生物技术导论思考题及答案.doc

思考题1、什么是生物技术，生物技术的基本内容包括哪些，这些基本内容之间的关系如何？ 答：生物技术是指人们以现代生命科学为基础，结合其他基础学科的科学原理，采用先进的工程技术手段，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。 生物技术的基本内容：基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程和蛋白质工程。 它们之间的关系：这五项技术并不是各自独立的，它们彼此之间是互相联系、互相渗透的。其中，基因工程技术是核心技术，它能带动其他技术的发展。基因工程工程菌细胞工程蛋白质或酶发酵工程优良动植物品系蛋白质工程或酶工程微生物产品动植物个体或细胞2、基因工程的定义及其研究的基本理论依据和基本技术路线是什么？ 答：基因工程的定义：通过体外DNA重组和转基因技术，有目的改造生物种性，实现有的物种在短时间内趋于完善，创造出更符合人们需求得新生物类型，或者利用这种技术对人类疾病进行基因治疗。 基因工程的理论依据： （1）不同基因具有相同的物质基础， （2）基因是可以切割的， （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。 基本技术路线：获得目的基因和克隆载体目的基因与克隆载体结合，得到重组DNA分子将重组DNA分子导入受体细胞克隆子的筛选重组子的鉴定生物材料RNADNAmRNA直接酶切PCR扩增基因组文库cDNA文库人工合成克隆载体目的基因重组DNA受体细胞克隆基因转基因生物3、基因工程的目的基因的分离基本途径包括哪些？ 答：（1）利用限制性内切核酸酶酶切法直接分离目的基因；（2）利用PCR直接扩增目的基因；（3）目的基因的化学合成；（4）通过构建基因组文库或cDNA文库分离目的基因。4、因工程中用于转化的受体细胞应具备哪些基本的条件？ 答：应具备的条件有：（1）便于重组DNA分子的导入和筛选克隆子； （2）重组DNA分子在受体细胞能稳定维持； （3）适于外源基因的高效表达，表达产物的分泌或积累，对于真核目的基因的高效表达，应具有较好的翻译后加工机制； （4）遗传性稳定，对遗传密码的应用上无明显偏倚性； （5）易于扩大培养或发酵生长，具有较高的生产应用价值和理论 研究价值； （6）安全性高，不会对外界环境造成生物污染。5、基因工程中的手术刀和缝合线是指什么？它们各自的定义。 答：手术刀指的是限制内切核酸酶，它是一类能识别双链DNA中特殊核苷酸序列，并在合适的反应条件下使每条链一定位点上的磷酸二酯键断开，产生具有5-磷酸基（-P）和3-羧基（-OH）的DNA片段的内切脱氧核糖核酸酶。 缝合线是指DNA连接酶，它是能催化双链DNA片段紧靠在一起的3-OH末端与5-P末端之间形成磷酸二酯键，使两末端连接的一类酶。6、基因工程的载体的定义及基本要求？ 答：载体的定义：把能够承载外源基因，并将其带入受体细胞得以稳定维持的DNA分子。 基因克隆载体一般具有： （1）在克隆载体合适的位置必须含有允许外源DNA片段组入的克隆位点，并且这样的克隆位点应尽量的多。 （2）克隆载体一般能携带外源DNA片段（基因）进入受体细胞，或停留在细胞质中进行自我复制，或整合到染色体DNA、线粒体DNA和叶绿体DNA中，随这些DNA的复制而同步复制，或自成染色体而同其他染色体一样自行复制。 （3）克隆载体必须含有供选择转化因子的标记基因。 （4）克隆载体必须是安全的，不应含有对受体细胞有害的基因，并且不会随意转入除受体细胞以外的其他的细胞，尤其是人的细胞。7、细胞工程的定义，细胞工程的基本技术包括哪些？ 答：细胞工程是指以细胞为基本单位，在体外条件下进行培养、繁殖；或人为的使细胞的某些生物学特性按人们的意愿发生改变，从而改良生物品种或创造新品种；或加速繁殖动植物个体；或获得某种有用的物质的过程。8、 植物细胞的全能性的定义，进行植物组织培养的基本步骤包括？ 答：植物细胞的全能性指的是离体的细胞或组织在合适的条件下能够分裂分化且发育成完整个体的能力。基本步骤包括：获取外植体、配置培养液诱导去分化继代增殖生根发芽移栽成活。9、 什么是植物细胞原生质体，如何制备？植物细胞原生质体融合的方法包括？ 答：细胞原生质体：指的是已经去除全部细胞壁的细胞。 