生物技術概論復習題及答案

復習思考第一章1.現(xiàn)代生物技術是一項高技術，它具有高技術的六高特征是指哪“六高？答：高效益、高智力、高投入、高競爭、高風險、高勢能。2.什么是生物技術，它包括哪些基本的內(nèi)容？它對人類社會將產(chǎn)生怎么樣的影響？答：生物技術，也稱生物工程，是指人們以現(xiàn)代生命科學為基礎，結合其他基礎學科的科學原理，采用先進的工程技術手段，按照預先的設計改造生物體或加工生物原料，為人類生產(chǎn)出所需產(chǎn)品或達到某種目的。生物工程主要包括基因工程、細胞工程、酶工程、發(fā)酵工程和蛋白質(zhì)工程。每一次重大的科學發(fā)現(xiàn)和科技創(chuàng)新，都使人們對客觀世界的認識產(chǎn)生一次飛躍；每一次技術革命浪潮的興起都使人們改造自然的能力和推動社會發(fā)展的力量提高到一個新的水平生物技術的發(fā)展也不例外它的發(fā)展越來越深刻地影響著世界經(jīng)濟軍事和社會發(fā)展的進程3.為什么說生物技術是一門綜合性的學科，它與其他學科有什么關系？答：因為生物技術涉及到很多個方面，有醫(yī)學、林農(nóng)業(yè)、食品、環(huán)境、能源、化學品等等，不僅僅是局限于生物這一方面，例如研究使用到高科技電子設備，兩者必須結合才能進行研究。生物分子學也被運用到計算機的研發(fā)中去。4.簡要說明生物技術的發(fā)展史以及現(xiàn)代生物技術與傳統(tǒng)生物技術的關系。答：傳統(tǒng)生物技術誕生較早。在石器時代后期，我國人民就會利用谷物造酒，這是最早的發(fā)酵技術。在公元前221年周代后期，我國人民就能制作豆腐、醬和醋，并一直沿用至今。公元10世紀，我國就有了預防滅花的活疫苗。到了明代，就已經(jīng)廣泛地種植痘苗以預防天花16元前6000年就已開始啤酒發(fā)酵。埃及人則在公元前4000年就開始制作面包。而現(xiàn)代生物技術是以20世紀70代A。1944年y等闡明A是遺傳信息的攜帶者。1953年n和k提出了DNA的雙螺旋結構模型闡明了A的半保留復制模式，從而開辟了分子生物學研究的新紀元?，F(xiàn)代生物技術足從傳統(tǒng)生物技術發(fā)展而來的。5.生物技術的應用包括哪些領域？答：生物技術被世界各國觀為一項高新技術。它廣泛應用于醫(yī)藥衛(wèi)生、農(nóng)林牧漁、輕工、食品、化工和能源等領域，促進傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的技術改造和新興產(chǎn)業(yè)的形成。6.南開大學生物命科學學院為什么要開設生物技術概論？1第二章1.基因工程研究的理論依據(jù)是什么?答：不同基因具有相同的遺傳物質(zhì))；基因是可以從A上切割下來的；基因是可以轉(zhuǎn)移的多肽與基因之間存在對應關系遺傳密碼是通用的絕少數(shù)除外可以通過DNA復制把遺傳信息傳遞給下一代。3.簡述限制性內(nèi)切核酸酶和A連接酶的作用機制。鏈A中特殊核苷酸序列,并在合適的反應條件下,使每條鏈的一個磷酸二酯鍵斷開,產(chǎn)生具有3H和5P的A片段。A連接酶催化雙鏈A片段緊靠在一起的3H末端與5′P末端之間形成磷酸二酯鍵，使兩末端連接。2.簡述基因工程研究的基本技術路線。