酶工程复习题钢答案.doc

第一章 概述
2. 自然界中天然存在的酶可以分为：A
A蛋白类酶和核酸类酶
B同工酶类和水解酶类
C氧化还原酶类和合成酶类
D异构酶类和裂合酶类

1. 以下哪项不属于酶工程的主要内容：C
A 酶的生产
B酶的应用
C酶的研究
D酶的改性

3. 以下哪项不属于酶的生产：C
4. 酶的催化作用不受以下因素的影响：D
A 温度
B pH
C 重金属离子
D 激活剂浓度

A微生物发酵产酶
B动植物培养产酶
C酶的固定化
D酶的提取与分离纯化
5. 以下哪项不是酶的生产方法？：C
A提取法
B化学合成法
C 固定化法
D发酵法。

问答：
何谓酶工程？试述其主要内容和任务1页
酶的生产与应用的技术过程，其主要任务是通过人工操作，获得人们所需要的酶，并通过各种方法使酶发挥其催化作用。
主要内容：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，酶的非水相催化，酶定向进化，酶反应器和酶的应用等。
酶工程的主要任务是经过预先设计，通过人工操作获得人们所需的酶，并通过各种方法使酶的催化特性得以改进，充分发挥其催化功能。
第二章 微生物发酵产酶
1. 根据微生物细胞生长与产酶的关系，以下模式不属于酶的生物合成模式的为：C
A同步合成型
3.酶的生物合成主要是指：B
A 固体培养发酵
B 细胞内RNA和蛋白质的合成过程
C 液体深层发酵
D 固定化微生物细胞发酵

B延续合成型
C不同步合成型 (中期合成)
D滞后合成型
2. 以下发酵菌种不属于细菌的是：C
A 大肠杆菌
B 枯草杆菌
C 红曲霉菌
D 乳酸杆菌

4. 在酶的发酵生产过程中，要使酶的产量提高，首先要：C
A 添加酶的诱导物
B 控制阻遏物浓度
C 选育或选择优良的产酶细胞
6. 以下关于产酶细胞的选择条件说法不正确的是：C
A酶的产量高
B容易培养和管理
C产酶不稳定
D利于酶的分离纯化

D 添加表面活性剂

5. 以下物质不是酶的诱导物的是：C
A 酶的作用底物
B 酶的反应产物
C 酶的阻遏物
D 酶作用底物的类似物

名词： 一.组成型酶31页 ：有的酶在细胞中的量比较恒定，环境因素对这些酶的合成速率影响不大，这类酶称为组成型酶。如DNA聚合酶，RNA聚合酶，糖酵解途径的各种酶等。
二.调节型酶31页 ：有些酶在细胞中的含量却变化很大，其合成速率明显受到环境因素的影响，这类酶称为适应型酶或调节型酶。
三．何谓酶合成的诱导作用？P33简述其原理。P33
答：加入某些物质使酶的生物合成开始或加速进行的现象，称为酶生物合成的诱导作用，简称诱导作用。
原理：以乳糖操纵子中酶生物合成的诱导作用为例说明，
1. 在无诱导物时，调节基因（R）产生的阻遏蛋白与操纵基因（O）的结合力较强，由于RNA聚合酶的结合位点与阻遏蛋白的结合位点互相重叠，当它们结合时，就把RNA聚合酶结合部位覆盖起来，在空间上排挤RNA聚合酶，使之脱离启动基因（P）部位，使结构基因（S）无法进行转录，酶的生物合成受阻。
2. 当培养基中以乳糖为唯一碳源时，细胞吸收乳糖转变为别乳糖。别乳糖作为诱导物与阻遏蛋白结合。使阻遏蛋白的结构发生改变，从而使它与操纵基因的结合力减弱，阻遏蛋白不能与操纵基因结合，就使RNA聚合酶可以与启动基因结合，进行转录而合成结构基因锁对应的酶。
……
R
P
O
S1
S2
……

