【正文】 現(xiàn)代生物技術(shù)概論復(fù)習(xí)題 一、名詞解釋 生物技術(shù)：也稱生物工程，是人們以現(xiàn)代生命科學(xué)為基礎(chǔ)，結(jié)合先進(jìn)的工程技術(shù)手段和其他基礎(chǔ)科學(xué)的科學(xué)原理，按照預(yù)先的設(shè)計(jì)，改造生物體或加工生物原料，為人類生產(chǎn)出所需產(chǎn)品或達(dá)到某種目的的一門新興的、綜合性的學(xué)科。 基因組 DNA 文庫：將某一種基因 DNA 用適當(dāng)?shù)南拗泼盖袛嗪螅c載體 DNA重組，再全部轉(zhuǎn)化宿主細(xì)胞，得到含全部基因組 DNA 的種群，稱為基因組 DNA 文庫。 蛋白質(zhì)工程是指 ：利用基因工程的手段，在目標(biāo)蛋白的氨基酸序列上引入突變，從而改變目標(biāo)蛋白的空間結(jié)構(gòu)，最終達(dá)到改善 其功能的目的。 基因工程 ：在體外將外源基因進(jìn)行切割并與一定的載體連接，構(gòu)成重組 DNA 分子并導(dǎo)入相應(yīng)受體細(xì)胞，使外源基因在受體細(xì)胞中進(jìn)行復(fù)制、表達(dá)，使目的基因大量擴(kuò)增或得到相應(yīng)基因的表達(dá)產(chǎn)物或進(jìn)行定向改造生物性狀。 簡(jiǎn)單概括，就是將外源目的基因與載體重組后再進(jìn)入宿主細(xì)胞的過程。 發(fā)酵工程 ： 是發(fā)酵原理與工程學(xué)的結(jié)合，是研究由生物細(xì)胞（包括動(dòng)植物、微 生物）參與的工藝過程的原理和科學(xué)，是研究利用生物材料生產(chǎn)有用物質(zhì)，服務(wù)于人類的一門綜合性科學(xué)技術(shù)。 基因和基因組 DNA 分子中具有特定生物學(xué)功能的片段稱為基因 （ gene）。一個(gè)生物體的全部 DNA 序列稱為基因組（ genome） 載體：把一個(gè)有用的目的 DNA 片段通過重組 DNA 技術(shù)，送進(jìn)受體細(xì)胞中去進(jìn)行繁殖或表達(dá)的工具稱為載體。 cDNA 文庫：即由 mRNA經(jīng)過反轉(zhuǎn)錄成 cDNA,然后來構(gòu)建文庫，構(gòu)建的文庫不包含內(nèi)含子。 轉(zhuǎn)化 :外源 DNA 導(dǎo)入宿主細(xì)胞的過程稱之為轉(zhuǎn)化。 重疊基因： 一個(gè)基因序列中，含有另一基因的部分或全部序列。 基因組文庫： 把某種生物基因組的全部遺傳信息通過載體貯存在一個(gè)受體菌克隆子群體中，這個(gè)群體即為這種生物的基因組文庫。 細(xì)胞工 程： 以生物細(xì)胞、組織或器官為研究對(duì)象，運(yùn)用工程學(xué)原理，按照預(yù)定目標(biāo)，改變生物性狀 ,生產(chǎn)生物產(chǎn)品，為人類生產(chǎn)或生活服務(wù)的科學(xué)。 1 .外植體： 指用于離體培養(yǎng)的活的植物組織、器官等材料。 1 愈傷組織： 在離體培養(yǎng)過程中形成的具有分生能力的一團(tuán)不規(guī)則細(xì)胞，多在外植體切面上產(chǎn)生。 1 體細(xì)胞雜交：（原生質(zhì)體融合）指在人工控制條件下不經(jīng)過有性過程，兩種體細(xì)胞原生質(zhì)體相互融合產(chǎn)生雜種的方法。 1懸浮培養(yǎng)：是將植物游離細(xì)胞或細(xì)小的細(xì)胞團(tuán)，在液體培養(yǎng)基中進(jìn)行培養(yǎng)的方法。 1原生質(zhì)體： 指除去細(xì)胞壁的細(xì)胞或是說一 個(gè)被質(zhì)膜所包圍的裸露細(xì)胞。 