生化工程复习题 最终版

第三章蛋白质化学3，蛋白质的结构层次及其维持力。

蛋白质的一级结构：通常描述为蛋白质多肽链中氨基酸的连接顺序，简称氨基酸序列。

蛋白质的一级结构反映蛋白质分子的共价键结构；其维持力主要为肽键，还可能存在二硫键等其他共价键。

蛋白质的二级结构：是指蛋白质多肽链局部片段的构象，该片段的氨基酸序列是连续的，主链构象通常是规则的；其维持力为氢键。

[蛋白质的二级结构是指蛋白质分子中某一段肽链的局部空间结构，尤其是那些稳定的、有规律的周期性结构。

这些结构涉及的是该段肽链主链骨架原子的相对位置，不涉及AA残基侧链的构象。

]（课件概念）蛋白质的超二级结构：又称模体、基序，是指几个二级结构单元进一步聚集和结合形成的特定构象单元，如αα、βαβ、ββ、螺旋-转角-螺旋、亮氨酸拉链等。

蛋白质的三级结构：是指蛋白质分子整条肽链的空间结构，描述其所有原子的空间排布。

蛋白质三级结构的形成是肽链在二级结构基础上进一步折叠的结果；其维持力为疏水作用、氢键、离子键和范德华力等非共价键及二硫键等少量共价键。

蛋白质的四级结构：多亚基蛋白质的亚基与亚基通过非共价键结合，形成特定的空间结构，这一结构层次称为该蛋白质的四级结构；其维持力为疏水作用、氢键、离子键和范德华力等非共价键。

4.比较蛋白质变性和蛋白质变构。

2.B-DNA右手双螺旋结构的基本内容。

①两股DNA链反向互补形成双链结构：在该结构中，脱氧核糖与磷酸交替连接构成主链，位于外面，碱基侧链位于内部。

双链碱基形成Watson-Crick碱基对，即腺嘌呤（A）以两个氢键与胸腺嘧啶（T）结合，鸟嘌呤（G）以三个氢键与胞嘧啶（C）结合，这种配对称为碱基配对原则。

由此，一股DNA链的碱基序列决定着另一股DNA链的碱基序列，两股DNA链称为互补链。

②DNA双链进一步形成右手双螺旋结构：在双螺旋结构中，碱基平面与螺旋轴垂直，糖基平面与碱基平面接近垂直，与螺旋轴平行；双螺旋直径为2nm，每一螺旋含10bp（bp：双链核酸长度单位，1bp 为1个碱基对），螺距为3.4nm，相邻碱基对之间的轴向距离为0.34nm；双螺旋表面有两条沟槽：相对较深、较宽的为大沟（轴向沟宽2.2nm），相对较浅、较窄的为小沟（轴向沟宽1.2nm）。

生化工程（12级）（一）填空题（10分左右）（二）单选题（15分左右）（三）判断题（10分左右）（三）名词解释（2-4题10分左右）1、相对热阻：指在相同条件下两种微生物热阻的比值。

2、能量偶联型生长：当有大量合成菌体材料存在时，微生物生长取决于ATP的供能，这种生长就是能量偶联型生长。

（YATP≥10g/mol）3、能量非偶联型生长：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。

（这时多余的ATP会被相应的酶水解，能量以废热的方式释放）（YATP<10g/mol）3、稀释率：在连续培养技术中，F/V被称为稀释率（dilution rate）用符号“D”表示。

μ=D4、临界氧浓度：微生物的比耗氧速率受发酵液中氧的浓度的影响，各种微生物对发酵液中溶氧浓度有一个最低要求，即不影响呼吸所允许的最低溶氧浓度，称为临界氧浓度，以Ccr表示。