阻遏蛋白
……
R
P
O
S1
S2
……

阻遏蛋白 mRNA
诱导物 翻译
酶

四.提高酶产量的措施有哪些？P50-52
答：在酶的发酵生产过程中，要是酶的产量提高，首先要选育使用优良的产酶细胞，保证正常的发酵工艺条件并根据需要和变化的情况及时加以调节控制，此外还可以采取以下有效措施，如1.添加诱导物；控制阻遏物的浓度；3添加表面活性剂；4添加产酶促进剂。

第三章 酶的提取与纯化
1. 在酶的分离纯化方法中，以下哪种方法不是根据目的酶与杂质分子大小差别进行分离的？D
A凝胶过滤法，
B超滤法
C超离心法
D 亲和层析
2. 以下离心方法中不属于超速离心的是：D
A差速离心
B密度梯度离心
C等密度梯度离心
D 高速离心
第四章 酶分子修饰P136
1. 以下关于酶分子修饰的描述正确的是A
A 酶分子修饰的主要目的是改进酶的性能，即提高酶的活力、减少抗原性，增加稳定性。
B 金属离子置换修饰是把酶分子中的金属离子换成另一种金属离子，不会使酶的催化特性发生改变。不—去掉
C 酶的大分子结合修饰是采用水溶性大分子与酶的侧链基团离子键结合，使酶分子的空间构象发生改变，从而改变酶的催化特性的方法。离子键—共价键
D 目前应用最广泛的酶分子修饰方法是氨基酸置换修饰。大分子结合修饰
第五章 酶、细胞、原生质体固定化P159
1. 关于酶的固定化，以下说法正确的是C
A酶固定化法中的热处理法适应于所有酶的固定化；
B 酶固定化法中的吸附法分为：离子键结合法和共价键结合法；
C通常酶的固定化方法有吸附法、结合法、交联法、包埋法和热处理法；
D酶固定化法中的结合法和交联法实际上是同一种方法。
问答题
1. 固定化酶和游离酶相比，有何优缺点？P164-165
答：优点：1 固定化酶的稳定性一般比游离酶的稳定性好。 2 固定化酶最适作用温度一般与游离酶差不多，活性能也变化不大，但最适温度与游离酶半角会有较明显的变化。 3（1） 一般来说，带负电荷载体制备的固定化酶，其最适pH比游离酶的最适pH高（向碱性一侧移动）；带正电荷载体制备的固定化酶，其最适pH比游离酶的最适pH低（向酸性一侧移动）；不带电荷载体制备的固定化酶，其最适pH一般不改变（有时也会有所改变，但不是由于载体的带电性质引起的）。（2）一般来说，催化反应的产物为酸性是，固定化酶最适pH比游离酶的最适pH高一些；产物为碱性是，固定化酶最适pH比游离酶的最适pH低一些；产物为中性时，最适pH一般不改变。
2.简述根据体内酶活性的变化进行疾病诊断的原理P242-245
答：一般健康人体内所含的某些酶的量是恒定在某一范围内。当人们患上某些疾病时，则由于组织，细胞受到损伤或者代谢异常而引起体内的某种或某种酶的活性发生相应的变化。故此，可以根据体内某些酶的活性变化的情况，而诊断出某些疾病。
1. 酸性磷酸酶：前列腺癌患者以及出现肝炎，甲状旁腺功能亢进，红细胞病变等疾病时，患者血清中酸性磷酸酶的活性都会升高。人血清酸性磷酸酶的最适PH为5-6，最适作用温度37℃。
2. 碱性磷酸酶：该酶主要是由造骨细胞产生，佝偻病，骨骼软化症，骨瘤，甲状旁腺功能亢进等患者血清碱性磷酸酶的活性都会升高。人血清碱性磷酸酶的最适PH为9.5-10，最适作用温度37℃。
3. 转氨酶：血清中谷丙转氨酶（GPT）和谷草转氨酶（GOT）的活性测定，已在肝脏疾病和心肌梗死等疾病的诊断中得到广泛的应用。对于急性传染性肝炎，肝硬化和阻塞性黄疸肝炎的患者，其血清GOT和GPT的活性升高，尤其对于急性传染性肝炎患者，GOT和GPT的活性几句升高。心肌梗死患者，GOT的活性盛盖尤为显著。人血清转氨酶的最适PH为7.4，最适作用温度37℃。
