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1、生物工程導(dǎo)論1、生物工程的研究對(duì)象包括活的生物體或它們的一部分。2、基因工程中一般都使用松弛型質(zhì)粒載體。兩種常用的質(zhì)粒載體為pBR322和pUC19.3、用于原核生物宿主的載體:質(zhì)粒載體。噬菌體載體??滤官|(zhì)粒:用于真核生物宿 主的人工載體大多具有大腸桿菌質(zhì)粒的耐藥性或噬菌體的強(qiáng)感染力,同時(shí)還應(yīng)滿足攜帶真核生物目的基因大片段 DNA的要求。4、質(zhì)粒載體:質(zhì)粒載體 pBR322 (原核質(zhì)粒常見(jiàn)) pUC195、用于真核生物宿主的載體: YIP載體。YRP載體。YAC體。其他質(zhì)粒:BAC是 以細(xì)菌F因子為基礎(chǔ)組建的細(xì)菌克隆體系。6、用于植物宿主的載體: Ti質(zhì)粒。7、基因組文庫(kù)的篩選: DNA雜交法

2、。雙鏈 DNA分子可以通過(guò)熱處理或堿變性的方法變性 成單鏈DNA子。加熱后緩慢冷卻的過(guò)程稱(chēng)為退火。退火后有的DN6子的兩條鏈分別來(lái)自于不同的DNA子,即形成了雜合 DN酚子。免疫反應(yīng)法:若一個(gè)目的基因 DNA序列可以 轉(zhuǎn)錄和翻譯成蛋白質(zhì)、那么只要出現(xiàn)這種蛋白質(zhì), 甚至只需要該蛋白質(zhì)的一部分,就可以用免疫的方法檢測(cè)。酶活性法:如果目的基因編碼一種酶,而這種酶又是宿主細(xì)胞所不能編碼的,那么就可以通過(guò)檢查酶活性來(lái)篩選目的基因的重組子。8、將外源重組分子導(dǎo)入受體細(xì)胞的方法很多,其中轉(zhuǎn)化(轉(zhuǎn)染)和轉(zhuǎn)導(dǎo)主要適用于原核的 細(xì)菌細(xì)胞和低等的真核細(xì)胞(酵母),而顯微注射和電穿孔則主要應(yīng)用于高等動(dòng)植物的真核細(xì)胞。

3、轉(zhuǎn)化過(guò)程包括制備感受態(tài)細(xì)胞和轉(zhuǎn)化處理。9、1982年,第一基因工程藥物人胰島素就在美國(guó)的Eli Lilly公司研究成功并投放市場(chǎng)。第一類(lèi)基因工程藥物主要針對(duì)因缺乏天然內(nèi)源性蛋白所引起的疾病。第二類(lèi)基因生物工程藥物屬于酶類(lèi)。第三類(lèi)基因工程藥物屬于疫苗。第四類(lèi)產(chǎn)物單克隆抗體既能用于疾病診斷,又能用于治療。10、1989年我國(guó)第一個(gè)基因工程藥物干擾素 -alb上市,標(biāo)志著我國(guó)基因工程制藥實(shí)現(xiàn)了零 的突破。11、在基因組工程研究中,采用的載體是人工染色體。12、產(chǎn)物檢測(cè)還需用高通量的研究手段(如生物芯片,包括核酸芯片、蛋白/酶芯片、抗體芯片、底物芯片等)來(lái)檢測(cè)基因群體、表達(dá)圖譜及產(chǎn)物群。)13、胃蛋白

4、酶是酸性酶。P10414、由于只有L一型氨基酸才具有生理活性,外消旋氨基酸必須轉(zhuǎn)化為L(zhǎng)一型氨基酸,主要的拆分方法有物理化學(xué)法、化學(xué)法和酶法等三種。酶拆分化學(xué)合成DL-氨基酸生產(chǎn)L一氨基 酸的反應(yīng)式如圖(P110)15、極端酶的研究和應(yīng)用。P11816、催化抗體制備的方法很多,通常有單克隆技術(shù)、拷貝法、天然來(lái)源分離法、基因工程、 蛋白質(zhì)工程和化學(xué)修飾等方法。17、放線菌是最主要的抗生素產(chǎn)生菌, 目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的約 6000種抗生素中,有4000多種是 由放線菌產(chǎn)生的。放線菌也是原核生物, 細(xì)胞構(gòu)造和細(xì)胞壁的化學(xué)組成都與細(xì)菌類(lèi)似,因其菌落呈放射狀而得名。18、酵母的生長(zhǎng)特性:絕大多數(shù)酵母菌都是單細(xì)胞

5、,但是體積比細(xì)菌要大得多,一般呈球形、卵形或檸檬行。出芽生殖是酵母菌中常見(jiàn)的生殖方式之一。有些酵母細(xì)胞也能以與細(xì)菌類(lèi)似的裂殖方式來(lái)產(chǎn)生后代。這兩種生殖方式都是無(wú)性繁殖。很多酵母還能通過(guò)產(chǎn)生囊抱子的形 式進(jìn)行有性繁殖。酵母在自然界中分布很廣,尤其喜歡在偏酸性且含糖較多的環(huán)境中生長(zhǎng)。酵母與我們的生活密切相關(guān),很多人幾乎天天都在享受著酵母的勞動(dòng)成果。每天吃的面包或饅頭,常喝的啤酒、葡萄酒等各種酒類(lèi)飲料,都是由酵母菌參與制造的。酵母還可以用來(lái)生產(chǎn)維生素、甘油和酶制劑。19生物反應(yīng)器的類(lèi)型:攪拌罐。鼓泡塔。氣升式反應(yīng)器。流化床反應(yīng)器和填充床 反應(yīng)器。20、發(fā)酵過(guò)程的檢測(cè)和控制:環(huán)境參數(shù)方面,PH值、溫度

