【正文】 D、細(xì)胞生長速率達(dá)到最大細(xì)胞生長速率一半時(shí)的限制性基質(zhì)濃度。 4）變異： ① 選擇適宜的再生途徑 ② 植物生長物質(zhì)選擇 ③ 離體培養(yǎng)和繼代時(shí)間的調(diào)節(jié)。 ③ 碳源的調(diào)節(jié)。（ 4）培養(yǎng)基的污染與控制：在培養(yǎng)基中加入抑菌劑 2）外植體褐化與控制 （ 1）與植物的種類與品種有關(guān) 控制的措施有： ① 在外植體消毒滅菌前用流水沖洗一段時(shí)間，以清洗部分酚類化合物和底物； ② 接種后在短時(shí)間內(nèi)（ 1 周內(nèi)）多次轉(zhuǎn)接到新鮮培養(yǎng)基上，直至褐化現(xiàn)象基本消失； ③ 先短期用液體培養(yǎng)基進(jìn)行震蕩培養(yǎng)，待褐化現(xiàn)象減輕后再轉(zhuǎn)入固體培養(yǎng)基進(jìn)行培養(yǎng)。檢測方法：放射免疫測定、酶聯(lián)免疫技術(shù)測定等。 ② 體細(xì)胞無性系變異。 3）對藥物的化學(xué)本質(zhì)進(jìn)行設(shè)計(jì)，是否要求蛋白質(zhì)類藥物還是非蛋白質(zhì)類藥物。 科學(xué)家利用反義 RNA技術(shù)（見圖解），可有效解決此問題。 3 什么是發(fā)酵級數(shù)？發(fā)酵級數(shù)對發(fā)酵有何影響，影響發(fā)酵級數(shù)的因素有哪些？ 答：一般由菌絲體培養(yǎng)開始計(jì)算發(fā)酵級數(shù)，但有時(shí)，工廠從第一級種子罐開始計(jì)算 發(fā)酵級數(shù)。 3 討論：微生物（包括動(dòng)、植物）可以生產(chǎn)我們所需的一切產(chǎn)品，但是涉及到工業(yè)化生產(chǎn)，對于某一種特定的產(chǎn)品，為何只有特定的微生物才具有大量表達(dá)的潛力？ 答：在不同的環(huán)境條件下，微生物細(xì)胞 對遺傳信息作選擇性的表達(dá)，實(shí)現(xiàn)代謝的自動(dòng)調(diào)節(jié)。 ④ 產(chǎn)物濃度：是產(chǎn)量高低，代謝正常與否的重要參數(shù)，也是決定發(fā)酵 周期長短的根據(jù)。 ⑤ 空氣流量：與氧的傳遞，其他控制參數(shù)有關(guān)。 蛋白質(zhì)工程相關(guān)的研究方法有：蛋白質(zhì)的分離純化及鑒定方法，構(gòu)象分析方法，功能研究方法和進(jìn)行構(gòu)象改造的生物學(xué)方法與 技術(shù)。 試以近代人類利用生物技術(shù)在醫(yī)學(xué)和農(nóng)業(yè)中所取得的成就為例，說明技術(shù)的進(jìn)步和應(yīng)用會給我們帶來怎樣的影響。 2 什么是干細(xì)胞？種類有哪 些？應(yīng)用價(jià)值有哪些？ 答： 干細(xì)胞是具有自我更新、高度增殖和多向分化潛能的細(xì)胞群體，即這些細(xì)胞可以通過細(xì)胞分裂維持自身細(xì)胞群的大小，同時(shí)又可以進(jìn)一步分化成為各種不同的組織細(xì)胞，從而構(gòu)成機(jī)體各種復(fù)雜的組織器官。 4. 驗(yàn) 證（選 2 到 3 株為目的菌株）。 2 發(fā)酵工程指什么，它的一般過程包括那些步驟 ？常用的工業(yè)微生物有哪些？ 答：利用微生物生長和代謝活動(dòng)來生產(chǎn)各種有用物質(zhì)的工程技術(shù)。在應(yīng)用游離酶進(jìn)行催化反應(yīng)時(shí)，酶與底物均溶解在反應(yīng)溶液中，通過互相作用， 進(jìn)行催化反應(yīng)，可以選用攪拌罐式反應(yīng)器、鼓泡式反應(yīng)器、噴射式反應(yīng)器、膜反應(yīng)器等。 固定化酶與游離酶比較，其催化特性主要有下列變化： （ 1） 固定化酶的穩(wěn)定性一般比游離酶的穩(wěn)定性 好，主要表現(xiàn)在：對熱穩(wěn)定性提高，可以耐受較高的溫度；保存穩(wěn)定性好，可以在一定條件下保存較長時(shí)間；對蛋白酶的抵抗性增強(qiáng)，不易被蛋白酶水解；對變性劑耐受性提高，在尿素、有機(jī)溶劑和鹽酸胍等蛋白質(zhì)變性劑 的作用下，仍可保留較高的酶活力等。 