高中生物酶技术2019年3月21日
（考试总分：100 分考试时长： 120 分钟）
一、单选题（本题共计 20 小题，共计 100 分）
1、（5分）下列关于酶和固定化酵母细胞的研究与应用的叙述，正确的是
A．从酶的固定方式看，吸附法比化学结合法对酶活性影响大
B．尿糖试纸含有固定化的葡萄糖酶和过氧化氢酶，可以反复使用
C．作为消化酶使用时，蛋白酶制剂以口服方式给药
D．将海藻酸钠凝胶珠用自来水冲洗，目的是洗去CaCl2和杂菌
2、（5分）市场上有加酶洗衣粉，即在洗衣粉中加入了少量的碱性蛋白酶，它的催化活性很强，衣物上的汗血渍及人体排放的蛋白质油渍遇到它，皆能水解而除，下列衣料中不能用加酶洗衣粉洗涤的是
①棉织品②毛织品③腈纶织品④蚕丝织品⑤涤纶织品⑥锦纶织品
A．①②③ B．③④⑤ C．③⑤⑥ D．②④
3、（5分）科研人员研究了氯化钙溶液浓度对固定化啤酒酵母发酵性能的影响，结果如下图所示。下列相关叙述正确的是
A．实验中氯化钙溶液的主要功能是为酵母细胞的生长增殖提供营养
B．氯化钙溶液浓度在2.0mol?L-1左右时，凝胶珠硬度最大
C．研究表明，酵母固定化的适宜氯化钙溶液浓度为2.4 mol?L-1左右
D．凝胶珠硬度过大时，发酵产生的酒精反而减少的原因是固定化阻止了酵母细胞与外界的物质交换
4、（5分）用固定化酵母进行葡萄糖的发酵，结果发现产生的酒精很少，可能的原因是
①干酵母未进行活化处理
②CaCl2溶液浓度过高
③加入酵母细胞前海藻酸钠溶液未冷却
④活化酵母菌用的是蒸馏水
A．①②③ B．①②④
C．①③④ D．①②③④
5、（5分）煮练酶是一种生物复合酶，它由淀粉酶、果胶酶、脂肪酶和木质素酶等多种蛋白酶组成，能高效、彻底地分解存在于纤维中的共生物和其他杂质，常用来处理织物，而且处理后织物手感光滑柔软。下列叙述正确的是A.低温下煮练酶的活性降低是因为酶的空间结构遭到了破坏
B.向煮练酶中加入双缩脲试剂水浴加热后会产生砖红色沉淀
C.煮练酶中的淀粉酶会将纤维共生物中的淀粉分解成葡萄糖
D.煮练酶在织物处理上的应用利用了生物酶的专一性和高效性
6、（5分）为了保持菌种的纯净需要进行菌种的保藏，下列有关叙述不正确的是
A．对于频繁使用的菌种，可以采用临时保藏的方法
B．临时保藏的菌种一般是接种到试管的斜面培养基上
C．临时保藏菌种容易被污染或产生变异
D．对于需要长期保存的菌种，可以采用低温－4℃保藏的方法
7、（5分）下列属于固定化酶在利用时特点的是
A．有利于酶与产物分离
B．制成的加酶洗衣粉可以被反复利用
C．能自由出入依附的载体
D．能催化一系列的酶促反应
8、（5分）下列关于酶制剂的说法，错误的是
A．它是含有酶的制品，可以分为液体和固体两大类
B．加酶洗衣粉中的蛋白酶和脂肪酶等，就是固体的酶制剂
C．酶制剂可以反复使用
D．酶制剂是将某种酶的酶液进行干燥处理后，加入适量的稳定剂和填充剂
9、（5分）下表是利用固定化a—淀粉酶进行酶解淀粉的实验，下列叙述错误的是
A．预期丙组流出液中产物的纯度可能最高
B．固定后的a—淀粉酶装入柱中后可以重复利用
C．各组实验中淀粉溶液的浓度、pH、温度等都应该相同且适宜
D．流出液产物的纯度只与固定化酶柱长度和淀粉溶液的流速有关
10、（5分）下列有关固定化酶和固定化细胞的叙述，错误的是
A．固定化酶可以实现对酶的重复利用
B．溶解氧交换受阻是固定化酶应用的重要限制因素
C．固定化细胞中的酶可催化一系列的化学反应
D．利用海藻酸钠固定酵母细胞的方法是包埋法
11、（5分）工业上常采用下列哪种酶处理果肉，可以提高出汁率，而且能使生产的果汁澄清、稳定性强
A．麦芽糖酶 B．α-淀粉酶
C．果胶酶和纤维素酶 D．固定化葡萄糖异构酶
12、（5分）科研人员用海藻酸钠作为包埋剂来固定小麦酯酶，以研究固定化酶的相关性质和最佳固定
条件。酶活力为固定化酶催化化学反应的总效率，包括酶活性和酶的数量。图甲、乙、丙为部分研究结果。下列相关叙述中错误的是
A．固定化酶的酶活力较高，主要原因是增加了酶与底物的接触面积
B．由乙图可知，浓度为3%的海藻酸钠包埋效果最好
C．由丙图可知，固定化酯酶一般重复使用3次之后酶活力明显下降
D．由甲图可知，固定化酯酶比游离酯酶对温度变化适应性更强
13、（5分）下列有关制备固定化酵母细胞的叙述，正确的是
A．取1g干酵母，放入50ml烧杯中，加满蒸馏水，使其活化
B．配制海藻酸钠时，加热用大火，直到海藻酸钠溶化为止
C．将溶化好的海藻酸钠溶液冷却至室温，加入已活化的酵母细胞
D．将新制得的固定化酵母凝胶珠用清水反复冲洗，以防止杂菌污染
14、（5分）某同学欲通过制备固定化酵母细胞进行葡萄糖溶液发酵实验，图1表示制备固定化酵母细胞的有关操作，图2是进行葡萄糖发酵的装置（a是固定化酵母细胞，b是反应柱，c是分布着小孔的筛板），下列叙述正确的是
A．刚溶化的海藻酸钠应迅速与活化的酵母菌混合制备混合液
B．利用固定化酵母细胞进行发酵，糖类的作用仅是作为反应底物
C．图1中X溶液为CaCl2溶液，将与酵母细胞混匀的海藻酸钠溶液迅速注入CaCl2溶液中，会观察到有凝胶珠形成
D．图2装置中的长导管主要是排出CO2，防止空气中的杂菌进入反应柱
15、（5分）在以如图所示酶的固定方法模式图中，属于化学结合法的是
A ．
B ．
C ．
D ．
16、（5分）在果汁生产中使用果胶酶的根本作用是
A．提高水果的出汁率并使果汁变得澄清B．使大分子物质分解为小分子有机物便于人体吸收
C．解决人体不能利用纤维素的问题
D．进一步提高水果的营养价值
17、（5分）下列关于酶制剂在生活中应用的相关叙述不合理的有
A．生物酶牙膏中含有酶，可以分解细菌预防龋齿
B．加酶洗衣粉含固定化酶，去污能力比普通洗衣粉要强
C．溶菌酶能够溶解细菌的细胞壁，具有抗菌消炎的作用
D．多酶片含有多种消化酶，在人体消化不良时可以口服
18、（5分）下列关于加酶洗衣粉的叙述，正确的是
A．高温易使酶失活，因此冷水洗涤去污效果应该比温水好
B．洗衣粉中的酶是直接来自生物体的，比一般的酶稳定性强
C．在pH低于7.0的自来水中，碱性蛋白酶依然能起作用
D．洗衣粉中酶主要是通过快速分解溶在水里的污渍发挥作用
19、（5分）目前，酶已经大规模地应用于各个领域，下列属于酶应用中面临的实际问题的是A．洗衣粉中表面活性剂对碱性蛋白酶活性有一定的促进作用
B．加酶洗衣粉因为额外添加了酶制剂，比普通洗衣粉更易污染环境
C．固定化酶可以反复利用，但在固定时可能会造成酶的损伤而影响活性
D．酶的催化功能很强，但需给以适当的营养物质才能较长时间维持其作用
20、（5分）下列关于实验操作的叙述，错误的是
A．不宜将刚倒入牛肉膏蛋白胨培养基的平板倒过来放置
B．DNA的粗提取与鉴定实验中，提取时若搅拌速度过快，鉴定时蓝色会偏浅
C．稀释涂布平板法用于微生物的分离计数，统计结果比实际值可能偏小
D．制备固定化酵母细胞时，向刚溶化的海藻酸钠溶液中加入活化的酵母
一、单选题（本题共计 20 小题，共计 100 分）
1、（5分）【答案】C
【解析】化学结合法可能影响酶的活性部位而影响反应效果，而吸附法是物理方法不影响酶的分子结构，因此从酶的固定方式看，吸附法比化学结合法对酶活性影响小，A错误；尿糖试纸由于使用后不能将反应物和酶分开，而不能再次使用，B错误；消化酶在消化道内起作用，则蛋白酶制剂以口服方式给药，C正确；固定化酵母细胞在凝胶珠中，用无菌水冲洗可洗去CaCl2和表面的杂菌，D错误。
2、（5分）【答案】D
