酶工程试题及答案
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。
8.通常酶的固定化方法有 吸附 法, 包埋 法, 交联 法,
共价键结合 法。
9.酶分子的体外改造包括酶的 表面 修饰和 内部 修饰。
10.模拟酶的两种类型是 半合成 酶和 全合成 酶 。
11.抗体酶的制备方法有 拷贝 法和 引入 法。
三 问答题(每题10分,共计40分)
1. 固定化酶和游离酶相比,有何优缺点?
解:优点(1)易将固定化酶和底物,产物分开产物溶液中没有酶的残留简化了提纯工艺
(2)可以在较长的时间内连续使用(3)反应过程可以严格控制,有利于工艺自动化(4)提高了酶的稳定性
(5)较能适于多酶反应
(6)酶的使用效率高 产率高 成本低
缺点
(1) 固定化时酶的活力有损失
(2) 比较适应于水溶性底物
(3) 与完整的细胞相比,不适于多酶反应。
2. 写出三种分离纯化酶蛋白的方法,并简述其原理。
解:.方法:透析与超虑 离心分离 凝胶过滤 盐析 等电点沉淀 共沉淀 吸附层析 电泳 亲和层析 热变性 酸碱变性 表面变性等(原理略)
3. 为什么酶制剂的生产主要以微生物为材料?
解:(1)微生物种类多,酶种丰富,且菌株易诱变,菌种多样
(2)微生物生长繁殖快,酶易提取,特别是胞外酶
(3)来源广泛,价格便宜
(4) 微生物易得,生长周期短
(5) 可以利用微电脑技术控制酶的发酵生产,可进行连续化,自动化,经济效益高
(6) 可以利用以基因工程为主的分子生物学技术,选育和改造菌种,增加产酶率和开发新酶种
4 下面是某人对酶测定的一些数据,据此求出该酶的最大反应速度和米氏常数
[S](mol/L)
V0(umol/min)
0.5´10-6
28
4.0´10-6
40
1.0´10-5
70
2.0´10-5
95
4.0´10-5
112
1.0´10-4
128
2.0´10-4
139
1.0´10-2
140
解: 最大反应速度140 , Km: 1.0´10-5
酶工程试题(B)
一 名词解释
1抗体酶:是一种具有催化作用的免疫球蛋白,属于化学人工酶
2酶反应器:是利用生物化学原理使酶完成催化作用的装置,他为酶促反应提供合适的场所和最佳的反应条件,使底物最大限度的转化为物。
3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。
4底物抑制:在酶促反应中,高底物浓度使反应速度降低的现象。
5稳定pH:酶在一定的pH范围之内是稳定的,超过这个限度易变性失活,这样的pH范围为此酶的稳定pH
6产酶动力学:主要研究细胞产酶速率及各种因素对产酶速率的影响,包括宏观产酶动力学和微观产酶动力学。
7凝胶过滤:又叫分子排阻层析,分子筛层析,在层析柱中填充分子筛,加入待纯化样品再用适当缓冲液淋洗,样品中的分子经过一定距离的层析柱后,按分子大小先后顺序流出的,彼此分开的层析方法。
8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
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液体发酵法:以液体培养基为原料进行微生物的繁殖和产酶的方法,根据通风方法不同又分为液体表层发酵法和液体深层发酵法。
二 填空题(每空1分,共计30分)
1.Km值增加,其抑制剂属于 竞争性 抑制剂,Km不变,其抑制剂属于 非竞争性 抑制剂,Km减小,其抑制剂属于 反竞争性 抑制剂。
2.菌种培养一般采用的方法有 固体 培养法和 液体 培养法。
3.菌种的优劣是影响产酶发酵的主要因素,除此之外发酵条件对菌种产酶也有很大的影响,发酵条件一般包括 温度 , PH , 氧气 , 搅拌 , 湿度 和 泡沫 等。
4.打破酶合成调节机制限制的方有 控制条件 , 遗传控制 , 其它方法 。
5.酶生物合成的模式分是 同步合成型 , 延续合成型 , 中期合成型 , 滞后合成型 。
6.根据酶和蛋白质在稳定性上的差异而建立的纯化方法有 热变性 法, 酸碱变性 法和 表面变性 法
7. 通常酶的固定化方法有 交联 法、 包埋 法, 吸附 法、 共价结合 法
8. 酶分子的体外改造包括酶的 表面 修饰和 内部 修饰。
9.酶与抗体的重要区别在于酶能够结合并稳定化学反应的 过滤态 ,从而降低了底物分子的 能障 ,而抗体结合的抗原只是一个 基 态分子,所以没有催化能力
三 问答题(每题10分,共计40分)
1. 在生产实践中,对产酶菌有何要求?