6、、溶氧值、出口CO2濃度和部分底物或產(chǎn)物的在線測(cè)量技術(shù)也已基本成熟,有望在短期內(nèi)應(yīng)用。操作變量方面,攪拌速度、通氣量、冷卻水流量、罐壓、酸堿泵流速、流加速率等的測(cè)定和控制也已經(jīng)不存在技術(shù)問(wèn)題??梢哉f(shuō),發(fā)酵控制的硬件已經(jīng)基本具備。21、溫室氣體主要成分為 CO222、生化需氧量(BOD指在氧的存在下,微生物將有機(jī)物降解并達(dá)穩(wěn)定化所消耗的氧量。23、微生物間各種相互作用的類(lèi)型:種間共處。共棲現(xiàn)象?;セ莼ド?。競(jìng)爭(zhēng)作用。偏害共生。寄生關(guān)系。捕食關(guān)系。24、微生物洗滌法的特點(diǎn)是利用污水處理廠剩余的活性污泥配置混合液,作為吸收劑處理廢氣。一:名詞解釋?zhuān)?、蛋白質(zhì)工程:通過(guò)定位突變的方法使所表達(dá)的蛋白質(zhì)產(chǎn)物

7、的結(jié)構(gòu)和功能發(fā)生變化,根據(jù) 需要設(shè)計(jì)新的氨基酸序列,已經(jīng)發(fā)展成為一門(mén)新的交叉學(xué)科。2、DNA 一個(gè)DNA分子可以通過(guò)半保留復(fù)制機(jī)制精確的復(fù)制成兩個(gè)完全相同的DNA分子,DNA復(fù)制從特定的位點(diǎn)開(kāi)始,半保留復(fù)制,DNAM制具有高度的忠實(shí)性,DNA復(fù)制是多種酶和蛋白因子協(xié)同有序工作的結(jié)果,DNAB旋酶的功能是在復(fù)制叉處使雙螺旋DNAB旋。3、逆轉(zhuǎn)錄酶:是從mRN砸轉(zhuǎn)錄形成互補(bǔ) DNA(cDNA的酶,亦稱(chēng)為依賴于 RNA的DN咪合 酶。4、質(zhì)粒:是能自主復(fù)制的雙鏈閉合環(huán)狀DNA分子,它們?cè)诩?xì)菌中以獨(dú)立于染色體外的方式存在。5、基因庫(kù):也叫基因組文庫(kù),是指用克隆的方法將一種生物的全部基因組長(zhǎng)期以重組體方

8、 式保持在適當(dāng)?shù)乃拗髦小?、基因文庫(kù):也叫cDNA文庫(kù)。首先獲得 mRNA反轉(zhuǎn)錄得cDNA經(jīng)克隆后形成文庫(kù)。 cDNA 文庫(kù)和基因庫(kù)的不同之處在于,cDNA文庫(kù)在mRNA接過(guò)程中已經(jīng)除去了內(nèi)含子等成分,便于DNAM組時(shí)直接使用。7、干細(xì)胞:是一類(lèi)極特殊的來(lái)自胚胎或成體的未分化細(xì)胞,同時(shí)具有不斷增長(zhǎng)繁殖的功能 以及向多種功能細(xì)胞分化的潛能。8、原代細(xì)胞:是直接從組織器官中分離得到的,原代細(xì)胞培養(yǎng)一般由組織器官解剖分離、 解聚和離體細(xì)胞培養(yǎng)三個(gè)步驟組成。9、酶法分離:是目前應(yīng)用最廣的動(dòng)物細(xì)胞分離法,最常使用的酶有胰蛋白酶、膠原酶、彈性蛋白酶等,它們可以單獨(dú)使用或混合使用。10、細(xì)胞系:一旦原代細(xì)胞

9、進(jìn)行了傳代培養(yǎng)(亦稱(chēng)轉(zhuǎn)種),便被稱(chēng)為細(xì)胞系。11、細(xì)胞株:細(xì)胞系中往往存在若干表型相似或相異的細(xì)胞世系,若其中一世系,經(jīng)過(guò)選殖 克隆、物理性細(xì)胞分離,或其他選擇技術(shù),而培養(yǎng)的細(xì)胞群體中辨識(shí)出其特殊表型性質(zhì),該 細(xì)胞系便稱(chēng)為細(xì)胞株。12、植物細(xì)胞具有“全能性”,即單一的離體細(xì)胞在一定環(huán)境下能分化成不同的細(xì)胞組織乃 至整個(gè)植株。13、干細(xì)胞:即未分化的細(xì)胞,是一類(lèi)具有自我更新和分化發(fā)育潛能的原始細(xì)胞。機(jī)體的各種細(xì)胞、組織和器官、甚至完整的生物都是通過(guò)干細(xì)胞分化發(fā)育而成的。干細(xì)胞分胚胎干細(xì)H和組織干細(xì)胞兩類(lèi)。14、胚胎干細(xì)胞:具有形成所有組織和器官的能力,具有“全能性”。胚胎干細(xì)胞逐漸定向分化,朝著