【解析】加酶洗衣粉含有生物催化剂酶，可以催化蛋白质的分解反应。棉花织品中主要成分是纤维素，可以用加酶洗衣粉洗，①不符合题意。羊毛织品中羊毛的主要成分是蛋白质，不能用加酶洗衣粉洗，②符合题意。腈纶织品的主要成分是合成纤维，可用加酶洗衣粉洗，③不符合题意。蚕丝织品中主要成分是蛋白质，不能用加酶洗衣粉洗，④符合题意。涤纶织品属于化学纤维中的合成纤维织造而成的，可用加酶洗衣粉洗，⑤不符合题意。锦纶织品属于合成纤维，可用加酶洗衣粉洗，⑥不符合题意。
3、（5分）【答案】D
【解析】实验中氯化钙溶液的主要功能是使海藻酸钠聚沉，形成稳定多孔的含酵母菌的凝胶珠，A项错误；据图可知，氯化钙溶液浓度在2.4mol?L-1左右时，凝胶珠硬度最大，B项错误；研究表明，酵母固定化的适宜氯化钙溶液浓度为2.0 mol?L-1左右，当氯化钙浓度过高时，凝胶柱机械强度大，通透性降低，会影响糖进入颗粒内部，C项错误；凝胶珠硬度过大时，发酵产生的酒精反而减少的原因是固定化阻止了酵母细胞与外界的物质交换，D项正确。
4、（5分）【答案】A
【解析】利用酵母菌进行葡萄糖的发酵产生的酒精较少的主要原因是参与发酵的酵母较少，题中的①
②③都会造成这一结果，而酵母菌活化时用的就是蒸馏水，A项正确。
5、（5分）【答案】D
【解析】低温条件下酶的活性降低，但是空间结构不变，故A错误；双缩脲试剂能与蛋白质发生紫色反应，反应条件为常温下，故B错误；淀粉酶能将淀粉分解成麦芽糖，而不能分解成葡萄糖，故C错误；煮练酶中的各种酶催化分解的底物不同，具有专一性和高效性，故D正确。
6、（5分）【答案】D
【解析】对于频繁使用的菌种，可以采用临时保藏的方法，在固体斜面培养基上菌落长成后，放入冰箱低温保藏，A正确；临时保藏的菌种一般是接种到试管的斜面培养基上，等到菌落长成后，放入冰箱低温保藏，B正确；临时保藏的菌种由于频繁转种，容易被污染或产生变异，C正确；对于需要长期保存的菌种，可以采用甘油管藏的方法，放在-20℃的冰箱中保存，D错误。
7、（5分）【答案】A
【解析】固定化酶是指用物理学或化学的方法将酶与固相载体结合在一起形成的仍具有酶活性的酶复合物，在催化反应中，它以固相状态作用于底物，反应完成后，容易与水溶性反应物和产物分离，可被反复使用，A项正确，B、C项错误；能催化一系列的酶促反应是固定化细胞的优点，D项错误。
8、（5分）【答案】C
【解析】酶制剂是含有酶的制品，可以分为液体和固体两大类，A正确；加酶洗衣粉中的蛋白酶和脂肪酶等，就是固体的酶制剂，B正确；加酶洗衣粉是指含有酶制剂的洗衣粉，不可以反复使用，C错误；酶制剂是将某种酶的酶液进行干燥处理后，加入适量的稳定剂和填充剂，D正确。
9、（5分）【答案】D
【解析】丙组固定化酶柱长度大，淀粉溶液流速慢，流出液中产物的纯度可能最高，A项正确；固定后的a—淀粉酶装入柱中后可以重复利用，B项正确；本实验的研究目的是探究固定化酶柱长度和淀粉溶液流速对流出液产物的纯度的影响，各组实验中淀粉溶液的浓度、pH、温度等属于无关变量，应该相同且适宜，C项正确，D项错误。
10、（5分）【答案】B
【解析】固定化酶既能与反应物接触，又容易与反应物分离，同时可以重复利用，A正确；溶解氧交换受阻会影响细胞呼吸，是固定化细胞应用的重要限制因素，B错误；固定化细胞能产生一系列的酶并分泌到细胞外，可催化一系列的化学反应，例如固定化酵母细胞可用于酒精发酵，C正确；用海藻酸钠固定酵母细胞的方法属于包埋法，D正确。故选B。
11、（5分）【答案】C
【解析】提高出汁率，且使生产的果汁澄清、稳定性强，则需破坏果肉细胞壁，果肉细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，所以应选择果胶酶和纤维素酶，故选C。
12、（5分）【答案】A
【解析】固定化酶优点是不溶于水，易与产物分离，可反复使用，能连续化生产且稳定性好，A项错误；由乙图可知，海藻酸钠浓度为3%时酶活力最高，即包埋效果最好，B项正确；由丙图可知，固定化酯酶重复使用3次以内酶活力变化不大，重复使用3次之后酶活力明显下降，C项正确；由甲图可知，游离酯酶在温度超过40°C时活性即迅速下降，固定化酯酶在温度超过45°C时活性才开始缓慢下降，说明后者对温度变化适应性更强，D项正确。
13、（5分）【答案】C
【解析】取1g干酵母，放入50ml烧杯中，加10ml蒸馏水，以利于搅拌，使其活化，A项错误；配制海藻酸钠时，加热用小火，防止焦糊，B项错误；将溶化好的海藻酸钠溶液冷却至室温，加入已活化的酵母细胞，C项正确；将新制得的固定化酵母凝胶珠用蒸馏水反复冲洗，D项错误。
14、（5分）【答案】D
【解析】在制备固定化酵母细胞的实验中，将溶化好的海藻酸钠溶液冷却至室温，再加入已活化的酵母细胞，否则高温会导致酵母细胞死亡，A错误；利用固定化酵母细胞进行发酵，糖类除了作为反应底物外，还为酵母菌提供营养和能量，B错误；图1中X溶液为CaCl2溶液，将与酵母细胞混匀的海藻酸钠溶液用注射器缓慢滴加到CaCl2溶液中，会观察到有凝胶珠形成，C错误；装置中的长导管用于排出CO 2
，并能防止空气中杂菌进入反应柱，D正确。
15、（5分）【答案】C
【解析】图示将酶包埋在微胶囊中，属于包埋法，A错误；图中将酶吸附在载体表面，属于物理吸附法，B 错误；图中将酶相互连接起来，属于化学结合法，C正确；图中将酶包埋在细微网格内，属于包埋法，D错误。
16、（5分）【答案】A
【解析】果胶酶能分解果胶，瓦解植物的细胞壁及胞间层，使榨取果汁变得容易，而果胶分解成可溶
性的半乳糖醛酸，使浑浊的果汁变得澄清。所以本题选A。
17、（5分）【答案】B
【解析】生物酶牙膏中含有的活性酶可以分解口腔中的细菌，具有预防龋齿的功效，A正确；酶的活性受温度和pH的影响，因此加酶洗衣粉的去污能力不一定比普通洗衣粉要强，B错误；溶菌酶能够溶解细菌的细胞壁，具有抗菌消炎的作用，C正确；多酶片含有多种消化酶，在人体消化不良时可以口服，以促进消化，增进食欲，D正确。
18、（5分）【答案】C
【解析】温度过高酶容易失去活性，但是温度过低酶的活性降低，冷水洗涤去污效果应该比温水差，A 错误；洗衣粉中的酶是通过基因工程生产出来的耐酸、耐碱、忍受表面活性剂和较高温度的酶，不是直接来自生物体，B错误；碱性蛋白酶的最适宜pH是8～9，在PH于7.0的自来水中，仍然能够起作用，只是与最适宜PH条件下相比，作用较弱，C正确；洗衣粉中酶主要是通过使蛋白质等水解成可溶性的小分子的氨基酸或多肽等，使污迹容易从衣物上脱落，D错误。故选C。
19、（5分）【答案】C
【解析】因为绝大多数酶是蛋白质，对表面活性剂、高温、强酸、强碱条件非常敏感，甚至会失去活性，A错误；为减少对环境的污染，用加酶洗衣粉取代普通洗衣粉，从而减少P对环境的污染，B错误；固定化酶实质上是将相应酶固定在不溶于水的载体上，实现酶的反复利用，但固定时可能使酶的结构产生变化，从而改变酶的催化活性，所以C选项是正确的；绝大多数酶是蛋白质，不需要供给任何营养物质，只要条件适宜，就能发挥催化功能，D错误。
20、（5分）【答案】D
【解析】在酒精灯火焰附近刚倒入牛肉膏蛋白胨培养基的平板，其培养基温度约为50℃左右，呈液态，需待其冷却凝固（大约需要5～10min）后，才能将平板倒过来放置，即不宜将刚倒入牛肉膏蛋白胨培养基的平板倒过来放置，A正确；DNA的粗提取与鉴定实验中，提取时若搅拌速度过快，会加剧D NA分子的断裂，导致析出的DNA分子少或不能形成絮状沉淀，鉴定时蓝色会偏浅，B正确；稀释涂布平板法用于微生物的分离计数，当两个或多个细胞连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落，所以统计结果比实际值可能偏小，C正确；制备固定化酵母细胞时，溶化好的海藻酸钠溶液要冷却至室温，才能加入已活化的酵母菌，D错误。