制备：取材与除菌、酶解、分离、洗涤、鉴定 融合的方法：（1)化学诱导法、（2）物理诱导法10、 什么是人工种子，它包括哪些基本的结构？ 人工种子就是人为制造的种子，它是一种含有植物胚状体或芽、营养成分、激素以及其他成分的人工胶囊。基本结构： 人工种皮胚状体人工胚乳11、 动物细胞改造的基本技术包括？答：基本技术：（1）动物细胞组织培养， （2）动物细胞融合技术， （3）淋巴细胞杂交瘤产生单克隆抗体技术， （4）细胞核移植与动物克隆技术， （5）染色体转移技术。12、 单克隆抗体的定义及制备原理和步骤？答：定义：高度均质性的特异性抗体，由一个识别单一抗原表位的B细胞克隆所分泌。 一般来自杂交瘤细胞。 制备原理：（1）B淋巴细胞在抗原的刺激下，能够分化、增值形成具有针对这种抗 原分泌特异性抗体的能力。 （2）动物细胞融合技术 （3）动物细胞培养 步骤：（1）效应B淋巴细胞的获取； （2）B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合制备杂交瘤细胞； （3）筛选出所需的细胞群，继续培养； （4）扩大培养，提取抗体。13、 发酵工程的定义？答：发酵工程是利用微生物生长速度快、生长条件简单以及代谢过程特殊等特点，在合适的条件下，通过现代化工技术手段，由微生物的某种特定功能生产出人类所需的产品。14、 微生物发酵的一般过程包括？答：培养基原料种子罐菌体生产罐培养基灭菌培养液细胞分离培养基制配产品包装无细胞上清液产品抽提产品精制摇瓶储备菌种废水处理15、 微生物发酵培养基的组成及各成分的主要作用？答：培养基的组成：碳源、氮源、无机盐类、生长因子、水和产物形成的诱导物、前体 和促进剂。 各成分的作用：碳源，构成菌体和产物的碳架及能量来源。 氮源，构成菌体细胞物质，也是细胞合成代谢产物的。 无机盐类， 构成菌体原生质体的成分，作为酶的组成部分和维持 酶的活性，调节细胞的渗透压，参与产物的合成 生长因子，主要是一些辅酶的组成成分或者是为细胞本身提供不能 合成的生长物质。 水，构成菌体细胞的主要成分，一切营养物质传递的介质、还参与 许多代谢反应。 产物形成的诱导物、前体和促进剂，提高发酵产物的得率。16、液体深层发酵的方式包括哪几种，各种的优缺点的比较？答：发酵方式：（1）分批发酵，（2）连续发酵，（3）补料分批发酵发酵方法优点缺点分批发酵设备相对简单，周期短菌体不容易变异不能连续发酵，一定阶段会出现生长停滞，操作条件不稳定连续发酵（1） 可以维持稳定的操作条件，机械化便于操作；（2） 减少时间，容易优化过程易造成杂菌污染，对设备要求高，发酵微生物易变异补料分批发酵具有以上两种优点没有上边两种缺点17、什么是酶？酶工程的定义 答：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物反应。 酶工程是利用酶、细胞器或细胞所具有的特异催化功能，或通过对酶进行修饰改造，并借助生物反应器和工艺过程来生产人类所需产品的一项技术。18、优良产酶菌种应具备的基本要求？答：（1）繁殖快、产酶量高、有利于缩短生产周期； （2）能在较经济的底物上生长良好； （3）产酶性能稳定、菌株不易退化、不易受噬菌体侵袭； （4）产生的酶容易分离纯化； （5）不是致病菌，是不产生有毒物质和其他生理活性物质的微生物，确保酶生产 和应用的安全。 19、酶分子修饰的定义、方法和目的。 答：酶分子修饰的定义：通过对酶蛋白主链的间接切割和侧链的化学修饰对酶分子进行 改造； 酶分子修饰的方法：利用小分子或大分子物质对活性部位以外的侧链基团进行共价 修饰和酶辅助因子的置换等。酶化学修饰由于技术比较简单， 容易见效，开展的工作最多。 酶分子修饰的目的：改变一些酶的性质，创造天然酶不具有的优良性状，扩大酶的 应用以达到较高的经济效益。20、酶固定的方法有哪些，各自的优缺点？ 21、蛋白质工程的定义及蛋白质的研究策略？答：定义：是指在基因工程的基础上，结合蛋白质结晶学，计算机辅助设计和蛋白质化学等多学科的基础知识，通过对基因的人工定向改造等手段，对蛋白质进行修饰、改造和拼接以生产出能满足人类需要的新型蛋白质的技术。 研究策略：基本任务：研究蛋白质分子结构规律与生物学功能的关系；对现有的蛋 白质加以定向修饰改造、设计与剪切，或设计全新的蛋白质， 构建生物功能比天然蛋白质更加优秀的新型蛋白质。 基本途径：从预期功能出发，设计期望的结构，合成目的基因且有效克 隆表达或通过诱变、定向修饰和改