：B5. 下列关于酶工程的描述，错误的是？A. 酶工程是生物技术的一部分B. 酶工程可以提高酶的稳定性C. 酶工程可以提高酶的催化效率D. 酶工程不能改变酶的催化特性答案：D6. 酶工程中，酶的固定化技术主要用于什么目的？A. 提高酶的稳定性B. 增加酶的催化效率C. 便于酶的回收和重复使用D. 以上都是答案：D7. 下列哪种酶在工业生产中应用最广泛？A. 淀粉酶B. 蛋白酶C. 纤维素酶D. 脂肪酶答案：A8. 酶的催化效率通常比无机催化剂高多少倍？A. 10倍B. 100倍C. 1000倍D. 10000倍答案：D9. 酶的专一性是由什么决定的？A. 酶的活性中心B. 酶的氨基酸序列C. 酶的三维结构D. 酶的浓度答案：A10. 酶工程中，酶的催化反应通常在什么条件下进行？A. 高温B. 高压C. 常温常压D. 真空答案：C二、填空题（每题2分，共20分）1. 酶工程是通过___________和___________技术，对酶进行改造和应用的一门学科。

答案：基因工程、蛋白质工程2. 酶的活性中心通常由___________和___________组成。

答案：氨基酸残基、金属离子3. 酶的催化作用是通过___________和___________来实现的。

答案：降低反应活化能、提供反应途径4. 酶工程中，酶的固定化方法主要有吸附法、___________和___________。

酶工程期末复习第一章绪论1、酶是具有生物催化功能的生物大分子，分为蛋白类酶（P酶）和核酸类酶（R酶）。

2、酶的生产（enzyme production）是指通过各种方法获得人们所需的酶的技术过程。

3、酶的改性（enzyme improving）是通过各种方法改进酶的催化特性的技术过程，主要包括酶分子修饰，酶固定化，酶的非水相催化和酶定向进化等。

4、酶的应用（enzyme application）是通过酶的催化作用获得人们所需的物质，除去不良物质或者获取所需信息的技术过程。

5、酶活力是指在一定条件下，酶所催化的反应初速度。

单位是国际单位IU或卡特（kat）6、酶的比活力（specific activity）是酶纯度的亮度指标，是指在特定条件下，单位重量蛋白质或RNA所具有的酶活力单位数。

7、酶的生产方法可以分为提取分离，反生物合成法和化学合成法三种。

（1）何谓酶工程，试述其主要内容和任务酶工程是指酶的生产、改性和应用的技术过程酶工程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、酶固定化、酶的非水相催化、酶定向进化、酶反应器、酶的应用主要任务：经过预先设计，通过人工操作，优质生产获得人们所需的酶，并通过各种方法改进酶的催化特性，充分发挥其催化功能，对酶进行高效应用（2）酶有哪些显著的催化特性？专一性强、催化效率高、作用条件温和（3）简述影响酶催化作用的主要因素底物浓度（主要）、酶浓度、温度、pH、激活剂浓度、抑制剂浓度（4）简述酶活力单位的概念和测定酶活力的基本步骤-酶活力单位：在特定条件下（温度可采用25℃，pH等条件均采用最适条件），每1min催化1微摩尔的底物转化为产物的酶量定义为1个酶活力单位。

基本步骤：(1)根据酶催化的专一性，选择适宜的底物，并配制成一定浓度的底物溶液。

(2)根据酶的动力学性质，确定酶催化反应的温度、pH、底物浓度、激活剂浓度等反应条件(3)在一定的条件下，将一定量的酶液和底物溶液混合均匀，适时记下反应开始的时间。

第一章绪论1.酶工程：酶的生产与应用的技术过程叫酶工程。

2.酶：酶是具有生物催化功能的生物大分子。

3.酶的分类：①蛋白类酶（P酶）【氧化还原酶，转移酶、水解酶、裂合酶，异构酶，合成酶】；②核酸类酶（R酶）：a 分子内催化R酶（自我剪切酶，自我剪接酶）；b 分子间催化R酶（DNA剪切酶，RNA剪切酶，多肽剪切酶···）4.酶的命名：底物名称+催化反应的类型+酶。

