生物技术思考题2

生物技术概论思考题

1、基因工程的理论依据是什么？简述基因工程操作的基本技术路线。

理论依据：

（1）不同基因具有相同的物质基础。所有生物的DNA组成和基本结构都是一样的。

（2）基因是可切割的。基因直线排列在DNA分子上。除少数基因重叠排列外，大多数存在着间隔序列。可以完整的一个一个地从DNA分子上切割下来。

（3）基因是可以转移的。携带基因的DNA分子可以在不同生物体之间转移，或者在生物体内的染色体DNA上转移，还可以在不同染色体间跳跃，插入到靶DNA分子之中。多肽与基因之间存在对应关系。基因的转移或重组可根据其表达产物多肽的性质来考虑。

（4）多肽与基因之间存在对应关系。一种多肽就有一种对应的基因

（5）遗传密码是通用的。一系列三连密码子同氨基酸之间的对应关系，在所有生物中都相同。

（6）基因可以通过复制把遗传信息传递给下一代。经重组的基因一般来说是能传代的，可获得稳定的转基因生物。

路线

2、阐述基因工程的科学意义、应用价值及发展前景。利用生物技术知识分析转

基因食品为什么可能存在风险。

阐述基因工程的科学意义、应用价值及发展前景：基因工程是生物工程的一个重要分支，它和细胞工程、酶工程、蛋白质工程和微生物工程共同组成了生物工程。它是用人为的方法将所需要的某一供体生物的遗传物质——DNA大分子提取出来，在离体条件下用适当的工具酶进行切割后，把它与作为载体的DNA分子连接起来，然后与载体一起导入某一更易生长、繁殖的受体细胞中，以让外源物质在其中“安家落户”，进行正常的复制和表达，从而获得新物种的一种崭新技术。它克服了远缘杂交的不亲和障碍。基因工程可应用于农牧业、食品工业、环境保护、医学等多个领域。科学界预言，21世纪是一个基因工程世纪。

可能存在风险：

1.基因技术采用耐抗菌素基因来标识转基因化的农作物，在基因食物进入人体后可能会影响抗生素对人体的药效，作物中的突变基因可能会导致新的疾病；

2.转基因技术中的蛋白质转移可能会引起人体对原本不过敏的食物产生过敏，分割重组后的新的蛋白质性状是否完全符合我们设想的需求有待考证；

3.基因的人工提炼和添加，有可能增加和积聚食物中原有的微量毒素，不可预见的生物突变.甚至会使原来的毒素水平提高，或产生新的毒素；

4.对于生态系统而言，转基因食品是对特定物种

进行干预，人为使之在生存环境中获得竞争优势，这必将使自然生存法则时效性破坏，引起生态平衡的变化，且基因化的生物、细菌、病毒等进入环境，保存或恢复是不可能的，其较化学或核污染严重，危害更是不可逆转。

3、分离目的基因的途径有哪些？如何从PCR技术从生物材料中分离目的基

因？

途径：

酶切直接分离法；PCR扩增法；化学合成法；构建基因组文库或cDNA文库分离法

从PCR技术从生物材料中分离目的基因：

4、怎样才能在体外大量培养哺乳动物细胞？开展干细胞研究对人类有何积极意

义？

大量培养哺乳动物细胞：

意义：

5、酶工程中米氏方程为，请推导该方程是如何得到的过程，在建

立模型和推导时做了哪些假设，并解释Km的物理意义。

三个假设：

（1）酶E与底物S形成复合物ES，ES解离为E和产物P

（2）S浓度比E浓度大得多，生成的产物量非常少

（3）整个过程处于稳态，ES形成与分解相等

Km 值称为米氏常数，Vmax是酶被底物饱和时的反应速度，[S]为底物浓度。由此可见Km值的物理意义为反应速度（v）达到1/2Vmax时的底物浓度（即Km=[S]），单位一般为mol/L，只由酶的性质决定，而与酶的浓度无关

蛋白质的分离纯化有哪些方法？各自的分离原理是什么？

6、 请列举至少一种将反应与分离耦合或集成的例子，并分析其是如何实现反

应/分离过程集成的，利用了哪些原理？

7、生物材料的特点包括构成物质简单而结构复杂＿、材料内部界面

呈现逐渐过渡结构＿、从无序到有序的自组装过程＿、功能适应性＿、创伤自愈合特性＿和分级结构。

8、天然生物材料进过亿万年的演变和进化，其结构和功能达到近乎完美的程度。在众多的天然生物

材料中，贝壳珍珠层由于其独特的结构结构、极高的强度和良好的韧性而受到广泛关注。研究发

现，贝壳珍珠层由文石片碳酸钙(约95%) 及有机质(约5%) 组成，其韧性是文石片的3000多倍，这种超常的力学性能归因于珍珠层独特的多尺度、多级次“砖-泥”组装结构。请从材料结构角度分析贝壳仿生材料的增韧机理。

（1）

（2）

（3）

（4）

9、试论述降解植物纤维细胞壁的微生物和酶

降解植物纤维细胞壁的微生物：植物纤维原料的腐朽有三种方式，即软腐、褐腐和白腐，分别降解植物纤维细胞壁中的一种或多种组分。基于纤维物料不同的腐朽方式，把腐朽菌分为白腐菌(white-rot fungi)、褐腐菌(brown-rot fungi)和软腐菌(soft-rot fungi)。

