1、现代生物技术概论复习题一、名词解释1、生物技术：也称生物工程，是人们以现代生命科学为基础，结合先进的工程技术手段和其他基础科学的科学原理，按照预先的设计，改造生物体或加工生物原料，为人类生产出所需产品或达到某种目的的一门新兴的、综合性的学科。2、基因组DNA文库：将某一种基因DNA用适当的限制酶切断后，与载体DNA重组，再全部转化宿主细胞，得到含全部基因组DNA的种群，称为基因组DNA文库。3、 蛋白质工程是指：利用基因工程的手段，在目标蛋白的氨基酸序列上引入突变，从而改变目标蛋白的空间结构，最终达到改善其功能的目的。4、 基因工程：在体外将外源基因进行切割并与一定的载体连接，构成重组DNA分
2、子并导入相应受体细胞，使外源基因在受体细胞中进行复制、表达，使目的基因大量扩增或得到相应基因的表达产物或进行定向改造生物性状。简单概括，就是将外源目的基因与载体重组后再进入宿主细胞的过程。5、 发酵工程： 是发酵原理与工程学的结合，是研究由生物细胞（包括动植物、微 生物）参与的工艺过程的原理和科学，是研究利用生物材料生产有用物质，服务于人类的一门综合性科学技术。6、 基因和基因组 DNA分子中具有特定生物学功能的片段称为基因（gene）。一个生物体的全部DNA序列称为基因组（genome）5、载体：把一个有用的目的DNA片段通过重组DNA技术，送进受体细胞中去进行繁殖或表达的工具称为载体。6、
3、cDNA文库：即由mRNA经过反转录成cDNA,然后来构建文库，构建的文库不包含内含子。7、转化:外源DNA导入宿主细胞的过程称之为转化。8、重叠基因：一个基因序列中，含有另一基因的部分或全部序列。9、基因组文库：把某种生物基因组的全部遗传信息通过载体贮存在一个受体菌克隆子群体中，这个群体即为这种生物的基因组文库。10、细胞工程：以生物细胞、组织或器官为研究对象，运用工程学原理，按照预定目标，改变生物性状,生产生物产品，为人类生产或生活服务的科学。11、.外植体：指用于离体培养的活的植物组织、器官等材料。12、愈伤组织：在离体培养过程中形成的具有分生能力的一团不规则细胞，多在外植体切面上产生。
4、（13、体细胞杂交：（原生质体融合）指在人工控制条件下不经过有性过程，两种体细胞原生质体相互融合产生杂种的方法。14、悬浮培养：是将植物游离细胞或细小的细胞团，在液体培养基中进行培养的方法。15、原生质体：指除去细胞壁的细胞或是说一个被质膜所包围的裸露细胞。16、传代：将细胞从一个培养瓶转移到另外一个培养瓶即称为传代或传代培养。17、原代培养：也称初代培养期。从体内取出组织接种在培养瓶中培养到第一次传代前阶段，一般持续1-4周。18、细胞系：经过再培养后而形成的具有增殖能力、特性专一、类型均匀的培养细胞。19、细胞株：将所得到的纯净细胞群，以一定的密度接种在lmm厚的薄层固体培养基上，进行平板
5、培养，使之形成细胞团，尽可能地使每个细胞团均来自一个单细胞，这种细胞团称为“细胞株”。20、干细胞：干细胞是一类具有自我复制能力的多潜能细胞，它可以化成多种功能细胞。（21、胚胎工程：在体外受精和体外早期胚胎发育的基础上，通过卵子切割、性别控制、嵌合体制作、细胞核移植、转基因操作等定向控制、改造和创造新遗传性状的技术统称为胚胎工程，又称发育工程。22、代谢控制发酵：用人工诱变的方法，有意识地改变微生物的代谢途径，最大限度地积累产物，这种发酵称为代谢控制发酵。23、菌种退化：指整个菌体在多次接种传代过程中逐渐造成菌种发酵力（如糖、氮的消耗）或繁殖力（如孢子的产生）下降或发酵产物得率降低的现象。2
6、4、诱变育种是指用物理、化学因素诱导植物的遗传特性发生变异，再从变异群体中选择符合人们某种要求的单株，进而培育成新的品种或种质的育种方法。25、基因的直接进化：在分子水平上，对目标基因直接处理，然后通过高通量的筛选方法，提高目标蛋白的性能。基因的直接进化，可使已有基因获得新的特性，可获得自然界中不存在的基因，可解决许多新的理论和应用问题。26、酶工程：研究酶的生产和应用的技术过程，包括酶的制备、酶的固定化、酶分子修饰与改性和酶反应器等。27、酶的改性：通过各种方法改进酶的的催化特性的技术。29、抗体酶：一类具有催化功能的抗体分子。又叫催化性抗体。30、酶分子修饰：通过各种方法是酶分子结构发生改