一般必须符合下列条件:
a) 不应当是致病菌,在系统发育上最好是与病原菌无关
b) 能够利用廉价原料,发酵周期短,产酶量高
c) 菌种不易变异退化,不易感染噬菌体
d) 最好选用产胞外酶的菌种,有利于酶的分离纯化,回收率高
在食品和医药工业上应用,安全问题更显得重要
2. 对酶进行化学修饰时,应考虑哪些因素?
解:(1)被修饰酶的性质,包括酶的稳定性,酶活性中心的状况,侧链基团的性质及反应性
(2)修饰反应的条件,包括PH与离子强度,修饰反应时间和温度,反应体系中酶与修饰剂的比例等
3. 列出用共价结合法对酶进行固定化时酶蛋白上可和载体结合的功能团
解:(1)酶蛋白N端的α氨基或赖氨酸的∑氨基
(2)酶蛋白C端的羧基及天冬氨酸的β羧基或谷氨酸的γ羧基
(3)半胱氨酸的巯基1分
(7) 丝氨酸 骆氨酸 苏氨酸上的羟基
(8) 苯丙氨酸和骆氨酸上的苯环
(9) 组氨酸上的咪唑基
色氨酸上的吲哚基
4. 某酶的初提取液经过一次纯化后,经测定得到下列数据,试计算比活力,回收率及纯化倍数。
体积(ml)
活力单位(u/ml)
蛋白氮(mg/ml)
初提取液
120
200
2.5
硫酸铵沉淀
5
810
1.5
解:(1)起始总活力:200´120=24000(单位)
(2)起始比活力:200¸2.5=80(单位/毫克蛋白氮)
(3)纯化后总活力810´5=4050(单位)2
(4)纯化后比活力810¸1.5=540(单位/毫克蛋白氮)
(5)产率(百分产量):4050¸24000=17%
(6)纯化倍数:540¸80=6.75
【备考指导】公基备考:酶工程
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前沿科技
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1.VR技术
虚拟现实技术是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统,它利用计算机生成一种模拟环境,是一种多源信息融合的、交互式的三维动态视景和实体行为的系统仿真,使用户沉浸到该环境中。
2.3D技术
3D是将两个影像重合后产生逼真三维立体效果,用户通过佩戴特殊的3D眼镜,在观看影片时获得身临其境的感受。
3.AR技术
增强现实(Augmented Reality,简称AR),是一种实时地计算摄影机影像的位置及角度并加上相应图像的技术,这种技术的目标是在屏幕上把虚拟世界与现实世界嵌合并进行互动。
4.人工智能
英文缩写为AI。它是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。
人工智能是无意识的,意识是人脑对客观世界的主观反映,人工智能并不是人脑,它只是对人的意识、思维的信息过程的模拟。
人工智能要以机器为载体,所以人工智能是机械的过程。
人工智能是计算机科学的一个分支,并不涉及化学。
人工智能是物理的过程,人工智能中所使用的材料均是物理元件,是对光、电、声、图像、视频等处理的过程。
5.云计算