一、降解植物纤维细胞壁的真菌：1、软腐真菌：它们都对碳水化合物的作用十分明显，但对木素的作用很少。主要有纤维水解毛壳菌、黑曲霉、里氏木霉、镰孢、微紫青霉和各种拟青霉、炭团菌、炭危菌等。2、褐腐真菌：它们也优先作用于纤维素和半纤维素，而对木素的降解很有限。包括茯苓、香干酪菌、密黏褶菌、洁丽香菇、革裥菌、粉孢革菌、硫色炯孔菌和松生拟层孔菌。3、白腐菌：是惟一可在任何范围内袭击植物细胞壁所有成分的木材腐朽菌。主要有黄孢原毛平革菌、杂色木云芝、双帽弧菌、射脉菌、灰腐质霉、粪生黑蛋巢菌、糙皮侧耳、蠕虫孢子角孔菌、二梭多孔菌以及焦菌。

二、降解植物纤维细胞壁的裂殖菌：瘤胃菌是植物纤维细胞壁的主要降解者，它靠产生酶活作用于这些细胞壁的结构组分。

这些细菌具有完整的多糖降解酶并同样具有附着于纤维的能力。这些菌种强烈地附着于部分降解的细胞壁，但仅仅侵蚀与细菌直接接触的部分或相邻的组分，一般来说，能完全降解植物细胞壁，但有时其作用在降解完成前就中断了。

某些放线菌、菌丝状真细菌，也积极降解木质纤维素物料。

链霉菌属黄绿链霉菌能快速繁殖在韧皮细胞并降解薄壁细胞和厚壁而高度木化的石细胞。进一步降解完全破坏薄壁细胞，而石细胞的细胞壁被侵蚀。链霉菌属绿色孢子链霉菌氧化解聚植物残渣的木素以及降解纤维素与半纤维素。

典型的木质纤维材料降解细菌：假单胞杆菌，在分类学上它属于假单胞菌目，假单胞菌科。

典型降解木质纤维材料的放线菌—链霉菌

降解植物纤维细胞壁的酶：酶降解纤维素最少需要三种酶协同作用，另外氧化和磷酸化酶同样参与某些微生物对纤维素的降解。

降解天然纤维素成为葡萄糖的酶有以下几种:

①内切葡聚糖酶，它随机作用于葡萄糖链并切断1,4-β-葡糖苷链。

②外切葡聚糖酶，常称纤维二糖降解酶，它从纤维素非还原性末端基分离纤维二糖而

有时是葡萄糖。

③l,4-β-葡糖苷酶，它降解纤维二糖和其他水溶性纤维糊精成为葡萄糖。

半纤维素降解酶

解聚半纤维素主链的主要有两种酶：

内切-1,4-β-D-木糖酶；

内切-1,4-β-D-甘露糖酶。

木素降解酶

漆酶、木素过氧化物酶(LiP)和锰过氧化物酶(MnP)；

10、试论述漆酶生物漂白中木素和碳水化合物的反应

LMS生物漂白中木素和碳水化合物的反应：(1)木素在LMS生物漂白中的反应:

a.木素模型化合物发生四种类型的反应：芳环断裂、β-醚键断裂、Cα-Cβ断裂和Cα

氧化。

b.漆酶／HBTs系统能有效地脱除桦木KP浆的木素和经氧脱木素的桦木KP浆中的木

素。

c.紫丁香基结构比愈创木基型结构更容易与漆酶／HBTs反应。

d.对羟苯基结构对LMS氧化是稳定的。

c.生物漂白前后松木浆中残余木素没有太大变化。LMS主要诱导木素降解碎片与氧

反应，导致从E段废液中分离的木素结构发生变化，而侧链如C

α-Cβ键的断裂在纸浆脱木素中起着重要作用。

(2)LMS生物漂白对碳水化合物和己烯糖醛酸的影响：a.漆酶／HBTs处理实际上没有引

起木聚糖的溶出，即使增加漆酶和HBTs用量或者提高处理温度，对纤维素和半纤维素也没有影响。

b.LMS生物漂白前后浆中的己烯糖醛酸含量也大体相同，这清楚地表明，桦木KP浆

中的己烯糖醛酸对漆酶／HBTs处理是稳定的。

c.漆酶在HBTs存在下，并没有将纤维素中的羟基氧化成对碱不稳定的羰基。

d.漆酶／HBTs与木素的高反应性能以及与碳水化合物的低反应性能，它非常适用于

生产高质量纸浆。

11、试论述韧皮纤维生物制浆的方法、特点

(一)直接法：通常称为浸渍法。由能分解果胶质(pecto-cellulose)的微生物对果胶质进行的分

解作用。它是指将能产生使纤维彼此解离的酶的微生物直接接种于纤维原料中，在微生物生长繁殖的同时，分泌大量的酶，使得将纤维黏结在一起的物质分解、溶出，从而使纤维彼此分离成浆。

(1)自然发酵浸渍：它是利用附着在原料或者是由周围环境侵入，生长繁殖的各种微生

物群体作用来制浆的方法。可分别在厌氧或好氧条件下进行。

(2)增殖发酵浸渍：把有用的微生物人为地大量地接种于制浆原料配制的培养介质中，

创造一种有利于该类微生物生长繁殖的环境条件，使之大量增殖，来加速生物浸渍制浆的进程。

(3)纯种发酵浸渍：除接种的微生物以外，没有其他的微生物存在，在纯种培养液中对

纤维原料进行生物制浆的过程。

(二)间接法：也称为酶浸渍法，或者为酶法制浆(enzymaticpulping)。它是指将微生物

维持在一定环境条件下，使其产生大量的酶，然后经酶浓缩、提取，加入到纤维原料的处理过程中。

(三)与浸渍法相关的有用微生物：发酵浸渍法有关的果胶分解微生物很多，以曲霉

(Aspergillus)、青霉(Penicillium)、毛霉(Mucor)、根霉(Rhizopus)等为主体；

其他像半知菌有葡萄孢霉(Botrytiscinerea)、镰刀霉(Fusaricum)；细菌有厌氧性梭状芽孢杆菌(Clostridium)和好氧性芽孢杆菌(Bacillus)等。