如葡萄糖氧化酶。

5.酶活力单位：在特定条件下，每1min催化1umol（微摩尔）的底物转化为产物的酶量定义为1个酶活力单位。

国际单位IU。

6.酶比活力：酶的比活力是酶纯度的一个指标，是指在特定条件下，单位质量（mg）蛋白质或RNA所具有的酶活力单位数。

酶比活力=酶活力（单位）/mg（蛋白质或RNA）7.酶工程发展概况：1894年日本的高峰让吉从米曲霉中制备得到高峰淀粉酶，开创了近代酶的生产和应用的先例。

1949年微生物液体深层培养技术成功地应用于细菌α-淀粉酶的发酵生产，揭开了现代酶制剂工业的序幕。

1960年，法国的雅各和莫诺德提出操纵子学说，为酶的生物合成提供了理论根据。

20世纪80年代的动植物细胞培养技术，为酶的生产提供了新途径。

随着酶生产技术的发展，酶在医药、食品、工业、农业、能源、环保和科研等领域得到广泛应用。

此后产生酶固定化和分子修饰技术。

第二章酶生物合成的基本理论1.酶的生物合成：指细胞内RNA和蛋白质的合成过程。

2.转录：以DNA为模板，以核苷三磷酸为底物，在依赖DNA的RNA聚合酶的作用下，生成RNA的过程。

转录分以下四步：㈠转录的起始：RNA的生物合成的起始位点是在DNA的启动基因（启动子）上。

识别启动基因的任务由σ因子完成。

σ因子的作用是转录的起始所必需，故又称为转录因子。

起始阶段的重要问题是RNA聚合酶与DNA的启动基因的相互作用。

㈡RNA链的延伸：核心酶沿着模板DNA移动，DNA的双链逐渐解旋，按照模板上的碱基序列，逐个加入与其互补的核苷三磷酸，聚合生成多聚核苷酸链。

一、前言【教学目标】1. 了解酶工程的定义、发展历程及应用领域。

2. 掌握酶的特性，包括高效性、专一性和易受环境影响的特性。

【教学内容】1. 酶工程的定义和发展历程。

2. 酶的应用领域，如食品工业、医药工业、环境保护等。

3. 酶的特性及其在催化反应中的优势。

【教学方法】采用讲解、案例分析、小组讨论等方式进行教学。

【教学时长】45分钟二、酶的性质与酶活性【教学目标】1. 掌握酶的化学本质和结构特点。

2. 了解酶活性的影响因素，如温度、pH、酶浓度等。

【教学内容】1. 酶的化学本质和结构特点。

2. 酶活性的定义及其单位。

3. 温度对酶活性的影响及最适温度的确定。

4. pH对酶活性的影响及最适pH的确定。

5. 酶浓度对酶活性的影响。

【教学方法】采用讲解、实验演示、小组讨论等方式进行教学。

【教学时长】90分钟三、酶的分离与纯化【教学目标】1. 掌握酶的分离与纯化的方法和技术。

2. 了解酶的纯化程度及其在催化反应中的重要性。

【教学内容】1. 酶的分离与纯化的方法，如凝胶过滤、离子交换、亲和层析等。

2. 酶的纯化程度及其判断方法。

3. 酶的纯化在催化反应中的重要性。

【教学方法】采用讲解、实验演示、小组讨论等方式进行教学。

【教学时长】90分钟四、酶的固定化技术【教学目标】1. 掌握酶的固定化技术及其分类。

2. 了解固定化酶的优势和局限性。

【教学内容】1. 酶的固定化技术，如物理吸附、共价结合、包埋等。

2. 固定化酶的优势，如易于回收、可重复使用等。

3. 固定化酶的局限性，如酶活性降低、传质效率降低等。

【教学方法】采用讲解、实验演示、小组讨论等方式进行教学。

【教学时长】90分钟五、酶工程的应用【教学目标】1. 掌握酶工程在各个领域的应用。

2. 了解酶工程的发展趋势和前景。

【教学内容】1. 酶工程在食品工业中的应用，如面包制作、乳品制作等。

2. 酶工程在医药工业中的应用，如药物合成、基因工程等。

3. 酶工程在环境保护中的应用，如废水处理、生物降解等。

酶工程期末复习材料一.名词解释1.绝对专一性:一种酶只能催化一种底物进行一种反应,这种高度专一性称为绝对专一性。

2.相对专一性:一种酶能够催化一类结构相似的底物进行某种相同类型的反应,这种专一性称为相对专一性。