10、特定的組織器官發(fā)展,失去全能性而變得比較專(zhuān)一,它們只能發(fā)育分化成一個(gè)系統(tǒng)中的幾種細(xì)胞,但不能生成其他系統(tǒng)的細(xì)胞,因?yàn)檫@些干細(xì)胞稱(chēng)為“多能”干細(xì)胞。“多能”干細(xì)胞繼續(xù)分化發(fā)育,將生成更加專(zhuān)門(mén)化的細(xì)胞,即“專(zhuān)能”干細(xì)胞,它們只能再增殖 分化為一種類(lèi)型的“終端”細(xì)胞,如紅細(xì)胞、肌細(xì)胞、神經(jīng)細(xì)胞等。終端細(xì)胞失去了分裂增 殖能力,只能完成專(zhuān)門(mén)的生理機(jī)能,如輸送氧氣、肌肉收縮、傳遞信息等。15、組織再生工程:采用自體細(xì)胞,借助人工細(xì)胞外基質(zhì),在各種生長(zhǎng)因子的促進(jìn)下使細(xì)胞分裂、增殖、分化,以重新構(gòu)筑患者自己的組織。16、酶的活力:是指酶催化特定底物轉(zhuǎn)化成產(chǎn)物的速率,酶活力還常常是制訂酶制劑價(jià)格的最重要的參考

11、指標(biāo)。(國(guó)際上對(duì)酶的活力單位尚未制訂統(tǒng)一的單位,主要原因是影響酶催化 活性的因素太多。)17、酶活力是在規(guī)定的環(huán)境條件下、化學(xué)因素和生物因素下,根據(jù)酶所催化反應(yīng)的初速度而 測(cè)定的。酶活力的單位一般是: 單位時(shí)間、單位質(zhì)量酶蛋白所催化的底物反應(yīng)或產(chǎn)物生成的 物質(zhì)的量(或質(zhì)量)。18、WI :每一種酶都有一些特定的抑制劑,通常將這種酶稱(chēng)為該抑制劑的靶酶。19、人工酶或模擬酶:根據(jù)酶的作用原理, 用人工方法合成具有活性中心和催化作用的非蛋 白質(zhì)結(jié)構(gòu)的化合物稱(chēng)為人工合成酶或人工模擬酶。20、分子印跡技術(shù):是指制備對(duì)某一特定分子具有選擇性的聚合物的過(guò)程,該特定分子通常稱(chēng)為印跡分子或模板。21、核酸酶:具

12、有催化功能的核酸就是核酸酶。22、抗體酶:是指通過(guò)一系列化學(xué)與生物方法制備的具有催化活性的抗體。23、代謝工程:又稱(chēng)代謝途徑工程或途徑工程,是基于代謝流分析和基因重組技術(shù)改善菌株遺傳性狀的一種先進(jìn)的工程技術(shù)。24、一般將為微生物提供碳元素的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)稱(chēng)為碳遮,而將微生物提供氮元素的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)稱(chēng)為氮源。25、生物修復(fù)就是利用生物的吸收、富集、代謝等功能作用將污染物轉(zhuǎn)化或降解為無(wú)害物質(zhì) 甚至有用物質(zhì),從而加速消除環(huán)境污染物、恢復(fù)生態(tài)系統(tǒng)的一種生物技術(shù)。26、原位微生物修復(fù)技術(shù):是在不破壞土壤或地下水基本結(jié)構(gòu)的情況下利用微生物就地修復(fù) 受污染土壤或地下水的一類(lèi)技術(shù)。二、填空:1、幾乎所有的酶都是蛋白質(zhì),

13、酶又具有催化劑的功能,即能夠降低化學(xué)反應(yīng)的活化能、加 快反應(yīng)的速率,在反應(yīng)中不消耗,反應(yīng)結(jié)束時(shí)恢復(fù)到原來(lái)的狀態(tài)。2、發(fā)酵工程已經(jīng)泛指所有細(xì)胞(動(dòng)物、植物、微生物及基因工程細(xì)胞)的大規(guī)模培養(yǎng)并獲 得目標(biāo)產(chǎn)物的過(guò)程。3、動(dòng)物細(xì)胞的懸浮培養(yǎng)操作方式有間歇培養(yǎng)、補(bǔ)料一分批培養(yǎng)和灌流培養(yǎng)等。4、植物體受到切割等傷害后會(huì)產(chǎn)生 愈傷組織,愈傷組織的形成實(shí)際上是一種創(chuàng)傷反應(yīng),是 植物脫分化的結(jié)果,產(chǎn)生愈傷組織的植物器官可以是種子、根、莖、葉等。5、酶的三級(jí)結(jié)構(gòu)是在二級(jí)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,借助于各種次級(jí)鍵 (非共價(jià)鍵)盤(pán)繞成具有 特定 肽鏈走向的緊密球狀構(gòu)想。6、寡聚酶是由兩個(gè)或兩個(gè)以上亞基組成的酶。7、(選)生物傳

