饥饿时，肝脏内哪一途径的酶活性增强

第一章 绪论

1、代谢控制发酵：就是利用遗传学的方法或其他生物化学方法，人为地在脱氧核糖核酸（dna）的分子水平上，改变和控制微生物的代谢，使有用目的产物大量生成、积累的发酵。p2

2、代谢控制发酵的关键：取决于微生物代谢控制机制是否能够被解除，能否打破微生物正常的代谢调节，人为地控制微生物的代谢。p2

3、代谢工程的具体思路：p3

1、改变代谢流：

（1）、加速速度限制反应；（2）、改变分支代谢途径的流向；（3）、构建代谢旁路；（4）、改变能量代谢途径。

2、扩展代谢途径和构建新的代谢途径：

（1）、引入外源基因，延伸代谢途径；（2）、利用新的底物，构建新的生物合成途径。

第二章 代谢控制发酵的基本思想

1、微生物细胞的调节机制：p7-9

（1）、通过控制基因的酶生物合成的控制机制：

①诱导——促进酶的合成；

②阻遏——抑制酶的合成，包括：

1）终产物阻遏，2）分解代谢物阻遏。

（2）、酶活性的控制机制：

①终产物抑制或激活，

②通过辅酶水平的活性调节，

③酶原的活化，

④潜在酶的活化。

（3）、通过细胞渗透性的控制：（根据酶在代谢调节中作用不同分类）

①调节酶：变构酶、同功酶、多功能酶。

②静态酶

③潜在酶

2、脱敏作用：变构酶经特定处理后，不丧失酶活性而失去对变构效应物的敏感性。

注：处理方法：①使变构酶解聚，②基因突变。p15

3、反馈抑制的调节类型可以分为以下几种：p18-21 图略

（1）、单功能途径中酶活性的调节类型：①前体激活，②补偿性激活。

（2）、多功能途径中酶活性的调节类型：

①协作反馈抑制或称多价反馈抑制，

②合作反馈抑制，

③积累反馈抑制，

④顺序反馈抑制，

⑤假反馈抑制：指结构类似物的反馈抑制，

⑥同功酶

4、分解代谢物阻遏：当细胞具有一优先利用的底物（通常是，但并不总是葡萄糖）时，很多其他分解反应途径受到阻遏。p27 (注：根据葡萄糖效应理解)

5、突破微生物的自我调节控制机制，使代谢产物大量积累的有效措施：p31

（1）、应用营养缺陷型菌株。

（2）、选育抗反馈调节的突变株。

（3）、选育细胞膜通透性突变株：使终产物在细胞内不能大量积累而引起反馈调节。

（4）、利用营养缺陷型回复突变株或条件突变株的方法，解除终产物对关键酶的调节。

（5）、应用遗传工程技术，创造理想的超微生物（构建目的工程菌株）。

（6）、发酵的环境条件的优化。

6、营养缺陷型：就是指原菌株由于发生基因突变，致使合成途径中某一步骤发生缺陷，从而丧失了合成某些物质的能力，必须在培养中外源补加该营养物质才能生长的突变型菌株。p32 最典型例子：高丝氨酸营养缺陷型（hom－）或苏氨酸营养缺陷型（thr－）菌株达到赖氨酸的积累。

7、渗漏缺陷型：就是指遗传性障碍不完全的缺陷型。（注：这种突变只是其中某一种酶的活性降低，而不是完全丧失。不能合成过量的最终产物，故不会造成反馈抑制而影响中间代谢产物的积累。）p33

