生物技術(shù)導(dǎo)論-食品質(zhì)量班

1、第一章 緒論1、 填空1. 酶的改造包括化學(xué)修飾和生物工程修飾。2. 用食品生物技術(shù)得到的是食品和食品原料。3. 植物細胞培養(yǎng)主要采用了懸浮培養(yǎng)基和固定化細胞反應(yīng)器系統(tǒng)。4. 1885年首先證實發(fā)酵是由微生物引起的是巴斯德。5. 第一例重組DNA基因工程菌生產(chǎn)的凝乳酶在奶酪工業(yè)的應(yīng)用標志基因工程技術(shù)在食品工業(yè)中應(yīng)用。6. 利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)技術(shù)生產(chǎn)人乳清蛋白可有助于治療苯酮尿癥。7. 食品生物技術(shù)研究內(nèi)容主要集中在：細胞工程、酶工程、發(fā)酵工程、生物工程下游技術(shù)、蛋白質(zhì)工程、現(xiàn)代分子檢測技術(shù)。2、 判斷1. 霍亂病毒疫苗，該病毒是病毒性腹瀉的主要病原物。（×）2. DNA重組技術(shù)、染色體工

2、程技術(shù)屬于基因工程技術(shù)。（×）3. 基因工程所獲得生物所具有的特性往往是自然界不存在的。（）三 名詞1.食品生物技術(shù)：是現(xiàn)代生物技術(shù)在食品領(lǐng)域中的應(yīng)用，是指以現(xiàn)代生命科學(xué)的研究成果為基礎(chǔ)，結(jié)合現(xiàn)代工程技術(shù)手段和其他學(xué)科的研究成果，用全新的方法和手段設(shè)計新型的食品和食品原料。第二章 基因工程一、填空1.重組體的篩選中常用的報告基因有NOS, OCS CAT NPT、LUC和GUS基因等，其中運用最多的是GUS和NPT基因。2.報告基因的檢測法是一種快速而簡易地區(qū)分轉(zhuǎn)基因生物和非轉(zhuǎn)基因生物的方法。3.啤酒制造中，如果醇溶蛋白含量過高會影響發(fā)酵，使啤酒易產(chǎn)生渾濁，也會增加過濾的難度。4.在

3、食品加工過程中，馬鈴薯去皮后極易在多酚氧化酶 的作用下發(fā)生褐變。 5. 實現(xiàn)RNA沉默的方法有直接注射法、農(nóng)桿菌介導(dǎo)法。6.利用基因工程可改良氨基酸的組成。如小麥、玉米等谷類種子缺乏賴氨酸，豆類作物種子缺乏蛋氨酸，可將富含兩種氨基酸的種子中分離基因并將其轉(zhuǎn)入到相應(yīng)的作物中去可得到相應(yīng)高含量氨基酸的蛋白質(zhì)。7.改變?nèi)樗峋z傳特性：抗藥基因、風味物質(zhì)基因、產(chǎn)酶基因、耐氧相關(guān)基因、產(chǎn)細菌素基因。8.改良動物食品性狀：肉品品質(zhì)改良、乳品品質(zhì)改良。其中乳品品質(zhì)改良包括提高牛乳產(chǎn)量、改善牛乳成分、表達用于治療藥物的蛋白、提高加工中的牛乳熱穩(wěn)定性。9.一般認為,在原核細胞中反義RNA與靶RNA具有特異互補性

4、，通過堿基配對結(jié)合的方式在復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯等過程中對目的基因起著負調(diào)控作用。P7610.反義基因整合到植物的基因組中可獨立表達和穩(wěn)定遺傳，后代符合孟德爾遺傳規(guī)律。P7611.酶促反應(yīng)序列分析法常用的是M13噬菌體體系和pUC體系12.常用的重組DNA導(dǎo)入受體細胞的方法：轉(zhuǎn)化反應(yīng)、磷酸鈣沉淀法、體外包裝轉(zhuǎn)染發(fā)、共轉(zhuǎn)法、電轉(zhuǎn)化法、基因槍法、微注射技術(shù)法、脂質(zhì)體導(dǎo)入法、轉(zhuǎn)化酵母菌。13.宿主細胞必須具備使外源DNA進行復(fù)制的能力，并且還能夠表達重組體所帶有的表性特征，以便于轉(zhuǎn)化細胞的選擇和篩選。14.載體轉(zhuǎn)化的具體方法:創(chuàng)傷植株感染法、 原生質(zhì)體共培養(yǎng)法 、葉盤法 。 15.創(chuàng)傷植株感染法的關(guān)鍵是：

5、必須在植株上形成新的傷口，并使用生活力強的細菌培養(yǎng)物( 細菌培養(yǎng)物 )。 16.一般選擇標記質(zhì)粒載體的抗生素抗性基因作為選擇標記，這些選擇標記主要包括氨卡青霉素抗性、 卡那霉素抗性、氯霉素抗性、四環(huán)素抗性。17.目的基因要進入宿主細胞，有兩種方式，一種是直接導(dǎo)入，另一種通是通過過載體的運載作用才能實現(xiàn)。 18.基因工程的工具酶在基因工程的操作中起著十分重要的作用，其種類主要有限制性內(nèi)切酶、連接酶、聚合酶、核酸酶、堿性磷酸酶、逆轉(zhuǎn)錄酶等。 19.限制性內(nèi)切酶在DNA重組時，能在特定部位限制性的切割DNA分子的酶.20.當細胞DNA受到物理或者化學(xué)損傷時，DNA聚合酶在修復(fù)過程中起特殊作用。21.

