【導(dǎo)讀】第二章《基因工程》復(fù)習(xí)題。A修復(fù)自身的遺傳缺陷B促進(jìn)自身的基因重組。C強(qiáng)化自身的核酸代謝D提高自身的防御能力。A基因工程及分離工程B基因工程及發(fā)酵工程。A.含有多種限制性內(nèi)切酶識(shí)別及切割順序的人工DNA片段。體質(zhì)粒上，又必須保證連接區(qū)域的堿基對(duì)數(shù)目既不增加也不減少，則需用的工具酶是。A.連接反應(yīng)的最佳溫度為37℃。B.連接反應(yīng)緩沖體系的甘油濃度應(yīng)低于10%. 膠電泳上出現(xiàn)四條長度不同的帶子，其長度總和與已知數(shù)據(jù)吻合，該重組分子插入片段上。⑤利用DNA轉(zhuǎn)錄⑥人工合成。，該抗性基因在基因工程中的主要作用是B

　　

【正文】 酶 （ B）酶是在細(xì)胞內(nèi)合成的，但也可以在細(xì)胞外發(fā)揮催化功能 （ C）酶具有專一性 （ D）酶是生物催化劑 ( ) （ A）轉(zhuǎn)移基團(tuán) （ B）傳遞氫 （ C）傳遞電子 （ D）（答案）決定酶的專一性 3. 下列對(duì)酶活力的測(cè)定的描述 哪項(xiàng)是錯(cuò)誤的 ( ) （ A）酶的反應(yīng)速度可通過測(cè)定產(chǎn)物的生成量或測(cè)定底物的減少量來完成 （ B）需在最適 pH 條件下進(jìn)行 （ C）（答案）按國際酶學(xué)會(huì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)溫度都采用 25℃ （ D）要求 [S]遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于 [E] ，哪一項(xiàng)是錯(cuò)誤的 （ A）活性部位是酶分子中直接與底物結(jié)合，并發(fā)揮催化功能的部位 （ B）活性部位的基因按功能可分為兩大類：一類是結(jié)合基團(tuán)，一類是催化基團(tuán) （ C）酶活性部位的集團(tuán)可以是同一條肽鏈但在一級(jí)結(jié)構(gòu)上相距很遠(yuǎn)的集團(tuán) （ D）（答案）不同肽鏈上的有關(guān)基團(tuán)不能構(gòu)成 該酶的活性部位 （ A）增加活化能 （ B）降低反應(yīng)物的能量水平 （ C）增加反應(yīng)物的能量水平 （ D）（答案）降低活化能 ，具有下列哪一種能量效應(yīng) （ A）增高反應(yīng)活化能 （ B）（答案）降低反應(yīng)活化能 （ C）增高產(chǎn)物能量水平 （ D）降低產(chǎn)物能量水平 二、填空題 。主要可分為 吸附法、結(jié)合法、交聯(lián)法和熱處理法 ，將酶分為 6 大類。即 氧化還原酶； 轉(zhuǎn)移酶；水解酶； 裂合酶； 異構(gòu)酶； 合成酶（或稱連接酶） 。 ，經(jīng)過修飾的酶的 特性 會(huì)改變，即可 提高酶活力，增加穩(wěn)定性或降低抗原性 。 ，一是 酶分子結(jié)構(gòu) ，二是 反應(yīng)條件 。 酶是生物催化劑；其反應(yīng)條件溫和、催化效率高；酶具有高的作用專一性；其化學(xué)本質(zhì)具有蛋白質(zhì)性質(zhì)。 細(xì)菌（大腸桿菌）；霉菌（黑曲酶；青酶；木酶；根酶）；放線菌（鏈酶菌）； 20 酵母等。 