酶工程(第三版)知识要点

1、酶的定义与分类

定义：酶是具有生物催化功能的生物大分子。分类：蛋白类酶（P酶）和核酸类酶（R酶）

2、生物催化剂的特点

①易失活（温和性）：酶是由细胞产生的生物大分子，凡能使生物大分子变性的因素，如高温、强碱、强酸、重金属盐等都能使酶失去催化活性。②高效性：反应速度是无酶催化/普通人造催化剂催化反应速度的106——1016倍。且无副反应③专一性：酶对催化的反应和反应物（底物）有严格的选择性，只能催化一种或一类反应，作用于一种或一类物质，而一般催化剂没有这样严格的选择性。绝对专一性：一种酶只能催化一种底物进行一种反应，甚至只能作用于异构体的一种（立体异构专一性）相对专一性：一种酶能够催化一类结构相似的底物进行某种相同类型的反应。④可调节性：（1）酶浓度的可调性（诱导或抑制酶的合成; 调节酶的降解）（2）通过激素调节酶活性（与细胞膜或细胞内受体相结合）（3）反馈抑制调节酶活性（如终端产物抑制）（4）抑制剂和激活剂对酶活性影响（5）别构调控、酶原的激活、共价修饰、同工酶等

3、米氏常数Km的意义

Km值等于酶促反应速度为最大反应速度一半时的底物浓度，单位是mol/L。

意义：①Km是酶的特性常数：与pH 、温度、离子强度、酶及底物种类有关，与酶浓度无关，可以鉴定酶。②可以判断酶的专一性和天然底物。1/Km近似表示酶对底物的亲和力：1/Km越大、亲和力越大—— Km较小者为主要底物③根据Km：判断某[s]时v与Vmax的关系判断抑制剂的类型④ Km可帮助判断某代谢反应的方向和途径催化可逆反应的酶对正/逆两向底物Km不同

4、可逆抑制作用分类、特点（书）P8

（1）.不可逆抑制作用：抑制剂与酶的必需基团以共价键结合而引起酶活力丧失，不能用透析、超滤等物理方法除去抑制剂而使酶复活。分为非专一性不可逆抑制剂，和专一性不可逆抑制剂。很多为剧毒物质，如重金属、有机磷、有机汞、有机砷、氰化物、青霉素、毒鼠强等。（2）、可逆抑制作用：抑制剂与酶以非共价键结合而引起酶活力降低或丧失，能用物理方法除去抑制剂而使酶复活。①竞争性抑制：表观Km增大 Vmax不变；②非竞争性抑制：表观Km不变 Vmax减小；③反竞争性抑制：表观Km减小 Vmax减小；

5、蛋白类酶（P酶）的分类与命名（命名：课件）

第 1 类，氧化还原酶。其催化反应通式为： AH2 ＋ B ＝ A ＋ BH2

系统命名：“氢供体:氢受体氧化还原酶”被氧化的底物（AH2）为氢或电子供体，被还原的底物（B）为氢或电子受体。第 2 类，转移酶；其反应通式为： AB ＋ C ＝ A ＋ BC 系统命名：“供体：受体某基团转移酶”L-丙氨酸＋ 2-酮戊二酸＝丙酮酸＋ L-谷氨酸第 3 类，水解酶；其反应通式为： AB ＋ H2O ＝ AOH ＋ BH。系统命名：“底物发生水解作用的化学键位置水解酶”第 4 类，裂合酶；其反应通式为：AB ＝A ＋ B

一般裂合酶在裂解反应方向只有一个底物，而在缩合反应方向却有两个底物。催化底物裂解为产物后，产生一个双键。系统命名：“底物-裂解的基团-裂合酶”。第 5 类，异构酶；其反应通式为： A＝B。系统命名：异构酶按照异构化的类型不同，分为 6 个亚类。命名时分别在底物名称的后面加上异构酶、消旋酶、变位酶、表异构酶、顺反异构酶等。第 6 大类，合成酶（或称连接酶）。系统命名：“两个底物的名称连接酶。其反应通式为： A + B + ATP ＝ AB + ADP + Pi （或 A + B + ATP ＝ AB +AMP +PPi）

6、酶活力测定方法:快速简便准确

①据酶催化的专一性选择适宜底物.②据酶动力学性质确定温度,pH值,底物浓度,激活剂浓度等.③酶与底物混合均匀,记下反应时间.④终止反应：测定产物生成量或底物减少量

7、酶活力单位如何定义、相对酶活力定义

常用的酶活力单位有三种：A.国际单位(IU)：在标准条件(25℃、最适pH、最适底物浓度)下，酶每分钟催化 1 mmol 底物转化，这样的速度所代表的酶的活力即酶的量定义为1个国际单位 (IU)。 B.Katal：在最适条件下，酶每秒钟催化1 mol 底物转化，这样的速度所代表的酶的活力即酶的量定义为 1个Kat 。C.自定义的活力单位：习惯上将测定时使用的反应速度的单位定义为酶的活力单位。

8、酶的比活力

酶的比活力(纯度)=酶活力/蛋白质含量（mg蛋白/ml酶液）（比活力越高，酶纯度也越好。表示酶制剂纯度的一个指标。）

纯化倍数=提纯后比活力/提纯前比活力（表示提纯过程中纯度提高的倍数。提纯倍数越大，表示该方法纯化效果越好。）

总活力＝酶活力单位数?酶液总体积

回收率＝提纯后酶总活力/提纯前酶总活力×100％。（表示提纯过程中酶损失程度的大小。回收率越高，损失越小。）

提纯倍数：表示方法的有效程度。（一个好的纯化步骤是回收率较高，提纯倍数也较大。）

9、酶生产的各种方法及优缺点

①提取分离法：采用各种提取分离技术从动物、植物的组织、器官、细胞或微生物细胞中将酶提取出来，再进行分离纯化的技术过程。优点：设备较简单，操作较方便。缺点：受生物资源，地理环境，气候条件等影响②生物合成法：利用微生物细胞、植物细胞或动物细胞的生命活动而获得人们所需酶的技术过程。优点：生产周期短，酶的产率高，不受生物资源、地理环境和气候条件等影响。缺点：对发酵设备，工艺条件要求较高。③化学合成法：模拟酶--分子水平上模拟酶活性中心的结构特征和催化作用机制，设计并合成的仿酶体系。优点：酶的人工模拟和化学修饰，对认识和阐明生物体的行为和规律，设计和合成具有酶的催化特点又克服酶的弱点的高效非酶催化剂缺点：成本高，酶的化学结构已知。

10、酶合成的调节机制（）

（1）转录水平的调节（2）转录产物的加工调节（3）翻译水平的调节（4）翻译产物的加工调节（5）酶降解的调节

原核生物合成调节主要是转录水平的调节，分为以下三点：

①酶合成的诱导：加进某种物质，使酶生物合成开始或加速进行。

已知分解利用乳糖的酶有：β -半乳糖苷酶；β-半乳糖苷透过酶；硫代半乳糖苷转乙酰酶。实验：（1）大肠杆菌生长在葡萄糖培养基上时，细胞内无上述三种酶合成；（2）大肠杆菌生长在乳糖培养基上时，细胞内有上述三种酶合成；（3）表明菌体生物合成的经济原则：需要时才合成。②末端产物阻遏：由某代谢途径末端产物的过量累积引起的阻遏。

实验：（1）大肠杆菌生长在无机盐和葡萄糖的培养基上时，检测到细胞内有色氨酸合成酶的存在；（2）在上述培养基中加入色氨酸，检测发现细胞内色氨酸合成酶的活性降低，直至消失。（3）表明色氨酸的存在阻止了色氨酸合成酶的合成，体现了菌体生长的经济原则:不需要就不合成。③分解代谢物阻遏：指细胞内同时有两种分解底物（碳源或氮源）存在时，利用快的那种分解底物会阻遏利用慢的底物的有关酶合成的现象。

实验：细菌在含有葡萄糖和乳糖的培养基上生长，优先利用葡萄糖。待葡萄糖耗尽后才开始利用乳糖，产生了两个对数生长期中间隔开一个生长延滞期的“二次生长现象”

11、酶生物合成的模式（论述、图文结合）

比较酶产生与细胞生长的关系,可把酶生物合成模式分成4种类型:

（1）同步合成型：酶的合成与细胞的生长同步进行。特点：（1）酶的生物合成可以诱导，不受分解代谢物阻遏和反应产物阻遏；（2）当除去诱导物或细胞进入平衡期后，酶的合成立即停止；（3）酶所对应的mRNA很不稳定。

（2）延续合成型：酶的合成伴随着细胞的生长而开始，生长进入平衡期后，酶又延续合成一段时间。特点：（1）酶的合成可以诱导，不受分解代谢物或产物的阻遏；（2）酶所对应的mRNA相当稳定，在生长平衡期后仍可继续较长时间用于酶的合成。

（3）中期合成型：酶的合成在细胞生长一段时间后才开始，进入平衡期后，酶的合成随之停止。特点：（1）酶的合成受到反馈阻遏；（2）所对应的mRNA不稳定。

（4）滞后合成型：当细胞进入平衡期后，才开始并大量积累酶。

特点：（1）在对数生长期不合成酶（可能是受到分解代谢物阻遏的影响）；（2）所对应的mRNA 稳定性高。

12、影响酶生物合成的模式的主要因素是：（1）mRNA的稳定性；（2）培养基中阻遏物存在与否。规律：（1）mRNA稳定性高的，可在细胞停止生长后继续合成其所对应的酶；（2）mRNA稳定性差的，酶的合成随着细胞停止生长而终止；（3）受某些物质阻遏的，需在细胞生长一段时间或在平衡期后（解除阻遏），开始合成酶。（4）不受某些物质阻遏的，酶的合成随着细胞生长而同步增长。

13、选择最理想的酶合成模式——延续合成型

14、用于酶的生产的细胞必须具备的条件及各产酶微生物所产酶的类型。

1.酶的产量高（这是最基本、最重要的要求）

2.容易培养和管理（对培养基和工艺条件没有特别苛刻要求，易生长繁殖，适应性强，易于控制，便于管理。）

3.产酶稳定性好（稳定产酶，不易退化）

4.利于酶的分离纯化（最好分泌胞外酶，产量高且易纯化）

5.安全可靠，无毒性（要求产酶细胞及其代谢产物安全无毒，不会对人体和环境产生不良影响，也不会对酶的应用产生其他不良影响

15、培养基的配置有哪些因素、选择原则

所有发酵培养基都必须提供微生物生长繁殖和产物合成所需的能源，包括碳源、氮源、无机元素、生长因子及水、氧气等。对于大规模发酵生产，除考虑上述微生物的需要外，还必须重视培养基原料的价格和来源。①碳源：提供能量；构成细胞，酶的重要组成元素。考虑分解代谢物阻遏作用及酶生物合成诱导作用。原料来源，价格，对发酵工艺条件及酶的分离纯化的影响等。②氮源：蛋白质及核酸等组分的重要元素之一；各种酶分子的组成元素。有机氮：（异养型细胞,动物细胞）无机氮：（自养型细胞，植物细胞）注意比例：铵盐与硝酸盐、碳元素与氮元素。③无机盐：组成元素，调节pH值、渗透压和氧化还原电位。④生长因素。细胞生长繁殖所必需的微量有机化合物。一般添加含有多种生长因素的天然原料的水解物：酵母膏，麦芽汁，麸皮水解液等。

