酶工程课程习题库和参考答案

3、锤头型核酸类酶含有11 个保守核苷酸残基和3 个螺旋结构域。 4、非水介质主要包括有机介质，气相介质，超临界流体介质，离子液介质 。 5、填充床式反应器是通过底物溶液 的流动，实现物质的传递和混合。
三、选择题 1、RNA 剪切酶是（B ）。 A、催化其他 RNA 分子进行反应的酶 B、催化其他 RNA 分子进行剪切反应的 R 酶 C、催化本身 RNA 分子进行剪切反应的 R 酶 D、催化本身 RNA 分子进行剪接反应的 R 酶 2、抗体酶是（ B ） A、具有催化活性的抗体分子 B、具有催化活性的 RNA 分子 C、催化抗体水解的酶 D、催化抗体生成的酶 3、氨基酸置换修饰通常采用（ A ）技术进行 A、定点突变
延。 4、何谓膜分离技术？在酶的生产中有何应用？
答：借助于一定孔径的高分子薄膜，将不同大小、不同形状和不同特性的物质颗粒 或分子进行分离的技术称为膜分离技术。
在酶的生产中，可以利用微滤技术除去粗酶液中的微生物细胞，利用超滤技术除去相 对分子质量不同的蛋白质等杂质，进行酶的分离纯化，同时还达到酶液浓缩的目的，特 别适用于液体酶制剂的生产。 5、 何谓大分子结合修饰？有何作用？
（4）提高产品质量：植物细胞培养的主要产物的产率较高，杂质较少，在严格控制 条件的生物反应器中生产，可以减少环境中的有害物质的污染和微生物、昆虫等的侵蚀 ， 产物易于分离纯化，从而使产品质量提高。
（5）植物细胞对剪切力敏感 。 （6）植物细胞培养需要一定的光照。 3、何谓金属离子置换修饰？简述其主要修饰过程和作用。
答：属于滞后合成型的酶，之所以要在细胞生长一段时间甚至进入平衡期后才开始 合成，主要有两个原因：一是由于酶的生物合成受到培养基中阻遏作用，只有随着细胞 的生长，阻遏物几乎被细胞用完而解除阻遏以后，酶才开始大量合成；二是由于该类型 酶对所对应的 mRNA 稳定性好，可以在细胞生长进入平衡期后的相当长的一段时间内， 继续进行酶的生物合成。 3、什么是端粒酶？简述其催化过程。
面展示 （×）5、需要小分子物质作为辅酶的酶催化反应，通常采用膜反应器。
五、简答题 1、 简述影响酶催化作用的主要因素。
答：酶的催化作用受到底物浓度、酶浓度、温度、pH、激活剂浓度、抑制剂浓度等诸多因素 的影响。 （1）底物浓度：在底物浓度较低的情况下，酶催化反应速度与底物浓度成正比，反应 速度随着底物浓度的增加而加快。当底物浓度达到一定的数值时，反应速度的上升不再 与底物浓度成正比，而是逐步趋向平衡。（2）酶浓度：在底物浓度足够高的条件下，酶 催化反应速度与酶浓度成正比。（3）温度的影响：每一种酶的催化反应都有其适宜的温 度范围和最适温度。在适宜温度范围内，酶才能进行催化反应；在最高温度条件下，酶 的催化反应速度达到最大。（4）pH 的影响：酶的催化作用与反应液的 pH 有很大关系。
一、名词解释 1、核酸类酶：是具有催化功能的 RNA 分子,是生物催化剂。核酶又称核酸类酶、酶 RNA、 核酶类酶 RNA。 2、半抗原：能与对应抗体结合出现抗原-抗体反应、又不能单独激发人或动物体产生抗体 的抗原。它只有反应原性，不具免疫原性，又称不完全抗原。 3、酶分子修饰：通过各种方法使酶分子的结构发生某些改变，从而改变酶的某些特性和 功能的技术过程。即：在体外将酶分子通过人工的方法与一些化学物质，特别是具有生 物相容性的物质，进行共价连接，从而改变酶的结构和性质。 4、 微水介质体系：是由有机溶剂和微量的水组成的反应体系，是在有机介质酶催化中
答：采用水溶性大分子与酶的侧链基团共价结合，使酶分子的空间构象发生改变， 从而改变酶的特性与功能的方法称为大分子结合修饰。
通过大分子结合修饰，可以提高酶活力，增强酶的稳定性，降低或消除酶的抗原性
等。
六、综合分析题 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
