南京林业大学酶工程期末考试重点生物技术专业样本
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《酶工程》试题一参考答案: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,中文称为酶,英文则为Enzyme,是库尼(Kuhne)于1878年首先使用的。
其实它存在于生物体的细胞内与细胞外。
2、 1926年,萨姆纳(Sumner)首先制得脲酶结晶,并指出酶的本质是蛋白质。
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As3.4309,高产液化酶优良菌株菌号为BF7.658。
在微生物分类上,前者属于霉菌,后者属于细菌。
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、启动基因和结构基因。
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)每1分钟内,催化1μmol的底物转化为产物的酶量为一个国际单位,即1IU。
6、酶分子修饰的主要目的是改进酶的性能,即提高酶的活力、减少抗原性,增加稳定性。
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。
(完整版)南京林业⼤学酶⼯程期末考试重点⽣物技术专业1、酶的特点和⽶⽒⽅程式的推导。
酶是⽣物体内进⾏新陈代谢不可缺少的受多种因素调节控制的具有催化能⼒的⽣物催化剂。
酶催化作⽤特点:(⼀)酶和⼀般催化剂的共性:①⽤量少⽽催化效率⾼;②不改变化学反应的平衡点;③可降低反应的活化能。
(⼆)酶作为⽣物催化剂的特点:①⽤量少⽽催化效率⾼;②专⼀性⾼;③反应条件温和;④可调节性。
2、⽶⽒常数的测定和意义。
答:测定:基本原则:将⽶⽒⽅程变化成相当于y=ax+b 的直线⽅程,再⽤作图法求出Km 。
意义:①当v=Vmax/2 时,Km=[s](Km 的单位为浓度单位)。
②是酶在⼀定条件下的特征物理常数,通过测定Km的数值,可鉴别酶。
③可近似表⽰酶和底物亲和⼒,Km愈⼩,E对S的亲和⼒愈⼤;Km愈⼤,E对S的亲和⼒愈⼩。
④在已知Km的情况下,应⽤⽶⽒⽅程可计算任意[S]时的V,或任意V下的[S](⽤Km的倍数表⽰)。
3、可逆抑制的种类和判别。
答:①竞争性抑制:某些抑制剂的化学结构与底物相似,因⽽能与底物竟争与酶活性中⼼结合。
当抑制剂与活性中⼼结合后,底物被排斥在反应中⼼之外,其结果是酶促反应被抑制了。
特点:Km 变⼤,酶促反应速度减⼩;②⾮竞争性抑制:酶可同时与底物及抑制剂结合,引起酶分⼦构象变化,并导⾄酶活性下降。
由于这类物质并不是与底物竞争与活性中⼼的结合,所以称为⾮竞争性抑制剂。
特点:Km 虽然不变,但由于Vmax 减⼩,所以酶促反应速度也下降了;③反竞争性抑制:抑制剂仅能与酶底物复合物结合,但ESI 不能转化为产物P 。
特点:Km 变⼩,Vmax 减⼩,斜率不变。
4、酶的分类和命名。
答:分类:氧化还原酶、转移酶、⽔解酶、裂合酶、异构酶、合成酶。
系统名:包括所有底物的名称和反应类型。
推荐名:只取⼀个较重要的底物名称和反应类型。
对于催化⽔解反应的酶⼀般在酶的名称上省去反应类型。
酶系统编号:采⽤四码编号⽅法,第⼀个号码表⽰该酶属于6 ⼤类酶中的某⼀⼤类,第⼆个号码表⽰该酶属于该⼤类中的某⼀亚类,第三个号码表⽰属于亚类中的某⼀⼩类,第四个号码表⽰这⼀具体的酶在该⼩类中的序号。
2016年酶工程复习要点(老师给)1.酶工程的发展历史;氨基酰化酶、青霉素酰化酶、葡萄糖异构酶、天冬氨酸酶等酶的应用;常见酶如蛋白酶、脂肪酶、纤维素酶、糖苷酶和果胶酶等的作用机理;酶的三大催化特性;a)氨基酰化酶:催化DL-氨基酸生产L-氨基酸。
b)青霉素酰化酶:青霉素酰化酶,又称为青霉素酰胺酶或青霉素氨基水解酶。
该酶已大规模应用于工业生产β- 内酰胺类抗生素的关键中间体和半合成β- 内酰胺类抗生素。
c)葡萄糖异构酶:用于淀粉酶生产,进行葡萄糖异构化反应。
生产果葡糖浆,以代替蔗糖。
d)天冬氨酸酶:催化富马酸和氨生成天冬氨酸。
e)蛋白酶:将蛋白质多肽链从中间切断或从两端逐一水解,生成氨基酸。
f)脂肪酶:水解酶类,能够逐步的将甘油三酯水解成甘油和脂肪酸。
g)纤维素酶:复合酶,降解纤维素生成葡萄糖的一组酶的总称。
h)糖苷酶:又称糖苷水解酶,是所有可水解糖苷键的酶类的总称。
i)果胶酶:是指分解植物主要成分—果胶质的酶类。
j)酶的三大催化特性:专一性强、催化效率高、作用条件温和。