特点：

造纸工业中，包括麻类在内的韧皮纤维生物法制浆是应用果胶酶或接种产果胶酶的微生物降解原料中的果胶质,使原料分散成纤维束或单纤维的过程。

近年来,国内外对韧皮纤维脱胶的微生物种类及其酶学特征、影响脱胶的诸多因素以及酶解产物的动态变化开展了广泛的研究。

与化学法相比，机械法制浆可以大大的提高纸浆得率，从而节约大量林木资源。但是，磨木浆的能量消耗很大，而且成品纸的强度等质量性能不如硫酸盐浆，因而限制了这项技术的发展。然而生物技术的引入有助于解决这些问题生物制浆是利用微生物所具有的分解木素的能力，来除去制浆原料或纸浆中的木素，使植物组织与纤维彼此分离制成纸浆的过程。目前，生物法制浆是指借助于微生物或微生物所产生的酶的作用，进行生物预处理，再与相应的制浆过程相结合而生产纸浆的过程。生物制浆的优点减少制浆的能耗、提高纸质量和设备生产能力、减少制浆对环境的污染

这种无污染零排放的生产工艺技术无疑是项国际领先专利技术，符合国家的各项政策导向：

1、是环保项目：消除造纸行业污染，净化国土、造福于子孙后代。

2、是节能项目：节省大量水、电、煤。

3、是扶贫项目：增加全国各地农民收入、变废为宝，过去很多地区的农民将稻麦草烧掉、污染环境。

4、是替代进口节省外汇项目，纸浆进口花费大量国家外汇，生物制浆提高纸浆质量，可用草浆代替进口木浆。

5、可实现农业可持续发展：草类资源是循环再生永久性持续资源，稻草、麦草、芦苇、甘蔗渣、玉米秸、、龙须草、

竹子、速生林等各种植物都是生物制浆的原料。

6、增加各乡、镇、地、市的财政税收。等。

12、试论述生物制浆过程存在的主要障碍。

对微生物的要求：繁殖速度快，分解木素能力极强，尽可能少分解或不分解纤维素等。目前从自然界分离到的白腐菌菌株及经诱变处理选育得到的木素降解酶产生菌，其降解木素的能力还远没有达到生物制浆的要求。

1、木素的存在状况

2、生物制浆过程中存在的主要困难

（1）木素生物降解的困难性

（2）木素降解酶产生菌扩大培养的困难性

（3）生物制浆过程中伴有纤维素的降解

木素的含量与结构随原料种类不同而不同。原料细胞壁中，不同区域的木素含量与结构也不同。木素和半纤维素的混合物填充于微细纤维之间，木素与半纤维素之间存在化学连接，形成木素与碳水化合物复合体（LCC）。

1）木素生物降解的困难性

①木素是植物组织进化的产物，它使树干的化学和物理性能得以强化，以增强对恶劣环境的抵抗能力，因此对生物降解有较强的抵抗性。

②木素难以被微生物利用

木素是多种酚类单体的聚合体，结构不均一，分布不均一，理化性质相对稳定，生物降解很困难。木素的生物降解包括氧化还原过程和水解过程。各种酶活力高低与酶作用环境适宜性的不同使木素生物降解较困难。自然界中具有木素降解能力的微生物较少。

③木素降解酶活力较低

相对多糖降解酶产生菌而言，木素降解酶产生菌生长缓慢，扩大培养困难；另外，野生型菌株产生的木素降解酶酶活力低，产酶受诸多因素的限制。通常白腐菌对木片进行生物制浆预处理需要10天以上的时间。

④木素降解酶是复合酶系，受到多种调节因子的控制

⑤制备天然木素困难，难以测定真正的木素生物降解活力。

2）木素降解酶产生菌扩大培养的困难性

①木素化学结构复杂，增加了了解木素生物降解机制的难度；

②自然界能降解木素的微生物不多；

③木素降解酶产生菌多为真菌担子菌纲，生长缓慢，扩大培养较困难；

④菌株对被分解介质的选择性较差，造成碳水化合物损失；

⑤白腐菌分泌木素降解酶对培养介质要求较苛刻；

木素分解代谢产物不能成为白腐菌生长或产酶的有效碳源和能源，必须补加葡萄糖等容易利用的碳源；

⑦由于对木素生物降解的机制不十分了解，所以在利用基因工程手段对该菌进行改良与菌株筛选方面较欠缺；

⑧发酵工业规模远小于制浆工业。

13、试论述生物漂白的主要方法及其特点。

利用白腐菌的生物漂白：伴随纸浆可漂性提高，纸浆黏度降低，进而使纤维强度性能受到影响，这是纤维素酶作用的结果。处理时间太长，大大影响纸浆速度，难以满足工业化生产的要求。

利用木素降解酶的生物漂白：

漆酶/介体系统（LMS）生物漂白：漆酶的氧化还原电位较低，不能氧化还原电位较高的非酚型木素，需要低氧化还原电位的中介体。中介体化合物容易得失电子，起电子传递的作用。在漆酶的作用下，中介体的活性增加，能从分子氧获得电子，并传递给木素分子从而使木素氧化降解。

锰过氧化物酶（MnP）生物漂白：

木素过氧化物酶（LiP）生物漂白：在蒸煮后期，伴随药液浓度降低，溶出的半纤维素有一部分回吸到纤维素上。半纤维素回吸降低了纤维表面的通透性，对纸浆洗涤和漂白过程中的残余木素溶出起到了屏蔽作用。除此以外，部分回吸的半纤维素分子与残余木素分子形成化学键合的LCC，使残余木素更难去除。半纤维素酶处理后，kappa值有少许下降，说明有一部分残余木素溶出，纤维通透性提高。但是纸浆的白度没有明显提高。因此认为，木聚糖酶处理不能直接起到大量去除残余木素的作用。木聚糖酶的主要作用是改善纸浆的可漂性，而不能完全取代纸浆的化学漂白处理。