14、感器是用生物活性物質(zhì)做敏感器件、配以適當(dāng)?shù)膿Q能器所構(gòu)成的分析工具,大致可分為酶?jìng)鞲衅?、微生物傳感器、免疫傳感器和?chǎng)效應(yīng)晶體管生物傳感器等四大類(lèi)。其中利用酶的催化作用制成的酶?jìng)鞲衅魇菃?wèn)世最早、成熟度最高的一類(lèi)生物傳感器。8、目前已知的核酸酶大致上可以分為剪切型核酸酶和剪接型核酸酶。9、荷蘭的業(yè)余顯微鏡制造者列文虎克利用自己制造的顯微鏡首先發(fā)現(xiàn)了肉不可見(jiàn)的微生物。10、(選)最早確定發(fā)酵與微生物關(guān)系的是著名的微生物學(xué)家巴斯德。巴斯德早期從事化學(xué) 研究。11、弗萊明發(fā)現(xiàn)了青霉素。12、氫元素主要來(lái)自水和各種有機(jī)物,有些微生物也能吸收和利用氫氣。其他的主要元素或微量元素則大多來(lái)自無(wú)機(jī)鹽。13、只有當(dāng)固

15、氮細(xì)菌和某些藍(lán)細(xì)菌將空氣中的氮轉(zhuǎn)變?yōu)橄跛猁}時(shí),才能被高等植物利用。 在自然界里大氣中氮的固定有四種主要途徑:生物固氮、工業(yè)固氮、大氣固氮和巖漿固氮。三、選擇題:1、1970年Baltimore 等人和Temin等人同時(shí)在各自的實(shí)驗(yàn)室發(fā)現(xiàn)了逆轉(zhuǎn)錄酶,打破了中心 法則,使真核基因的制備成為可能。2、基因工程也稱(chēng)為基因克隆或DNA分子克隆。3、1953年Watson和Crick提出了 DNA勺雙螺旋結(jié)構(gòu)模型,闡明了DNA分子的二級(jí)結(jié)構(gòu)。4、決定DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)因素有:氫鍵的形成、堿基的堆積力、磷酸基之間的靜電斥力,堿 基分子內(nèi)能的作用力。5、翻譯過(guò)程:是非常復(fù)雜的生物反應(yīng)過(guò)程,需要大約200多種以上

16、的生物大分子參與,包括核糖體mRNAtRNA氨酰tRNA合成酶、各種可溶性的蛋白因子等參加并協(xié)同作用,從而 完成蛋白質(zhì)的生物合成,體現(xiàn)了生物體的功能基因性狀。6、質(zhì)粒廣泛存在于細(xì)菌中,某些藍(lán)藻、綠藻和真菌細(xì)胞中也存在質(zhì)粒。7、減少乙酸等抑制性副產(chǎn)物的形成:降低比生產(chǎn)速率。降低培養(yǎng)溫度。限制性流加葡萄糖。基因工程菌培養(yǎng)和乙酸分離耦合過(guò)程。(P45)8、效仿體內(nèi)營(yíng)養(yǎng)供給模式,動(dòng)物細(xì)胞的離體培養(yǎng)最初采用天然體液培養(yǎng)基,如小雞胚胎萃 取液、血清、淋巴液等。9、旋轉(zhuǎn)瓶和中空纖維反應(yīng)器是比較常見(jiàn)的動(dòng)物細(xì)胞大規(guī)模貼壁培養(yǎng)的反應(yīng)器。10、聚苯乙烯、葡聚糖 和膠原等都是通用的 微載體材料,通過(guò)加工而成為珠狀顆粒

17、。11、(P103)E+S ES - E+P E代表游離酶;ES為酶與底物的復(fù)合物; S為底物;P為產(chǎn) 物;為相應(yīng)各步反應(yīng)的反應(yīng)速率常數(shù)。12、酶的固定化方法或技術(shù): 按所用載體和操作方法的差異,可分為 載體結(jié)合法、包埋法和 交聯(lián)法等三類(lèi)。載體結(jié)合法包括了物理吸附法、離子結(jié)合法、螯合法和共價(jià)結(jié)合法等,包埋 也又包括了聚合物包埋法、疏水相互作用法、微膠囊包埋法、脂質(zhì)體包埋法等。13、自20世紀(jì)80年代初Cech和Altman各自獨(dú)立地發(fā)現(xiàn)了 RNAM有生物催化功能后, 人們 發(fā)現(xiàn)除蛋白質(zhì)具有酶的催化功能以外,某些RN用口 DNA分子也具有催化功能。14、細(xì)菌是單細(xì)胞原核生物,個(gè)體極小,沒(méi)有成型的

18、細(xì)胞核,一般以典型的“一分為二”的繁殖方式繁殖。細(xì)菌根據(jù)外形可以分為球菌、桿菌和螺旋菌三個(gè)大類(lèi)。球菌按其細(xì)胞排列方 式又可進(jìn)一步分為單球菌、雙球菌、四聯(lián)球菌、八疊球菌、葡萄球菌和鏈球菌等。15、有些細(xì)菌除了具有一般的細(xì)胞結(jié)構(gòu)和細(xì)胞質(zhì)內(nèi)含物外,還具有一些特殊的結(jié)構(gòu),如莢膜、芽抱、鞭毛、線毛等。芽抱是細(xì)菌的休眠體。有些桿菌和弧菌還能長(zhǎng)出細(xì)長(zhǎng)的絲狀物,稱(chēng)為 鞭毛,主要成分是蛋白質(zhì)。鞭毛是細(xì)菌的運(yùn)動(dòng)器官。球菌通常沒(méi)有鞭毛,桿菌中有的有,有 的沒(méi)有。弧菌和螺旋菌一般都有鞭毛。除了染色體DNA#,很多細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)還存在染色體外 的遺傳物質(zhì),稱(chēng)為質(zhì)粒。16、霉菌有菌絲。霉菌的無(wú)性抱子直接由生殖菌絲分化而形成,