这比起微生物来时相当长的时间，但是与完整植物的生长周期比较，却是大大地缩短生 产周期。一般植物从发芽、生长到收获，短则几个月，长则数年甚至更长时间。例如，木 瓜的生长周期一般为 8 个月，紫草为 5 年，野山参则更长。
（3）易于管理，减轻劳动强度：植物细胞培养在人工控制条件的生物反应器中进行 生产，不受地理环境和气候条件等的影响，易于操作管理，大大减轻劳动强度，改善劳 动条件。
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，再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，再通过植物细胞
培养获得木瓜蛋白酶。
物相容性的物质，进行共价连接，从而改变酶的结构和性质。 10、酶的金属离子置换修饰：把酶分子中的金属离子换成另一种金属离子，使酶的特性 和功能发生改变。 二、填空题 1、根据分子中起催化作用的主要组分的不同，酶可以分为_蛋白类酶_和 __核酸 类酶__两大类。 2、转录是以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。 3、植物细胞培养主要用于生产色素、香精、药物 、酶 、等次级代谢产物。 4、细胞破碎的主要方法有机械破碎，物理破碎，化学破碎法 ，酶促破碎法 。 5、定点突变是在 DNA 序列的某一特定位点上 进行碱基的改变，从而获得突变基因 的操作技术。
每一种酶都有各自的适宜 pH 范围和最适 pH。只有在适宜 pH 范围内，酶才能显示其催 化活性在最适 pH 条件下，酶催化反应速度达到最大。 （5）抑制剂的影响：在抑制剂的条件下，酶的催化活性降低甚至丧失，从而影响酶的 催化功能。抑制剂有可逆性抑制剂和不可逆性抑制剂之分。不可逆性抑制剂与酶分子结合 后，抑制剂难以除去，酶活性难以恢复。可逆性抑制剂与酶的结合是可逆的，只要将抑 制剂除去，酶活性即可恢复。 （6）激活剂的影响：在激活剂的影响下，酶的催化活性提高或者由无性得酶 原生成有催化活性的酶。 2、植物细胞培养有何特点？
一、名词解释 1、酶：即生物催化剂，是又活细胞产生的，在细胞内、外一定条件下都能起催化 作用的具有高效率和高度专一性的一类特殊蛋白质。 2、酶工程：又叫酶技术，是酶制剂的大规模生产和应用的技术。 3、酶的发酵生产：:经过预先设计通过人工操作控制利用细胞的生命活动产生人们所需要 的酶的过程。 4、转录：在由 RNA 聚合酶和辅助因子组成的转录复合物的催化下，从双链 DNA 分子中 拷贝生物信息生成一条 RNA 链的过程。 5、端粒酶：在真核生物染色体末端复制 DNA 的酶复合物。 6、抗体酶：一种具有催化能力的蛋白质，本质上是免疫球蛋白，但是再易变区赋予了酶 的属性。 7、细胞破碎：指利用外力破坏细胞膜和细胞壁，使细胞内容物包括目的产物成分释放出 来的技术，是分离纯化细胞内合成的非分泌型生化物质（产品）的基础。 8、酶的提取：在一定条件下,用适当的溶剂(或溶液)处理含酶原料,使酶充分溶解到溶剂 (或溶液)中的过程. 9、酶分子修饰：通过各种方法使酶分子的结构发生某些改变，从而改变酶的某些特性和 功能的技术过程。即：在体外将酶分子通过人工的方法与一些化学物质，特别是具有生
C、化学诱变 D、物理诱变
四、判断题 （ F ）1、相同的酶在不同的 pH 条件下进行测定时，酶活长繁殖，由于细胞密度增大，使生化反应 加速，所以能够提高酶活力。 （×）3、只有以金属离子为激活剂的酶，才可以进行金属离子置换修饰。 （√）4、包埋法可以用于酶、细胞和原生质体的固定化。 （√）5、有机溶剂的极性系数是指某种溶剂在正辛烷与水两相中的分配系数 五、简答题 1、何谓酶工程，其主要内容有哪些？