6、基因工程中廣泛使用的堿性磷酸酶有兩種，一種是從大腸桿菌提取的BAP，另一種是從牛小腸提取的CIP。其中，CIP 的應(yīng)用更廣泛。22.Ti質(zhì)粒上有兩個主要區(qū)域：T-DNA區(qū)和vir區(qū)23.以Ti質(zhì)粒為基礎(chǔ)以構(gòu)建了許多新的派生載，可分為共整合載體和雙元載體.26.農(nóng)桿菌培養(yǎng)可分為固體平板培養(yǎng)和液體振蕩培養(yǎng) .24 DNA提取的基本步驟包括 生物材料的準備 細胞裂解 DNA的分離和純化25 凝膠的分辨能力同凝膠的類型和濃度有關(guān)2626 觀察凝膠中DNA的最簡便、最常用的方法就是利用熒光染料溴化乙錠進行染色。2627 目的基因要進入宿主細胞，有兩種方式，一種是直接導(dǎo)入，另一種是要通過載體的運載作用才能

7、實現(xiàn)。28 常用的工具酶的種類：限制性內(nèi)切酶、連接酶、聚合酶、核酸酶、堿性磷酸酶、逆轉(zhuǎn)錄酶29 目前常見得基因載體有細菌質(zhì)粒載體、農(nóng)桿菌質(zhì)粒載體、噬菌體載體、柯氏質(zhì)粒載體和植物病毒載體等。3430 常用的目的基因的制備方法直接分離法、基因文庫篩選法、 聚合酶鏈式反應(yīng)法、化學(xué)合成法。4831 PCR反應(yīng)的基本過程包括：變性、退火、延伸32 核苷酸序列測定的方法有化學(xué)降解法、酶促法、自動測序法、PCR測序新方法等。33 篩選重組子的方法有報告基因檢測法、PCR鑒定法、目的基因分子雜交檢測法。34 常用的基因探針的制備方法：缺口平移法、隨機引物標記法、生物標記法、酶標記法、半抗原標記法7235篩選重

8、組子的方法有報告基因檢測法、PCR鑒定法、目的基因分子雜交檢測法。二、判斷1.基因重組是靠T4DNA連接酶將適當切割的DNA即目的基因與其載體共價連接。（）2.維生素C能促進人體內(nèi)黃體激素的分泌，具有抗不育活性，所以又稱生育酚。（×）3.RNA沉默法的優(yōu)點有它比反義RNA技術(shù)和同源抑制效率要高，能使目標基因表達降低到極低水平，甚至完全剔除。（）三、名詞解釋1. 多聚半乳糖醛酸酶：是一個果實成熟過程中特異表達的細胞壁水解酶，隨著果實的成熟而積累。2.DNA序列分析：DNA序列分析是指對某一段DNA分子或片段的核苷酸排列順序測定，也就是測定組成DNA分子的A、T、G、C的排列順序。3、植

9、物細胞轉(zhuǎn)化技術(shù) :指將重組DNA通過生物、物理、化學(xué)等方法導(dǎo)入植物細胞以獲得轉(zhuǎn)基因植株的技術(shù)。 4.目的基因與載體的連接形式有哪些？答：亞克隆、粘性末端連接、平端連接、人工接頭連接、同聚物加尾連接3.何謂基因重組？基因重組就是利用限制性內(nèi)切酶和其他一些酶類，切割和修飾載體DNA和目的基因，并將兩者連接起來的過程。7.基因工程的概念答：人類按照自身的意愿，進行嚴密的設(shè)計，通過體外DNA重組和轉(zhuǎn)基因等技術(shù)，有目的地改造生物種性，使現(xiàn)有的物種在較短時間內(nèi)趨于完善，創(chuàng)造出更符合人們需求的新的生物類型，這就是基因工程。四、簡答1、提高外源基因表達水平的措施有哪些？2、酵母菌作為理想的真核生物基因表達系統(tǒng)

10、的優(yōu)點有哪些？ 3常見的質(zhì)粒載體有哪些？4.噬菌體的特點？5.目的基因的分離策略？6基因工程的基本過程就是利用重組DNA技術(shù)，在體外通過剪切和拼接等方法，對生物的基因進行改造和重新組合等過程。 7.基因工程的理論基礎(chǔ)剪切和拼接 答：首先，不同基因具有相同的物質(zhì)基礎(chǔ)；其次，基因是可切割和轉(zhuǎn)移的；再次，多肽與基因之間存在對應(yīng)關(guān)系，并且有著相同的遺傳密碼；最后，基因的遺傳信息是可以遺傳的8.基因工程的操作過程一般分那幾個步驟？ 答：第一步在供體細胞中用限制性內(nèi)切酶切割基因，以分離出含有特定的基因片段或人工合成目的基因并制備運載體；第二步把獲得的目的基因與制備好的運載體用連接酶連接組成重組體；第三步把

11、重組體引入宿主細胞；第四步篩選鑒定出含有外源目的基因的菌體或個體9.天然DNA的分類有哪些？天然DNA包括染色體DNA、病毒DNA、噬菌體DNA、質(zhì)粒DNA、線粒體DNA和葉綠體DNA等。  10.簡述DNA的提取步驟答；材料的準備裂解細胞分離和純化DNA11.請簡述一種理想的用作克隆載體的質(zhì)粒必須滿足哪幾個要求?答案:第一具有復(fù)制起點；第二質(zhì)粒載體的相對分子質(zhì)量盡可能小；第三應(yīng)該有用來克隆外源DNA的單一的限制性內(nèi)切酶識別位點；第四應(yīng)該有一個或多個選擇標記基因；12.請簡述質(zhì)粒載體的種類有那幾種?答：第一高拷貝數(shù)質(zhì)粒載體；第二低拷貝數(shù)質(zhì)粒載體；第三失控型質(zhì)粒載體；第四插入失活型質(zhì)粒

