生物技术概论第二版答案Word下载.docx

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1953年历Watson和Crick提出了DNA的双螺旋结构模型，阐明了DNA的半保留复制模式，从而开辟了分子生物学研究的新纪元。

现代牛物技术足从传统牛物技术发展而来的。

5、生物技术的应用包括哪些领域。

生物技术被世界各国观为一项高新技术，它广泛应用于医药卫生、农林牧渔、轻工、食品、化工和能源等领域，促进传统产业的技术改造和新兴产业的形成。

第二章

1、微生物发酵产物有哪几种类型?

答：

目前巳知具有生产价值的发酵类型有以下五种：

微生物菌体发酵、微生物代谢产物发酵、微生物酶发酵、微生物的转化发酵、生物工程细胞的发酵。

2、发酵培养基由哪些成分组成?

碳源，氮源，无机盐和微量元素，生长因子，水，产物形成诱导物、前体和促进剂。

3、比较分批发酵、连续发酪和补料分批发酵的优缺点。

分批培养系统属于封闭系统，只能在—段有限的时间内维持微生物的增殖，微生物处在限制性的条件下生长，表现出典型的生长周期。

培养基在接种后，在—段时间内细胞浓度的增加常不明显，达—“阶段为延滞期，是细胞在新的培养环境中表现出来的一个适应阶段。

接着是一个短暂的加速期，细胞开始大量繁殖，很快到达指数生长期r在指数生长期，由于培养基中的营养物质比较充足，有害代谢物很少，所以细胞的生长不受限制，细胞浓度随培养时间呈指数增长，也称对数生长期。

随着细胞的大量繁殖，培养基中的营养物质迅速消耗，加上有害代谢物的积累，细胞的土长速率逐渐下降，进入减速朗。

因营养物质耗尽或有害物质的大量积累，使细胞浓度不内增大，这一阶段为静止期或稳定期。

在静止期，细胞的浓度达到最大值。

最后出于环境恶化，细胞开始死亡，活细胞浓度不断F降，这一阶段为哀广朗，大多数分批发酵4j到达衰亡期前就结束了*迄今为止，分批发酵仍足常用的发醉方法，广泛用于多种发酵过程。

与分批发醉相比，连续发醉具有以下优点：

1、可以维持稳定的操作条件，合利于微生物的生长代谢，从而使产率和产品质量也相应保持稳定；

2、能够更有效地实现机械化利自动化，降低劳动强度，减少操作人员与病原微生物和毒性产物接触的机会；

3、减少设备清洗、准备和灭菌等非生产占用时间，提高设备利用率，节省劳动力和工时；

4、由于火菌次数减少，使测量仪器探头的寿命得以延长；

5、容易对过程进行优化，有效地提尚发酵产率。

当然．它也存在一些缺点：

1、由于是开放系统．加上发酵周期长，雍已、容易造成杂菌污染；

②在长周期连续发酵中，微生物容易发生变异；

⑦对设备、仪器及控制元器件的技术要求较高；

①粘性丝状茵菌体容易附着在器壁上生长和在发酵液内结团，给连续发酵操作带来困难。

补料分批发酵作为分批发酵向连续发酵的过渡，兼有两者之优点，而且克服了两者之缺点。

同传统的分批发酵相比，补料分批发酵的优越性是明显的。

首先，它可以解除营养物基质的抑制、产物反馈抑制和葡萄糖分解阻遏效应（葡萄糖效应——葡萄糖被快速分解代谢所积累的产物在抑制所需产物合成的同时，也抑制其他一些碳源、氮源的分解利用）。

其次，对于好氧发酵，它可以避免在分批发酵中因一次性投入糖过多造成细胞大量生长，耗氧过多，以至通风搅拌设备不能匹配的状况。

第三，它还可以在某些情况下减少茵体生成量，提高有用产物的转化率：

在真菌培养中，菌丝的减少可以降低发酵液的黏度，便于物料输送及后处理。

与连续发酵相比，它不会产生菌种老化和变异问题，其适用范围也比连续发酵广。

4、下游处理过程分为哪几个步骤?

相应的分离方法有哪些?