8、代谢控制发酵的基本思想：

⑴、切断支路代谢：①选育营养缺陷型突变株，②选育渗漏缺陷突变株。

⑵、解除菌体自身的反馈调节：

①选育抗类似物突变株（代谢拮抗物抗性突变株）——形成途径：1）变构酶结构基因突变，2）调节基因突变。p35

②酶活性的利用

③营养缺陷型回复突变株的应用

⑶、增加前体物的合成

⑷、去除终产物

⑸、特殊调节机制的利用：①多种产物控制机制的利用，②平衡合成的利用，

③代谢互锁的利用，④优先合成的变换。

⑹、条件突变株的应用

⑺、选育不生成副产物的菌株

⑻、选育生产代谢拮抗物质的菌株

第三章 代谢控制发酵育种的基本技术

1、诱变育种中的几个问题：p61-65

① 出发菌株的选择：⑴出发菌株对诱变剂的效应，⑵染色体组倍数对诱变剂的效应。

② 细胞悬浮液的制备：⑴同步培养，⑵菌龄，⑶细胞悬浮液浓度，⑷细胞悬浮液的制备。

③ 诱变剂的选择及处理方法的选择：⑴诱变剂的选择，⑵诱变剂量的选择，⑶诱变剂处理方法的选择。

④ 中间培养

2、营养缺陷型的浓缩的方法有：

① 青霉素法，②d-环丝氨酸法，③五氯酚法，

④亚硫酸法，⑤制霉菌素法，⑥2-脱氧葡萄糖法，

⑦过滤法，⑧差别杀菌法

注：为了达到淘汰野生型、浓缩缺陷型细胞的目的，不论应用上述哪一种方法，均需对诱变处理后经中间培养的培养物进行如下处理：①饥饿培养，②2倍氮源培养。

3、营养缺陷型菌株的检出方法：①逐个检出法，②夹层培养法，③限量补充法，④影印接种法 p68

4、原生质体融合育种的一般步骤：p77

① 标记菌株的筛选，

② 原生质体的制备：影响因素：

⑴菌体的前处理，⑵菌体的培养时间（一般选择对数生长期的菌体），

⑶酶浓度，⑷酶解温度（一般控制在20-40℃），⑸酶解时间，⑹渗透压稳定剂。

③ 原生质体的再生，

④ 原生质体的融合，

⑤ 融合子的选择，

⑥ 实用性菌株的筛选。

5、转导：转导作用就是利用转导噬菌体为媒介而将供体菌的部分dna导入受体菌中，从而使受体菌获得部分遗传性状的现象。其中必须具有3个组成部分，即供体，转导噬菌体和受体。p88

6、转化：转化就是指相当大的游离的供体细胞的dna片段被直接吸收到受体细胞内，并整合于受体细胞的基因组中，从而使受体细胞获得供体细胞部分遗传性状的现象。包括3个步骤，即供体dna的制备，受体细胞对dna的吸收及转化子的选择。p92