19、常見(jiàn)的有節(jié)抱子、厚垣抱子、抱囊抱子和分生抱子。最后形成一些厚壁的休眠池子,稱(chēng)為厚垣池子。17、霉菌有性抱子是指經(jīng)過(guò)兩性細(xì)胞結(jié)合而形成的抱子。霉菌有性抱子的產(chǎn)生不及無(wú)性抱子那么頻繁和豐富。常見(jiàn)的有卵抱子、接合抱子、子囊抱子和擔(dān)抱子,分別由鞭毛菌亞門(mén)、接 合菌亞門(mén)和擔(dān)子菌亞門(mén)的霉菌產(chǎn)生。18、腐乳是在豆腐塊上接種了魯氏毛霉而制成的,制造四川豆用的則是另一種毛霉一一總狀毛霉。19、在微生物體內(nèi),這些能量主要儲(chǔ)存在一種叫三磷酸腺昔的高能化合物中。而另一些微生物則需要比較復(fù)雜的營(yíng)養(yǎng)成分, 除了需要各種有機(jī)物作為碳源和氮源外, 甚至還需要一些生 長(zhǎng)因子,如某些維生素、氨基酸、喋吟和喀咤類(lèi)化合物等。17、人

20、們對(duì)細(xì)胞內(nèi)代謝調(diào)節(jié)和控制的很多認(rèn)識(shí)就是從氨基酸發(fā)酵菌種選育時(shí)獲得的。18、第一個(gè)實(shí)際應(yīng)用的生物殺蟲(chóng)劑是蘇云金桿菌。19、微生物發(fā)酵生產(chǎn)的多糖主要有黃原膠、右旋糖酊、結(jié)冷膠、小核菌葡聚糖、短梗霉多糖 和熱凝多糖等。20、固定床:生物濾池,生物轉(zhuǎn)盤(pán),淹沒(méi)式生物濾池,膜一生物膜生物反應(yīng)器。流動(dòng)床:生物流化床,氣提式生物膜反應(yīng)器,機(jī)械攪動(dòng)床,厭氧生物膜膨脹床,移動(dòng) 床生物膜反應(yīng)器。(P208)21、 P20922、用于生物脫硫的生物反應(yīng)器有:攪拌釜反應(yīng)器、氣升式反應(yīng)器、流化床反應(yīng)器、固定床 反應(yīng)器和膜反應(yīng)器。23、生物修復(fù)包含微生物修復(fù)、植物修復(fù)以及水生生物修復(fù)等方法。24、影響微生物修復(fù)的因素:有機(jī)

21、污染物和土壤的物化性質(zhì)。營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。電子受體。環(huán)境因素。25、植物修復(fù)利用植物具有萃取、吸收、積累、揮發(fā)等特性進(jìn)行土壤中金屬元素去除。 四:解答:1、基因工程載體的必備條件:能夠進(jìn)入宿主細(xì)胞。載體可以在宿主細(xì)胞中獨(dú)立復(fù)制, 即本身是一個(gè)復(fù)制子,或者能夠整合到宿主細(xì)胞的染色體。要有篩選標(biāo)志。對(duì)多種 限制酶有單一或者較少的切點(diǎn),最好是單一切點(diǎn)。DN底:組使用的載體可以分為三大類(lèi):克隆載體:是以繁殖DNA片段為目的的載體。穿梭載體:用于真核生物DNA片段在原核生物中增殖,然后再轉(zhuǎn)入真核細(xì)胞宿主表達(dá)。 表達(dá)載體:用于目的基因的表達(dá)。2、真核生物目的基因的獲得: cDNA方法。DNA勺化學(xué)合成法。PCRt

22、。 1983年美國(guó) Cetus公司的Mullis等人建立起了一套大量快速地?cái)U(kuò)增特異DNA片段的系統(tǒng),即聚合酶反應(yīng)系統(tǒng)。PCR法要求反應(yīng)體系具有以下條件。要有與被分離的目的基因兩條鏈各一 端序列互補(bǔ)DNA引物。具有熱穩(wěn)定性的酶,如TaqDNA聚合酶。dNTP作為模板的目的DN際列。PC阪應(yīng)過(guò)程包括以下三個(gè)方面:變性,將模板DNA置于95 c的高溫下,使雙鏈 DNA的雙鏈解開(kāi)變成單鏈 DNA退火,將反應(yīng)體系的溫度降低到55 c左右,使得一對(duì)引物能分別與變性后的兩條模板鏈相配對(duì)。延伸,將反應(yīng)體系溫度調(diào)整到TaqDNA聚合酶作用的最適溫度72 C,以目的基因?yàn)槟0?,合成新的DNA連。3、重組體的篩選:

23、重組體篩選的方法很多,在核酸水平或蛋白質(zhì)水平上篩選。從核酸水平 篩選克隆子可以通過(guò)核酸交雜的方法。這類(lèi)方法根據(jù)DNA-DNA DNA-RNAg基配對(duì)的原理,以使用基因探針技術(shù)為核心,發(fā)展了原位交雜、Southern交雜、Northern交雜等方法。從蛋白質(zhì)水平上篩選克隆子的方法主要有:檢測(cè)抗生素抗性及營(yíng)養(yǎng)缺陷型、觀測(cè) 噬菌斑的形成、檢測(cè)目標(biāo)酶的活性、目標(biāo)蛋白的免疫特性和生物活性等。 利用抗生素抗性基因。營(yíng)養(yǎng)缺陷互補(bǔ)法。核酸雜交法。通過(guò)免疫反應(yīng)篩選。 通過(guò)酶活性篩選。4、目的基因的高效表達(dá):影響目的基因表達(dá)的基本基因:從基因表達(dá)系統(tǒng)構(gòu)建和目的基因表達(dá)過(guò)程這兩個(gè)方面分析,目的基因的表達(dá)效率不僅取決