5、轴功率：所谓搅拌器输入搅拌液体的功率，是指搅拌器以既定的转速回转时，用以克服介质的阻力所需要用的功率，或简称为轴功率。

它不包括机械传动的摩擦所消耗的功率，因此它不是电动机的轴功率或耗用功率。

6、呼吸商：RQ= CO2生成速率/O2消耗速率7、反馈补料8、非反馈补料9、呼吸强度：呼吸强度（比耗氧速率）QO2 ：单位质量干菌体在单位时间内消耗氧的量。

单位：mmolO2/（kg干菌体·h）。

10、CSTR反应器：均匀混合的生物反应器（全混式，CSTR）即连续搅拌反应器，又分为恒化器（chemostat）和恒浊器（turtitostat）两种，前者是使培养液中限制性营养物质保持恒定，后者是使培养液中的细胞浓度维持恒定。

11、细胞理论得率：菌体得率(细胞得率）=Y X/S=ΔX/(-ΔS)=(dX/dt)/(-dS/dt)=dX/(-dS)单位为g/g 或g/mol 反应过程中产生细胞的量除以反应过程中消耗基质的量。

生化工程（生物化学技术原理与应用）题库一、名词解释Ks盐析：Cohn经验公式表明，当β（蛋白种类，温度，pH）与Ks（盐种类）一定时，蛋白质溶解度的对数和该溶液的盐浓度呈反比关系。

离子强度越大，蛋白质溶解度越小，直至沉淀。

这种盐析方法即为Ks盐析。

双水相层析：双水相萃取技术：利用溶质在两个互不相溶的水相之间的分配系数不同而进行分离的萃取技术。

反萃取：为了进一步分离干扰物质，或者被测组分萃入有机相后不便于后继的测定，常须进行反萃取。

——将欲测组分从萃取相重新转入水相（原溶剂）。

凝聚：指在某些电解质的作用下，胶体脱稳并使粒子相互聚集成１mm 大小块状凝聚体的过程。

（凝聚是在高价无机盐作用下，由于经典排斥力的降低，而使胶体体系不稳定的现象。

）蛋白质盐析：当盐浓度达到一定范围时，蛋白质溶解度随盐浓度的增加而降低并从溶液中析出，该技术称为蛋白质盐析。

膜分离技术：在分子水平上，不同粒径的混合物在通过分离膜时实现选择性分离的技术。

其实质是物质透过或被截留于膜的过程，即依据膜孔径的大小而达到物质分离的目的。

双向电泳：第一向为定点聚焦电泳，使蛋白质在横向分离至各自等电点，第二向为SDS-PAGE，使蛋白在纵向按照分子大小进行分离。

超临界流体：在超临界状态下，纯物质所呈现的流体状态，其体系性质均一，气液界面消失，既不是气体，也不是液体，称为超临界流体。

排阻极限：不能进入到凝胶网络内部的最小分子的相对分子量。

（渗入极限：能够完全进入到凝胶网络内部的最大分子的相对分子量。

）阴离子交换剂：功能基团带正电荷，与阴离子交换。

（书：阳离子交换剂的电荷基团带负电，反离子带正电。

因此这种交换剂可以与溶液中的正电荷化合物或阳离子进行交换反应。

阴离子交换剂是在树脂中分别引入季胺［—N（CH3）3］、叔胺［—N（CH3）2］、仲胺［—NHCH3］和伯胺［—NH2］）基团后构成的。

阴离子交换树脂对化学试剂及热都不如阳离子交换树脂稳定。

）交换容量：是指离子交换剂能提供交换离子的量，它反映离子交换剂与溶液中离子进行交换的能力。

生化工程期末考试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 生化工程中的“酶”通常指的是：A. 蛋白质B. 核酸C. 脂质D. 糖类2. 下列哪项不是酶催化反应的特点：A. 高效性B. 特异性C. 需要高温D. 可逆性3. 以下哪个不是生化工程中常用的固定化酶技术：A. 吸附法B. 交联法C. 包埋法D. 溶解法4. 生物反应器中，细胞培养的目的是：A. 提高酶活性B. 产生代谢产物C. 增加细胞数量D. 以上都是5. 以下哪个不是生化工程中常用的生物反应器类型：A. 搅拌槽式反应器B. 填充床反应器C. 膜反应器D. 离心机二、填空题（每空1分，共10分）6. 生化工程涉及的学科包括_________、_________和_________。