7、变，从而改变酶的催化特性的技术。31、固定化酶：固定在不溶性载体上并在一定空间范围发生催化反应的酶。33、酶分子定向进化：模拟自然进化过程（随机突变和自然选择），在体外进行酶基因的人工随机突变，建立突变基因文库，在人工控制条件的特殊环境下，定向选择得到具有优良催化特性的酶的突变体的技术过程。34、什么是蛋白质工程是以对蛋白质结构和功能关系的认识为依据，借助基因工程技术和X-射线衍射分析技术，从基因入手，通过定点突变改变核苷酸顺序，以达到改造现有蛋白质分子、或创造新的蛋白质分子目的的技术学科。*35、蛋白质结构域：是指蛋白质分子上可以区分出来的亚级球状结构，是高于超二级结构的结构层次。36、定点
8、突变：定点突变是对已知序列的基因(或DNA)中任意指定位置进行突变的技术。其主要的技术过程包括核苷酸的置换、插入、或删除。37、趋异进化：亲缘较近的生物分子，由于所处的环境不同，靠突变而使性能上表现某些差异的现象称为趋异进化。38、趋同进化：亲缘关系较远的分子，由于所处的环境相同，靠进化而显示相似的形态与功能。这种现象称为趋同进化。39、生物导弹：将生物毒蛋白与特定的抗体偶联起来，利用抗体的定向运输功能，将毒素定向运输到特定细胞上去起特定的作用。这种特殊的药物就是免疫毒素，也称为生物导弹。40、蛋白组学：基因组编码的所有蛋白质，是研究细胞内所有蛋白质及其动态变化规律的学科。41、基因疫苗：将含
9、有编码某种抗原蛋白的基因序列的质粒作为疫苗，直接导入人或动物体内，让其在宿主细胞中表达抗原蛋白，诱导宿主产生对抗该抗原蛋白的免疫应答而达到免疫的目的。也叫DNA疫苗或核酸疫苗。42、基因治疗：利用遗传学原理治疗人类疾病。43、转化与转染的定义是什么构造好的重组 DNA 分子导入受体细胞，若受体细胞是细菌称转化，若受体细胞是动/植物细胞，通常称为转染。44、基因组的定义是什么基因组是生物体内遗传因子的集合，是某一个特定特种细胞内全部DNA分子的总和。二、填空题1、 基因工程技术是生物技术的核心技术。2、 PCR包括三个步骤_变性，退火，延伸。.3、基因工程的实施包括四个必要条件：工具酶、基因、载
10、体和受体细胞。4、限制性内切酶酶切DNA片断后通常有两类末端：平末端、黏性末端。5、基因组文库中包括有内含子和外显子，而cDNA 文库中则不含内含子6、生物技术主要是指基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程、蛋白质工程。7、现代生物技术是以20世纪70年代DNA重组技术的建立为标志。8、细胞工程包括植物细胞的体外培养技术、细胞融合技术、细胞器移植技术、克隆技术、干细胞技术。9、酶工程包括酶的固定化技术、细胞的固定化技术、酶的修饰改造技术、酶反应器的设计等技术。10、基因工程操作流程主要包括目的基因分离、与克隆载体重组、转入受体细胞、 筛选和鉴定克隆子。11、基因工程操作流程主要包括目的基因分离、
11、与克隆载体重组、转入受体细胞、筛选和鉴定克隆子。12、重组DNA导入植物细胞常采用农杆菌介导的Ti质粒载体转化法、电穿孔法、微弹轰击法、花粉管通道法。导入动物细胞常用的方法有病毒颗粒介导的病毒载体转导法、磷酸钙转染法、显微注射法等。13、酶的生产方法有提取法，发酵法和化学合成法。14、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。15、根据分子中起催化作用的主要组分的不同，酶可以分为 蛋白酶 和 核酶 两大类。16、莫诺德常数Ks是指生长速率达到最大比生长速率一半时的限制性基质浓度。17、发酵动力学是研究发酵过程中细胞生长速率，产物生成速率 ，基质消耗速率及其影响
12、因素的学科。18、微生物产酶方式可以分为同步合成型，延续合成型，中期合成型，滞后合成型四种。$19、动物细胞培养方法主要有悬浮培养，贴壁培养、固定化细胞培养。20、定点突变是在DNA序列的 某一特定位点上，进行碱基的改变，从而获得 突变基因 的操作技术。21、锤头型核酸类酶含有11 个保守核苷酸残基和 3 个螺旋结构域。22、通过人工方法获得的具有催化RNA水解的单链DNA分子，称为 脱氧核酸类酶。23、细胞工程包括植物细胞的体外培养技术、细胞融合技术、细胞器移植技术、克隆技术、干细胞技术。24、酶工程包括酶的固定化技术、细胞的固定化技术、酶的修饰改造技术、酶反应器的设计等技术。25、蛋白质工
