食品生物技术复习题完整答案版

1一 基因工程与食品名词解释1.基因工程：是指将目的基因通过体外重组后导入受体细胞内，使这个基因能在受体细胞内复制、转录、翻译表达的技术。2.限制酶：是一类能够识别双链 DNA 分子中某种特定核苷酸序列并由此切割DNA 双链结构的核酸内切酶。3.DNA 连接酶：是一种能在 ATP 或 NAD+存在下催化双 链 DNA 片段紧靠在一起的 3羟基末端与 5磷酸基团末端之间形成磷酸二酯键，使两末端连接起来的酶。4.DNA 聚合酶：能够催化 DNA 复制和修复 DNA 分子 损伤的一类酶，可在其催化下进行 DNA 体外合成反应 DNA 修饰酶：这类酶能对 DNA 分子进行一些比如 3末端加 dNTP 或 5末端添加/脱除磷酸基团等等的修饰 T4 噬菌体多核苷酸激酶：是一种能催化 -磷酸从 ATP 分子转移给 DNA 或 RNA分子的 5-OH 末端的酶，它对底物分子长度没有限制。5.碱性磷酸酶：这种酶能催化核酸分子脱掉 5磷酸基团，从而使 DNA 或 RNA 片段的 5-P 末端转换成 5-OH 末端6.启动子：是指一段能被宿主 RNA 聚合酶特异性识别和结合并指导目的基因转录的 DNA 序列，是基因表达 调控的重要元件。 28.终止子：是指一段终止 RNA 聚合酶转录的 DNA 序列，分为本征终止子和依赖终止信号的终止子。 11.克隆载体：是指能在细胞内进行自我复制的外源基因运载体，如细菌质粒、噬菌体、M13 噬菌体及粘粒等。12.质粒：是一些存在于微生物细胞染色体外的小型闭合环状双链 DNA 分子，是能够进行独立复制并保持恒定遗传的复制子。 13.穿梭质粒：是指一类由人工构建的具有两种不同复制起点和选择标记，因而可在两种不同的寄主细胞中存活和复制，并可以携带外源 DNA 在不同物种的细胞间往返穿梭的质粒载体。 14.粘粒载体：是一类人工构建的含有 DNA 粘性末端 cos 序列和质粒复制子的杂种质粒载体。 15.噬菌粒：是指质粒载体与 M13 噬菌体的基因间隔区重 组而成的噬菌体载体，同时具有二者的复制起点。 16.感受态细胞：是指具有能够接受外源 DNA 的生理状态的受体细胞，一般 处于对数生长期后期，时间短暂，但 经氯化钙等处理可使细胞进入这一状态。17.转化：是指把带有目的基因的重组质粒 DNA 引入受体细胞的过程。 18.转染：是指将重组噬菌体 DNA 直接引入受体细胞的过程。 19.转导：是指将重组噬菌体 DNA 包装到噬菌体头部成为有感染力的噬菌体颗粒，再以此噬菌体为载体，将头部重组 DNA 导入受体细 胞中。 320.化学转化法：对受体细胞经过氯化钙、氯化铷等化学试剂的处理，使细胞膜的通透性发生暂时性的改变从而使受体细胞进入感受态，再经过热击、冷冻等处理即可将外源 DNA 摄入。 21.电穿孔转化法：是指利用脉冲电场将 DNA 导入受体细胞的方法。 基因定点诱变：是在体外特异性地取代、插入或缺失 DNA 序列中任何一个特定碱基的技术,包括盒式取代诱变、寡核苷酸引物诱变及 PCR 定点诱变等22.SD 序列：Shine-Dalgarno 序列，即核糖体结合位点，是指原核基因转录起始位点下游的一段 DNA 序列，它与核糖体 16S rRNA 特异配 对而与宿主核糖体结合，对 mRNA 的翻译起决定性作用。23. DNA 体外重组：是指将目的基因（外源 DNA 片段）用 DNA 连接酶在体外连接到合适的载体 DNA 上形成重组 DNA。24.抗生素抗性基因插入失活法：载体的抗药性基因内具有限制酶的识别位点，用某种限制酶消化并再此位点插入外源 DNA 时，抗药 性基因不再被表达，当这个重组载体转化宿主菌并在药物选择平板上培养时，根据对该药物由抗性转为敏感，便可筛选出重组转化子。25.-半乳糖苷酶基因插入失活法： 质粒载体上 LacZ 基因编码的 -半乳糖苷酶 N端与受体细菌编码的 C 端片段实现 互补而具有酶 活性，可在 IPTG 诱导下分解生色底物 X-gal 并形成蓝 色菌落，但当外源片段插入 质粒的多克隆位点后，使 -半乳糖苷酶的 N 端失活从而破坏 互补，因此带有重组质粒的细菌将产生白色菌落，从而可依据菌落的颜色筛选出可能带有重组质粒的转化子菌落。