答案：生物学、化学工程、医学7. 固定化酶技术的优点包括_________、_________和_________。

答案：重复使用、稳定性高、易于分离8. 生物反应器的设计需要考虑的因素包括_________、_________和_________。

答案：温度、pH值、氧气供应9. 酶的催化机制通常涉及到_________和_________的相互作用。

答案：酶活性中心、底物10. 细胞培养技术在医药领域中的应用包括_________和_________。

答案：生产药物、生产疫苗三、简答题（每题10分，共20分）11. 简述固定化酶技术在工业生产中的应用及其优点。

答案：固定化酶技术在工业生产中广泛应用于食品加工、制药、环境治理等领域。

其优点包括：提高酶的稳定性和重复使用性，降低生产成本；易于实现酶与反应物的分离，简化工艺流程；提高反应效率，缩短生产周期。

12. 描述生物反应器在生物制药过程中的作用及其重要性。

答案：生物反应器在生物制药过程中起到至关重要的作用，它为细胞或酶提供了适宜的生长和催化环境，确保了药物生产的高效性和稳定性。

生物反应器的设计和操作直接影响到药物的产量和质量，是实现工业化生产的关键环节。

第二章1、蛋白质的定义定义：是由多种α-氨基酸按一定的序列通过肽键（酰胺键）缩合而成的，具有一定功能的生物大分子2、氨基酸三字缩写符号、PITC、PTH、DNFB 、GSH 、ACTHPITC:异硫氰酸苯脂、PTH：苯硫乙内酰脲、DNFB：2，4—二硝基氟苯、GSH：谷胱甘肽、ACTH：促肾上腺皮质激素3、氨基酸的两性解离和等电点计算等电点的计算方法：(1).先找A ±，氨基酸的pI相当于两侧基团pK值之和的一半。

(2). pI=（pKn+ pKn+1）/21-NH2-1-COOH n=11-NH2-2-COOH n=12-NH2-1-COOH n=25、几种重要肽的生理作用（1）谷胱甘肽：一个重要的三肽，简称GSH（含有一个活泼的SH（巯基）），由谷氨酸、半胱氨酸、甘氨酸组成。

作用：是某些酶的辅酶，在体内氧化还原过程中起重要作用。

二分子GSH脱氢生成GSSG（以二硫键相连成的氧化型的谷胱甘肽）。

（2）催产素和升压素：9肽，有环状结构，仅第3第8位两个氨基酸不同，生理功能不同。

作用：催产素具有催产及使乳腺排乳的作用；升压素促进血管平滑肌收缩，从而升高血压。

（3）促肾上腺皮质激素（ACTH）：作用：刺激肾上腺皮质的生长和肾上腺激素的合成分泌。

（4）脑肽：脑啡肽，在中枢神经系统中形成，是体内自己产生的一类有镇痛作用的活性肽。

（5）胃肠道活性肽胆囊收缩素33肽（6）胰高血糖素：29肽作用：促进肝糖原降解产生葡萄糖，以维持血糖平衡；还能引起血管舒张，抑制肠的蠕动及分泌。

6、蛋白质的一级结构的概念蛋白质分子中氨基酸残基的排列顺序（序列）就是蛋白质的一级结构。

8、蛋白质二级结构和结构域的概念及二级结构和超二级结构的分类二级结构主要指多肽主链有一定周期性的，由氢键维持的局部空间结构。

结构域：是多肽链在超二级结构基础上进一步绕曲折叠成的近似球状的紧密结构。

分类：二级结构：α螺旋：存在于纤维状蛋白和球蛋白中β折叠：又称β结构、β构象(存在于纤维状蛋白和球蛋白中）β转角、β凸起、无规卷曲超二级结构：αα，βαβ，βαβαβ，ββ，β-曲折和希腊图案拓扑结构。