13、程的目标是根据对蛋白质 功能 的特定需求，对蛋白质 结构 进行分子设计，根据 中心 法则便可以改造天然蛋白质。26、指植物体的每一个活细胞都具有该植物的全套遗传信息，具备发育 完整 植株的潜在能力。27、愈伤组织是在离体培养过程中形成的具有 分生能力 的一团 不规则 细胞，多在外植体切面上产生。28、酶定向进化是在体外进行酶基因的 人工随机突变，然后在人工控制条件的特殊环境下进行 定向选择 ，而得到具有优良催化特性的酶的突变体。29、在体外受精和体外早期胚胎发育的基础上，通过卵子切割、性别控制、嵌合体制作、细胞核移植、转基因操作等定向控制、改造和创造新遗传性状的技术统称为胚胎工程，又称发育工程
14、。五、简答题1、基因工程操作过程的主要步骤有哪些分离或合成基因；通过体外重组将基因插入载体；将重组DNA导入细胞；扩增克隆的基因；筛选重组体克隆；对克隆的基因进行鉴定或测序；-控制外源基因的表达；得到基因产物或转基因动物、转基因植物2、一种理想的用作克隆载体的质粒必须满足的条件是什么（1）具有转录复制起始点。（2）具有抗菌素抗性基因（筛选标志）。（3）具有若干限制酶切单一识别位点。（4）具有较小的分子量和较高的拷贝数。3、重组子筛选所用的核酸分析法的内容是什么1）核酸杂交法 菌落印迹原位杂交；斑点印迹杂交；Southern印迹杂交2）聚合酶链式反应法 3）DNA测序法4、基因工程研究的理论依据
15、是什么#（1）不同基因具有相同的物质基础。（2）基因是可切割的（3）基因是可以转移的（4）多肽与基因之间存在对应关系（5）遗传密码是通用的（6）基因可以通过复制把遗传信息传递给下一代5、分离目的基因的途径有哪些（1）酶切法（2）PCR法（3）化学合成法（4）基因组或cDNA文库法6、谈谈你对转基因食品的看法。转基因食品的优点：（1）可延长蔬菜的货架期及感官特性。（2）提高食品的品质。（3）提高食品的营养。（4）提高肉、奶和畜类产品的数量和质量。（5）增加农作物抗逆能力，增加农业产量。（6）生产可食性疫苗或药物（7）生物功能性食品转基因食品的安全性（1）目前有一些证据指出转基因食品具有潜在的危险
16、。 （2）但更多科学家的试验表明转基因食品是安全的 任何一种转基因食品在上市之前都进行了大量的科学试验，国家和政府有相关的法律法规进行约束，而科学家们也都抱有很严谨的治学态度。一种食品会不会造成中毒主要是看它在人体内有没有受体和能不能被代谢掉，转化的基因是经过筛选的、作用明确的，所以转基因成分不会在人体内积累，也就不会有害。然而，不排除别有用心的人/公司/国家利用非人道目的的转基因技术，生产基因武器，危害人类安全。因此，我们也应该保持警惕，尤其应该加强进口食品的监测和监管。7、目的基因克隆的基本方法有哪些（1）直接从染色体DNA中分离：【仅适用于原核生物、叶绿体和线粒体基因的分离，较少采用。
17、（2）人工合成：根据已知多肽链的氨基酸顺序，利用遗传密码表推定其核苷酸顺序再进行人工合成。适应于编码小分子多肽的基因。 （3）从mRNA合成cDNA：采用一定的方法钓取特定基因的mRNA，再通过逆转录酶催化合成其互补DNA（cDNA），除去RNA链后，再用DNA聚合酶合成其互补DNA链，从而得到双链DNA。这一方法通常可得到可表达的完整基因。 （4）利用PCR合成：如已知目的基因两端的序列，则可采用聚合酶链反应(polymerase chain reaction,PCR)技术，在体外合成目的基因。 （5）从基因文库中筛选：首先建立基因组或cDNA文库，利用探针从文库中筛选目的克隆。8、cDNA
18、文库和基因组文库的主要差别有哪些（1）基因组文库克隆的是任何基因，包括未知功能的DNA序列；cDNA文库克隆的是具有蛋白质产物的结构基因，包括调节基因。（2）基因组文库克隆的是全部遗传信息，不受时空影响；cDNA文库克隆的是不完全的编码DNA序列，因它受发育和调控因子的影响。（3）基因组文库中的编码基因是真实基因，含有内含子和外显子，而cDNA文库克隆的是不含内含子的功能基因。9、简述一项可以授予专利的生物技术发明必须满足的条件。（1）具有新颖性（2）具有创造性（3）具有应用价值（4）在申请专利说明书对发明做详尽的描述，使在同一领域的其他人能够了解执行。10、重组DNA 导入受体细胞方法（1）
