生物技术概论03340

生物技术概论生物技术概论 复习题及参考答案复习题及参考答案 一 名词解释 1 生物技术 biotechnology 有时也称为生物工程 bioengineering 是指人们以现 代生命科学为基础 结合先进的工程技术手段和其他基础学科的科学原理 利用生物得体 或其体系或它们的衍生物来制造人类所需要的各种产品或达到某种目的的一门新兴的 综 合性的学科 2 基因工程 gene enginerring 是指在基因水平上的操作并改变生物遗传特性的技术 即按照人们的需要 用类似工程设计的方法将不同来源的基因 DNA 分子 在体外构建成 杂种 DNA 分子 然后导入受体细胞 并在受体细胞内复制 转录和表达的操作 也称 DNA 重组技术 3 细胞工程 cell engineering 是指在细胞为基本单位 在体外条件下进行培养 繁 殖或人为地使细胞某些生物学特性按人们的意愿发生改变 从而达到改良生物品种和创造 新品种的目的 加速繁育动植物个体 或获得某种有用物质的技术 4 酶工程 enzyme engineering 是利用酶 细胞器或细胞所具有的特异催化功能或对 酶进行修饰改造 并借助生物反应器和工艺过程来生产人类所需产品的技术 5 发酵工程 fermentation engineering 是指利用包括工程微生物在内的某些微生物 或动 植物细胞及其特定功能 通过现代工程技术手段 主要是发酵罐或生物反应品的自 动化 高效化 功能多样化 大型化 生产各种特定的有用物质 或把微生物直接用于某 些工业化生产的一种技术 由于发酵多与微生物密切联系在一起 所以又称之为微生物工 程或微生物发酵工程 6 生物反应器 bioreactor 主要包括微生物反应器 植物细胞培养反应器 动物细胞 培养反应器以及新发展起来的有活体生物反应器之称的转基因植物生物反应器 转基因动 物生物反应器等 7 转基因动物 是指在基因组中稳定地整合有导入的外源基因的动物 8 转基因植物 是指通过体外重组 DNA 技术将外源基因转入到植物细胞或组织 从而获得 新遗传特性的再生植物 9 细胞培养 cell culture 是指微生物细胞或动物细胞 植物细胞在体外无菌条件下 的保存和生长 即细胞或组织在体外人工条件下的无菌培养 生长增殖 10 抗原 凡能刺激机体免疫系统发生免疫应答的物质均称为抗原 11 组织培养 指在无菌和人为控制外因 营养成分 光 温 湿 的条件下 培养研究 植物组织 器官 甚至进而从中分化发育出整个植株的技术 一 简答题 每小题 每小题 1010 分 共分 共 6060 分 分 1 什么是生物技术 生物技术的技术范畴包含哪几方面 答 1 生物技术是指人们以现代生命科学为基础 结合先进的工程技术手段和其他基 础学科的科学原理 利用生物得体或其体系或它们的衍生物来制造人类所需要的各种产品 或达到某种目的的一门新兴的 综合性的学科 2 生物技术主要包括基因工程 细胞工程 酶工程 发酵工程和生化工程 蛋白质工程 5 项工程 技术 2 什么是细胞培养 细胞培养成功的关键因素是什么 答 1 细胞培养就是使动 植物和微生物细胞在体外无菌条件下的保存和生长 2 细胞培养成功的关键因素有两个方面 一是营养 包括糖 氨基酸和维生素等 二是 生长环境 如一定的温度 湿度 光照 培养液的酸碱度和无菌条件等 3 在酶工程中对酶或细胞进行固定的方法有哪些 答 1 载体结合法 将酶结合在非水溶性的载体上 2 交联法 利用双功能试剂 或多功能试剂的作用使酶与酶或细胞与细胞发生交联而进行固定化 3 包埋法 将酶或 细胞包裹在凝胶格子中或由半透膜组成的微囊中 4 简述发酵工程的基本过程 答 1 发酵原料的预处理 对发酵原料进行粉碎 蒸煮 水解等 2 发酵过程的 准备 进行种子制备和无菌消毒 3 发酵过程 由微生物在生长繁殖过程中所引起的生 化反应过程 分为厌氧性发酵和好氧性发酵两种类型 4 产品的分离与纯化 从发酵液 中制取符合质量指标的产品 5 简述生物技术在种植业的良种繁育中的作用 答 1 快速无性繁殖 用植物组织培养的方法将小块植物组织在室内迅速 大规模 繁殖的技术 可用于生长缓慢的名贵花卉和珍稀植物的繁殖 2 人工种子 是一种含有 植物胚状体或芽 营养成分 激素及其它成分的人工胶囊 应用人工种子有利于保持农作 物品种优良的种性 不受环境因素制约 进行工厂化生产 在人工种皮中还可添加各种有 利于胚状体生长的成分使作物高产稳产 6 可以用生物技术方法进行生产的细胞因子有哪些 答 1 白细胞介素 一组介导免疫细胞间相互作用的物质 是人体免疫系统的重要 组成部分 对治疗肿瘤及感染性疾病起重要作用 2 促红细胞生成素 由肾和胎肝产生 的一种细胞因子 能治疗各种原因引起的贫血 3 集落刺激因子 一类刺激各类造血干 细胞生长和分化的细胞因子 4 肿瘤坏死因子 可使肿瘤细胞坏死而对正常细胞无毒性 对多种肿瘤有治疗效果 7 基因工程中 把外源基因 目的基因 分离出来的方法主要有哪些 答 1 利用限制性内切核酸酶酶切法直接分离目的基因 鸟枪法 2 利用 PCR 直接扩增目的基因 3 目的基因的化学合成 4 通过构建基因组文库或 cDNA 文库分 离目的基因 1 与传统的技术相比 生物技术有什么优越性 答 1 不可取代 2 快速 精确 3 低耗 高效 4 副产物 副作用小 