4. 乳酸脱氢酶：在肝癌，急性肝炎，心肌梗死等疾病的患者血清中，该酶活性显著升高。乳酸脱氢酶催化乳酸还原成丙酮酸，生成的丙酮酸与2,4-二硝基苯肼作用，生成丙酮酸二硝基苯腙，苯胺在碱性溶液中呈红棕色。颜色的深浅与丙酮酸浓度呈正比。测定OD540，再测同样条件下标准丙酮酸溶液的OD540，计算出乳酸脱氢酶活性。
5、乳酸脱氢酶有5种同工酶。对于心肌梗死、恶性贫血患者，血清中LDH1增高，对于白血病、肌肉萎缩患者，LDH2增高，对于白血病、淋巴肉瘤、肺癌患者，LDH3增高；对于转移性肝癌、结肠癌患者，LDH4 增高；对于肝炎、原发性肝癌、脂肪肝、心肌梗死、外伤、骨折患者，LDH5增高。
6、葡萄糖磷酸异构酶是催化6-磷酸葡萄糖异构化生成6-磷酸果糖的异构酶。对于急性肝炎患者，血清中葡萄糖磷酸异构酶的活性极度升高；对于心肌梗死、急性肾炎、脑溢血患者，该酶活性明显升高。
7 . 胆碱酯酶：在正常情况下，血清中的胆碱酯酶的活性岁个体的不同有较大的差异，但对于具体的某个个体来说，则基本上维持在一定的范围内（正常值为30-80单位）。当出现传染性肝炎、肝硬化、风湿、营养不良等病症时，血清中胆碱酯酶的活性下降。
8端粒酶：人体正常的细胞内（除了生殖细胞和干细胞等外），端粒酶的生物合成和酶活性都受到抑制，而在分化程度较低的癌细胞中却可明显的检测得到端粒酶的活性，因此可以通过测定体细胞内的端粒酶活性，诊断细胞是否发生了癌变。
三、 名词术语的解释与区别（每组6分）
1、 酶生物合成中的转录与翻译P27-29
转录：以DNA为模板，以核苷单磷酸为底物，在依赖DNA的RNA聚合酶（转录酶）的作用下，生成RNA的过程。
翻译：将mRNA分子上的碱基排列次序转移为多肽链上氨基酸排列次序的过程。
2、 诱导与阻遏 P33
阻遏作用：指某些物质（主要是葡萄糖和其他容易利用的碳源等）经过分解代谢产生的物质阻遏某些酶（主要是诱导酶）生物合成的现象。
诱导作用：加入某些物质使酶的生物合成开始或加速进行的现象。
3、 酶回收率与酶纯化比（纯度提高比）P19、
酶回收率：固定化酶的总活力与用于固定化酶总活力的比
回收率是纯化后的总活力除以纯化前的总活力，
纯化倍数是纯化后的比活除以纯化前的比活
4、 酶的变性与酶的失活
变性基本上就是发生了结构性的变化，一般是不可逆转的；
外界条件发生变化，如温度过低等（一定范围内），酶的活性暂时丧失，没有了催化能力。失活有可能复活。如温度回复到常温等
第二章《蛋白质分子设计》
一、选择题
1、增加蛋白质分子的热稳定性的常用方法是（B ）
A 提高脯氨酸的含量 B 在蛋白质分子中引入二硫键 C 增加蛋白质分子的α螺旋 D 增加β折叠
2、不属于强烈倾向于形成α螺旋的氨基酸 （ C ）
A Ala B Glu C Pro D Met
3、蛋白质分子的完全从头设计属于（C ）
A 小改 B 中改 C 大改 D 没改
4. 蛋白质工程的基本原理是（ C ）
A 中心法则 B 热力学第二定律 C 中心法则的逆推 D 模型对比
5、抗体属于（ B ）
A 基因 B 蛋白质 C DNA D RNA
6、下列不属于蛋白质结晶技术的是（ D ）
A 悬滴法 B 坐滴法 C 微量扩散小室法 D 插入突变法
7、蛋白质的功能是直接与它的（A）相关的
A. 三维结构 B. 二维结构 C氨基酸序列 D 一维结构