19、化合物诱导法（2）电穿孔法（3）农杆菌介导基因转化法 （叶盘法）（4）微弹轰击法（5）超声波处理法 （6）脂质体介导法 （7）体内注射转化法 （8）精子介导法11、简述现代生物技术在人类生产生活中的作用（1）改善农业生产、解决食品短缺提高农作物产量及其品质（培育抗逆的作物优良品系、植物种苗的工厂化生产 、提高粮食品质、生物固氮，减少化肥使用量 、生物农药，生产绿色食品 ）发展畜牧业生产（动物的大量快速无性繁殖 、培育动物的优良品系 ）（2）食品生产、食品加工、食品检测（3）提高生命质量、延长人类寿命（开发制造奇特而又贵重的新型药品 、疾病的预防和诊断、基因治疗 ）（4）解决能源危机、治理环境污
20、染（解决能源危机 、环境保护 ）?（5）制造工业原料、生产贵重金属 （制造工业原料 、生产贵重金属 ）12、科学家将分离得到的成熟的胡萝卜根的韧皮部细胞进行培养，由单个细胞发育成了完整的新植株。过程图解如下，请回答与之有关的问题：（1）科学家所用的这种生物技术叫做 植物组织培养 ，这个实验表明 高度分化的植物细拔仍然具有发育成完整植物的能力 。（2）通过B过程产生的愈伤组织的细胞与根的韧皮部细胞在染色体的数目上是否相同 相同 ；染色体上所含的遗传信息是否相同 相同 ；细胞的形态结构是否相同 不同 。13、工业化菌种的要求(1)原料廉价、生长迅速、繁殖能力强、目的产物产量高。(2)发酵中产生的泡
21、沫少，易于控制培养条件，酶活性高，发酵周期短。(3)抗杂菌和噬菌体的能力强。(4)不产生或少产生与目标产物相近的幅产物。(5)菌种遗传性稳定，不易变异和退化(6)不产生任何有害的生物活性物质和毒素，保证安全生产。|14、什么是种子的扩大培养种子扩大培养是发酵生产的第一道工序。就是将保存在砂土管、冷冻干燥管中处于休眠状态的生产菌种接种到试管斜面活化后，再经过摇瓶及种子罐逐级扩大培养而获得一定数量和质量的纯种过程。15、什么是一类发酵二类发酵三类发酵一类发酵：产物形成与底物利用直接相关，为生长联系型，又称简单发酵型，产物直接由碳源代谢而来，产物生成速度的变化与微生物对碳源利用速度的变化是平行的，产
22、物生成与微生物的生长也是平行的。在这些发酵过程中，菌体的生长、基质的消耗、产物的生成三个速度都有一个高峰，三高峰几乎同时出现。二类发酵：产物形成与底物利用间接相关，为部分生长联系型，又称中间发酵型，产物不是碳源的直接氧化产物，而是菌体代谢的主流产物。它的特点是在发酵的第一时期碳源大量消耗用于菌体的迅速增长而产物的形成很少或全无，第二时期碳源大量消耗用于产物的高速合成及菌体的生长。三类发酵：产物形成与底物利用不相关，为非生长联系型，又称复杂发酵型，产物的生成在菌体生长和基质消耗完以后才开始，与菌体生长不相关，与基质消耗无直接关系，所形成的产物为次级代谢产物。16、什么是产物促进剂产物促进剂举例是
23、指那些非细胞生长所必须的营养物，又非前体，但加入后却能提高产量的添加剂。如：链霉素生产加巴比妥，赖氨酸生产加红霉素等。如加入微量的“九二O”可以促进某些放线菌的生长，缩短发酵周期，提高抗生素的产量，因此起到生长因素的作用。还有在四环素发酵中加入硫氰化苄，菌体呼吸强，糖代谢快，而抗生素合成受阻，所以降低菌体呼吸，产量就会提高。17、为什么属于滞后合成型的酶要在细胞生长一段时间甚至进入平衡期以后才开始合成答：属于滞后合成型的酶，之所以要在细胞生长一段时间甚至进入平衡期后才开始合成，主要有两个原因：一是由于酶的生物合成受到培养基中阻遏作用，只有随着细胞的生长，阻遏物几乎被细胞用完而解除阻遏以后，酶才
24、开始大量合成；二是由于该类型酶对所对应的mRNA稳定性好，可以在细胞生长进入平衡期后的相当长的一段时间内，继续进行酶的生物合成。18、何谓抗体酶试述获得抗体酶的主要方法。答：抗体酶（abzyme）又称为催化性抗体（catalytic antibody）,是一类具有生物催化功能的抗体分子。 抗体酶的制备方法主要有诱导法，修饰法等。 修饰法是对抗体进行分子修饰，在抗体与抗原的结合部位引进催化基因，而成为抗体酶的方法。 诱导法是利用特定的抗原诱导抗体酶合成的方法，根据所采用的抗原不同，诱导法有半抗原诱导法和酶蛋白抗原诱导法。 半抗原诱导法是以预先设计的过渡态类似物作为半抗原，与载体蛋白（如牛血清蛋白