答：4.在什么情況下最好使用質(zhì)粒載體或λ噬菌體載體或d載體？答：質(zhì)粒載體是以質(zhì)粒A分子為基礎構建的，是最常見的載體；λ噬菌體載體由λ于Acosmid載體適用于插入較大片段。5.闡述人工染色體作為載體的特點。答：人工染色體指能在宿主細胞中穩(wěn)定地復制并準確傳遞給子細胞的人工構建的染色體。特點是能容納長達100kb以上的外源A片段。26.簡述染色體定位整合克隆載體的應用價值但是內(nèi)于插入的位點的不確定性，可能對受體細胞基因組的自穩(wěn)系統(tǒng)產(chǎn)生干擾，進而導致出現(xiàn)有害的突變，給選育轉(zhuǎn)基因生物帶來不可知性和難度。而基因定位整合平臺系統(tǒng)可克服這兩者的負面效應。7.簡述各種特殊用途克隆載體的特點答：人工染色體能承載100kb以上的DNA大片段；而染色體定位整合克隆載體能保證插入整合的穩(wěn)定性。8.從A文庫和基因組文庫中獲得的目的基因有什么不同？答：基因組文庫是指把某種生物基因組的全部遺傳信息通過通過克隆載體貯存在一個受體菌克隆子群體中。而cDNA文庫是以mRNA為模板，因此包含著細胞全部mRNA信息。9.如何采用R技術從生物材料中分離出目的基因？答：1）沒有內(nèi)含子的基因，直接可以設計引物從A中擴增出來。2）有內(nèi)含子的，可以利用RNA反轉(zhuǎn)錄得到的A為模板，擴增獲得。3）基因組測序沒有完成的物種，可以利用RACE的方法獲得相應的基因。10.什么樣的細胞可用作受體細胞？組A組A分子穩(wěn)定存在于細胞中；③適于外源基因的高效表達；④遺傳穩(wěn)定性高，密碼子無明顯偏愛性；⑤易于擴大培養(yǎng)與發(fā)酵；⑥安全性高，無致病性。.闡述外源基因轉(zhuǎn)入受體細胞的各種途徑。答：轉(zhuǎn)化是重組A分子進入受體細胞，并在受體細胞內(nèi)穩(wěn)定維持并表達的過程。病噬菌顆粒轉(zhuǎn)導法是用病毒噬菌體的（或A組外包裝成重組病毒噬菌體)顆粒，通過感染使重組A進入受體細胞。12.篩選克隆子有哪些方法？據(jù)′基因互補顯色篩選轉(zhuǎn)化子根據(jù)生長調(diào)節(jié)劑非依賴型篩選轉(zhuǎn)化子根據(jù)核苷酸合成代謝相關酶基因缺失互補篩選轉(zhuǎn)化子。13.闡述基因工程的科學意義、應用價值以及發(fā)展前景。答：基因工程是生物工程的一個重要分支，它和細胞工程、酶工程、蛋白質(zhì)工程和微生物工程共同組成了生物工程它是用人為的方法將所需要的某一供體生物的遺傳物質(zhì)——A大分子提取出來，在離體條件下用適當?shù)墓ぞ呙高M行切割后，把它與作為載體的A分子連中安家3落戶和障礙。21世紀是一個基因工程世紀。第三章1.如何從一片嫩葉經(jīng)組織培養(yǎng)培育出眾多的完整植株?用滅菌劑處理；把消毒過的外植體接到培養(yǎng)基上，在光照培養(yǎng)箱中進行培養(yǎng)（若要得到愈傷培養(yǎng)基上，進行再分化；得試管苗、轉(zhuǎn)種。2.如何從植物細胞培養(yǎng)中獲得較高的次生代謝物產(chǎn)量?答：固定化細胞培養(yǎng)系統(tǒng)能夠獲得較高的次生代謝物產(chǎn)量。