生化总复习题及答案一、选择题1. 酶的催化作用具有高度的专一性，其主要原因是：A. 酶分子的活性中心具有特定的形状B. 酶分子的浓度C. 酶分子的大小D. 酶分子的电荷分布答案：A2. 下列哪一项不是蛋白质的功能？A. 催化生化反应B. 储存能量C. 运输物质D. 调节细胞活动答案：B3. 核酸的组成单元是：A. 氨基酸B. 核苷酸C. 脂肪酸D. 单糖答案：B4. 细胞膜的主要功能不包括：A. 保护细胞内部环境B. 控制物质进出C. 进行光合作用D. 传递信号答案：C5. 细胞呼吸过程中，能量的主要储存形式是：A. ATPB. ADPC. AMPD. 糖原答案：A二、填空题1. 细胞内主要的能量来源是________。

答案：葡萄糖2. 蛋白质的一级结构是指________。

答案：氨基酸的线性排列顺序3. 细胞色素是一类在________中起作用的蛋白质。

答案：电子传递链4. 细胞分裂过程中，染色体的复制发生在________期。

答案：间5. 核糖体是蛋白质合成的场所，它由________和________组成。

答案：rRNA；蛋白质三、简答题1. 简述DNA复制的基本原理。

答案：DNA复制是一个精确的过程，它确保遗传信息的准确传递。

基本原理是半保留复制，即每个新合成的DNA分子包含一个原始链和一个新合成的互补链。

复制过程由DNA聚合酶催化，该酶在模板链的指导下，添加相应的核苷酸，形成新的互补链。

2. 描述细胞信号转导的一般过程。

答案：细胞信号转导是一个复杂的过程，涉及多个步骤。

首先，信号分子（如激素或神经递质）与细胞表面的受体结合。

这种结合激活了受体，导致细胞内信号分子的激活，如G蛋白。

这些信号分子进一步激活一系列下游的信号分子，最终导致细胞核内基因表达的改变，从而产生生物学效应。

四、论述题1. 论述细胞凋亡与细胞坏死的区别及其生物学意义。

答案：细胞凋亡是一种程序化的细胞死亡过程，由细胞内部的程序控制，通常不引起炎症反应。

复 习 题选择题（每小题2分，共16分）1．一简单酶催化反应，若初始酶浓度C E0=0.01mmol/L, 酶催化最大反应速率为0.197mmol/L.h,则产物生成速率常数是多少？ ( )A 19.7h -1B 9.5h -1C 2.7h -1D 18.2h -12．有一均相酶反应，当底物的初始浓度C E0=1χ10-5mmol/L ，若反应进行一段时间后，此时的底物浓度为0.9χ10-5mmol/L,则底物转化率为多少？ ( )A.20%B.12%C.15%D. 10%3．某酶的Km 值为2.0χ10-5mol/L ，如果r max 值为4.0χ10-5mol/(L.min)，在底物浓度为1χ10-4mol/L 和在竞争性抑制剂浓度为2χ10-4mol/L 情况下，假定K I 为2χ10-4mol/L ，其反应速率为多少？（）A ．2.0χ10-5mol/(L.min)B ．1.43χ10-5mol/(L.min)C ．1.43χ10-4mol/(L.min)D ．2.0χ10-4mol/(L.min)4．一简单酶催化反应的反应速率为6.0χ10-5m ol/(L.min)，当有抑制剂时的反应速率变为1.5χ10-5m ol/(L.min)，问其抑制程度有多大？（ ）A ．2.0B ．0.2C ．0.25D ．0.55.某酶催化的反应速率为1.5χ10-5mol/(L.min)，当此酶固定于无微孔的球形载体上进行同类反应时，反应速率变为1.2χ10-5mol/(L.min)，该固定化酶的扩散有效因子是多少？（ ）A 0.8B 1.0C 0.75D 0.56．固定于无微孔的球形载体上的酶促反应,假定其外扩散传质速率为1.0χ10-6m ol/(L.min),则在定态条件下的反应速率为（ ）A ．2.0χ10-5mol/(L.min)B ．1.0χ10-6mol/(L.min)C ．2.0χ10-6mol/(L.min)D ．1.2χ10-6mol/(L.min) 7．某微生物反应的动力学方程为s X s X c c c r +=22.1，则K S 为（ ）A 1.2B 2C 1.8D 2.58. 在甘露醇中培养大肠杆菌,当甘露醇溶液以 1.5L/min的流量进入体积为5L的CSTR中进行反应时,稀释率为（）.A．0.4min-1 B．1.4min-1 C．5min-1 D．0.3min-1填空题（每小题2分，共20分）1、假定CSTR中进行等温均相反应，反应器有效体积恒定不变，其基本设计方程为流入速率=流出速率+反应消耗速率+累积量，则对底物S的物料衡算表达式为。