安全性好 2 简述单克隆抗体产生的技术原理 答 将能产生单一抗体的淋巴细胞与有增殖能力的骨髓瘤细胞进行融合 形成杂交瘤 细胞 由于杂交瘤细胞继承了双亲细胞的遗传物质 因此它们既能表现出淋巴细胞分泌单 一抗体的能力 又能表现出骨髓瘤细胞在体外培养条件下大量繁殖的能力 从而可通过大 规模培养杂交瘤细胞来生产单克隆抗体 3 在酶工程中对酶或细胞进行固定的方法有哪些 答 1 载体结合法 将酶结合在非水溶性的载体上 2 交联法 利用双功能试 剂或多功能试剂的作用使酶与酶或细胞与细胞发生交联而进行固定化 3 包埋法 将酶 或细胞包裹在凝胶格子中或由半透膜组成的微囊中 4 什么是生物反应器 设计生物反应器时应考虑的因素主要有哪些 答 1 利用酶或生物体所具有的生物功能 在体外进行生化反应的装置系统称为生 物反应器 2 设计生物反应器应考虑的因素有 一是选择特异性高的酶或特殊生产率高 的细胞 以减少副产物的生成 提高原料利用率 二是尽可能提高产物的浓度 以尽量减 少投资和产品后处理的开支 5 简述生物技术在种植业的品种改良中作用 答 1 细胞技术 应用花药或花粉培养进行单倍体育种 诱导 筛选体细胞突变体 培育抗逆性强 品质优良的新品种 应用原生质体融合进行体细胞杂交培育远缘杂种 创 造新物种 应用茎尖培养技术脱除植物病毒 保持优良品种的种性 2 基因工程 植物 抗病基因工程 植物抗虫基因工程 植物抗除草剂基因工程 改良作物品质的基因工程 生产有用药物的基因工程 6 基因工程中 把外源基因 目的基因 分离出来的方法主要有哪些 答 1 利用限制性内切核酸酶酶切法直接分离目的基因 鸟枪法 2 利用 PCR 直接扩增目的基因 3 目的基因的化学合成 4 通过构建基因组文库或 cDNA 文库分 离目的基因 7 基因工程常用的工具酶和载体有哪些 答 1 常用的工具酶有 限制性内切酶 DAN 连接酶和 DNA 末端修饰酶 2 基因 工程常用的载体有质粒载体 噬菌体和动植物病毒载体 8 简述单克隆抗体产生的技术原理 答 将能产生单一抗体的淋巴细胞与有增殖能力的骨髓瘤细胞进行融合 形成杂交瘤细 胞 由于杂交瘤细胞继承了双亲细胞的遗传物质 因此它们既能表现出淋巴细胞分泌单一 抗体的能力 又能表现出骨髓瘤细胞在体外培养条件下大量繁殖的能力 从而可通过大规 模培养杂交瘤细胞来生产单克隆抗体 9 什么是发酵工程 发酵的基本原理是什么 答 1 发酵工程是指给微生物提供最适宜的发酵条件生产特定产品的一种技术 2 发酵工程的基本原理是单一菌种在培养基中的纯培养 10 胚胎分割在动物遗传育种上的重要意义是什么 答 1 可以成倍地增加胚胎数量 有利于良种扩群 可培育出相同遗传性状的同卵孪 生动物 为药物学 医学 生物学研究生产理想的动物 2 便于深入研究胚胎单个卵裂 球的发育能力及其全能性 间接控制性别 3 对进行后裔测定 诱导母牛产双犊等都有 重要意义 11 利用生物技术生产单细胞蛋白的原料来源极为广泛 概括起来有四类 试问是哪四类 答 1 糖质原料 如淀粉或纤维素的水解液 亚硫酸纸浆废液 制糖的废蜜等 2 石油原料 如柴油 正烷烃 天然气等 3 石油化工产品 如醋酸 甲醇 乙醇 等 4 氢气和碳酸气 12 基因工程中 将目的基因导入受体后 对摄入重组 DNA 分子的转化细胞进行筛选和检 测的方法有哪些 答 1 根据载体选择标记基因筛选转化子 2 根据报告基因筛选转化子 3 根据形成的噬菌斑筛选转化子 13 什么是细胞培养 细胞培养成功的关键因素是什么 答 1 细胞培养就是使动 植物和微生物细胞在体外无菌条件下的保存和生长 2 细胞培养成功的关键因素有两个方面 一是营养 包括糖 氨基酸和维生素等 二是 生长环境 如一定的温度 湿度 光照 培养液的酸碱度和无菌条件等 14 在酶工程中对酶或细胞进行固定的方法有哪些 答 1 载体结合法 将酶结合在非水溶性的载体上 2 交联法 利用双功能试剂 或多功能试剂的作用使酶与酶或细胞与细胞发生交联而进行固定化 3 包埋法 将酶或 细胞包裹在凝胶格子中或由半透膜组成的微囊中 15 简述发酵工程的基本过程 答 1 发酵原料的预处理 对发酵原料进行粉碎 蒸煮 水解等 2 发酵过程的 准备 进行种子制备和无菌消毒 3 发酵过程 由微生物在生长繁殖过程中所引起的生 化反应过程 分为厌氧性发酵和好氧性发酵两种类型 4 产品的分离与纯化 从发酵液 中制取符合质量指标的产品 16 什么是有益微生物 它们在农业生产中的有什么作用 答 有益微生物是指对病菌和害虫有抑制作用 而对植物有促进生长作用的特殊微生物 类群 它们能产生杀菌 杀虫物质 与病菌争夺营养 占据病虫赖以生存 繁殖的空间 以及通过自身代谢产物诱导寄主植物增强抗病能力 有益微生物还能产生多种生物活性物 质 其中激素可以刺激植物生长 SOD 还可消除植物体内的有害自由基 增强生理活性 延缓植物衰老 因此 有益微生物在农业生产中可以用作生物农药来防治病 虫害 17 可以用生物技术方法进行生产的细胞因子有哪些 答 1 白细胞介素 一组介导免疫细胞间相互作用的物质 是人体免疫系统的重要 组成部分 对治疗肿瘤及感染性疾病起重要作用 2 促红细胞生成素 由肾和胎肝产生 的一种细胞因子 能治疗各种原因引起的贫血 3 集落刺激因子 一类刺激各类造血干 细胞生长和分化的细胞因子 4 肿瘤坏死因子 