木聚糖酶的辅助漂白：降低漂白过程化学药品的消耗可以大大降低氯气等的消耗。（2）降低漂白液中有害成分含量

生物漂白过程就是以一些微生物产生的酶与制浆中的某些成分作用，形成脱木素或有利于脱木素的情况，并改善制浆的可漂性或提高制浆白度的过程。生物漂白的目的，主要是节约化学漂剂的用量，改善制浆的性能以及减少漂白的污染。生物漂白过程就是以一些微生物产生的酶与制浆中的某些成分作用，形成脱木素或有利于脱木素的情况，并改善制浆的可漂性或提高制浆白度的过程。生物漂白的目的，主要是节约化学漂剂的用量，改善制浆的性能以及减少漂白的污染。这种无污染零排放的生产工艺技术无疑是项国际领先专利技术，符合国家的各项政策导向：

1、是环保项目：消除造纸行业污染，净化国土、造福于子孙后代。

2、是节能项目：节省大量水、电、煤。

3、是扶贫项目：增加全国各地农民收入、变废为宝，过去很多地区的农民将稻麦草烧掉、污染环境。

4、是替代进口节省外汇项目，纸浆进口花费大量国家外汇，生物制浆提高纸浆质量，可用草浆代替进口木浆。

5、可实现农业可持续发展：草类资源是循环再生永久性持续资源，稻草、麦草、芦苇、甘蔗渣、玉米秸、、龙须草、竹子、速生林等各种植物都是生物制浆的原料。

6、增加各乡、镇、地、市的财政税收。

生物化学实验思考题

生物化学实验思考题 Document number：BGCG-0857-BTDO-0089-2022

生物化学实验思考题 1.可用何种颜色反应鉴别酮糖的存在？ 间苯二酚反应，在酸的作用下，酮糖脱水生成羟甲基糠醛，后者再与间苯二酚作用生成红色物质。 2.α—萘酚的反应原理是什么？ 糖在浓的无机酸（硫酸、盐酸）作用下，脱水生成糠醛及其糠醛的衍生物，后者能与α—萘酚生成紫红色物质。 3.菲林试剂和本尼迪凯特氏法检验糖的原理是什么？ O沉淀。它们都是含有Cu2+的碱性溶液，能使还原糖氧化而本身还原成红色或者黄色的Cu 2 4.何谓纸层析法？ 用滤纸作为惰性支持物的的分层层析法。 5.何谓Rf值？影响Rf值的主要因素是什么？ 纸层析法形成的纸层析图谱上，原点到层析点中心的距离与原点到溶剂前沿的距离的比值；影响Rf值的因素有：物质的结构、性质、溶剂系统、层析滤纸的质量和层析温度等因素有关。 6.怎样制备扩展剂？ 扩展剂是4份水饱和的和1份醋酸的混合物。将20ml和5ml冰醋酸放入中，与15ml水混合，充分振荡，静置后分层，放出下层水层，漏斗中的则为扩展剂。 7.层析缸中的平衡剂的作用是什么？ 平衡剂起到使纸上吸附的溶剂达到饱和。使物质在展开剂和纸层析上吸附的溶剂中溶解度不同而进行分离。 8.通过蛋白质及氨基酸的呈色反应实验你掌握了几种鉴定蛋白质和氨基酸的方法？他们 的原理是什么？

四种：双缩脲反应；茚三酮反应；黄色反应；考马斯亮蓝反应。 （1）双缩脲在碱性环境中能与Cu2+ 生成紫红色化合物，蛋白质中有肽键，其结构与双缩脲相似，也能发生此反应。（2）除脯氨酸、羟脯氨酸和茚三酮反应产生黄色物质外，所有α—氨基酸及一切蛋白质都能和茚三酮反应产生蓝紫色物质。（3）含有苯环结构的氨基酸，如酪氨酸、和色氨酸，遇硝酸后，可被硝化成黄色物质，该化合物在碱性溶液中进一步形成橙色的硝醌酸钠。（4）考马斯亮蓝G250有红色和蓝色两种色调。在酸性溶液中，其以游离态存在呈现棕红色；当它与蛋白质通过疏水作用结合后变为蓝色。 9.什么是酶的最适温度及其应用的意义？ 酶活性最高时的温度称为酶的最适温度。可以利用这一原理指导工农业生产，提高生产效益。 10.什么是酶反应的最适PH?对酶的活性有什么影响？ 酶催化活性最高时反应体系的 pH 称为酶促反应的最适 PH。PH过高、过低都会使酶促反应的速率下降。 11.什么是酶的活化剂？ 指能够与分子上的一些结合，使酶活力提高的物质。 12.什么是酶的抑制剂？与变性剂有何区别？本实验结果如何证明酶的专一性？ 指与分子上的一些结合，使酶活力下降，甚至消失，但不使变性的物质。区别：酶的抑制剂不会使酶发生变性，而酶的变性剂会使酶的结构和性质发生改变。酶的专一性证明：实验结果表明通过在淀粉和蔗糖中分别加入有活性的淀粉酶和蔗糖酶后，两者均产生了还原性的糖，与本尼迪凯特试剂反应产生了砖红色沉淀，而其他的条件下均没有还原性糖的的产生，进而说明了酶的专一性。（答题时可以详尽的描述） 13.何谓碘值？有何意义？