云计算是分布式计算的一种,指的是通过网络“云”将巨大的数据计算处理程序分解成无数个小程序,然后,通过多部服务器组成的系统进行处理和分析这些小程序得到结果并返回给用户。早期的云计算,简单地说,就是分布式计算,解决任务分发,并进行计算结果的合并,因而云计算又称为网格计算。通过这项技术,可以在很短的时间内(几秒种)完成对数以万计的数据的处理,从而达到强大的网络服务。“云”实质上就是一个网络,狭义上讲,云计算就是一种提供资源的网络,使用者可以随时获取“云”上的资源,按需求量使用,并且可以看成是无限扩展的,只要按使用量付费就可以较为简单的云计算技术已经普遍服务于现如今的互联网服务中,最为常见的就是网络搜索引擎和网络邮箱。
6.互联网+
“互联网+”是创新2.0下的互联网发展的新业态,是知识社会创新2.0推动下的互联网形态演进及其催生的经济社会发展新形态。它能够充分发挥互联网在社会资源配置中的优化和集成作用,将互联网的创新成果深度融合于经济、社会各域之中,提升全社会的创新力和生产力,形成更广泛的以互联网为基础设施和实现工具的经济发展新形态。
调味品的知识
《想见你》第九集中,“凤南小队”在吃面的时候,李子维(许光汉饰)喜欢在面里加很多的醋。早在西周年间,醋就开始走上了人们的餐桌,还有的人甚至认为醋在商朝或者更早的时候就已经产出。在公基生活常识题目中,经常出现对日常调味品知识的考查,这会让我们觉得,这些平时熟悉的调味品变得不再熟悉。
1.微生物工程
我们日常做菜所用到的酱油、醋、酒都是运用微生物工程技术的结果。微生物工程又称发酵工程,是指采用现代工程技术手段,利用微生物的某些特定功能,为人类生产有用的产品,或直接把微生物应用于工业生产过程的一种新技术。比如,在食品工业中,利用酵母菌发酵制造啤酒、酒、酱油、工业酒精等,利用乳酸菌发酵制造奶酪和酸奶。
【小贴士】酶工程
酶工程就是利用酶所具有的生物催化功能,借助工程手段将某些原料转化成有用物质并应用于社会生活的一门科学技术。酶工程的应用主要集中于食品工业、轻工业以及医药工业中。酶在食品工业中最大的用途是淀粉加工,其次是乳品加工、果汁加工、烘烤食品及啤酒发酵。
2.调味品的妙用
醋
①骨头汤中加醋能够形成酸性环境,有利于骨头中钙和磷等物质的溶出。②白醋可以去水垢。醋除水垢的原理是醋酸能与水垢中的不溶性的钙、镁盐和碱反应,生成可溶性的醋酸盐,从而达到除去水垢的目的。实验中如没有白醋,也可用米醋代替,不过除水垢的效果要差些,原因是米醋的酸性要比白醋弱。③可以用醋洗头。根据中医理论,醋性温,有活血化瘀、消肿解毒的功效。现代医学研究认为,醋对皮肤有柔和的刺激作用,可扩张毛细血管,改善血液循环。醋还能中和肥皂和自来水中的碱性物质,有利于清除头发上的沉积物。同样也可以杀灭脂溢性皮炎患者头皮的卵圆形糠枇孢子菌,因而能够止痒、去头屑。
米粥加盐会变稠,加糖会变稀
在我们日常生活中,用大米煮粥,如果往粥里放些糖,粥就变得稀了;加些盐,粥就会变得稠些。大米的主要成分是淀粉。当它煮成粥以后,大米中部分淀粉的细胞就会破裂,淀粉浆流了出来,所以,从外观上看,就显得黏黏糊糊的。但是,仍有很大一部分淀粉细胞只是吸水膨胀,并没有破裂。
食盐,主要成份为氯化钠,是一种电解质。当它加入粥中以后,钠离子和氯离子就会透过淀粉细胞膜渗进细胞,使细胞内的溶液成为具有较高渗透压的高渗压溶液,于是细胞外的水分就容易渗进淀粉细胞中去,所以,粥就显得稠一些。
糖和盐在化学上性质不一样,它是一种非电解质。它不能渗进淀粉细胞,而只能溶解在淀粉细胞外的水中,这样淀粉细胞外的水就形成浓度比较高的高渗透压溶液,细胞内原来已吸收进去的水就有一部分会透过细胞膜向外渗出,淀粉细胞就小些,这样粥就变稀了。
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