16、溶解氧的调节控制方法

1）调节通气量：增大通气量，提高溶氧速率。2）调节氧分压：提高氧分压，增加氧的溶解度，提高溶氧速率。3）调节气液接触时间：延长气液接触时间（增设档板），提高溶氧速率。4）调节气液接触面积：增加气液接触面积，提高溶氧速率。5）改变培养液性质等来实现：

改变培养液组分或浓度，降低粘度；设消泡装置或消泡剂。

17、提高酶产量的措施

1.菌种选育（1）诱变育种①使诱导型变为组成型——选育组成型突变株②使阻遏型变为去阻遏型（2）基因工程育种

2.条件控制：（1）添加诱导物（2）控制阻遏物浓度（3）添加表面活性剂（增加细胞膜通透性，利于胞外酶分泌；提高酶稳定性及催化能力。）（4）添加产酶促进剂：作用机制不清

18、细胞生长动力学

细胞生长速率与细胞浓度成正比：R x =dX/dt= μ X （u: 比生长速率）

莫诺德方程：

只存在一种限制性基质时:Ks（莫诺德常数）：比生长速率达到最大比生长速率一半时的限制性基质浓度。即μ=0.5μm时，S=Ks

（S为限制性基质浓度，μm为最大生长速率，当S>>Ks时，μ=μm；当μ=0.5μm时，S=Ks）在稳态时，游离细胞连续发酵的生长动力学方程式为：Rx =dx/dt=(μ-D)X D：稀释率D=0,分批发酵;Du,细胞生长速率-，细胞浓度下降,S升高,u回升; D>um,细胞浓度趋于零。

19、细胞产酶模式不同，产酶速率与细胞生长动力学关系也不同

宏观产酶动力学公式：dE/dt=(αμ+β)x

X—细胞浓度；u—细胞比生长速率；α—生长偶联的比产酶系数；β—非生长偶联的比产酶速率。细胞产酶模式不同，产酶速率与细胞生长动力学关系也不同

1.同步合成型：生长偶联型β=0，dE/dt=αμX

2.中期合成型：特殊生长偶联型β=0，dE/dt=αμX；有阻遏存在时，α=0，无酶产生dE/dt= 0，阻遏解除后才开始合成酶.

3.滞后合成型：非生长偶联型α=0 , dE/dt=βX

4.延续合成型：部分生长偶联型，α≠0，β≠0 dE/dt= αμX+βX

20、固定化细胞产酶动力学

固定化细胞连续产酶动力学公式：dX/dt=μg X g+ (u f-D)X f

D

D>u f,游离细胞浓度越来越低,直达新的稳态;固定化细胞不受影响,故可在高稀释率下连续发酵;D=u f, 细胞浓度达动态平衡.

21、固定化细胞发酵产酶的特点

（1）提高产酶率：细胞密度增大---生化反应加速---产酶率提高。（2）可以反复使用或连续使用较长时间：不易脱落流失。（3）基因工程菌的质粒稳定，不易丢失。（4）发酵稳定性好：细胞受载体保护，pH和T适应性宽。（5）缩短发酵周期，提高设备利用率。（6）产品容易分离纯化。（7）适于胞外酶等胞外产物的生产。

22、固定化细胞发酵产酶的工艺条件控制：与游离细胞发酵大同小异，需特别注意的几个问题：（一）固定化细胞的预培养：先预培养，使固定在载体上的细胞生长繁殖，长好后，再用于发酵产酶，其培养基和工艺条件可以相同或不同。（二）溶解氧的供给：由于受到载体的影响，使氧的供给成为主要的限制性因素。解决办法：（1）加大通气量（强烈搅拌会破坏固定化细胞）；（2）改变固定化载体，如少用琼脂等对氧扩散不利的载体；（3）过氧化氢酶与细胞共固定化，培养基加入适量的H2O2；（4）降低培养基的浓度，以降低培养基的粘

度。（三）温度的控制：连续发酵时，由于稀释率较高，反应器内温度变化较大，先预调流加液温度。（四）培养基成份的控制：某些固定化载体的结构会受到某些成份的影响，如过量的磷酸盐会破坏海澡酸钙凝胶制备的固定化细胞。

23、固定化原生质体的特点

1.变胞内产物为胞外产物；

2.提高产酶率；

3.稳定性较好；

4.易于分离纯化。

24、固定化原生质体发酵产酶的工艺条件及其控制

1.渗透压的控制；

2.防止细胞壁的再生；

3.保证原生质体的浓度。

25、植物细胞培养的特点

1）提高产率：紫草细胞培养生产紫草宁，比产率（mg/d.g)提高830倍。2）缩短周期：生产周期一般15-30天。3）易于管理，减轻劳动强度：在人工控制条件的生物反应器中生产。4）提高产品质量：主要产物产率高，杂质较少，减少有害物质污染，产物易于分离纯化。5）其他:注意光照,对前切力敏感.

26、细胞破碎方法及其原理

机械破碎：通过机械运动产生的剪切力，使组织、细胞破碎。方法有：捣碎法、研磨法、匀浆法。物理破碎：通过各种物理因素的作用，使组织、细胞的外层结构破坏，而使细胞破碎。方法有：温度差破碎法、压力差破碎法、超声波破碎法。化学破碎：通过各种化学试剂对细胞膜的作用，而使细胞破碎。方法有：有机溶剂：甲苯、丙酮、丁醇、氯仿;表面活性剂：Triton、Tween。酶促破碎：通过细胞本身的酶系或外加酶制剂的催化作用，使细胞外层结构受到破坏，而达到细胞破碎。方法有：自溶法、外加酶制剂法

27、细胞破碎确认

1.直接测定破碎前后的细胞数

2.测定导电率。

3.测定释放的蛋白质量或酶活力。

28、盐溶:大多数蛋白类酶都溶于水，而且在低浓度的盐存在的条件下，酶的溶解度随盐浓度的升高而增加，这称为盐溶现象。盐析：在盐浓度达到某一界限后，酶的溶解度随盐浓度升高而降低，这称为盐析现象。

29、影响酶提取的主要因素

1温度：不影响酶活性条件下适当提高温度。2pH值：避开酶的等电点，不宜过高及过低。3提取液体积：过量提取液不利于分离纯化，为原料体积3-5倍。4其他：颗粒小，适当搅拌，适当延长提取时间等可以提高提取率。适当加入某些保护剂：底物、辅酶、抗氧化剂等。

30、沉淀分离方法

（1）盐析沉淀法：利用不同蛋白质在不同的盐浓度条件下溶解度不同的特性，通过在酶液中添加一定浓度的中性盐，使酶或杂质从溶液中析出沉淀，从而使酶与杂质分离

（2）等电点沉淀法（沉淀不完全，常联合其他方法）：利用两性电解质在等电点时溶解度最低，以及不同的两性电解质有不同的等电点这一特性，通过调节溶液的pH值，使酶或杂质沉淀析出，从而使酶与杂质分离

（3）有机溶剂沉淀法：利用酶与其它杂质在有机溶剂中的溶解度不同，通过添加一定量的某种有机溶剂，使酶或杂质沉淀析出，从而使酶与杂质分离

（4）复合沉淀法：在酶液中加入某些物质，使它与酶形成复合物而沉淀下来，从而使酶与杂质分离

（5）选择性变性沉淀法：选择一定的条件使酶液中存在的某些杂质变性沉淀，而不影响所需的酶，从而使酶与杂质分离

31、酶的主要提取方法

提取方法使用的溶剂或溶液提取对象

盐溶液提取0.02～0.5mol/L的盐溶液用于提取在低浓度盐溶液中溶解度较大的

酶

酸溶液提取PH2～6的水溶液用于提取在稀酸溶液中溶解度大，且稳定

性较好的酶

碱溶液提取PH8～12的水溶液用于提取在稀碱溶液中溶解度大且稳定性

较好的酶

有机溶剂提取可与水混溶的有机溶剂用于提取那些与脂质结合牢固或含有较多

非极性基团的酶

32、层析分离方法

层析技术，亦称色谱技术,它是利用混合物中各组分的物理化学性质的差别（分子大小和形状、极性、吸附力、亲和力、分配系数），使各组分以不同比例分布在两个相中，其中一个

相为固定的(称为固定相)，另一个相则流过此固定相(称为流动相)并使各组分以不同速度移动，从而达到分离。

吸附层析：利用吸附剂对不同物质的吸附力不同而使混合物中各组分分离。分配层析：利用

各组分在两相中的分配系数不同，而使各组分分离。离子交换层析：利用离子交换剂上的可

解离基团（活性基团）对各种离子的亲和力不同而达到分离目的。凝胶层析：以各种多孔凝

胶为固定相，利用流动相中所含各种组分的相对分子质量不同而达到物质分离。亲和层析：

利用生物分子与配基之间所具有的专一而又可逆的亲和力，使生物分子分离纯化。层析聚焦：

将酶等两性物质的等电点特性与离子交换层析的特性结合在一起，实现组分分离

33、SDS－聚丙烯酰胺凝胶电泳原理：

SDS是一种阴离子去污剂，带有大量负电荷，与蛋白质结合后使蛋白质所带负电荷大大超过了天然蛋白质原有的负电荷，因而消除或掩盖了不同种类蛋白质间原有电荷的差异。SDS破坏蛋白质氢键、疏水键，巯基乙醇使二硫键打开，引起蛋白质构象改变，使蛋白质－SDS复合物形状近似椭圆形，短轴相同，长轴与蛋白质分子量成正比。因此，蛋白质—SDS 复合物在凝胶中的迁移率不受蛋白质原有电荷和形状的影响，只与椭圆棒长度（蛋白质分子量）有关。

34、双水相萃取（ATPE）原理、优势总结

萃取原理：聚合物的不相溶性：当两种高分子聚合物之间存在相互排斥作用时，由于相对分子质量较大，分子间的相互排斥作用与混合过程的熵增加相比占主导地位，一种聚合物分子的周围将聚集同种分子而排斥异种分子，当达到平衡时，即形成分别富含不同聚合物的两相。这种含有聚合物分子的溶液发生分相的现象称为聚合物的不相溶性。

双水相的优势：(1)含水量高(70％--90％)，在接近生理环境的体系中进行萃取，不会引起生物活性物质失活或变性；(2)可以直接从含有菌体的发酵液和培养液中提取所需的蛋白质（或者酶），还能不经过破碎直接提取细胞内酶，省略了破碎或过滤等步骤；(3)分相时间短，自然分相时间一般为5min～15 min；(4)不存在有机溶剂残留问题，高聚物一般是不挥发物质，对人体无害；(5)大量杂质可与固体物质一同除去；(6)易于工艺放大和连续操作，与后续提纯工序可直接相连接，无需进行特殊处理；(7)操作条件温和，整个操作过程在常温常压下进行；(8)亲和双水相萃取技术可以提高分配系数和萃取的选择性。

35、超临界流体（常用CO2）特性、原理

特性：超临界流体物理特性和传质特性介于液体和气体之间：密度比气体大得多，具有和液体同样的溶解能力；扩散系数接近气体，黏度大大低于液体的。这种流体兼有气液两重性的特点，它既有与气体相当的高渗透能力和低的粘度，又兼有与液体相近的密度和对许多物质优良的溶解能力。原理：溶质在某溶剂中的溶解度与溶剂的密度呈正相关，SCF也与此类似。因此，通过改变压力和温度，改变SCF的密度，便能溶解许多不同类型的物质，达到选择性地提取各种类型化合物的目的。