可使肿瘤细胞坏死而对正常细胞无毒性 对多种肿瘤有治疗效果 18 基因工程中 把外源基因 目的基因 分离出来的方法主要有哪些 答 1 利用限制性内切核酸酶酶切法直接分离目的基因 鸟枪法 2 利用 PCR 直接扩增目的基因 3 目的基因的化学合成 4 通过构建基因组文库或 cDNA 文库分 离目的基因 19 基因工程常用的工具酶和载体有哪些 答 1 常用的工具酶有 限制性内切酶 DAN 连接酶和 DNA 末端修饰酶 2 基因 工程常用的载体有质粒载体 噬菌体和动植物病毒载体 20 简述单克隆抗体产生的技术原理 答 将能产生单一抗体的淋巴细胞与有增殖能力的骨髓瘤细胞进行融合 形成杂交瘤细 胞 由于杂交瘤细胞继承了双亲细胞的遗传物质 因此它们既能表现出淋巴细胞分泌单一 抗体的能力 又能表现出骨髓瘤细胞在体外培养条件下大量繁殖的能力 从而可通过大规 模培养杂交瘤细胞来生产单克隆抗体 21 什么是发酵工程 发酵的基本原理是什么 答 1 发酵工程是指给微生物提供最适宜的发酵条件生产特定产品的一种技术 2 发酵工程的基本原理是单一菌种在培养基中的纯培养 22 胚胎分割在动物遗传育种上的重要意义是什么 答 1 可以成倍地增加胚胎数量 有利于良种扩群 可培育出相同遗传性状的同卵 孪生动物 为药物学 医学 生物学研究生产理想的动物 2 便于深入研究胚胎单个卵 裂球的发育能力及其全能性 间接控制性别 3 对进行后裔测定 诱导母牛产双犊等都 有重要意义 23 利用生物技术生产单细胞蛋白的原料来源极为广泛 概括起来有四类 试问是哪四类 答 1 糖质原料 如淀粉或纤维素的水解液 亚硫酸纸浆废液 制糖的废蜜等 2 石油原料 如柴油 正烷烃 天然气等 3 石油化工产品 如醋酸 甲醇 乙醇 等 4 氢气和碳酸气 24 基因工程中将目的基因导入受体所用的载体要求的条件是什么 答 1 具有允许外源 DNA 片段组入的克隆位点 限制性内切核酸酶的识别序列 2 能携带外源 DNA 片段 基因 进入受体细胞 或停留在细胞质中进行自我复制 或整 合到染色体 DNA 线粒体 DNA 和叶绿体 DNA 中 随这些 DNA 同步复制 3 必须具有选择 性标记 以便筛选克隆子 25 什么是细胞工程 细胞工程包括哪几个方面内容 答 1 细胞工程是采用类似工程设计的方法 运用精巧的细胞学技术 有计划地改 造细胞的遗传结构 从而培育出人们所需要的动植物品种或具有某些新性状的细胞群体的 过程 2 细胞工程包括动植物细胞的体外培养技术 细胞融合技术 细胞重组技术及遗 传物质转移技术等四个方面 26 什么是生物反应器 设计生物反应器时应考虑的因素主要有哪些 答 1 利用酶或生物体所具有的生物功能 在体外进行生化反应的装置系统称为生 物反应器 2 设计生物反应器应考虑的因素有 一是选择特异性高的酶或特殊生产率高 的细胞 以减少副产物的生成 提高原料利用率 二是尽可能提高产物的浓度 以尽量减 少投资和产品后处理的开支 27 简述发酵工程在现代食品工业中的作用 答 1 利用微生物菌体发酵生产微生物蛋白 2 利用微生物酶发酵生产葡萄糖 3 利用微生物代谢产物发酵生产氨基酸 奶制品 饮料 酒类 和食品添加剂等 28 简述生物技术在畜禽疾病防治中的作用 答 1 应用核酸探针技术进行畜禽传染性疾病的诊断 检测潜伏感染和带菌动物 研究疾病发生机制和进行流行病学调查等 2 应用单克隆抗体技术进行动物疾病的诊断 和治疗 3 研制基因工程疫苗 包括细胞基因工程疫苗 病毒基因工程疫苗 寄生虫基 因工程疫苗和真菌基因工程疫苗 防治动物疾病 29 利用生物技术开发出来的对食品卫生快速检查的方法有哪些 答 酶免疫分析法 放射免疫分析法 单克隆抗体法和 DNA 探针法等 30 与传统的技术相比 生物技术有什么优越性 答 1 不可取代 2 快速 精确 3 低耗 高效 4 副产物 副作用小 安全性好 31 简述在基因工程中目的基因与载体结合的重组工艺过程 答 用同一种限制性内切核酸酶切割含有目的基因的外源 DNA 和载体 DNA 产生具相同 粘性末端的 DNA 片段 在 DNA 连接酶的作用下 载体切口的粘性末端与目的基因 DNA 片段 两端的粘性末端即可因碱基配对互补结合而形成重组 DNA 分子 32 简述细胞重组 重建 的主要内容和方法 答 1 核移植 借助显微操作仪 在显微镜下用微吸管将一个细胞中的细胞核吸出 直接称到另一个去核的细胞中 2 叶绿体移植 将分离纯化的叶绿体与原生质体共培养 通过细胞的胞饮作用将叶绿体摄入原生质体 经过培养 原生质体再生成完整植株 3 线粒体移植 利用显微注射 载体转移 胞饮摄入等方法进行移植 33 在生物技术的酶工程中 为什么固定化细胞比固定化酶应用更为普遍 答 1 固定化细胞省去了破碎细胞提取酶的步骤 酶在细胞内环境中稳定性较高 进行完整细胞固定化时 酶活力损失较少 2 保留了细胞内原有的多酶系统 对于多步 催化转换的反应优势明显 应用固定化细胞生物反应器可将发酵工艺改为连续酶法反应 从而降低制造成本 34 简述生物技术在种植业的良种繁育中的作用 答 1 快速无性繁殖 用植物组织培养的方法将小块植物组织在室内迅速 大规模 繁殖的技术 可用于生长缓慢的名贵花卉和珍稀植物的繁殖 2 人工种子 是一种含有 植物胚状体或芽 营养成分 激素及其它成分的人工胶囊 应用人工种子有利于保持农作 物品种优良的种性 