12、載體；第五正選擇質(zhì)粒載體。12.簡述氯霉素選擇標記質(zhì)粒載體的抗性機理?答案:氯霉素抗性基因編碼的乙酰轉(zhuǎn)移酶，它特異地使用氯霉素乙酰化而失活。13.逆轉(zhuǎn)錄酶具有的三種活性是什么？答：RNA指導(dǎo)的DNA合成反應(yīng)DNA指導(dǎo)的DNA合成反應(yīng)RNA的水解反應(yīng)。 14.請簡述一種理想的用作克隆載體的質(zhì)粒必須滿足哪幾個要求?答案:第一具有復(fù)制起點；第二質(zhì)粒載體的相對分子質(zhì)量盡可能??；第三應(yīng)該有用來克隆外源DNA的單一的限制性內(nèi)切酶識別位點；第四應(yīng)該有一個或多個選擇標記基因。15.在DNA重組技術(shù)中，限制性內(nèi)切酶的主要用途有： 在特異位點上切割DNA,產(chǎn)生特異性的限制性內(nèi)切酶切割的DNA片段； 建立DNA分子

13、的限制性內(nèi)切酶物理圖譜；構(gòu)建基因文庫；用限制性內(nèi)切酶切出相同的粘性末端，以便重組DNA。16簡述DNA的提取步驟答：材料的準備裂解細胞分離和純化DNA五、論述1.核苷酸序列測定的的方法有哪些？答：化學(xué)降解法。它的原理是用一些特殊的化學(xué)試劑，分別作用于末端具有放射性標記的DNA序列中4種不同的堿基。這些堿基經(jīng)過處理后，它在核苷酸序列中形成的糖苷鍵連接變?nèi)?，因此很容易從DNA鏈上脫落下來。丟失了堿基的核苷酸鏈再經(jīng)適當處理就可在缺失堿基處斷裂。酶促法。該方法的基本思路是將待序列分析的DNA片段作為模板，采用特殊的核苷酸原料和合適的引物，利用DNA聚合酶進行DNA的復(fù)制，根據(jù)合成產(chǎn)物的特征進行序列分析

14、。自動化測序法。是在每種脫氧核苷酸上分別都以共價鍵連接上不同熒光染料，然后與4種三磷酸核苷在同一器皿中，依照上述鏈中止法條件進行，即會復(fù)制出一系列不斷增加較長一點的多聚脫氧核苷酸鏈，其3末端都各自帶有特色熒光染料的雙脫氧核苷酸。2.簡述基因槍法的原理和基本操作方法 。答;原理：將DNA吸附在微型子彈的表面通過放電或機械加速，使子彈射入完整的細胞或組織內(nèi)?；静僮鞣椒ǎ合葘⑼庠碊NA溶液與鎢、金等金屬微粒共同保溫，使DNA吸附于金屬顆粒表面，然后放電加速金屬顆粒，使之以400m/s的速度直接噴射受體細胞，外源遺傳物質(zhì)隨金屬顆粒進入細胞內(nèi)部。3.釀酒酵母作為作為表達系統(tǒng)的優(yōu)缺點？4.選擇酵母載體需

15、要考慮的因素？5.利用植物病毒載體表達外源基因的優(yōu)點?6.目的基因的制備方法？7.PCR擴增基因的原理?8.DNA序列測定的方法?9. 什么是基因工程，基因工程的操作步驟？基因工程是用人工的方法把不同生物的遺傳物質(zhì)（基因）分離出來，在體外進行剪切、拼接、重組，形成基因重組體，然后再把重組體引入宿主細胞或個體中以得到高效表達。最終獲得人們所需要的基因產(chǎn)物。 概括起來，基因工程的操作過程一般分4個步驟。第一步。在供體細胞中用限制性內(nèi)切酶切割基因。以分離出含有特定的基因片段或人工合成目的基因并制備運載體（質(zhì)粒、病毒或噬菌體）；第二步，把獲得的目的基因與制備好的運載體用DNA連接酶連接組成重組體；第三

16、步，把重組體引入宿主細胞；第四步，篩選、鑒定出含有外源目的基因的菌體或個體。10.論述凝膠電泳的基本原理 答;當一種分子被放置在電場中時，由于本身帶有一定的電荷，他們就會以一定的速度向適當?shù)碾姌O移動，電泳分子在電場作用下的遷移速度，叫做電泳的遷移率。遷移率與電場的強度和電泳分子本身所攜帶的凈電荷數(shù)成正比。在生理條件下，DNA分子糖-磷酸骨架中的磷酸基團是成離子化狀態(tài)的，DNA和RNA的多核苷酸鏈可叫做多聚陰離子。因此，當核酸分子被放置在電場中時，他們就會向正電極的方向遷移。由于糖-磷酸骨架在結(jié)構(gòu)上的重復(fù)性質(zhì)，相同數(shù)量的雙鏈DNA幾乎均有等量的凈電荷，他們能以同樣的速度向正電極方向遷移。在一定的

17、電場強度和凝膠濃度條件下，DNA分子的遷移率隨著DNA片段的增加而減少。實驗者能夠通過同已知分子質(zhì)量的標準DNA片段的遷移位置進行比較，測定出共遷移的DNA片段的分子質(zhì)量。11.請簡述一種理想的用作克隆載體的質(zhì)粒必須滿足哪幾個要求?答案:第一具有復(fù)制起點；第二質(zhì)粒載體的相對分子質(zhì)量盡可能??；第三應(yīng)該有用來克隆外源DNA的單一的限制性內(nèi)切酶識別位點；第四應(yīng)該有一個或多個選擇標記基因；12.請簡述質(zhì)粒載體的種類有那幾種?答：第一高拷貝數(shù)質(zhì)粒載體；第二低拷貝數(shù)質(zhì)粒載體；第三失控型質(zhì)粒載體；第四插入失活型質(zhì)粒載體；第五正選擇質(zhì)粒載體。13.基因工程中常用的DNA聚合酶有哪些？它們的共同點是什么？答：大