1、蛋白质分子设计:是一门新兴的研究领域，也是蛋白质工程的一个重要方面，代表了蛋白质工程领域的核心问题和前沿领域。（P46）
2、大改:在了解蛋白质的结构和功能的基础上，从蛋白质的一级结构出发，设计自然界不存在的全新蛋白质。（P3）
3、中改:对自然蛋白质分子进行大规模的肽链或结构域替换以及对不同蛋白质的结构域进行拼接组装。（P3）
4、小改:即对已知结构的蛋白质进行几个残基的替换来改善蛋白质的结构和功能。（P3）
5、定位突变：指从基因水平上进行蛋白质分子的改造，即采用定位诱变的方法对编码蛋白质的基因进行核苷酸密码子的插入、删除、置换和改组，然后对突变后的基因进行蛋白质表达，并分析所表达蛋白质的功能活性，其结果为蛋白子分子改造提供新的设计方案。
6、实施蛋白质设计需遵循哪些原则？
①活性设计 ②对专一性的设计 ③Scaffold设计 ④疏水基团与亲水基团需合理分布 ⑤最优的氨基酸侧链几何排列
7、 简述蛋白质分子设计的程序？
①收集相关蛋白质的结构信息 ②建立所研究蛋白质的结构模型 ③结构模型的生物信息分析 ④选择设计目标 ⑤序列设计 ⑥预测结果 ⑦获得新蛋白质 ⑧新蛋白质的检验 ⑨完成新蛋白质设计
8、 定点突变有哪些种类？
① 核苷酸介导的基因突变 ②盒式突变 ③PCR介导的基因突变

9、试述蛋白质分子设计的原理？
计算机原理———基因构建
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功能分析 ———— 突变蛋白质产品
蛋白质粗分级
第三章《蛋白质的修饰和表达》
一、选择题
1、植物学家在培育抗虫棉时，对目的基因作了适当的修饰，使得目的基因在棉花植株的整个生长发育期都表达，以防止害虫侵害。这种对目的基因所作的修饰发生在（D）
A．内含子      B．外显子           C．编码区      D．非编码区
2.基因重组是指DNA分子之间的 C
（A）共价连接 (B）通过氢链连接 （C）交换 （D）离子链连接 （E）退火
3.DNA的变性是指： D
（A）DNA双螺旋结构的破坏 （B）3'5'磷酸二酯链断裂 （C）DNA双股链解离 （D）DNA空间结构的破坏 （E）DNA一级结构的破坏
4.真核生物基因表达不需要 B
（A）转录因子 （B）衰减子 （C）启动子 （D）沉默子 （E）增强子
5.转录与DNA复制过程的共同点是： B
（A）需要DNA聚合酶 （B）所用模板相同 （C）所用原料相同
（D）所得产物相同 （E）需要RNA聚合酶
6、人的糖蛋白必须经内质网和高尔基体进一步加工合成，通过转基因技术，可以使人的糖蛋白基因得以表达的受体细胞是( B )
A、大肠杆菌 B、酵母菌 C、T4噬菌体 D、质粒DNA
7．下列关于各种酶作用的叙述，不正确的是 （ B ）
A．DNA连接酶能使不同脱氧核苷酸的磷酸与脱氧核糖连接
B．RNA聚合酶能与基因的特定位点结合，催化遗传信息的转录
C．一种DNA限制酶能识别多种核苷酸序列，切割出多种目的基因
D．胰蛋白酶能作用于离体的动物组织，使其分散成单个细胞
8．蛋白质工程是新崛起的一项生物工程，又称第二代基因工程。下图示意蛋白质工程流程，图中A、B在遗传学上依次表示 A