高中生物酶的分类与 功能解读 Revised on November 25, 2020
高中生物酶的分类与功能解读 1．酶的概念和本质 酶是活细胞内产生的一类具有生物催化作用的有机物。绝大多数酶是蛋白质，少数种类的RNA也具有生物催化作用。 2．酶的合成及分布 酶都是在细胞内合成的。蛋白质类酶是在细胞内的核糖体上合成的，而具有催化作用的RNA是以DNA为模板转录而成的。对于病毒这类不具有细胞结构的生物，其结构内一般不含有酶，也不能进行独立的新陈代谢作用。 细胞是生物体进行生命活动的主要场所，生物体内的化学反应也主要发生在细胞内，所以大多数酶在细胞内催化化学反应，例如：解旋酶、RNA聚合酶、转氨酶、固氮酶等；被分泌到细胞外的酶在细胞外发挥催化作用。例如：人体消化道内的唾液淀粉酶、胃蛋白酶、肠脂肪酶、胰麦芽糖酶、肠肽酶等。 3．酶的特性 酶具有高效性 酶催化反应的反应速度比非催化反应高108~1020倍，比其他催化反应高107~1013倍。例如：过氧化氢酶和Fe3+相比，过氧化氢酶的催化效率要高许多。 酶具有专一性 一种酶只能催化一种化合物或一类化合物的化学反应，这就是酶作用的专一性。通常把酶作用的物质称为该酶的底物。所以也可以说一种酶只作用于一种或一类底物。例如：淀粉酶只能催化淀粉的水解，对蔗糖则不起作用。二肽酶可以水解由任何两种氨基酸组成的二肽。 酶的作用条件较温和一般的催化剂在一定的条件下会因中毒而失去催化能力，而酶较其他催化剂更加脆弱，更易失去活性。凡使蛋白质变性的因素，如高温、低温以及过酸和过碱，都能使酶破坏而完全失去活性。所以，酶作用一般都要求比较温和的条件，如常温、常压、接近中性的酸碱度等。 4．酶的分类 酶的种类很多，现巳鉴定出3000种以上的酶，其中不少已得到酶的结晶。人们相继弄清了多种酶的结构及作用机理。随着酶学理论研究的不断深入，必将对生命的探索作出更大的贡献。
专题4：酶与ATP 【知识清单】 考点1：酶的本质及作用 一、酶在细胞代谢中的作用 1、细胞代谢：细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，是细胞生命活动的基础。 2、酶的作用：通过“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验，可以说明酶在细胞代谢中具有催化作用，同时证明，与无机催化剂相比，酶具有高效性的特性。 3、酶的作用机理：1、活化能：分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。2、催化剂的作用：降低反应的活化能，促进化学反应的进行。3、作用机理：催化剂是降低了反应的活化能。与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著。 二、酶的本质 1、酶本质的探索：最初科学家通过大量实验证明，酶的化学本质是蛋白质；在20世纪80年代，又发现少数RNA也具有催化作用。 2、酶的本质：酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数是蛋白质，少数是RNA。 三、酶的特性 1、高效性：酶的催化效率大约是无机催化剂的107～1013倍。 2、专一性：每一种酶只能催化剂一种或一类化学反应。 3、作用条件较温和：高温、过酸、过碱，都会使酶的结构遭到破坏，使酶永久失活；在低温下，酶的活性降低，但不会失活。 四、酶化学本质的实验验证 1、证明某种酶是蛋白质：实验组：待测酶液＋双缩脲试剂→是否出现紫色反应。对照组：已知蛋白液＋双缩脲试剂→出现紫色反应。 2、证明某种酶是RNA：实验组：待测酶液＋吡罗红染液→是否出现红色。对照组：已知RNA 溶液＋吡罗红染液→出现红色。 五、酶的催化作用和高效性的验证实验分析 1、实验原理： （1）、。 （2）、比较H2O2在常温、高温、过氧化氢酶、Fe3＋等不同条件下气泡产生多少或卫生香燃烧剧烈程度，了解过氧化氢酶的作用和意义。 2、实验过程的变量及对照分析 、酶具有催化作用，同无机催化剂一样都可加快化学反应速率。 具有高效性，与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。 六、酶的专一性的验证实验分析 1、实验原理： 一种酶只能催化一种或一类化学反应
酶 基本要求 1．描述酶的发现过程，认同科学是在不断的观察、实验、探索和争论中完善的观点。 2．说明酶的本质与特性以及在细胞代谢中的作用，认同生命活动的复杂性。3．举例说明酶的专一性和高效性，逐步形成运用所学知识解释日常生活中实际问题的能力。 4．在进行“活动：探究酶的专一性”时，尝试对假设中的重要变量下操作性定义，在教师指导下设计比较可行的实验方案，对探究的过程和结果进行简单的评估。 5．分析酶的催化作用受许多因素的影响。 说明 “小资料：辅酶”及“课外读：酶的应用”只作为背景资料供阅读，不要求记忆或掌握具体内容。 教学方法 “第三节酶”教学重点是酶的作用、本质和特性；教学难点是酶的催化作用原理以及控制变量的科学方法。学生对酶的认识有限，但对催化剂的作用比较熟悉，在教学中以学生已掌握的无机催化剂的知识作为切入点，通过进行过氧化氢在生物催化剂与无机催化剂作用下的反应速度的比较实验，证明“酶的催化效率”，引导学生进入新课学习。介绍了酶的概念和成分，使学生对酶有一个总体的印象，再举例说明影响酶活性的因素和机理，以及酶催化作用的特性。 教学过程 【引入】有时候我们书面骂人时，会说某某人饭桶，我们每天早上、中午、下午一日三餐吃下去，大部分营养物质被消化吸收了。 【提问】这里消化吸收必须依靠什么啊？消化酶 【承接】酶是怎么被发现的呢？ 【提问】1.1773年意大利斯帕兰札尼实验，把肉装在金属丝制的笼子里的目的
是什么？避免发生物理性消化。 【提问】笼内的肉消失了这说明了什么？说明胃液中有一种能消化肉的物质,可以和肉发生化学反应。 【小结】这种能消化肉的物质后来被证实是消化酶。 【承接】消化酶最早被发现，我们再来看酿酒，酒精发酵要用到的酶。 【提问】科学家巴斯德与李比希对酒精发酵的争论焦点是什么? 酒精发酵需要的是酵母细胞还是只要酵母细胞中的某种物质。 【提问】之后谁设计实验验证，得出了什么结论？毕希纳发现利用无细胞的酵母汁就可以进行酒精发酵。毕希纳证明酒精发酵是酵母中的某种物质。 【承接】那么酶的本质是什么呢？ 【提问】1926年萨母纳尔得到脲酶(分解尿素的酶)结晶，发现其本质是什么？蛋白质。 【讲述】绝大多数酶本质都是蛋白质 【承接】酶的本质都是蛋白质吗？ 【提问】20世纪80年代,科学家发现一些RNA分子也有催化能力,这一事实说明什么? 极少数酶是RNA 【讲述】这些酶称为核酶 【表格小结】我们对酶的本质进行总结 【提问】那么酶在我们生物体内有什么作用呢？催化作用 【小结】所以我们给酶下个定义：酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物质。【提问】酶作为催化剂能使反应在什么条件下进行？常温下 【提问】为什么没有酶，氧化分解有机物需在高温下进行呢？降低了活化能。【呈现图片】 【提问】什么是活化能？反应物分子活化所需要的能量。 【承接】酶作为生物催化剂怎么实现它的催化作用呢？ 【呈现图片】 【提问】哪个是酶？哪个是底物？如果底物是2个氨基酸，产物是什么？二肽【提问】你能描述这个过程吗？酶与底物结合，形成酶-底物复合体。酶-底物复合体形状发生改变。