18、腸桿菌聚合酶（全酶）；大腸桿菌聚合酶大片段（Klenow片段）；T4噬菌體DNA聚合酶；T7噬菌體聚合酶及經(jīng)修飾的T7噬菌體聚合酶（測序酶）；耐熱DNA聚合酶（Taq DNA聚合酶）；末端轉(zhuǎn)移酶逆轉(zhuǎn)錄酶它們的共同點在于，它們都能把脫氧核糖核苷酸連續(xù)的加到雙鏈DNA分子引物鏈的3-OH末端，催化核苷酸的聚合作用，而不從引物模板上解離下來。 14基因工程中常用的載體有哪些？理想的基因工程載體應(yīng)具備哪些特征？理想的基因工程載體應(yīng)具備以下特征。 能在宿主細胞內(nèi)進行獨立和穩(wěn)定的DNA自我復(fù)制。在外源DNA插人其DNA之后，仍能保持穩(wěn)定的復(fù)制狀態(tài)和遺傳特性。 易于從宿主細胞中分離，并進行純化。 在其DNA

19、序列中有適當?shù)南拗菩詢?nèi)切酶單一酶切位點。這些位點位于DNA復(fù)制的非必需區(qū)內(nèi)，可以在這些位點上插入外源DN A，但不影響載體自身DNA的復(fù)制。 具有能夠直接觀察的表型特征(有報告基因).在插入外源DNA后，這些特征可以作為重組DNA選擇的標志。 目前常見的基因載體有質(zhì)粒載體、農(nóng)桿菌質(zhì)粒載體、噬菌體載休、柯氏質(zhì)粒載體和植物病毒載體等。15什么是基因探針？常用的制備基因探針的方法有哪些？ 基因探針( prohe)是一段與目的基因互補的核酸序列，可以是DN A也可以是RNA，用它與待測樣品DNA或RNA進行核酸分子雜交，可以判斷兩者的同源程度。作為基因探針，必須是單鏈而且?guī)в腥菀妆蛔粉櫤蜋z測出來的標記

20、?；蛱结樀闹苽浞椒ㄓ泻芏??？煞譃榉派湫酝凰貥擞浄ê头峭凰貥擞浄?。目前放射性同位素標記法較為常用的是缺口平移法和隨機引物標記法。非同位素標記法主要有生物素標記法、酶蛋白質(zhì))標記法、半抗原標記法。第三章 細胞工程 一、填空題1 植物細胞工程主要有 原生質(zhì)體的培養(yǎng)技術(shù) 植物細胞雜交技術(shù)、植物單倍體培養(yǎng)技術(shù)2 動物細胞體外培養(yǎng)方法的兩種類型 懸浮培養(yǎng)、貼壁依賴性培養(yǎng)3細胞融合的方法有 生物學(xué)法、化學(xué)融合劑法、電處理融和法4培養(yǎng)條件的優(yōu)化包括：光照、培養(yǎng)基ph、溫度、通氣等5 對于群體細胞的生長，一般可分為滯后期、對數(shù)生長期、穩(wěn)定期和衰老期6 細胞工程的基本操作和技術(shù)有無菌操作技術(shù)、細胞培養(yǎng)技術(shù)、

21、細胞融合技術(shù)7 細胞工程學(xué)科領(lǐng)域的理論核心是 細胞的全能型8微生物細胞的培養(yǎng)基按用途可劃分為基礎(chǔ)培養(yǎng)基，加富培養(yǎng)基 鑒別培養(yǎng)基 選擇培養(yǎng)基17 培養(yǎng)基是維持體外細胞生存和生長的基本溶液，動物細胞培養(yǎng)常用的培養(yǎng)基可分為 天然培養(yǎng)基、合成培養(yǎng)基、無血清培養(yǎng)基三類。9 微生物細胞的培養(yǎng)方法 固體培養(yǎng) 液體培養(yǎng)。10 微生物軍中的保藏方法有斜面保藏法 冷凍干燥保藏法 甘油懸液低溫 冷凍保藏法11 細胞固定化培養(yǎng)技術(shù)按照其支持物不同可以分為兩大類：包埋式固定化培養(yǎng)系統(tǒng)和附著式固定化培養(yǎng)系統(tǒng)。11112 植物細胞的保存方法有 繼代培養(yǎng)保存法 低溫保存法 超低溫保存法 11213 動物細胞培養(yǎng)中常用的動物血

22、清主要有小牛血清和馬血清。二、名詞解釋1植物次生代謝產(chǎn)物2 融合子3 細胞融合技術(shù)三、問答題1 細胞融合的方法有哪些，有何優(yōu)缺點？p1182 植物原生質(zhì)體的制備過程？p1203 細胞融合的原理？p1184 影響動物細胞反應(yīng)的因素？p1295 如何提高植物細胞培養(yǎng)次生代謝產(chǎn)物？p1246 一個成功的懸浮細胞培養(yǎng)體系必須滿足的三個基本條件是什么？四、判斷題植物原生質(zhì)體制備時是需要去壁（×）五、論述題1動植物細胞工程在食品工業(yè)中的應(yīng)用？p1272細胞融合的方法有哪些？有何優(yōu)缺點？ 細胞融合技術(shù)Ccell fusion terhnology)是20世紀50年代發(fā)展起來的一項細胞工程技術(shù)。它是

23、指在一定條件下，將不同來源的原生質(zhì)體(除去細胞壁的細胞)相融合并使之分化再生.形成新物種或新品種的技術(shù)。細胞融合又稱體細胞雜交snmatic hyhridixatinn) e 無論是微生物還是動植物，細胞融合的方法基本有以下幾種。 （1）生物學(xué)法：采用病毒促進細胞融合，如仙臺病毒、疤疹病毒、天花病毒、副流感型病毒、副粘液病毒和一些致癌病毒等均能誘導(dǎo)細胞融合。其中仙臺病毒是最早應(yīng)用于動物細胞融合的融合劑。仙臺病毒具有毒力低、對人危害小，而且容易被紫外線或-丙炔內(nèi)醋所滅活等優(yōu)點，這是生物學(xué)法最常用的細胞融合劑。 （2）化學(xué)融合劑法 （3）電處理融合法當細胞處于電場中，細胞壁兩面產(chǎn)生電勢，其數(shù)值與外