25、等）偶联制成抗原，然后免疫动物，再经过单克隆抗体制备技术制备、分离、筛选得到所需的抗体酶。、 酶蛋白抗原诱导抗体酶的生成是以某种外源酶蛋白作为抗原诱导抗体酶产生的方法。首先选定一种酶蛋白作为抗原免疫动物，在酶蛋白抗原的诱导下，动物体内产生与酶分子特异结合的抗体，再将获得的酶抗体免疫动物，并采用单克隆抗体技术制备得到与酶抗体特异结合的抗抗体。那么，抗抗体结合部位的构象与用作抗原的酶分子的结合中心的构象相同，对抗抗体进行筛选，就有可能获得具有催化活性的抗体酶。19、简述定点突变技术的主要技术过程及其在酶分子修饰中的应用答：定点突变是在DNA序列中的某一特定位点上进行碱基的改变从而获得突变基因的操作
26、技术。定位突变技术用于酶分子修饰的主要过程如下：（1） 、新的酶分子结构的设计根据已知的酶RNA或酶蛋白的化学结构和空间结构及其特性，特别是根据酶在催化活性、稳定性、抗原性和底物专一性等方面存在的问题，合理设计新的酶RNA的核苷酸排列次序或酶蛋白的氨基酸排列次序，确定欲置换的核苷酸或氨基酸及其位置。（2） 、突变基因碱基序列的确定对于核酸类酶，根据欲获得的酶RNA的核苷酸排列次序，依照互补原则，确定其对应的突变基因上的碱基序列，确定需要置换的碱基及其位置。|对于蛋白类酶，首先根据欲获得的酶蛋白的氨基酸排列次序，对照遗传密码，确定其对应的mRAN上的核苷酸序列，再依据碱基互补原则，确定突变基因上
27、的碱基序列，并确定需要置换的碱基及其位置。（3） 、突变基因的获得根据欲获得的突变基因的碱基序列及其需要置换的碱基位置，首先用DNA合成仪合成含有被置换了碱基的寡核苷酶，再用此寡核苷酶为引物通过聚合酶链反应（PCR）等技术获得所需的大量突变基因。（4） 、新酶的获得将上述定位突变获得的突变基因进行体外重组，插入到适宜的基因载体中，然后通过转化、转导、介导、基因枪、显微注射等技术，转入到适宜的宿主细胞，再在适宜的条件下进行表达，就可获得经过修饰的新酶。定点突变技术在酶分子修饰中试一种行之有效的常用方法，定点突变技术为氨基酸置换修饰和核苷酸置换修饰提供了先进、可靠的手段。20、何谓固定化酶固定化酶
28、的特性与游离酶的比较有哪些改变答：固定化酶是指固定在不溶性载体上并在一定的空间范围内进行催化反应的酶。固定化酶既保持了酶的催化功能，又克服了游离酶的不足之处，具有提高酶的催化效率，增强稳定性，可反复或连续使用以及易于和反应产物分开等显著优点。固定化酶与游离酶比较，其催化特性主要有下列变化：（1） 固定化酶的稳定性一般比游离酶的稳定性好，主要表现在：对热稳定性提高，可以耐受较高的温度；保存稳定性好，可以在一定条件下保存较长时间；对蛋白酶的抵抗性增强，不易被蛋白酶水解；对变性剂耐受性提高，在尿素、有机溶剂和盐酸胍等蛋白质变性剂 的作用下，仍可保留较高的酶活力等。（2） 固定化酶的最适作用温度一般与
29、游离酶差不多，活化能也变化不大，但也有些固定化酶的最适温度与游离酶比较会有较明显的变化。（3） 酶经过固定化后，其作用的最适pH往往会发生一些变化。（4） 固定化酶的底物特异性与游离酶比较可能有些不同，其变化与底物相对分子质量的大小有一定关系。对于那些作用于低分子底物的酶，固定化前后的底物特异性没有明显改变。而对于那些可作用于大分子底物，又可作用于小分子底物的酶而言，固定化酶的底物特异性往往会发生变化。21、选择酶反应器的主要依据有哪些答：酶反应器的选择是在了解酶反应器的各种类型和特点的基础上，主要依据酶的应个形式、酶的反应动力学性质、底物和产物的理化性质等几个方面进行。 （1）依据酶的应用形
30、式选择反应器：酶的应用形式主要有游离酶和固定化酶，酶的应用形式不同，其所使用的反应器亦有所不同。在应用游离酶进行催化反应时，酶与底物均溶解在反应溶液中，通过互相作用，进行催化反应，可以选用搅拌罐式反应器、鼓泡式反应器、喷射式反应器、膜反应器等。固定化酶具有稳定性较好，可以反复或连续使用的特点，应用固定化酶进行催化反应，可以选择填充床式反应器、流化床式反应器、鼓泡式反应器、膜反应器、搅拌器式反应器等。 （2）依据酶反应动力学性质选择反应器：在考虑酶反应动力学性质对反应器选择的影响方面，主要因素有酶与底物的混合程度、底物浓度对酶反应速度的影响、反应产物对酶的反馈抑制作用以及酶催化作用的温度条件等。