2.酶生物合成的调节机理(主要是原核生物):转录水平调节,操纵子概念;分解代谢(葡萄糖效应原理)、诱导阻遏(诱导物的种类)、代谢产物阻遏;a)原核生物中酶合成的调节主要是转录水平的调节,主要有三种模式,即分解代谢物阻遏作用,酶合成的诱导作用和酶合成的反馈阻遏作用。
b)操纵子(operon)是一组功能上相关,受同一调控区控制的基因组成的一个遗传单位。
c)分解代谢物阻遏作用(葡萄糖效应):当葡萄糖作碳源时,葡萄糖的降解物对腺苷酸环化酶有抑制作用,cAMP的浓度降低,导致CAP-cAMP复合物减少,启动基因的相应位点没有足够的CAP-cAMP复合物结合,RNA聚合酶无法结合启动基因的相应位点,转录无法进行,酶的生物合成受到阻碍。
d)酶合成的诱导作用是加入某些物质使酶的生物合成开始或加速的现象。
诱导物促进酶编码基因的表达,一般是酶催化作用的底物或底物类似物,也可以是酶催化反应的产物。
酶工程试题(A)一名词解释(每题3分,共计30分)1. 酶工程:又叫酶技术,是酶制剂的大规模生产和应用的技术。
2.自杀性底物:底物经过酶的催化后其潜在的反应基团暴露,再作用于酶而成为酶的不可逆抑制剂,这种底物叫自杀性底物。
3.别构酶;调节物与酶分子的调节中心结合后,引起酶分子的构象发生变化,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,具有别构效应的酶叫别构酶4.诱导酶:有些酶在通常的情况下不合成或很少合成,当加入诱导物后就会大量合成,这样的酶叫诱导酶5.Mol催化活性:表示在单位时间内,酶分子中每个活性中心转换的分子数目6.离子交换层析:利用离子交换剂作为载体这些载体在一定条件下带有一定的电荷,当带相反电荷的分子通过时,由于静电引力就会被载体吸附,这种分离方法叫离子交换层析。
7.固定化酶:通过物理的或化学的方法,将酶束缚于水不溶的载体上,或将酶束缚于一定的空间内,限制酶分子的自由流动,但能使酶发挥催化作用的酶8.修饰酶:在体外用一定的化学方法将酶和一些试剂进行共价连接后而形成的酶9.非水酶学:通常酶发挥催化作用都是在水相中进行的,研究酶在有机相中的催化机理的学科即为非水酶学10模拟酶:利用有机化学合成的方法合成的比酶结构简单的具有催化作用的非蛋白质分子叫模拟酶。
二填空题(每空1分,共计30分)1.决定酶催化活性的因素有两个方面,一是酶分子结构,二是反应条件。
2.求Km最常用的方法是双倒数作图法。
3.多底物酶促反应的动力学机制可分为两大类,一类是序列机制,另一类是乒乓机制。
4.可逆抑制作用可分为竞争性,反竞争性,非竞争性,混合性;5.对生产酶的菌种来说,我们必须要考虑的条件有,一是看它是不是致病菌,二是能够利用廉价原料,发酵周期短,产酶量高,三是菌种不易退化,四是最好选用能产生胞外酶的菌种,有利于酶的分离纯化,回收率高。
6.酶活力的测定方法可用终止反应法和连续反应法。
7.酶制剂有四种类型即液体酶制剂,固体酶制剂,纯酶制剂和固定化酶制剂。
(基础)生物化学课程期末考试试卷姓名班级学号课程(基础)生物化学成绩各位同学:开始做试卷前, 务必填写好你的姓名、班级和学号, 然后仔细阅读下列你所必须考试的题目, 不要遗漏和错考.1.农学类专业(农学,植保,生态,环科,资环,园艺,中药,食工,生工,食品安全)学生只考前面一、二、三、四、五大部分试题;2.生物科学专业学生除了考前面一、二、三、四、五大部分外, 还要考第六部分附加題;3.生物技术专业学生除了考前面一、二、三、四、五大部分外, 还要考第七部分附加題;4.基地班学生除了考前面一、二、三、四、五大部分外, 还要考第八部分附加題。
一、单选题(40题, 每题1分, 共40分)1. 软脂酰CoA经过一次β氧化,其产物通过TCA循环和氧化磷酸化产生ATP的数目是多少?…………………………………………………………………………………………………………(D)(A) 5 (B) 9 (C) 12 (D) 172. 脂酰CoA的β氧化顺序是……………………………………………………………………………(C)(A) 脱氢,加水,再脱氢,加水(B) 脱氢,脱水,再脱氢,硫解(C) 脱氢,加水,再脱氢,硫解(D) 水合,脱氢,再加水,硫解3. 与脂肪酸的合成原料无直接关系的是………………………………………………………………(D)(A) 乙酰CoA (B) NADPH+ H+ (C) HCO3-(D) 丙酮酸4. 