细胞生物学课后题

一、细胞内膜泡运输的概况、类型及其主要功能 膜泡运输是蛋白质分选的一种特有的方式，普遍存在于真核细胞中。在转运过程中不仅涉及蛋白质本身的修饰、加工和组装，还涉及多种不同的膜泡靶向运输及其复杂的调控过程。主要分为一下三种类型： COPⅠ包被小泡：负责回收、转运内质网逃逸蛋白返回内质网。 COPⅡ衣被小泡：介导内质网到高尔基体的物质运输。 网格蛋白衣被小泡：介导质膜→胞内体、高尔基体→胞内体、高尔基体→溶酶体、植物液泡的物质运输 二、试述物质跨膜的种类及其特点 主要有三种途径： （一）被动运输： 指通过简单扩散或协助扩散实现物质由高浓度向低浓度方向的跨膜转运。动力来自物质的浓度梯度，不需要细胞提供代谢能量。 1、简单扩散：也叫自由扩散（free diffusion）。特点：①沿浓度梯度（或电化学梯度）扩散； ②不需要提供能量；③没有膜蛋白的协助。 2、促进扩散：特点：①比自由扩散转运速率高；②运输速率同物质浓度成非线性关系； ③特异性；④饱和性。 （二）主动运输: 是由载体蛋白所介导的物质逆浓度梯度或电化学梯度由浓度低的一侧向高的一侧进行跨膜转运的方式。 主动运输的特点是：①逆浓度梯度（逆化学梯度）运输；②需要能量；③都有载体蛋白。（三）吞排作用 真核细胞通过胞吞作用和胞吐作用完成大分子与颗粒性物质的跨膜运输。 三、试述Na+—K+泵的工作原理 Na+—K+ATP酶通过磷酸化和去磷酸化过程发生构象的变化，导致与Na+、K+的亲和力发生变化。在膜内侧Na+与酶结合，激活ATP酶活性，使ATP分解，酶被磷酸化，构象发生变化，于是与Na+结合的部位转向膜外侧；这种磷酸化的酶对Na+的亲和力低，对K+的亲和力高，因而在膜外侧释放Na+、而与K+结合。K+与磷酸化酶结合后促使酶去磷酸化，酶的构象恢复原状，于是与K+结合的部位转向膜内侧，K+与酶的亲和力降低，使K+在膜内被释放，而又与Na+结合。总的结果是每一循环消耗一个ATP；转运出3个Na+，转进2个K+。 四、试述胞间通信的主要类型 1）、细胞间隙连接 细胞间隙连接：是一种细胞间的直接通讯方式。两个相邻的细胞以连接子相联系。连接子中央为直径1.5nm的亲水性孔道。 2）、膜表面分子接触通讯 是指细胞通过其表面信号分子（受体）与另一细胞表面的信号分子（配体）选择性地相互作用，最终产生细胞应答的过程，即细胞识别。 3）、化学通讯 细胞分泌一些化学物质（如激素）至细胞外，作为信号分子作用于靶细胞，调节其功能，这种通讯方式称为化学通讯。根据化学信号分子可以作用的距离范围，可分为以下3类：内分泌、旁分泌、自分泌

生物工艺学(名词解释、简答题)

1生物工艺学：应用自然科学和工程学原理，依靠生物作用剂的作用将原料加工以提供产品或用以为社会服务的技术 2 发酵工程：生物学和工程学的结合，生物方面的各种工程的总称，技术的开发产业化。3，自然选育：利用微生物在一定的条件下自发变异的原理，通过分离筛选等方法，排除衰变型菌株，从中选择维持原菌落生产水的菌落，并获得纯种 4 随机筛选：将人工诱变或自然突变的菌株凭经验进行筛选，以从中挑选出目的菌株的过程 5 理性化筛选根据遗传学原理，设计选择性筛子，从将目的菌种筛出来 6目的筛选在理性化筛选的基础上，每一次摇瓶筛选都采用不同的技术指导，使变株的选出频率进一步提高以达到筛选的目的 7 杂交育种将两个基因型不同的菌株以吻合后使遗传物质重新组合，从中分离和筛选具有新性状的菌株 8 原生质体融合: 把两个亲本的细胞壁分别通过酶解作用加以瓦解，使菌体细胞在高渗环境中释放出只有原生质包裹的球状体，两亲本的原生质体在高渗条件下使之融合，由PEG作为助融剂，使期发生细胞融合，使两亲本基因由接触到交换，从而实现基因组合 9 简述传统生物技术与现在生物技术的区别： 传统生物技术：利用现有生物、宏观水平、传统技术、注重产量的提高；现代生物技术：利用改造的生物、微观水平、以基因工程为代表的新技术、注重产量和质量的提高 10 简述发酵工艺的历史和特征、 历史：天然发酵时期，对微生物本生与缺乏的认识；纯培养技术的建立，发酵技术的建立是第一个转折期，人为控制微生物的时代；通气搅拌技术的发展发酵工业第转折期，发酵工程的开端，青霉素发酵的开始；代谢控制发酵技术的建立，第三转折期，氨基酸，核苷酸的发酵；发酵原料的转换，糖质原料到非糖质原料；基因工程的运用；，广泛的生物产业，固定代细胞技术，单棵隆抗体。特征：常压常温下进行反应，反应条件温和，生产材料多价格低，以碳水化合物为主要的原料，不需要精制反应自动调节反应途径高度专一和选择性，对环境污染少，生产过程无害，可以不增加设备而增加产量，投资少见效快。11发酵工程的发展方向：1菌种的筛选及新的活性物质的筛选，2对微生物的生理代谢进行的研究，3使用新的发酵工艺和新的控制程序 12微生物来源的途径：传统生态途径：土壤筛选；现代遗传途径：对现有菌种进行改造；基因突变：诱发突变；基因重组：基因克隆，原生质体融合 14 获得菌种的方法步骤有哪些？1样品收集，2采集后处理，3菌种培养4纯化 15 纯种的常规分离方法有哪些？理平板划线法，倾倒平板法，涂布培养，毛细管法，小滴分离法，显微操作 16 富集培养的选择压力有哪些？温度，渗透压，氧气，光，PH与氧化还原电位，培养基抗生素 17 工业微生物分离的注意事项：培养基的来源，丰富，价格低；温度选择常温或偏高；不需要特殊的生产设备;菌种遗传稳定性好；发酵的浓度高，产物收率高；产物容易提取 18 菌种选育的含义基本原理及主要方法有哪些 含义：把菌种进行诱变处理，用随机或理性方法获得目的变体。基本原理：根据微生物遗传变异的特性，利用自然选育，诱变育种，代谢控制，杂交育种，分子育种等方法，将菌种进一步纯化改变，以获得优良的品种。主要方法：自然选育，诱变育种，代谢控制，杂交育种，分子育种 19 摇瓶复筛的目的是什么？考查菌种生产的自然波动范围；考察菌种的稳定性；更接近生产工艺; 获得更的种子量