31、 （3）依据底物或产物的理化性质选择反应器：酶的催化反应是在酶的催化作用下，将底物转化为产物的过程。在催化过程中，底物和产物的理化性质直接影响酶催化反应的速率，底物或产物的相对分子质量、溶解性、黏度等性质也对反应器的选择有重要影响。22、简述现代生物技术在人类生产生活中的作用（1）改善农业生产、解决食品短缺提高农作物产量及其品质（培育抗逆的作物优良品系、植物种苗的工厂化生产 、提高粮食品质、生物固氮，减少化肥使用量 、生物农药，生产绿色食品 ）发展畜牧业生产（动物的大量快速无性繁殖 、培育动物的优良品系 ）（2）食品生产、食品加工、食品检测*（3）提高生命质量、延长人类寿命（开发制造奇特而又贵
32、重的新型药品 、疾病的预防和诊断、基因治疗 ）（4）解决能源危机、治理环境污染（解决能源危机 、环境保护 ）（5）制造工业原料、生产贵重金属 （制造工业原料 、生产贵重金属 ）23、什么是酶工程它的研究内容是什么酶的催化特性有哪几点酶的专一性分几类答：酶工程是研究酶生产与应用的技术；研究酶制剂制备，酶的固定化，酶的修饰与改造，酶反应器。反应条件温和，催化效率高，专一性。专一性分：结构专一性，立体异构专一性。24、发酵工程指什么，它的一般过程包括那些步骤常用的工业微生物有哪些答：利用微生物生长和代谢活动来生产各种有用物质的工程技术。 40-50年代青霉素的大规模发酵生产标志着，现代发酵工程的建立
33、。步骤：种子培养，培养基的配制，产物发酵，产物分离，产物精制。微生物：细菌（乳酸杆菌，大肠杆菌），霉菌，放线菌，酵母菌。25、简述如何可以筛选获得一株高效生产酒精的酵母菌株，请分步骤描述。答：1. 取得土样（50份）。2. 初步筛选选出100株放在400到500克每升的培养基中能成功繁殖的酵母菌。3. ）4. 复选（对初选的菌株进行酒精生产试验）选取5到10株。5. 验证（选2到3株为目的菌株）。26、生物能源有哪几类试述生物技术在缓解能源危机和环境污染，保护生态环境方面作出了怎样的贡献答：生物质能生物液体燃料及利用生物质生产的能源。如 燃料乙醇、生物柴油、生物质气化及液化燃料、生物制氢。我国
34、每年产生大量植物秸秆，大部分被烧毁浪费，污染环境，反而我们利用这些原料可以制造燃料乙醇，燃料乙醇是在汽油中填加乙醇（522%），其排放污染仅为汽油的1/3，采用专用发动机，几乎无污染。采用来自动物或植物及餐饮废油等脂肪酸单酯等与甲醇(或乙醇) 经酯交换反应而得到的一种可以替代普通石油柴油的可再生的清洁生物柴油。27、叙述酶与人类生活的关系答：在人和动植物的生理活动中，酶起着重要的作用，如含有淀粉的食物常常为人们的唾液和胰液中含有的淀粉酶所水解。人们现在已经知道的酶有1000种以上，工业上大量使用的酶，多数是通过微生物发酵制得的，并且已经有许多种酶制成了晶体，酶已得到广泛的应用，如淀粉酶应用于食
35、品、发酵、纺织、制药等工艺；蛋白质用于医药、制革等工艺；脂肪酶用来使脂肪水解、羊毛脱脂等。酶也用于制造多种有机溶剂和试剂，如柠檬酸、丙酮、丁醇等。|28、什么是干细胞种类有哪些应用价值有哪些答： 干细胞是具有自我更新、高度增殖和多向分化潜能的细胞群体，即这些细胞可以通过细胞分裂维持自身细胞群的大小，同时又可以进一步分化成为各种不同的组织细胞，从而构成机体各种复杂的组织器官。目前，通常将干细胞分为全能干细胞（如胚胎干细胞可以分化形成所有的成体组织细胞，甚至发育成为完整的个体）、多能干细胞（具有多向分化的潜能，可以分化形成除自身组织细胞外的其他组织细胞，如造血干细胞、神经干细胞、间充质干细胞、皮肤
36、干细胞等）和专能干细胞（维持某一特定组织细胞的自我更新，如肠上皮干细胞）。胚胎干细胞的分化和增殖构成动物发育的基础，即由单个受精卵发育成为具有各种组织器官的个体；成体干细胞的进一步分化则是成年动物体内组织和器官修复再生的基础。29、试说明通过细胞工程克隆产生的绵羊“多莉”和通过正常胚胎发育产生的绵羊本质上有何区别答： 无性生殖是不经过生殖细胞的结合，由母体直接产生出新个体的生殖方式。无性生殖的方式有：分裂生殖、出芽生殖、孢子生殖、营养生殖。有性生殖是由合子发育成为新个体的生殖方式。而合子是由亲本产生有性生殖细胞，经过两性生殖细胞的结合，成为合子。而克隆绵羊多利和通过正常胚胎发育的绵羊的本质区别