不受环境因素制约 进行工厂化生产 在人工种皮中还可添加各种有 利于胚状体生长的成分使作物高产稳产 35 应用生物技术的方法可将农作物秸秆直接转化为哪些可再生的资源 答 1 利用微生物发酵可将农作物秸秆转化为乙醇 作为能源 还可生产丙酮 丁 醇等化工原料 2 可将农作物秸秆进行微生物厌氧发酵生产甲烷 作为燃料 3 还 可利用微生物菌体发酵将农作物秸秆转化为单细胞蛋白 作为食品与饲料的新来源 36 什么是生物技术 生物技术的技术范畴包括哪几方面 答 利用生物有机体 从微生物到高等动 植物 或其组成部分 包括器官 组织 细胞或细胞器等 发展新产品或新工艺的一种技术体系 生物技术包括基因工程 细胞工程 酶工程 发酵工程等方面 37 基因工程中 目的基因在受体细胞内的正确表达主要受哪些因素影响 答 1 目的基因必须必处于正确的阅读框架中 2 目的基因的阅读框架与载体 DNA 的起始密码子相吻合 3 载体的目的基因上游必须连有一个适当的启动子 4 目的基因的蛋白质产物能在受体细胞内形成融合蛋白 38 简述植物细胞融合与动物细胞融合的区别 答 1 植物细胞有细胞壁 需要先用纤维素酶去壁 形成原生质体后 才能进行细 胞融合 2 植物细胞融合后形成的杂种细胞 经过培养后有可能分化发育成植株 而动 物细胞的杂种细胞则缺乏这种能力 39 简述酶工程在消除污染 保护环境中的作用 答 1 环境监测 利用固定化酶进行环境监测 测定有毒物质的含量 如用固定化 多酚氧化酶检测水中的酚类物质 利用固定化酶还可检测有机磷 有机氯农药和其它痕量 的环境污染物 2 处理三废 应用固定化酶或固定化细胞可以组成快速 高效 连续运 行的污水处理系统和大气净化系统 40 简述生物技术在种植业的品种改良中作用 答 1 细胞技术 应用花药或花粉培养进行单倍体育种 诱导 筛选体细胞突变体 培育抗逆性强 品质优良的新品种 应用原生质体融合进行体细胞杂交培育远缘杂种 创 造新物种 应用茎尖培养技术脱除植物病毒 保持优良品种的种性 2 基因工程 植物 抗病基因工程 植物抗虫基因工程 植物抗除草剂基因工程 改良作物品质的基因工程 生产有用药物的基因工程 41 用转基因动物生产 转基因药物 与用微生物等生产的基因工程药物比较 其优点有 哪些 答 1 产量高 利用转基因动物生产转基因药物可达每升乳汁几十克 而用微生物 生产转基因药物在每升培养液中只能获得几毫克 2 成本低 用微生物或动物细胞生产 基因工程药物所用的生物反应器要求非常精密 反应条件都由传感器指示 全自动控制 因而价格昂贵 而转基因动物只需正常的饲养条件 耗资极少 3 转基因动物生产的产 品具有与人体自身产生的蛋白质相同的生物学活性 42 基因工程中 把外源基因 目的基因 分离出来的方法主要有哪些 答 1 利用限制性内切核酸酶酶切法直接分离目的基因 鸟枪法 2 利用 PCR 直接扩增目的基因 3 目的基因的化学合成 4 通过构建基因组文库或 cDNA 文库分 离目的基因 43 与传统的技术相比 生物技术有什么优越性 答 1 不可取代 2 快速 精确 3 低耗 高效 4 副产物 副作用小 安全性好 44 简述单克隆抗体产生的技术原理 答 将能产生单一抗体的淋巴细胞与有增殖能力的骨髓瘤细胞进行融合 形成杂交瘤 细胞 由于杂交瘤细胞继承了双亲细胞的遗传物质 因此它们既能表现出淋巴细胞分泌单 一抗体的能力 又能表现出骨髓瘤细胞在体外培养条件下大量繁殖的能力 从而可通过大 规模培养杂交瘤细胞来生产单克隆抗体 45 在酶工程中对酶或细胞进行固定的方法有哪些 答 1 载体结合法 将酶结合在非水溶性的载体上 2 交联法 利用双功能试 剂或多功能试剂的作用使酶与酶或细胞与细胞发生交联而进行固定化 3 包埋法 将酶 或细胞包裹在凝胶格子中或由半透膜组成的微囊中 46 什么是生物反应器 设计生物反应器时应考虑的因素主要有哪些 答 1 利用酶或生物体所具有的生物功能 在体外进行生化反应的装置系统称为生 物反应器 2 设计生物反应器应考虑的因素有 一是选择特异性高的酶或特殊生产率高 的细胞 以减少副产物的生成 提高原料利用率 二是尽可能提高产物的浓度 以尽量减 少投资和产品后处理的开支 47 简述生物技术在种植业的品种改良中作用 答 1 细胞技术 应用花药或花粉培养进行单倍体育种 诱导 筛选体细胞突变体 培育抗逆性强 品质优良的新品种 应用原生质体融合进行体细胞杂交培育远缘杂种 创 造新物种 应用茎尖培养技术脱除植物病毒 保持优良品种的种性 2 基因工程 植物 抗病基因工程 植物抗虫基因工程 植物抗除草剂基因工程 改良作物品质的基因工程 生产有用药物的基因工程 什么是生物技术 生物技术的技术范畴包含哪几方面 答 1 生物技术是指人们以现代生命科学为基础 结合先进的工程技术手段和其他基 础学科的科学原理 利用生物得体或其体系或它们的衍生物来制造人类所需要的各种产品 或达到某种目的的一门新兴的 综合性的学科 2 生物技术主要包括基因工程 细胞工程 酶工程 发酵工程和生化工程 蛋白质工程 5 项工程 技术 2 什么是细胞培养 细胞培养成功的关键因素是什么 答 1 细胞培养就是使动 植物和微生物细胞在体外无菌条件下的保存和生长 2 细胞培养成功的关键因素有两个方面 一是营养 包括糖 氨基酸和维生素等 二是 生长环境 如一定的温度 湿度 光照 培养液的酸碱度和无菌条件等 