食品生物技術(shù)-LR

食品生物技術(shù)-LR食品生物技術(shù)1、名詞解釋1.基因工程：也就是DNA重組技術(shù)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(jìn)行剪切、拼接、重組，形成重組體，然后再把重組體引入宿主細(xì)胞中得以高效表達(dá)，最終獲得人們所需要的基因產(chǎn)物。2.限制性內(nèi)切酶：是一類能識(shí)別雙鏈DNA中特殊核苷酸序列，并在合適的反應(yīng)條件下使每條鏈一定位點(diǎn)上的磷酸二酯鍵斷開，產(chǎn)生具有3‘-OH基團(tuán)和5’-P基團(tuán)的DNA片段的內(nèi)切脫氧核糖核酸酶。3.DNA連接酶：能將兩段DNA拼接起來的酶稱為DNA連接酶。4.DNA聚合酶：具有催化DNA體外合成反應(yīng)作用的酶稱為DNA聚合酶。5.拷貝數(shù)：生長(zhǎng)在標(biāo)準(zhǔn)的培養(yǎng)基條件下，每個(gè)細(xì)菌細(xì)胞中所含有的質(zhì)粒DNA分子的數(shù)目。6.基因重組：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，并將二者連接起來的過程。7.感受態(tài)細(xì)胞:能夠吸收游離DNA片段的細(xì)菌細(xì)胞稱為感受態(tài)細(xì)胞。8.功能食品:是指具有與生物防御、生物節(jié)律調(diào)整、防止疾病、恢復(fù)健康等有關(guān)的功能因素,經(jīng)設(shè)計(jì)加工,對(duì)生物體有明顯調(diào)整功能的食品。9.細(xì)胞全能性：一個(gè)與合子具有相同遺傳內(nèi)容的體細(xì)胞具有產(chǎn)生完整生物個(gè)體的潛在能力稱為細(xì)胞全能性。10.細(xì)胞融合：是指不同的細(xì)胞在離體條件下接觸，用無性的方法使其成為一體而產(chǎn)生雜種細(xì)胞的技術(shù)。11.操縱子：是指原核生物DNA上基因的一種組織形式，包括功能上相關(guān)的幾個(gè)蛋白基因和一個(gè)共同的調(diào)控區(qū)域。它們是調(diào)節(jié)基因（R）、啟動(dòng)基因（P）、操縱基因（O）和結(jié)構(gòu)基因（S）。12.固定化酶：是指在一定空間內(nèi)呈閉鎖狀態(tài)存在的酶，能連續(xù)地進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)后的酶可以回收重復(fù)使用。13.菌種復(fù)壯：指菌種的生產(chǎn)形狀尚未衰退以前，經(jīng)常有意識(shí)地進(jìn)行純種分離和生產(chǎn)形狀的測(cè)定，菌種的性能逐步提高。14.萃?。豪梦镔|(zhì)在互不相溶的兩相之間溶解度的不同而使物質(zhì)得到純化或濃縮的方法。15.反萃?。赫{(diào)節(jié)水相條件，將目標(biāo)產(chǎn)物從萃取相轉(zhuǎn)入水相的萃取操作16.細(xì)胞系：指起始于第一次傳代時(shí)的初始培養(yǎng)物，它由初始培養(yǎng)中的許多細(xì)胞系列所組成。17.原代細(xì)胞：是指從機(jī)體取出后初次培養(yǎng)的細(xì)胞，也有人把培養(yǎng)的第一代細(xì)胞與傳10代以內(nèi)的細(xì)胞統(tǒng)稱為原代細(xì)胞。18.發(fā)酵動(dòng)力學(xué)：以化學(xué)熱力學(xué)和化學(xué)動(dòng)力學(xué)為基礎(chǔ)，研究發(fā)酵過程中細(xì)胞生長(zhǎng)、基質(zhì)消亡、產(chǎn)物生成的動(dòng)態(tài)平衡及其內(nèi)在規(guī)律。發(fā)酵動(dòng)力學(xué)研究?jī)?nèi)容：細(xì)胞生長(zhǎng)和死亡動(dòng)力學(xué)，基質(zhì)消耗動(dòng)力學(xué)，氧消耗動(dòng)力學(xué)，產(chǎn)物合成和降解動(dòng)力學(xué)，二氧化碳生成和代謝熱生成動(dòng)力學(xué)。