第七章 糖代谢与控制

1、d-核糖发酵的代谢控制育种：图略（p248）

① 出发菌株的选择，

② 转酮酶缺陷突变株的分离：

⑴选育不利用d-葡萄糖酸或l-阿拉伯糖的突变株，

⑵选育莽草酸缺陷突变株，

⑶选育l-色氨酸缺陷、l-酪氨酸缺陷、l-苯丙氨酸缺陷、coq缺陷、维生素k缺陷或叶酸缺陷突变株。

③ 其他标记，

④ 利用基因工程技术构建核糖工程菌株，

⑤ 发酵控制。

2、γ-亚麻酸发酵的代谢控制育种思路：图略p271-273

① 出发菌株的选择，

② 切断或减弱支路代谢，

③ 解除反馈调节，

④ 强化能量代谢，

⑤ 增强前体物的合成，

⑥ 选育δ6-脱氢酶活力强的突变株，

⑦ 选育低温生长突变株，

⑧ 选育耐高糖的突变株。

第九章 氨基酸的代谢控制与发酵

1、赖氨酸发酵：图略 p292

① 切断或减弱支路代谢，

② 解除反馈调节，

③ 解除代谢互锁，

④ 改善膜的通透性，

⑤ 增加前体物的合成，

⑥ 选育温度敏感突变株，

⑦ 选育脲酶回复突变株，

⑧ 利用基因工程技术构建赖氨酸工程菌株。

2、色氨酸发酵：

① 切断支路代谢，

② 解除自身反馈调节，

③ 增加前体物，

④ 切断进一步代谢，

⑤ 利用基因工程技术构建色氨酸工程菌株，

⑥ 其他标记。

第十章 核酸类物质的代谢控制与发酵

肌苷发酵的代谢控制育种：p366

① 出发菌株的选择，

② 增加前体物质，

③ 切断支路代谢：⑴选育ade－菌株，⑵选育xan－或gu－菌株，⑶选育thi－或his－菌株，⑷选育核苷磷酸化酶弱的菌株。

④ 解除菌体自身的反馈调节：

⑴选育抗腺嘌呤及鸟嘌呤结构类似物突变株，如8-氮腺嘌呤、8-氮鸟嘌呤等抗性突变株，

⑵选育抗腺嘌呤或黄嘌呤的突变株，

⑶选育抗磺胺类药物突变株，如磺胺嘧啶、磺胺哒嗪抗性突变株。

1活化能 在一个化学反应体系中，反应开始时，反应物分子的平均能量水平较低，为“初态”。在反应的任何一瞬间反应物中都有一部分分子具有了比初态更高一些的能量，高出的这一部分能量称为“活化能”。活化能的定义是，在一定温度下一摩尔底物全部进入活化态所需要的自由能，单位是焦／摩尔，单位符号是J/mol。 2酶催化作用的特点 生物体内的各种化学反应，几乎都是由酶催化的。酶所催化的反应叫酶促反应。酶促反应中被酶作用的物质叫做底物。经反应生成的物质叫做产物。酶作为生物催化剂，与一般催化剂有相同之处，也有其自身的特点。 相同点： （1）改变化学反应速率，本身不被消耗； （2） 只能催化热力学允许进行的反应； （3） 加快化学反应速率，缩短达到平衡时间，但不改变平衡点； （4）降低活化能，使速率加快。 不同点： （1）高效性，指催化效率很高，使得反应速率很快； （2）专一性，任何一种酶只作用于一种或几种相关的化合物，这就是酶对底物的专一性； （3）多样性，指生物体内具有种类繁多的酶； （4）易变性，由于大多数酶是蛋白质，因而会被高温、强酸、强碱等破坏；（5）反应条件的温和性，酶促反应在常温、常压、生理pH条件下进行； （6）酶的催化活性受到调节、控制； （7）有些酶的催化活性与辅因子有关。 3酶的化学本质及其组成 酶的化学本质除了具有催化活性的RNA之外几乎都是蛋白质。但是，不能说所有的蛋白质都是酶，只是具有催化作用的蛋白质，才称为酶。 证明酶的化学本质是蛋白质的证据有以下几条: （1）酶经酸碱水解后的最终产物是氨基酸，酶能被蛋白酶水解而失活。 （2）酶是具有空间结构的生物大分子，凡使蛋白质变性的因素都可使酶变性失活。 （3）酶是两性电解质，在不同pH值下呈现不同的离子状态，在电场中向某一电极泳动，各自具有特定的等电点。 （4）酶和蛋白质一样，具有不能通过半透膜等胶体性质。 （5）酶也有蛋白质所具有的化学呈色反应。 （6）与蛋白质的分子量相似，结构相似。 （7）在物理、化学因素作用下，也可变性沉淀。 （8）做元素分析，与蛋白质的元素含量相似，可以用氨基酸人工合成。 按照酶的化学组成可以将酶分为以下两类。 （1）单纯蛋白质酶 有些酶只是多肽链，除了氨基酸不含任何其他化学物质，也就是说有些酶是单纯蛋白质，如胰脏的核糖核酸酶、淀粉酶等。 （2）结合蛋白质酶 有些酶除了蛋白质外，还含有一些对热稳定的非蛋白质类小分子物质或金属离子，即由蛋白质部分和非蛋白质部分组成。结合蛋白质酶的蛋白质部分称为脱辅酶，非蛋白质部分称为辅因子。脱辅酶与辅因子结合后所形成的复合物称为“全酶”，即全酶=脱辅酶+辅因子。在酶催化时，一定要有脱辅酶和辅因子同时存在才起作用，二者各自单独存在时，均无催化作用。脱辅酶部分决定酶催化的专一性，辅酶（辅基）在酶催化中通常是起着电子、原子或某些化学基团的传递作用，大部分辅酶是维生素或维生素的衍生物。 4酶的简单分类 国际酶学委员会（I E C)规定，按酶促反应的性质，可把酶分成六大类。 （1）氧化还原酶类 指催化氧化还原反应的酶类，又可分为氧化酶和脱氢酶两类，如乳酸脱氢酶、琥珀酸脱氢酶、细胞色素氧化酶、过氧化氢酶等。 （2）转移酶类 指催化化合物某些基团的转移，即将一种分子上的某一基团转移到另一种分子上的酶类，如转甲基酶、转氨酶、己糖激酶、磷酸化酶等。 （3）水解酶类 指催化底物发生水解反应的酶类，如淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、磷酸酶等。 （4）裂合酶类 指催化从底物移去一个基团而形成双键的反应及其逆反应的酶类，如柠檬酸合成酶、醛缩酶等。 （5）异构酶类 指催化各种同分异构体之间相互转化的酶类，如磷酸丙糖异构酶、消旋酶等。 （6）连接酶类 指催化两分子底物合成为一分子化合物，同时还必须偶联有ATP的磷酸键断裂的酶类，如谷氨酰胺合成酶、氨基酸—tRNA连接酶等。 5酶的作用机理 酶催化反应的某些独特性质为许多酶促反应所共有，可概括如下。 （1）酶反应可分为两类，一类反应仅仅涉及到电子的转移，另一类反应涉及到电子和质子两者或者其他基团的转移，大部分反应属于第二类。 （2）酶的催化作用是由氨基酸侧链上的功能基团和辅酶为媒介的。 （3）酶催化反应的最适pH范围通常是狭小的。 （4）与底物相比较，酶分子很大，而活性部位通常只比底物稍大一些。这是因为在大多数情况下，只有活性部位围着底物。此外，一个巨大的酶结构对稳定活性部位的构象是必要的。 （5）酶除了具有进行催化反应所必需的活性基团外，还有别的特性，使酶促反应的进行更有利，并使更复杂的多底物反应按一定途径进行，这些已超过了较简单的催化剂的范畴。酶的复杂的折叠结构使这些作用成为可能。 6影响酶作用的因素 酶的催化活性的强弱以单位时间（每分）内底物减少量或产物生成量来表示。研究某一因素对酶促反应速率的影响时，应在保持其他因素不变的情况下，单独改变研究的因素。 影响酶促反应的因素常有：酶的浓度、底物浓度、pH值、温度、抑制剂、激活剂等。其变化规律有以下特点。 （1）酶浓度对酶促反应的影响在底物足够，其他条件固定的条件下，反应系统中不含有抑制酶活性的物质及其他不利于酶发挥作用的因素时，酶促反应的速率与酶浓度成正比。 （2）底物浓度对酶促反应的影响在底物浓度较低时，反应速率随底物浓度增加而加快，反应速率与底物浓度近乎成正比；在底物浓度较高时，底物浓度增加，反应速率也随之加快，但不显著；当底物浓度很大，且达到一定限度时，反应速率就达到一个最大值，此时即使再增加底物浓度，反应速率几乎不再改变。 （3）pH对酶促反应的影响每一种酶只能在一定限度的pH范围内才表现活性，超过这个范围酶就会失去活性。在一定条件下，每一种酶在某一个pH时活力最大，这个pH称为这种酶的最适pH。 （4）温度对酶促反应的影响酶促反应在一定温度范围内反应速率随温度的升高而加快；但当温度升高到一定限度时，酶促反应速率不仅不再加快反而随着温度的升高而下降。在一定条件下，每一种酶在某一温度时活力最大，这个温度称为这种酶的最适温度。 （5）激活剂对酶促反应的影响激活剂可以提高酶活性，但不是酶活性所必需的。激活剂大致分两类：无机离子和小分子化合物。 （6）抑制剂对酶促反应的影响抑制剂使酶活性下降，但不使酶变性。抑制剂作用机制分两种：可逆的抑制作用和不可逆的抑制作用。