24、加電場的強度以及細胞的半徑成正比。由于細胞膜兩面相對電荷正負相吸，使細胞膜變薄，隨著外加電場強度升高，膜電場增強，當膜電勢增強到臨界電勢時，細胞膜處于臨界膜厚度，導(dǎo)致發(fā)生局部不穩(wěn)定和降解，從而形成微孔。第四章 蛋白質(zhì)工程一、 填空1.蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的多樣性決定了其功能的多樣性。2.蛋白質(zhì)研究 工程中主要采用的基因突變方法包括基因定位突變和盒式突變。3.胰島素是世界上的一個被測定的蛋白質(zhì)和第一個被人工合成的蛋白質(zhì)。 4.哺乳動物中的金屬硫蛋白分子由61個氨基酸殘基構(gòu)成，分為兩個結(jié)果域，分別叫結(jié)構(gòu)域和結(jié)構(gòu)域。5.由乳酸產(chǎn)生的唯一能應(yīng)用于商業(yè)化生產(chǎn)的細菌素是 Nisin。6.近年來，全新蛋白質(zhì)的人工設(shè)計

25、和構(gòu)建工作可通過3項重要的成果來反映，分別是 Felix的球蛋白質(zhì)， Betaballin的蛋白質(zhì) -桶狀結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)。7.非極性的分子或基團在水中傾向于匯聚到一處。這種締合作用被稱為疏水性相互作用。這種作用促使多肽鏈折疊，形成疏水性內(nèi)核。二、.名詞解釋：1、蛋白質(zhì)的功能性質(zhì)：指食品體系在加工、貯藏、制備和消費過程中蛋白質(zhì)對食品產(chǎn)生需要特征的那些物理、化學(xué)性質(zhì)。2、蛋白質(zhì)工程：指通過生物技術(shù)對蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)或著對編碼蛋白質(zhì)的基因進行改造，以便獲得更適合人類需要的蛋白質(zhì)產(chǎn)品的技術(shù)。3.蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)：每種蛋白質(zhì)都有其獨特的氨基酸排列順序，這種順序有編碼該蛋白質(zhì)基因中的DNA堿基順序決定，被稱為

26、蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)。4.枯草芽孢桿菌蛋白酶：枯草芽孢桿菌的不同菌株產(chǎn)生的胞外堿性蛋白酶三、判斷1，對用多肽合成法或基因表達法獲得的全新目標蛋白質(zhì)，應(yīng)采用光譜學(xué)的方法對其結(jié)構(gòu)進行考察 （）2：可以利用基因工程的方法，構(gòu)建金屬硫蛋白結(jié)構(gòu)域的多倍體。 （）3.:從頭設(shè)計的蛋白質(zhì)的氨基酸順序可以與任何已知蛋白質(zhì)的天然氨基酸順序相同，因為由它們組成的多肽鏈最終能折疊與天然順序相類似的基本結(jié)構(gòu)圖樣。 （×）四、論述：1、蛋白質(zhì)的功能性質(zhì)分為哪兩類，分別包括什么？答：蛋白質(zhì)的功能性質(zhì)分為兩大類：（1）流體動力學(xué)性質(zhì)；（2）表面性質(zhì)。第一類包括水吸收和保持、溶脹性、粘附性、粘度、沉淀、凝膠和形成其他各

27、種結(jié)構(gòu)時起作用的那些性質(zhì)（例如蛋白質(zhì)面團和纖維），它們通常與蛋白質(zhì)的大小、形狀和柔順性有關(guān)；第二類主要是與蛋白質(zhì)的濕潤性、分散性、溶解度、表面張力、乳化作用、蛋白質(zhì)的起泡性，以及脂肪和風味的結(jié)合等有關(guān)的性質(zhì)，這些性質(zhì)之間并不是完全孤立和彼此無關(guān)的。例如，凝膠作用不僅包括蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用，而且還有蛋白質(zhì)-水相互作用；粘度和溶解度取決于蛋白質(zhì)-水和蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)的相互作用。2、蛋白質(zhì)工程的主要研究內(nèi)容蛋白質(zhì)工程的主要研究內(nèi)容和基本目的可概括為：以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的聯(lián)系為基礎(chǔ)，通過有控制的基因修飾和基因合成，對現(xiàn)有蛋白質(zhì)加以定向改造、設(shè)計、構(gòu)建，并最終生產(chǎn)出性能比自然界存在的

28、蛋白質(zhì)更加優(yōu)良、更加符合人類社會需要的新型蛋白質(zhì)3.蛋白質(zhì)工程的基本步驟（1）分離純化目的蛋白，使之結(jié)晶并作x晶體衍射分析，結(jié)合核磁共振等其他方法的分析結(jié)果，得到其空間結(jié)構(gòu)的盡可能多的信息。（2）對目的蛋白的功能做詳盡的研究，確定它的功能域。（3）通過對蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)、空間結(jié)構(gòu)和功能之間相互關(guān)系的分析，找出關(guān)鍵的基團和結(jié)構(gòu)。（4）圍繞這些關(guān)鍵的基團和結(jié)構(gòu)提出對蛋白質(zhì)進行改造的方案，并用基因工程的方法去實施。（5）對經(jīng)過改造的蛋白質(zhì)進行功能性測試，看看改造的效果如何。然后，重復(fù)（4）和（5）這兩個步驟，直到獲得比較理想的結(jié)果。4.蛋白質(zhì)的改造方法 有哪些？（1）個別氨基酸的改變和一整段氨基酸序

29、列的刪除、置換或插入。 （2）蛋白質(zhì)分子的剪裁，如結(jié)構(gòu)域的拼接（高級改造）。（3）從頭設(shè)計合成新型蛋白質(zhì)。5、一般含有單一或少數(shù)幾個突變位點的基因定向改變可以采用哪幾種技術(shù)方法？答：M13-DNA寡聚核苷酸介導(dǎo)誘變技術(shù)、寡核苷酸介導(dǎo)的PCR誘變技術(shù)、隨機誘變技術(shù)，大面積的定位突變則需要采取基因全合成的方法。 6.隨機突變的策略有哪些？答：（1）易錯PCR 指在擴增目的基因的同時引入堿基錯配，導(dǎo)致目的基因隨機突變 （2）DNA改組和外顯子改組 該策略的目的是創(chuàng)造將親本基因群中的突變盡可能組合的機會，導(dǎo)致更大的變異，最終獲取最佳突變組合的蛋白質(zhì)。（3）雜合蛋白質(zhì) 指把來自不同蛋白質(zhì)分子中的結(jié)構(gòu)單元

