生物工程复习题.doc

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1、Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-date生物工程复习题植物细胞工程植物细胞工程一、专业符号生长素类：IAA 吲哚乙酸 IBA 吲哚丁酸 NAA萘乙酸 2,4-D 2,4-二氯苯氧乙酸细胞分裂素类：KT 激动素 6-BA（6-BAP）6-苄基氨基嘌呤 ZT玉米素GA3赤霉酸 ABA脱落酸 醋酸酯荧光素（FDA）染色法DMSO 二甲基亚砜 二、名词解释1、微室培养法：人工制造一个小室，将单细胞培养在小室中的少量

2、培养基上，使其分裂增殖形成细胞团的方法。 2、看护培养法：用一块愈伤组织或植物离体组织看护单细胞使其生长增殖的一种单细胞培养方法。3、绿岛法：在植株上使叶面细胞产生突变并创造选择压力，令抗性突变细胞正常生长形成绿色斑点，谓之“绿岛”，其为突变细胞，分散和培养后可得完整植株4、植物原生质体：除去纤维素外壁且具有生活力的裸体植物细胞5、体细胞胚胎发生途径：指由培养细胞诱导分化出具胚芽、胚根、胚轴的胚状结构，进而长成完整植株。6、愈伤组织：脱分化后的细胞，经过细胞分裂，产生无组织结构、无明显极性的、松散的细胞团。 7、细胞分化：是指导致细胞形成不同结构，引起功能改变或潜在发育方式改变的过程8、细胞悬

3、浮培养(cell suspension culture)：将单个游离细胞或小细胞团悬浮在液体培养基中进行培养增殖的技术。9、细胞平板培养：将制备好的单细胞悬浮液，按照一定的细胞密度，与融化的琼脂培养基均匀混合，并平铺一薄层在培养皿底上的培养方法10、器官发生途径：离体培养的组织、细胞在诱导条件下经分裂和增殖再分化形成根和芽等器官的过程。有两种发生方式：（1）直接发生：（具有初生分生能力的）外植体直接分化成器官的过程。（由茎尖、腋芽、原球茎、块茎、鳞茎等器官发生）；（2）间接发生：外植体（已分化的成熟组织）经脱分化形成愈伤组织再分化形成器官的过程。11、Ti质粒：农杆菌染色体外的遗传物质，为双链

4、共价闭合的环状DNA分子，有三个功能区：T-DNA区，病毒区(Vir区)和冠瘿碱代谢基因的编码区。在T-DNA区和Vir区基因的协同作用下，农杆菌完成侵染植物细胞和转移T-DNA的过程。12、植物细胞脱分化：离体培养条件下，一个已分化的细胞回复到原始无分化状态或分生组织细胞状态或胚性细胞的状态的过程。三、填空题：1、植物细胞大规模培养方式主要有：分批培养法，连续培养法，半连续培养法和固定化培养法2、诱导植物细胞融合的因素主要有：PEG诱导；NaNO3诱导；高钙和高PH诱导；高钙和高PH及PEG结合诱导3、一般认为形成的器官的类型受培养基中两类激素的相对浓度的控制，较高浓度的 生长素 有利于根的

5、形成而抑制芽的形成，相反，较高浓度的 细胞分裂素 则促进芽的形成而抑制根的形成。4、植物原生质体发育及植株再生途径主要有：细胞壁再生；细胞分裂和生长；愈伤组织形成与分化；植株再生5、制备植物原生质体过程中，酶解去细胞壁时，为保证原生质体的稳定性，常加入渗透稳定剂(糖溶液系统：包括甘露醇、山梨醇、蔗糖和葡萄糖等；盐溶液系统：包括KCl、MgS04和KH2PO4等);细胞质膜稳定剂 (葡萄糖硫酸钾、MES、CaCl2H2O、KH2PO4等).6、植物原生质体制备需要的酶：纤维素酶和果胶酶7、常用的生长素有_ 吲哚乙酸_、_萘乙酸_、_2,4-D_ 、_吲哚丁酸_等，常用的细胞分裂素_激动素_ 、_

6、6-苄基氨基嘌呤_、_玉米素_8、由愈伤组织再生植株有两条途径：一步成苗（原生质体形成的愈伤组织直接转移到分化培养基上可一步成苗）和两步法成苗（即首先将愈伤组织培养于含低浓度生长素培养基上，让其增殖和调整状态，再其转移到分化培养基上分化成苗）四、问答题1、植物细胞实验室培养方法有哪几种？液体浅层培养法：将悬浮在培养液中的细胞过滤得到游离单细胞和小细胞团，培养在浅层液体培养基中。用途：主要用来增殖细胞。特点：有利于有毒物质的扩散；有利于气体交换；不利于定点观察；单细胞生长、分裂后，难以得到单细胞系；固体平板培养法：将制备好的单细胞悬浮液，按照一定的细胞密度，与融化的琼脂培养基均匀混合，并平铺一薄