24、于宿主菌體特性和表達(dá)載體的構(gòu)建,而且還取決于重組菌的培養(yǎng)工程。從表達(dá)系統(tǒng)來(lái)看,主要表 現(xiàn)在轉(zhuǎn)錄和翻譯兩個(gè)水平上。目的基因的不溶性高效表達(dá)。對(duì)于不需要翻譯后修 飾的蛋白質(zhì)產(chǎn)物,利用生長(zhǎng)速度快、培養(yǎng)基簡(jiǎn)單的大腸桿菌為宿主細(xì)胞,采用不溶 性融合蛋白表達(dá)策略仍是一種提高目的基因表達(dá)效率的很好選擇。(通過(guò)采用目的蛋白與帶純化標(biāo)簽的細(xì)菌蛋白融合的新策略,所得到的融合蛋白不僅能夠抵抗蛋白酶的進(jìn)攻,而且可以利用帶純化標(biāo)簽的蛋白與相應(yīng)的抗體之間的親和反應(yīng),實(shí)現(xiàn)目 的蛋白的高效親和分離。)目的基因的高效可溶性表達(dá)。對(duì)于不少目的蛋白,可 通過(guò)降低啟動(dòng)子強(qiáng)度和減少培養(yǎng)溫度的手段成功的實(shí)現(xiàn)高水平的可溶性表達(dá)。目的基因的

25、高效分泌型表達(dá)。當(dāng)采用大腸桿菌作為表達(dá)系統(tǒng)時(shí),如果在質(zhì)粒設(shè)計(jì)時(shí)就 加上一段信號(hào)肽基因,就有可能實(shí)現(xiàn)目的蛋白質(zhì)的分泌型表達(dá)。構(gòu)建分泌型、特別 是胞外分泌型的表達(dá)載體是實(shí)現(xiàn)目的基因高效表達(dá)的重要發(fā)展方向之一。4、細(xì)胞的生理特性有哪些?(植物細(xì)胞培養(yǎng)的細(xì)胞生理特性):植物細(xì)胞尺寸較大。植物細(xì)胞對(duì)剪切力非常敏感。易沉降。植物細(xì)胞生長(zhǎng)緩慢。植物細(xì)胞生長(zhǎng)與次級(jí) 代謝產(chǎn)物的合成無(wú)顯著關(guān)聯(lián)。易染菌。5、常用的建立轉(zhuǎn)基因動(dòng)物方法:顯微注射法。逆轉(zhuǎn)錄病毒感染法。胚胎干細(xì)胞。 精子載體法。體細(xì)胞移植法。6、干細(xì)胞的研究進(jìn)展:胚胎干細(xì)胞。造血干細(xì)胞。造血干細(xì)胞分布于骨髓、外周血和臍血中。尤其臍血中含有豐富的造血干細(xì)胞

26、。造血干細(xì)胞是造血細(xì)胞的“種子”,體內(nèi)所有血細(xì)胞,包括紅細(xì)胞、白細(xì)胞、血小板等,都由它分化發(fā)育而來(lái),也是人們認(rèn)識(shí)最 早的干細(xì)胞之一。間充質(zhì)干細(xì)胞。間充質(zhì)干細(xì)胞是分化發(fā)展成為骨細(xì)胞、成軟骨細(xì)胞、脂肪細(xì)胞、成肌肉細(xì)胞和骨髓基質(zhì)細(xì)胞的干細(xì)胞,在成年后主要存在于骨髓下和骨髓腔 中,也分布于肌肉、胸腺和皮膚中。神經(jīng)及其他干細(xì)胞。神經(jīng)干細(xì)胞存在于成體神經(jīng) 組織中,具有再生神經(jīng)元、星形膠質(zhì)細(xì)胞和少突狀細(xì)胞的潛在能力。7、組織工程的研究幾乎遍及人體所有的器官和組織。一些組織工程產(chǎn)品如生物人工肝等已進(jìn)入三期臨床試驗(yàn)。組織工程以組織為核心,借助工程學(xué)方法由細(xì)胞重新構(gòu)筑人體組織。 組織工程按組織器官構(gòu)筑方式可分為兩

27、個(gè)部分:組織再生工程和組織替代工程。8、組織工程的三種基本要素:細(xì)胞、支架材料與調(diào)節(jié)因子。對(duì)于任何一種細(xì)胞支架材料,都需要考慮以下幾個(gè)指標(biāo):有良好的生物相容性和細(xì)胞親 和性、能阻擋外來(lái)組織的侵襲、通暢的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)補(bǔ)給、可以控制釋放生長(zhǎng)因子、能滅菌 消毒、有利于細(xì)胞大量分泌各種蛋白質(zhì)等,還應(yīng)該具有良好的力學(xué)性能。用于組織工程 細(xì)胞支架的生物材料主要有無(wú)機(jī)材料、天然高分子材料和合成高分子材料三大類(lèi)。天然 無(wú)機(jī)材料有羥基磷灰石、珊瑚礁和磷酸鈣;天然高分子材料有殼聚糖、海藻酸鹽、膠原 蛋白、葡聚糖、透明質(zhì)酸、明膠和瓊脂等;合成高分子材料有脂肪族聚酯、聚酸酊、聚 原酸酯和聚醛等。9、反應(yīng)溫度、PH值、離子