A．转录和翻译 B．翻译和转录 C．复制和转录 D．传递和表达
二、名词解释
1、蛋白质化学修饰：从广义上说，凡通过活性基团的引入或去除，而使蛋白质一级结构发生改变的过程统称为蛋白质的化学修饰。
2、基因突变技术：是通过在基因水平上对其编码的蛋白质分子进行改造，在其表达后用来研究蛋白质结构功能的一种方法。
3、融合蛋白:利用 DNA重组技术将不同功能的蛋白拼合在一起而形成的新型多功能蛋白。
4、最佳密码子：那些被最频繁利用的密码子称为最佳密码子。
5、表达蛋白连接：通过改变裂解条件以对内含肽进行适当修饰，可以合成C端带有硫酯键或N端带有半胱氨酸的蛋白质分子。
三简答题
1、简答构建融合蛋白的基本原则。P82
答：将第一个蛋白基因的终止密码子删除，再接上带有终止密码子的第二个蛋白或多肽基因，即可实现两个基因的融合表达，融合蛋白具有衍生因子的双重活性。
2、常见的融合蛋白标签和报告分子是什么？P84
答：常见融合蛋白标签有：多聚精氨酸、多聚组氨酸、FLAG、c-myc、Strep-tagⅡ等。
报告分子常应用于：启动子分析、监控转基因及其表达、细胞的信号转导与药物的筛选等多种细胞事件。

3、突变文库的筛选方法主要有哪些？P79-80
答：方法有1、表型观察选择和筛选。 2、高通量筛选方法。

四、问答
1、酵母表达载体有哪些类型？P92 影响外源蛋白在毕赤酵母中高效表达的因素是什么？P94
答：类型：诱导型和组成型。因素：1、目的基因的特性。2、启动子的影响。3、基因剂量。4、宿主、整合方式及转化子表型。5、影响蛋白质稳定性的因素。6、发酵条件的影响。