7、层在培养皿底上的培养方法。用途：是为了分离单细胞无性系，研究其生理、生化的遗传上的差异而设计的一种单细胞培养技术。广泛应用于细胞、原生质体及融合产物的培养。特点：可以定点观察；分离单细胞系比液体浅层培养容易；培养细胞气体交换不畅；看护培养：指用一块活跃生长的愈伤组织来看护单个细胞，并使其生长和增殖的方法。用途：诱导形成单细胞系。特点：效果好，易于成功；简便易行；不能在显微镜下直接观察细胞的生长过程；微室培养：人工制造一个小室，将单细胞培养在小室中的少量培养基上，使其分裂增殖形成细胞团的方法。用途：主要用来观察细胞生长、分裂、形成细胞团的过程。特点：能在显微镜下追踪单细胞分裂增殖形成细胞团的全过

8、程；培养基少，营养和水分难以保持，pH值变动幅度大，培养细胞仅能短期分裂。其它单细胞培养技术：饲养层培养基技术：将饲养细胞先用射线辐射处理，然后将饲养细胞和培养细胞混合植板，经过照射的细胞对于培养细胞起到一个饲养作用；双层滤纸植板培养方法。2、植物细胞培养的植株再生步骤有哪些？A.器官发生：离体培养的组织、细胞在诱导条件下经分裂和增殖再分化形成根和芽等器官的过程。（1）直接发生：（具有初生分生能力的）外植体直接分化成器官的过程。（由茎尖、腋芽、原球茎、块茎、鳞茎等器官发生）（2）间接发生：外植体（已分化的成熟组织）经脱分化形成愈伤组织再分化形成器官的过程。B.胚状体方式(somatic emb

9、ryo)：指由培养细胞诱导分化出具胚芽、胚根、胚轴的胚状结构，进而长成完整植株。由外植体经胚状体形成完整植株可分三个不同发育阶段：1)外植体细胞脱分化：外植体发生细胞分裂，或进而形成愈伤组织。这一阶段同不定芽方式一样。2)胚状体形成：在植物有性生殖中，精于和卵子结合形成合子，合子进一步发育成胚。但在组织培养条件下胚状体的发育过程是：细胞经脱分化后，发生持续细胞分裂增殖，并依次经过原胚期、球形胚期、心形胚期、鱼雷形胚期和子叶期，进而成为成熟的有机体。我们把由愈伤组织的类似薄壁组织细胞不经有性过程而直接产生类似胚的这一结构，称为胚状体。3)胚状体再发育成完整植株：在外观上，这种方式和不定芽均有光滑

10、、圆形突起的形状。3、植物细胞融合过程如何？融合特点是什么？融合过程：凝聚作用阶段，其间两个或两个以上的原生质体的质膜彼此靠近；在很小的局部区域质膜紧密粘连，彼此融合，在两个原生质体之间细胞质呈现连续状态，或是出现桥；由于细胞质桥的扩展，融合完成，形成球形的异核体或同核体。特点：无物种限制；杂种含双亲性质4、PEG融合与电融合的基本原理是什么？各有何特点？PEG融合:原理：PEG是一种带负电性的高分子化合物，在原生质体融合中起到一种桥梁作用，可以使原生质体凝聚。在洗脱过程中，PEG将被洗掉，导致质膜表面电荷重排。粘连的质膜大面积紧密相连，电荷的重排队导致一个原生质体的负性电荷部位与另一原生质体

11、的正性电荷部位相连而导致融合。优点：是融合成本低，勿需特殊设备；融合子产生的异核率较高；融合过程不受物种限制。缺点：是融合过程繁琐，PEG可能对细胞有毒害。电融合：原理：交流电场使原生质体表面电荷偶极化，沿着电极排列，形成串珠；施加直流电场后，形成串珠的原生质体在质膜接触处发生穿孔，开始遗传物质的交流优点：是不存在对细胞的毒害问题；是融合效率高；是融合技术操作简便。 基因工程一专业符号Tetr 四环素抗性 R/M体系 限制与修饰现象Ampr 氨苄青霉素抗性 pBR322 质粒载体M13 单链DNA噬菌体载体 cosmid 科斯质粒IPTG 异丙基-D硫代半乳糖苷 DNA ligase DNA连