1 傳代： 將細(xì)胞從一個(gè)培養(yǎng)瓶轉(zhuǎn)移到另外一個(gè)培養(yǎng)瓶即稱為傳代或傳代培養(yǎng)。 1 原代培養(yǎng)： 也稱初代培養(yǎng)期。從體內(nèi)取出組織接種在培養(yǎng)瓶中培養(yǎng)到第一次傳代前階段，一般持續(xù) 14 周。 1 細(xì)胞系： 經(jīng)過再培養(yǎng)后而形成的具有增殖能力、特性專一、類型均勻的培養(yǎng)細(xì)胞。 1細(xì)胞株：將所得到的純凈細(xì)胞群，以一定的密度接種在 lmm 厚的薄層固體培養(yǎng)基上，進(jìn)行平板培養(yǎng)，使之形成細(xì)胞團(tuán)，盡可能地使每個(gè)細(xì)胞團(tuán)均來自一個(gè)單細(xì)胞，這種細(xì)胞團(tuán)稱為 “細(xì)胞株 ”。 干細(xì)胞： 干細(xì)胞是一類具有自我復(fù)制能力的多潛 能細(xì)胞，它可以化成多種功能細(xì)胞。 2 胚胎工程：在體外受精和體外早期胚胎發(fā)育的基礎(chǔ)上，通過卵子切割、性別控制、嵌合體制作、細(xì)胞核移植、轉(zhuǎn)基因操作等定向控制、改造和創(chuàng)造新遺傳性狀的技術(shù)統(tǒng)稱為胚胎工程，又稱發(fā)育工程。 2 代謝控制發(fā)酵：用人工誘變的方法，有意識(shí)地改變微生物的代謝途徑，最大限度地積累產(chǎn)物，這種發(fā)酵稱為代謝控制發(fā)酵。 2 菌種退化：指整個(gè)菌體在多次接種傳代過程中逐漸造成菌種發(fā)酵力（如糖、氮的消耗）或繁殖力（如孢子的產(chǎn)生）下降或發(fā)酵產(chǎn)物得率降低的現(xiàn)象。 2 誘變育種是指用物理、化學(xué)因素誘導(dǎo)植物 的遺傳特性發(fā)生變異，再從變異群體中選擇符合人們某種要求的單株，進(jìn)而培育成新的品種或種質(zhì)的育種方法。 2 基因的直接進(jìn)化：在分子水平上，對(duì)目標(biāo)基因直接處理，然后通過高通量的篩選方法，提高目標(biāo)蛋白的性能?；虻闹苯舆M(jìn)化，可使已有基因獲得新的特性，可獲得自然界中不存在的基因，可解決許多新的理論和應(yīng)用問題。 2 酶工程：研究酶的生產(chǎn)和應(yīng)用的技術(shù)過程，包括酶的制備、酶的固定化、酶分子修飾與改性和酶反應(yīng)器等。 2酶的改性：通過各種方法改進(jìn)酶的的催化特性的技術(shù)。 2抗體酶：一類具有催化功能的抗體分子。又叫催化 性抗體。 酶分子修飾：通過各種方法是酶分子結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，從而改變酶的催化特性的技術(shù)。 3固定化酶：固定在不溶性載體上并在一定空間范圍發(fā)生催化反應(yīng)的酶。 3酶分子定向進(jìn)化：模擬自然進(jìn)化過程（隨機(jī)突變和自然選擇），在體外進(jìn)行酶基因的人工隨機(jī)突變，建立突變基因文庫，在人工控制條件的特殊環(huán)境下，定向選擇得到具有優(yōu)良催化特性的酶的突變體的技術(shù)過程。 3 什么是蛋白質(zhì)工程？ 是以對(duì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能關(guān)系的認(rèn)識(shí)為依據(jù)，借助基因工程技術(shù)和 X射線衍射分析技術(shù)，從基因入手，通過定點(diǎn)突變改變核苷酸順序，以達(dá) 到改造現(xiàn)有蛋白質(zhì)分子、或創(chuàng)造新的蛋白質(zhì)分子目的的技術(shù)學(xué)科。 3蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)域：是指蛋白質(zhì)分子上可以區(qū)分出來的亞級(jí)球狀結(jié)構(gòu)，是高于超二級(jí)結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)層次。 3定點(diǎn)突變：定點(diǎn)突變是對(duì)已知序列的基因 (或 DNA)中任意指定位置進(jìn)行突變的技術(shù)。 其主要的技術(shù)過程包括核苷酸的置換、插入、或刪除。 3趨異進(jìn)化：親緣較近的生物分子，由于所處的環(huán)境不同，靠突變而使性能上表現(xiàn)某些差異的現(xiàn)象稱為趨異進(jìn)化。 3趨同進(jìn)化：親緣關(guān)系較遠(yuǎn)的分子，由于所處的環(huán)境相同，靠進(jìn)化而顯示相似的形態(tài)與功能。這種現(xiàn)象稱為趨同進(jìn)化。 3 生物導(dǎo)彈：將生物毒蛋白與特定的抗體偶聯(lián)起來，利用抗體的定向運(yùn)輸功能，將毒素定向運(yùn)輸?shù)教囟?xì)胞上去起特定的作用。這種特殊的藥物就是免疫毒素，也稱為生物導(dǎo)彈。 蛋白組學(xué)：基因組編碼的所有蛋白質(zhì)，是研究細(xì)胞內(nèi)所有蛋白質(zhì)及其動(dòng)態(tài)變化規(guī)律的學(xué)科。 4基因疫苗： 將含有編碼某種抗原蛋白的基因序列的質(zhì)粒作為疫苗，直接導(dǎo)入人或動(dòng)物體內(nèi)，讓其在宿主細(xì)胞中表達(dá)抗原蛋白，誘導(dǎo)宿主產(chǎn)生對(duì)抗該抗原蛋白的免疫應(yīng)答而達(dá)到免疫的目的。也叫 DNA 疫苗或核酸疫苗。 4基因治療：利用遺傳學(xué)原理治療人類疾病。 4 轉(zhuǎn)化與轉(zhuǎn)染的定義是 什么？ 構(gòu)造好的重組 DNA 分子導(dǎo)入受體細(xì)胞，若受體細(xì)胞是細(xì)菌稱轉(zhuǎn)化，若受體細(xì)胞是動(dòng) /植物細(xì)胞，通常稱為轉(zhuǎn)染。 4 基因組的定義是什么？ 基因組是生物體內(nèi)遺傳因子的集合，是某一個(gè)特定特種細(xì)胞內(nèi)全部 DNA 分子的總和。 二 、填空題 基因工程 技術(shù)是生物技術(shù)的核心技術(shù)。 PCR 包括三個(gè)步驟 _變性 ， 退火 ， 延伸 。 基因工程的實(shí)施包括四個(gè)必要條件： 工具酶 、 基因 、 載體 和 受體細(xì)胞 。 限制性內(nèi)切酶酶切 DNA 片斷后通常有兩類末端： 平末端 、 黏性末端 。 基因組 文庫中包括有內(nèi)含子和外顯子，而 cDNA 文庫中則不含內(nèi)含子 生物技術(shù)主要是指 基因工程 、 細(xì)胞工程 、 酶工程 、 發(fā)酵工程 、 蛋白質(zhì)工程 。 現(xiàn)代生物技術(shù)是以 20 世紀(jì) 70 年代 DNA 重組 技術(shù)的建立為標(biāo)志。 細(xì)胞工程包括 植物細(xì)胞的體外培養(yǎng)技術(shù) 、 細(xì)胞融合技術(shù) 、 細(xì)胞器移植技術(shù) 、 克隆技術(shù) 、干細(xì)胞技術(shù) 。 酶工程包括 酶的固定化技術(shù) 、 細(xì)胞的固定化技術(shù) 、 酶的修飾改造技術(shù) 、 酶反應(yīng)器的設(shè)計(jì)等技術(shù)。 基因工程操作流程主要包括 目的基因分離 、 與克隆載體重組 、 轉(zhuǎn)入受體細(xì)胞 、 篩選和鑒定克隆子 。 1基因工程操作流程主要包括 目的基因分離 、 與克隆載體重組 、 轉(zhuǎn)入受體細(xì)胞 、 篩選和鑒定克隆子 。 