脂肪酸从头合成的限速酶是…………………………………………………………………………(B)(A) 酰基转移酶(B) 乙酰CoA羧化酶(C) 脂酰CoA合成酶(D) 苹果酸合酶5. ACP分子结构中含有…………………………………………………………………………………(C)(A) 核黄素(B) 叶酸(C) 泛酸(D) 抗坏血酸6. mRNA的主要功能是…………………………………………………………………………………(C)(A) 染色体的重要成分(B) 携带氨基酸到核糖体中(C) 是蛋白质合成的模板(D) 与蛋白质组成核糖体7. Watson-Crick DNA双螺旋中,下列哪项是正确的碱基配对………………………………………(A)(A) 腺嘌呤、胸腺嘧啶(B) 腺嘌呤、尿嘧啶(C) 鸟嘌呤、胸腺嘧啶(D) 腺嘌呤、鸟嘌呤8. RNA的二级结构的特怔是……………………………………………………………………………(C)(A) B-型双螺旋(B) A-型双螺旋(C) 局部双螺旋(D) Z-型双螺旋9. 组成核酸的核苷酸之间彼此连接的化学键是…………………………………………………………(A)(A)磷酸二酯键(B)氢键(C) C-C键(D) 范德华力10. 如果物种甲的DNA的Tm值比物种乙的DNA的Tm值低,那么,物种甲和物种乙的DNA中AT含量的高低是………………………………………………………………………………………………………(C )(A)甲<乙(B)甲=乙(C)甲>乙(D)不能肯定11. 关于酶的描述,哪一项是正确的…………………………………………………………………………(B)(A) 所有的酶都含有辅基或辅酶(B) 大多数酶的化学本质是蛋白质(C) 酶能改变化学反应的平衡点从而加速反应的进行(D) 都具有立体异构专一性12. 同工酶是指………………………………………………………………………………………………(B)(A) 活性中心中的必需基团相同的一组酶(B) 功能相同而酶分子结构不同的一组酶(C) 功能和性质都相同的一组酶(D) 功能不同而酶分子结构相似的一组酶13. 关于酶活性中心的叙述,哪项不正确…………………………………………………………………(D)(A) 酶的活性中心包括结合部位和催化部位(B) 酶原激活实际上就是完整的活性中心形成的过程(C) 当底物分子与酶分子接触时,可引起酶活性中心构象改变(D) 多肽链一级结构上相邻的几个氨基酸残基相对集中,形成酶的活性中心14. 酶的K m值大小与下列哪一项有关……………………………………………………………………(C)(A) 酶浓度(B) 底物浓度(C) 酶性质(D) 以上均有关15. 生物素是下列哪种化合物的辅基………………………………………………………………………(B)(A) CoA (B) BCCP (C) CAP (D) ACP16. 下列哪种化合物不含高能键…………………………………………………………………………(C)(A) 磷酸烯醇式丙酮酸(B) ADP (C) 6-磷酸葡萄糖(D) 乙酰辅酶A17. 下列化合物中哪一种是氧化磷酸化的解偶联剂……………………………………………………(A)(A) 2,4-二硝基苯酚(B) 寡酶素(C) 鱼藤酮(D) 抗霉素A18. 电子传递链中唯一的非蛋白质组分是………………………………………………………………(B)(A) 细胞色素(B) 泛醌(C) 复合物I (D) 复合物II19. 原核生物体内,一分子葡萄糖经彻底氧化分解,产生A TP分子数是……………………………(B)(A) 36 (B) 38 (C) 18 (D) 1920. 下列反应中哪一个伴随着底物水平磷酸化…………………………………………………………(C)(A) 葡萄糖→ 6-磷酸葡萄糖(B) 琥珀酸→延胡索酸(C) 1, 3-二磷酸甘油酸→ 3-磷酸甘油酸(D) 苹果酸→草酰乙酸21. 与密码子AUC相对应的反密码子是………………………………………………………………(C)(A) UAG (B) TAG (C) GAU (D) GAT22. 大肠杆菌细胞中,若以活化的氨基酸为原料,合成一段肽链fMet-Ser-Ala-Arg-Lys至少需要消耗几分子GTP?………………………………………………………………………………………………………(A)(A) 9 (B) 10 (C) 19 (D) 2023. 转录时RNA的延伸方向及翻译时多肽链的延伸方向分别为………………………………………(B)(A) 3′→5′;N端→C端(B) 5′→3′;N端→C端;(C) 3′→5′;C端→N端(D) 5′→3′;C端→N端24. 在大肠杆菌肽链合成的延伸阶段,核糖体移位需要下列哪一种蛋白因子参与……………………(B)(A) IF3 (B) EF-G (C) EF-Tu (D) RF125. 