12、接酶EcoRI 限制性酶切位点 host 宿主Plasmid 质粒 Ori 复制起始位点vector 载体 cDNA 反转录互补DNAsouthern blot DNA印迹转移技术 MCS 多克隆位点二名词解释1.生物工程bioengineering ：利用生物有机体（包括微生物和动、植物）或其组成部分（包括器官、组织、细胞、细胞器）和组织成分（包括DNA、RNA、蛋白质、酶、多糖、抗体等），形成新的技术手段来发展新产品和新工艺的一种技术体系。 2.基因工程 ：是指按照人们的意愿，在体外将核酸分子插入病毒、质粒或其他载体分子，构成遗传物质的新组合，并使之转入到原先没有这类分子的宿主细胞内，形成

13、能持续稳定繁殖的新物种。其目的是为人类提供有用产品及服务。 3.同聚物加尾法：利用末端脱氧核苷酸转移酶(TdT)转移核苷酸的特殊功能，将同种核苷酸（dNTP)加到DNA分子单链延伸末端的3-OH上。如果在目的基因两侧加polydA，则在载体两侧加polydT。长度一般10-40个残基。 4.DNA接头：是一类人工合成的一头具有某种限制酶粘性末端，另一头为平末端的特殊的双链寡核苷酸短片段。 5.R/M体系 ：大多数的细菌对于噬菌体的感染都存在一些功能性障碍，即所谓的寄主控制的限制(restriction)和修饰(modification)现象，简称R/M体系。（作用：一是保护自身的DNA不受限制

14、，二是破坏外源DNA使之迅速降解。） 6.同尾酶：与同裂酶对应的一类限制酶，它们虽来源各异，识别的靶子序列也各不相同，但都产生出相同的粘性末端，称为同尾酶。 7.启动子：是基因的一个组成部分，控制基因表达（转录）的起始时间和表达程度，是位于结构基因5端上游的一段DNA序列，能够指导全酶同模板正确结合，活化RNA聚合酶，启动基因转录。 8.多克隆位点：指多个限制性内切酶的单一切点。由许多限制酶切点组成，往往是人工合成的一段外源基因的插入部位的DNA序列。 9.同裂酶 ：识别顺序与切割方式均相同者，为之同裂酶。 10.衔接物连接法（linker）：将衔接物的5末端和待克隆的DNA片段的5末端用多核

15、苷酸激酶处理使之磷酸化，然后通过T4DNA连接酶的作用是两者连接起来，接着用适当的限制酶消化具衔接物的DNA分子和载体分子，由此使两者都产生出彼此互补的粘性末端。 11插入灭活效应：外源性DNA克隆到插入型的载体分子上会使噬菌体的某些生物功能丧失，即所谓插入灭活效应。 12.蛋白质工程:是指通过蛋白质化学、晶体学和动力学的研究，获取关于蛋白质物理、化学等各方面的信息，在此基础上，对编码该蛋白质的基因进行有目的的改造，并通过基因工程等手段将其进行表达和分离纯化，最终得到比天然蛋白质更好的产物。13.免疫分析法: 利用抗原-抗体反应来检测含目的基因的重组转化体或嗜斑的技术称为免疫分析法。条件：只要

16、目的基因在宿主中表达相应蛋白质，并能获得相应抗体，即可用本技术检测相应DNA。14.感受态细胞:能从其周围摄入DNA的细胞称为感受态细胞。基因工程中，宿主细胞需经人工处理成能吸收重组DNA分子的敏感状态，才能用于转化，这种敏感细胞称为人工感受态细胞。15.原位杂交技术:根据核酸杂交原理，利用基因探针检出培养板上重组 转化体菌落位置的技术称之为原位杂交技术。16.标记营救：SV40DNA为载体的取代克隆方式分为早期基因区域取代及晚期基因区域取代两种类型。晚期基因区域取代方式是以外源DNA片段取代晚期基因区域，构成的重组DNA在宿主中可以复制，但不能产生重组病毒颗粒，因而采用早期基因缺失的SV40

17、病毒突变种作为辅助病毒与晚期取代重组DNA或和感染宿主，则晚期区域取代重组DNA可获得标记营救，辅助病毒产生的晚期基因产物与重组病毒的早期基因产物一起可形成完整病毒颗粒。17.衔接物：是指用化学方法合成的一段由10-12个核苷酸组成，具有一个或数个限制酶识别位点的平末端的双链寡核苷酸段片断。18.基因文库：所谓基因组文库是将基因组DNA通过限制性内切酶部分酶解后所产生的基因组DNA片段随机地同相应的载体重组、克隆，所产生的克隆群体代表了基因组DNA的所有序列。19.转化Transformation: 自然的转化是指将携带某种遗传信息的DNA分子引入宿主细胞，通过同源重组作用。获得具有新遗传性状