1重組 DNA 導(dǎo)入植物細(xì)胞常采用農(nóng)桿菌介導(dǎo)的 Ti質(zhì)粒載體轉(zhuǎn)化法 、 電穿孔法 、 微彈轟擊法 、 花粉管通道法 。導(dǎo)入動(dòng)物細(xì)胞常用的方法有 病毒顆粒 介導(dǎo)的 病毒載體轉(zhuǎn)導(dǎo)法 、 磷酸鈣轉(zhuǎn)染法 、 顯微注射法 等。 1 酶的生產(chǎn)方法有 提取法 ， 發(fā)酵法 和 化學(xué)合成法 。 1酶分子修飾的主要目的是改進(jìn)酶的性能，即提高酶的 活力 、減少 抗原性 ，增加 穩(wěn)定性 。 1 根據(jù)分子中起催化作用的主要組分的不同，酶可以分為 蛋白酶 和 核酶 兩大類。 1莫諾德常數(shù) Ks 是指生長(zhǎng)速率達(dá)到最大比生長(zhǎng)速率一半時(shí)的 限制性基質(zhì)濃度 。 1發(fā)酵動(dòng)力學(xué)是研究發(fā)酵過 程中細(xì)胞生長(zhǎng)速率， 產(chǎn)物生成速率 ，基質(zhì)消耗速率及其影響因素的學(xué)科。 1微生物產(chǎn)酶方式可以分為同步合成型， 延續(xù)合成型 ，中期合成型， 滯后合成型 四種。 1動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)方法主要有懸浮培養(yǎng)， 貼壁培養(yǎng) 、 固定化細(xì)胞培養(yǎng) 。 定點(diǎn)突變是在 DNA 序列的 某一特定位點(diǎn)上 ，進(jìn)行堿基的改變，從而獲得 突變基因 的操作技術(shù)。 2錘頭型核酸類酶含有 11 個(gè)保守核苷酸殘基和 3 個(gè)螺旋結(jié)構(gòu)域。 2通過人工方法獲得的具有催化 RNA水解的單鏈 DNA 分子，稱為 脫氧核酸類酶 。 2 細(xì)胞工程包括 植物細(xì)胞的體外培養(yǎng)技術(shù) 、 細(xì)胞 融合技術(shù) 、 細(xì)胞器移植技術(shù) 、 克隆技術(shù) 、干細(xì)胞技術(shù) 。 2酶工程包括 酶的固定化技術(shù) 、 細(xì)胞的固定化技術(shù) 、 酶的修飾改造技術(shù) 、 酶反應(yīng)器的設(shè)計(jì)等技術(shù)。 2蛋白質(zhì)工程的目標(biāo)是根據(jù)對(duì)蛋白質(zhì) 功能 的特定需求，對(duì)蛋白質(zhì) 結(jié)構(gòu) 進(jìn)行分子設(shè)計(jì)，根據(jù) 中心 法則便可以改造天然蛋白質(zhì)。 2指植物體的每一個(gè)活細(xì)胞都具有該植物的全套遺傳信息，具備發(fā)育 完整 植株的潛在能力。 2愈傷組織是 在離體培養(yǎng)過程中形成的具有 分生能力 的一團(tuán) 不規(guī)則 細(xì)胞，多在外植體切面 上產(chǎn)生。 2 酶定向進(jìn)化是在體外進(jìn)行酶基因的 人工隨機(jī)突變 ，然 后在人工控制條件的特殊環(huán)境下進(jìn)行 定向選擇 ，而得到具有優(yōu)良催化特性的酶的突變體。 2 在體外受精和體外早期胚胎發(fā)育的基礎(chǔ)上，通過 卵子切割 、 性別控制 、 嵌合體制作 、 細(xì)胞核移植 、 轉(zhuǎn)基因操作 等定向控制、改造和 創(chuàng)造新遺傳性狀 的技術(shù)統(tǒng)稱為胚胎工程，又稱 發(fā)育工程 。 五、簡(jiǎn)答題 基因工程操作過程的主要步驟有哪些？ ① 分離或合成基因； ② 通過體外重組將基因插入載體； ③ 將重組 DNA 導(dǎo)入細(xì)胞； ④ 擴(kuò)增克隆的基因； ⑤ 篩選重組體克??