在原核生物的蛋白质生物合成中,起始密码子为……………………………………………………(A)(A) AUG (B) UAA (C) UAG (D) UGA26. 复制中单链结合蛋白的符号常表示为…………………………………………………………………(C)(A) IF (B) rep (C) SSB (D) EF-G27. DNA合成时,前导链和滞后链延长方向正确的一组是………………………………………………(B)(A) 5′✂3′,3′✂5′;(B) 5′✂3′,5′✂3′;(C) 3′✂5′,5′✂3′;(D) 3′✂5′,3′✂5′28. DNA切除修复中的主要酶是……………………………………………………………………………(A)(A) DNA聚合酶I (B) DNA聚合酶II (C) DNA聚合酶III (D) DNA重组酶29. 能够参与转录终止的因子是……………………………………………………………………………(D)(A) DnaB (B) σ(C) RF (D) ρ30. 关于转录叙述错误的是…………………………………………………………………………………(B)(A) 启动子序列有多种形式(B) 转录延长阶段由RNA聚合酶全酶完成(C) 转录酶具有解旋、解链功能(D) 转录终止子具有富含GC的回文序列31. 属于蛋白质变性的是……………………………………………………………………………………(B)(A) 一级结构改变(B) 空间构象破坏(C) 分子量改变(D) 蛋白质水解32. 谷氨酸的pK′1(-COOH)为2.19,pK′2(-NH3+)为9.67,pK′R(-COOH)为4.25,其pI是……………(B)(A) 4.25(B) 3.22(C) 6.96(D) 5.9333. 不能形成α-螺旋结构的氨基酸残基是………………………………………………………………(C)(A) 亮氨酸(B) 丙氨酸(C) 脯氨酸(D) 谷氨酸34. 蛋白质处于等电点时,蛋白质分子的………………………………………………………………(D)(A) 稳定性增加(B) 溶解度最大(C) 表面净电荷增加(D) 溶解度最小35. 在寡聚蛋白质中,亚基间的立体排布、相互作用以及接触部位间的空间结构称之谓……………(C )(A) 二级结构(B) 三级结构(C) 四级结构(D) 变构现象36. 催化5-磷酸核酮糖变成5-磷酸木酮糖的酶是…………………………………………………………(D)(A) 转酮酶(B) 转醛酶(C) 磷酸核糖异构酶(D) 磷酸戊糖表异构酶37. 不符合β-淀粉酶作用特性的是…………………………………………………………………………(C )(A) 淀粉外切酶(B) 水解α-1, 4糖苷鍵(C) 水解α-1, 6糖苷鍵(D) 水解产物是麦芽糖38. 1mol G-6-P通过HMP途径彻底氧化成CO2产生的NADPH的mol数为…………………………………(D)(A) 2 (B) 4 (C) 6 (D) 1239. 下列什么酶不参与柠檬酸循环………………………………………………………………………(B)(A) 延胡索酸酶(B) 柠檬酸裂解酶(C) 异柠檬酸脱氢酶(G) 苹果酸脱氢酶40. 需要3-磷酸甘油醛脱氢酶参与的途径有………………………………………………………………(A)(A) EMP途径(B) TCA循环(C) HMP途径(D) 乙醛酸循环二、名词解释(8题, 每题2分, 共16分)(参考答案)1.酶比活力: 酶活力/mg蛋白2.密码子: 存在于mRNA能编码蛋白质中特定氨基酸的核苷酸三连体3.肉毒碱穿梭: 脂肪酸在β-氧化前先合成脂酰-CoA,此过程发生在胞质内,而β-氧化发生在线粒体内, 因此需要肉毒碱穿梭系统将胞质内的脂酰-CoA运输到线粒体内4.底物水平磷酸化: 底物氧化过程中将产生的能量直接用于ADP的磷酸化, 形成ATP5.减色效应: 在DNA复性过程中, 由于重新形成双螺旋结构, 导致A260的吸收值减少6.蛋白质一级结构: 指氨基酸残基的排列顺序7.半不连续复制: DNA复制中,先合成一条连续的先导链, 同时合成一条不连续的滞后链的方式8.能荷:[A TP]+0.5[ADP]/ [ATP]+[ADP]+ [AMP]三、用结构式写出酶所催化的反应(辅酶及核苷酸可用代号表示)(4题, 每题3分, 共12分)1. 苹果酸脱氢酶2. 异柠檬酸裂解酶异柠檬酸→乙醛酸+琥珀酸3. 6-磷酸葡萄糖酸内酯酶4. 丙酮酸激酶PDP + ADP →丙酮酸+ ATP四、问答题(3题, 每题6分, 共18分)1. DNA双螺旋模型的要点与主要生物学意义?A-T, G-C;沿中心轴右螺旋;两条反向平行链等2. 简述三种RNA在蛋白质生物合成中的作用mRNA, 合成蛋白质的模板;tRNA, 携带氨基酸;rRNA, 合成蛋白质场所3. 在天然蛋白质的20种氨基酸中, 请写出下列氨基酸的英语缩写: 芳香族氨基酸、含硫氨基酸、含亚氨基的氨基酸。