36、反胶束萃取优点

1）萃取率和反萃取率高。2）分离浓缩同时进行，溶剂可反复利用。3）解决胞内酶在非细胞环境中迅速失活问题。4）破壁功能，直接从完整细胞提取酶蛋白。5）成本低。

37、金属离子置换修饰定义

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的修饰方法称为金属离子置换修饰。

38、金属离子置换修饰的过程

1.酶的分离纯化：首先将欲进行修饰的酶经过分离纯化，除去杂质，获得具有一定纯度的酶液。

2.除去原有的金属离子：在经过纯化的酶液中加入一定量的金属螯合剂，如乙二胺四乙酸（EDTA）等，使酶分子中的金属离子与EDTA等形成螯合物。通过透析、超滤、分子筛层析等方法，将EDTA-金属螯合物从酶液中除去。此时，酶往往成为无活性状态。

3.加入置换离子：于去离子的酶液中加入一定量的另一种金属离子，酶蛋白与新加入的金属离子结合，除去多余的置换离子，就可以得到经过金属离子置换后的酶。

4.注意：金属离子置换修饰只适用于那些在分子结构中本来含有金属离子的酶。用于金属离子置换修饰的金属离子，一般都是二价金属离子。

39、金属离子置换修饰作用

1.阐明金属离子对酶催化作用的影响。

2.提高酶的催化效率：杂离子型的α-淀粉酶换成钙

离子型，提高活力。3.增强酶的稳定性：Fe－SOD——Mn－SOD，提高稳定性。4.改变酶的动力学性质：最适pH，米氏常数等的改变。

40、大分子结合修饰过程、作用

定义：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。（应用广）

大分子修饰(共价)的过程：（1）修饰剂的选择：大分子结合修饰采用的修饰剂是水溶性大分子。例如，聚乙二醇、右旋糖酐、蔗糖聚合物、葡聚糖、环状糊精、肝素、羧甲基纤维素、聚氨基酸等。（聚乙二醇是线性分子，具有良好的生物相容性和水溶性，在体内无毒性、无残留、无免疫原性，并可消除酶的抗原性，使其末端活化后可以与酶产生交联，因而，它被广泛用于酶的修饰。）（2）修饰剂的活化：作为修饰剂中含有的基团往往不能直接与酶分子的基团进行反应而结合在一起。在使用之前一般需要经过活化，然后才可以与酶分子的某侧链基团进行反应。（3）修饰：将带有活化基团的大分子修饰剂与经过分离纯化的酶液，以一定的比例混合，在一定的温度、pH值等条件下反应一段时间，使修饰剂的活化基团与酶分子的某侧链基团以共价键结合，对酶分子进行修饰。（4）分离：需要通过凝胶层析等方法进行分离，将具有不同修饰度的酶分子分开，从中获得具有较好修饰效果的修饰酶。

41、酶分子物理修饰：

定义：通过各种物理方法使酶分子的空间构象发生某些改变，从而改变酶的催化特性的方法。特点：在于不改变酶的组成单位及其基团，酶分子中的共价键不发生改变，只是在物理因素的作用下，副键发生某些变化和重排。

42、酶修饰后的性质变化

（1）热稳定性：一般来说，热稳定性有较大的提高。（2）抗原性：比较公认的是PEG和人血清白蛋白在消除酶的抗原性上效果比较明显。（3）各类失活因子的抵抗力：修饰酶对蛋白酶、抑制剂均有一定的抵抗能力，从而提高其稳定性。（4）半衰期：一般在体内的半衰期得到有效延长。由于酶分子经修饰后，增强对热、蛋白酶、抑制剂等的稳定性，从而延长了在体内的半衰期。（5）最适pH：大部分酶经化学修饰后，酶的最适pH发生了变化，这种变化在应用研究上有时具有重要意义。修饰酶最适pH更接近于生理环境，在临床应用上有较大意义。（6） Km的变化：大多数酶经修饰后，Vm没有明显变化，但有些酶经修饰后，Km值变大。

43、氨基酸置换修饰定义、作用

定义：将酶分子肽链上的某一个氨基酸置换成另一个氨基酸，从而改变酶的催化特性的修饰方法。作用：1.提高酶的催化效率：酪氨酰-tRNA合成酶，催化效率提高25倍。2.增强酶的稳定性：T4溶菌酶，热稳定性提高。3.改变酶的专一性：枯草杆菌蛋白酶。修饰后，该酶失去对蛋白质和多肽的水解能力，却出现了催化硝基苯酯等底物水解的活性。

44、固定化酶定义、优缺点

定义：在一定空间内呈闭锁状态存在的酶，能连续进行反应，反应后的酶可回收重复使用; 固定化酶优缺点：优点(1)提高酶稳定性；(2)可反复或连续使用,酶的使用效率提高，成本降低；(3)易于和反应产物分开,产物溶液无酶残留，简化提纯工艺,增加产物收率，提高产物质量；(4)酶反应过程可严格控制；(5)较游离酶更适合多酶反应。缺点：（1）固定化时酶活有损失；（2）增加了生产初始成本；（3）只能用于可溶底物且较小分子；（4）与完整菌体相比不适宜于多酶反应；（5）胞内酶需分离。

制备原则：（1）维持酶的催化活性及专一性；（2）有利于生产自动化、连续化；（3）应有最小的空间位阻；（4）酶与载体必须结合牢固；（5）应有最大稳定性，载体不与废物、产物或反应液发生化学反应；（6）成本要低。

45、酶固定化的方法每种方法及优缺点

酶的固定化:将酶固定在水不溶性载体上 ,制备成固定化酶的过程

1.吸附法：利用各种固体吸附剂将酶或含酶菌体吸附在其表面上而使酶固定的方法。

固体吸附剂:活性炭、硅藻土、多孔陶瓷、多孔玻璃等。特点：操作简单，条件温和，不会引起酶变性失活，载体廉价易得，可反复使用;物理吸附结合能力弱，酶与载体结合不牢固易脱落.2.包埋法：将酶或含酶菌体包埋在各种多孔载体中的固定化方法。多孔载体：琼脂、海藻酸钠、角叉菜胶、明胶、聚酰胺、火棉胶等。①凝胶包埋法：将酶或含酶菌体包埋在各种凝胶内部的微孔中。不适用于底物或产物分子很大的酶类的固定化；天然凝胶：条件温和，操作简便，对酶活影响小，强度较差。合成凝胶：强度高，耐温度、pH值变化强，因需聚合反应而使部分酶变性失活②半透膜包埋法：将酶包埋在由各种高分子聚合物制成的小球内，制定固定化酶。底物和产物都是小分子物质的酶

3.结合法：选择适宜的载体,使之通过共价键或离子键(非共价健)与酶结合在一起的固定化方法。活力损失少，结合力较弱，条件(pH值和离子强度)改变时,酶易脱落。①离子键结合法：通过离子键使酶与载体结合。特点：活力损失少；结合力较弱，条件(pH值和离子强度)改变时,酶易脱落。②共价键结合法：通过共价键将酶与载体结合。特点:结合很牢固，酶可连续使用较长时间；操作复杂，共价结合可能影响酶的空间构象而影响酶的催化活性。

4.交联法：借助双功能试剂使酶分子之间发生交联作用，制成网状结构。双功能试剂:戊二醛、己二胺、双偶氮苯等。特点:结合牢固，可以长时间使用；因交联反应激烈，酶分子多个基团被交联，酶活损失大，颗粒较小，使用不便。

5.热处理：在一定温度下加热处理一段时间，使酶固定在菌体体内。热稳定性较好的酶的固定化，要严格控制加热及其时间

46，稳定性比游离酶的好，体现在：①对热的稳定性提高，可以耐受较高的温度②保存稳定性好，保存时间延长③对蛋白酶的抵抗性增强，不易被蛋白酶水解④对变性剂(如尿素、有机溶剂、盐酸胍等)的耐受性提高，保留较高酶活⑤对酶抑制剂、对不同pH稳定性提高.

47、固定化酶的特性1、稳定性2、最适温度3、最适pH4、底物特异性

48、氨基酰化酶：世界上第一种工业化生产的固定化酶。葡萄糖异构酶：世界上生产规模最大的固定化酶。

49、固定化原生质体的特点：（1）解除了细胞壁这一扩散障碍，增加细胞膜通透性，利于氧气和营养物质的传递和吸收，也利于胞内物质的分泌，可显著提高产率。（2）由于有载体的保护，具有较好的操作稳定性和保存稳定性，可反复使用和连续使用较长时间，利于连续化生产。（3）易于和发酵产物分开，利于产品的分离纯化，提高产品质量。（4）需要添加渗透压稳定剂，保持其稳定性。

50、酶的非水相催化的定义及主要内容

定义：酶在非水介质中进行的催化作用。主要内容：一、有机介质中的酶催化：适用于底物、产物两者或其中之一为疏水性物质的酶催化作用。酶在有机介质中由于能够基本保持其完整的结构和活性中心的空间构象，所以能够发挥其催化功能。二、气相介质中的酶催化: 适用于底物是气体或者能够转化为气体的物质的酶催化反应。三、超临界介质中的酶催化: 对酶结构、催化无影响。具有良好化学稳定性，对设备没腐蚀。临界温度不能太高。廉价宜得。四、离子液介质中的酶催化: 酶在离子液中的催化作用具有良好的稳定性和区域选择性、立体选择性、键选择性等显著特点

51、有机介质反应体系种类、各自构成

1.微水介质体系(非极性有机溶剂 酶悬浮体系)：有机溶剂和微量的水组成的反应体系，是有机介质酶催化中广泛应用的一种反应体系。用非极性有机溶剂取代所有的大量水，使固体酶悬浮在有机相中。但仍然含有必需的结合水以保持酶的催化活性。

2.与水溶性有机溶剂组成的均一体系：水和极性较大的有机溶剂互相混容组成的反应体系。酶、底物和产物都能溶

解在这种体系中。极性较大的有机溶剂对酶活性影响大，能用于该体系的酶少。辣根过氧化物酶催化酚类或芳香胺类聚合。3.与水不溶性有机溶剂组成的两相或多相反应体系：水和疏水性较强的有机溶剂组成的两相或多相反应体系。游离酶、亲水性底物或产物溶于水相，疏水底物或产物溶于有机相。应用不广泛。4.正胶束体系：在大量水溶液中含有少量与水不相混溶的有机溶剂，加入表面活性剂后形成的水包油的微小液滴。极性头部向外，与水结合；疏水尾部向内，形成一个非极性的核心。酶在胶束外面（水相），疏水底物或产物在胶束内部，反应在两相界面。在有机相酶反应中用得最多的是阴离子表面活性剂： AOT，其化学名为丁二酸-2-乙基酯磺酸钠。5.反胶束体系：在大量与水不相混容的有机溶剂中，含有少量的水溶液，加入表面活性剂后形成的油包水的微小液滴。疏水尾部向外，与非极性的有机溶剂接触；极性头部向内，形成一个极性核。酶分子在反胶束内部的水溶液，疏水性底物或产物在反胶束外部，反应在两相界面。

52、酶在有机介质中的催化特性有哪几点？

（1）底物专一性。在有机介质中，由于酶分子活性中心的结合部位与底物之间的结合状态发生某些变化，使酶的底物特异性发生改变。（2）对映体选择性。是酶在对称的外消旋化合物中识别一种异构体能力大小的指标。立体选择系数越大，对映体选择性越强。酶在水溶液中催化的对映体选择性较强，而在疏水性强的有机介质中较差。（3）区域选择性。酶能够选择底物分子中某一区域的基团优先进行反应。（4）键选择性。在同一底物分子中有2种以上的化学键都可以与酶反应，酶对其中一种化学键优先进行反应。（5）热稳定性。许多酶在有机介质中的热稳定性比在水溶液中更好；且随着介质中水含量的增加，热稳定性降低。（6）pH值特性。在有机介质反应中，酶所处的pH环境与酶在冻干或吸附到载体之前所使用的缓冲液PH值相同，这种现象称为pH印记。

53.有机溶剂对酶催化有何影响。

1.有机溶剂对酶结构与功能的影响：①对酶分子表面结构的影响。有机溶剂结合到酶分子上，改变酶分子结构。②对酶活性中心结合位点的影响。有机溶剂结合到活性中心，与底物竞争结合位点，降低底物结合能力。

2.有机溶剂对酶活性的影响。极性较强的有机溶剂，如甲醇，乙醇等，会夺取酶分子的结合水，影响酶分子微环境的水化层，从而降低酶的催化活性,甚至引起酶的变性失活。LgP：极性系数，表示有机溶剂极性强弱.(P指溶剂在正辛烷与水两相分配系数)。极性系数越小，极性越强。LgP<2不适宜。

3.有机溶剂对底物和产物分配的影响。有机溶剂与水之间的极性不同，在反应过程中会影响底物和产物的分配，从而影响酶的催化反应。

54、有机介质中酶催化反应的条件及其控制

反应类型：合成反应、转移反应、醇解反应、氨解反应、异构反应、氧化还原反应、裂合反应。主要应控制的条件：（一）酶的选择：1.酶种类的选择：脂肪酶、蛋白酶、次黄嘌呤氧化酶、过氧化氢酶，过氧化物酶等。2．酶形式的选择：①酶粉；②化学修饰酶；③固定化酶：（二）底物的选择和浓度控制：1.根据酶在有机介质中的底物专一性选择适宜底物；

2.底物在有机溶剂和必需水层的分配情况.