426.电镜 R-环检测法：在分子杂交中，核酸探针与部分变性的双链 DNA 分子中的互补单链形成杂合双链，同时另一条单链向外突出，二者形成泡状体，即 R 环结构，可用电镜直接观察，从而可以检测双链 DNA 中是否含有目的序列。问答题1. 基因工程载体必须满足哪些基本条件？1 能独立自主的复制2 能便利的加以检测3 都能容易进入宿主细胞中去，也易从宿主细胞中分离纯化出来。 2. 质粒载体有什么特征，有哪些主要类型？特征： (1)染色体外的双 链环状DNA分子(2)大小 为1200kb；(3)能独立于染色体外进行自我复制，每个细胞中可含10200个拷贝。(4) 分高拷 贝数和低拷贝数质粒或窄宿主范围和广宿主范围 (5)质 粒包含:复制起始区、选择标记基因和限制性核酸内切 酶的酶切位点主要类型：pBR322 、pUC193. 噬菌体载体有哪些？携带能力分别有多大？入-噬菌体 DNA长度约为48.5kb(分子量3.2107)柯氏质粒粘尾质粒 其本身分子量小，如pHC79 仅6.5kb，可容纳40kb左右的DNA片段。4. 什么是穿梭载体？5复制型载体又称穿梭载体: 能在两种不同的生物体内复制和往来穿梭的 载体.5. 表达载体应该具备什么条件？表达载体（Expression vector）具有克隆载体的基本元件（ ori,Ampr,Mcs等）还具有转录/翻译所必需的DNA顺序的载体。为了有效的转录，必需有强大的能够被宿主细胞识别的启动子，为了实现翻译，克隆基因必需有合适的SDs和RbS。这样一个基因表达需要的具有表达和调控能力的载体称表达载体。6. 限制性内切核酸酶的特点与使用注意事项有哪些？一类专门切割DNA的酶，它们能特异结合一段被称 为限制酶识别顺序的特殊DNA序列。并切割dsDNA 。所谓限制（restriction）=切割（clearage）=水 解（hydrolysis）该部位的核苷键（磷酸二酯键）限制酶都是从原核生物中发现的（400多种E/350M）。所有的限制酶可分成3类。（1）、型，兼具限制与修饰活性，它 们识别与切割 顺序不在一个地方，不产生特异性的DNA片段，与基因工程意 义不大（有说 型识别核苷酸切割的位点一致，但罕见）。（2）型 基因工程说到的限制酶是型酶，具有此类酶的微生物限制修饰系统分别由限制酶和甲基化酶来完成。型酶分子量小，仅需Mg2作为催化反应的辅因子，识别与切割位点相同，产生特异的DNA片段7 如何将不同DNA 分子末端进行连接？1） T4 DNA连接酶62） 用末端核苷酸转移酶给平末端加上同聚物尾巴之后，再用DNA 连接酶连接。常用的连接方法：同聚物加尾法衔接物法接头连接法8. 碱性磷酸酶有什么作用？该酶用于脱去DNA（RNA）5末端的磷酸根，使 5-P成为5-OH，该过程称核酸分子的脱磷酸作用。当需要5端同位素标记或为了避免DNA 片段自身连接（或环化）时可进行脱磷酸反应。 9. 末端脱氧核苷酸转移酶有哪些作用？能催化5 脱氧核苷三磷酸进行53方向的聚合作用，逐个地将脱氧核苷酸分子加到线性DNA分子的3-OH末端。它不需要模板，可以用含有的3-OH片段为引物，在3-OH端加入核苷酸达几百个。 它作用的底物可以是具有3-OH 末端的单链DNA, 也可以是具有3-OH突出末端的双链DNA10. 在基因工程研究和应用中，为什么必须使用载体来克隆外源DNA 片段？要把一个有用的基因（目的基因研究或应用基因）通过基因工程手段送到生物细胞（受体细胞），需要运载工具（交通工具）携带外源基因进入受体细胞，这种运载工具就叫做载体（vector）。11. 分析影响限制性内切核酸酶酶切的因素有哪些？1.) 反应 温度：7连接缺口的温度：37度连接粘性末端的最佳温度： 415度2.)连接酶的用量：平末端DNA分子的连接反应中，最适 12个单位。