28、強(qiáng)度、表面活性劑、剪切力及混合等環(huán)境條件;底物濃度、產(chǎn)物 濃度、輔酶及輔助因子、酶催化反應(yīng)的抑制物及激活劑等化學(xué)因素;酶的來(lái)源、存在形式、 酶的失活速率及酶的純度等生物因素都將影響酶催化反應(yīng)的速率等。10、酶的來(lái)源和生產(chǎn):酶作為生物催化劑普遍存在于動(dòng)物、植物和微生物細(xì)胞中。早期酶的生產(chǎn)多以動(dòng)植物為主要來(lái)源。直接從生物體組織經(jīng)過(guò)分離、純化而獲得。微生物發(fā)酵生產(chǎn)酶,主要有兩種方式:固體發(fā)酵和液體深層發(fā)酵。固體發(fā)酵技術(shù)也稱(chēng)為表面培養(yǎng)或曲式培 養(yǎng)。11、酶催化反應(yīng)的特點(diǎn):反應(yīng)條件溫和。極高的催化效率。高度專(zhuān)一性。底物專(zhuān)一 性。反應(yīng)專(zhuān)一性。立體化學(xué)專(zhuān)一性。 輔酶和輔酶因子。 許多酶只有在某些非蛋白質(zhì)成

29、分存在時(shí)才表現(xiàn)出催化作用, 人們將這些非蛋白成分稱(chēng)為輔助因子。其中能通過(guò)透析除去的稱(chēng)為輔酶,而不能通過(guò)透析除去的叫做輔基或輔因子,如等金屬離子。酶催化活性的調(diào)控機(jī)制。 12、為什么要進(jìn)行酶的固定化?為了適應(yīng)工業(yè)化生產(chǎn)的需要,人們模仿生物體中酶的作用方式,通過(guò)固定化技術(shù)將酶加以改造固定,使固定化酶具有酶的催化性能,又具有一般化學(xué)催化劑能回收、反復(fù)使用的優(yōu)點(diǎn),并在生產(chǎn)過(guò)程中可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)化和自動(dòng)化。 、固定化酶具有以下優(yōu)點(diǎn):可以重復(fù)多次使用,而且在大多數(shù)情況下,酶的穩(wěn)定性也有明顯改善。催化反應(yīng)后,酶與底物以及產(chǎn)物容易分開(kāi), 產(chǎn)物中沒(méi)有殘留酶,易于分離純化, 使產(chǎn)品的質(zhì)量有大的提高。反應(yīng)條件易于控制,

30、可實(shí)現(xiàn)生物催化反應(yīng)的連續(xù)化和自動(dòng)化控 制。酶的利用效率高, 單位酶量催化的底物量增加,而用酶量則大為減少。比水溶性酶 更適合于多酶催化反應(yīng)。 固定化酶也帶來(lái)了一些問(wèn)題和缺點(diǎn):在固定化過(guò)程中, 總是有一部分酶會(huì)失活,其中以共價(jià)鍵法固定時(shí)造成的酶活損失最為嚴(yán)重。酶的固定化將消耗固定化材料,增加酶的成本。酶被固定到載體后將增加底物和產(chǎn)物的傳質(zhì)阻力。13、酶的修飾方法有哪些?通過(guò)酶分子的改造或修飾就有可能克服酶在應(yīng)用中的缺點(diǎn),使酶能發(fā)揮最大的催化效能。分子水平上對(duì)酶進(jìn)行化學(xué)修飾,如金屬離子置換修飾、大分子結(jié)合修飾、肽鏈有限水解修飾、酶蛋白側(cè)鏈基團(tuán)修飾、氨基酸置換修飾以及物理修飾等。 金屬離子置換修飾是

31、通過(guò)改變酶分子所含的金屬離子,使酶的特性和功能發(fā)生改變的方 法,簡(jiǎn)稱(chēng)離子置換法。大分子結(jié)合修飾利用水溶性大分子與酶結(jié)合,使酶的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生某些精細(xì)的改變,從而改變酶的特性與功能,簡(jiǎn)稱(chēng)為大分子結(jié)合法。通常使用的水溶性大分子修飾劑有:左旋糖酎、聚乙二醇、肝素、蔗糖聚合物、聚氨基酸等。這些大分子在使用前一般需要經(jīng)過(guò)活化,然后 再一定條件下與酶分子以共價(jià)鍵結(jié)合,對(duì)酶分子進(jìn)行修飾。蛋白質(zhì)側(cè)鏈基團(tuán)修飾可以改變蛋白質(zhì)表面電荷和疏水性,從而影響其催化活性和穩(wěn)定性。 經(jīng)過(guò)修飾的酶可顯著提高酶活力、增加穩(wěn)定性或降低抗原性、顯著提高酶的使用范圍和應(yīng)用價(jià)值?;瘜W(xué)修飾法是改造酶分子的有效方法,化學(xué)修飾法并不適用于所有的