《酶工程》考试问答题总结(含答案)1、利用微生物生产酶制剂的优点是什么?对产酶菌种的要求是什么?答:优点:1)微生物种类多,酶种丰富,且菌株易诱变、可变。
2)微生物繁殖速度快,生产周期短,生产能力强,产酶量高。
3)易分离提取,特别是胞外酶。
4)原料来源广泛,价格便宜,生产成本低。
5)容易实现大规模机械化,自动化连续化工生产。
6)可利用生物工程新技术,选育新菌种,提高产酶量,增加酶种。
要求:1)不是致病菌,在系统发育上,最好与病原体无关。
在食品与医药方面注意安全性。
2)能够利用廉价原料,发酵周期短,产酶量子。
3)菌种遗传性要稳定,不易变异退化,不易感染噬菌体,保证生产的稳定重要性。
4)最好选用产胞外酶的菌种,有利于酶的分离,回收率高。
2、酶分子修饰的原因、目的和基本原理是什么?主要的修饰方法是什么?答:原因:(1)活力问题:酶目前来源是生物材料,生物技术和产量有限,活力不高。
(2)稳定性问题:酶是蛋白质,一般不稳定,使酶制剂的生产,保存反应有很大不便和问题(3)具有抗原性:酶是高分子蛋白质,作为药物使用,在生物体中有抗原反应及被抗体代谢失效的危险。
(4)反应控制问题:实际反应中pH、温度等多种因素不易达到保持酶的最适合条件。
目的:提高酶活力;增强酶的稳定性;降低或是消除酶的抗原性,总之可以大大改善天然酶的不足之处,使其更适合于工业生产的应用要求。
3、酶活力测定需注意哪些问题?答:(1)测定的酶反应速度必须是初速度:一般指底物消耗量在5%以内或是食物形成占总产量的15%一下时的速度,只有初速度才与底物浓度成正比;(2)反应必定在酶最适合的反应条件下进行;(3)用反应速度对酶速度作图应将是一条通过原点的直线;(4)底物浓度,辅助因子浓度必定大于酶浓度;(5)测酶活力所用试剂中不应含有酶的抑制剂,激活剂。
4、简述酶提取的方法与过程。
答:1)方法:a 盐溶解提取 b 酸溶液提取 c 碱溶液提取 d 有机溶液提取。
酶工程期末考试试题一、选择题1、酶工程研究的主要内容是()A.酶分子的定向进化B.酶的分离、纯化及活力测定C.酶的发酵生产D.酶的化学修饰和固定化答案:A2、在酶工程中,常用的固定化方法有()A.吸附法、共价偶联法、交联法B.吸附法、共价偶联法、包埋法C.吸附法、化学修饰法、包埋法D.共价偶联法、化学修饰法、包埋法答案:B3、下列哪个不是酶工程的研究对象()A.植物酶的分离与纯化B.微生物酶的发酵生产C.酶分子的定向进化D.酶的化学修饰和固定化答案:A二、简答题1、什么是酶工程的定义?其研究的主要内容是什么?答:酶工程是利用酶的催化作用,将酶进行分离、纯化、改性、合成和固定化等技术,应用于工业生产、环境保护、医药卫生等领域的一门新兴学科。
其研究的主要内容包括:酶的分离、纯化及活力测定;酶的化学修饰和固定化;酶的发酵生产;酶分子的定向进化等。
2、请简述固定化酶的概念及其制备方法。
答:固定化酶是指将水溶性的酶用物理或化学的方法固定在某种介质上,使之成为不溶于水而又有酶活性的制剂。
其制备方法包括:吸附法、共价偶联法、包埋法等。
工程光学期末考试试题一、选择题(每题2分,共20分)1、在下列光学仪器中,利用光的折射现象的是:A.平面镜B.凹面镜C.凸面镜D.透镜2、下列光学仪器中,利用光的反射现象的是:A.平面镜B.凹面镜C.凸面镜D.透镜3、在下列光学仪器中,能够缩小视觉范围的是:A.平面镜B.凸面镜C.凹面镜D.透镜4、在下列光学仪器中,利用光的折射现象的是:A.平面镜B.凹面镜C.凸面镜D.三棱镜5、下列光学仪器中,利用光的反射现象的是:A.平面镜B.凹面镜C.凸面镜D.透镜6、在下列光学仪器中,利用光的折射现象的是:A.平面镜B.凹面镜C.凸面镜D.三棱镜7、在下列光学仪器中,能够扩大视觉范围的是:A.平面镜B.凸面镜C.凹面镜D.三棱镜8、在下列光学仪器中,利用光的反射现象的是:A.平面镜B.凹面镜C.凸面镜D.三棱镜9、在下列光学仪器中,利用光的折射现象的是:A.平面镜B.凹面镜C.凸面镜D.三棱镜10、下列光学仪器中,利用光的反射现象的是:A.平面镜B.凹面镜C.凸面镜D.三棱镜二、填空题(每空2分,共30分)11.光在均匀介质中是沿直线传播的,光在真空中的传播速度为__________。
2020-2021《酶工程》期末课程考试试卷A1专业: 考试日期:试卷所需时间:120分钟 闭卷 试卷总分:100分(答案全部写在答题纸上)一.名词解释(共10小题,每小题3分,共30分)1. 大分子结合修饰2. 核酶3. 临界温度4.酶活回收率5. 包埋法6. 锁钥理论7. 固定化酶8. 模拟酶9. 交错延伸PCR 10. 免疫拷贝法二.判断题(对打“√”,错打“╳”。