定位突變技術(shù)用于酶分子修飾的主要過程如下： （ 1） 、新的酶分子結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 根據(jù)已知的酶 RNA或酶蛋白的化學(xué)結(jié)構(gòu)和空間結(jié)構(gòu)及其特性，特別是根據(jù)酶在催化活性、穩(wěn)定性、抗原性和底物專一性等方面存在的問題，合理設(shè)計(jì)新的酶 RNA的核苷酸排列次序或酶蛋白的氨基酸排列次序，確定欲置換的核苷酸或氨基酸及其位置。 抗體酶的制備方法主要有誘導(dǎo)法，修飾法等。 三 類發(fā)酵：產(chǎn)物形成與底物利用不相關(guān)，為非生長聯(lián)系型，又稱復(fù)雜發(fā)酵型，產(chǎn)物的生成在菌體生長和基質(zhì)消耗完以后才開始，與菌體生長不相關(guān)，與基質(zhì)消耗無直接關(guān)系，所形成的產(chǎn)物為次級代謝產(chǎn)物。 (4)不產(chǎn)生或少產(chǎn)生與目標(biāo)產(chǎn)物相近的幅產(chǎn)物。 簡述一項(xiàng)可以授予專利的生物技術(shù)發(fā)明必須滿足的條件。適應(yīng)于編碼小分子多肽的基因。 （ 5）增加農(nóng)作物抗逆能力，增加農(nóng)業(yè)產(chǎn)量。 （ 3）具有若干限制酶切單一識別位點(diǎn)。 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)。 1莫諾德常數(shù) Ks 是指生長速率達(dá)到最大比生長速率一半時(shí)的 限制性基質(zhì)濃度 。 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)。 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。這種現(xiàn)象稱為趨同進(jìn)化。 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。 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。 1 原代培養(yǎng)： 也稱初代培養(yǎng)期。 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。 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。 細(xì)胞工 程： 以生物細(xì)胞、組織或器官為研究對象，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)。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。 2 基因的直接進(jìn)化：在分子水平上，對目標(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。 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 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。 二 、填空題 基因工程 技術(shù)是生物技術(shù)的核心技術(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發(fā)酵動(dòng)力學(xué)是研究發(fā)酵過 程中細(xì)胞生長速率， 產(chǎn)物生成速率 ，基質(zhì)消耗速率及其影響因素的學(xué)科。 2蛋白質(zhì)工程的目標(biāo)是根據(jù)對蛋白質(zhì) 功能 的特定需求，對蛋白質(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)。（ 4）具有較小的分子量和較高的拷貝數(shù)。（ 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)。 （ 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 DNA。 （ 1）具有新穎性（ 2）具有創(chuàng)造性（ 3）具有應(yīng)用價(jià)值 （ 4）在申請專利說明書對發(fā)明做詳盡的描述，使在同一領(lǐng)域的其他人能夠了解執(zhí)行。 (5) 菌種遺傳性穩(wěn)定，不易變異和退化 (6)不產(chǎn)生任何有害的生物活性物質(zhì)和毒素，保證安全生產(chǎn)。 1 什么是產(chǎn)物促進(jìn)劑？產(chǎn)物促進(jìn)劑舉例？ 是指那些非細(xì)胞生長所必須的營養(yǎng)物，又非前體，但加入后卻能提高產(chǎn)量的添加劑。 修飾法是對抗體進(jìn)行分子修飾，在抗體與抗原的結(jié)合部位引進(jìn)催化基因，而成為抗體酶的方法。 （ 2） 、突變基因堿基序列的確定 對于核酸類酶，根據(jù)欲獲得的酶 RNA的核苷酸排列次序，依照互補(bǔ)原則，確定其對應(yīng)的突變基因上的堿基序列，確定需要置換的堿基及其位置。 （ 2） 固定化酶的最適作用溫度一般與游離酶差不多，活化能也變化不大，但也有些固定化酶的最適溫度與游離酶比較會有較明顯的變化。固定化酶具有穩(wěn)定性較好，可以反復(fù)或連續(xù)使用的特點(diǎn)，應(yīng)用固定化酶進(jìn)行催化反應(yīng)，可以選擇填充床式反應(yīng)器、流化床式反應(yīng)器、鼓泡式反應(yīng)器、膜反應(yīng)器、攪拌器式反應(yīng)器等。 4050 年代青霉素的大規(guī)模發(fā)酵生產(chǎn)標(biāo)志著，現(xiàn)代發(fā)酵工程的建立。 2 生物能源有哪幾類？試述生物技術(shù)在緩解能源危機(jī)和環(huán)境污染，保護(hù)生態(tài)環(huán)境方面作出了怎樣的貢獻(xiàn)？ 答：生物質(zhì)能生物液體燃料及利用生物質(zhì)生產(chǎn)的能源。 目前，通常將干細(xì)胞分為全能干細(xì)胞（如胚胎干細(xì)胞可以分化形成所有的成體組織細(xì)胞，甚至發(fā)育成為完整的個(gè)體）、多能干細(xì)胞（具有多向分化的潛能，可以分化形成除自身組織細(xì)胞外的其他組織細(xì)胞，如造血干細(xì)胞、神經(jīng)干細(xì)胞、間充質(zhì)干細(xì)胞、皮膚干細(xì)胞等）和專能干細(xì)胞（維持某一特定組織細(xì)胞的自我更新，如腸上皮干細(xì)胞）。 答：在新經(jīng)濟(jì)時(shí)代，高科技的信息將成為一種重要的生產(chǎn)力，推動(dòng)著人類社會的發(fā)展；高科技的生物工程作為一種新生力量，直接導(dǎo)致農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥衛(wèi)生、食品工業(yè)和化學(xué)工業(yè)革命，推動(dòng)著新經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步，新型生物制品的研發(fā)為人類疾病的預(yù)防治療提供了新的手段，為提高人民的生活質(zhì)量和健康長壽做出了突出的貢獻(xiàn)，新型高產(chǎn)動(dòng)植物品種的培育和推廣，對解決糧食危機(jī)，改善人民生活提供了可靠保障，同時(shí)為工 業(yè)生產(chǎn)的原材料供給、環(huán)境保護(hù)和新能源開發(fā)提供可幫助；高科技的新材料作為新經(jīng)濟(jì)的里程碑，將重構(gòu)新經(jīng)濟(jì)的材料基礎(chǔ)；高科技的新能源將使人們不再為資源的短缺而憂愁，作為新經(jīng)濟(jì)的火車頭，它將帶來人類社會的可持續(xù)發(fā)展；航天技術(shù)使人們從地球的懷抱中飛向太空，新經(jīng)濟(jì)也隨著航天技術(shù)的發(fā)展而騰飛；海洋技術(shù)將開拓人類新經(jīng)濟(jì)社會生活新空間；軟科學(xué)技術(shù)使人們的管理效率更高，決策更正確，分析更透徹。 3生物保鮮技能與傳統(tǒng)的保鮮技能的區(qū)別和聯(lián)系有哪一些？ 答：生物保鮮技能與傳統(tǒng)的保鮮技能相似之處，都是防止微生物的侵害，控制新穎果蔬的呼吸作用和控制果蔬的掉水蒸發(fā)。 ⑥ 粘度：粘度可作為細(xì)胞生長或細(xì)胞形態(tài)的一項(xiàng)指標(biāo)，也能反映發(fā)酵罐中菌絲分裂過程的情況，可表示菌體的相對濃度，并可改變氧傳遞阻力。 ⑤ 氧化還原電位：培養(yǎng)基氧化還原電位是影響微生物生長及其生化活性的因素。代謝的協(xié)調(diào)能保證在任何特定時(shí)刻、特定的細(xì)胞空間，只合成必要的酶系（參與代謝的多種酶）和剛夠用的酶量。 發(fā)酵級數(shù)對發(fā)酵影響：（ 1）種子級數(shù)少，可簡化工藝和控制，減少染菌機(jī)會。該技術(shù)的核心是，從番茄體細(xì)胞中獲得指導(dǎo) PG合成的信使 RNA，繼而以該信使 RNA為模板人工合成反義基因并將之導(dǎo)入離體番茄體細(xì)胞，經(jīng)組織培養(yǎng)獲得完整植株。 4）對所涉及的藥物進(jìn)行合 成。 ③ 成本問題 ——目前限制人工種 子的商業(yè)利用的最大問題是成本。 5) 雜交瘤細(xì)胞的克隆化培養(yǎng) ：有限稀釋法或軟瓊脂平板法。 （ 2）與外植體的年齡有關(guān) 措施：切取幼齡的莖尖、頂芽分生組織、帶芽莖段等做外植體接種較 （ 3）與外植體的取樣時(shí)間有關(guān) 在春季切取的生長旺盛部位的外植體褐化較輕， （ 4）與培養(yǎng)基有關(guān)：控制的措施：利用吸附劑減低或清除酚類產(chǎn)物，改變氧化 —還原勢。 ④ 激素調(diào)節(jié)。 5）材料死亡 6）黃化 7）增殖率過低或過高 8）組培苗瘦弱或徒長 四 、選擇題 1. 蛋白質(zhì)工程的實(shí)質(zhì)是（ D ） A. 改變氨基酸結(jié)構(gòu) B. 改造蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu) C. 改變肽鏈結(jié)構(gòu) D. 改造基因結(jié)構(gòu) 2. 基因工程的實(shí)質(zhì)是（ A ） A. 基因重組 B. 基因突變 C. 產(chǎn)生新的蛋白質(zhì) D. 產(chǎn)生新的基因 3. 干擾素經(jīng)過改造可長期儲存，從蛋白質(zhì)水平上應(yīng)改變的是 （ D ） A. 光氨酸 B. 精氨酸 C. 谷氨酸 D. 半光氨酸 4. 蛋白質(zhì)工程制造的蛋白質(zhì)是（ C ） A. 天然蛋白質(zhì) B. 稀有蛋白質(zhì) C. 自然界中不存在的蛋白質(zhì) D. 血紅蛋白質(zhì) 5. 蛋白質(zhì)工程的基礎(chǔ)是（ A ） A. 基因工程 B. 細(xì)胞工程 C. 酶工程 D. 發(fā)酵工程 6. 玉米是生產(chǎn)賴氨 酸的好材料，可是產(chǎn)量低，需要改變什么結(jié)構(gòu)就能提高產(chǎn)量（ D ） A. 天冬氨酸激酶 B. 二氫吡啶二羧合成酶 C. 肽酶 D. A、 B都是 7. 天然蛋白質(zhì)合成遵循的法則是（ A A. 中心法則 B. 轉(zhuǎn)錄 C. 翻譯 D. 復(fù)制 8. 關(guān)于蛋白質(zhì)工程的說法錯(cuò)誤的是（ B ） A. 蛋白質(zhì)工程能定向改造蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)，使之更加符合人類的需要 B. 蛋白質(zhì)工程是在分子水平上對蛋白質(zhì)分子直接進(jìn)行操作，定向改變分子結(jié)構(gòu) C. 蛋白質(zhì)工程能產(chǎn)生出 自然界中不曾存在過的新型蛋白質(zhì)分子 D. 蛋白質(zhì)工程又稱為第二代基因工程 9. 蛋白質(zhì)工程的基本操作程序正確的是（ C ） ① 蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)合成 ② DNA 合成 ③ mRNA合成 ④ 蛋白質(zhì)的預(yù)期功能 ⑤ 根據(jù)氨基酸的序列推出脫氧核苷酸的序列 A. ① → ② → ③ → ④ → ⑤ → ① B. ⑤ → ④ → ③ → ② → ① → ② C. ④ → ① → ⑤ → ② → ③ → ① D. ② → ③ → ⑤ → ① → ② → ④ 10. 下列各項(xiàng)與蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性無關(guān)的是（