生物化学思考题

《生物化学》思考题 蛋白质 一、名词： 氨基酸及蛋白质等电点；蛋白质一级、二级、三级及四级结构；电泳；蛋白质分子病；别构效应；蛋白质变性作用；肽与肽键；N-端与-端；AA殘基； 二、简答题 1、中性、酸性及碱性氨基酸有哪些？ 答：20种氨基酸中的精氨酸、赖氨酸和组氨酸为3种碱性氨基酸；酸性氨基酸为天冬氨酸和谷氨酸2种；其他15种为中性氨基酸。 2、稳定蛋白质空间结构的作用力有哪些？ 答：氢键、盐键、疏水作用、范德华引力等是稳定空间结构的作用力；一级结构中的化学键有肽键和二硫键。 3、蛋白质在非等电点时不易形成凝集沉淀的的原理； 答：一是水化层，蛋白质表面带有亲水基团，形成水化层，使蛋白质颗粒相互隔开，不易碰撞成大颗粒；二是蛋白质在非等电时带有同种电荷，使蛋白质之间相互排斥，保持一定距离，不致相互凝集沉淀 4、指出下面pH条件下，各蛋白质在电场中向哪个方向移动，即正极，负极，还是保持原点？（1）胃蛋白酶（pI 1.0），在pH 5.0；（2）血清清蛋白（pI 4.9），在pH 6.0；（3）α-脂蛋白（pI 5.8），在pH 5.0和pH 9.0； 答：（1）胃蛋白酶pI 1.0＜环境pH 5.0，带负电荷，向正极移动； （2）血清清蛋白pI 4.9＜环境pH 6.0，带负电荷，向正极移动； （3）α-脂蛋白pI 5.8＞环境pH 5.0，带正电荷，向负极移动； α-脂蛋白pI 5.8＜环境pH 9.0，带负电荷，向正极移动。 三、何谓蛋白质的变性与沉淀？二者在本质上有何区别？ 答：蛋白质变性的概念：天然蛋白质受物理或化学因素的影响后，使其失去原有的生物活性，并伴随着物理化学性质的改变，这种作用称为蛋白质的变性。 变性的本质：分子中各种次级键断裂，使其空间构象从紧密有序的状态变成松散无序的状态，一级结构不破坏。 蛋白质变性后的表现：①?生物学活性消失；②?理化性质改变：溶解度下降，黏度增加，紫外吸收增加，侧链反应增强，对酶的作用敏感，易被水解。 蛋白质由于带有电荷和水膜，因此在水溶液中形成稳定的胶体。如果在蛋白质溶液中加入适当的试剂，破坏了蛋白质的水膜或中和了蛋白质的电荷，则蛋白质胶体溶液就不稳定而出现沉淀现象。沉淀机理：破坏蛋白质的水化膜，中和表面的净电荷。 蛋白质的沉淀可以分为两类： （1）可逆的沉淀：蛋白质的结构未发生显著的变化，除去引起沉淀的因素，蛋白质仍能溶于原来的溶剂中，并保持天然性质。如盐析或低温下的乙醇（或丙酮）短时间作用蛋白质。 （2）不可逆沉淀：蛋白质分子内部结构发生重大改变，蛋白质变性而沉淀，不再能溶于原溶剂。如加热引起蛋白质沉淀，与重金属或某些酸类的反应都属于此类。