答：植物细胞培养具有如下显著特点： （1）提高产率：使用优良的植物细胞进行培养生产天然产物，可以明显提高天然产 物的产率，例如，日本三井石油化学工业公司于 1983 年在世界上首次成功地采用紫草 细胞培养 23 天。细胞中紫草宁的含量达到细胞干重的 14%，比紫草根中紫草宁的含量高 10 倍，植物细胞培养生产紫草宁的比产率达到 5.7mg/d*g 细胞，比种植紫草宁比产率 （0.0068mg/d*g 植物）高 830 倍。 （2）缩短周期：植物细胞声场的倍增时间一般为 12~60h，一般生产周期 15~30d，
三、选择题 1、酶工程是（ C ）的技术过程。 A、利用酶的催化作用将底物转化为产物 B、通过发酵生产和分离纯化获得所需酶
C、酶的生产与应用 D、酶在工业上大规模应用 2、可以通过添加（ C ）使分解代谢物阻遏作用解除。 A、诱导物 B、激活剂 C、cAMP D、ATP 3、半抗原（ B ） A、可以诱导抗体生成，但不能与抗体特异结合 B、可以与抗体特异结合，但不能诱导抗体生成 C、可以诱导抗体产生，也可以与抗原特异结合 D、不能与抗体特异结合，也不能与抗体特异结合 4、酶的提取是（ D ）的技术过程。 A、从含酶物料中分离获得所需酶 B、从含酶溶液中分离获得所需酶 C、使胞内酶从含酶物料中充分溶解到溶剂或者溶液中 D、使酶从含酶物料中充分溶解到溶剂或者溶液中 5、氨基酸置换修饰通常采用（ A ）技术进行 A、定点突变 B、定向进化
广泛应用的一种反应体系。 5、 食品的酶法保鲜：利用生物酶的高效的催化作用，防止或消除外界因素对食品的不
良影响，从而保持食品原有的优良品质和特性的技术。
二、填空题 1、进行分子内催化作用的核酸类酶可以分为__自我剪切酶__，___自我剪接酶__。 2、动物细胞培养主要用于生产疫苗、激素、单克隆抗体、多肽因子、酶等功能性蛋白质 。
1、答：端粒酶（Telomerase）是催化端粒合成和延长的酶。端粒酶的催化过程主要包
括下列 3 个步骤： （1）结合：端粒酶分子的 RNA 重复序列与 DNA 端粒末端按照互补原则结合。 （2）延伸：以端粒酶分子的 RNA 为模板，通过反转录作用，使 DNA 分子上的端粒
延伸。 （3）移位：端粒酶移动到延伸后的端粒末端。重复上述过程，反复进行，使端粒不断
答：酶的生产与应用的技术过程称为酶工程。 酶的生产是指通过各种方法获得人们所需的酶的技术过程，主要包括微生物发酵产酶 ， 动植物培养产酶和酶的提取与分离纯化等。 酶的应用是在人工控制条件的反应器中，通过酶的催化作用获得人们所需的物质或者 除去不良物质的技术过程。主要包括酶反应器的选择与设计以及酶在各个领域的应用等。
在酶的生产与应用过程中，人们发现酶具有稳定较性差、催化效率不够高、游离酶通常 只能使用一次等弱点，为此研究、开发了各种酶的改性技术，以促进酶的优质生产和高 效应用。
酶的改性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、酶非水相催化、酶定向进化等。
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、细胞、原生质体固定化、酶定向进化、酶反 应器和酶的应用等。 2、为什么属于滞后合成型的酶要在细胞生长一段时间甚至进入平衡期以后才开始合成？
四、判断题 （ T）1、竞争性抑制的特点是最大反应速度 Vm 不变，米氏常数 Km 增大。 （×）2、通过改变酶分子的空间构象而改变酶的催化特性的修饰方法称为物理修饰法。
（×）3、在有机介质反应体系中，水活度越大，酶催化反应速度也越大。 (×)4、外源蛋白基因可以与噬菌体的外膜结构蛋白基因形成融合蛋白基因，在噬菌体表
B、定向进化 C、化学诱变 D、物理诱变 4、必需水是指（ D ） A、维持酶催化反应速度所必需的水量 B、酶催化反应速度达到最大时所需的水量 C、与酶分子紧密结合的水量 D、维持酶分子完整的空间构象所必需的最低水量 5、流化床反应器（ D ）。
A、适用于游离酶进行间歇催化反应 B、适用于固定化酶进行间歇催化反应 C、适用于游离酶进行连续催化反应 D、适用于固定化酶进行连续催化反应