細胞固定化有利于在細胞團內(nèi)外形成化學物質(zhì)和物理因素的梯度，這是高產(chǎn)次生代謝物的關鍵；3.單倍體植株形單體弱,為什么還有不少科學家熱衷于誘發(fā)產(chǎn)生單倍體植株?答：單倍體只有一套染色體，加倍后可得到純合隱性基因表達植株，具有極強的遺傳改造價值。4.什么叫植物原生質(zhì)體如何進行植物原生質(zhì)體的融合?鑒定等步驟。5.可以采取哪些途徑脫去植物體內(nèi)的病毒？如何檢測植株中是否還有病毒？答：物理方法（高溫、化學方法（孔雀綠等、生物學方法（莖尖花瓣花藥培養(yǎng)。外觀、電鏡免疫血清等手段檢測。6.人工種子包括哪幾部分?如何制備人工種子?答：胚狀體（由組織培養(yǎng)或細胞培養(yǎng)產(chǎn)生、人工胚乳（營養(yǎng)物質(zhì)+激素+農(nóng)藥+抗生素+除草劑等、人工種皮（抗壓，保水，透氣。胚狀體、褐藻酸鈉、合成胚乳三者混勻成圓形膠囊，再經(jīng)無菌水漂洗后干燥處理成圓形人工種子。7.怎樣才能在體外大量培養(yǎng)哺乳動物細胞？答：培養(yǎng)動物細胞一般步驟為，無菌取出目的組織，漂洗干凈，切割成小組織塊，解離成細胞，移放培養(yǎng)瓶內(nèi)。哺乳動物培養(yǎng)需要較大的支持界面，因此有微導管培養(yǎng)法、微載體培養(yǎng)法、微膠囊培養(yǎng)法等三種特殊方法。48.如何獲得能在體外大量生長、分泌單克隆抗體的雜交瘤細胞克??？答：實驗前數(shù)周分次用特異抗原免疫實驗動物，得到大量的B淋巴細胞的脾細胞后，將骨髓瘤細胞和脾細胞以聚乙二醇法進行融合。再篩選出合適的雜合細胞進行繁殖。9.如何用體細胞克隆出一只哺乳動物克隆動物有什么積極意義?答：1、供體細胞系的建立2、供體細胞的同期化處理3、卵母細胞的體外成熟4、卵母細胞核的去除5、供體核的移植6、供體細胞與去核卵的融合7、重構胚的體外激活8、重構胚的體外發(fā)育9理10植1查12意義是克隆出來的動物可以為提供細胞的個體提供需要的器官10.開展干細胞研究對人類有何積極的意義？答：在體外鑒別、分離、純化、擴增和培養(yǎng)人體胚胎干細胞，并以這樣的干細胞為“種子”，培育出一些人的組織器官。干細胞及其衍生組織器官的廣泛臨床應用，將產(chǎn)生一種全新的醫(yī)療技術，也就是再造人體正常的甚至年輕的組織器官，從而使人能夠用上自己的或他人的干細胞或由干細胞所衍生出的新的組織器官，來替換自身病變的或衰老的組織器官。假如某位老年人能夠使用上自己或他人嬰幼兒時期或者青年時期保存起來的干細胞及其衍生組織器官，那么，這位老年人的壽命就可以得到明顯的延長。.有什么方法可以分別去除革蘭氏陽性細菌、革蘭氏陰性細菌和真菌的細胞壁？答：細菌使用溶菌酶（陰性細菌要添加A）處理，真菌使用蝸牛酶和纖維素酶處理。第四章1.微生物發(fā)酵產(chǎn)物有哪幾種類型？答：在菌體對數(shù)生長期所產(chǎn)生的產(chǎn)物，如氨基酸、核苷酸、蛋白質(zhì)、核酸、糖類等，是菌體生長繁殖所必需的，這些產(chǎn)物叫做初級代謝產(chǎn)物。在菌體生長靜止期，某些菌體能合成一些具有特定功能的產(chǎn)物，如抗生素、生物堿、細菌毒素、植物生長因子等。這些產(chǎn)物與菌體生長繁殖無明顯關系，叫做次級代謝產(chǎn)物。2.發(fā)酵培養(yǎng)基由哪些成分組成？