30、（二級結(jié)構(gòu)，三級結(jié)構(gòu)，功能域）或整個蛋白質(zhì)分子進行組合或交換，以產(chǎn)生具有所需要的優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)雜合體。（4）體外隨機引發(fā)重組 體外隨機引發(fā)重組以單鏈DNA為模板，配合一套隨機序列引物，先產(chǎn)生大量互補于模板不同位點的短DNA片段，由于堿基的錯配和錯誤引發(fā)，這些短DNA片段中也會有少量的點突變，在隨后的PCR反應(yīng)中，它們互為引物進行合成，伴隨組合，再組裝成完整的基因長度。（5）交錯延伸 該原理的核心是在PCR反應(yīng)中把常規(guī)的退火和延伸合并為一步，并大大縮短其反應(yīng)時間（55 ，5s）,從而只能合成非常短的新生鏈，經(jīng)變性的新生鏈再作為引物與體內(nèi)同時存在的不同模擬退火而繼續(xù)延伸7.怎樣提高蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性?（1

31、） 延長酶的半衰期（2） 提高酶的熱穩(wěn)定性（3） 延長藥用蛋白質(zhì)的保存期（4） 抵御由于重要氨基酸氧化所引起的活性喪失第五章 酶工程一、填空 1.基因重組導(dǎo)致的后果有:使宿主細胞生理發(fā)生改變、外源基因的表達與宿主細胞本身基因表達的相互影響、質(zhì)粒的復(fù)制與外源基因的表達增加了宿主細胞的負擔，使宿主菌生長速率下降。2.酶的微生物發(fā)酵生產(chǎn)方式有兩種，一種是固體發(fā)酵法，另一種是液體發(fā)酵法3.液體發(fā)酵可分為間歇發(fā)酵和連續(xù)發(fā)酵兩種。4.酶的分離提純包括抽提、純化、制劑3個基本環(huán)節(jié)5.人工酶的制作有兩種半合成酶、全合成酶6.目前抗體酶的制備方法有3 種拷貝法、引入法、誘導(dǎo)法7.固定化酶反應(yīng)反應(yīng)器的類型間歇式攪

32、拌器,連續(xù)式攪拌器 ,固定床反應(yīng)器,流化床反應(yīng)器，膜型反應(yīng)器，第二代酶反應(yīng)。8.中空纖維膜式反應(yīng)器：超濾反應(yīng)器，反沖反應(yīng)器，以及循環(huán)反應(yīng)器.9.當酶濃度和比活都比較高時，操作因素便成為酶反應(yīng)器生產(chǎn)能力的限制因素。10.酶的固定化方法：吸附法（1物理吸附法2離子吸附法）、包埋法 、共價鍵結(jié)合法、交聯(lián)法。11. 生產(chǎn)啤酒要求提高發(fā)酵度。其主要是通過提高麥汁可發(fā)酵糖的含量或選育高發(fā)酵度的菌種 。 12.細胞固定化技術(shù)是將完整的細胞連接在固相載體上，免去破碎細胞提取酶的程序，保持了酶的完整性和活性的穩(wěn)定。13.酶傳感器是發(fā)展最早，也是目前最成熟的一類生物傳感器。14.與普通啤酒相比，干啤酒具有發(fā)酵度高

33、，殘?zhí)堑停瑹崃康?，干爽及飲后無余味等特點。15.有些果汁含較多淀粉，為了防止果汁由于淀粉的存在出現(xiàn)渾濁，可用淀粉酶進行澄清處理。16.目前應(yīng)用較多的酶法保鮮有葡萄糖氧化酶和溶菌酶17.溶菌酶的催化速率隨溫度升高而升高。18.糖化酶反應(yīng)的pH為酸性條件，葡萄糖異構(gòu)酶的最適pH為堿性條件。19 根據(jù)酶工程研究和解決問題的手段不同，可將酶分為化學(xué)酶工程和生物酶工程兩大類。20 生物酶工程主要包括三個方面：克隆酶 突變酶 新酶 17521 酶的生產(chǎn)方法有三種：提取法 發(fā)酵法 化學(xué)合成法 ，最常用的是 微生物發(fā)酵法。23 酶的固定化方法有 吸附法 包埋法 共價鍵結(jié)合法 交聯(lián)法24 酶反應(yīng)器是利用有利酶或

34、固定化酶將底物轉(zhuǎn)化成產(chǎn)物的裝置，根據(jù)使用對象不同，可分為游離酶反應(yīng)器和固定化酶反應(yīng)器。25從理論上講，人們可以通過兩條途徑獲得酶制劑，即化學(xué)合成、從生物體內(nèi)直接提取分離獲得。26用于酶生產(chǎn)的發(fā)酵方法有 固體發(fā)酵法 、液體發(fā)酵法。二、判斷1、葡萄酒氧化酶是一種天然食品添加劑，無毒副作用（）2、葡萄糖氧化酶可直接加入到啤酒及果汁、果酒和水果罐頭中。（）三、名詞解釋1.酶工程：又稱酶技術(shù)，就是利用酶催化的作用，在一定的生物反應(yīng)器中，將相應(yīng)的原料轉(zhuǎn)化成所需要的產(chǎn)品的過程，它是酶學(xué)理論與化工技術(shù)相結(jié)合而形成的一種新技術(shù)2.誘導(dǎo)：有些酶在通常情況下不合成或很少合成，加入誘導(dǎo)物質(zhì)就能大量合成，這種現(xiàn)象叫做誘

