2025年大學(xué)大四（生物工程）酶工程應(yīng)用試題及解析

（考試時(shí)間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______第I卷（選擇題，共30分）（總共10題，每題3分，每題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意）1.以下哪種酶在食品工業(yè)中常用于淀粉的水解？A.淀粉酶B.蛋白酶C.脂肪酶D.纖維素酶2.酶工程中固定化酶的優(yōu)點(diǎn)不包括以下哪一項(xiàng)？A.可以重復(fù)使用B.穩(wěn)定性提高C.酶活性增強(qiáng)D.易于與產(chǎn)物分離3.在酶的發(fā)酵生產(chǎn)中，以下哪種微生物常用于生產(chǎn)淀粉酶？A.酵母菌B.大腸桿菌C.枯草芽孢桿菌D.青霉菌4.酶的定向進(jìn)化技術(shù)主要是通過改變酶的什么來獲得性能更優(yōu)的酶？A.氨基酸序列B.空間結(jié)構(gòu)C.活性中心D.輔因子5.以下哪種酶可用于洗滌劑中去除蛋白質(zhì)污漬？A.淀粉酶B.蛋白酶C.脂肪酶D.纖維素酶6.酶分子修飾中，化學(xué)修飾的主要目的不包括？A.提高酶的穩(wěn)定性B.改變酶的催化特性C.降低酶的活性D.增加酶的分子量7.工業(yè)上生產(chǎn)葡萄糖氧化酶常用的方法是？A.提取法B.化學(xué)合成法C.基因工程法D.發(fā)酵法8.酶作為生物催化劑的特點(diǎn)不包括？A.高效性B.專一性C.反應(yīng)條件溫和D.無催化活性損失9.以下哪種酶在紡織工業(yè)中可用于織物的生物拋光？A.淀粉酶B.蛋白酶C.脂肪酶D.纖維素酶10.在酶工程中，酶的固定化載體不包括以下哪種？A.離子交換樹脂B.硅膠C.纖維素D.金屬離子第II卷（非選擇題，共70分）（總共4題，每題10分，根據(jù)題目要求作答）1.簡述酶工程在醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用及原理。2.說明固定化酶的制備方法及其優(yōu)缺點(diǎn)。3.分析酶的活性調(diào)節(jié)機(jī)制有哪些？4.闡述酶分子修飾的方法及其對酶性質(zhì)的影響。（總共2題，每題15分，結(jié)合材料回答問題）材料：在酶工程研究中，科研人員對一種新型淀粉酶進(jìn)行了研究。該淀粉酶在適宜溫度下對淀粉的水解效率較高，但在高溫環(huán)境下活性迅速下降。研究人員通過一系列實(shí)驗(yàn)，試圖提高其在高溫下的穩(wěn)定性。1.根據(jù)材料，分析該淀粉酶在高溫下活性下降的可能原因，并提出提高其高溫穩(wěn)定性的策略。2.結(jié)合酶工程的知識，談?wù)勅绾芜M(jìn)一步優(yōu)化該淀粉酶的性能以滿足工業(yè)生產(chǎn)需求。（總共1題，20分，根據(jù)題目要求作答）請?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)利用酶工程技術(shù)生產(chǎn)高純度葡萄糖的工藝流程，并說明各步驟的原理和目的。答案：第I卷選擇題答案：1.A2.C3.C4.A5.B6.C7.D8.D9.D10.D第II卷答案：1.酶工程在醫(yī)藥領(lǐng)域可用于生產(chǎn)治療疾病的酶類藥物，如用基因工程生產(chǎn)胰島素治療糖尿病。原理是通過基因克隆、表達(dá)等技術(shù)，將產(chǎn)生特定酶的基因?qū)牒线m的宿主細(xì)胞，使其高效表達(dá)出所需的酶，然后經(jīng)過分離純化等步驟制成藥物。還可用于疾病診斷，如利用酶的特異性催化反應(yīng)檢測生物標(biāo)志物。2.制備方法：吸附法，將酶吸附在載體表面；共價(jià)偶聯(lián)法，通過化學(xué)反應(yīng)使酶與載體共價(jià)結(jié)合；交聯(lián)法，利用雙功能試劑使酶分子之間交聯(lián)；包埋法，將酶包埋在高分子凝膠等載體中。優(yōu)點(diǎn)：可重復(fù)使用，穩(wěn)定性提高，易與產(chǎn)物分離。缺點(diǎn)：可能影響酶活性，制備過程較復(fù)雜。3.酶的活性調(diào)節(jié)機(jī)制有：變構(gòu)調(diào)節(jié)，一些酶有多個(gè)亞基和別構(gòu)中心，小分子效應(yīng)物結(jié)合到別構(gòu)中心引起酶分子構(gòu)象改變，從而影響酶活性；共價(jià)修飾調(diào)節(jié)，酶蛋白肽鏈上的一些基團(tuán)可在其他酶催化下與某些化學(xué)基團(tuán)共價(jià)結(jié)合或去掉已結(jié)合化學(xué)基團(tuán)，改變酶活性；酶原激活，無活性的酶原經(jīng)激活后轉(zhuǎn)變?yōu)橛谢钚缘拿?；別構(gòu)酶調(diào)節(jié)，別構(gòu)酶受別構(gòu)效應(yīng)劑調(diào)節(jié)，效應(yīng)劑與別構(gòu)中心結(jié)合影響酶活性。4.酶分子修飾方法：化學(xué)修飾，用化學(xué)試劑修飾酶蛋白的氨基酸殘基，如用乙?；揎棸被筛淖兠傅碾姾?、空間結(jié)構(gòu)等，影響酶活性、穩(wěn)定性等；定點(diǎn)突變，通過基因工程技術(shù)改變酶基因特定位置的堿基，從而改變酶的氨基酸序列，可提高酶的活性、穩(wěn)定性或改變底物特異性等；物理修飾，利用物理因素如加熱、高壓等改變酶分子構(gòu)象，影響酶活性。材料題答案：1.高溫下活性下降可能是因?yàn)槊傅鞍鬃冃?，空間結(jié)構(gòu)被破壞。提高高溫穩(wěn)定性策略：可通過定點(diǎn)突變改變酶的氨基酸序列，使其在高溫下更穩(wěn)定；也可對酶進(jìn)行化學(xué)修飾，如引入一些能增強(qiáng)蛋白質(zhì)穩(wěn)定性的基團(tuán)。還可嘗試尋找合適的保護(hù)劑，在高溫下保護(hù)酶的結(jié)構(gòu)。2.進(jìn)一步優(yōu)化可通過對該淀粉酶進(jìn)行定向進(jìn)化，篩選出在高溫下活性和穩(wěn)定性更好的突變體。結(jié)合蛋白質(zhì)工程技術(shù)，深入研究酶的結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系，設(shè)計(jì)更合理的改造方案。還可探索與其他物質(zhì)協(xié)同作用，提高其在高溫下對淀粉的水解性能，滿足工業(yè)大規(guī)模生產(chǎn)對酶高效性和穩(wěn)定性的需求。工藝流程題答案：首先利用基因工程技術(shù)構(gòu)建能高效表達(dá)葡萄糖淀粉酶的工程菌。將工程菌接種到發(fā)酵培養(yǎng)基中，在適宜條件下發(fā)酵生產(chǎn)葡萄糖淀粉酶。發(fā)酵結(jié)束后，通過離心等方法收集菌體，破碎細(xì)胞釋放出酶。然后采用固定化技術(shù)將酶固定在合適載體上。將淀粉溶液與固定化酶混合，在適宜溫度和pH等條件下，