3.高浓度底物抑制作用（三）有机溶剂的选择：1、有机溶剂疏水性强：底物难于从有机溶剂进入必需水层，酶中心结合的底物浓度低，反应速度下降。2、有机溶剂极性强：夺取酶分子表面结合水，影响酶分子结构；疏水性底物溶解度低，底物浓度降低，反应速度下降。（四）水含量的控制：水含量低，反应速度随水含量升高而增大；达到最适水含量，反应速度最大；超过最适水含量，反应速度降低。最适水含量与溶剂极性有关；极性增大，最适水含量也增大。（五）温度控制：微水有机介质中，由于水含量低，酶的热稳定性增强,最适温度高于水溶液。（六）pH值控制：酶分子从缓冲液转到有机质时，pH状态不变（ pH记忆），冻干过程pH状态有变化。1.冻干之前的保护措施:选择合适缓冲液；冷冻干燥保护剂(蔗糖,甘露醇)2.保证最佳解离状态: 冻干之前或催

化过程采取保护措施，如冻干之前缓冲液加冠醚(α-胰蛋白酶活力提高426倍)3.有机相缓冲液

（七）离子强度

55、手性药物两种对映体的药理作用；手性化合物：是指化学组成相同，而其立体结构互为对映体的两种异构体化合物。类型：（1）一种对映体有显著疗效，另一种对映体疗效很弱或者没有疗效。如，萘普生（S比R高28倍）（2）一种对映体有疗效，另一种却有不良反应。如，反应停（S镇静，R致畸）（3）两种对映体疗效相反。如，5-(二甲丁基)-5-乙基巴比妥(左旋镇静,右旋兴奋)4）两种对映体具有各自不同的疗效。如,喘速宁(S扩张支气管,R 抑制血小板凝集)（5）两种对映体作用互补。如,心得安(S阻断β受体,R抑制钠离子通道)

56、酶反应器的类型及优缺点

一、搅拌罐型：①分批搅拌罐式反应器，适用的酶：游离酶、固定化酶。优点是：设备简单，操作容易，酶与底物混合较均匀，传质阻力较小，反应比较完全，反应条件容易调节控制。缺点是：游离酶难以回收；固定化酶经反复回收使用时，易失去活性，故在工业生产中，间歇式酶反应器很少用于固定化酶，但常用于游离酶。②连续搅拌罐式反应器，适用的酶：固定化酶。优点是：结构简单、操作简便、反应条件容易调节控制、底物与固定化酶接触较好、传质阻力较低、反应器的利用效率较高。缺点是：搅拌浆剪切力大，易打碎磨损固定化酶颗粒。二、填充床式反应器：适用于：固定化酶。优点是：设备简单，操作方便，单位体积反应床固定化酶密度大，可以提高酶催化反应速度，因而，填充床反应器是目前工业生产及研究中应用最为普遍的反应器。它适用于各种形状的固定化酶和不含固体颗粒、黏度不大的底物溶液，以及有产物抑制的转化反应。缺点是：传质系数和传热系数相对较低。当底物溶液含固体颗粒或黏度很大时，不宜采用填充床反应器。填充床底层固定化酶颗粒容易变形或破碎。三、流化床式反应器：优点：混合均匀、具有良好的传质及传热性能，pH、温度控制及气体的供给比较容易，不易堵塞，可适用于处理黏度高的液体，能处理粉末状底物。缺点：需保持一定的流速，运转成本高，难于放大；由于颗粒酶处于流动状态，易导致颗粒的机械破损；流化床的空隙体积大，酶的浓度不高；底物高速流动使酶冲出，降低了转化率。

四、鼓泡式反应器：适用游离酶和固定化酶。优点：鼓泡式反应器的结构简单，操作容易, 剪切力小，物质与热量的传递效率高，是有气体参与的酶催化反应中常用的一种反应器。五、膜反应器：固定化酶：中空纤维反应器，优点：结构紧密，集反应与分离于一体，利于连续化生产。缺点：较长时间使用后，酶或其他杂质会被吸附在膜上，造成膜通透性降低，而且清洗比较困难。游离酶：优点：集反应与分离于一体：酶可以回收循环使用，提高酶的催化效率，特别适用于价格较高的酶；产物连续排除，可以降低甚至消除产物抑制作用。缺点：酶和杂质容易吸附在膜上，不但造成酶的损失，也会影响分离速度和效果。

六、喷射式反应器：适用于某些耐高温的酶：如，高温淀粉酶。优点：结构简单体积小混合均匀由于温度高催化反应速度快效率高短时可完成催化。缺点：只适用于某些耐高温的酶。

57、根据酶的应用形式选择反应器

1.游离酶反应器的选择：可以选用搅拌罐式反应器、膜反应器、鼓泡式反应器、喷射式反应器等。不用填充床式反应器、流化床式反应器。（1）搅拌罐式反应器：最常用。（2）鼓泡式反应器：有气体参与。（3）游离酶膜反应器：价格较高，可以回收。（4）喷射式反应器：耐高温。

2.固定化酶反应器的选择：搅拌罐式反应器、填充床式反应器、流化床式反应器、膜反应器、鼓泡式反应器。不用喷射式反应器等。（1）搅拌罐式反应器：适用于机械强度较好的。（2）填充床式反应器：适用于机械强度较好的。（3）鼓泡式反应器：有气体参与。（4）流化床式反应器：颗粒不能太大，有较高强度。

58、酶反应器操作的注意事项

1.保持酶反应器的操作稳定性。（1）避免反应条件的剧烈波动。搅拌速度或流速应保持稳定；

在操作过程中，有时需要用酸或碱来调节反应液PH，如果局部的pH过高或过低，就会引起酶的失活，或者使底物和产物发生水解反应，这时，可用加快搅拌已促使混合均匀。（2）如果底物和产物在反应器中不够稳定的话，可以采用高浓度的酶，以减少底物和产物在反应器中的停留时间，从而减少损失。2.防止酶变性失活。温度,pH值,金属离子,剪切力.可以添加某些保护剂,以提高酶的稳定性.3.防止微生物污染。不易污染:乙醇氧化酶(乙醇为底物)、青霉素酰化酶(青霉素,头孢霉素为底物)、α-淀粉酶,Tag-DNA聚合酶(高温下反应)、胃蛋白酶(pH值为2)、碱性蛋白酶(pH值为9)、有机介质中催化。容易污染:反应底物或产物是微生物生长、繁殖的营养物质.如,淀粉、蛋白质、葡萄糖、氨基酸.

59、固定化酶方法的优缺点比较

特性物理吸附法离子结合法包埋法共价结合交联法

制备易易易难难

结合力中弱强强强

酶活力高高高中中

底物专一

性

无变化无变化无变化有变化有变化

再生可能可能不可能不可能不可能

固定化费

用

低低中中高

60、植物、动物、微生物细胞的特性比较

细胞种类植物细胞微生物细胞动物细胞

细胞大小/um 200～300 1～10 10～100

倍增时间/h ﹥12 0.3-6 ﹥15

营养要求简单简单复杂

光照要求大多数要求不要求不要求

对剪切力敏感大多数不敏感非常敏感

主要产物色素、药物、香

精、酶等醇、有机酸、氨基

酸、抗生素、核苷

酸、酶等

疫苗、激素、单克隆抗体、

酶等

工程力学复习要点_简答题答案

2010-2011学年第2学期工程力学复习要点 简 答 题 参 考 答 案 1、说明下列式子的意义和区别。 ①21F F =；②21F F ρρ=；③力1F ρ等效于力2F ρ。 【答】： ①21F F =，表示两个量（代数量或者标量）数值大小相等，符号相同； ②21F F ρρ=，表示两个矢量大小相等、方向相同； ③力1F ρ等效于力2F ρ，力有三个要素，所以两个力等效，是指两个力的三要素相同。 2、作用与反作用定律和二力平衡公理都提到等值、反向、共线，试问二者有什么不同 【答】：二者的主要区别是： 二力平衡公理中等值、反向、共线的两个力，作用在同一刚体上，是一个作用对象，两个力构成了一个平衡力系，效果是使刚体保持平衡，对于变形体不一定成立。 作用与反作用定律中等值、反向、共线的两个力，作用在两个有相互作用的物体上，是两个作用对象，此两力不是平衡力系，对刚体、变形体、静止或者作变速运动的物体都适用。 3、力在坐标轴上的投影与力沿相应坐标轴方向的分力有什么区别和联系 【答】：力在坐标轴上的投影是代数量，可为正、负或零，没有作用点或作用线；力沿相应坐标轴的方向的分力是矢量、存在大小、方向和作用点。当坐标轴或力的作用线平移时，力的投影大小和正负不变，但沿对应坐标轴的分力作用点发生改变。 当x 轴与y 轴互相垂直时，力沿坐标轴方向的分力大小等于力在对应坐标轴上投影的绝对值；当x 轴与y 轴互相不垂直时，力沿坐标轴方向的分力大小不等于力在对应坐标轴上投影的绝对值。 4、什么叫二力构件分析二力构件受力时与构件的形状有无关系凡两端用铰链连接的杆都是二力杆吗 【答】：二力构件是指只受两个力作用而保持平衡的构件．．．．．．．．．．．．．．． ，二力构件既可以是杆状，也可以是任意形状的物体。 分析二力构件受力时，与构件的几何形状没有关系（即并不考虑物体的几何形状），只考虑物体：（1）是否只受两个力的作用（一般情况下都是忽略重力的作用）；（2）是否保持平衡状态。符合以上两个条件的任何物体，都是二力构件。在二力构件中，形状为杆的构件称为二力杆，可以是直杆，也可以是曲杆。 两端用铰链连接且中间不受其他外力作用的杆（重力不计），才是二力杆。 5、试叙述力的平移定理和它的逆定理。 【答】：力的平移定理：作用在刚体上的力，可以从原作用点等效地平行移动到刚体内的任一指定点，但必须同时在该力与所指定点所决定的平面内附加一力偶，附加力偶矩等于原力对指定点之矩。示意图如下图所示。 力的平移定理的逆定理．．． ：作用在同一刚体同一平面内的一个力F ρ和一个力偶，可以合成为

《酶工程》期末复习题整理#(精选.)