酶工程在医药上的应用 朱祺琪社科1003班3100104077 【摘要】本文为读书报告，从酶工程制药的工艺和工程化技术方面，以及酶工程在医药上的应用及对未来的展望对酶工程的一个方面进行概述。 【关键词】酶工程酶的固定化酶法手性合成技术非水相酶催化 【引言】酶，它作为一种生物催化剂，已广泛地应用于轻工业的各个生产领域。近几十年来，随着酶工程不断的技术性突破，在工业、农业、医药卫生、能源开发及环境工程等方面的应用越来越广泛重组DNA技术促进了各种有医疗价值的酶的大规模生产。用于临床的各类酶品种逐渐增加。酶除了用作常规治疗外，还可作为医学工程的某些组成部分而发挥医疗作用。如在体外循环装置中，利用酶清除血液废物，防止血栓形成和体内酶控药物释放系统等。另外，酶作为临床体外检测试剂，可以快速、灵敏、准确地测定体内某些代谢产物，也将是酶在医疗上一个重要的应用。 【正文】 一、酶工程制药的工艺和工程化技术 1）酶的固定化技术 在４０多年以前，几乎所有的工业化生产中采用的生物催化剂都是用全细胞或组织来进行的。作为生物催化剂的微生物细胞种类繁多，并带动了目前发酵工业的迅速发展。但由于正常发酵过程中的微生物生长和繁殖都需要消耗培养基中的营养物质并产生不必要的副产物，因而导致目的产物必须经过分离步骤才能从最终产物的混合物中分离出来，因此使用微生物细胞进行催化并不是十分有效的方法。
酶的固定化最早在１９１６年由Ｎｅｌｓｏｎ和Ｇｒｉｆｆｉｎ在研究酵母蔗糖酶时提出，他们发现蔗糖酶被吸附在活性炭上后仍然有活性。在２０世纪６０年代，羧肽酶、胃蛋白酶、核糖核酸酶相继被固定化成功，从而使得固定化酶在制药工业中的应用受到越来越大的重视。１９６９年千烟一郎固定化氨基酰化酶工业化生产Ｌ 氨基酸；随后青霉素酰化酶固定化生产。氨基青霉烷酸获得成功。近十几年来，随着工业分离纯化技术的发展和应用，使得工业规模获得酶成为可能，离体酶在制药工业中应用在逐渐增加。其最明显的优势在于具有更有效的底物转化率、更高的投料量和产量以及更好的产物均一性。但这些优点极有可能被酶纯化所增加的成本和纯化过程中酶的失活所抵消掉，造成对酶应用的限制。许多科学家已经开始研究如何去克服这些困难，其中大批量进行酶纯化能够在一定程度上减低成本，但更有效的方法当属固定化酶的方法，这种方法使得酶在使用过程中稳定性提高，可重复使用，降低了生产成本。 2）酶法手性合成技术 近来，小分子与生物大分子间的相互作用引起了人们很大的关注。对于选择性酶抑制剂和受体激动剂或拮抗剂的研究是药用工业中靶目标定位研究的关键之一。在分子水平上对药物作用机制的深入了解引起了人们的广泛注意，意识到手性作为许多药物功效之关键的重要性。现在人们已经知道在许多情况下，药物中仅有一种对映体对功效是必需的，其他对映体或者无活性，或者活性下降，甚至产生毒害。现在制药企业已经意识到，新药的开发必须是单手性的，以此来避免由不需要的对映体引起的不必要的副作用。许多情况下，一旦由消旋体药物向对映体纯化合物的转化成为可能时，就是发展工业化过程的良机。与消旋化合物相比较，单一对映体的优势体现在制备过程和配方上。 手性药物中间体可通过不同途径制备。一个方法是从天然的手性化合物开始，这种手性化合物主要是由发酵过程产生。手性库主要用到廉价的，使用方便的，有旋光性的天然产物。第二种方法是通过拆分消旋化合物实现的，该方法是主要是通过对映体或非对映体结晶性质上的差异以及通过化学或生物催化的方法有效拆分消旋化合物来完成的。最后，也可以用微生物细胞或其代谢产物酶，
高中生物核心知识点 高分必背 必修一知识点→细胞代谢模块 →酶 1.细胞代谢的概念：细胞中所有化学反应的统称。注意：细胞代谢的主要场所在细胞质中。细胞代谢是细胞生命活动的基础。绝大多数细胞代谢需要酶的催化。 2.酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物。化学本质：绝大多数酶是蛋白质，少数是RNA。 3.酶催化作用的原理：降低化学反应所需的活化能。意义：使细胞代谢在温和条件下快速进行。注意：酶的作用不是提供活化能。 4.酶的特性：（1）高效性：同无机催化剂比较，酶降低活化能的作用更显著，催化效率更高；（2）专一性：一种酶只催化一种或一类化学反应。（3）作用条件较温和→使化学反应在常温常压下就进行： 5.酶在最适温度和PH条件下活性最高，低温会抑制酶活性，而高温、强酸和强碱条件下酶的空间结构改变，彻底失活。注意：失活后活性不可恢复。 6.胃蛋白酶最适PH为1.5，酶制剂适于低温保存。 7.酶只起催化作用，不改变化学反应的平衡点；在化学反应前后酶的数量和结构不改变，可重复利用；可在胞内、胞外和体外发挥作用。 8.【实验】探究温度对酶活性的影响时建议用淀粉酶，显 色剂用碘液；探究PH对酶活性影响时建议用过氧化氢酶。 →ATP 9.ATP称为三磷酸腺苷，简式为：A-P~P~P。A代表腺苷，是腺嘌呤碱基与核糖组成。P 代表磷酸基团。~代表高能磷酸键。注意：含有高能磷酸键的不止ATP，如ADP。 10.A TP水解两个磷酸基团后称为腺嘌呤核糖核苷酸，是RNA的组成单位之一。 11.A TP结构特点：远离A的那个高能磷酸键容易水解，同时释放大量的能量。 12.细胞中绝大多数生命活动都是由ATP直接提供能量。补充：磷酸肌酸也可以作为直接能源物质。 13.放能反应（如：呼吸作用和光合作用）一般与ATP的合成相联系。注意：呼吸作用合成的ATP可用于各项生命活动，而光合作用中光反应合成的ATP只用于暗反应。14.吸能反应（如：蔗糖的合成，主动运输，胞吞胞吐）一般与ATP的水解相联系。
酶工程技术极其在医药领域的应用 摘要：随着生物技术的迅速发展，酶工程在生物工程中的核心地位得到了更好的体现。酶工程作为一种高新技术，已在医药、食品、轻工业、纺织等行业中得到越来越广泛的应用。本文将从酶的固定化技术、酶催化技术、酶的化学修饰、脱氧核酶、抗体酶和酶学诊断等几个方面来对酶工程在医药行业中的应用进行综述。 关键词：酶工程；医药；应用 Enzyme engineering technology and it’s application in the medical field Abstract: With the rapid development of biotechnology, enzyme engineering as a hard core of biological engineering has been better reflected. Enzyme engineering, as a new high-tech, has been widely used in medicine, food, light industry, textile and other industries. This article told the application of enzyme engineering in the medical industry from these aspects ,Enzymes Immobilization, Enzyme Catalysis, Enzymes Modification, Deoxyribozyme, Catalytic Antibody and Enzymatic diagnosis. Key words: Enzyme Engineering; Medicine; Application 1 引言：回顾20世纪，生物科学与生物工程在全球崛起并迅速发展，已经从整体水平发展到细胞水平和分子水平，在基础与应用研究领域取得了举世瞩目的成果。酶工程作为生物工程的重要组成部分，