下游加工过程由许多化工单元操作组成，通常可分为发酵液预处理和固液分离、提取、精制以及成品加上四个阶段。

固液分离（过滤、离心、两水相萃取），提取（吸附法、萃取法、沉淀法、超滤法），精制（沉淀法、超滤法）。

5、简述青酶素的生产工艺。

（1）种子制备。

在培养基中加人比较丰富的容易代谢的碳源（如葡萄糖或蔗糖）、氮源（如玉米浆）、缓冲PH的碳酸钙以及生长所必需的无机盐，并保持最适生长温度（25—2612）和充分通气、搅拌。

在最适生长条件下，到达对数生长期时茵体量的倍增时间约为6—7h。

在工业生产中，种子制备的培养条件及原材料质量均应严格控制以保持种子质量的稳定性。

（2）发酵培养。

发酵过程中PH一般控制在6．4~6．6，发酵温度前期为25~26℃，后期为23℃，以减少后期发酵液中青霉素的降解破坏。

此外，还要求发酵液中溶氧量不低于饱和溶解氧的30％。

（3）发酵屑处匙。

1、过滤：

采用鼓式真空过滤器，过滤前加去乳化剂并降温。

2、提炼；

用溶媒萃取法。

3、脱色；

在二次BA萃取液中加活性炭脱色，过滤。

4、结晶：

用丁醇共沸结晶法。

第三章

1、基因工程研究的理论依据是什么?

基因工程研究的理论依据是：

（1）不问基因具有相向的物质基础地球上的一切生物，从细菌到高等动物和植物，直至人类，它们的基因部是一个具有遗传功能的特定核苷酸序列的DNA片段。

而所有生物的DNA的组成和基本结构都是一样的。

因此，不同生物的基因（DNA片段）原则上是可以重组互换的。

虽然某些病毒的基因定位在RNA上，但是这些病毒的RNA仍可以通过反转录产生cDNA（complementaryDNA．互补DNA）．并不影响不同基因的重组或互换。

（2）基因是可切割的基因直线排列在DNA分子上。

除少数基因重叠排列外，大多数基因被此之间存在着间隔序列。

因此，作为DNA分子上一个特定核苷酸序列的苏因，允许从DNA分子L一个一个完整地切割下来。

即使是重叠排列的基因，也可以把其中需要的基因切割下来，但是破坏了其他的基因。

（3）基因是可以转移的基因不仅是可以切割下来的，而且发现携带基因的DNA分子可以在不同生物体之间转移，或者在生物体内的染色体DNA上移动，甚至可以在不向染色体间进行跳跃，插入到靶DNA分子之中。

由此表明基因是可以转移的，而且是可以重组的。

（4）多肽与基因之间存在对应关系普遍认为，一种多肽就有一种相对应的基因。

因此，基因的转移或重组最终可以根据其表达产物——多肤的性质来考察；

（5）遗传密码是通用的一系列三联密码子（除极少数几个以外）同氨基酸之间的对应关系，在所有生物中都是相同的。

也就是说遗传密码是通用的，重组的DNA分子，不管导入什么样的生物细胞中，只要具备转录翻译的条件，均能转录翻译出同样的氨基酸。

即使人工合成的DNA分子（基因）向样可以转录翻译出相比的氨基酸。

（6）基因可以通过复制把遗传信息传递给下一代经重组的基因一般来说是能传代的，可以获得相对稳定的转基因生物。

2、简述基内工程研究的基本技术路线。

3、简述限制件内切核酸随和DNA连接曲的作用机制。

限制件内切核酸酶是一类能识别双链DKA中特殊核苷酸序列，并在合适的反应条件下使每条链—定位点上的磷酸二酯键断开，产生具有3’—oH菇团和5’—P基团的DNA片段的内切脱氧核糖核酸酶。