吸附法 共價(jià)鍵結(jié)合法 交聯(lián)法 包埋法 8. 對(duì)生產(chǎn)酶的菌種來說，我們必須要考慮的條件有，一是看它是不是 致病菌 ，二是能夠利用廉價(jià)原料，發(fā)酵周期 短 ，產(chǎn)酶量 高 ，三是菌種不易 退化 ，四是最好選用能產(chǎn)生 胞外 酶的菌種，有利于酶的分離純化，回收率高。 9. 酶的生產(chǎn)方法有 提取法 ， 發(fā)酵法 和 化學(xué)合成法 。 10. 借助 雙功能試劑 使 酶分子之間 發(fā)生交聯(lián)作用，制成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的固定化酶的方法稱為交聯(lián)法。 11. 酶的分離純化方法中，根據(jù)目的酶與雜質(zhì)分子大小差別有 凝膠過濾 法 ， 超濾 法和 超離心法三種。 酶是生物催化劑；其反應(yīng)條件溫和、催化效率高；酶具有高的作用專一性；其化學(xué)本質(zhì)具有蛋白質(zhì)性質(zhì)。 13. 在酶的發(fā)酵生產(chǎn)中，培養(yǎng)基要從營養(yǎng)的角度考慮 碳源、氮源、無機(jī)鹽、生長因素的 調(diào)配。 14. 影響細(xì)胞生長繁殖和發(fā)酵產(chǎn)酶的重要因素有 溫度、 pH 值、溶氧 等。 15. 酶分子修飾中，經(jīng)過修飾的酶的 特性 會(huì)改變，即可 提高酶活力，增加穩(wěn)定性或降低抗原性 。 14．酶工程的內(nèi)容包括： 酶的來源 、 酶的生產(chǎn)菌 、 酶的分離純化 、 酶的分子改造 、 酶與細(xì)胞固定化 、酶的應(yīng)用。 15．酶的生產(chǎn)方法常用 ： 提取法 ， 發(fā)酵法 ， 化學(xué)合成法 。 16．常用的產(chǎn)酶微生物 （工程菌）有 大腸桿菌 、 枯草桿菌 、 曲霉 。 ．酶工程技術(shù)包括酶的 固定化 技術(shù)、酶的 修飾改造 技術(shù)、酶 反應(yīng)器 設(shè)計(jì)。 27．酶工程菌種改良主要應(yīng)用遺傳學(xué)原理進(jìn)行，途徑有： 基因突變 、 基因轉(zhuǎn)移 和 基因克隆 。 28．限制或固定于特定空間位置的酶是 固定化酶 。 29．酶分子改造方法有 酶分子修飾 和 生物酶工程 三、 是非題（每題 1 分，共 10 分） 酶是具有生物催化特性的特殊蛋白質(zhì)。 （ ╳ ） 酶的分類與命名的基礎(chǔ)是酶的專一性。 （ √ ） 酶活力是指在一定條件下酶所 催化的反應(yīng)速度，反應(yīng)速度越大，意味著酶活力越高。 （ √ ） 液體深層發(fā)酵是目前酶發(fā)酵生產(chǎn)的主要方式。 （ √ ） 培養(yǎng)基中的碳源，其唯一作用是能夠向細(xì)胞提供碳素化合物的營養(yǎng)物質(zhì)。 （ ╳ ） 膜分離過程中，膜的作用是選擇性地讓小于其孔徑的物質(zhì)顆粒成分或分子通過，而把大于其孔徑的顆粒截留。 （ √ ） 在酶與底物、酶與競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑、酶與輔酶之間都是互配的分子對(duì)，在酶的親和層析分離中，可把分子對(duì)中的任何一方作為固定相。 （ √ ） 酶 (enzyme): 是一類生物催化劑，是具有催化功能的蛋白質(zhì) （ ╳ ） α－淀粉酶在一定條件下可使淀粉液化，但不稱為糊精化酶。 （ ╳ ） 所有具有催化作用的物質(zhì)都是酶 （ ╳ ） 28．酶催化作用具有高效性、專一性和反應(yīng)條件溫和性等特點(diǎn)；（ √ ） 29. 限制或固定于特定空間位置的酶是固定化酶。（ √ ） 30．限制或固定于特定空間位置的酶是 DNA 連接酶（ ） 31．固定化細(xì)胞含有所需的胞內(nèi)酶（ √ ） 32．酶的提取和分離純化是指將酶從細(xì)胞或培養(yǎng)基中取出再與雜質(zhì)分開的過程（ √ ） 33．可通過分子修飾來改變已分離出來的天然酶結(jié)構(gòu)（ √ ） 21 34．酶固定化后可保 持酶穩(wěn)定催化特性，克服游離酶不足，并長時(shí)間反復(fù)使用，利于連續(xù)自動(dòng)化生產(chǎn)（ √ ） 35． 生生 物物 傳傳 感感 器器 是是 利利 用用 生生 物物 活活 性性 物物 質(zhì)質(zhì) 做做 敏敏 感感 器器 件件 ， 配配 以以 適適 當(dāng)當(dāng) 的的 換換 能能 器器 所所 構(gòu)構(gòu) 成成 的的 分分 析析 檢檢 測(cè)測(cè) 工工 具具 。（ √ ） 38．固定化細(xì)胞含有所需的固定化酶（ ） 五、名詞解釋： 1. 酶的變性與酶的失活 酶的變性是指酶分子結(jié)構(gòu)中的氫鍵、二硫鍵及范德華力被破壞，酶的空間結(jié)構(gòu)也受到破壞，原來有序、完整的結(jié)構(gòu)變成了無序，松散的結(jié)構(gòu)，失去了原有的生理功能。酶的失活則是指酶的自身活性受損（包括輔酶、金屬離子受損），失去了與底物結(jié)合的能力。 ： 酶的生 產(chǎn)和應(yīng)用的技術(shù)過程稱為酶工程。它涉及酶的發(fā)酵生產(chǎn)，酶的分離純化，酶分子修飾，酶的固定化，酶反應(yīng)動(dòng)力學(xué)與反應(yīng)器，酶的應(yīng)用等方面。 ： 在特定條件下（溫度可采用 25 176。 C 或其他溫度，溫度 pH 等條件均采用最適條件），每 1 分鐘催化 1 181。 mol 的底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物的酶量，或生成 1 181。 mol 產(chǎn)物的酶量定義為 1 個(gè)酶活力單位。以 IU 表示。 ：酶液經(jīng)過一定程度的分離純化達(dá)到一定濃度時(shí)，酶以晶體形式從溶液中析出的過程。 ： 通過各種方法使酶分子結(jié)構(gòu)（化學(xué)結(jié)構(gòu)和空間結(jié)構(gòu)）發(fā)生某些改變， 從而改變酶的某些特性和功能的過程， 酶 是一種由活細(xì)胞產(chǎn)生的具有生物催化功能的生物大分子?，F(xiàn)在，已知的酶都是由生物體合成的，除少數(shù)具有催化能力的 RNA 外，其化學(xué)本質(zhì)都是蛋白質(zhì)。 ： 具催化能力的免疫球蛋白稱為催化抗體 六、問答題： 1. 固定化酶和游離酶相比，有何優(yōu)缺點(diǎn)？ 優(yōu)點(diǎn) ： （ 1）易將固定化酶和底物，產(chǎn)物分開產(chǎn)物溶液中沒有酶的殘留簡(jiǎn)化了提純工藝 （ 2）可以在較長的時(shí)間內(nèi)連續(xù)使用 （ 3）反應(yīng)過程可以嚴(yán)格控制，有利于工藝自動(dòng)化 （ 4）提高了酶的穩(wěn)定性 （ 5）較能適于多酶反應(yīng) （ 6）酶的使用效率高 產(chǎn)率高 成本低 缺點(diǎn) ： 固定化時(shí)酶的活力有損失 比較適應(yīng)于水溶性底物 與完整的細(xì)胞相比，不適于多酶反應(yīng)。 （ 1） 提高酶的活力 （ 2）增強(qiáng)酶的穩(wěn)定性 （ 3）降低或消除酶的抗原性 （ 4）研究和了解酶分子中主鏈、側(cè)鏈、組成單位、金屬離子和各種物理因素對(duì)酶分子空間構(gòu)象的影響 3. 能用于酶發(fā)酵生產(chǎn)的細(xì)胞必需具備什么條件 （ 1）酶的產(chǎn)量高。 （ 2）容易培養(yǎng)和管理。 （ 3）產(chǎn)酶穩(wěn)定性好。 22 （ 4）利于酶的分離純化。 （ 5）安全可靠。 3種固定化酶的固定方法，并簡(jiǎn)單敘述其原理。 酶和菌體固定化的方法 酶和菌體固定化的方法很多。主要可分為吸附法、結(jié)合法、交聯(lián)法等。 利用各種固體吸附劑將酶或含酶菌體吸附在其表面上而使酶固定化的方法稱為物理吸附法，簡(jiǎn)稱為吸附法。 物理吸附法常用的吸附劑有活性炭、氧化鋁、硅藻土、多孔陶瓷、多孔玻璃、硅膠、羥基磷灰石等。 2．包埋法 將酶或含酶菌體包埋在各種多孔載體中，稱為包埋法。 包埋 法使用的多孔載體主要有：瓊脂、瓊脂糖、海藻酸鈉、角叉菜膠、明膠、聚丙烯酰胺、光交聯(lián)樹脂、聚酰胺、火棉膠等。 3．結(jié)合法 選擇適宜的載體，使之通過共價(jià)健或離子鍵與酶結(jié)合在一起的固定化方法稱為結(jié)合法。 根據(jù)酶與載體結(jié)合的化學(xué)鍵不同，結(jié)合法可分為離子鍵結(jié)合法和共價(jià)鍵結(jié)合法。 (1)離子鍵結(jié)合法：通過離子鍵使酶與載體結(jié)合的固定化方法稱為離子鍵結(jié)合法。 離子鍵結(jié)合法所使用的載體是某些不溶于水的離子交換劑。常用的有 DEAE纖維素、TEAE纖維素、 DEAE 一葡聚糖凝膠等。 （ 2)共 價(jià)健結(jié)合法：通過共價(jià)鍵將酶與載體結(jié)合的固定化方法稱為共價(jià)鍵結(jié)合法。 共價(jià)鍵結(jié)合法所采用的載體主要有：纖維素、瓊脂糖凝膠、葡聚糖凝膠、甲殼質(zhì)、氨基酸共聚物、甲基丙烯醇共聚物等。 酶分子中可以形成共價(jià)鍵的基團(tuán)主要有：氨基、羧基、巰基．羥基、酚基和咪唑基等 要使載體與酶形成共價(jià)鍵，必須首先使載體活化，既借助于某種方法，在載體上引進(jìn)某一活潑基團(tuán)。然后此活潑基團(tuán)再與酶分子上的某一基團(tuán)反應(yīng)，形成共價(jià)鍵。 使載體活化的方法很多。主要的有重氮法、疊氮法、溴化氰法和烷化法等。 借助雙功能試劑使酶分子之間發(fā)生交聯(lián)作用，制成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的固定化酶的方法稱為交聯(lián)法。交聯(lián)法也可用于含酶菌體或菌體碎片的固定化。 常用的雙功能試劑有戊二醛、己二胺、順丁烯二酸酐、雙偶氮苯等。兵中應(yīng)用最廣泛的是戊二醛。 戊二醛有兩個(gè)醛基，這兩個(gè)醛基都可與酶或蛋白質(zhì)的游離氨基反應(yīng)，形成席夫 (Schiff)堿，而使酶朗或菌體蛋白交聯(lián)，制成固定化酶或固定化菌體。 