7 在酶工程中对酶或细胞进行固定的方法有哪些 答 1 载体结合法 将酶结合在非水溶性的载体上 2 交联法 利用双功能试剂 或多功能试剂的作用使酶与酶或细胞与细胞发生交联而进行固定化 3 包埋法 将酶或 细胞包裹在凝胶格子中或由半透膜组成的微囊中 8 简述发酵工程的基本过程 答 1 发酵原料的预处理 对发酵原料进行粉碎 蒸煮 水解等 2 发酵过程的 准备 进行种子制备和无菌消毒 3 发酵过程 由微生物在生长繁殖过程中所引起的生 化反应过程 分为厌氧性发酵和好氧性发酵两种类型 4 产品的分离与纯化 从发酵液 中制取符合质量指标的产品 9 简述生物技术在种植业的良种繁育中的作用 答 1 快速无性繁殖 用植物组织培养的方法将小块植物组织在室内迅速 大规模 繁殖的技术 可用于生长缓慢的名贵花卉和珍稀植物的繁殖 2 人工种子 是一种含有 植物胚状体或芽 营养成分 激素及其它成分的人工胶囊 应用人工种子有利于保持农作 物品种优良的种性 不受环境因素制约 进行工厂化生产 在人工种皮中还可添加各种有 利于胚状体生长的成分使作物高产稳产 10 可以用生物技术方法进行生产的细胞因子有哪些 答 1 白细胞介素 一组介导免疫细胞间相互作用的物质 是人体免疫系统的重要 组成部分 对治疗肿瘤及感染性疾病起重要作用 2 促红细胞生成素 由肾和胎肝产生 的一种细胞因子 能治疗各种原因引起的贫血 3 集落刺激因子 一类刺激各类造血干 细胞生长和分化的细胞因子 4 肿瘤坏死因子 可使肿瘤细胞坏死而对正常细胞无毒性 对多种肿瘤有治疗效果 生物技术在农业植业中的意义或作用是什么 答 1 培育抗逆的作用优良品系 2 植物种苗的工厂化生产 3 提高粮食品质 4 生物固氮 减少化肥使用量 简述生物技术在种植业的良种繁育中的作用 答 植物细胞培养和组织培养技术可以不经过有性世代过程 直接取营养体细胞或外植体 在适当的培养液或培养基中短时间内由愈伤组织诱导产生幼苗从而再生出植株 进行快速 无性繁殖 另外 植物再生技术在生产不带病原菌的植物无性系 保存珍贵的植物种质资 源地发挥着重要作用 1 论述生物技术在食品工业中的作用 答 1 开辟新的食品资源 利用微生物菌体发酵生产单细胞蛋白 应用微生物酶工 程生产高果糖浆 饴糖 麦芽糖 高麦芽糖浆 麦芽糊精 偶联糖等淀粉糖产品 2 提高食品品质 利用发酵工程 酶工程技术生产酸味剂 甜味剂和鲜味剂等食品 添加剂 在肉类和鱼类加工中应用酶来改善组织 嫩化肉类和转化废弃蛋白质 在乳品加 工中应用酶进行干酪生产 分解乳糖和黄油增香 在果蔬加工中应用酶进行柑橘脱苦 果 汁澄清和果蔬保藏等 在饮料 酿酒工业中应用酶发酵生产各种饮料 在焙烤食品生产中 应用淀粉酶和蛋白酶来提高焙烤品质和增加香味 3 食品卫生检测 酶免疫分析法 放射免疫分析法 单克隆抗体法和 DNA 探针法用 于检测食品中的沙门氏杆菌等 4 食品脱毒 利用发酵法 酶解法等对食品中的有毒糖苷类物质 硫代葡萄糖苷 寡糖 半乳糖苷 和棉酚等进行处理 以脱除有毒物质 2 试论述生物技术与医药卫生的关系 答 1 疫苗生产 病原体减毒或弱化疫苗 基因工程疫苗和核酸疫苗 病原体减毒 和弱化疫苗是利用微生物的纯种培养技术以及减毒疫苗的制备技术来生产的 是以减毒或 弱化的病原体作为疫苗 基因工程疫苗是将病原体的抗原基因克隆在细菌或真核细胞内 利用细菌或细胞生产病原体的抗原 利用抗原作为疫苗 而核酸疫苗则是将含有编码蛋白 质基因序列的质粒载体 经肌肉注射或微弹轰击等方法导入体内 通过宿主细胞表达系统 表达抗原蛋白质 诱导宿主产生对抗该抗原蛋白的免疫应答 以达到预防和治疗疾病的目 的 2 疾病诊断 单克隆抗体与 ELISA 技术用于诊断传染性疾病 检测肿瘤相关基因 确定激素水平 检验血液中的药物含量及鉴定微生物病原体 DNA 诊断技术可用于诊断遗 传性疾病 肿瘤和传染性疾病 3 生物制药与基因工程药物 利用微生物发酵可生产各种抗生素 利用植物细胞大 规模培养技术可生产天然药物 如紫草宁 紫杉醇 人参皂苷 强心苷 胡萝卜素等 利 用单克隆抗体制备技术可制备用于肿瘤治疗的 生物导弹 利用基因工程技术可以生产基 因工程药物 如人胰岛素 人生长激素 人干扰素 细胞因子 白细胞介素 促红细胞生 成素 集落刺激因子 肿瘤坏死因子等 生长因子 表皮生长因子 成纤维细胞生长因子 转化生长因子 血小板来源生长因子 胰岛素样生长因子 溶血栓剂 SOD 凝血因子等 4 基因治疗 向有基因缺陷的细胞导入外源基因 以达到治疗目的 基因治疗可用于遗 传性疾病及肿瘤的治疗 试述现代生物技术在养殖业中的应用及意义 答 1 动物疾病防治 应用核酸探针技术 单克隆抗体技术和基因工程疫苗有效地 防治动物疾病 2 培育优良的动物品种 利用转基因技术将与动物优良品质有关的基因转移到 动物体内 使动物获得新的品质 3 动物的大量快速无性繁殖 利用人工授精 胚胎移植 胚胎分割 体外生产 胚胎和性别控制等技术大量快速繁殖动物优良品种 4 优质动物饲料的生产 应用基因工程进行 DNA 重组生长激素的研制与应用可 提高动物的生长速率 饲料转化率 产奶量 瘦肉率等 应用发酵工程技术和细胞培养技 术生产饲用酶制剂 添补氨基酸 饲用维生素 抗生素和益生菌 寡肽和寡糖 有机微量 元素和天然植物提取物等各种饲料添加剂 2 试述生物技术在环境污治理方面的应用 