答：碳源、氮源、無機鹽和微量元素、生長因子、水、產(chǎn)物形成的誘導物、前體和促進劑。3.比較分批發(fā)酵、連續(xù)發(fā)酵和補料分批發(fā)酵的優(yōu)缺點。答：分批發(fā)酵是營養(yǎng)物和菌種一次加入進行培養(yǎng)，直到結束放罐，中間除了空氣進入和尾氣排出，與外部沒有物料交換。傳統(tǒng)的生物產(chǎn)品發(fā)酵多用此過程。連續(xù)發(fā)酵是以一定的速度向發(fā)酵罐內(nèi)添加新鮮培養(yǎng)基，同時以相同的速度流出培養(yǎng)液，從而使發(fā)酵罐內(nèi)的液量維持恒定，微生物在穩(wěn)定狀態(tài)下生長。補料分批發(fā)酵是又稱半連續(xù)發(fā)酵，是介于分批發(fā)酵和連續(xù)發(fā)酵之間的一種發(fā)酵技術，是指在微生物分批發(fā)酵中，以某種方式向培養(yǎng)系統(tǒng)補加一定物料的培養(yǎng)技術。54.下游處理過程分為哪幾個步驟？相應的分離方法有哪些？調(diào)pH化、研磨，細胞碎片分離（離心分離、錯流過濾、兩水相萃取，初步純化（沉淀、吸附、離子交換、萃取、超濾，高度純化（沉淀、超濾、層析分離、結晶，成品加工（濃縮、無菌過濾、干燥。5.簡述青霉素的生產(chǎn)工藝。答：第五章1..酶有何特性？何謂酶工程？答：酶是一種生物催化劑，它具有作用專一性強、催化效率高等特點，能在常溫常壓和低濃度條件下進行復雜的生化條件。酶工程是指酶制劑在工業(yè)上的大規(guī)模應用，主要由酶的生產(chǎn)、酶的分離純化、酶的固定化和生物反應器四個部分組成。2.為什么要進行酶的修飾，酶的蛋白質(zhì)工程是如何進行的？答：酶分子修飾是指通過對酶蛋白主鏈剪接切割和側鏈的化學修飾對酶分子進行改造，改造的目的在于改變酶的一些性質(zhì)，創(chuàng)造出天然酶不具備的某些優(yōu)良性狀，擴大酶的應用以達到較高的經(jīng)濟效益。酶的蛋白質(zhì)工程的流程圖見下圖，6優(yōu)點缺點載體結合法相對簡便酶易解析和污染交聯(lián)法優(yōu)點缺點載體結合法相對簡便酶易解析和污染交聯(lián)法相對簡便酶回收率低包埋法酶回收率高僅適合小分子，擴散阻力大4.如何維持酶反應器恒定的生產(chǎn)力？答：控制反應器的流速、提高溫度、柱反應器串聯(lián)。第六章1.簡單敘述蛋白質(zhì)結構的基本組件。答：蛋白質(zhì)的基本組成單位是氨基酸，它們通過脫水縮合形成肽鏈，再經(jīng)過加工，形成一定的空間結構。2.簡述氨基酸的基本理化性質(zhì)。答：氨基酸呈現(xiàn)無色結晶、特殊晶型、溶點極高等性質(zhì)，以兩性離子形式存在，同時具有氨基和羧基，可以接受質(zhì)子和釋放質(zhì)子，是兩性電解質(zhì)。3.簡單描述反向生物學的途徑。答：反向生物學技術，其基本思路是按期望的結構尋找最適合的氨基酸序列，通過計算機設計，進而模擬特定的氨基酸序列在細胞內(nèi)或在體內(nèi)環(huán)境中進行多肽折疊而成三維結構的全過程，并預測蛋白質(zhì)的空間結構和表達出生物學功能的可能及其高低程度。4.舉例說明對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進