第一章 1.酶工程：是生物工程的重要组成部分，是随着酶学研究迅速发展，特别是酶的推广应用，使酶学和工程学相互渗透、结合、发展而成的一门新的技术科学，是酶学、微生物学的基本原理与化学工程有机结合而产生的边缘科学技术。 2.化学酶工程：指自然酶、化学修饰酶、固定化酶及化学人工酶的研究和应用 3.生物酶工程：是酶学和以基因重组技术为主的现代分子生物学技术结合的产物，亦称高级酶工程。 4.酶工程的组成部分？ 答：酶工程主要指自然酶和工程酶（经化学修饰、基因工程、蛋白质工程改造的酶）在国民经济各个领域中的应用。内容包括：酶的产生；酶的分离纯化；酶的改造；生物反应器。5.酶的结构特点？ 答：虽然少数有催化活性的RNA分子已经鉴定，但几乎所有的酶都是蛋白质，因而酶必然具有蛋白质四级结构形式。其中一级结构是指具有一定氨基酸顺序的多肽链的共价骨架；二级结构为在一级结构中相近的氨基酸残基间由氢键的相互作用而形成的带有螺旋、折叠、转角、卷曲等细微结构；三级结构系在二级结构基础上进一步进行分子盘区以形成包括主侧链的专一性三维排列；四级结构是指低聚蛋白中各折叠多肽链在空间的专一性三维排列。具有低聚蛋白结构的酶（寡聚酶）必须具有正确的四级结构才有活性。具有活性的酶都是球蛋白，即被广泛折叠、结构紧密的多肽链，其氨基酸亲水基团在外表，而疏水基团向内。 6.酶活性中心：是酶结合底物和将底物转化为产物的区域，通常是整个酶分子中相当小的一部分，它是由在线性多肽链中可能相隔很远的氨基酸残基形成的三维实体。 7.酶作用机制有哪几种学说？ 答：锁和钥匙模型、诱导契合模型 8.酶催化活力的影响因素？ 答：底物浓度、酶浓度、温度、pH等。 9.酶的分离纯化的初步分离纯化的步骤？ 答：（一）材料的选择和细胞抽提液的制备 1.材料的选择：目的蛋白含量要高，而且容易获得 2.细胞破碎方法及细胞抽提液的制备。为了确保可溶性细胞成分全部抽提出来，应当使用类似于生理条件下的缓冲液。动物组织和器官要尽可能除去结缔组织和脂肪、切碎后放人捣碎机中。完全破碎酵母和细菌细胞。 3.膜蛋白的释放:膜蛋白存在于细胞膜或有关细胞器的膜上。按其所在位置大体可分为外周 蛋白和固有蛋白两种类型 4.胞外酶的分离:胞外酶是在微生物发酵时分泌到发酵液中的。发酵后可通过离心或过滤将菌体从发酵液中分离弃去，所得发酵清液通常要适当浓缩，然后再作进一步纯化。目前常用的浓缩方法是超滤法。 （二）蛋白质的浓缩和脱盐 浓缩方法主要有：沉淀法、吸附法、干胶吸附法、渗透浓缩法、超滤浓缩法

工程力学材料力学_知识点_及典型例题

作出图中AB杆的受力图。 A处固定铰支座 B处可动铰支座 作出图中AB、AC杆及整体的受力图。 B、C光滑面约束 A处铰链约束 DE柔性约束 作图示物系中各物体及整体的受力图。 AB杆：二力杆 E处固定端 C处铰链约束

（1）运动效应：力使物体的机械运动状态发生变化的效应。 （2）变形效应：力使物体的形状发生和尺寸改变的效应。 3、力的三要素：力的大小、方向、作用点。 4、力的表示方法： （1）力是矢量，在图示力时，常用一带箭头的线段来表示力；（注意表明力的方向和力的作用点！） （2）在书写力时，力矢量用加黑的字母或大写字母上打一横线表示，如F、G、F1等等。 5、约束的概念：对物体的运动起限制作用的装置。 6、约束力（约束反力）：约束作用于被约束物体上的力。 约束力的方向总是与约束所能限制的运动方向相反。 约束力的作用点，在约束与被约束物体的接处 7、主动力：使物体产生运动或运动趋势的力。作用于被约束物体上的除约束力以外的其它力。 8、柔性约束：如绳索、链条、胶带等。 (1)约束的特点：只能限制物体原柔索伸长方向的运动。 (2)约束反力的特点：约束反力沿柔索的中心线作用，离开被约束物体。（） 9、光滑接触面：物体放置在光滑的地面或搁置在光滑的槽体内。 （1）约束的特点：两物体的接触表面上的摩擦力忽略不计，视为光滑接触面约束。被约束的物体可以沿接触面滑动，但不能沿接触面的公法线方向压入接触面。 （2）约束反力的特点：光滑接触面的约束反力沿接触面的公法线，通过接触点，指向被约束物体。（） 10、铰链约束：两个带有圆孔的物体，用光滑的圆柱型销钉相连接。 约束反力的特点:是方向未定的一个力；一般用一对正交的力来表示，指向假定。（）11、固定铰支座 （1）约束的构造特点：把中间铰约束中的某一个构件换成支座，并与基础固定在一起，则构成了固定铰支座约束。

新培养方案指导下“酶工程”课程教学改革初探

新培养方案指导下“酶工程”课程教学改革初探 【摘要】“酶工程”是生物工程专业开设的专业课程，通过对传统课程教学过程中存在的问题进行分析，从对教学内容进行优化、建立课程的系统性和完整性及注意充实前沿教学内容及实际行业应用研究内容三方面对酶工程课程教学进行初步探讨，收到良好的效果。 【关键词】酶工程；教学改革；生物工程 0 前言 酶工程是四大生物工程体系之一，广泛应用于医药、食品、轻工、化工、环境保护及生物技术各个方向，在生物工程及技术领域占有着重要的地位[1]。酶工程这门课程是内蒙古科技大学为本科生开设的专业课程，在理论上属于酶学体系范畴，但它又是一门广泛涉及生物学领域和生物工程学范畴的理论与实际密切联系的应用科学。因此，加强教学过程中理论与实践的衔接[2-3]，提高《酶工程》教学水平，培养合格的从事相关方向进行研究及生产的技术人才是课程教学需要探讨的主要问题[4]。为了进一步优化《酶工程》的教学质量，恰逢培养方案修改时期，对这门课程进行教学改革的探索与研究。 1 传统酶工程课程中存在的问题 酶工程是生物工程专业的主干课程，在过去的教学中，存在一些弊端：①教学内容的把握不够准确。具体表现在单纯依照书本的章节教授，重点和难点的设定偏离。部分专业内容讲的不够深入，而与相关专业基础课如微生物学，细胞生物学的重复内容，重复讲解。②教学内容的系统性和完整性不够。在酶工程课程之前，没有专门设计酶基本知识的课程，学生对于研究主体了解不深，直接进入酶工程的学习，理解有些吃力。③前沿教学内容不够。对于在酶工程领域的最新研究与生产技术没有加入到课堂教学中，对于酶工程在多行业应用现状了解不清。 2 酶工程课程教学改革的内容 理清《酶工程》与相关课程的关系及重复内容，对教学内容进行优化。 与相关课程教师座谈，掌握相关课程内容讲解的覆盖性及深度，及时调整相关内容讲解比例。如课程中涉及到酶生物合成的基本过程，这部分内容在基础课分子生物学中蛋白质的转录与翻译部分已经进行了详细的讲解；课程内容酶发酵动力学部分在专业课反应工程中有更为细致的讲解；原来的重点章节酶的提取与分离纯化是专业课生化分离工程的主要所讲内容。在实际教学中就可以将这部分内容删除不讲或简单提及即可。而另外一些相关内容，如酶突变基因的定向选择，与基因工程中的相关内容有交叉。在基因工程课程中，对于突变基因的定向选择的基本原理和基本方法进行了阐述，但针对酶突变基因的选择方法没有进行细致

工程力学基础知识

工程力学基础知识 第1篇 静力学 1、平面汇交力系平衡的充要条件是该力系的合力等于零。即： ∑∑==0,0y x F F 2、平面汇交力系简化的依据是平行四边形法则。 3、平面汇交力系可列2个独立方程，求解2个未知量。 4、在平面问题中力对点之矩不仅与力的大小有关而且与矩心位置有关。（方向：绕矩心逆正顺负） 5、合力矩定理：平面汇交力系的合力对于平面内任一点之矩等于所有分力对于该点之矩的代数和。 6、力和力偶是静力学的两个基本要素。 7、平面力偶系的合成结果是一个力偶，汇交力系的合成结果是一个力。（注：力只能与力平衡；力偶只能与力偶平衡） 8、平面力偶系平衡的充要条件是：力偶系中各力偶矩的代数和为零。即 ：∑=0i M 9、平面任意力系简化的依据是力线平移定理。 10、力线平移定理揭示了力与力偶的关系。 11、平面任意力系可列3个独立方程，求解3个未知量。 第2篇 材料力学 1、杆件的四种基本变形：轴向拉伸或压缩、剪切、扭转、弯曲 2、为使杆件能正常工作应满足（三个考虑因素）：强度要求、刚度要求、稳定性要求。

3、材料力学对变形固体所做的四个基本假设：连续性假设、均匀性假设、各向同性假设、小变形假设。 4、求内力的方法为截面法。 轴向拉压部分 5、轴向拉压的受力特点：外力合力的作用线与杆的轴线重合。 轴向拉压的变形特点：杆件产生沿轴线方向的拉伸或压缩。 6、轴向拉压杆横截面上的内力为轴力（符号N F ），该力产生正应 力σ，公式为：A F N =σ，其中A 为横截面面积。 7、圣维南原理：应力分布只在力系作用区域附近有明显差别，在离开力系作用区域较远处，应力分布几乎均匀。 8、低碳钢拉伸的四个阶段：弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、局部变形（颈缩）阶段。 9、衡量材料塑性的指标：伸长率和断面收缩率。 10、拉压杆强度计算的三类问题： （1）校核： []σσ≤??? ??=max max A F N （2）设计截面尺寸：A F A N ≥ （3）确定许可荷载：[]A F ?≤σ 11、拉压杆变形：EA Fl l =? 扭转部分 12、扭转时外力偶矩的计算公式：n P M k e 9549 =，其中k P 单位为kw ，n 单位为min r 。 13、扭矩正负号判断：右手定则（具体见教材145页）。