答 1 生化强化处理技术 采用各种生物 物理和化学的方法来强化活性污泥法进 行污水处理的处理能力和降解效果 包括高浓度活性污泥法 生物 铁法 粉末活性炭法 2 上流式厌氧污泥床法 UASB 法 UASB 法是以反应器为核心的污水处理方法 该方法的反应器体积大 具有快速高效厌氧处理有机废水的性能 沉降性能 产甲烷和降 解有机物的性能都很高 化学需氧量 COD 去除率高达 80 90 3 水解 好氧生物处理工艺 H O 法 利用兼性的水解 产酸菌将废水中悬浮 物水解成可溶性物质 将难降解的大分子分解为小分子 因而用于处理工业废水效果显著 4 生物除磷脱氮技术 利用微生物 硝化 反硝化 脱氮 的原理脱除水体中的 氮素 利用聚磷微生物 如假单胞菌属 超量摄取磷来除去污水中的磷 使污水得以净化 5 间隙式活性污泥法 SBR 法 在一个设有搅拌和曝气装置的反应槽内依次进行 进水 反应 沉淀 排水 待料等 5 个基本过程 在进水阶段和反应阶段可根据废水性质 进行多种好氧 曝气 和厌氧 搅拌 组合的操作 以达到去除生物需氧量 BOD 硝化 或脱氮除磷的净化目标 6 空气净化生物技术 用生物过滤法 生物洗涤法和生物吸收法等方法来处理废气 和净化空气 7 有机废物快速堆肥和发酵技术 运用生物技术对固体废物进行 无害化 资源化 和减量化 处理 以变废为宝化害为利 如对有机废物进行堆肥处理 可使这类废物成为 优良的土壤改良剂和优质肥料 8 废纤维素糖化 蛋白化和乙醇化技术 利用纤维素酶酶解纤维素废料可以生产糖 类 如葡萄糖 利用纤维素废料可生产单细胞蛋白 用生物方法处理废纤维素还可生产工 艺乙醇 9 酵母循环系统 利用酵母菌 活性污泥二段式好氧处理系统处理食品废水 生产 性能高 COD 去除率可达 95 以上 BOD 去除率可达 99 简述发酵工程的基本过程 答 首先必须从必然界分离得到能生产所需产物的菌种 并经分离 纯化及选育后或是经 基因工程改造后的 工程菌 才能供给发酵使用 然后将处于休眠状态的生产菌种 通过 扩大培养而获得一定数量和质量的纯种 第三是进行无菌状态下进行纯种培养 微生物合 成大量产物的过程 第四 发酵结束后 要对发酵液或生物细胞进行分离和提取精制 将 发酵产物制成合乎要求的成品 简述基因工程基本步骤 答 获得目的基因 载体与目的基因重组 转化受体细胞 重组体筛选 简述发酵工程在现代食品工业中的作用 答 食品和饮料的发酵是通过微生物或酶对农产品原料的作用 发生相关的化学反应 产 生更有营养 更易消化 口味更好 无病原微生物 无毒害的产物 如 酒精饮料 用糖 类物质和淀粉类物质与适当的微生物一起酝酿 提供出酵条件 最终得到含有多种成分 酒精含量从百分之几到更高的酒 奶制品 乳酸杆菌在奶中生长时 将乳糖变为乳酸 及其他反应 使奶制品具有独特的口味和外观 水果和蔬菜可以用盐和酸保存 而酸主 要是细胞产生的乳酸 谷类发酵食品是面包 细胞全能性学说的基本内容是什么及在农业上的应用 答 即个体或组织 器官已经分化的细胞在适宜的培养条件下具有再生成完整个体的遗传 潜能 二 论述题 每小题 每小题 2020 分 共分 共 4040 分 分 3 论述生物技术在食品工业中的作用 答 1 开辟新的食品资源 利用微生物菌体发酵生产单细胞蛋白 应用微生物酶工 程生产高果糖浆 饴糖 麦芽糖 高麦芽糖浆 麦芽糊精 偶联糖等淀粉糖产品 2 提高食品品质 利用发酵工程 酶工程技术生产酸味剂 甜味剂和鲜味剂等食品 添加剂 在肉类和鱼类加工中应用酶来改善组织 嫩化肉类和转化废弃蛋白质 在乳品加 工中应用酶进行干酪生产 分解乳糖和黄油增香 在果蔬加工中应用酶进行柑橘脱苦 果 汁澄清和果蔬保藏等 在饮料 酿酒工业中应用酶发酵生产各种饮料 在焙烤食品生产中 应用淀粉酶和蛋白酶来提高焙烤品质和增加香味 3 食品卫生检测 酶免疫分析法 放射免疫分析法 单克隆抗体法和 DNA 探针法用 于检测食品中的沙门氏杆菌等 4 食品脱毒 利用发酵法 酶解法等对食品中的有毒糖苷类物质 硫代葡萄糖苷 寡糖 半乳糖苷 和棉酚等进行处理 以脱除有毒物质 4 试论述生物技术与医药卫生的关系 答 1 疫苗生产 病原体减毒或弱化疫苗 基因工程疫苗和核酸疫苗 病原体减毒 和弱化疫苗是利用微生物的纯种培养技术以及减毒疫苗的制备技术来生产的 是以减毒或 弱化的病原体作为疫苗 基因工程疫苗是将病原体的抗原基因克隆在细菌或真核细胞内 利用细菌或细胞生产病原体的抗原 利用抗原作为疫苗 而核酸疫苗则是将含有编码蛋白 质基因序列的质粒载体 经肌肉注射或微弹轰击等方法导入体内 通过宿主细胞表达系统 表达抗原蛋白质 诱导宿主产生对抗该抗原蛋白的免疫应答 以达到预防和治疗疾病的目 的 2 疾病诊断 单克隆抗体与 ELISA 技术用于诊断传染性疾病 检测肿瘤相关基因 确定激素水平 检验血液中的药物含量及鉴定微生物病原体 DNA 诊断技术可用于诊断遗 传性疾病 肿瘤和传染性疾病 3 生物制药与基因工程药物 利用微生物发酵可生产各种抗生素 利用植物细胞大 规模培养技术可生产天然药物 如紫草宁 紫杉醇 人参皂苷 强心苷 胡萝卜素等 利 用单克隆抗体制备技术可制备用于肿瘤治疗的 生物导弹 利用基因工程技术可以生产基 因工程药物 如人胰岛素 人生长激素 人干扰素 细胞因子 白细胞介素 促红细胞生 成素 集落刺激因子 