DNA在限制性内切核酸酶的作用下．使多聚核苷酸链上磷酸二脂键断开的位置被称为酶切位点，可用↓表示。

限制性内切核酸酶在DNA上的酶切位点一般是在识别序列内部。

DNA片段之间的连接

（1）具互补黏性末端片段之间的连接连接反应可用E.codiDNA连接酶,也可用T4DNA连接酶。

待连接的两个DNA片段的末端如果是用同一种限制性内切核酸酶酶切的，连接后仍保留原限制件内切核酸酶的识别序列。

如果是用两种同尾酶酶切的，虽然产生相同的互补黏性末端，可以有效地进行连接，但是获得的重组DNA分子往往消失了原来用于酶切的那两种限制性内切核酸酶的识别序列。

（2）义平术端DNA片段之间的连接连接反应必须用T4DNA连接酶。

只要两个1）NA片段的末端是平末端的，不管是用什么限制性内切核酸酶酶切后产生的，还是用其他方法产；

生的，都同样uJ以进行连接。

如果用两种不向限制性内切核酸酶酶切后产生的平末端州A片段之间进行连接，连接后的DNA分子失去了那两种限制件内切核酸酶的识别序列。

如果两个洲A片段的末端是用同一种限制件内切核酸酶酶切后产生的，连接后的DNA分子仍保留那种酶的识别序列，有的还出现为一种新的限制性内切核酸酶识别序列。

4、在什么情况下最好使用质粒裁体或γ噬菌体载体或cosmid载体。

根据k噬菌体允许包装的DNA大小范围，凡是大于51．5kb或小于36．4kb

的重组DNA不能被包装成噬菌体颗粒．在体外包装过程中自然被淘汰。

这本身

就是一种根据重组ADNA分子大小进行选择的方法。

但是这种选择方法有比较大

的局限性，不能区别野生型A噬菌体与包装丁重组kDNA分子的k噬茵体，所以一

般在ADNA的非必需区内组人选择标记基因。

当插入外源DNA片段后总长大于36．4kb，小于515kb，这样的重组DNA分子就能进行有效包装和转导受体刻脑。

根据这一性质构建Cosmid载体。

质粒部分含有大肠杆菌内源质粒复制起始位点、克隆位点和选择标记基因等基本构件，可以像质粒载体一样承载外源DNA片段，转化大肠杆菌受体细脑，并在其中白行复制和增殖*kDNA部分允许重组ADNA分子进行有效包装和转导受体细胞。

但是由于Cosmid载体不含A噬菌体溶菌生长途径和溶源生长途径，所以不会产生子代噬菌体。

Cosmid载体一般在10kb以F，因此能承载比较大的外源DNA片段。

如果Cosmid载体的大小为6．5kb，按A噬菌体允许包装的量计算，能承载的外源DNA片段最大可达45比（即51．5kb—6．5比），最小的也有299kb（即364kb—6．5Lh），所以用这样的Cosmid载体能克隆40kb左人的外源DNA片段。

由于用Cosmid载体可以克降大片段的外源DNA片段，所以被广泛地用于构建基因组文库。

5、阐述人工染色体作为载体的特点。

人工染色体载体实际上是一种“穿梭”载体，含有质粒载体所必备的第一受体（大肠杆菌）内源质粒复制起始位点，还含有第二受体（如酵母菌）染色体DNA着丝点、端粒和复制起始位点的序列．以及合适的选择标记基因。

这样的载体与目的DNA片段重组后，在第一受体细胞内按质收复制形式进行尚拷贝复制，再转入第二受体细胞，技染色体DNA复制的形式进行复制和传递。

筛选第一受体的转化子，一般采用抗菌素抗件选择标记；

而筛选第二受林的转化子，常用与受体互补的营养缺陷型。

与其他的克降载体相比，人工染色体载体的特点是能容纳长达1000kb甚至3000kb的外源DNA片段，主要用于构建基因组文库，也可用于基因治疗和基因功能鉴定。

6、简述染色体定位整合克隆载体的应用价值。

采州上述质料载体或病毒（噬菌休）载体，进入受体细胞的外源DNA分子．或者游离在细胞质中，作为染包体外遗传物质自行复制；

或者随机插入染色体DNA、随染色体DNA的复制而复制。

前片虽然能多拷贝复制，但是容易丢失，导致转基因生物的不稳定件；

后各虽然能稳定维持，但是内于插入的位点的不确定性，可能对受体细胞基因组的自稳系统产生干扰，进而导致出现有害的突变，给选育转基因生物带来不可知性和难度。

而基因定位整合平台系统可克服这两者的负面效应。

基因整合平台系统包括整合平台和定位整合载体内部分。

第四章

1~答:

在无毒无菌的情况下,将植物体内的一部分组织或器官从植物体上分离下来,在适宜的条件下培养,经过一段时间的生长和分化，最后成长为一个完整的植株。

2~答:

通入氧气，以一定速度添加新的培养液，并以同样速度放出旧的培养液，同时予以搅拌，使细胞与氧气和营养物质充分接触，处于对数生长状态，这时产生的次生代谢产物量多。

3~答:

由于单倍体纯种,不受显性等位基因的掩盖与遮蔽效应影响,人们易于从中挑选具有可用性状的隐性突变体,而且能加倍获得正常二倍体植株,所以还有不少科学家热衷于诱发产生单倍体植株.

4~答:

植物细胞原生质体是指那些已去除全部细胞壁的细胞。

常用的方法有振动，电击，离心，聚乙二醇（PEG）处理等。

先用纤维素酶和果胶酶处理原植物细胞，得到原生质体再在培养液中使用上述方法进行融合。

这种方法的原理是细胞的流动性。

当细胞核完成融合，并且重组细胞重生出细胞壁后，就表明杂种细胞已成功得到。

5~答:

可以利用组织培养,取材灭菌,茎尖培养,试管苗生根等途径脱病毒.

可以通过指示植物检测法,电镜技术,血清学方法,分子生物学方法等其他途径来检测植物中是否有病毒.

6~答:

人工种子包括有人工种皮,胚状体和人工胚乳三部分.

制备人工种子

（1）胚状体的制备及其同步生长,其中有低温法,抑制剂法,分离法通气法,渗透压法

（2）人工胚乳的制备.（3）配制包埋剂及包埋

7~答:

第一种方法是：

增量培养法，即将杂交瘤细胞在体外培养，在培养液中分离单克隆抗体。

该法需用特殊的仪器设备，一般应用无血清培养基，以利于单克隆抗体的浓缩和纯化。

第二种也是最普遍采用的方法是小鼠腹腔接种法。

选用BALB/c小鼠或其亲代小鼠，先用降植烷或液体石蜡行小鼠腹腔注射，一周后将杂交瘤细胞接种到小鼠腹腔中去。

通常在接种一周后即有明显的腹水产生，每只小鼠可收集5～10ml的腹水，有时甚至超过40ml。

该法制备的腹水抗体含量高，每毫升可达数毫克甚至数十毫克水平。

8~答:

先将体细胞的核移植到去除了细胞核的卵细胞中，利用微电流刺激等使两者融合为一体，然后促使这一新细胞分裂繁殖发育成胚胎，当胚胎发育到一定程度后，再被植入动物子宫中使动物怀孕，便可产下与提供细胞核者基因相同的动物.

利用“克隆”技术培育出大量具有抗旱、抗倒伏、抗病虫害的优质高产品种,能够保护珍稀濒危的物种,但是打破了生物演进的自律性,威胁基因多样性.

9~答:

肝细胞可以用来治疗心肌坏死,退行性病变如帕金森综合症,自体免疫性疾病如胰岛素依赖型糖尿病.

10~答:

去除革兰氏阳性细菌细胞壁,把菌株培养至指数生长中期,此时细胞壁最易被降解.

去除革兰氏阴性细菌细胞壁,加入溶菌酶数分钟后,添加0.1mol/L的EDTANa2共同作用15~20min.

去除真菌的细胞壁,可在含有渗透压稳定剂的反应介质中加入消解酶进行酶解,也可以取自蜗牛消化道的蜗牛酶进行处理.

第五章

1、酶有何特性？

什么事酶工程?

酶是一种生物催化剂，它具有作用专一性强、催化效率高等特点，能在常温常压和低浓度条件下进行复杂的生化反应。

酶工程是研究酶的生产和应用的一门技术性学科，它包括酶制剂的制备、酶的固定化。

酶的修饰与改造，以及酶反应器等方面内容。

2、为什么进行酶的修饰，酶的蛋白质工程是如何进行的？

为了提高酶的稳定性，消除或降低酶的抗原性，使之更合适生产和应用的要求。

3、酶固定化方法有哪些、各有何优缺点?