32、酶,同時(shí)也不是經(jīng)過(guò)化學(xué)修飾后,酶所有性質(zhì)都有改善。14、隨著人類(lèi)基因組計(jì)劃完成及對(duì)疾病引發(fā)機(jī)理的深入研究,人們發(fā)現(xiàn)許多疾病的發(fā)生都是由于基因突變引起的酶蛋白表達(dá)水平的變化引起的。這樣一來(lái),只要對(duì)這些酶蛋白的活性水平進(jìn)行調(diào)節(jié),就可能治愈疾病。這種對(duì)疾病具有關(guān)鍵作用的酶就是靶酶,篩選得到的能影響和調(diào)節(jié)靶酶活性并能治療疾病的藥物就稱(chēng)為酶標(biāo)藥物。15、非水系統(tǒng)中的酶催化有以下一些特點(diǎn): 絕大多數(shù)有機(jī)化合物在非水系統(tǒng)中進(jìn)行。 根 據(jù)熱力學(xué)原理,一些在水中不可能進(jìn)行的反應(yīng),有可能在非水系統(tǒng)中進(jìn)行。與水相比,酶在非水系統(tǒng)中的穩(wěn)定性比較高。 從非水系統(tǒng)中回收反應(yīng)產(chǎn)物比從水相中容易。 在非水系 統(tǒng)中酶很容易回收

33、和反復(fù)使用。16、微生物工程的發(fā)展史:大約在9000年前就已經(jīng)開(kāi)始了原始的啤酒生產(chǎn)。公元前 6000年左右,在黑海與里海間的外高加索地區(qū),就已經(jīng)開(kāi)始種植葡萄和釀制葡糖酒。在公元前 2400年左右,在埃及第五王朝的墓葬壁畫(huà)上,就有烤制面包和釀酒的大幅浮雕。從19世紀(jì)末一20世紀(jì)30年代,相繼出現(xiàn)了乳酸。乙醇、丙酮/丁醇、甘油、面包酵母等工業(yè)化生 產(chǎn)的發(fā)酵產(chǎn)品,特別是丙酮/丁醇發(fā)酵和甘油發(fā)酵的出現(xiàn)。近30年來(lái),隨著人類(lèi)在基因水平上改造微生物技術(shù)一一基因工程、代謝工程、組合生物合成等技術(shù)的突飛猛進(jìn),發(fā)酵工業(yè)的應(yīng)用領(lǐng)域迅速擴(kuò)展,發(fā)酵工程的研究?jī)?nèi)容也日益豐富。17、微生物純種培養(yǎng)技術(shù): 在自然環(huán)境中,一

34、種微生物常常和其他微生物相互混雜在一起生 活。不同微生物的發(fā)酵或引起的疾病是不同的。所以,要研究某種疾病或者某種發(fā)酵過(guò)程, 必須把混雜在一起生活的微生物按種類(lèi)分開(kāi),并分別進(jìn)行培養(yǎng),即純種培養(yǎng)。我們今天的所 有基礎(chǔ)和應(yīng)用微生物學(xué)研究,都離不開(kāi)培養(yǎng)基、無(wú)菌和純種培養(yǎng)技術(shù)。德國(guó)醫(yī)生和微生物學(xué)家科赫發(fā)明了固體培養(yǎng)基。采用科赫的劃線分離方法, 很容易就能把一個(gè)個(gè)單獨(dú)的菌落挑出來(lái),得到純種微生物。18、常見(jiàn)的工業(yè)微生物: 它們的個(gè)體雖然微小,但由于其群體數(shù)量驚人地龐大,因而具有極 強(qiáng)的代謝能力。物體的表面積與體積之比稱(chēng)為比表面積。個(gè)體越小,則比表面積越大,也就是說(shuō)單位體積物體與環(huán)境的接觸面積越大。比表面積

35、大非常有利于微生物通過(guò)它們的身體表面吸收營(yíng)養(yǎng)和排泄廢物,這就使它們的代謝能力特別強(qiáng)。由于微生物個(gè)體小、繁殖快、數(shù)量多,使微生物具有分布廣、種類(lèi)多、容易變異、適應(yīng)能力 強(qiáng)等特點(diǎn)。微生物代謝能力強(qiáng)、生長(zhǎng)繁殖快的特點(diǎn)使其非常適合于工業(yè)和其他領(lǐng)域。19、什么是誘變育種?誘變育種是最常見(jiàn)的微生物育種技術(shù),在發(fā)酵工業(yè)的發(fā)展過(guò)程中做出了重大的貢獻(xiàn),而且至今仍被廣泛使用。 誘變育種 的基本原理 是利用一些物理或化學(xué)的因素 處理微生物細(xì)胞,使其遺傳性狀發(fā)生隨機(jī)的突變,得到大量性狀各異的突變株,然后再?gòu)谋姸嗤蛔冎曛幸砸欢ǖ姆椒êY選出生產(chǎn)性能改善的個(gè)體。用于處理微生物以使其發(fā)生突變的物理或化學(xué)因素稱(chēng)為 誘變劑。常用的誘變劑可以分為 物理誘變劑和化學(xué)誘變劑兩大類(lèi)。(物理誘變劑:紫外輻射。電離輻射?;瘜W(xué)誘變劑:堿基類(lèi)似物。羥化劑。脫氨 劑。烷化劑。誘發(fā)移碼突變的誘變劑。P141)紫外線是最常用的,也是最安全的誘變劑之一。需要特別強(qiáng)調(diào)的是,可以引起微生物DN儂生突變的誘變劑往往也能造成人和動(dòng)物的 DN儂生變異。經(jīng)過(guò)誘變處理后,變異細(xì)胞一般只占存活細(xì)胞的百分之幾甚至更低。20、(名)DNA重排的基本原理是首先將同源基因(單一基因或基因家族)切成隨機(jī)DNA片段,然后進(jìn)行 PCR重聚。那些帶有同源性但核甘酸序

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