35、導(dǎo)3.化學(xué)修飾：是指通過酶分子的改造以達到結(jié)構(gòu)改性之目的，又稱生物分子工程4.人工酶：根據(jù)酶的催化原理，模擬酶的生物催化功能，用有機化學(xué)和生物學(xué)的方法合成具有專一催化功能的酶的模擬物四、簡答1. 簡述酶傳感器的工作原理答：把酶電極插入待測溶液中，此時固定化酶專一的催化混合物中目的物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生某種離子或氣體等電極活性物質(zhì)，再由基礎(chǔ)電極給出混合物溶液中目的物質(zhì)濃度數(shù)據(jù)。2.淀粉生產(chǎn)高果糖漿的生產(chǎn)流程有哪幾步？答：淀粉液化糖化過濾脫色凈化濃縮3、簡述酶的固定化方法有哪些？答：（1）物理吸附法 本方法是指利用載體表面的物理吸附作用而將酶固定在載體上。（2）離子吸附法 本方法主要依靠酶分子與含

36、有離子交換基團的固相載體結(jié)合，一般用陰離子載體進行吸附。（3）共價鍵結(jié)合法 本方法是指將酶以共價鍵的形式結(jié)合在載體上。（4）包埋法 本方法是把酶固定于聚合物材料或膜的格子結(jié)構(gòu)中，這樣可以防止酶蛋白釋放，而允許底物分子穿透。4.生物酶工程主要包括三個方面:一是用基因工程技術(shù)大量生產(chǎn)酶（克隆酶）二是修飾酶基因產(chǎn)生遺傳修飾酶（突變酶）三是設(shè)計新酶基因，合成自然界不曾有的酶（新酶）5.在選擇有機溶劑時必須考慮下面幾個問題：1）有機溶劑與底物的相容性 2）選擇的溶劑對主反應(yīng)必須是惰性的 3）選擇有機溶劑時還考慮其他因素 如溶劑的密度、粘度、表面張力以及廢物處理與成本等。6 微生物發(fā)酵法制酶對生產(chǎn)菌的要求

37、有哪些？ 不能是致病菌 不易退化，不易感染噬菌體 產(chǎn)酶量高，而且最好產(chǎn)生胞外酶 能利用廉價的原料，發(fā)酵周期短，易培養(yǎng)7微生物發(fā)酵產(chǎn)酶法的優(yōu)點？8 簡述酶發(fā)酵生產(chǎn)原理及分離純化的基本步驟。酶的發(fā)酵生產(chǎn)就是給微生物一個最適合生長的條件，利用微生物的代謝功能，通過現(xiàn)代化技術(shù)手段生產(chǎn)出人類所需要的酶。就是人類有目的的發(fā)酵生產(chǎn)酶的過程。酶的分離提純包括三個基本環(huán)節(jié)：（1）抽提：即把酶從材料轉(zhuǎn)入溶劑中來制成酶溶液；（2）純化：即把雜質(zhì)從酶溶液中除掉或從酶溶液中把酶分離出來；（3）制劑：即將酶制成各種劑型五、論述1、 引起發(fā)酵液上升和下降的因素分別有哪些？答：上升（1）培養(yǎng)基中的碳氮比例比例失衡，氮源過多，

38、氨基氮釋放導(dǎo)致PH上升（2）存在生理堿性物質(zhì)（3）中間補料時氨水或尿素等堿性物質(zhì)加入過多。下降（1）培養(yǎng)基中的碳氮比例不當，碳源過多特別是葡萄糖過量或者中間補糖過多或溶解氧不足，致使糖等物質(zhì)氧化不完全，培養(yǎng)基中大量積累有機酸，使PH下降（2）消泡油加得過多（3）微生物生理酸性物質(zhì)的存在，使PH下降。2、 發(fā)酵工業(yè)上使用的消泡劑必須具備的條件？答：消泡劑必須是表面活性劑，具有較低的表面張力 ，具有一定的親水性，對氣-液界面的鋪展系數(shù)足夠大，能夠迅速發(fā)揮消泡活性 在水中的溶解度必須較小，以保持長久的消泡能力；無毒，不影響菌體生長和代謝；不影響氧在培養(yǎng)液中的溶解和傳遞 ；具有良好的熱穩(wěn)定性；來源方便

39、、廣泛，價格便宜。3.固定化酶與水溶行酶相比具有的有點？答：（1）極易將底物與產(chǎn)物分開（2)可以在較長時間內(nèi)進行反復(fù)分批和裝柱連續(xù)反應(yīng)（3)在大多數(shù)情況下可以提高提高酶的穩(wěn)定性（4）：酶反應(yīng)過程可以加以嚴格控制（5）：產(chǎn)物中沒有酶的殘留簡化了工業(yè)設(shè)備（6）較水溶性酶更適合于多酶反應(yīng)（7）可以增加產(chǎn)物的得率，提高產(chǎn)物質(zhì)量（8）：酶使用效率提高，成本降低。1. 微生物發(fā)酵法制酶的優(yōu)點：1）酶的品種齊全。微生物種類繁多，幾乎自然界中存在的所有酶都可以在微生物中找到 2）酶的產(chǎn)量高。微生物生長繁殖快，生活周期短，因而酶的產(chǎn)量高 3）生產(chǎn)成本低。培養(yǎng)微生物的原料大部分比較廉價 4）便于提高酶制品獲得率。

40、微生物具有較強的適應(yīng)性和應(yīng)變能力，可以通過適應(yīng)、誘變等方法培育出高產(chǎn)量的菌種第六章 發(fā)酵工程一、填空1、控制新鮮培養(yǎng)液流入速度或培養(yǎng)液流出速度成為連續(xù)培養(yǎng)的關(guān)鍵。2、發(fā)酵罐又稱生物反應(yīng)器，它在發(fā)酵過程中占據(jù)中心地位，是現(xiàn)在生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵。3、厭氧液體發(fā)酵設(shè)備是密閉厭氧發(fā)酵罐，主要應(yīng)用于酒精、丙酮-丁醇、啤酒等發(fā)酵。4.發(fā)酵培養(yǎng)基的滅菌特別是液體培養(yǎng)基的滅菌都采用 加熱滅菌法。5.好養(yǎng)液體淺層發(fā)酵的主要設(shè)備包括培養(yǎng)室，搪瓷盤，培養(yǎng)工具等。6.熱交換器用于發(fā)酵培養(yǎng)基的加熱、消毒、滅菌、冷卻并能調(diào)節(jié)發(fā)酵過程的溫度。7.發(fā)酵過程控制的參數(shù)常見的有溫度、PH、溶氧量、空氣流量等。.基因重組導(dǎo)致的后