生物技术概论测验考试复习题

现代生物技术概论复习题 一、名词解释 1、生物技术：也称生物工程，是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 他基础科学的科学原理,按照预先的设计,改造生物体或加工生物原料，为人类生产出所需产品或达到某种目的的一门新兴的、综合性的学科。 2、基因组ＤＮA文库:将某一种基因DNA用适当的限制酶切断后，与载体DNA重组，再 全部转化宿主细胞，得到含全部基因组DNA的种群,称为基因组DＮA文库。 3、蛋白质工程是指:利用基因工程的手段,在目标蛋白的氨基酸序列上引入突变，从而改变 目标蛋白的空间结构，最终达到改善其功能的目的。 4、基因工程:在体外将外源基因进行切割并与一定的载体连接,构成重组ＤNＡ分子并导入 相应受体细胞，使外源基因在受体细胞中进行复制、表达，使目的基因大量扩增或得到相应基因的表达产物或进行定向改造生物性状。简单概括,就是将外源目的基因与载体重组后再进入宿主细胞的过程。 5、发酵工程: 是发酵原理与工程学的结合,是研究由生物细胞（包括动植物、 微生物)参与的工艺过程的原理和科学,是研究利用生物材料生产有用物质，服务于人类的一门综合性科学技术。 6、基因和基因组DNA分子中具有特定生物学功能的片段称为基因（gｅne)。一个生 物体的全部DNA序列称为基因组(gｅnoｍe） ５、载体：把一个有用的目的DNA片段通过重组DNA技术，送进受体细胞中去进行繁殖或表达的工具称为载体。 6、cDNA文库:即由mＲＮA经过反转录成cＤNA，然后来构建文库，构建的文库不包含内 含子。 7、转化:外源DＮA导入宿主细胞的过程称之为转化。 8、重叠基因：一个基因序列中，含有另一基因的部分或全部序列。 9、基因组文库:把某种生物基因组的全部遗传信息通过载体贮存在一个受体菌克隆子群体中,这个群体即为这种生物的基因组文库。 1０、细胞工程：以生物细胞、组织或器官为研究对象,运用工程学原理，按照预定目标，改变生物性状,生产生物产品,为人类生产或生活服务的科学。 １1、.外植体：指用于离体培养的活的植物组织、器官等材料。 12、愈伤组织：在离体培养过程中形成的具有分生能力的一团不规则细胞，多在外植体切面上产生。 13、体细胞杂交:（原生质体融合)指在人工控制条件下不经过有性过程，两种体细胞原生质体相互融合产生杂种的方法。 14、悬浮培养:是将植物游离细胞或细小的细胞团,在液体培养基中进行培养的方法。 1５、原生质体:指除去细胞壁的细胞或是说一个被质膜所包围的裸露细胞。 １6、传代：将细胞从一个培养瓶转移到另外一个培养瓶即称为传代或传代培养。 17、原代培养:也称初代培养期。从体内取出组织接种在培养瓶中培养到第一次传代前阶段，一般持续1-４周。 18、细胞系:经过再培养后而形成的具有增殖能力、特性专一、类型均匀的培养细胞。 1９、细胞株：将所得到的纯净细胞群,以一定的密度接种在lmｍ厚的薄层固体培养基上,进行平板培养，使之形成细胞团,尽可能地使每个细胞团均来自一个单细胞，这种细胞团称为“细胞株”。 20、干细胞：干细胞是一类具有自我复制能力的多潜能细胞，它可以化成多种功能细胞。

细胞生物学课后练习及参考答案

细胞生物学课后练习参考答案 作业一 ●一切活细胞都从一个共同的祖先细胞进化而来，证据是什么想像地球上生命进化的很早时期。可否假设那个原始的祖先细胞是所形成的第一个仅有的细胞 1、关于一个共同祖先的假说有许多方面的证据。对活细胞的分析显示出其基本组分有着令人惊异的相似程度，例如，各种细胞的许多新陈代谢途径是保守的，在一切活细胞中组成核酸与蛋白质的化合物是一样的。同样，在原核与真核细胞中发现的一些重要蛋白质有很相似的精细结构。最重要的过程仅被“发明”了一次，然后在进化中加以精细调整去配合特化细胞的特定需要。●人脑质量约1kg并约含1011个细胞。试计算一个脑细胞的平均大小(虽然我们知道它们的大小变化很大)，假定每个细胞完全充满着水(1cm3的水的质量为1g)。如果脑细胞是简单的正方体，那么这个平均大小的脑细胞每边长度为多少 2、一个典型脑细胞重10-8g (1000g/1011)。因为1g水体积为1 cm3，一个细胞的体积为10-14m3。开立方得每个细胞边长2.1 × 10-5m即21 μm。 ●假定有一个边长为100μm，近似立方体的细胞 (1)计算它的表面积/体积比； (2)假设一个细胞的表面积/体积比至少为3才能生存。那么将边长为100μm，总体积为1 000 000μm3的细胞能在分割成125个细胞后生存吗 3、(1) 如图1所示，该细胞的表面积(SA)为每一面的面积(长×宽)乘以细胞的面数，即SA=100 μm ×100 μm ×6 = 60 000 μm2。细胞的体积是长×宽×高，即(100 μm)3=1 000 000 μm3因而SA/体积的比率=SA/体积=60 000μm/ 1 000 000μm= 0. 06 μm-1。 (2) 分割后的细胞将不能存活。125个立方体细胞应有表面积300 000μm2, SA/体积的比率为0.3。如果要使总表面积/体积达到3，可以假设将立方体边长分割成n份，每个小方块的表面积为SA l，总面积为SA t则有： 分割后的小方块表面积为SA l = 6 × (100/n) 2(1) 总面积为SA t = 6 × (100/n) 2 × n3(2) 根据细胞存活要求SA t/V = 3 (3) 即： 6 × (100/n) 2 × n3 / 1003 = 3 (4) 由(4)可知n=50，即细胞若要存活必须将其分割成125000个小方块。 ●构成细胞最基本的要素是________、________ 和完整的代谢系统。 4、基因组，细胞质膜和完整的代谢系统 图1 边长为100μm的立方体与分割成125块后的立方体