肿瘤坏死因子等 生长因子 表皮生长因子 成纤维细胞生长因子 转化生长因子 血小板来源生长因子 胰岛素样生长因子 溶血栓剂 SOD 凝血因子等 4 基因治疗 向有基因缺陷的细胞导入外源基因 以达到治疗目的 基因治疗可用于遗 传性疾病及肿瘤的治疗 1 试述现代生物技术在养殖业中的应用及意义 答 1 动物疾病防治 应用核酸探针技术 单克隆抗体技术和基因工程疫苗有效地 防治动物疾病 2 培育优良的动物品种 利用转基因技术将与动物优良品质有关的基因转移到 动物体内 使动物获得新的品质 3 动物的大量快速无性繁殖 利用人工授精 胚胎移植 胚胎分割 体外生产 胚胎和性别控制等技术大量快速繁殖动物优良品种 4 优质动物饲料的生产 应用基因工程进行 DNA 重组生长激素的研制与应用可 提高动物的生长速率 饲料转化率 产奶量 瘦肉率等 应用发酵工程技术和细胞培养技 术生产饲用酶制剂 添补氨基酸 饲用维生素 抗生素和益生菌 寡肽和寡糖 有机微量 元素和天然植物提取物等各种饲料添加剂 3 试述生物技术在环境污治理方面的应用 答 1 生化强化处理技术 采用各种生物 物理和化学的方法来强化活性污泥法进 行污水处理的处理能力和降解效果 包括高浓度活性污泥法 生物 铁法 粉末活性炭法 2 上流式厌氧污泥床法 UASB 法 UASB 法是以反应器为核心的污水处理方法 该方法的反应器体积大 具有快速高效厌氧处理有机废水的性能 沉降性能 产甲烷和降 解有机物的性能都很高 化学需氧量 COD 去除率高达 80 90 3 水解 好氧生物处理工艺 H O 法 利用兼性的水解 产酸菌将废水中悬浮 物水解成可溶性物质 将难降解的大分子分解为小分子 因而用于处理工业废水效果显著 4 生物除磷脱氮技术 利用微生物 硝化 反硝化 脱氮 的原理脱除水体中的 氮素 利用聚磷微生物 如假单胞菌属 超量摄取磷来除去污水中的磷 使污水得以净化 5 间隙式活性污泥法 SBR 法 在一个设有搅拌和曝气装置的反应槽内依次进行 进水 反应 沉淀 排水 待料等 5 个基本过程 在进水阶段和反应阶段可根据废水性质 进行多种好氧 曝气 和厌氧 搅拌 组合的操作 以达到去除生物需氧量 BOD 硝化 或脱氮除磷的净化目标 6 空气净化生物技术 用生物过滤法 生物洗涤法和生物吸收法等方法来处理废气 和净化空气 7 有机废物快速堆肥和发酵技术 运用生物技术对固体废物进行 无害化 资源化 和减量化 处理 以变废为宝化害为利 如对有机废物进行堆肥处理 可使这类废物成为 优良的土壤改良剂和优质肥料 8 废纤维素糖化 蛋白化和乙醇化技术 利用纤维素酶酶解纤维素废料可以生产糖 类 如葡萄糖 利用纤维素废料可生产单细胞蛋白 用生物方法处理废纤维素还可生产工 艺乙醇 9 酵母循环系统 利用酵母菌 活性污泥二段式好氧处理系统处理食品废水 生产 性能高 COD 去除率可达 95 以上 BOD 去除率可达 99 5 植物细胞工程包括哪几个方面内容 各具有何意义 答 1 植物器官培养 指对植物根 茎 叶 花 果实以及各部原基 芽原基 根 原基 的离体培养技术 植物器官培养技术可以用于植物的离体无性快速繁殖 以加速植 物良种和濒危珍稀植物的繁育 还可用于植物的脱毒培养 以恢复良种的种性和提高产量 和品质 2 植物胚胎培养 指以胚珠 幼胚 成熟胚和胚乳为材料的离体培养技术 在植物 远缘杂交育种中可用胚胎培养技术进行胚挽救 以获得珍贵的远缘杂种 成熟胚培养技术 可用于打破种子休眠 提高种子发芽率 胚乳培养技术可用于植物多倍体育种 3 植物组织培养 指植物各部分组织 如茎组织 叶肉组织 根组织 形成层 贮 藏薄壁组织 珠心组织等为材料进行离体培养 使之成为愈伤组织的技术 利用植物组织 培养技术形成的愈伤组织可作为植物遗传转化的受体 也可作为分离单细胞和原生质体的 材料 3 植物细胞培养 指用能保持较好分散性的植物细胞或很小的细胞团 6 7 个细胞 为材料进行的离体培养技术 如花粉 叶肉细胞 根尖细胞等的离体培养 植物细胞大规 模培养可用于生产次生代谢产物 也可用于制作人工种子 离体花粉 小孢子 培养可诱 发单倍体植物 进而通过单倍体育种选育优良品种 4 植物原生质体培养与体细胞杂交 通过原生质体分离培养和体细胞杂交可克服植 物远缘杂交中存在的生殖隔离障碍而获得自然界中没有的新物种或植物新类型 6 试述生物技术在农业种植业中的应用 答 1 提高农作物产量和品质 利用基因工程技术进行基因转移 培育抗逆 抗病 抗虫 抗旱 抗寒 的和品质优良的作物优良品系 2 植物种苗的工厂化生产 利用植物细胞技术对优良品种进行大规模的快速无性繁 殖和脱除植物病毒培育脱毒种苗 3 提高粮食品质 应用生物技术培育品质好 营养价值高的作物新品系 4 生物固氮 减少化学肥料使用量 5 生物农药 抗病虫基因工程 生产绿色食品 7 试述现代生物技术在养殖业中的应用及意义 答 1 动物疾病防治 应用核酸探针技术 单克隆抗体技术和基因工程疫苗有效地 防治动物疾病 2 培育优良的动物品种 利用转基因技术将与动物优良品质有关的基因转移到动 物体内 使动物获得新的品质 3 动物的大量快速无性繁殖 利用人工授精 胚胎移植 胚胎分割 体外生产胚 胎和性别控制等技术大量快速繁殖动物优良品种 4 优质动物饲料的生产 应用基因工程进行 DNA 重组生长激素的研制与应用可提 高动物的生长速率 