18、的生物细胞的过程。基因工程操作中的转化是泛指将重组DNA转入宿主中的方法。20.回文结构：位点上核苷酸顺序通常呈双重旋转对称结构，即呈回文结构。21.安慰诱导物:在M13体系中，已将Lac阻遏基因的Iq突变引入宿祖细胞。该Iq突变基因可产生出10余倍超量的阻遏物。这些阻遏物的存在可以抑制Lac操纵子的表达。IPTG是一种乳糖类似物，再无乳糖的条件下，他可以诱导细胞合成半乳糖苷酶。因此，IPTG被称为半乳糖苷酶的安慰诱导物。22.DNA接头法（adaptor）：是一类人工合成的一头具有某种限制酶粘性末端，另一头为平末端的特殊的双链寡核苷酸短片段。当它的平末端与平末端的外源DNA片段连接后，便会使

19、后者成为具有粘性末端的新的DNA分子，而易于连接重组。23.DNA-蛋白质筛选法: DNA-蛋白质筛选法是用来专门检测同DNA特异结合的蛋白质因子的中的外源DNA编码一种能专门同某一特定DNA序列结合的DNA结合蛋白质.三、填空题1.基因工程载体的必备条件:A.具有有效运载能力;B.携带外源性目的基因前后在宿主内功能自主复制;C.在宿主内能控制外源基因表达活动;D.鉴定方便，装卸手续简单;E.能携带大小不同的外源性目的基因、载体分子量要小,载力要大;F.容易控制、安全可靠、稳定性好.2.常用的将重组DNA转入宿主细胞的方法CaCl2处理后的细菌转化与转染；高压电穿孔法；聚乙二醇介导的原生质体转

20、化；磷酸钙或DEAE-葡聚糖介导的转染；原生质体融合；脂质体法；细胞核的显微注射法；激光打孔技术。3.基因工程基本步骤获得目的基因；在体外，将带有目的基因的外源DNA片段连接到能自我复制并具有选择性标记的载体分子上，形成重组DNA分子；将重组DNA分子转移到适当的宿主细胞中，并与之一起增殖；从大量细胞繁殖群体中，筛选出获得重组DNA分子的宿主细胞克隆；从这些筛选出来的宿主细胞克隆中，提取出已经得到扩增的目的基因，供进一步分析研究用；将目的基因克隆到表达载体上，导入宿主细胞，使之在新的遗传背景下实现功能表达，产生出人类所需要的物质。4.E.coli表达系统中常用的强启动子Lac Trp PL P

21、R5.目的基因制备方法基因分离的物理方法；鸟枪法；cDNA文库的建立与基因分离；基因组文库法；基因的化学合成；聚合酶链式反应技术（PCR）。6.外源基因在宿主细胞中高效表达的关键因素有效的转录起始；mRNA的稳定性；有效地翻译启始；遗传密码应用的偏倚性； mRNA的加工； mRNA序列上终止密码的选择；表达质粒拷贝数及稳定性；外源基因的稳定性。7.PCR主要步骤：高温变性；低温退火；适温延伸。8.常用的克隆载体Col E1质粒载体；pSC101质粒载体；pBR322质粒载体； pUC质粒载体；噬菌体DNA克隆载体；科斯质粒载体；单链DNA噬菌体M13载体。9.DNA片段的连接方法平头双链DNA

22、分子的连接（T4DNA连接酶）；粘性末端DNA片段的连接（DNA连接酶）；平末端DNA片段的连接（同聚物加尾法，衔接物连接法，DNA接头连接法）。10.真核病毒载体的优点:有很高的拷贝数；强大的启动子，可保证外源基因的高效表达；可保证糖基化。11.原核表达系统中，主要表达方式非融合蛋白的胞内表达；融合蛋白的胞内表达；分泌表达。四、问答题1.基因获得的方法有哪些？各有哪些特点？基因分离的物理方法：根据DNA分子的两条链存在着GC，A=T碱基配对。如DNA分子中某段的GC碱基对含量高，则其热稳定性就高，其溶解温度（Tm）就高。通过控制溶解温度使富A=T区解链变性，而富GC区仍维持双链。当利用单链核