二、填空1.DNA提取步驟：材料的準(zhǔn)備、裂解細(xì)胞、分離和純化DNA。2.天然DNA的分類與存在形式：染色體DNA、質(zhì)粒DNA、病毒和噬菌體DNA、線粒體和葉綠體DNA。3.DNA提取的方法主要有：CTAB法和SDS法。4.多數(shù)限制酶的識(shí)別序列由6個(gè)核苷酸對(duì)組成。5.凝膠電泳顯色利用熒光染料：溴化乙錠（EtBr）。6.限制性內(nèi)切酶識(shí)別序列的共同規(guī)律：呈回文結(jié)構(gòu)7.目前常用的DNA連接酶有：大腸桿菌DNA連接酶和T4連接酶。8.常用的DNA聚合酶：大腸桿菌DNA聚合酶、T4DNA聚合酶、T7DNA聚合酶、耐熱DNA聚合酶和反轉(zhuǎn)錄酶等。9.體外培養(yǎng)的動(dòng)物細(xì)胞可分為：原代細(xì)胞和傳代細(xì)胞。10.細(xì)胞融合的方法：生物學(xué)法、化學(xué)融合劑法、電融合法。11.根據(jù)研究和解決問題的手段不同，酶工程可分為：化學(xué)酶工程和生物酶工程。12.基因?qū)γ干锖铣傻恼{(diào)節(jié)控制有三種模式：即分解代謝物阻遏作用、酶合成的誘導(dǎo)作用以及酶合成的反饋?zhàn)瓒糇饔谩?3.固定化方法大致可分為四類，即吸附法、共價(jià)結(jié)合法、交聯(lián)法和包埋法。14.習(xí)慣上將發(fā)酵過程釋放的凈熱量稱為發(fā)酵熱，分為：生物熱、攪拌熱、蒸發(fā)熱、輻射熱。15.下游工程的基本路線：預(yù)處理、固液分離、初步純化、精細(xì)純化、成品加工。16.，常用的細(xì)胞破碎方法可以分為兩類：機(jī)械類包括高速珠磨破碎法、高壓勻漿破碎法、超聲波破碎法等，非機(jī)械類包括化學(xué)滲透法，酶溶破碎法等。17.在液液萃取中，根據(jù)萃取劑的種類和形式的不同又分為：有機(jī)溶劑萃?。ê?jiǎn)稱溶劑萃?。?、雙水相萃取和反膠團(tuán)萃取等。18.溶劑萃取的關(guān)鍵是萃取溶劑的選擇，而選擇的依據(jù)是“相似相溶”的原則。即分子結(jié)構(gòu)相似和分子間相互作用力相似。19.常用的交聯(lián)劑：戊二醛20.動(dòng)物細(xì)胞的培養(yǎng)方法：懸浮培養(yǎng)、貼壁培養(yǎng)、固定化培養(yǎng)3、大題1.DNA重組實(shí)驗(yàn)通常包括幾個(gè)步驟①提取供體生物的目的基因（或稱外源基因），通過限制性內(nèi)切酶、DNA聚合酶連接到另一個(gè)載體的DNA分子上（克?。?，形成一個(gè)新的重組DNA分子；②將這個(gè)重組DNA分子轉(zhuǎn)入受體細(xì)胞并在受體細(xì)胞中復(fù)制和保存，這個(gè)過程稱為轉(zhuǎn)化；③對(duì)那些吸收了重組DNA的受體細(xì)胞進(jìn)行篩選和鑒定；④對(duì)含有重組DNA的細(xì)胞進(jìn)行大量培養(yǎng)，檢測(cè)外源基因是否表達(dá)。2.基因工程的理論基礎(chǔ)①不同基因具有相同的物質(zhì)基礎(chǔ):具有遺傳功能的特定核苷酸序列的DNA片段；②基因是可切割的：大多數(shù)基因彼此之間存在著間隔序列；③基因是可以轉(zhuǎn)移的：基因可在不同生物之間轉(zhuǎn)移，或在染色體DNA上移動(dòng)；④多肽與基因之間存在對(duì)應(yīng)關(guān)系：普遍認(rèn)為，一種多肽就有一種相應(yīng)的基因；⑤遺傳密碼是通用的：一系列三聯(lián)密碼子同氨基酸之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，在所有生物中都是相同的；⑥基因可通過復(fù)制把遺傳信息傳遞給下一代：經(jīng)重組的基因一般來說是能傳代的。3.基因工程操作分為四個(gè)步驟①在供體細(xì)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(yùn)載體；②把獲得的目的基因與制備好的運(yùn)載體用DNA連接酶連接組成重組體；③把重組體引入宿主細(xì)胞；④篩選、鑒定出含有外源目的基因的菌體或個(gè)體。