粘性末端DNA片断之间的连接，酶浓度0.1个单 位ATP的用量10mol-1mmol/L 之间3.) 提高外源片断与载体的浓度的比值（1020倍）12 什么是基因组文库法？其构建方法是怎样的？采用限制性酶将基因组DNA切成片段，每一 DNA片段都与一个载体分子拼接成重组DNA。将所有的重 组DNA分子都引入宿主细胞并进行扩增，得到分子克隆的混合体。简单的说就是汇集某一基因组所有序列的重组群体以噬菌体和柯斯质粒为载体构建其具体的构建方法：1）从生物体提取大片断的基因组 DNA；2）用适当的限制性内切酶（常为 4 碱基识别位点）进行部分酶切或超声波打断基因组 DNA ；3）在琼脂凝胶电泳上或蔗糖梯度离心筛选适当长度的 DNA 片断（根据载体的要求）； 4）载体的酶切、回收；5）将处理好的基因组 DNA 片断与载体连接；6）将重组子导入宿主细胞7）文库的鉴定、收集、保存；813. 什么是cDNA文库法？它的构建流程是什么？cDNA：指体外用逆转录酶催化，以mRNA为模板合成的互补DNA。cDNA文 库：汇 集某生物成熟mRNA为模板逆转录而成 cDNA序列的的重组群体噬菌体和质粒为载体构建操作程序）总RNA的提取；注意抑制酶的活性，盐酸胍，二乙基焦碳酸）mRNA的分离：选用高度分化的组织，末端带有poly A.）cDNA双链的合成： ）cDNA与载体的连接）噬菌体的包装以及转染或质粒的转化14. 构建cDNA 文库需要用到哪些工具酶？逆转录酶，DNA聚合酶 I，单链核酸酶 S1，末端转移酶，限制性核酸内切酶，DNA连接酶 15.合成cDNA 第二条链有哪些方法?合成 cDNA 第二条链有两种方法。一种方法是利用 cDNA 第一链的 3 末端常常出现发夹环的特征，这种发夹结构是反转录酶在第一链末端“ 返折”并且进行复制第一链的结果，它为合成 cDNA 第二链提供了有用的引物。用这种方法合成的双链 cDNA 在一端有一个发夹环，可以用单链特异的 S1 核酸酶切去。但是 S1 核酸酶的 处理，常常会“ 修剪 ” 过多的 cDNA 顺序，使 cDNA 丢失了 mRNA 5 端的部分顺序。 另一种方法是用大肠杆菌的 RNase H 进行修饰。 RNase H 能识别 RNA-DNA 杂交分子并把其中的 RNA 切割成短的片段，这些 9RNA 短片段仍与 cDNA 第一链结合，可被新合成的 DNA 所取代。新合成的 DNA 存在切口，用 DNA 连接酶把这些切口连接在一起形成一条完整的 DNA 链。 RNase H 法优于 S1 核酸酶法，它能 获得包括 mRNA 5 端全部或绝大部分的更长顺序 cDNA 分子。 二 发酵工程1 什么是种子的扩大培养？将保存的处于休眠状态的生产菌种接入到试管斜面活化后,再经过茄子瓶或摇瓶以及种子罐扩大培养而获得一定数量和质量的纯种过程2， 什么是培养基?培养基的配置原则定义: 一种人工配制的, 供微生物生长繁殖和形成代 谢产物用的营养培养物质.培养基的配制原则：a 根据不同微生物的 营养需要配制不同的培养基b 注意速效碳（氮）源和缓效碳（氮）源的配合使用，发挥各自的优势c 营养成分的恰当配比（ C/N 一般取 100 : 0.22.0）d 渗透压，营养物质要有合适的浓度e 合适的 pH 值（注意生理酸性盐、生理碱性盐和缓冲剂的加入）f 氧化还 原电位g 考虑营养成分的加入顺序，避免生产沉淀 3、 什么是前体？某些化合物加到发酵培养基中，能直接被微生物在生物合成过程结合到产物分子中去，而其自身结构并没有多大变化，但 产物的量却因加入而有较大的提高。10有些氨基酸、核苷酸和抗生素发酵必须添加前体物质才能获得较高的产率。4 什么是生长因子？生长因子的来源？从广义来说，凡是微生物生长不可缺少的微量有机物质，如氨基酸、 嘌呤、嘧啶、维生素等均称为生长因子。其功能是构成细胞的组成分，促进生命活动的进行。生长因子不是所有微生物都必需的，它只是对于某些自己不能合成这些成分的微生物才是必不可少的营养物。提供生长因子的农副产品原料：1）玉米浆2）麸