23、酸酶S，酶去除解开的单链部分，得到富GC区的DNA片段 。鸟枪法(Shot gun) 又称霰弹法:A.优点：操作简单，命中率较高;B.缺点：盲目性大，阳性片段不一定正好是基因，样本多，可能会漏。cDNA文库的建立与基因的分离:是以mRNA为模版，用反转录酶合成互补DNA的方法。cDNA文库最关键的特征是它只包括在特定的组织或细胞类型中已经被转录成mRNA的那些基因序列。基因组文库法:从基因组文库所分离获得的基因序列包含有内含子，因此不能直接在原核细胞中表达，但更适合作为如转基因动物等的真核表达系统。基因的化学合成:优点:A.可以合成细菌偏爱的密码子;B.可以定向改变个别氨基酸;C.可以在两端加

24、上需要的限制酶切点;D.可以通过自动化仪器合成.缺点：必须对基因的结构序列清楚。聚合酶链反应技术（PCR）:优点：A.操作简单;B.通用性好;C.成功率高.2.cDNA文库的建立有哪些步骤? A.分离表达目的基因的组织或细胞;B.从组织和细胞中制备总RNA和mRNA;C.第一条cDNA链的合成;D.第二条cDNA链的合成;E.cDNA上接头的加入;F.双链cDNA与载体的连接;G.从众多的重组体中筛选出特定的基因.3.限制酶命名原则是什么?凡能识别并切割双螺旋DNA分子内特定核苷酸顺序的酶统称为限制酶。命名原则：属种株分离序号例如：EcoR 属：Escherichia 种：coli 株：R 分

25、离序号：第一个字母取自产生该酶的细菌属名，用大写；第二，第三个字母是该细菌的种名，用小写；第四个字母代表株；用罗马数字表示发现的先后次序。*4.外源基因在宿主细胞高效表达的关键问题及其解决方案A.有效的转录起始与基因的高效表达：选择强的可调控的启动子;B.mRNA的稳定性与基因高效表达：利用RNase缺失的受体菌;mRNA的5端与3端的正确加工，提高mRNA的稳定性;C.有效地翻译启始与基因的高效表达: 首选AUG为起始密码子；正确的SD序列； SD序列与起始密码子之间的距离以93为宜；除SD序列外，处于起始密码5端的核苷酸应为A和U；如果在起始密码AUG后的序列是GCAU或AAAA，能使翻译

26、效率提高；在翻译起始区周围的序列应不形成明显的二级结构;D.遗传密码应用的偏倚性与基因高效表达:真核细胞与原核细胞对遗传密码的偏倚性不同，在不同表达系统中，使用偏倚性密码，尤其对于基因编码序列的5端使用偏倚性密码，能有效提高表达效率;E.mRNA的加工与基因高效表达:绝大多数较高等的真核基因含有内含子，这些内含子在mRNA的加工过程中，在细胞核中被加工去除而产生成熟的mRNA。但许多哺乳动物类细胞中外源基因的表达需要内含子存在，如果在转基因动物中表达外源基因时，最好用基因组基因而非cDNA;F.mRNA序列上终止密码的选择: 首选UAA; 用一串连的终止密码，而不是只是一个终止密码，以保证翻译

27、有效终止;G.表达质粒拷贝数及稳定性与基因高效表达:一般来讲：质粒拷贝数多，基因表达水平高；表达质粒拷贝数及稳定性与基因高效表达;H.外源蛋白的稳定性与基因高效表达: 通过组建融合基因，产生融合蛋白；产生可分泌的蛋白质；以包含体的形式表达；选择合适的宿主表达系统。5.假如用大肠杆菌生产人的-珠蛋白，必须经过几个基本步骤(参考填空题3题)获得目的基因序列（过程，方法）设计引物（PCR扩增，文库法，cDNA）选择载体宿主筛选发酵培养分离纯化。6.平末端DNA片段的连接有哪些方法，各有什么特色？A. 同聚物加尾法: 优点：是连接任何两段DNA分子的普遍性方法；缺点：插入的片段难以回收。无法控制外源基

28、因插入方向；B. 衔接物连接法:优点：克隆后还可回收原插入片断；缺点：如果待克隆的DNA片段或基因的内部也含有与所加的衔接物相同的限制位点，这样在酶切消化衔接物产生粘性末端的同时，也会把所克隆的基因切成不同的片段，从而对后继的亚克隆及其他操作造成麻烦。C. DNA接头连接法：优点：一类人工合成的一头具有某种限制酶粘性末端，另一头为平末端的特殊的双链寡核苷酸短片段。当它的平末端与平末端的外源DNA片段连接后，便会使后者成为具有粘性末端的新的DNA分子，而易于连接重组；缺点：各个DNA接头分子的粘性末端之间，会通过互补碱基间的配对作用，形成如同DNA衔接物一样的二聚体分子，失去接头的本来意义。（克