1;蛋白质系数

由许多氨基酸通过肽键

相连形成的高极性与非极性与蛋白质空间结构形成密切相关

非极性氨基酸

R-

:

脂肪族,芳香族等非极性

可用沉降系数表示1S=1×10-13S

二,两性解离与等电点:

蛋白质的等电点点

2;全酶

具有催化活性的酶，包括所有的必需的亚基、辅基和其它的辅助因子。主酶与辅酶相结合，成为全酶

3;Tm值

DNA熔解温度，指把DNA的双螺旋结构降解一半时的温度。不同序列的DNA，Tm值不同。DNA中G－C含量越高，Tm值越高，成正比关系。

4;等电点

在氨基酸溶液中存在如下平衡，在一定的PH值溶液中，正离子和负离子数量相等且浓度都很低，而偶极浓度最高，此时电解以偶极离子形式存在，氨基酸不移动。这时溶液的PH值便是该氨基酸的等电点。

5;Km值

一般由一个数乘以测量单位所表示的特定量的大小

对于不能由一个数乘以测量单位所表示的量，可参照约定参考标尺，或参照测量程序，或两者都参照的方式表示。

6;密码子

mRNA分子中每相邻的三个核苷酸编成一组，在蛋白质合成时，代表某一种氨基酸

7;半保留复制

一种双链脱氧核糖核酸（DNA）的复制模型，其中亲代双链分离后，每条单链均作为新链合成的模板。因此，复制完成时将有两个子代DNA分子，每个分子的核苷酸序列均与亲代分子相同

8;三羧酸循环

由乙酰CoA和草酰乙酸缩合成有三个羧基的柠檬酸,

柠檬酸经一系列反应,

一再氧化脱羧,

经α酮戊二酸、

琥珀酸,

再降解成草酰乙酸。而参与这一循环的丙酮酸的三个碳原子,

每循环一次,

仅用去一分子乙酰基中的二碳单位,

最后生成两分子的CO2

,

并释放出大量的能量。

9;糖异生

由简单的非糖前体（乳酸、甘油、生糖氨基酸等）转变为糖(葡萄糖或糖原)的过程。糖异生不是糖酵解的简单逆转。

10;呼吸链

呼吸链又称电子传递链，是由一系列电子载体构成的，从NADH或FADH2向氧传递电子的系统。

系统是指若干部分相互联系、相互作用，形成的具有某些功能的整体。系统的定义应该包含一切系统所共有的特性。系统是普遍存在的，从基本粒子到河外星系，从人类社会到人的思维，从无机界到有机界，从自然科学到社会科学，系统无所不在。

系统是有一定的目的性。系统与外部环境相互联系和相互作用中表现出来的性质、能力、和功能。例如信息系统的功能是进行信息的收集、传递、储存、加工、维护和使用，辅助决策者进行决策，帮助企业实现目标。

扩展资料：

系统的基本分类

1、人工系统

系统内的个体根据人为的、预先编排好的规则或计划好的方向运作，以实现或完成系统内个体不能单独实现的功能、性能与结果。人工系统包括交通系统、电力系统、计算机系统、教育系统、医疗系统、企业管理系统等等。