酶工程实验大纲

湖北大学 酶工程实验 （0818800193）实验教学大纲 （第2版） 生命科学学院 生化教研室 2014年7月

前言 课程名称：酶工程实验实验学时：16学时 适用专业：生物工程课程性质：必修 一、实验课程简介 酶工程是生物工程的主要内容之一，是现代酶学和生物工程学相互结合而发展起来的一门新的技术学科。它将酶学、微生物学的基本原理与化工、发酵等工程技术有机结合起来，并随着酶学研究的迅速发展，特别是酶的广泛应用而在国民生产生活中日益发挥着越来越重要的作用。酶工程实验课是生物工程等本科实验教学的一个重要组成部分，通过实验教学可以加强学生对酶工程基本知识和基本理论的理解，掌握现代酶学与相关技术的有关的基本的实验原理与技能。在实验过程中要求学生自己动手，分析思考并完成实验报告。酶工程实验性质有基础性、综合性、设计（创新）性三层次。 二、课程目的 本实验课程主要根据酶工程的三大块内容即酶的生产、酶的改性与酶的应用来设计安排实验，通过这些实验内容，使学生深入理解酶工程课程的基本知识；巩固和加深所学的基本理论；掌握酶工程中基本的操作技能。同时，通过实验培养学生独立观察、思考和分析问题、解决问题和提出问题的能力，养成实事求是、严肃认真的科学态度，以及敢于创新的开拓精神；并在实验中进一步提高学生的科学素养。 三、考核方式及成绩评定标准 考核内容包括实验过程中的操作情况，实验记录及结果的准确性，实验报告的书写及结果分析，思考题的回答情况，仪器设备的使用情况及遵守实验室规章制度的情况等，根据这些方面进行成绩评判和记录，综合给出实验总成绩。 四、实验指导书及主要参考书 1．魏群：生物工程技术实验指导，高等教育出版社，2002年8月。 2．禹邦超：酶工程（附实验），华中师范大学出版社，2007年8月 五、实验项目

酶工程考试重点(第三版)

1、酶工程的定义，研究的主要内容 酶的生产、改性与应用的技术过程称为酶工程 研究的主要内容包括：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。 2、酶的基本特征，酶命名的方法有哪些，蛋白类酶的分类方法 基本特征：专一性强，催化效率高，作用条件温和等 每一种具体的酶都有其具体的推荐名和系统命名。推荐名是在惯用名称的基础上，加以选择和修改而成的。酶的推荐名由两部分组成，第一部分为底物名称，第二部分为催化反应的类型，后面加一个酶字，不管酶的催化是正反应还是逆反应，都用同一个名，如葡萄糖氧化酶，表明该酶的作用底物是葡萄糖催化反应类型是氧化反应。 酶的系统命名更加详细更准确地反映出该酶所催化的反应。系统命名包括了酶的作用底物酶作用的基团及催化反应的类型，如上述葡萄糖氧化酶的系统命名“β－D－葡萄糖：氧1-氧化还原酶”，表明该酶所催化的反应以β－D－葡萄糖为脱氢的供体，氧为氢受体，催化作用在第一个碳原子基团上进行，所催化反应属于氧化还原反应。 蛋白酶类的分类 1、按照酶催化作用的类型，将蛋白酶类分为六大类，氧化还原酶，转移酶，水 解酶裂合酶，异构酶，合成酶 2、每个大类中，按照酶作用的底物、化学键或者基团的不同，分为若干亚类 3、每一亚类再分为若干小类 4、每一小类包含若干个具体的酶、 3、酶的生产方法有哪些 酶的生产是指通过人工操作而获得所需的酶的技术过程 酶的生产方法分为提取分离法、生物合成法、化学合成法3种，其中提取分离法是最早采用并沿用至今的方法，生物合成法是20世纪50年代以来酶生产的主要方法，而化学合成法至今仍停留在实验室阶段 4、酶的生产合成调节理论，包括操纵子，诱导作用，阻遏作用 1、操纵子在原核基因组中,由几个功能相关的结构基因及其调控区组成的一个基因表达的协同单位. ①结构基因是决定某一多肽的DNA 模板，可根据其上的碱基顺序转录出相应的mRNA，然后再可通过核糖体转译出相应的酶 ②启动子：能被依赖于DNA的RNA聚合酶所识别的碱基顺序，是RNA聚合酶的结合部位和转录起点 ③操纵基因：位于启动基因和结构基因之间的一段碱基顺序，是阻遏蛋白的结合位点，能通过与阻遏物相结合来决定结构基因的转录是否能进行 ④调节基因：用于编码组成型调节蛋白的基因，一般远离操纵子,但在原核生物中,可以位于操纵子旁边,编码调节蛋白。 2、酶合成调节的类型：诱导和阻遏

工程力学复习要点

一、填空题 1．力是物体间相互的相互机械作用，这种作用能使物体的运动状态和形状发生改变。 2．力的基本计量单位是牛顿（N ）或千牛顿（）。 3．力对物体的作用效果取决于力的大小、方向和作用点（作用线）三要素。 4．若力F r 对某刚体的作用效果与一个力系对该刚体的作用效果相同，则称F r 为该力系的合力，力系中的每个力都是F r 的分力。 5．平衡力系是合力（主矢和主矩）为零的力系，物体在平衡力系作用下，总是保持静止或作匀速直线运动。 6．力是既有大小，又有方向的矢量，常用带有箭头的线段画出。 7．刚体是理想化的力学模型，指受力后大小和形状始终保持不变的物体。 8．若刚体受二力作用而平衡，此二力必然大小相等、方向相反、作用线重合。 9．作用力和反作用力是两物体间的相互作用，它们必然大小相等、方向相反、作用线重合，分别作用在两个不同的物体上。 10．约束力的方向总是与该约束所能限制运动的方向相反。 11．受力物体上的外力一般可分为主动力和约束力两大类。 12．柔性约束限制物体绳索伸长方向的运动，而背离被约束物体，恒为拉力。 13．光滑接触面对物体的约束力，通过接触点，沿接触面公法线方向，指向被约束 的物体，恒为压力。 14．活动铰链支座的约束力垂直于支座支承面，且通过铰链中心，其指向待定。 15．将单独表示物体简单轮廓并在其上画有全部外力的图形称为物体的受力图。在受力图上只画受力，不画施力；在画多个物体组成的系统受力图时，只画外力，不画内力。 16．合力在某坐标轴上的投影，等于其各分力在 同一轴 上投影的 代数 和，这就是合力投影定理。若有一平面汇交力系已求得x F ∑和y F ∑，则合力大小R F 。 17．画力多边形时，各分力矢量 首尾 相接，而合力矢量是从第一个分力矢量的 起点 指向最后一个分力矢量的 终点 。 18．如果平面汇交力系的合力为零，则物体在该力系作用下一定处于 平衡 状态。 19．平面汇交力系平衡时，力系中所有各力在两垂直坐标轴上投影的代数和分别等于零。 20．平面力系包括平面汇交力系、平面平行力系、平面任意力系和平面力偶系等类型。 21．力矩是力使物体绕定点转动效应的度量，它等于力的大小与力臂的乘积，其常用单位为N m ?或kN m ?。 22．力矩使物体绕定点转动的效果取决于力的大小和力臂长度两个方面。 23．力矩等于零的条件是力的大小为零或者力臂为零（即力的作用线通过矩心）。 24．力偶不能合成为一个力，力偶向任何坐标轴投影的结果均为零。 25．力偶对其作用内任一点的矩恒等于力偶矩与矩心位置无关。 26．同平面内几个力偶可以合成为一个合力偶，合力偶矩等于各分力偶矩的代数和。 27．力偶是由大小相等、方向相反、作用线不重合的两个平行力组成的特殊力系，它只对物体产生 转动 效果，不产生 移动 效果。 28．力偶没有 合力，也不能用一个力来平衡，力偶矩是转动效应的唯一度量； 29．力偶对物体的作用效应取决于力偶矩的大小、力偶的转向和作用面三个要素。 30．平面任意力系向作用面内任一点简化的结果是一个力和一个力偶。这个力称为原力系的主矢，它作用在简化中心，且等于原力系中各力的矢量和；这个力偶称为原力系对简化中心的主矩，它等于原力系中各力对简化中心的力矩的代数和。 31．平面任意力系的平衡条件是：力系的主矢和力系对任何一点的主矩分别等于零；应用平面任意力系的平衡方程，选择一个研究对象最多可以求解三个未知量。

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酶工程的知识点总结 课题3 探讨加酶洗衣粉的洗剂效果 一、实验原理 1．加酶洗衣粉是指含有酶制剂的洗衣粉，目前常用的酶制剂有四类：蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶，其中，应用最广泛、效果最明显的是碱性蛋白酶和碱性脂肪酶。b5E2RGbCAP 2．碱性蛋白酶能将血渍、奶渍等含有的大分子蛋白质水解成可溶性的氨基酸或小分子的肽， 使污迹从衣物上脱落。脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶也能分别将大分子的脂肪、淀粉和纤维素水解为小分子物质，使洗衣粉具有更好的去污能力。p1EanqFDPw 3．在本课题中，我们主要探究有关加酶洗衣粉的三个问题：一是普通洗衣粉和加酶洗衣粉 对衣物污渍的洗涤效果有什么不同；二是在什么温度下使用加酶洗衣粉效果最好，三是添加不同种类的酶的的洗衣粉，其洗剂效果有哪些区别。DXDiTa9E3d 二、实验步骤 1探究用加酶洗衣粉与普通洗衣粉洗涤的效果的不同 ①在2个编号的烧杯里，分别注入500mL清水。②取2块大小相等的白棉布，用滴管在每 块白布上分别滴上等量的墨水，分别放入烧杯里，用玻璃棒搅拌。③将2个烧杯分别放入同等温度的温水中，保温5分钟。④称取5克加酶洗衣粉和5克普通洗衣粉2份，分别放入2个烧杯中，用玻璃棒均匀搅拌。保温10分钟。⑤观察并记录2个烧杯中的洗涤效果RTCrpUDGiT 2探究用加酶洗衣粉洗涤的最佳温度条件 ①在3个编号的烧杯里，分别注入500mL清水。②取3块大小相等的白棉布，用滴管在每 块白布上分别滴上一滴食用油、鸡血、牛奶，分别放入烧杯里，用玻璃棒搅拌。③将3个烧杯分别放入50摄氏度的热水、沸水和冰块中，保温5分钟。④称取5克加酶洗衣粉3份，分别放入3个烧杯中，用玻璃棒均匀搅拌。保温10分钟。⑤观察并记录3个烧杯中的洗涤效果。3探究不同种类的加酶洗衣粉洗涤的效果5PCzVD7HxA 污染物蛋白酶洗衣粉脂肪酶洗衣粉复合酶洗衣粉普通洗衣粉 油渍 汗渍 血渍 观察并记录四种洗衣粉分别洗涤三种污染的洗涤效果。三、注意事项 1．变量的分析和控制 影响加酶洗衣粉洗涤效果的因素有水温、水量、水质、洗衣粉的用量，衣物的质料、大 小及浸泡时间和洗涤的时间等。在这些因素中，水温是我们要研究的对象，而其他因素应在实验中保持不变。选择什么样的水温进行实验需要实验者根据当地一年中的实际气温变化来 确定水温，通常情况下，冬季、春季、秋季和夏季可分别选取 5 ℃、15 ℃、25 ℃和35 ℃的水温，因为这4个水温是比较符合实际情况的，对现实也有指导意义。jLBHrnAILg 2．洗涤方式和材料的选择。 在洗涤方式中有机洗和手洗两种方式，应考虑其中哪一种比较科学？哪一种更有利于控 制变量？再有，洗衣机又可以分为半自动和全自动两种，相比之下，采用全自动洗衣机比较好，并且应该尽量使用同一型号小容量的洗衣机，其机械搅拌作用相同。关于洗涤材料的选择也有一些讲究。用衣物作实验材料并不理想，这是因为作为实验材料的衣物，其大小、颜 色、洁净程度等应该完全一致，而这并不容易做到；此外，人为地在衣物上增加污物，如血 渍、油渍等，也令人难以接受。因此，选用布料作为实验材料比较可行。在作对照实验时，