3.酶的转换数:又称摩尔催化活性,就是指每个酶分子每分钟催化底物转化的分子数。

4.催化周期:就是指酶进行一次催化所需的时间。

5.酶结合效率:又称酶的固定化率,就是指酶与载体结合的百分率。

6.酶活力回收率:就是指固定化酶的总活力与用于固定化酶的总酶活力的百分率7.沉淀分离:通过改变某些条件或添加某种物质,使酶的溶解度降低,而从溶液中沉淀析出,与其她溶质分离的技术过程。

8.盐溶:一般在低盐浓度下,蛋白质的溶解度随盐的浓度升高而增加,这种现象称为盐溶9.盐析:盐浓度升高到一定浓度后,蛋白质的溶解度又随盐浓度的升高而降低,结果使蛋白质沉淀析出,这种现象称为盐析。

10.差速离心:就是采用不同的离心速度与离心时间,使不同沉降速度的颗粒分批分离的方法。

11.密度梯度离心:就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。

12.等密度梯度离心:当欲分离的不同密度范围处于离心介质的密度范围时,在离心力的作用下,不同浮力密度的颗粒或向下沉降,或向上漂浮,只要时间足够,就可以一直移动到与它们各自的浮力密度恰好相等的位置,形成区带,这种方法称为等密度梯度离心。

13.离子交换层析:利用离子交换剂上的可解离基团对各种离子的亲与力不同而达到分离目的的一种层析分离方法14.凝胶层析:又称凝胶过滤,分子排阻层析,分子筛层析等,就是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不同达到物质分离的一种层析技术。

15.超临界萃取:又称超临界流体萃取,利用遇分离物质与杂质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。

16.超临界流体:当温度与压力超过其超临界点时,两相变为一相,这种状态下的流体称为超临界流体。

1.酶作用专一性机理专一性：一种酶只能作用于一种或一类底物。

表现为锁钥模型认为整个酶分子的天然构象是具有刚性结构的，酶活性部位的形状与所需作用的底物形状相吻合，它们可以象钥匙与锁一样互相匹配。

此学说可以较好的解释酶的立体异构专一性；但不能解释酶的多底物现象、酶对正反方向的催化等诱导契合模型该学说认为酶的活性部位并不是和底物的形状正好互补的，而是在酶和底物结合的过程中，由于酶与底物相互诱导，使底物分子或酶分子，有时是两者的构象同时发生了一定的变化后才互补的，这个动态的辨认过程称为诱导契合。

2.抑制作用：通过与酶分子上的某些必需基团结合，使这些基团的结构和性质发生改变，从而引起酶活力下降或丧失，这种作用称为抑制作用。

3.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。

4.酶活力：也称酶活性，指酶催化一定化学反应的能力。

其大小可用在一定条件下，它所催化的某一化学反应的反应速率来表示，两者呈线性关系。

所以测定酶的活力就是测定酶的反应速率酶反应速率：用单位时间内、单位体积中底物的减少量或产物的增加量来表示。

单位：浓度/单位时间5.酶的比活力:代表酶的纯度，用每mg蛋白质所含的酶活力单位数表示，对同一酶来说，比活力愈大，表示酶的纯度愈高。

6.细胞的破碎的方法:机械破碎法、物理破碎法、化学破碎法、酶促破碎法7.制备固定化酶的方法很多，有包埋法，吸附法，共价键结合法，以及交联法等8.交联法：用双功能或多功能试剂使酶分子之间、酶分子与惰性蛋白之间，酶分子与载体之间进行交联反应，形成网络结构的固定化方法。

9.酶化学修饰的方法酶分子内部化学修饰1、肽链有限水解修饰2、氨基酸置换修饰3、金属离子置换修饰酶分子表面化学修饰4、酶分子侧链基团的修饰5、大分子结合修饰6、化学固定修饰10.同工酶指具有同一底物专一性，并能催化同一种化学反应，但分子结构与理化性质不完全相同的一组酶判断题1、酶是具有生物催化特性的特殊蛋白质。