4.DNA的提取基本步驟①材料的準(zhǔn)備一般來說，DNA提取要選用DNA含量豐富、雜質(zhì)含量少的材料或組織。（大腸桿菌，植物，動(dòng)物肝臟）②裂解細(xì)胞細(xì)胞裂解的好壞直接關(guān)系到能否提取到DNA以及DNA得率高低和質(zhì)量。（原核生物，真核生物組織）③分離和純化DNA細(xì)胞裂解后，需要將DNA和其他物質(zhì)分離開來，并且純化所需要的DNA分子。5.理想的基因工程載體應(yīng)具備的特征①能在宿主細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行獨(dú)立和穩(wěn)定的DNA自我復(fù)制。在外源DNA插入其DNA之后，仍能保持穩(wěn)定的復(fù)制狀態(tài)和遺傳特性。②易于從宿主細(xì)胞中分離，并進(jìn)行純化③在其DNA序列中有適當(dāng)?shù)南拗菩詢?nèi)切酶單一酶切位點(diǎn)。這些位點(diǎn)位于DNA復(fù)制的非必需區(qū)內(nèi)，可以在這些位點(diǎn)上插入外源DNA，但不影響載體自身DNA的復(fù)制④)具有能夠直接觀察的表型特征（有報(bào)告基因），在插入外源DNA后，這些特殊可以作為重組DNA的標(biāo)志。6.PCR反應(yīng)分三步完成①第一步——變性，90℃高溫下，使混合物的DNA片斷因變性而成單鏈。②第二步——退火，50℃溫度下，引物DNA結(jié)合在適于配對(duì)的DNA片斷上。③第三步——延伸，70℃溫度下，由合成酶（DNA高溫聚合酶）催化，從引物開始合成目的基因DNA。7.一個(gè)完整的PCR的反應(yīng)體系應(yīng)具備以下條件：①要有與被分離目的DNA雙鏈兩端序列相互補(bǔ)的DNA引物（約20個(gè)堿基）。②具有熱穩(wěn)定性的酶；③dNTP；④作為模版的目的DNA序列；⑤反應(yīng)緩沖液。8.構(gòu)建一種質(zhì)粒載體，對(duì)質(zhì)粒通常有以下幾方面的要求：①質(zhì)粒載體的相對(duì)分子質(zhì)量應(yīng)盡可能小；（為什么？）質(zhì)粒轉(zhuǎn)化受體細(xì)胞同質(zhì)粒DNA分子大小相關(guān)，小分子質(zhì)粒的轉(zhuǎn)化率較高。另一方面，低分子質(zhì)量的質(zhì)粒往往含有較高的拷貝數(shù)，這有利于質(zhì)粒DNA的制備。②應(yīng)該有用來克隆外源DNA的單一的限制性內(nèi)切酶識(shí)別位點(diǎn)；③應(yīng)該有一個(gè)或多個(gè)選擇標(biāo)記基因；④具有復(fù)制起點(diǎn)。9.一個(gè)成功的懸浮細(xì)胞培養(yǎng)體系必須滿足的基本條件①是懸浮培養(yǎng)物分散性良好，細(xì)胞團(tuán)較小；②是均一性好，細(xì)胞形狀和細(xì)胞團(tuán)大小大致相同，懸浮系外觀為大小均一的小顆粒，在倒置顯微鏡下觀察為體積和形狀大致相同的細(xì)胞團(tuán)；③是生長(zhǎng)迅速，懸浮細(xì)胞的量一般2-3天甚至更短時(shí)間便可增加一倍。10.在建立懸浮細(xì)胞系時(shí)需注意以下事項(xiàng)：①選擇合適的外植體；②誘導(dǎo)疏松易碎的愈傷組織；③選擇合適的培養(yǎng)基和培養(yǎng)條件；④培養(yǎng)液的滅菌：一般采用高溫高壓滅菌，但過濾滅菌的培養(yǎng)基更適合懸浮細(xì)胞的生長(zhǎng)。⑤懸浮培養(yǎng)：開始進(jìn)行懸浮培養(yǎng)時(shí)，取疏松易碎的愈傷組織放入盛有液體培養(yǎng)基的三角瓶中，在搖床上黑暗或弱光培養(yǎng)。⑥懸浮細(xì)胞的繼代與選擇：培養(yǎng)過程中需棄去大塊細(xì)胞團(tuán)或愈傷組織塊，保留小細(xì)胞團(tuán)，直到得到均一的懸浮系為止。11植物原生質(zhì)體的制備①取材與除菌：取活躍生長(zhǎng)的器官和組織較臟的外植體要肥皂水清洗再以清水洗2-3次，再浸入70%酒精消毒，用3%次氯酸鈉處理。