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。

生化工程复习题重点知识点：第一章．培养基灭菌1．比热死亡速率常熟K，与热灭死活化能的△E之间的关系，与灭菌难易程度之间的关系。

2．会利用灭菌公式进行计算。

3．灭菌程度的概念，高温短时灭菌的机理。

第二章、空气除菌1、空气除菌的目的及重要性。

2、几种常用的空气予处理流程，各流程的优缺点和适用场合。

3、绝对过滤介质和深层过滤介质。

4、深层过滤除菌过程中主要的过滤机理。

第四章通气与搅拌1．比耗氧速率，什么是摄氧率，二者的关系2．临界溶氧浓度，如何测定方法。

是否所有的好氧培养过程都必需控制溶氧浓度在临界溶氧浓度以上？3．氧的满足度？4．双膜理论的基本论点是什么？什么是液膜控制？什么是气膜控制？5．什么是体积溶氧速率？6．亚硫酸盐氧化法测定Kla的原理。

动态法测量Kla的原理和方法。

氧衡算法测量Kla的原理。

6．不通气和通气条件下发酵罐的搅拌器轴功率的计算方法。

7．什么是非牛顿性流体？几种典型的非牛顿流体的流变学特性是什么？表观粘度如何定义？8．非牛顿型流体的搅拌功率如何计算？9．Kla与设备参数及操作变数之间的关系式有何用途？判定这类关系式用途是否广泛的标准是什么？10．调节生物反应器氧传递速率及Kla的途径有那些？第四章生化反应器1、生物反应器设计的目标是什么？2、生物反应器设计和操作的限制因素有那些？3、生物反应器开发的趋势和方向。

4、生物反应器有哪几种操作方式？各如何操作？5、好氧机械搅拌罐式反应器有哪几种基本形式？各自的结构特点如何？6、动物细胞培养反应器有哪几种形式？举出一个例子进行描述。

7、植物细胞培养的特点是什么？常用什么类型的生物反应器？第五章生物反应器的比拟放大1、空气流量放大有那些方法？各自的特点是什么？会利用三种放大方法进行空气流量的放大。

2、搅拌功率及搅拌转数放大有那些方法？第六章细胞培养技术及动力学1、解释Yx/s、Yc、Y ATP。

2、建立微生物反应动力学模型时，模型的简化需考虑那些方面的内容？3、什么是微生物的均衡生长？什么是结构模型？4、反应速率有哪两种定义？有什么联系？5、分批培养、分批补料培养和连续培养各是怎样的操作方式？6、缩短微生物间歇培养迟缓期的方法有那些？7、什么是微生物的比生长速率？微生物间歇培养各阶段的比生长速率如何变化？8、Monod方程是描述什么的？什么是限制性底物？9、微生物生长动力学常数如何测定？10、莫诺方程是否可以描述所有的微生物生长过程？11、微生物的生长和代谢产物的生成有几种类型的关联？分别说明。