酶工程期末复习题

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。

（2）表面活性剂的作用：增溶、乳化作用、润湿作用、助悬作用、起泡和消泡作用、消毒和杀菌剂。

4、根据微生物培养方式不同，酶的发酵生产有几种类型？哪种是目前酶发酵生产的

主要方式？按酶生物合成的速度把细胞中的酶分几类？酶的生物合成在转录水平的调

节主要有哪三种模式？微生物细胞生长过程一般分为几个阶段？

答：液体深层发酵、固体培养发酵、固定化微生物细胞发酵、固定化微生物原生质体发酵。

液体深层发酵是目前酶发酵生产的主要方式。

按酶生物合成的速度把细胞中的酶分为组成型酶、适应型酶两类

转录水平的调节主要有：分解代谢物阻遏作用、酶合成诱导作用、酶合成反馈阻遏作用。

微生物细胞生长过程一般经历4个阶段：调整期、对数生长期、平衡期、衰退期。

5、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？

答：是由于受到培养基中存在的阻遏物的阻遏作

用，只有随着细胞的生长，阻遏物几乎被细胞用完而使阻遏解除后，酶才开始大量合成。

6、简述微生物发酵产酶过程中工艺条件的控制？(提示:从pH、温度、溶解氧三方面论述)

答：生产中控制pH值的方法：①调节培养基的原

始pH，保持一定的C/N比；②添加缓冲

液维持一定的pH值（如磷酸盐）；③发酵液中pH过高，加糖或淀粉来调节。反之，加尿素

或液氨；④通过调节通气量来实现；⑤加酸、碱。

温度的控制方法：一般采用热水升温，冷水降温。因此，在发酵罐中均设有足够传热面积的

热交换装置，如排管、蛇管，夹套、喷淋管等。

调节溶氧速率的方法：①调节通气量；②调节氧的分压；③调节气液接触时间；④调节气液接

触面积；⑤改变培养液性质。

7、在酶的发酵生产过程中，为了提高酶的产率，可以采取哪些措施？

答:在酶的发酵生产过程中，要使酶产率提高，必需采取一系列的措施，主要有：

(1)使用优良的产酶细胞：通过筛选、诱变、原生质体融合、基因重组、定向进化等手

段，获得生长快、产率高、稳定性好的产酶细胞。

(2)使用优良的发酵生产设备：通过精心设计或者选择使用高产、低耗的发酵罐等发酵

生产设备。

(3)采用先进的分离纯化技术和设备：采用操作简便、收得率高的分离纯化技术和设备，

已达到高产丰收的效果。

(4)控制好工艺条件：在发酵过程中，要根据菌种特性，确定培养基和发酵工艺条件，

进行工艺优化，并根据需要和变化的情况及时加以调节控制。

(5)此外还可以采取某些行之有效的措施，诸如添加诱导物、控制阻遏物浓度、添加表

面活性剂等。

8、从如下实验方法和结果分析酶生物合成的调节作用。

实验方法：将大肠杆菌细胞接种于营养肉汤培养中，于37℃振荡培养，当 OD550达到

0.3左右时，将培养液分装到4个小三角瓶中，每瓶17mL培养液。于4个三角瓶中分别添

加(A)3mL无菌水;(B)1mL乳糖溶液(0.1mol/L)和2mL无菌水;(C)1mL乳糖溶液(0.1mol/L)、

1mL葡萄糖溶液(0.1mol/L)和1mL无菌水;(D)1mL 乳糖溶液(0.1mol/L) 、1mL葡萄糖溶液(0.1mol/L)和1mLcAMP钠盐溶液(0.1mol/L)。然后在相同的条件下于37℃振荡培养2h，分别

取样测定β-半乳糖苷酶的活力。

实验结果：(A)瓶和(C)瓶样品的β-半乳糖苷酶活力为0，(B)瓶和(D)瓶样品的β- 半乳糖苷酶活力达到1000U/mL左右。

答：从实验方法和结果可以进行下列分析，并得出如下结论：

(1)(A)号瓶为对照，只加入无菌水，结果没有β-半乳糖苷酶产生，表明β-半乳糖苷酶不是组成酶，而是诱导酶。

(2)(B)号瓶加入了半乳糖，结果在2h 内β-半乳糖苷酶大量合成，表明乳

糖是

β-半乳糖

苷酶的诱导剂。

(3)(C)号瓶与(B)号瓶相比，在含有乳糖的基础上增加了葡萄糖，结果也没有β-半乳糖苷酶产生，表明β-半乳糖苷酶的合成受到葡萄糖的阻遏作用，由于葡萄糖是一种容易利用的