最后用無菌水漂洗數(shù)次，并用無菌濾紙吸干。②酶解：為除去植物細(xì)胞的細(xì)胞壁，需經(jīng)酶解。反應(yīng)液轉(zhuǎn)綠是酶解成功的一項(xiàng)重要指標(biāo)，說明已有不少原生質(zhì)體游離在反應(yīng)液中。③分離：在反應(yīng)液中除了大量的原生質(zhì)體外，還有一些殘留的組織塊和破碎的細(xì)胞。為取得高純度的原生質(zhì)體需進(jìn)行原生質(zhì)體的分離。可采用過濾法、低速離心法或比重漂浮法。④洗滌：剛分離得到的原生質(zhì)體往往還含有酶及其他不利于原生質(zhì)體培養(yǎng)、再生的試劑，需用新的原生質(zhì)體培養(yǎng)液離心洗滌2-4次。⑤鑒定：確認(rèn)是否已獲得原生質(zhì)體。比如放入低滲溶液中，很容易脹破的就是原生質(zhì)體，也可用熒光增白劑染色后在紫外顯微鏡下觀察。12.微生物發(fā)酵生產(chǎn)法的優(yōu)點(diǎn)①酶的品種齊全；②酶的產(chǎn)量高；③生產(chǎn)成本低；④便于提高酶制品的獲得率。13.作為酶制劑的生產(chǎn)菌必須考慮以下要求：①安全可靠；不能是致病菌；②不易退化，不易感染噬菌體；③產(chǎn)酶量高，而且最好產(chǎn)生胞外酶，以利于酶產(chǎn)品的分離純化；④能利用廉價(jià)的原料，發(fā)酵周期短，易培養(yǎng)。14.發(fā)酵方法與發(fā)酵條件（1）酶的發(fā)酵生產(chǎn)根據(jù)細(xì)胞培養(yǎng)方式的不同，可分為固體培養(yǎng)發(fā)酵、液體培養(yǎng)發(fā)酵。①固體發(fā)酵法：以麩皮、米糠為基本原料，加無機(jī)鹽和適量水分進(jìn)行一種微生物培養(yǎng)。優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便。缺點(diǎn)是缺點(diǎn)是勞動(dòng)強(qiáng)度較大，原料利用率較低，生產(chǎn)周期較長(zhǎng)。②液體發(fā)酵法：利用合成的液體培養(yǎng)基在發(fā)酵灌內(nèi)進(jìn)行攪拌通氣培養(yǎng)，是目前酶發(fā)酵生產(chǎn)的主要方式。液體發(fā)酵又可以分為間歇發(fā)酵和連續(xù)發(fā)酵。（2）發(fā)酵條件的控制：①培養(yǎng)基的組成；②通風(fēng)量、培養(yǎng)溫度一般來說低于生長(zhǎng)溫度下產(chǎn)酶量高；③酸堿度；④掌握適宜酶的回收期時(shí)間15.酶的分離純化和應(yīng)該注意的問題（1）酶的分離提純包括三個(gè)基本環(huán)節(jié)①抽提，即把酶從原材料轉(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。（2）酶的分離純化工業(yè)中應(yīng)注意的問題：①根據(jù)酶本身的特征，在分離純化過程中還必須要注意防止酶變性失活。除少數(shù)情況下，所有操作必須在低溫下進(jìn)行；大多數(shù)酶在pH<4或pH>10條件下不穩(wěn)定，故不能過酸過堿；動(dòng)作要盡量輕柔，防止泡沫的形成；由于重金屬能引起酶失活、有機(jī)溶液能使酶變性、微生物污染和蛋白酶能使酶分解，故必須予以防止。②在不破壞酶的條件下可以使用各種“激烈”的手段③工作過程中，從原材料開始每步都必須檢測(cè)酶活性16.固定化對(duì)酶穩(wěn)定性的影響①熱穩(wěn)定性增加，保藏穩(wěn)定性增加；②在蛋白質(zhì)變性劑中的穩(wěn)定性增加；③固定化減輕蛋白酶的破壞作用；④半衰期延長(zhǎng)。17.酶?jìng)鞲衅鞯慕Y(jié)構(gòu)、工作原理，制備及性能（1）酶?jìng)鞲衅鹘Y(jié)構(gòu)：是以固定化酶作為感受器，以基礎(chǔ)電極作為換能器的生物傳感器。分類：可分為電極密接型和液流系統(tǒng)型.（2）工作原理：是以固定化酶作為感受器，以基礎(chǔ)電極作為換能器的生物傳感器。