酶的作用和本质教学设计 ●教学过程 ［课前准备］ 教师收集有关酶研究的资料，比如酶工程、酶的分类等。学生整理酶本质探索的基本过程，了解这些科学家所作的重要贡献和基本观点。 ［情境创设］ 现在已经知道细胞内的生理活动之所以如此有序地快速进行，酶的作用无可替代，但是19世纪以前，人们对这些所知甚少，人们对酶的认识是科学家不懈努力的结果。 ［师生互动］ 巴斯德和李比希观点的比较 巴斯德李比希 1822～1895（法国）1803～1873（德国） 微生物学家、通过显微镜观察化学家，通过对化学变化的研究 发现发酵的过程中有酵母菌存在认为糖类变成酒精就是一个化学反应 结论：没有活细胞结论：在这个变化过程中，只有细胞 糖类不可能变成酒精死亡之后放出了某些物质起了作用 问：从巴斯德研究的领域来看，他得出结论的出发点主要是什么？ 答：巴斯德是微生物学家，他主要强调生物体或细胞的整体作用。 问：从李比希研究的领域来看，它得出结论的出发点主要是什么？ 答：李比希是化学家，倾向于从化学的角度考虑问题。 问：他们的争论被哪位科学家的研究成果平息了？ 答：毕希纳。 请分析毕希纳研究的过程（学生活动）。 实验：酵母细胞研磨加水搅拌加压过滤含酵母细胞的提取液加入葡萄糖。 现象：冒出气泡。 结论：酵母细胞的提取液和活酵母细胞的作用一样。 酵母细胞中引起发酵的物质称为酿酶。 问：你认为毕希纳只凭上面的实验能不能说明酵母细胞的提取液和活酵母细胞的作用一样？
答：不能。 问：那还应做怎样的实验？ 答：对照实验。将酵母菌分成两等份，一半直接加入葡萄糖，另一半通过研磨、过滤等过程来进行，观察结果是否一样。 问：有人说毕希那的研究成果与前人无关，你同意这样的观点吗？ 答：不同意。正是由于巴斯德、李比希的研究确定了争论的焦点，使得毕希纳的研究更加具有针对性。 虽然已经确定了酶在物质变化中的作用，但酶到底是什么物质仍然是困扰大家的问题。要研究酶是什么物质，首先要得到纯度较高的酶，然后才能作出鉴定。美国科学家萨姆纳在研究酶究竟是什么过程中作出了杰出贡献。 萨姆纳的研究过程 问：萨姆纳研究哪种酶？是如何确定的？ 答：脲酶。借助其他科学家的研究，知道刀豆种子中脲酶的含量比较高。 问：脲酶提取出了，根据你学过的知识如何证明它就是脲酶，不是细胞中其他的有机物呢？ 答：在这个实验中首先可以证明是不是蛋白质。用双缩脲试剂这个特有反应来鉴定。然后根据脲酶的特性：尿素氨＋二氧化碳，来判定它不是脲酶。 1926年萨姆纳的重要科学研究成果让人们知道脲酶就是蛋白质，后来其他科学家也提取了其他种类的酶，也证明是蛋白质，所以在以后一段较长的时间，人们都认为酶就是蛋白质。 问：科学家得出的结论应用的什么方法？ 答：概括法。 问：你能说出当时概括得出这个结论的基本思路吗？ 答：脲酶是蛋白质，胰蛋白酶也是蛋白质，胃蛋白酶也是蛋白质。人们发现的酶都是蛋白质，所以酶就是蛋白质。 问：这样的结论到了20世纪80年代美国科学家的重要发现出现了什么变化？ 答：美国科学家切赫和奥特曼发现了一种酶，它也有催化功能，但是它是RNA。这样酶的定义就有了发展。即：酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质，少量的是RNA。 ［教师精讲］ 酶作为生物催化剂，人们对它的认识经历了较长的时间，从酶究竟是在活细胞中能起作用还是释放
1. 淀粉酶：作用是催化淀粉水解为麦芽糖。按其产生部位分为唾液淀粉酶、胰淀粉酶、肠淀粉酶和植物淀粉酶。 2. 麦芽糖酶：作用是催化麦芽糖水解成葡萄糖，主要分布在发芽的大麦中。 3. 蔗糖酶：作用是催化蔗糖水解成葡萄糖和果糖，主要分布在甘蔗等生物体内。 4. 脂肪酶：作用是催化脂肪水解为脂肪酸和甘油。在动物体内分为胰脂肪酶和肠脂肪酶等。在动物的胰液、血浆和植物的种子中均有分布。 5. 蛋白酶：作用是催化蛋白质水解为短肽。在动物体内分为胰蛋白酶和胃蛋白酶等。在动物的胰液、胃液，植物组织和微生物中都有分布。 6. 纤维素酶：作用是催化纤维素水解成葡萄糖。在真菌、细菌和高等植物中含有。 7. 谷丙转氨酶：简称GPT，其主要作用是催化谷氨酸和内酮酸之间的氨基转换作用。它在肝脏中活力最大，常作为诊断是否患肝炎等疾病的一项重要指标。 8. 过氧化氢酶：广泛存在于动植物细胞及一些微生物中，主要作用是分解过氧化氢，防止过氧化氢积累而危害细胞。 9. 酪氨酸酶：存在于人体的皮肤、毛皮等处的细胞中，能将酪氨酸转变为黑色素。 10. 谷氨酸脱氢酶：催化谷氨酸氧化脱氢，生成酮戊二酸。存在于大多数细胞的线粒体中，主要参与氨基酸的脱氨基作用和氨基转换作用。 11. 解旋酶：在DNA复制时，首先要将两条链解开形成单链，此过程依赖于DNA 解旋酶。 12. 限制性内切酶：能识别双链DNA中特定的碱基序列的核酸剪切酶，常在DNA 两条链上交错切割产生黏性末端，是基因工程中的“剪刀”。
13. DNA连接酶：使相邻的脱氧核苷酸之间形成磷酸二酯键，以封闭DNA分子中的切口，是基因工程中的“针线”。 14. 逆转录酶：能以RNA为模板，合成DNA，存在于某些RNA病毒和癌细胞中。 15. 溶菌酶：广泛存在于动植物、微生物及其分泌物中，能溶解细菌细胞壁中的多糖，可使细菌失活。还可激活白细胞的吞噬功能，增强机体抵抗力。 16. 固氮酶：能使大气中的氮还原为氨，由两种含金属的蛋白质组成，一种为铁蛋白，另一种为钼铁蛋白。根瘤菌、蓝藻和土壤中各种固氮菌中都含有此酶。
第一章绪论 1、生物技术药物：一般来说，采用DNA重组技术或其他生物技术研制的蛋白质或核酸类 药物。 2、生物药物按其功能用途可以分为三类：（1）治疗药物；（2）预防药物；（3）诊断药物。 3、生物技术药物的特性：（1）分子结构复杂；（2）具有种属特异性；（3）治疗针对性强， 疗效高；（4）稳定性差；（5）基因稳定性；（6）免疫原性；（7）体内的半衰期短；（8）受体效应；（9）多效性和网络效应；（10）检的特异性 4、生物技术制药的特性：高技术；高投入；长周期；高风险；高收益。 第二章基因工程制药 1、基因工程制药的药物都是用传统方法很难生产的珍贵稀有的药品，主要是医用活性蛋白 和多肽类，包括：(1)免疫性蛋白，各种抗原和单克隆抗体。(2)细胞因子，如各种干扰素,白细胞介素，集落刺激生长因子，表皮生长因子及凝血因子。（3）激素，如胰岛素，生长激素，心钠素。（4）酶类，如尿激酶，链激酶，葡激酶，组织型纤维蛋白溶酶原激活剂及超氧化物歧化酶等。 2、我国科学家经过8年刻苦攻关，成功地研制出世界上第一个采用中国健康人白细胞中克 隆的A1B型干扰素基因，组建杂交质粒，传染大肠杆菌使之高效表达的人A1B干扰素。 3、基因工程技术是将所要重组对象的目的基因插入载体，拼接，转入新的宿主细胞，构建 成工程菌，实现遗传物质的重新组合，并使目的基因在工程菌内进行复制和表达的技术。 4、基因工程药物制造的主要步骤：获得目的基因—组建重组质粒—构建基因工程菌—培养 工程菌—产物分离纯化—除菌过滤—半成品检定—成品检定—包装。 5、简单叙事反转录法克隆基因的主要步骤：mRNA的纯化；CDNA第一链的合成；CDNA 第二链的合成；CDNA克隆；将重组体导入宿主细胞；CDNA文库的鉴定；目的CDNA 的分离和鉴定。 6、目前克隆真核基因常用的方法：化学合成和反转录法。 7、基因表达的微生物宿主细胞分为两类：原核生物，目前常用的有大肠杆菌，枯草芽孢杆 菌，链霉菌。真核生物，常用的有酵母，丝状真菌。 8、目前使用最广泛的宿主菌是大肠杆菌和酿酒酵母。 9、影响目的基因在大肠杆菌中表达的因素：（1）外源基因的剂量；（2）外源基因的表达效 率：启动子的强弱；核糖体结合位点的有效性；SD序列和起始密码的间距；密码子组成。