41、果有:使宿主細胞生理發(fā)生改變、外源基因的表達與宿主細胞本身基因表達的相互影響、質(zhì)粒的復(fù)制與外源基因的表達增加了宿主細胞的負擔，使宿主菌生長速率下降。8.質(zhì)粒不穩(wěn)定性可分為結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定、分離不穩(wěn)定、競爭性不穩(wěn)定。9.對于溫度敏感型的質(zhì)粒,一般采用兩段培養(yǎng)與發(fā)酵工藝,第一階段采用較低的溫度，使細胞生長繁殖，不表達目的產(chǎn)物；;第二階段采用較高溫度進行誘導(dǎo)，使外源基因表達目的產(chǎn)物。10、發(fā)酵工程中提高代謝產(chǎn)物產(chǎn)量的重要方法有 選擇適當?shù)幕|(zhì)和控制適當?shù)臐舛取?1、補料的原則在于控制微生物的中間代謝，使之向著有利于產(chǎn)物積累的方向發(fā)展。12、檢測噬菌體的常用方法電子顯微鏡觀察、雙層瓊脂平皿培養(yǎng)檢測。13、發(fā)

42、酵過程中污染雜菌和噬菌體的原因種子污染、滅菌不徹底、空氣帶菌、設(shè)備滲漏、操作不合理管理不善。14、發(fā)酵初期，溶解氧溶度明顯、發(fā)酵中后期下降，溶解氧溶度逐漸上升。15、發(fā)酵過程中溶解氧的監(jiān)測方法有化學(xué)法，壓力法，極譜法，覆膜氧電極法。16、影響重組大腸桿菌高密度培養(yǎng)與發(fā)酵過程中形成并積累乙酸的因素等,宿主菌、比生長速率、培養(yǎng)基配比及種類、培養(yǎng)溫度。其中宿主菌的影響最大。17 現(xiàn)代發(fā)酵工程研究的內(nèi)容可分為上游工程、下游工程和輔助工程3部分。18發(fā)酵過程中消除泡沫的主要措施有化學(xué)消泡法、機械消泡法和物理消泡法。二、名詞解釋1、連續(xù)式發(fā)酵法：又稱連續(xù)式培養(yǎng)法，指在分批式液體深層培養(yǎng)至微生物對數(shù)后期時，

43、以一定的流速向發(fā)酵罐中連續(xù)添加滅菌的新鮮液體培養(yǎng)基，同時以相同的流速自發(fā)酵罐中排出發(fā)酵液的發(fā)酵方法。2、發(fā)酵工程:利用生物細胞（或酶）的某種特性，通過現(xiàn)代化工程技術(shù)手段進行工業(yè)規(guī)?；a(chǎn)的技術(shù)。3、現(xiàn)代生物技術(shù)：以DNA重組技術(shù)為主要手段，依靠清潔經(jīng)濟的生物反應(yīng)器，利用可再生資源加工人類所需產(chǎn)品的可持續(xù)發(fā)展技術(shù)。三 判斷1. 發(fā)酵過程中，最適合細胞生長的溫度一定也最適合于發(fā)酵產(chǎn)物的生成。（×）2. 發(fā)酵培養(yǎng)基中的碳氮比例不當，碳源過多，特別是葡萄糖過量或者中間補糖過多或溶解氧不足，會使pH上升。（×）四、簡答1.現(xiàn)代好氧固體淺層發(fā)酵設(shè)備的優(yōu)缺點是什么？答：優(yōu)點：料層薄，發(fā)酵

44、過程通入調(diào)溫調(diào)濕的空氣，溫、濕度易控制，不易污染雜菌。 缺點：占用面積大。2.從現(xiàn)代生物技術(shù)發(fā)展趨勢以及現(xiàn)代發(fā)酵工程與現(xiàn)代生物技術(shù)的關(guān)系來分析，現(xiàn)代發(fā)酵工程的發(fā)展趨勢主要集中在哪幾個方面。答：（1）利用基因工程技術(shù)，人工選育和改良發(fā)酵菌種(2)結(jié)合細胞工程技術(shù)，采用發(fā)酵工程技術(shù)進行動植物細胞培養(yǎng)（3)應(yīng)用酶工程技術(shù)，將固定化（酶或細胞）技術(shù)廣泛應(yīng)用于發(fā)酵工業(yè)(4）重視生化工程技術(shù)在釀造與發(fā)酵工業(yè)中的應(yīng)用（5）發(fā)酵法生產(chǎn)單細胞蛋白（6）加強代謝調(diào)控研究，發(fā)酵生產(chǎn)更多代謝產(chǎn)品3.罐內(nèi)安裝擋板的作用是什么？答：阻止因液體的水平流動而在液面中心產(chǎn)生的漩渦，是液體上下翻騰，增加氧的溶解，提高攪拌效率。4.簡述補料的定義答;補料是指發(fā)酵過程中補充某些維持微生物的生長和代謝產(chǎn)物積累所需要的營養(yǎng)物質(zhì)，補料的物質(zhì)大致上可以分為補充生產(chǎn)菌體所需的碳源、氮源、微量元素和無機鹽以及誘導(dǎo)底物等。 四、判斷題1、干啤酒與普通啤酒相比，具有發(fā)酵度高，殘?zhí)堑停瑹崃扛?，干爽及飲后無余味等特點(×）2、啤酒生產(chǎn)主要原料麥芽中