载体结合法：

1物理吸附法操作简单，反应条件温和，可反复使用，但结合力弱，酶易解析并污染产品。

2离子吸附法操作简单，反应条件温和，制备出高浓度底物、高离子强度但这种固定化酶容易回收再生。

包埋法：

纤维包埋法其优点是成本低、可用于酶结合的表面积大、有优良的抗微生物和抗化学剂的性能。

4、如何维持酶反应器恒定的生产力?

可以通过反应器的流速控制来达到恒定的生产力

第六章

1、简单叙述蛋白质结构的基本组件。

蛋白质的基本组成单位是氨基酸，它们通过脱水缩合形成肽链，再经过加工，形成一定的空间结构，就是蛋白质了。

2、简述氨基酸的基本理化性质，

无色结晶，熔点极高，以两性离子形式存在。

3、举例说明对现有蛋白质进行改造的主要方法及其应用。

M13载体法、PCR扩增法。

金属硫蛋白、人白细胞介质-2、组织纤维酶原激活因子、枯草杆菌蛋白酶

4、什么是蛋白质组学?

他是研究细胞内所有蛋白质及其动态变化规律的科学，目的是了解完整细胞中整体蛋白质的分布，鉴定并分析各种具有科学研究价值和医学价值的蛋白质，最终阐明它们的结构和功能之间的关系。

第七章

1、现代农业止物技术与传统农业技术相比有何突出优越性?

试举例说明。

2、基因工程抗虫棉已大面积应用于生产，同时也造成食棉昆虫的耐受性、如何看待这个问题?

并提出解决问题的途径？

3、简述开展水稻基因组计划的意义。

4、简述生物农药的意义，并列出几种常用的生物农药

5、动物转基因常用的外源基因导入法有哪些，各有何优缺点?

6、动物胚胎工程的主要技术包括哪些方面?

7、生物技术在动物饲料工业上有哪些应用?

8、畜禽基因工程疫苗有哪些类型？

9、什么是动物生物反应器?

其应用前景如何？

10、核移植技术将来在动物生产的应用上有哪些主要方面?

11、干细胞技术在动物生产上有何应用前景?

传统农业的发展在很大程度上依赖于生物遗传育种技术，以及化肥、农药、矿物能源、机械动力等投入的大量增加而实现。

由于化学物质的过量投入引起生态环境和农产品质量下降，高能耗的管理方式导致农业生产效益低下，资源日显短缺，在农产品国际市场竞争日趋激烈的时代，这种管理模式显然不能适应农业持续发展的需要。

而生物技术产业是知识密集型产业，它具有投资少、产量高、回报率高等特点；

它可以利用自然界的再生能源，实现可持续发展。

它的发展对于解决经济和社会发展中所面临的人口、资源、环境等问题具有重大作用。

大力发展农业生物技术及其产业，对于改变农业生产现状，大幅度提高农产品的产量和质量，加快高产、优质、高效、可持续农业的发展，提高农业资源利用率，减少环境污染，保护良性生态平衡都具有重要意义。

目前人们已获得多种抗虫基因，其中有蛋白酶抑制剂基因，淀粉酶抑制剂基因、植物凝集素基因、昆虫特异性神经毒素基因、几丁质酶基因等，它们已被导入烟草、棉花、油菜、水稻、玉米、马铃薯等多种农作物，在抗虫方面得到了广泛的应用，有的已进入了商品化生产。