29、服的方法是将5末端的磷酸修饰移去，其结果为暴露出的5-OH所取代。如此一来，虽然两个接头分子粘性末端之间仍具有互补碱基配对的能力，但终因DNA连接酶无法在5-OH和3 OH之间形成磷酸二酯键而不会产生出稳定的二聚体分子。）7.蛋白质工程的主要步骤有哪些？分离纯化需改造的目的蛋白；了解其一级结构及高级结构，了解其结构-功能关系；获取编码该蛋白的基因序列；设计改造方案；对基因序列进行改造；将经过改造的基因序列重组入表达载体，进行表达；分离纯化表达产物，并对其功能进行检测。补充：1 限制酶：凡能识别并切割双螺旋DNA分子内特定核苷酸顺序的酶统称为限制酶。2 基因工程新技术：蛋白质工程，反义药物，RN

30、Ai技术，新生物技术疫苗。3.核酸疫苗制备：目的抗原基因的选择和获得（构建cDNA文库，PCR扩增，人工合成）；选择合适的表达载体；对在表达载体上的基因序列进行测定。4.基因文库的构建：随机酶切成较大的DNA片段（1030Kb，平均20Kb)，对这些片段进行分离；重组入适当载体（噬菌体）；转化进宿主菌（E.coli)，扩增，构建成基因文库；从基因组文库中筛选出含有目的基因组的重组子。5.PCR技术：是指在四种脱氧核苷三磷酸（dNTP）存在下，以寡聚核苷酸为引物，以单链DNA为模板，经DNA聚合酶催化，合成DNA互补链达到基因扩增目的的过程。 PCR反应的必要条件：须知基因两端的部分序列PCR反

31、应中的几个关键因素：Taq DNA聚合酶；引物的长度；模板。6.科斯质粒：是人工构建的，含有DNA 的粘性(cos)末端序列、质粒复制起始区及质粒一个抗药性标记的、兼具质粒与噬菌体DNA载体双重性质的特殊载体。酶工程一、 专业符号及名词解释1. NADPH 还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸2. DEAE 二乙氨乙基葡聚糖3. DNP 二硝基苯酚4. error prone PCR 易错PCR5. DNA shuffling DNA改组6. IU 酶活力国际单位7. Katal 酶活力单位8. 酶工程指通过化学方法、酶学方法和DNA重组技术改善自然酶的组成、结构和性质，以提高酶的催化效率、降低成本

32、并在大规模工业化生产中进行应用的技术9. 酶的活力单位酶在最适条件下，单位时间内，酶催化底物的减少量或产物的生成量（IU：指在特定条件下，1min内生成1mol产物的酶量）10. 酶的比活力每毫克酶蛋白所含的酶活力单位数 酶的比活力=酶活力单位数/毫克酶蛋白11. 固定化酶（Immobilized enzyme）通过物理和化学的方法将酶束缚在一定空间内且仍具有催化活性的酶制剂12. 固定化细胞（Immobilized cell）指被限制或定位于特定空间位置的细胞，与固定化酶一起统称为固定化生物催化剂。13. 固定化酶的操作半衰期固定化酶活力下降为原初活力一半时所经历的连续操作时间称为其操作半衰

33、期，其长短显示出固定化酶操作稳定性的高低14. 固定化酶的偶联效率固定化反应过程中载体结合蛋白质的能力称为偶联效率偶联效率（%）=（加入的总酶蛋白量上清液残留总蛋白量）/加入的总酶蛋白量100%偶联效率（%）=（加入的总酶活力上清液残留总酶活力）/加入的总活力100%15. 固定化酶的活力回收率偶联反应后，固定化酶所显示的活力与加入偶联液中酶的总活力的比值活力回收率（%）=固定化酶总活力/加入偶联液总酶活力100%16. 固定化酶的相对活力已被固定化的酶的活力与同样蛋白质量的天然酶活力的比值相对活力（%）=固定化酶总活力/（加入酶总活力上清液中未偶联酶总活力）100%17. 酶反应器以酶（游离

34、酶或固定化酶）作为催化剂进行酶促反应所需的设备18. 酶分子的化学修饰在分子水平上对酶进行改造，即在体外将酶的侧链基团通过人工方法与一些化学基团，特别是具有生物相容性的大分子进行共价连接，从而改变酶的酶学性质的技术。19. 生物传感器以固定化的生物成分（如酶、蛋白质、DNA、抗体、抗原）或微生物体本身（如细胞、微生物、组织等）为敏感材料，与适当的化学换能器相结合，用于快速检测物理、化学、生物量的新型器件20. 酶的非水相催化酶在非水相（也称为非水介质）中也具有催化活性，可以在含有多种有机溶剂和微量水分的非水介质中发挥催化作用21. 抗体酶抗体酶又称催化抗体（catalytic antibody