第七章《蛋白质的分离纯化与鉴定》
一、选择题
1、蛋白质粗分级：使用蛋白质提取缓冲液提取实验材料后所获得的蛋白质粗提取液中，目标蛋白质的浓度往往很低，这时可采用一些简单的方法，使目标蛋白浓缩，同时可除去少量的杂质，并可将蛋白质粗提取液初步分为几份，这些纯化方法就属于蛋白质的粗分级。
2、电泳：在一定的PH条件下，不同的蛋白质所带电荷的种类和数目不同，因此在电场中移动的速度不同，从而把蛋白质分开，这种实验技术称为电泳。
3、超滤法：是利用压力或离心力使溶液中的小分子物质通过超滤膜，而大分子则被截留，一次实验可把蛋白质混合物分为分子大小不同的两部分。
4、透析法：利用半透膜对溶液中的不同分子的选择性透过作用，可以将蛋白质和其他小分子物质分开。
5、分子筛层析：它是以多孔性凝胶材料为支持物，当蛋白质溶液流经此支持物时，分子大小不同的蛋白质所受到的阻滞作用不同而先后流出，从而达到分离纯化的目的。
6、蛋白质分离纯化的总原则？
以合理的效率、速度、收率和纯度，将目标蛋白从细胞的全部其他成分特别是不想要的杂蛋白中分离出来，同时仍保留其生物学活性和化学完整性。
7、蛋白质分离纯化的一般步骤是什么？
①选择实验材料 ②实验材料的预处理 ③蛋白质的提取 ④蛋白质粗分级 ⑤蛋白质细分级 ⑥蛋白质的鉴定
8、 有哪些主要电泳方法用于蛋白质分离纯化和鉴定？（P219）
①聚丙烯酰胺凝胶电泳 ②等电聚焦电泳 ③双向电泳
9、 简述蛋白质分离纯化与鉴定的主要方法有哪些？其特点是什么？
①层析 ②电泳 ③离心
第九章《蛋白质组学》
一、选择题
二、名词解释
蛋白质组P256、蛋白质组学P256、蛋白质丰度P262、同位素亲和标签P271
1、蛋白质组：是指基因组表达的全部蛋白质及其存在方式。
2、蛋白质组学：是指阐明生物体全部蛋白质的表达模式及功能模式，其内容包括鉴定蛋白质的表达、存在方式、功能和相互作用等。
3、蛋白质丰度：是指对不同状态细胞的蛋白质差异表达进行比较。
4、同位素亲和标签：技术用于精确地分析不同样品蛋白质表达量的差异。
三简答题
1、什么是蛋白质组的动态性与时空性？P263
答：（1）蛋白质组的动态性：一个个体的基因组自个体诞生到死亡，始终保持不变。而作为新陈代谢的主要执行者的蛋白质组，在个体的生命活动中却总是变动不停。
（2）蛋白质组的时空性：DNA通常位于细胞核内，且保持稳定，因此测定基因组的DNA序列不受时空的影响。在蛋白质组的研究中，不仅要考虑时空因素，更要考虑空间的影响。
2、蛋白质组学研究的技术方法主要有哪些？P263-264
答：有：双向电泳（2-DE）、新型质谱技术（MS）、数据库设置与检索系统等。

四、问答
1、简述蛋白质组研究中存在的问题？P280
答：（1）蛋白质组研究技术始终存在突出的难点包括对微量蛋白的检测、对大量获得初步鉴定的蛋白在生物学上的确认等。
（2）蛋白质组受技术限制，蛋白质有着复杂的翻译后修饰，给分离和分析蛋白质带来很多困难。
（3）重大疾病发生发展的蛋白质组学研究方面尚未形成系统。

第十二章《蛋白质工程的应用与发展》
一、名词解释
抗体工程P281、抗体酶P304、酶的蛋白质工程P294、基因工程抗体P285
1、抗体工程P281：是通过对抗体分子结构的功能关系的研究，有计划地对抗体蛋白序列进行改造，改善抗体某些功能的技术。
2、抗体酶P304：又称催化性抗体，是一类具有催化功能的抗体分子，在其可变区赋予了酶的属性，它既具有抗体的高度选择性，又具有酶的高效催化效率。
3、酶的蛋白质工程P294：是根据蛋白质的结构规律及其与功能的关系，对蛋白质进行改造，以生产出性能更加优良、更能满足人类社会需要的新型酶分子。
4、基因工程抗体：是指利用基因重组技术对编码抗体的基因按不同需求进行加工改造和重组装配，引入适当的受体细胞，由其表达生产出的预期的抗体分子。
二、问答
1.论述单克隆抗体制备的工艺路线《细胞工程P239-240》

B淋巴细胞在抗原的刺激下，能够分化、增殖形成具有针对这种抗原分泌特异性抗体的能力。B细胞的这种能力和量是有限的，不可能持续分化增殖下去，因此产生免疫球蛋白的能力也是极其微小的。将这种B细胞与非分泌型的骨髓瘤细胞融合形成杂交瘤细胞，再进一步克隆化，这种克隆化的杂交瘤细胞是既具有瘤的无限生长的能力，又具有产生特异性抗体的B淋巴细胞的能力，将这种克隆化的杂交瘤细胞进行培养或注入小鼠体内即可获得大量的高效价、单一的特异性抗体。这种技术即称为单克隆抗体技术。