抗虫棉的耐受性是由于基因工程技术引起的，就像传统农业中的农药一样，使得抗虫棉具有了抗药性，但这也是没有办法的事。

任何一种技术的诞生必然会带来各种各样的益处和弊端，我们应该正确看待新技术的利与弊，而基因工程抗虫棉带给我们更多的是利而非弊。

要解决食棉虫的耐受性，我们就要更加努力地改良现有的生物技术，以科技的力量克服一切困难。

　国际水稻基因组计划的完成，在农业生产上的意义可以与人类基因组计划对人类健康的意义相媲美。

　获得水稻基因4号染色体的序列分析结果，将有助于了解小麦、玉米等其它禾本科农作物的基因组，为培育具有高产、优质、抗病虫害、抗逆等优良性状的水稻新品种打下良好基础。

基因研究对水稻研究的影响是多方面的。

比如以前人们水稻选种只能依靠目测，而通过基因研究，人们可以利用遗传途径改良水稻品种，水稻的选种时间也可以大大缩短。

生物农药的毒性通常比传统农药低；

选择性强，它们只对目的病虫和与其紧密相关的少数有机体起作用．而对人类、鸟类、其他昆虫和哺乳动物无害；

低残留、高效。

很少量的生物农药即能发挥高效能作用．而且它通常能迅速分解．从总体上避免了由传统农药带来的环境污染问题；

不易产生抗药性；

作为病虫综合防治项目的一个组成成分，能极大地降低传统农药的使用，而不影响作物产量。

苏云金芽抱杆菌、青虫菌和杀螟杆菌、白僵菌、井冈霉素、农用抗菌素和植物抗菌素。

导人外源基因的方法主要有：

显微注射法。

优点是基因转移率高，外源DNA长度不受限制，实验周期相对较短，常常成为导入外源基因的首选技术，不足之处是操作难度大，仪器要求高，导人的外源基因拷贝数无法控制。

病毒载体法。

优点是单拷贝整合，整合率高，插入位点易分析等；

缺点是安全性和公众的接受程度还有待评价。

脂质体介导法。

精子介导法。

能提高动物转基因效率。

为大型动物转基因的研究提供一个新途径。

缺点是技术仍不成熟

胚胎干细胞法。

具有广泛的应用前景。

动物胚胎工程的主要技术包括胚胎移植、胚胎的冷冻保存、体外胚胎生产、胚胎分割、性别控制技术、发情、排卵及分娩控制等方面。

生物技术在动物饲料工业上有：

DNA重组生长激素的研究与应用，发酵工程技术研究与应用，寡败、寡糖添加剂研究与应用，天然植物提取物的研究开发，有机微量元素添加剂研究与应用，营养重分配剂研究与应用等方面的应用。

目前的基因工程苗主要有以下几种：

基因工程亚单位苗、基因工程活载体苗、合成肽苗、基因缺失疫苗、基因疫苗。

动物生物反应器是利用转基因活体动物，高效表达某种外源蛋白的器官或组织，进行工业化生产功能蛋白质的技术。

利用转基因动物生产的药用蛋白质具有生物活性．旦纯化简单、投资少、成本低，对环境没有污染。

转基因动物就像天然原料加工厂，只要投入饲料，就可以得到人类所需要的药用蛋白。

核移植技术将来在动物生产的应用上主要有：

克隆具有巨大经济价值的转基因动物，快速扩大优良种畜，挽救濒危动物等方面。

干细胞技术在动物生产上主要有：

生产转基因的动物、生产克隆动物、研究细胞分化、发育的基因调控研究等方面。

第八章

1、什么是单细胞蛋白?

简述它的几种来源，

答:

1）单细胞生物是指“生产”蛋白质的生物大都是单细胞或丝状微生物个体，而不是多细胞复杂结构的生物，如动物、植物等。

2）能源物质生产scp；

工农业废弃物生产scp；

从藻类中生产scp

2、举例说明食品发酵的用途。

发酵的—个重要作用是防止有机物的腐坏。

另一个重要作用是使口味平淡的

原料发生感观的、物理的和营养方而的变化，改善风味和维生素成分，使某些植物

性原材料获得肉类的质地和口感。

现代的发酵方法（如酿造、奶酪制造），使产品更

易受控制．更稳定，而旦更能确保严品的安全性。

3、谈谈现代生物技术在食品包装上的应用

食品成分及污染物的传统检验方法那不同程度地存在着操作繁琐、耗时、特异性差等不足。

因此，随着现代生物技术的发展，人们仆始运用抗体检测系统和DNA及RMA探针技术来取代许多传统的检测方法。

4、食品检测中生物技术的应用有哪些？

免疫学技术的应用；

分子生物学技术的应用。

5、你对转基因食品有什么看法”

转基因技术其实一把双刃剑，在某些领域，确实是对人类有利的，如在害虫防治中使用转基因技术就是一个很好的例子