答 .1 原材料的選擇和預(yù)處理 為了使得分離純化過程容易進(jìn)行 ,減少生產(chǎn)成本 ,一般選擇含目的酶豐富的原料 .同時(shí)也要考慮到原料的來源 ,取材方便經(jīng)濟(jì)等因素 .從微生物發(fā)酵液中提取酶的第一個(gè)步驟是發(fā)酵液的預(yù)處理 ,即采用沉淀法 ,變性法 ,絮凝和凝聚等方法出去發(fā)酵液中的無機(jī)離子 ,雜蛋白等 ,及采用活性碳 ,離子交換樹脂等除去色素及其他一些物質(zhì) ,以便后續(xù)各步操作 .(4 分 ) 2 酶的分離 又稱初步純化或提取 ,一般采用鹽析 ,等電點(diǎn)沉淀 ,有機(jī)溶劑沉淀和離心分離等技術(shù)將目的酶與其他蛋白分離開來 .采用的方法一般簡(jiǎn)便 ,處理量大 .(2 分 ) 3 酶的精制 及酶的高度純化 .在分離得到粗酶后通常采用凝膠過濾 ,離子交換層析 ,吸附層析 ,親和層析和電泳等規(guī)模小 ,分辨率高的手段對(duì)酶進(jìn)行進(jìn)一步純化 .(2 分 ) 4 酶的濃縮干燥及結(jié)晶 使酶與溶劑分離并結(jié)晶得到酶制劑的過程 .通常采用的方法有旋轉(zhuǎn)蒸發(fā) ,透析 ,超濾 ,冷凍干燥等 .(2 分 ) 23 ？ 是用固體材料將酶束縛或限制于一定區(qū)域內(nèi) ,仍能進(jìn)行其特有的催化反應(yīng) ,并可回收及重復(fù)利用的一類技術(shù) .與游離酶相比 ,固定化酶在保持其高效專一及溫和的酶催化反應(yīng)特性的同時(shí) ,又克服了游離酶的不足之處 ,呈現(xiàn)貯存穩(wěn)定性高 ,分離回收容易 ,可多次重復(fù)使用 ,操作連續(xù)可控 ,工藝簡(jiǎn)便等一系列優(yōu)點(diǎn) .固定化酶不僅在化學(xué) ,生 物學(xué)及生物工程 ,醫(yī)學(xué)及生命科學(xué)等學(xué)科領(lǐng)域的研究異常活躍 ,得到迅速發(fā)展和廣泛的應(yīng)用 ,而且因?yàn)榫哂泄?jié)省資源與能源 ,減少或防治污染的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)而符合可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略要求 . 簡(jiǎn)述酶工程的主要內(nèi)容。酶的生產(chǎn)方法有哪些？采用什么主要方法可改變酶的特性？ 答：酶工程的主要內(nèi)容包括：酶的來源，酶的發(fā)酵生產(chǎn)，酶的分離純化，酶分子修飾，酶和細(xì)胞固定化和酶的應(yīng)用等方面。 酶的生產(chǎn)方法可分為提取法、發(fā)酵法以及化學(xué)合成法。 改變酶的特性有兩種主要方法，一是通過分子修飾來改變已分離出來的天然酶的結(jié)構(gòu)。二是應(yīng)用酶分子修飾與基 因工程相結(jié)合的蛋白質(zhì)工程，通過基因定點(diǎn)突變技術(shù)，把酶分子修飾后的信息儲(chǔ)存在 DNA 中，經(jīng)過基因克隆和表達(dá)，就可以獲得具有新的特性和功能的酶。 一、 A 型題 DNA 和載體 DNA 的酶是：（ A ） A． DNA 連接酶 B． DNA 聚合酶Ⅰ C． DNA聚合酶Ⅱ D． DNA 聚合酶Ⅲ E．反轉(zhuǎn)錄酶 DNA 的 技術(shù)是：（ B ） A． Northern 印跡