（3）表达产物的稳定性；（4）细胞的代谢负荷；（5）工程菌的培养条件。 10、融合蛋白：融合蛋白的氨基端是原核序列，羧基端是真核序列，这样的蛋白质是由 一条短的原核多肽和真核蛋白结合在一起的。 11、非融合蛋白：是指在大肠杆菌中表达的蛋白以真核的mRNA的AUG为起始，在 其氨基端不含任何细菌多肽序列。 12、质粒的不稳定分为分裂不稳定和结构不稳定。 13、质粒的分裂不稳定：是指工程菌分裂时出现一定比例不含质粒的子代菌的现象，它 主要与两个因素有关，一是含质粒菌产生不含质粒子代菌的频率，质粒丢失率与宿主菌，质粒特性和培养条件有关；二是这两种菌比生长速率差异的大小。 14、提高质粒稳定性的方法：选择合适的宿主菌；选择合适的载体；选择压力；分阶段 控制培养；控制培养条件；固定化。 15、接种量：是指移入的种子液体积和培养液的体积的比例。 16、基因工程药物的分裂纯化特点：（1）目的产物在初始物料中含量低；（2）含目的产 物的初始物料组成复杂；（3）目的产物的稳定性差；（4）种类繁多；（5）应用面广。17、分离纯化的基本过程的5个步骤：包括细胞破碎，固液分离，浓缩与初步纯化，高
DNA连接酶连接DNA上黏性末端磷酸二酯键（扶手）基因工程拼接目的基因和运载体 DNA聚合酶把单个的脱氧核苷酸聚合成单链DNA 磷酸二酯键DNA复制 DNA解旋酶将双链DNA解旋为两单链氢键DNA复制、转录 RNA聚合酶把单个的核糖核苷酸聚合成RNA 磷酸二酯键转录 限制性内切酶识别特定的碱基序列并切割出黏性末端磷酸二酯键基因工程 DNA酶水解DNA（类似于蛋白酶） 蛋白质酶是指酶的成分是蛋白质的酶，和核酸酶相对应。 蛋白酶就是水解蛋白质肽键的一类酶的总称，就是可以水解蛋白质的酶。 (酶的两大类：蛋白质酶，核酸酶) Taq聚合酶一般适用于DNA片段的PCR扩增 DNA解旋酶 在DNA不连续复制过程中，结合于复制叉前面，催化DNA双链结构解链，并具有ATP酶活性的酶，两种活性相互偶联，通过水解ATP提供解链的能量。不同来源的DNA解旋酶的共同特性是通过水解ATP提供解链的能量，而复制叉结构的存在与否对活性的影响因酶而异。 在DNA不连续复制过程中，结合于复制叉前面，催化DNA双链结构解链，并具有ATP酶活性的酶。两种活性相互偶联，通过水解ATP提供解链的能量。不同来源的DNA解旋酶的共同特性是通过水解ATP提供解链的能量，而复制叉结构的存在与否对活性的影响因酶而异。 胰蛋白酶来自人的胰腺，胰腺在胃的中后部位，分泌的胰蛋白酶用来消化食物中的蛋白质，分解蛋白质成为肽，氨基酸等，再被人体肠道吸收到人体各组织中去，所以，胰蛋白酶在食物消化中起到至关重要的作用，是不可或缺的 胶原蛋白酶可以促进分解胶原蛋白 肠淀粉酶肠腺分泌的肠淀粉酶可以将什么水解成氨基酸 唾液淀粉酶可以促进淀粉的水解。 过氧化氢酶人体肝脏中的过氧化氢酶主要作用就是催化H2O2分解为H2O与O2，使得H2O2不致于与O2在铁螯合物作用下反应生成非常有害的-OH 木瓜蛋白酶它是一种含疏基(-SH)肽链内切酶，具有蛋白酶和酯酶的活性，有较广泛的特异性，对动植物蛋白、多肽、酯、酰胺等有较强的水解能力，同时，还具有合成功能，能把蛋白水解物合成为类蛋白质。溶于水和甘油，水溶液无色或淡黄色，有时呈乳白色；几乎不溶于乙醇、氯仿和乙醚等有机溶剂。最适合PH值5.7(一般3～9.5皆可)，在中性或偏酸性时亦有作用，等电点18.75；最适合温度55～60℃(一般10～85℃皆可)，耐热性强，在90℃时也不会完全失活；受氧化剂抑制，还原性物质激活。 顶体酶顶体酶存在于精子顶体内膜及赤道部膜上，通常以无活性形式存在，当精子头部进入卵透明带时，顶体酶原才被激活为顶体酶。此酶是受精过程中不可缺少的一种中性蛋白水解酶，其作用类似于胰蛋白酶，它能水解卵透明带糖蛋白，使精子穿过卵丘再穿过透明带，使精子与卵子融合;它还能促使生殖道中激肽释放，从而增强精子的活力和促进精子的运动。 最新文件仅供参考已改成word文本。方便更改 word.
二、问答 4. 如何从环境中筛选稀有放线菌中的小单孢菌，并说明各步骤的作用？ （一）所谓的稀有放线菌：即为除链霉菌属外的其它属的放线菌。 如：小单孢菌、小双孢菌、马杜拉放线菌等。 选择培养分离——微生物群落中数量占少数的微生物的分离纯化： （1）抑制大多数其它微生物的生长。 （2）使待分离的微生物生长更快。 →使待分离的微生物在群落中的数量上升，方便用稀释法对其进行纯化。 （3）使待分离的微生物生长“突出”。 →直接挑取分离的微生物的菌落获得纯培养。 1）①利用选择培养法进行直接分离：Ⅰ、高温下培养：分离嗜热细菌。 Ⅱ、培养基中不含N：分离固氮菌。 Ⅲ、培养基加抗生素：分离抗性菌。 ②利用选择平板进行直接分离：Ⅰ、牛奶平板：分离蛋白酶产生菌。 Ⅱ、颜色反应：分离特定的菌株。 Ⅲ、利用特定细菌的滑动特点进行分离纯化。 2）富集培养：特定的环境条件→仅适应于该条件的微生物旺盛生长 →待分离微生物在群落中的数量大大增加→从自然界中分离到所需的特定微生物（二）高选择性分离小单孢菌的程序： 土样自然风干→制成土壤悬浮液→1~5%苯酚处理→涂布平板 （HV琼脂+萘啶酸20mg/L+衣霉素20mg/L）衣霉素和萘啶酸作为细菌、真菌和非目的放线菌的抑制剂。 6. 如何利用同位素标记法研究微生物药物生物合成的机理？ 将同位素标记可疑前体物质加到培养基中→培养后分离目的代谢产物 →测定终产物中同位素含量和分布情况→判断可疑前体物质是否参与代谢产物的合成16. 如想开发生产葡萄糖苷酶的基因工程菌，该如何构建？如想进一步提高该酶的表达量，该如何进行？假如重组表达的酶以包涵体形式存在，以你学到的知识分析应该采取什么措施？ 基因工程酶（蛋白）的构建 （1）基因的获取（通过NCBI搜索欲构建的葡萄糖苷酶的基因序列，再设计引物，以所需的cDNA为模板PCR获得）。 （2）目的基因与表达载体的体外重组。 （3）导入宿主细胞。 （4）筛选和验证。 （5）目的基因的表达。 提高表达量：（1）利用高效表达质粒（强启动子和高拷贝）。 （2）优化密码子。 （3）优化翻译起始区的二级结构。 （4）使ATG和SD序列之间距离为9bp。 （5）优化表达条件。 减少包涵体：（1）降低培养温度。 （2）减少诱导剂的使用量。 （3）
酶的特性教学设计 设计理念 在次节教学设计中主要采用探究式教学模式，充分利用学生已有知识，精心安排教学过程，让学生通过探究活动理解科学探究的过程、方法和技能，从而全面提高其科学素养以及交流合作能力。同时，注意增强课程内容与社会发展、科技进步、现实生活的联系，以及课程与学生自我发展的联系，促进学生全面发展。 教材地位分析 酶的特性是《普通高中课程标准生物教科书分子与细胞（必修1）》（人教版）第五单元第一节《降低化学反应活化能的酶》第二课时的内容，在学习了第1课时“酶的作用和本质”，以及初中人体内消化酶知识的基础上，结合探究“影响酶活性的条件”实验，进一步理解酶的三大特性，不仅巩固了第一节的探究实验方案设计中变量的控制内容，也为后面学习ATP的合成与分解，光合作用，细胞呼吸等重要内容奠定了坚实的基础。 一、教学目标 1、知识与技能 （1）说明酶在细胞代谢中的特性。 （2）通过学生主动参与科学探究的虚拟实验活动，使学生掌握科学探究的程序和方法，培养学生创造性思维能力和动手实践的能力。 （3）通过以小组为单位的学习，使学生学会与人交流和合作的能力 2、过程与方法 （1）通过本节课教学，让学生进行有关的实验和探索，巩固自变量的控制，观察和检测因变量的变化，以及实验设计的单一变量原则，对照组和重复实验的设置。 （2）通过讨论酶在生产生活中的应用，使学生认识到生物科学技术与社会生产生活的联系，体会科学、技术、社会之间相互促进的关系，进而体会研究生命科学的价值。 （3）在实验能力提高的基础上，提高学生运用语言表达的能力和分享信息分享实验成果的能力。 3、情感态度与价值观