把酶電極插入待測(cè)溶液中，此時(shí)固定化酶專一地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)（生化信號(hào)），產(chǎn)生的信息繼而被相應(yīng)的換能器轉(zhuǎn)變成可定量和可處理的電信號(hào)，再經(jīng)二次儀表放大并輸出，便可知道待測(cè)物濃度。（3）制備酶?jìng)鞲衅鞯囊话悴襟E①選擇酶，選擇能專一催化目的物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的酶②酶與固相載體結(jié)合成固定化酶；③選擇基礎(chǔ)電極（4）酶?jìng)鞲衅鞯男阅堍俜€(wěn)定性，酶電極的穩(wěn)定性可以用時(shí)間和使用次數(shù)來表示；②響應(yīng)特性，從酶電極插入被測(cè)試樣品到獲得穩(wěn)定測(cè)定值的點(diǎn)型號(hào)所需要的時(shí)間，稱為響應(yīng)時(shí)間；③恢復(fù)時(shí)間；④測(cè)量范圍；⑤測(cè)定中的干擾18.溫度對(duì)發(fā)酵的影響①溫度對(duì)微生物生長(zhǎng)的影響；②溫度對(duì)產(chǎn)物合成的影響；③溫度對(duì)培養(yǎng)液物理性質(zhì)的影響溫度通過影響氧在培養(yǎng)液中的溶解度、氧傳遞速度等因素，進(jìn)而影響到微生物細(xì)胞的生長(zhǎng)19.引起發(fā)酵液PH上升和下降的因素（1）上升：①培養(yǎng)基中的碳氮比例失衡，氮源過多，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(bǔ)料時(shí)，氨水或尿素等堿性物質(zhì)加入過多。（2）下降：①培養(yǎng)基中的碳氮比例不當(dāng)，碳源過多；②消泡油加的過多；③微生物生理酸性物質(zhì)的存在，pH下降。20.發(fā)酵過程中污染雜菌和噬菌體的原因以及處理方法原因：①種子污染（斜面、砂土管、安培瓶）；②滅菌不徹底；③空氣帶菌；④設(shè)備滲漏⑤操作不合理、管理不善。處理方法：①種子罐染菌：立即用高壓蒸汽滅菌后排放掉。②發(fā)酵罐染菌：一是加入適量的殺菌劑。例如：抗生素；二是降低培養(yǎng)溫度或控制補(bǔ)料量來控制雜菌的生長(zhǎng)速度，或者提前放罐③噬菌體的處理：發(fā)酵早期感染加熱至60℃，中后期感染，殺菌后廢棄或者提前放罐。21.發(fā)酵液的預(yù)處理（1）加熱升溫法升高溫度可以有效降低液體黏度，提高過濾效率。注意事項(xiàng)：①加熱溫度和時(shí)間必須控制在不影響目的產(chǎn)物活性的范圍內(nèi)。②防止加熱導(dǎo)致的細(xì)胞溶解，胞內(nèi)物質(zhì)外溢，增加發(fā)酵液的復(fù)雜性和隨后的產(chǎn)物分離純化。（2）凝聚與絮凝原理：有效地改變菌體細(xì)胞和蛋白質(zhì)等膠體粒子的分散狀態(tài)，使其凝聚成較大的顆粒，便于過濾。適用于菌體細(xì)小且黏度大的發(fā)酵液的預(yù)處理。①凝聚：在中性鹽的作用下，由于膠體粒子之間雙電子層排斥電位的降低，而使膠體體系不穩(wěn)定出現(xiàn)聚集的現(xiàn)象。（試劑：硫酸鋁，氯化鋁，碳酸鎂等）②絮凝：是指在某些高分子絮凝劑存在的情況下，基于架橋作用，使膠粒形成絮凝團(tuán)的過程。（試劑：聚丙烯酸，聚丙烯酰胺，海藻酸鈉等）（3）調(diào)節(jié)發(fā)酵液pH對(duì)于氨基酸、蛋白質(zhì)等兩性物質(zhì)，在等電點(diǎn)下，溶解度最小，因此可利用此特性分離或除去兩性物質(zhì)。由于大多數(shù)蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)都在酸性范圍內(nèi)（pH4.0-5.5），利用酸性試劑來調(diào)節(jié)發(fā)酵液pH使之達(dá)到等電點(diǎn)，可除去蛋白質(zhì)等兩性物質(zhì)。22.超臨界二氧化碳流體萃取（1）基本原理：①較低溫度下