； ⑥ 對(duì)克隆的基因進(jìn)行鑒定或測(cè)序； ⑦ 控制外源基因的表達(dá)； ⑧ 得到基因產(chǎn)物或轉(zhuǎn)基因動(dòng)物、轉(zhuǎn)基因植物 一種理想的用作克隆載體的質(zhì)粒必須滿足的條件是什么？ （ 1）具有轉(zhuǎn)錄復(fù)制起始點(diǎn)。（ 2）具有抗菌素抗性基因（篩選標(biāo)志）。 （ 3）具有若干限制酶切單一識(shí)別位點(diǎn)。（ 4）具有較小的分子量和較高的拷貝數(shù)。 重組子篩選所用的核酸分析法的內(nèi)容是什么？ 1）核酸雜交法 ① 菌落印跡原位雜交 ； ② 斑點(diǎn)印跡雜交 ； ③ Southern 印跡雜交 2）聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)法 3） DNA 測(cè)序法 基因工程研究的理論依據(jù)是什么？ （ 1）不同基因具有相同的物質(zhì)基礎(chǔ)。（ 2）基因是可切割的（ 3）基因是可以轉(zhuǎn)移的 （ 4）多肽與基因之間存在對(duì)應(yīng)關(guān) 系（ 5）遺傳密碼是通用的 （ 6）基因可以通過復(fù)制把遺傳信息傳遞給下一代 分離目的基因的途徑有哪些？ （ 1）酶切法（ 2） PCR 法（ 3）化學(xué)合成法（ 4）基因組或 cDNA文庫法 談?wù)勀銓?duì)轉(zhuǎn)基因食品的看法。 轉(zhuǎn)基因食品的優(yōu)點(diǎn)：（ 1）可延長(zhǎng)蔬菜的貨架期及感官特性。（ 2）提高食品的品質(zhì)。 （ 3）提高食品的營(yíng)養(yǎng)。（ 4）提高肉、奶和畜類產(chǎn)品的數(shù)量和質(zhì)量。 （ 5）增加農(nóng)作物抗逆能力，增加農(nóng)業(yè)產(chǎn)量。（ 6）生產(chǎn)可食性疫苗或藥物 （ 7）生物功能性食品 轉(zhuǎn)基因食品的安全性 （ 1）目前有一些證據(jù)指出轉(zhuǎn)基因食品具有潛在的危險(xiǎn)。 （ 2）但更多科學(xué)家的試驗(yàn)表明轉(zhuǎn)基因食品是安全的 任何一種轉(zhuǎn)基因食品在上市之前都進(jìn)行了大量的科學(xué)試驗(yàn)，國(guó)家和政府有相關(guān)的法律法規(guī)進(jìn)行約束，而科學(xué)家們也都抱有很嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度。一種食品會(huì)不會(huì)造成中毒主要是看它在人體內(nèi)有沒有受體和能不能被代謝掉，轉(zhuǎn)化的基因是經(jīng)過篩選的、作用明確的，所以轉(zhuǎn)基因成分不會(huì)在人體內(nèi)積累，也就不會(huì)有害。然而，不排除別有用心的人 /公司 /國(guó)家利用非人道目的的轉(zhuǎn)基因技術(shù)，生產(chǎn)基因武器，危害人類安全。因此，我們也應(yīng)該保持警惕，尤其應(yīng)該加強(qiáng)進(jìn)口食品的監(jiān)測(cè)和監(jiān)管。 目的基因克隆的基本方法有哪些 ？ （ 1）直接從染色體 DNA 中分離： 僅適用于原核生物、葉綠體和線粒體基因的分離，較少采用。 （ 2）人工合成： 根據(jù)已知多肽鏈的氨基酸順序，利用遺傳密碼表推定其核苷酸順序再進(jìn)行人工合成。適應(yīng)于編碼小分子多肽的基因。 （ 3）從 mRNA合成 cDNA： 采用一定的方法釣取特定基因的 mRNA，再通過逆轉(zhuǎn)錄酶催化合成其互補(bǔ) DNA（ cDNA），除去 RNA 鏈后，再用 DNA 聚合酶合成其互補(bǔ) DNA鏈，從而得到雙鏈