（1）通过设计实验方案、进行实验探究活动，使学生具有探索、创新、合作和勇于实践的科学精神与态度。 （2）通过联系生活、生产实际，激发学习生物学的兴趣，形成关心科技发展、关心社会生活的意识。 二、学情与教材分析 学生通过上一节课酶的作用和本质的学习，加上初中消化酶的知识，对酶有了初步的认识；学生具备了一定的发现问题、提出假设、设计实验以及进行探究活动的一般方法，具有利用网络进行搜集、处理及表达、展示信息的能力。 关于酶的三大特性，重点和难点在于酶的第三个特性，教材设计了一个探究实验，让学生在探究后得出结论，在此基础上，再配合两个曲线图，概括出酶的作用条件较温和的结论。本节的“科学·技术·社会”，通过多个侧面，体现出酶与人类生活的密切关系，从而进一步开阔学生的眼界。 三、教学准备 1、教学用具：加酶洗衣粉、溶菌酶含片、生物酶牙膏、多酶片、果汁等 2、实验材料：可溶性淀粉、NaOH (5%)、Hcl (5%)、碘液、α－淀粉酶（最适温度50℃—75℃）、斐林试剂（检验还原性糖）、PH=5、6、7、8、9的缓冲液、试管、烧杯、酒精灯、温度计等。 四、设计思路 本节课是构建在学生对于酶已有了一定认识的基础上实施的，根据教材的特点，充分利用网络资源，采用启发式、讨论式和探究式教学方法，学习酶的三大特性，引导学生主动参与教学过程，激发他们的独立思考和创新意识，发展他们的兴趣、爱好和特长。由于本节课的探究性实验的难度比较大，设计教学时，为了提高课堂效率，在课前安排学生在充分预习的基础上，分小组自选课题，预先先完成实验设计，再在课堂上对探究实验的指导提供了相关的材料和必要的说明，使学生通过修改和交流，形成较严谨的实验方案，并通过动手实验进行检验，在此基础上得出实验结论。这样的教学设计能体现学生自主、探究、合作的学习方式，有利于培养学生科学的思维方法和研究方法。提高学生的科学素养。此外，还通过多个侧面，体现酶与人类生活的密切关系，开阔了学生的眼界，渗透了
高中生物涉及的酶 1．各种水解酶 2．谷丙转氨酶：简称GPT，其主要作用是催化谷氨酸和丙酮酸之间的转氨基作用。它在肝脏中活力最大。属于转移酶。 3．过氧化氢酶：广泛存在于动植物细胞及一些微生物中，主要作用是分解过氧化氢，防止过氧化氢积累而危害细胞。属于裂解酶。 4．酪氨酸酶：存在于人体的皮肤、毛发等处的细胞中，能将酪氨酸转变为黑色素。属于异构酶。 5．PEP羧化酶：能催化磷酸烯醇式丙酮酸发生羧化作用形成草酰乙酸，这是C4植物固定CO2过程中的反应。属于合成酶。 6．谷氨酸脱氢酶：催化谷氨酸氧化脱氢，生成α-酮戊二酸；存在于大多数细胞的线粒体中，主要参与氨基酸的脱氨基作用和氨基转移作用。属于氧化还原酶。此外，在“遗传及基因工程”内容中还有。 7．解旋酶：在DNA不连续复制过程中结合于复制叉前面并能催化螺旋的双链解开。
8．限制性内切酶：能识别双链DNA中特定碱基排列顺序的核酸剪切酶，常在DNA两条链上交错切割产生黏性末端。是基因工程中的“剪刀”。 9．DNA连接酶：在具有游离5'磷酸基团和3'羟基的相邻核苷酸之间形成磷酸二酯键，以封闭DNA分子中的切口。是基因工程中的“针线”。 10．逆转录酶：能以RNA为模板，合成DNA，存在于某些RNA病毒和癌细胞中。在“免疫”内容中还有。 11．溶菌酶：广泛存在于动植物，微生物及其分泌物中，因能溶解细菌细胞壁多糖上的糖苷键而得名。在医药上，它是—个消炎酶，可使细菌失活，还可激活白细胞的吞噬功能，增强机体抵抗力。 在生物固氮部分还有： 12．固氮酶：能使大气中的氮还原为氨，由两种含金属的蛋白质组成，一为铁蛋白，一为钼铁蛋白。根瘤菌、蓝藻和土壤中各种固氮菌中都有此酶。 13．蔗糖酶：作用是催化蔗糖水解成葡萄糖和果糖，主要分布在甘蔗等生物体内。14．RNA聚合酶：结合DNA双链，延长RNA链，用于转录RNA。DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核酸片段的3′末端的羟基上，形成磷酸二酯键。 16．DNA酶：脱氧核糖核酸酶广泛存在于生物体内，它在脱氧核糖核酸代谢中起着重要的作用。该酶作用于DNA分子中核糖上3’-碳原子上的羟基与磷酸之间形成的二酯键，其降解产物为5’-脱氧核苷酸。 要得到上述某种酶，我们可以从动物、植物、微生物等各种活细胞中提取，目前工业上大多采用微生物发酵法来获得大量的酶制剂。
酶工程与生物制药 08生科杨菲200840700055 摘要: 生物技术正在越来越多地从根本上改变进行药物发现和开发的方法。酶工程是生物技术中发展时间较长的一门技术。本文着重从工程和技术化的角度介绍酶工程在制药工业中的应用. 关键词: 酶工程生物制药医药应用研究进展 酶的概述 酶的特性 酶是由活细胞产生的具有特殊催化功能的一类蛋白。其特点：催化效率高,专一性强,反应条件温和,催化活性受到调节和控制 1.酶工程简介 1.1 酶工程，又称酶技术，它是从应用的目的出发，将酶学理论和化学工程相结合，生产、制备、研究酶，利用酶的催化特性，将原料转化为目的产物的一门技术。20世纪20年代初，主要是自然酶制剂在工业上的大规模应用。 在七十年代以后，伴随着第二代酶——固定化酶及其相关技术的产生，酶工程才算真正登上了历史舞台。固定化酶正日益成为工业生产的主力军，在化工医药、轻工食品、环境保护等领域发挥着巨大的作用。不仅如此，还产生了威力更大的第三代酶，它是包括辅助因子再生系统在内的固定化多酶系统，它正在成为酶工程应用的主角。 2.酶的来源 酶作为生物催化剂普遍存在于动物，植物和微生物中，可以直接从生物体中分离提纯。但是，理论上，酶和其他蛋白质一样，也可以通过化学合成法制得。由于当前的条件，试剂和经济条件等多种因素存在，人工合成法来生产酶，还需要相当长的一段时间，所以目前我们还是直接从生物体中直接提取分离。 早期的生产多以动植物为主，从植物中提取的酶有蛋白酶，淀粉酶，氧化酶等，从动物中提取的酶有疑蛋白酶，脂肪酶和用于奶酪生产的凝乳酶等。但是随着酶制剂应用范围大大扩大，原先生产的酶远远供不应求。人们就开始探索利用动植物细胞培养法生产酶的新方法来解决目前存在的问题。在这种进退两难的情形下，有关科学家发现了利用微生物来生产。1．种类多，酶品种齐全。 2．生长繁殖快，生产周期短，产量高。3．培养简单，原料来源丰富，经济效益高。4．适应性和适应力较强。所以目前工业上应用的酶大多数采用微生物发酵法来生产。 3.酶的生产菌 3.1 对菌种的选取。 菌种性能的优劣，产量的高低直接影响微生物发酵的成本，所以作为一个优良的产酶菌必须具备以下几点：1。繁殖快，产酶量高，2。不是致病菌，3。产酶性能稳定。4。廉价，周期短，易于培养。 3.2 生产菌的来源。