工程力学

《工程力学》综合复习资料 1.已知：梁AB 与BC ，在B 处用铰链连接，A 端为固定端，C 端为可动铰链支座。 试画: 梁的分离体受力图。 2.已知：结构如图所示，受力P 。DE 为二力杆，B 为固定铰链支座，A 为可动铰链支座，C 为中间铰链连接。 试分别画出ADC 杆和BEC 杆的受力图。 3.试画出左端外伸梁的剪力图和弯矩图。（反力已求出） D E C B A P

4.已知：悬臂梁受力如图所示，横截面为矩形，高、宽关系为h=2b ，材料的许用应力〔σ〕＝160MPa 。 试求：横截面的宽度b=？ 5.已知：静不定结构如图所示。直杆AB 为刚性，A 处为固定铰链支座，C 、 D 处悬挂于拉杆①和②上，两杆抗拉刚度均为EA ，拉杆①长为L ，拉杆②倾斜角为α，B 处受力为P 。 试求：拉杆①和②的轴力N1 , N2 。 提示：必须先画出变形图、受力图，再写出几何条件、物理方程、补充方程和静力方程。可以不求出最后结果。 q M e =qa 2 =(11/6)qa

6.已知：一次静不定梁AB ，EI 、L 为已知，受均布力q 作用。 试求：支反座B 的反力。 提示：先画出相当系统和变形图，再写出几何条件和物理条件。 7.已知：①、②、③杆的抗拉刚度均为EA ，长L ，相距为a ，A 处受力P 。 试求：各杆轴力。 提示：此为静不定结构，先画出变形协调关系示意图及受力图，再写出几何条件、物理条件、补充方程，静立方程。 A L B q

8.已知：传动轴如图所示，C轮外力矩M c=1.2 kN m ，E轮上的紧边皮带拉力为T1，松边拉力为T2，已知 T1=2 T2，E轮直径D=40 cm ,轴的直径d=8cm，许用应力［σ］=120 Mpa 。 求：试用第三强度理论校核该轴的强度。 9.已知：梁ABC受均布力q作用,钢质压杆BD为圆截面，直径d＝4 0 mm， BD杆长 L＝800 mm , 两端铰链连接，稳定安全系数nst=3 , 临界应力的欧拉公式为 σcr=π2 E / λ2 ，经验公式为σcr= 304–1.12 λ， E = 2 0 0 GPa ， σp=2 0 0 MPa ，σs=2 3 5 MPa 。

酶工程教学大纲及复习参考范围

《酶工程》教学大纲 课程名称：酶工程 适用专业：2016级生物工程（专升本函授）、微生物技术及应用（专科函授） 辅导教材：《酶工程（第三版）》郭勇编著科学出版社 一、本课程的地位、任务和作用 酶工程是研究生物催化剂在工程中应用的一门学科，是现代生物技术的重要组成部分，它与生物工程、细胞工程、发酵工程密切相关不可分割。近代科学把发展酶工程作为现代阶段生物技术的战略重点。本课程的目的是使学生了解酶工程发展概况及新进展，掌握酶的生产、提取、纯化、修饰及固定化技术，了解酶工程的新理论、新技术，酶反应器的特性和发展方向，掌握酶反应器的设计、操作及应用，扩大学生对酶应用技术的知识面。它在研究酶的发酵生产、分离纯化和分子工程修饰的基础上着重探讨酶作为一种高效的工业生物催化剂在工程上如何实际应用的问题以及酶作为一种高效的生物大分子在基因工程中应用问题，使酶能够在工业上发挥其独特、重要的作用。酶作为一种主要的工业催化剂，势必对工业发展的生产模式、发展形态产生深远的影响；酶工程的研究内容向分子水平的拓展，也势必对基因工程等生命前沿学科的发展产生不可估量的影响。 二、本课程的相关课程 本课程是生物技术、生物工程、食品科学与工程专业的一门专业课，要求学生已掌握酶学基本知识，酶制剂工艺学，微生物学，生物化学，化工原理等课程。 三、本课程的基本内容及要求 第一篇酶学基础理论 第一章酶学与酶工程 教学要求：重点：①酶的基本概念及特征。②酶的发展及其主要成就。酶分类与命名。 教学内容： 酶及酶工程的概念、发展及应用前景：酶与酶工程研究的重要意义；酶学研究简史；酶工程简介。 第二章酶的生物学特征 教学要求：

工程力学知识点总结(良心出品必属精品)

工程力学知识点总结 第0章 1.力学：研究物体宏观机械运动的学科。机械运动：运动效应，变形效应。 2.工程力学任务：A.分析结构的受力状态。B.研究构件的失效或破坏规律。C.分研究物体运动的几何规律D.研究力与运动的关系。 3.失效：构件在外力作用下丧失正常功能的现象称为失效。三种失效模式：强度失效、刚度失效、稳定性失效。 第1章 1.静力学：研究作用于物体上的力及其平衡的一般规律。 2.力系：是指作用于物体上的一组力。 分类：共线力系，汇交力系，平行力系，任意力系。 等效力系：如果作用在物体上的两个力系作用效果相同，则互为等效力系。 3.投影：在直角坐标系中：投影的绝对值 ＝ 分力的大小；分力的方向与坐标轴一致时投影 为正；反之，为负。 4.分力的方位角：力与x 轴所夹的锐角α： 方向：由 Fx 、Fy 符号定。 5.刚体：是指在力的作用下，其内部任意两点之间的距离始终保持不变。（刚体是理想化模型，实际不存在） 6.力矩：度量力使物体在平面内绕一点转动的效果。 方向： 力使物体绕矩心作逆时针转动时，力矩为正；反之，为负 力矩等于0的两种情况： (1) 力等于零。(2) 力作用线过矩心。 力沿作用线移动时，力矩不会发生改变。力可以对任意点取矩。 7.力偶：由大小相等、方向相反且不共线的两个平行力组成的力系，称为力偶。（例：不能单手握方向盘，不能单手攻丝） 特点： 1.力偶不能合成为一个合力，也不能用一个力来平衡，力偶只能有力偶来平衡。 2.力偶中两个力在任一坐标轴上的投影的代数和恒为零。 3.力偶对其作用面内任一点的矩恒等于力偶矩。即：力偶对物体转动效应与矩心无关。 三要素：大小，转向，作用面。 力偶的等效：同平面内的两个力偶，如果力偶矩相等，则两力偶彼此等效。 推论1：力偶可以在作用面内任意转动和移动，而不影响它对刚体的作用。（只能在作用面内而不能脱离。） 推论2：只要保持力偶矩的大小和转向不变的条件下，可以同时改变力偶中力 和力偶臂的大小，而不改变对刚体的作用。 8.静力学四大公理 A.力的平行四边形规则（矢量合成法则）：适用范围：物体。 B.二力平衡公理：适用范围：刚体 （对刚体充分必要，对变形体不充分。） 注：二力构件受力方向：沿两受力点连线。 C.加减平衡力系公理：适用范围：刚体 D.作用和反作用公理：适用范围：物体 特点：同时存在，大小相等，方向相反。 注：作用力与反作用力分别作用在两个物体上，因此，不能相互平衡。（即：作用力反作用力不是平衡力） ()O M F Fd =±

酶工程的发展状况及其应用前景

酶工程的发展状况及其应用前景 摘要：酶在现代生物生产中扮演着重要角色，酶作为一种生物催化剂，因其催化作用具有高度专一性、催化条件温和、无污染等特点，以及酶工程不断的技术性突破，使得酶在工业、农业、医药卫生、能源开发及环境工程等方面的应用越来越广泛。 关键词：酶工程生物催化剂酶的固定 正文： 随着酶生产的不断发展，酶的应用越来越广泛。现在，酶工程已在医药、食品工业、农业、饲料、环保、能源、科研等领域广泛应用。成为基因工程、细胞工程、蛋白质工程等新技术领域的科学研究和技术开发中不可取代的工具。 一、酶工程的发展及应用现状 （一）国内外酶制剂的发展现状 BCC最新研究报告显示，未来4年全球工业酶制剂市场价值将以％的复合年增长率继续增长，由2011年的39亿美元增加至2016年的约61亿美元。该报告将工业酶市场细分成3个部分：生物酶、食品和饮料酶以及其他酶制剂。2011年生物酶的市场价值达12亿美元，预计还将以％的复合年增长率继续增长，2016年达17亿美元。2011年食品和饮料活性酶的市场价值接近13亿美元，未来4年还将以％的年均复合增长率增长，预计2016年达21亿美元。2011年其他酶制剂的市场价值为15亿美元，预计还将以％的复合年增长率增长，到2016年市场价值将达到22亿美元①。 我国酶制剂工业面经过近几十年的发展，初步具有一定的规模，取得了很大的进步。但是，国外酶制剂公司仍然处于绝对的领先地位，特别是一些比较出色的公司，例如，诺和诺德公司（Novo Nordisk）、丹尼斯克公司（Danisco）等②。 （二）酶工程的应用现状 一、酶工程技术在医药工业中的应用 1、酶的固定化技术 酶的固定化(enzyme immobilization)是指采用有机或无机固体材料作为载体(carrierorsupport)，将酶包埋起来或束缚、限制于载体的表面和微孔中，使其仍具有催化活性，并可回收及重复使用的酶化学方法与技术。不使用固体材料作为载体，通过酶分子之间的相互交联形成聚集体，也可将酶固定化，称为无载体酶固定化。由于酶的蛋白质属性，进人人体后产生免疫反应，因稀释效应，而无法集中于靶器官组织，常不能保持最适合的治疗浓度，而固定化酶则很好的克服了游离酶的这些缺点，应用于治疗镁缺乏症、代谢异常症及制造人工内脏方面，如固定化L-天冬酰胺酶用于治疗白血病。葡萄糖氧化酶被固定化在纳米微带金电极上可用于活体检测的微生物传感器③。 固定化酶技术可用于治疗一些代谢障碍疾病。已知人类关于新陈代谢的疾病已过120余种，很多病因归结为人体缺乏某种酶的活性，一种可能的治疗方法就是通过某种方式给病人提供他所缺乏的酶。其提供的方式主要有：①将固定化酶用于体内作为治疗药物；②将固定化酶组装成体外生物反应器，通过体外循环作为临床治疗剂。将固定化酶用于临床诊断的例子很多，如各种酶测试盒层出不穷，采用固定化酶柱反应器的FIA(流动注射法)可用于临床诊断检测尿酸、葡萄糖、氨、尿素、胆甾醇、谷氨酸、乳酸、无机磷等。 2、酶催化技术 主要介绍非水相介质中的酶催化，传统的酶催化反应主要在水相中进行，但自1987年Kilibanov等。用脂肪酶粉或固定化酶在几乎无水的有机溶剂中成功地催化合成了肽以及手性的醇、脂和酰胺以来，对酶在非水相介质的催化反应技术的开发及研究报道迅速增加，特别在手性药物的不对称合成及手性药物拆分的生物技术开发中得到了很多应用。目前非水相中的酶催化技术已衍生出以下几类体系：①水与有机溶剂的互溶均相体系；②水与有机溶剂形