35、），是一类具有抗体的高度特异性又具有酶的高效催化活性的蛋白质分子22. 极端微生物能在极端环境中生长的微生物叫做极端微生物。极端环境指普通微生物不能生存的环境，如高温、低温、低PH、高PH、高盐、高辐射、含抗代谢物、有机溶剂、低营养、重金属及有毒有害物等环境条件二、 填空题1. 酶分子的化学修饰的具体方法包括 酶分子的主链修饰 、 酶分子的侧链基团修饰 、 酶分子的化学交联修饰、 酶分子的大分子修饰 、 酶分子的亲和标记修饰 、 酶分子的基因修饰 和 与辅助因子相关的修饰 。2. 抗体酶的制备方法有 诱导法 、 引入法 、 拷贝法 和 抗体库法 。3. 1961年国际生物化学联合会酶学委员会根

36、据反映类型，将酶类分为 氧化-还原酶 、 转移酶 、 水解酶 、 裂合酶 、 异构酶 、和 连接酶 。三、 问答题1. 酶有什么特性？什么是酶工程？酶具有以下特性：1、酶是蛋白质；2、酶的催化效率非常高 ；3、酶具有高度的专一性；4、酶的反应条件温和（常温、常压） ；5、酶的催化活性受到调节和控制。酶工程：指通过化学方法、酶学方法和DNA重组技术改善自然酶的组成、结构和性质，以提高酶的催化效率、降低成本并在大规模工业化生产中进行应用的技术2. 常用的固定化酶的方法有哪几种，试对各种方法进行综合比较 ？吸附法：分为物理吸附法及离子交换剂吸附法。优点：操作简单，可选用带不同电荷和不同形状的载体，固

37、定化过程可以与纯化过程同时实现，酶失活后载体仍可再生。缺点：最适吸附酶量无规律遵循，对不同载体和不同酶的吸附条件不同，吸附量与酶活力不一定呈平行关系。酶与载体之间结合力不强，酶易于脱落，导致酶活力下降并污染产物。共价结合法：酶分子的活性基团与载体表面活泼基团之间经化学反应形成共价键的连接法常用基团：氨基、羧基、酚基及咪唑基等优点：酶与载体结合牢固，操作稳定性良好。缺点：载体需活化，固定化操作复杂，反应条件较剧烈，酶易失活并产生空间位阻效应。交联法：采用双功能或多功能试剂使酶分子内或分子间彼此连接成网络结构而使酶固定化的技术。本法又分为（1）交联酶法、（2）酶与辅助蛋白交联法、（3）吸附交联法、

38、（4）载体交联法包埋法：分为凝胶包埋法及微囊化包埋法两类优点：制备固定化酶的操作条件温和，不改变酶的结构，操作时保护剂及稳定剂均不影响酶的包埋率，适用于多种酶、粗酶制剂、细胞器及细胞的固定化。缺点：固定化酶只适用于小分子底物及小分子产物的转化反应，不适用于催化大分子底物或产物的反应。由于扩散阻力将导致酶动力学行为改变而降低活力3. 固定化酶的偶联效率的测定方法有哪几种？残留法、水解法4. 影响固定化酶反应动力学的因素有哪几种？构象效应、屏蔽效应（或称位阻效应）、微环境效应（或称分配效应）、扩散效应5. 常用的固定化酶的活力测定方法有几种？分批测定法、连续测定法6. 与天然酶相比，固定化酶具有哪

39、些优点？（1）稳定性较天然酶高（2）反应后，酶与底物易于分开，并可长期反复使用（3）反应液中无残留酶，产物易于纯化，产品质量高（4）可实现转化反应连续化和自动化控制；（5）酶的利用效率高，产品成本低。（6）转化反应基本无三废排出，因此称之为“无公害酶”7. 与固定化酶相比，固定化细胞具有哪些优点？（1）无需进行酶的分离纯化、减少起始投资；（2）细胞保持原初生命活动状态，固定化过程酶回收率高；（3）细胞内酶较固定化酶稳定性更高；（4）细胞内辅因子可以自动再生；（5）细胞本身含多酶体系，可催化一系列反应；（6）抗污染能力强。8. 酶的抑制剂按照抑制作用方式分为哪几类?竞争性抑制：与底物结构类似的物