共10小题,每题1分,共10分)1. 如果某种酶有几种底物,则对每一种底物各有一个特定Km 值,其中Km 值最大的底物一般称为该酶的最适底物或天然底物。
( ) 2.若酶促反应持续时间缩短,则此条件下测得的最适反应温度往往偏低。
( ) 3.化学修饰剂聚乙二醇(PEG)既溶于水,也溶于有机溶剂,而且免疫原性和毒性很低。
( )4.有机相酶催化必需微量的水,这对于维持酶活性结构非常重要。
( ) 5. 虽然米氏方程对许多酶提供了很好的实验数据模式,但少数酶与米氏方程不相符合,如诱导酶。
( )6.从最佳的抽提效果着眼,最好远离待抽提酶的等电点。
也就是说,酸性蛋白质宜用碱性溶液抽提,碱性蛋白质宜用酸性溶液。
( )7. 酶作用机制的“锁钥理论”无法解释酶催化反应中的可逆反应。
( )8.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。
( )9.固定化酶的活力在多数情况下比天然酶高,其底物专一性可能发生改变。
( )10.采用化学修饰法确定某种氨基酸残基在酶分子中所存在的状态(表面或分子内部),通常表面基团能反应,而分子内部不能反应。
( )三、填空题(每空1分,共12分)1. 酶的催化机理包括___、___、___、___、___等方面。
2. 酶分子修饰的主要目的是改进酶的性能,即___、____、____等方面。
3. 根据酶催化反应类型,核酶可分为____、_____两大类 。
4. 专一性不可逆抑制剂通常可分为___和____两种类型。
酶工程测试题及参考答案一、单选题(共40题,每题1分,共40分)1、酶催化反应的产物为碱性时,固定化酶的最适pH()A、比游离酶的最适pH高一些B、随机变化C、比游离酶的最适pH低一些D、与游离酶的最适pH相同正确答案:C2、在酶的发酵生产过程中,可添加( )表面活性剂以提高酶产量。
A、阴离子型B、非离子型C、离子型D、阳离子型正确答案:B3、下列关于微生物发酵产酶温度的调节控制说法不正确的是()A、较高的温度条件下,可以提高酶所对应的mRNA的稳定性B、细胞生长和发酵产酶过程中会不断放出热量C、细胞产酶的最适温度往往低于生长最适温度D、不同的细胞有各自不同的生长温度正确答案:A4、植物细胞一般以()作为碳源A、蔗糖B、葡萄糖C、乳糖D、果糖正确答案:A5、蓝斑实验中,根据是否产生蓝色噬菌斑,可进行()的筛选。
A、重组子和非重组子B、重组子和转化子C、转化子和非转化子D、非重组子和非转化子正确答案:A6、离子交换层析的操作过程是()A、上样—装柱—洗脱收集—再生B、装柱—上样—洗脱收集—再生C、装柱—上样—洗脱收集—再生D、装柱—洗脱收集—上样—再生正确答案:C7、核酸类酶是()。
A、催化RNA进行水解反应的一类酶B、催化RNA进行剪接反应的一类酶C、由RNA组成的一类酶D、分子中起催化作用的主要组分为RNA的一类酶正确答案:D8、在葡萄糖效应实验中可以通过添加()使分解代谢物阻遏作用解除。
A、诱导物B、激活剂C、cAMPD、ATP正确答案:C9、下列关于等密度梯度离心的描述,错误的是()。
A、样品可置于密度梯度溶液的任何位置B、离心时间不影响区带位置C、密度梯度溶液最大密度>样品密度D、密度梯度溶液需要先配置好,再进行离心正确答案:D10、SDS-PAGE的蛋白质电泳迁移率只与下列因素中有关的是()A、电荷B、相对分子质量C、等电点D、形状正确答案:B11、膜反应器是()的酶反应器A、利用酶膜进行反应B、将酶催化反应与膜分离组合在一起C、利用半透膜进行底物与产物分离D、利用半透膜进行酶与产物分离正确答案:B12、有些酶的合成在细胞的生长阶段开始,在细胞生长进入平衡期后,酶还可以延续合成较长一段时间。
1、酶的特点和米氏方程式的推导。
酶是生物体内进行新陈代谢不可缺少的受多种因素调节控制的具有催化能力的生物催化剂。
酶催化作用特点: ( 一) 酶和一般催化剂的共性: ①用量少而催化效率高; ②不改变化学反应的平衡点; ③可降低反应的活化能。
( 二) 酶作为生物催化剂的特点: ①用量少而催化效率高; ②专一性高; ③反应条件温和; ④可调节性。
2、米氏常数的测定和意义。
答: 测定: 基本原则: 将米氏方程变化成相当于y=ax+b的直线方程, 再用作图法求出Km。
意义: ①当v=Vmax/2时, Km=[s](Km的单位为浓度单位)。
②是酶在一定条件下的特征物理常数, 经过测定Km的数值, 可鉴别酶。