高中生物课本中的几种酶 (2010-03-02 21:38:11) 酶是生物体内的高效有机催化剂，高中教材在不同章节涉及了很多不同种类的酶，为使同学们对其有一个完整的认识，现总结如下。 1. 淀粉酶：作用是催化淀粉水解为麦芽糖。按其产生部位分为唾液淀粉酶、胰淀粉酶、肠淀粉酶和植物淀粉酶。 2. 麦芽糖酶：作用是催化麦芽糖水解成葡萄糖，主要分布在发芽的大麦中。 3. 蔗糖酶：作用是催化蔗糖水解成葡萄糖和果糖，主要分布在甘蔗等生物体内。 4. 脂肪酶：作用是催化脂肪水解为脂肪酸和甘油。在动物体内分为胰脂肪酶和肠脂肪酶等。在动物的胰液、血浆和植物的种子中均有分布。 5. 蛋白酶：作用是催化蛋白质水解为短肽。在动物体内分为胰蛋白酶和胃蛋白酶等。在动物的胰液、胃液，植物组织和微生物中都有分布。 6. 纤维素酶：作用是催化纤维素水解成葡萄糖。在真菌、细菌和高等植物中含有。 7. 谷丙转氨酶：简称GPT，其主要作用是催化谷氨酸和内酮酸之间的氨基转换作用。它在肝脏中活力最大，常作为诊断是否患肝炎等疾病的一项重要指标。 8. 过氧化氢酶：广泛存在于动植物细胞及一些微生物中，主要作用是分解过氧化氢，防止过氧化氢积累而危害细胞。 9. 酪氨酸酶：存在于人体的皮肤、毛皮等处的细胞中，能将酪氨酸转变为黑色素。 10. 谷氨酸脱氢酶：催化谷氨酸氧化脱氢，生成酮戊二酸。存在于大多数细胞的线粒体中，主要参与氨基酸的脱氨基作用和氨基转换作用。 11. 解旋酶：在DNA复制时，首先要将两条链解开形成单链，此过程依赖于DNA解旋酶。 12. 限制性内切酶：能识别双链DNA中特定的碱基序列的核酸剪切酶，常在DNA两条链上交错切割产生黏性末端，是基因工程中的“剪刀”。 13. DNA连接酶：使相邻的脱氧核苷酸之间形成磷酸二酯键，以封闭DNA分子中的切口，是基因工程中的“针线”。
收稿日期:2005-05-16 作者简介:陈红霞,女,生于1962年,副教授,主要从事酶工程及应用的研究。文章编号:1001-8751(2005)06-0248-04 酶工程与抗生素工业 陈红霞 (山东济宁职业技术学院生物化学工程系, 济宁272037) 摘要: 酶工程是现代生物技术的重要组成部分,它作为一项高新技术将为各工业的发展起重要推动作用。介绍了酶固定化、基因工程菌(细胞)的固定化、植物细胞培养产酶、酶的化学修饰、核酸酶、抗体酶、酶标药物的理论和技术研究的最新进展以及酶工程在医药工业中的应用,对酶工程的发展前景进行了探讨。 关键词: 酶工程; 酶的固定化; 核酸酶; 抗体酶; 抗生素 中图分类号: Q814 文献标识码: A 1 酶工程技术 1.1 固定化酶和固定化细胞 固定化酶是指将可溶的自然酶束缚在特定的支持物上或固定在局限的空间,并能发挥催化作用,而固定含酶的细胞则形成固定化细胞。我国研制过的固定化酶或细胞已有50种左右,可以分为下述3种类型:固定化单酶或含特定酶的细胞;固定化双酶,将2种酶共固定在一种载体上或分别固定后串联在一起使用;固定化各类激酶构成ATP再生系统。目前已有多种固定化生物催化剂用于医药工业化生产。与天然酶相比,固定化酶和固定化细胞有酶稳定性高,可长期反复使用,利用效率高;反应后酶与产物易分离,可装柱进行反应,实现连续化操作及自动控制,设备小型化,节约能源和人力;转化液中产物浓度高,副产物少,产品易纯化,产品收率和质量高,成本低;绿化生产,无三废污染;可与溶菌酶共固定化或向反应液中加入抑菌剂,抗微生物污染能力强等优点。 固定化的方法主要有吸附、共价结合、包埋和选择性热变性等。固定化过程必须使用水不溶性固体支持物(载体)。载体要有良好的稳定性,对酸碱和温度有一定耐受性及亲水性,有一定的疏松网状结构和机械强度,颗粒均匀,能耐受酶和微生物作用,共价结合时可活化基团,并廉价易得。吸附法是利用吸附剂、表面作用力或离子交换剂电性作用将酶(细胞)定位于载体表面的技术,当底物或产物为大分子或水溶性较差的小分子物质时,常采用此法制备固定化生物催化剂。常用载体有活性炭、氧化铝、皂土、白土、高岭土、多孔玻璃、硅胶、石英砂、Amber2 lite I RA、Amberlite I R、DEAEΟ纤维素、C MC、DEAEΟSephadex等,如硅皂土或膨润土吸附青霉素酰化酶和DEAEΟSephadex A25吸附氨基酰化酶等[1]。共价结合法是将酶(细胞)与载体之间通过共价键结合而固定的技术,酶(细胞)与载体结合牢固,不易脱落。常用的载体有纤维素、琼脂、对氨基苯磺酰(ABSE)Ο纤维素、聚丙烯酰胺凝胶、对氨基苯纤维素及苯胺多孔玻璃等,如ABSEΟ纤维素与5′Ο磷酸二酯酶或多核苷酸磷酸化酶的共价结合物、纤维素与葡萄糖氧化酶的共价结合物等。包埋法是将酶(细胞)限制于凝胶网格内或微囊中的技术,如底物及产物为易溶于水的小分子时,可采用此法制备固定化生物催化剂。载体有聚乙烯醇、卡拉胶、海藻胶、琼脂、血纤维、胶原蛋白、聚丙烯酰胺凝胶、丙烯酸高聚物等,如聚丙烯酰胺凝胶包埋DΟ果糖二磷酸醛缩酶、木瓜蛋白酶、胰蛋白酶和卡拉胶包埋黄色短杆菌、大肠埃希菌等。选择性热变性技术是将酶限制于细胞内,但细胞内酶不变性的技术,如将白色链球菌于60℃加热10m in即成为具有葡萄糖异构酶活性的固定化白色链球菌。在制药工业中包埋法应用较多,其次是吸附法。 由于底物和产物性质、酶的性能反应特点及所有反应器类型的差异,要采用不同物理形状的生物催化剂。目前已用的生物催化剂有酶膜、酶片、酶块、酶纤维、酶珠、酶管和酶微囊等形状。 固定化细胞包括微生物细胞、动物细胞和植物细胞,目前更多地注重活细胞和增殖细胞的固定化。
酶的特性》教案设计 1课前分析 1.1教材分析 本节教材内容包括“酶具有高效性”、“酶具有专一性”、“影响酶活性条件的探究与分析”三大内容。其中“酶具有高效性”的内容，在前一课的“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验中学生已自我构建。有关“酶具有专一性”的内容，隐含着同一种酶对不同底物的作用和不同的酶对同一种底物的作用的内容，对于这一内容，只要引导学生对前一节所学实验就底物和酶进行改变，通过亲自实验及分析，很容易突破。因此，“影响酶活性的条件”的探究实验是本节课的重心所在，而这一内容所包含的实验方案设计、实验操作过程及实验结果分析，既是前面所学的“酶的作用与本质” 知识的延续和进一步理解，又是学生以后学习影响光合作用和呼吸作用因素知识与技能的基础，同时又是培养学生生物科学研究素养非常好的内容，对学生学习与研究生命科学的兴趣将产生较大的影响。 1.2学情分析 本节课之前，学生已具备了以下与本节学习相关的知识和技能：①科学探究的一般程序“提出问题一作出假设一设计实验一进行实验一分析结果，得出结论一表达和交流一进一步探究”。②探究H2O2酶对H2O2分解的实验技能，即对照实验的设计与操作方法、自变量和无关变量的分析与控制方法。然而，有关影响酶条件的实验方案设计，对学生而言，要求较高，存在相当大的困难，为此采取后述的教学设计思路来突破这一困难。 1.3 课时分配：1 课时。 2教学设计思路新课伊始，首先对学生所熟悉的实验进行更改探究，用以在复杂的自主设计与活动之前，给学生一个思考与设计的启示，以便循序渐进，逐层深入。 在“ pH、温度对酶活性影响”的实验设计与探究的过程中，利用预设的一些思考性问题及学生之间的即时自评，对学生的活动过程予以引导与控制。这一处理策略至关重要，关系着探究过程的成败，关系着教学目标的达成度；同时，学生实验过程中，还会因诸如试剂的用量、量筒与试管的洗涤、滴管的混用等许多原因，导致实验出现误差，对此，教师课前一定要进行充分的预设，以便帮助学生迅速合理地找出原因。 在“温度对酶活性影响”实验实施过程中，有长达十多分钟的保温时间，为了充分提高教学目标的达成度，穿插进行已建构知识的应用练习。 在学生自主提出问题时，可能会提出许多合理的问题，由于课时的限制，不可能一一进行课堂探究，但又不能扼制学生的质疑精神，为此，应鼓励学生进行课后探究。 3教学目标 知识目标：概述酶的特性和影响酶活性条件的知识体系。能力目标：进行酶的特性、影响酶活性的条件、控制变量的实验探究活动。情感目标：养成勇于质疑、自主探究、合作学习的科学探究精神。