37、正如上述所说。30、试以近代人类利用生物技术在医学和农业中所取得的成就为例，说明技术的进步和应用会给我们带来怎样的影响。答：在新经济时代，高科技的信息将成为一种重要的生产力，推动着人类社会的发展；高科技的生物工程作为一种新生力量，直接导致农业、医药卫生、食品工业和化学工业革命，推动着新经济的进步，新型生物制品的研发为人类疾病的预防治疗提供了新的手段，为提高人民的生活质量和健康长寿做出了突出的贡献，新型高产动植物品种的培育和推广，对解决粮食危机，改善人民生活提供了可靠保障，同时为工业生产的原材料供给、环境保护和新能源开发提供可帮助；高科技的新材料作为新经济的里程碑，将重构新经济的材料基础；高科技
38、的新能源将使人们不再为资源的短缺而忧愁，作为新经济的火车头，它将带来人类社会的可持续发展；航天技术使人们从地球的怀抱中飞向太空，新经济也随着航天技术的发展而腾飞；海洋技术将开拓人类新经济社会生活新空间；软科学技术使人们的管理效率更高，决策更正确，分析更透彻。31、试述转基因技术应用价值和可能造成的危害。答：1)具有明显的经济效益2)解决发展中国家人民的饥饿问题3)可能大大缩短作物生长期危害：农作物广泛减产；严重影响整个食物供给；未进行较长时间的安全性试验；产生毒素；产生不能预见的和未知的变态反应原；减少食品的营养价值或降解食品中重要的成份；产生抗菌素耐药性细菌；副作用能杀害人体32、促进细胞融
39、合的方法有哪一些各有何优缺点答：病毒引诱融合：病毒有致病性，寄生性，制备比较坚苦的，和本方法引诱孕育发生的细胞融合率比较低，反复性不敷高。化学引诱融合：PEG效用融合剂比病毒更易制备和控制，活性比较不变施用利便，并且促进融合的能力更强。电措置惩罚融合：这类方法对于原生质体没有迫害效用，融合率高反复性好，操作轻便，同时融合的前提易于控制。但是该方法不合适巨细相差太大的原生质体融合，装备极其昂贵。33、什么是蛋白质工程与蛋白质工程相关的研究方法有哪一些答：蛋白质工程以蛋白质的构像和功能为基础，运用遗传工程的方法，借助计算机信息设计处理，从转变或合成基因着手，定向地改造自然蛋白质或预设全新的人工蛋白
40、质分子，使之具备特别指定的构象、性质和功能，能更好的为人类服务的一种生物技能。蛋白质工程相关的研究方法有：蛋白质的分离纯化及鉴定方法，构象分析方法，功能研究方法和进行构象改造的生物学方法与技术。34、生物保鲜技能与传统的保鲜技能的区别和联系有哪一些答：生物保鲜技能与传统的保鲜技能相似之处，都是防止微生物的侵害，控制新颖果蔬的呼吸作用和控制果蔬的掉水蒸发。食物的生物保鲜技能可以不添加保鲜剂，无毒物残留，无污染，真正做到自然和卫生；能更大限度的保持食物的营养价值、风味和外观形态；节约能耗，利于环保；在保鲜的同时，有些还有助于改善和提高食物的品质和档次，从而提高产品的附带加值。35、简述发酵过程主要
41、分析的项目。答：发酵过程的主要控制参数：按性质分可分三类：（1）物理参数： 温度：指发酵整个过程或不同阶段所维持的温度。 压力：发酵罐维持的压力。,搅拌转速：搅拌器在发酵罐中转动速度。搅拌功率：搅拌器搅拌时所消耗的功率与氧体积传递系数Kla有关。空气流量：与氧的传递，其他控制参数有关。粘度：粘度可作为细胞生长或细胞形态的一项指标，也能反映发酵罐中菌丝分裂过程的情况，可表示菌体的相对浓度，并可改变氧传递阻力。浊度：可表示单细胞生长状况的参数。（2）化学参数： PH：发酵过程中各种产酸，产碱生化反应的综合结果，与菌体生长和产物合成有重要的关系。 基质浓度：发酵液中糖，氮，磷等重要营养物质的浓度，它