③可近似表示酶和底物亲和力, Km愈小, E对S的亲和力愈大; Km愈大, E对S的亲和力愈小。
④在已知Km的情况下, 应用米氏方程可计算任意[S]时的V, 或任意V下的[S]( 用Km的倍数表示) 。
3、可逆抑制的种类和判别。
答: ①竞争性抑制: 某些抑制剂的化学结构与底物相似, 因而能与底物竟争与酶活性中心结合。
当抑制剂与活性中心结合后, 底物被排斥在反应中心之外, 其结果是酶促反应被抑制了。
特点: Km变大, 酶促反应速度减小; ②非竞争性抑制: 酶可同时与底物及抑制剂结合, 引起酶分子构象变化, 并导至酶活性下降。
由于这类物质并不是与底物竞争与活性中心的结合, 因此称为非竞争性抑制剂。
特点: Km虽然不变, 但由于Vmax减小, 因此酶促反应速度也下降了; ③反竞争性抑制: 抑制剂仅能与酶底物复合物结合, 但ESI不能转化为产物P 。
特点: Km变小, Vmax减小, 斜率不变。
4、酶的分类和命名。
答: 分类: 氧化还原酶、转移酶、水解酶、裂合酶、异构酶、合成酶。
系统名: 包括所有底物的名称和反应类型。
推荐名: 只取一个较重要的底物名称和反应类型。
对于催化水解反应的酶一般在酶的名称上省去反应类型。
酶系统编号: 采用四码编号方法, 第一个号码表示该酶属于6大类酶中的某一大类, 第二个号码表示该酶属于该大类中的某一亚类, 第三个号码表示属于亚类中的某一小类, 第四个号码表示这一具体的酶在该小类中的序号。
每个号码之间用圆点( ﹒) 分开。
5、酶活单位和酶活测定。
答: 酶活单位: ①酶活单位U: 在一定条件下, 一定时间内将一定量的底物转化为产物所需的酶量。
( 浓度/时间) ②国际酶活力单位IU: 在最适条件下, 每分钟内催化1umol底物转化为产物所需的酶量。
1972年定为1kat单位: 每秒钟能催化1mol底物转化为产物所需的酶量。
1kat=60×106IU。
③酶的比活力: 用每mg蛋白质所含酶活力单位数, 比活愈大, 纯度愈高。
比活力=酶活力U/mgPr =总活力U/总蛋白mg酶活力测定的步骤:①根据酶催化的专一性, 选择适宜的底物, 并配制成溶液。
②根据酶的动力学性质, 确定酶催化反应的温度PH值、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, 反应时间。
④运用各种生化检测技术, 测定产物的生成量或底物的减少量。
注意: 若不能即时测出结果的, 则要及时终止反应, 然后再测定。
6、酶活性中心的定义和部位。
答: 酶活性中心: 酶的特殊催化能力只局限在大分子的一定区域, 也就是说, 只有少数特异的氨基酸残基参与底部结合及催化作用。
这些特异的氨基酸残基比较集中的区域, 即与酶活力直接相关的区域, 称为酶的活性部位或活性中心。
活性部位: 一般分为结合部位和催化部位, 前者负责与底物的结合, 决定酶的专一性; 后者负责催化底物键的断裂形成新键, 决定酶的催化能力。
对需要辅酶的酶来说, 辅酶分子或辅酶分子上的某一部分结构, 往往也是酶活性部分组成部分。
7、影响酶催化作用的有关因素。
答: ①底物浓度: 在低底物浓度时, 反应速度与底物浓度成正比, 表现为一级反应特征; 当底物浓度达到一定值, 几乎所有的酶都与底物结合后, 反应速度达到最大值( V max) , 此时再增加底物浓度, 反应速度不再增加, 表现为零级反应。
②PH: 在一定的pH 下, 酶具有最大的催化活性,一般称此pH 为最适 pH; pH 稳定性。
③温度: 一方面是温度升高,酶促反应速度加快; 另一方面,温度升高,酶的高级结构将发生变化或变性, 导致酶活性降低甚至丧失; 因此大多数酶都有一个最适温度。
在最适温度条件下,反应速度最大。
④酶浓度: 在一个反应体系中, 当[S]>>[E]反应速率随酶浓度的增加而增加( v=k[E]) ,这是酶活测定的基础之一。
⑤抑制剂; ⑥激活剂。
8、影响酶催化效率的有关因素答: ( 一) 底物和酶的邻近效应与定向效应: 酶和底物复合物的形成过程既是专一性的识别过程, 更重要的是分子间反应变为分子内反应的过程。
这一过程包括: 邻近效应和定向效应。
邻近效应是指酶与底物结合形成中间复合物后, 使底物和底物( 如双分子反应) 之间, 酶的催化基团与底物之间结合于同一分子而使有效浓度得以极大的升高, 从而使反应速率大大增加的一种效应。
定向效应是指反应物的反应基团之间和酶的催化基团与底物的反应基团之间的正确取位产生的效应。
( 二) 底物的形变和诱导契合: 当酶遇到其专一性底物时, 酶中某些基团或离子能够使底物分子内敏感键中的某些基团的电子云密度增高或降低, 产生”电子张力”, 使敏感键的一端更加敏感, 底物分子发生形变, 底物比较接近它的过渡态, 降低了反应活化能, 使反应易于发生。