工程力学(一)知识要点

《工程力学（一）》串讲讲义 （主讲：王建省工程力学教授，Copyright 2010-2012 Prof. Wang Jianxing） 课程介绍 一、课程的设置、性质及特点 《工程力学（一）》课程，是全国高等教育自学考试机械等专业必考的一门专业课，要求掌握各种基本概念、基本理论、基本方法，包括主要的各种公式。在考试中出现的考题不难，但基本概念涉及比较广泛，学员在学习的过程中要熟练掌握各章的基本概念、公式、例题。 本课程的性质及特点： 1．一门专业基础课，且部分专科、本科专业都共同学习本课程； 2．工程力学（一）课程依据《理论力学》、《材料力学》基本内容而编写，全面介绍静力学、运动学、动力学以及材料力学。按重要性以及出题分值分布，这几部分的重要性排序依次是：材料力学、静力学、运动学、动力学。 二、教材的选用 工程力学（一）课程所选用教材是全国高等教育自学考试指定教材（机械类专业），该书由蔡怀崇、张克猛主编，机械工业出版社出版（2008年版）。 三、章节体系 依据《理论力学》、《材料力学》基本体系进行，依次是 第1篇理论力学 第1章静力学的基本概念和公理受力图 第2章平面汇交力系 第3章力矩平面力偶系 第4章平面任意力系 第5章空间力系重心 第6章点的运动 第7章刚体基本运动 第8章质点动力学基础 第9章刚体动力学基础 第10章动能定理 第2篇材料力学 第11章材料力学的基本概念 第12章轴向拉伸与压缩 第13章剪切 第14章扭转 第15章弯曲内力 第16章弯曲应力 第17章弯曲变形 第18章组合变形 第19章压杆的稳定性 第20章动载荷 第21章交变应力

考情分析 一、历年真题的分布情况 结论：在全面学习教材的基础上，掌握重点章节内容，基本概念和基本计算，根据各个章节的分数总值， 请自行给出排序结果。 二、真题结构分析 全国2010年1月自学考试工程力学(一)试题 课程代码：02159 一、单项选择题(本大题共10小题，每小题2分，共20分) 在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。

酶工程期末考试重点

酶:是由活细胞产生的，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或核酸，酶能在机体内十分温和的条件下高效率地起催化作用，使得生物体内的各种物质处于不断的新陈代谢中。 酶工程:酶的生产与应用的技术过程,是酶学基本原理与化学工程相结合而形成的一门新兴的技术科学.研究酶制剂大规模生产及应用所涉及的理论与技术方法. 酶的应用:通过酶的催化作用获得人们所需的物质或除去不良物质,或许所需信息的技术过程. 酶的提取:又称酶的抽提,指在一定的条件下用适当的溶剂或溶液处理含酶物料,使酶充分溶解到溶剂或溶液中的技术过程. 膜分离:又称膜过滤.采用各种高分子膜为过滤介质,将不同大小,不同形状的物质分离的技术过程. 凝胶层析:又称凝胶过滤,分子筛层析等.指以各种多孔凝胶为固定相,利用流动相中所含各种组分的相对分子质量的不同而达到物质分离的一种层析技术. 超临界萃取:又称超临界流体萃取,是利用预分离物质与杂志在超临界流体中的溶解度不同而达到的分离的一种萃取技术. 酶固定化:采用各种方法,将酶与水不溶性的载体结合,制备固定化酶的过程. 固定化酶:用物理,化学等方法将水溶性的酶固定到特定的载体上使之成为水不溶性的酶. 非水相催化:酶在非水介质中的催化作用称为酶的非水相催化. 水活度:用体系中水的蒸汽压和相同条件下纯水的蒸汽压之比表示.水活度与溶剂的极性大小关系不大，所以采用水活度作为参数来研究有机介质中水对酶催化作用的影响更为准确. 必需水:紧紧吸附在酶分子表面维持酶活化性所必需的最少水量. 反胶束体系:反胶束是在大量水不相混溶的有机溶剂中,含有少量的水溶液,加入表面活性剂后形成油包水的微小液滴. 胶束体系:胶束是在大量水溶液中含有少量与水相不相混溶的有机溶剂,加入便面活性剂后形成水包油的微小液滴. 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称为酶分子修饰. 酶反应器:酶作为催化剂进行反应所需的装置称为酶反应器. 喷射式反应器：利用高压蒸汽的喷射作用实现酶与底物的混合是进行高温短时催化反应的一种反应器. 酶活力单位:是表示酶活力大小的尺度;1个酶活力单位是指在特定条件(25℃,其它为最适条件)下,在1分钟内能转化1微摩尔底物的酶量.

酶工程重点

酶工程 第一章：绪论 1、基因工程（genetic engineering ） 以分子遗传学为理论基础，以分子生物学和微生物学的现代方法为手段，将不同来源的基因(DNA分子)，按预先设计的蓝图，在体外构建杂种DNA分子，然后导入活细胞，以改变生物原有的遗传特性、获得新品种、生产新产品。 2、细胞工程(Cell engineering) 应用现代细胞生物学、发育生物学、遗传学和分子生物学的理论与方法，按照人们的需要和设计，在细胞水平上的遗传操作，重组细胞的结构和内含物，以改变生物的结构和功能，即通过细胞融合、核质移植、染色体或基因移植以及组织和细胞培养等方法，快速繁殖和培养出人们所需要的新物种的生物工程技术。 3、发酵工程(Fermentation Engineering) 指采用现代工程技术手段，利用微生物的某些特定功能，为人类生产有用的产品，或直接把微生物应用于工业生产过程的一种新技术。发酵工程的内容包括菌种的选育、扩大培养和接种、发酵过程和产品的分离提纯等方面。 4、酶工程（Enzyme Engineering） 将酶或者微生物细胞，动植物细胞，细胞器等在一定的生物反应装置中，利用酶所具有的生物催化功能,借助工程手段将相应的原料转化成有用物质并应用于社会生活的一门科学技术。它包括酶制剂的制备,酶的固定化,酶的修饰与改造及酶反应器等方面内容。酶工程的应用，主要集中于食品工业，轻工业以及医药工业中。 5、基因工程：DNA 细胞工程：细胞水平酶工程：蛋白质 发酵工程：微生物工业 6、1777年，意大利物理学家斯巴兰沙尼（Spallanzani）的山鹰实验。 1822年，美国外科医生博蒙特（Beaumont）研究食物在胃里的消化。 19世纪30年代，德国科学家施旺获得胃蛋白酶。 1926年,美国康乃尔大学的“独臂学者”Sumner（萨姆纳）博士从刀豆中提取出脲酶结晶，并证明具有蛋白质的性质。 1890年，Fisher——锁钥学说。 1902年，Henri——中间产物学说。 1913年，Michaelis 和Menten——米氏学说。 1958年，Koshland——诱导契合学说。 1960年，Jacob 和Monod——操纵子学说。 1982年，Thomas R.Cech等人发现四膜虫细胞的26S rRNA前体具有自我剪接功能，将这种具有催化活性的天然RNA称为核酶—Ribozyme。 1983年，Altman等人发现核糖核酸酶P的RNA组分具有加工tRNA前体的催化功能。而RNase P中的蛋白组分没有催化功能，只是起稳定构象的作用。 1894年，日本的高峰让吉用米曲霉制备得到淀粉酶，开创了酶技术走向商业化的先例。 1908年，德国的Rohm用动物胰脏制得胰蛋白酶，用于皮革的软化及洗涤。 1908年，法国的Boidin制备得到细菌淀粉酶，用于纺织品的褪浆。 1911年，Wallerstein从木瓜中获得木瓜蛋白酶，用于啤酒的澄清。 1949年，用微生物液体深层培养法进行－淀粉酶的发酵生产，揭开了近代酶工业的序幕。 1960年，法国科学家Jacob和Monod提出的操纵子学说，阐明了酶生物合成的调节机制，通过酶的诱导和解除阻遏，可显著提高酶的产量。 Buchner兄弟的试验：用细砂研磨酵母细胞，压取汁液，汁液不含活细胞，但仍能使糖发酵生成酒精和二氧化碳。证明：发酵与细胞的存活无关，但是活细胞产生的。 1969年，日本，千畑一郎，固定化氨基酰化酶，从DL-氨基酸连续生产L-氨基酸，首次工业规模应用固定化酶，促使酶工程作为一个独立的学科从发酵工程中脱离出来; 7、酶（enzyme）：活细胞产生的，能在细胞内外起作用的（催化）生理活性物质。 8、单体酶：只有单一的三级结构蛋白质构成。 寡聚酶：由多个（两个以上）具有三级结构的亚基聚合而成。

酶工程课程论文

新疆农业大学 食品科学与药学学院 课程论文 课程名称：食品酶工程 论文题目: 糖化酶在食品工业中的应用 姓名: 吐地古丽·马木太义 专业: 食品质量与安全 班级: 食安141班 学号: 220152358 成绩： 指导教师: 艾乃吐拉·马合木提职称: 讲师2017 年12月 新疆农业大学食品科学与药学学院制

糖化酶在食品工业中的应用 作者:吐地古丽·马木太义指导老师:艾乃吐拉·马合木提 摘要：介绍了糖化酶产生菌株的分布、结构与多型性、作用机制、基因和固定化研究与处理及其在食品生产中的应用现状，并对其未来发展趋势进行了展望。关键词:糖化酶; 性质; 基因; 固定化; 应用; 1.糖化酶 糖化酶又称葡萄糖淀粉酶,糖化酶是一种习惯上的名称，学名为α-1,4-葡萄糖水解酶(α-1,4-Glucan glucohydrolace)。多应用于酒精、淀粉糖、味精、抗菌素、柠檬酸、啤酒等工业以及白酒、黄酒。糖化酶是由曲霉优良菌种（Aspergilusniger）经深层发酵提炼而成。 生化研究,能使淀粉迅速液化生成低分子的糊精。可催化水解淀粉生产啤酒、黄酒、酱味精和抗生素,也可用于葡萄糖、饴糖和糊精等的生产。[1] 糖化型淀粉酶(即淀粉一1，4一葡萄糖苷酶，简称糖化酶)能将淀粉从分子链非还原性末端开始，分解a一1，4-葡萄糖苷键生成葡萄糖。葡萄糖的醛基被弱氧化剂次碘酸钠所氧化。过量的碘用硫代硫酸钠标准溶液滴定。根据所消耗硫代硫酸钠标准溶液的体积，计算出单位时间内由可溶性淀粉转化为葡萄糖的量，计算酶活力[2]。 2.糖化酶在白酒酿造中的应用 糖化酶在传统白酒生产中的应用方式必须根据原来工艺中曲的质量和对新工艺的使用要求而定。有如下三种具体的方式: 首先，用曲量不减，添加糖化酶是为了补充或增强曲中糖化力的不足。 其次，为了降低生产成本，减少用曲量，添加一定量糖化酶代替被减去部分曲的糖化力。 再者，原工艺不变，完全使用糖化酶和酵母来替代原来的曲，这类方式一种是针对丢糟， 搞强化发酵;另一种是形成新的发酵周期只有5-7天的酶法制酒工艺。 2.1采用使用方式 要根据各个行业、各种香型酒本身的工艺情况及工艺检测数据，并通过试验合理选择。 2.2糖化酶的使用及计算 不论采用那种方式，糖化酶的添加量都可以精确计算，而不能盲目使用，仅凭经验或者摹仿别人均不足取。计算的依据是每克原料所需的糖化力((u/g)，如本厂在未使用糖化酶时 小班投料750kg，加大曲2500，即187. 5kg，糖化力580 (u/g)，则原料加曲占有的糖化力为187. 5X580 X 1000(750+187. 5)只1000=116 (u/g) 综合各个厂的经验数据，一般每克原料中糖化力达到120"-140 (u/g)时，即能基本满足工艺要求。那么上述糖化酶第一种应用方式就可用以下公式计算:原料用量(kg) X每克原料所需的糖化力(u/g)=大曲用量(kg) X大曲糖化力(u/g)+糖化酶用量X糖化酶单位(u/g) 例:设投料1000kg，按26%用曲量计，需要大曲260kg，大曲糖化力为250 (u/g)。现添加糖化酶而大曲用量不减，问需添加多少酶活力为5万(u/g)糖化酶，