饲料转化率 产奶量 瘦肉率等 应用发酵工程技术和细胞培养技术 生产饲用酶制剂 添补氨基酸 饲用维生素 抗生素和益生菌 寡肽和寡糖 有机微量元 素和天然植物提取物等各种饲料添加剂 8 试述生物技术在环境污治理方面的应用 答 1 生化强化处理技术 采用各种生物 物理和化学的方法来强化活性污泥法进 行污水处理的处理能力和降解效果 包括高浓度活性污泥法 生物 铁法 粉末活性炭法 2 上流式厌氧污泥床法 UASB 法 UASB 法是以反应器为核心的污水处理方法 该方法的反应器体积大 具有快速高效厌氧处理有机废水的性能 沉降性能 产甲烷和降 解有机物的性能都很高 化学需氧量 COD 去除率高达 80 90 3 水解 好氧生物处理工艺 H O 法 利用兼性的水解 产酸菌将废水中悬浮 物水解成可溶性物质 将难降解的大分子分解为小分子 因而用于处理工业废水效果显著 4 生物除磷脱氮技术 利用微生物 硝化 反硝化 脱氮 的原理脱除水体中的 氮素 利用聚磷微生物 如假单胞菌属 超量摄取磷来除去污水中的磷 使污水得以净化 5 间隙式活性污泥法 SBR 法 在一个设有搅拌和曝气装置的反应槽内依次进行 进水 反应 沉淀 排水 待料等 5 个基本过程 在进水阶段和反应阶段可根据废水性质 进行多种好氧 曝气 和厌氧 搅拌 组合的操作 以达到去除生物需氧量 BOD 硝化 或脱氮除磷的净化目标 6 空气净化生物技术 用生物过滤法 生物洗涤法和生物吸收法等方法来处理废气 和净化空气 7 有机废物快速堆肥和发酵技术 运用生物技术对固体废物进行 无害化 资源化 和减量化 处理 以变废为宝化害为利 如对有机废物进行堆肥处理 可使这类废物成为 优良的土壤改良剂和优质肥料 8 废纤维素糖化 蛋白化和乙醇化技术 利用纤维素酶酶解纤维素废料可以生产糖 类 如葡萄糖 利用纤维素废料可生产单细胞蛋白 用生物方法处理废纤维素还可生产工 艺乙醇 9 酵母循环系统 利用酵母菌 活性污泥二段式好氧处理系统处理食品废水 生产 性能高 COD 去除率可达 95 以上 BOD 去除率可达 99 9 植物细胞工程包括哪几个方面内容 各具有何意义 答 1 植物器官培养 指对植物根 茎 叶 花 果实以及各部原基 芽原基 根 原基 的离体培养技术 植物器官培养技术可以用于植物的离体无性快速繁殖 以加速植 物良种和濒危珍稀植物的繁育 还可用于植物的脱毒培养 以恢复良种的种性和提高产量 和品质 2 植物胚胎培养 指以胚珠 幼胚 成熟胚和胚乳为材料的离体培养技术 在植物 远缘杂交育种中可用胚胎培养技术进行胚挽救 以获得珍贵的远缘杂种 成熟胚培养技术 可用于打破种子休眠 提高种子发芽率 胚乳培养技术可用于植物多倍体育种 3 植物组织培养 指植物各部分组织 如茎组织 叶肉组织 根组织 形成层 贮 藏薄壁组织 珠心组织等为材料进行离体培养 使之成为愈伤组织的技术 利用植物组织 培养技术形成的愈伤组织可作为植物遗传转化的受体 也可作为分离单细胞和原生质体的 材料 3 植物细胞培养 指用能保持较好分散性的植物细胞或很小的细胞团 6 7 个细胞 为材料进行的离体培养技术 如花粉 叶肉细胞 根尖细胞等的离体培养 植物细胞大规 模培养可用于生产次生代谢产物 也可用于制作人工种子 离体花粉 小孢子 培养可诱 发单倍体植物 进而通过单倍体育种选育优良品种 4 植物原生质体培养与体细胞杂交 通过原生质体分离培养和体细胞杂交可克服植 物远缘杂交中存在的生殖隔离障碍而获得自然界中没有的新物种或植物新类型 10 试论述生物技术与医药卫生的关系 答 1 疫苗生产 病原体减毒或弱化疫苗 基因工程疫苗和核酸疫苗 病原体减毒 和弱化疫苗是利用微生物的纯种培养技术以及减毒疫苗的制备技术来生产的 是以减毒或 弱化的病原体作为疫苗 基因工程疫苗是将病原体的抗原基因克隆在细菌或真核细胞内 利用细菌或细胞生产病原体的抗原 利用抗原作为疫苗 而核酸疫苗则是将含有编码蛋白 质基因序列的质粒载体 经肌肉注射或微弹轰击等方法导入体内 通过宿主细胞表达系统 表达抗原蛋白质 诱导宿主产生对抗该抗原蛋白的免疫应答 以达到预防和治疗疾病的目 的 2 疾病诊断 单克隆抗体与 ELISA 技术用于诊断传染性疾病 检测肿瘤相关基因 确定激素水平 检验血液中的药物含量及鉴定微生物病原体 DNA 诊断技术可用于诊断遗 传性疾病 肿瘤和传染性疾病 3 生物制药与基因工程药物 利用微生物发酵可生产各种抗生素 利用植物细胞大 规模培养技术可生产天然药物 如紫草宁 紫杉醇 人参皂苷 强心苷 胡萝卜素等 利 用单克隆抗体制备技术可制备用于肿瘤治疗的 生物导弹 利用基因工程技术可以生产基 因工程药物 如人胰岛素 人生长激素 人干扰素 细胞因子 白细胞介素 促红细胞生 成素 集落刺激因子 肿瘤坏死因子等 生长因子 表皮生长因子 成纤维细胞生长因子 转化生长因子 血小板来源生长因子 胰岛素样生长因子 溶血栓剂 SOD 凝血因子等 4 基因治疗 向有基因缺陷的细胞导入外源基因 以达到治疗目的 基因治疗可用 于遗传性疾病及肿瘤的治疗 11 试述基因工程中 将目的基因导入受体后 对摄入重组 DNA 分子的转化细胞进行筛选 和鉴定的方法 答 转化细胞的筛选 1 利用克隆载体携带的选择标记基因筛选克隆子 利用抗生 素抗性基因和相应的选择药物进行筛选 利用载体除草剂抗性基因和相应的选择药物进行 筛选