2、自然系统

系统内的个体按自然法则存在或演变，产生或形成一种群体的自然现象与特征。自然系统包括生态平衡系统、生命机体系统、天体系统、物质微观结构系统以及社会系统等。

3、复合系统

复合系统是自然系统和人工系统的组合。复合系统包括导航系统、交通管理系统和人一机系统等。

参考资料来源：百度百科-系统

转录酶

英文叫是DNA依赖的RNA聚合酶；

但是RNA聚合酶还包括RNA依赖的RNA聚合酶

(RDRP),

RNA聚合酶:以一条DNA链或RNA链为模板催化由核苷-5′-三磷酸合成RNA的酶

>

酶蛋白指酶的纯蛋白部分，是相对于辅酶因子而言，又称为脱辅基酶蛋白，其单独存在时不具有催化活性，与辅酶因子结合形成全酶后才显示催化活性。、蛋白酶指催化蛋白质水解的酶类。种类很多，重要的有胃蛋白酶、胰蛋白酶、组织蛋白酶、木瓜蛋白酶和枯草杆菌蛋白酶等。蛋白酶对所作用的反应底物有严格的选择性，一种蛋白酶仅能作用于蛋白质分子中一定的肽键，如胰蛋白酶催化水解碱性氨基酸所形成的肽键。

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吉 岛 个 ±也 方

没（森么）问题 的

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DNA连接酶：主要是连接DNA片段之间的磷酸二酯键，起连接作用，在基因工程中起作用。

DNA聚合酶：主要是连接DNA片段与单个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键，在DNA复制中起做用。

DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核酸片段的3′末端的羟基上，形成磷酸二酯键；而DNA连接酶是在两个DNA片段之间形成磷酸二酯键，不是在单个核苷酸与DNA片段之间形成磷酸二酯键。

DNA聚合酶是以一条DNA链为模板，将单个核苷酸通过磷酸二酯键形成一条与模板链互补的DNA链；而DNA连接酶是将DNA双链上的两个缺口同时连接起来。因此DNA连接酶不需要模板。

RNA聚合酶（又称RNA复制酶、RNA合成酶）的催化活性：RNA聚合酶以完整的双链DNA为模板，转录时DNA的双链结构部分解开，转录后DNA仍然保持双链的结构。真核生物RNA聚合酶：真核生物的转录机制要复杂得多，有三种细胞核内的RNA聚合酶：RNA聚合酶I转录rRNA，RNA聚合酶II转录mRNA，RNA聚合酶III转录tRNA和其它小分子RNA。在RNA复制和转录中起作用。

反转录酶：RNA指导的DNA聚合酶，具有三种酶活性，即RNA指导的DNA聚合酶，RNA酶，DNA指导的DNA聚合酶。在分子生物学技术中，作为重要的工具酶被广泛用于建立基因文库、获得目的基因等工作。在基因工程中起作用。

解旋酶：是一类解开氢键的酶，由水解ATP来供给能量它们常常依赖于单链的存在，并能识别复制叉的单链结构。在细菌中类似的解旋酶很多，都具有ATP酶的活性。大部分的移动方向是5'→3'，但也有3'→5'移到的情况，如n'蛋白在φχ174以正链为模板合成复制形的过程中，就是按3'→5'移动。在DNA复制中起做用。

DNA限制酶作用于磷酸二酯键

DNA连接酶作用于磷酸二酯键

DNA聚合酶作用于磷酸二酯键

DNA解旋酶作用于氢键

RNA聚合酶（RNA polymerase）的作用是转录RNA。有的RNA聚合酶有比较复杂的亚基结构。如大肠杆菌RNA聚合酶有四条多肽链，另有一个促进新RNA分子合成的σ因子，因此它的组成的是α2ββσ。这种结构称为全酶（holoenzyme）,除去了σ因子的酶称为核心酶。噬菌体RNA聚合酶则没有亚基。

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