42、们的变化对生产菌生长和产物的合成有重要影响，也是提高代谢产物产量的重要控制手段。必须定时（或实时）测定糖（还原糖，总糖），氮（氨基氮或铵氮）等基质浓度。￥ 溶解氧浓度：氧是微生物体内一系列细胞色素氧化酶催化产能反应的最终电子受体，也是合成某些产物的基质。所以利用DO 浓度的变化，可了解微生物对氧利用的规律，反映发酵的异常情况，是一个重要的控制参数，也是设备供氧能力的指标。 产物浓度：是产量高低，代谢正常与否的重要参数，也是决定发酵周期长短的根据。 氧化还原电位：培养基氧化还原电位是影响微生物生长及其生化活性的因素。在限氧条件下，氧电极已不能精确使用时，氧化还原电位就成为控制发酵过程的重要参数。
43、 尾气O2 浓度和CO2 浓度：尾气中O2 浓度与生产菌的摄氧率和Kla 有关（发酵罐的供氧能力）。CO2 浓度可计算出生产菌的呼吸熵，了解呼吸规律。 菌体RNA,DNA 含量，以及ATP,ADP,AMP 体系，NAD(P)-NAD(P)H 体系，表示菌体生长情况，能量代谢能力，生物合成能力。（3）生物参数： 菌体浓度（生物量biomass）：菌体浓度的大小和变化速度对生化反应有影响，特别是对抗生素等次级代谢产物的发酵影响显著，菌体浓度与培养液的粘度，OD 都有关。 菌体形态：菌体形态的改变是生化代谢变化的反映，尤其是菌丝，菌丝形态可以作为衡量种子质量，区分发酵阶段，控制发酵过程代谢变化和决定
44、发酵周期的依据之一。、36、讨论：微生物（包括动、植物）可以生产我们所需的一切产品，但是涉及到工业化生产，对于某一种特定的产品，为何只有特定的微生物才具有大量表达的潜力答：在不同的环境条件下，微生物细胞对遗传信息作选择性的表达，实现代谢的自动调节。代谢的协调能保证在任何特定时刻、特定的细胞空间，只合成必要的酶系（参与代谢的多种酶）和刚够用的酶量。一旦特定物质的合成达到足够的量，与这些物质合成有关的酶就不再合成了。并且，已合成的酶的活力受到许多调节机制的控制，以确保新陈代谢全面协调，、为细胞的经济运行提供保证。因此，细胞固有的生产关系支持细胞自身的增殖（生产细胞），不支持（人的）目的产物的过量生
45、产（生产特定的初级代谢产物）。而工业化生产要求特定表达某种或某类物质，只有正常代谢被打破，代谢协调失常的微生物才能达到要求。因此，只有特定微生物才能满足上述要求，生产出足够的目的产品。37、培养基设计的一般步骤答：（1）根据前人的经验和培养基成分确定时一些必须考虑的问题，初步确定可能的培养基成分；（2）通过单因子实验最终确定出最为适宜的培养基成分；（3）当培养基成分确定后，剩下的问题就是各成分最适的浓度，由于培养基成分很多，为减少实验次数常采用一些合理的实验设计方法。38、什么是发酵级数发酵级数对发酵有何影响，影响发酵级数的因素有哪些？答：一般由菌丝体培养开始计算发酵级数，但有时，工厂从第一级
46、种子罐开始计算发酵级数。发酵级数对发酵影响：（1）种子级数少，可简化工艺和控制，减少染菌机会。（2）种子级数太少，接种量小，发酵时间延长，降低发酵罐的生产率，增加染菌机会。（3）级数大，难控制、易染菌、易变异，管理困难，一般2-4级。（4）在发酵产品的放大中，反应级数的确定是非常重要的一个方面。影响发酵级数的因素：(1)菌种生长特性,孢子发芽及菌体繁殖速度;(2) 发酵规模.（3）工艺要求.（4）接种量的影响.39、番茄果实成熟过程中，某种酶（PG）开始合成并显著增加，促使果实变红变软。但不利于长途运输和长期保鲜。科学家利用反义RNA技术（见图解），可有效解决此问题。该技术的核心是，从番茄体细
47、胞中获得指导PG合成的信使RNA，继而以该信使RNA为模板人工合成反义基因并将之导入离体番茄体细胞，经组织培养获得完整植株。新植株在果实发育过程中，反义基因经转录产生的反义RNA与细胞原有mRNA（靶mRNA）互补形成双链RNA，阻止靶mRNA进一步翻译形成PG，从而达到抑制果实成熟的目的。请结合图解回答： （1） ！（2） 反义基因像一般基因一样是一段双链的DNA分子，合成该分子的第一条链时，使用的模板是细胞质中的信使RNA，原料是四种脱氧核苷酸，所用的酶是 逆转录酶 （2）开始合成的反义基因第一条链是与模板RNA连在一起的杂交双链，通过加热去除RNA，然后再以反义基因第一条链为模板合成第二条链，这样一个完整的反义基因被合成。若要以完整双链反义基因克隆成百上千的反义基因，所用复制方式为 半保留复制 （3）如果指导番茄合成PG的信使RNA的碱基序列是AUCCAGGUC，那么，PG反义基因的这段碱基对序列是 TAGGTCCAG