40、质能在酶的活性部位与酶结合，使酶促反应速率下降非竞争性抑制：抑制剂可在酶的活性部位以外与酶结合，其结合与底物没有竞争关系反竞争性抑制：抑制剂I仅与复合物ES作用生成底物-酶-抑制剂复合物SEI9. 酶分子定向进化的原理是什么？从一个或多个已存在的亲本出发，利用TaqDNA多聚酶不具有35校对功能，并结合基因工程现有技术，在待进化的酶基因的PCR扩增反应中，配合适当条件，以很低的比率向目的基因中随机引入突变，并构建突变库。并凭借定向选择（筛选）方法，获得具有某些预期特征的进化酶，从而排除其它方向的突变体。 10. 酶分子的亲和标记物分为哪两类，各自具有什么特点？KS型不可逆抑制剂：具有与底物类似

41、的结构，他们能与特定的酶结合，它们的结构中还带有一个活泼的化学基团，可以与酶分子中的必需基团起反应，使酶活力受到抑制Kcat型不可逆抑制剂：结构中潜在着一种化学活性基团，当酶把它们作为一种底物来结合并在这一酶促催化作用进行到一定阶段以后，潜在的化学基团被活化，成为有活性的化学基团，并和酶蛋白活性中心发生共价结合，使酶失活11. 按照操作方式，酶反应器可以分为哪几类，各自具有什么特点？间歇式反应器：先把酶和底物一次性装入反应器，在适当温度、PH下反应，经一定时间后将全部反应物取出。此法灵活性大，适合小批量、多品种的生产，并且由于充分搅拌，使反应罐内底物和产物浓度、温度、PH处处相等且底物和产物浓

42、度随反应时间而变化半连续式反应器：将底物溶液缓慢加入反应器而非一次性加入。此法可以避免酶反应过程的底物抑制现象连续式反应器：一边连续地将底物溶液加入反应器中，一边连续地使反应液以相同流量排出反应器。此法便于自动控制、反应条件恒定、产品质量稳定，所以适用于连续的大规模生产，但处理杂菌污染比较困难12. 与天然酶相比，抗体酶的优点有哪些？专一性和稳定性更强、催化作用机制不同、能催化一些天然酶不能催化的反应13. 抗体酶的制备方法有哪些？ 诱导法、引入法、拷贝法、抗体库法 微生物工程一、 专业符号1. BOD 生化需氧量2. COD 化学需氧量3. UV 紫外线4. FN 快中子5. PEG 聚乙二

43、醇6. EDTA 乙二胺四乙酸7. GSH 谷胱甘肽8. MFA 代谢通量分析9. MCA 代谢控制分析二、 名词解释1. 微生物工程（Microbial Engineering）利用微生物的生长和代谢活动来生产各种有用物质的工程技术，是生物工程的重要组成部分2. 自然选育利用微生物在一定条件下自发突变的原理，通过分离、筛选排除衰变型菌落，从中选择维持原有生产水平的菌株，能达到纯化、复壮菌种，稳定生产的目的3. 诱变育种有意识的将微生物暴露于物理的、化学的或生物的诱变因子中，促使生物体发生突变，进而从突变体中筛选具有优良性状的突变株的过程4. 葡萄糖效应有些葡萄糖的分解产物，虽然不导致pH下降

44、，但它能阻遏或抑制某些产物合成所必需的酶的形成或酶的活性，即发生葡萄糖效应5. 生理酸性物质这种经微生物生理作用(代谢)后能形成酸性物质的无机氮源(如硫酸铵)称为生理酸性物质6. 生理碱性物质经菌体代谢后能产生碱性物质的无机氮源(如硝酸钠)称为生理碱性物质7. 前体在微生物合成抗生素过程中，有些化合物能被微生物直接利用来构成抗生素分子结构的一部分，而化合物本身的结构没有大的变化，这些物质称为抗生素的前体。8. 生长因素某些微生物生长所必需的有机物质，但其需要量不大，通常把这些特殊的营养物质称为生长因子。常用生长因子有：维生素、氨基酸、嘌呤和嘧啶。9. 诱变剂能提高生物体突变频率的物质称为诱变剂10. 基因突变指遗传物质（DNA或RNA）中的核苷酸顺序突然发生了稳定的可遗传的变化11. 基因重组（Gene recombination）指两个不同性状个体的遗传基因转移到一个个体细胞内，并经过基因的重新组合后，造成菌种变异，形成新的遗传型个体的方式12. 原生质体融合用脱壁酶处理将微生物细胞壁出去，制成原生质体，再用聚乙二醇（PEG）促进原生质体发生融合，从