( 三) 酸碱催化: 酸碱催化是经过瞬时的向反应物提供质子或从反应物接受质子以稳定过渡态, 加速反应的一类催化机制。
在水溶液中经过高反应性的质子和氢氧离子进行的催化称为专一的酸碱性催化或狭义的酸碱催化; 而经过H+和OH-以及能提供H+和OH-供体进行的催化称为总酸碱催化或广义的酸碱催化。
( 四) 共价催化: 共价催化又称亲核催化或亲电子催化, 在催化时, 亲核催化剂或亲电子催化剂能分别放出电子或汲取电子并作用于底物的缺电子中心或负电中心, 迅速形成不稳定的共价中间复合物, 降低反应活化能, 使反应加速。
( 五) 金属离子催化: 金属离子以3种主要途径参加催化过程( 1) 经过结合底物为反应定向; ( 2) 经过可逆的改变金属离子的氧化态调节氧化还原反应; ( 3) 经过静电稳定或屏蔽负电荷。
( 六) 多元催化和协同效应( 七) 活性部位微环境的影响9、简述胰凝乳蛋白酶的催化反应机制。
答: 胰凝乳蛋白酶选择裂解芳香族氨基酸如象Phe、 Tyr羧基侧链。
其活性中心由Ser195、 His57和Asp102组成。
在胰凝乳蛋白酶的催化反应中, 组氨酸的咪唑基起着广义酸碱催化剂的作用, 先促使Ser195的羟基亲核地附着到底物敏感肽键中的羧基原子上, 形成共价的酰化中间物, 在促进酰化的ES中间物上的酰基转移到水或其它的酰基受体( 如醇、氨基酸等) 上。
丝氨酸三残基( 包括天冬氨酸和组氨酸) 构成的活性中心的一部分。
组氨酸极化Ser侧链的羟基( 去质子) 。
底物存在时, His57侧链接受Ser195侧链羟基的质子。
因此His57是碱催化剂。
Ser195丢失氢离子, 产生烷基氧离子。
烷基氧离子的亲核性比羟基大得多。
Asp102协助His57定位, 经过氢键和静电相互作用使His57更能接受Ser195的质子。
10、酶活性的调节控制。
答: 一、调节酶的浓度; 二、经过激素调节酶活性; 三、反馈抑制调节酶活性; 四、抑制剂和激活剂对酶活性的调节; 五、其它调节方式: 经过别构调控、酶原的激活、酶的可逆共价修饰和同工酶来调节酶的活性。
11、协同效应: 正协同效应: 底物或调节物的结合大大增加了酶对后续底物分子的亲核性。
( S型曲线)负协同效应: 底物浓度较小的范围内, 酶活力上升很快, 随后底物浓度虽有较大提高, 但反应速率升高很小, 表现为负协同。
( 表现双曲线)同工酶: 是指催化相同的化学反应, 但其蛋白质分子结构、理化性质和免疫性能等方面都存在明显差异的一组酶。
酶的别构调节: 酶分子的非催化部位与某些化合物可逆地非共价结合后发生构象的改变, 进而改变酶活性状态, 称为酶的别构调节。
1、写出谷氨酸发酵的最理想途径, 说明CO2固定化反应的重要性。
答: 途径: 葡萄糖经糖酵解( EMP途径) 和己糖磷酸支路( HMP途径) 生成丙酮酸, 再氧化成乙酰辅酶A( 乙酰COA) , 然后进入三羧酸循环, 生成α-酮戊二酸。
α-酮戊二酸在谷氨酸脱氢酶的催化及有NH4+存在的条件下, 生成谷氨酸。
即, 谷氨酸的生物合成途径包括EMP、 HMP、 TCA循环、 DCA循环和CO2固定作用等。
重要性: 体系中如果不存在CO2固定反应, 则有:3/2 C6H12O6 + NH4+ == C5H9O4 N + 4 CO2 产率: 147 /( 180*3/2) == 54.4%体系中存在CO2固定反应, 则有:C6H12O6 + NH4+ == C5H9O4 N + CO2 产率: 147 / 180 == 81.7%可见, 在GA的生物合成过程中, CO2固定反应对于产率的提高有着多么重要的作用。
实际上, 发酵过程中不可能控制柠檬酸合成所需的C4二羧酸完全来自于CO2固定反应, 体系也不可能完全不存在CO2固定反应, 因此, GA 发酵的糖酸转化率应在: 54.4%-81.7%。
2、谷氨酸产生菌之因此能够合成、积累并分泌大量的GA, 其菌种内在的原因有哪些?答: ①生物素缺陷型: 谷氨酸产生菌大多数为生物素缺陷型,谷氨酸发酵时,经过控制生物素亚适量(贫乏量) ,引起菌种代谢失调, 使谷氨酸得到大量积累。
②具有CO2 固定反应的酶系: 菌种能利用CO2 产生大量草酰乙酸, 有利于谷氨酸的大量积累。
③α-KGA脱氢酶酶活性微弱或丧失: 体内α-KGA脱氢酶活性很低时, TCA循环才能够停止, α-KGA才得以积累, 为谷氨酸的生成奠定物质基础。
④GA产生菌体内的NADPH氧化能力欠缺或丧失: NADPH是α-KGA还原氨基。