生物化学课后答案_张丽萍

1 绪论 1．生物化学研究的对象和内容是什么？ 解答：生物化学主要研究: （1）生物机体的化学组成、生物分子的结构、性质及功能； （2）生物分子分解与合成及反应过程中的能量变化； （3）生物遗传信息的储存、传递和表达； （4）生物体新陈代谢的调节与控制。 2．你已经学过的课程中哪些内容与生物化学有关。 提示：生物化学是生命科学的基础学科，注意从不同的角度，去理解并运用生物化学的知识。 3．说明生物分子的元素组成和分子组成有哪些相似的规侓。 解答：生物大分子在元素组成上有相似的规侓性。碳、氢、氧、氮、磷、硫等6种是蛋白质、核酸、糖和脂的主要组成元素。碳原子具有特殊的成键性质，即碳原子最外层的4个电子可使碳与自身形成共价单键、共价双键和共价三键，碳还可与氮、氧和氢原子形成共价键。碳与被键合原子形成4个共价键的性质,使得碳骨架可形成线性、分支以及环状的多种多性的化合物。特殊的成键性质适应了生物大分子多样性的需要。氮、氧、硫、 磷元素构成了生物分子碳骨架上的氨基（—NH2）、羟基（—OH ）、羰基（C O ）、羧基（—COOH ）、巯基（—SH ）、磷酸基（—PO4 ）等功能基团。这些功能基团因氮、硫和磷有着可变的氧化数及氮和氧有着较强的电负性而与生命物质的许多关键作用密切相关。 生物大分子在结构上也有着共同的规律性。生物大分子均由相同类型的构件通过一定的共价键聚合成链状，其主链骨架呈现周期性重复。构成蛋白质的构件是20种基本氨基酸。氨基酸之间通过肽键相连。肽链具有方向性（N 端→C 端）,蛋白质主链骨架呈“肽单位”重复；核酸的构件是核苷酸,核苷酸通过3′, 5′-磷酸二酯键相连，核酸链也具有方向性(5′、→3′ ),核酸的主链骨架呈“磷酸-核糖（或脱氧核糖）”重复；构成脂质的构件是甘油、脂肪酸和胆碱，其非极性烃长链也是一种重复结构；构成多糖的构件是单糖，单糖间通过糖苷键相连，淀粉、纤维素、糖原的糖链骨架均呈葡萄糖基的重复。 2 蛋白质化学 1．用于测定蛋白质多肽链N 端、C 端的常用方法有哪些？基本原理是什么？ 解答：（1） N-末端测定法：常采用2,4―二硝基氟苯法、Edman 降解法、丹磺酰氯法。 ①2,4―二硝基氟苯(DNFB 或FDNB)法：多肽或蛋白质的游离末端氨基与2,4―二硝基氟苯（2,4―DNFB ）反应（Sanger 反应），生成DNP ―多肽或DNP ―蛋白质。由于DNFB 与氨基形成的键对酸水解远比肽键稳定，因此DNP ―多肽经酸水解后，只有N ―末端氨基酸为黄色DNP ―氨基酸衍生物，其余的都是游离氨基酸。 ② 丹磺酰氯(DNS)法：多肽或蛋白质的游离末端氨基与与丹磺酰氯（DNS ―Cl ）反应生成DNS ―多肽或DNS ―蛋白质。由于DNS 与氨基形成的键对酸水解远比肽键稳定，因此DNS ―多肽经酸水解后，只有N ―末端氨基酸为强烈的荧光物质DNS ―氨基酸，其余的都是游离氨基酸。 ③ 苯异硫氰酸脂（PITC 或Edman 降解）法：多肽或蛋白质的游离末端氨基与异硫氰酸苯酯（PITC ）反应（Edman 反应），生成苯氨基硫甲酰多肽或蛋白质。在酸性有机溶剂中加热时，N ―末端的PTC ―氨基酸发生环化，生成苯乙内酰硫脲的衍生物并从肽链上掉下来，除去N ―末端氨基酸后剩下的肽链仍然是完整的。 ④ 氨肽酶法：氨肽酶是一类肽链外切酶或叫外肽酶，能从多肽链的N 端逐个地向里切。根据不同的反应时间测出酶水解释放的氨基酸种类和数量，按反应时间和残基释放量作动力学曲线，就能知道该蛋白质的N 端残基序列。 （2）C ―末端测定法：常采用肼解法、还原法、羧肽酶法。 肼解法：蛋白质或多肽与无水肼加热发生肼解，反应中除C 端氨基酸以游离形式存 在外，其他氨基酸都转变为相应的氨基酸酰肼化物。

生物技术概论思考题

第一章 ?1、什么是生物技术它包括那些内容 ?2、生物技术对人类产生什么样的影响 ?3、为什么说生物技术是一门综合性学科它与其他学科有什么关系 ?4、生物技术的应用包括那些领域 ?5.现代生物技术是一项高技术,它具有高技术的"六高"特征是指哪"六高" ?6.简要说明生物技术的发展史以及现代生物技术与传统生物技术的关系.第二章基因工程思考题 ?1什么是基因工程基因工程操作的基本技术路线是什么 ?2简述供体DNA分离过程和方法，并且比较这些方法的优缺点。 ?3核酸酶包括哪几类简述限制性核酸内切酶的类型及其特点 ?4什么是回文结构、粘性末端、平末端、位点偏爱、星号活性 ?5解释同裂酶、同尾酶 ?6限制性核酸内切酶的特点有哪些影响其活性的因素有包括哪些方面 ?7 DNA聚合酶作用的特点是什么简述几种重要的DNA聚合酶及其基本用途。 ?8平末端DNA片段的连接方法包括哪几种 ?9作为分子克隆载体必须具备的特点有哪些 ?10在分子克隆载体中，遗传标记基因的作用是什么包括哪些种类 ?11简述分子克隆载体的复制起点种类、标记基因与拷贝数之间的关系。 ?12分子克隆载体根据功能可以划分哪几类简述各类的特点、用途和类型。

?13什么是基因的转移技术基因导入的方法有哪些种类 ?14什么是基因组、基因组学基因组学研究内容包括哪几个方面简述每个方面的研究的内容。 ?15人类基因组计划对人类生活有哪些影响 第三章细胞工程思考题 ?1什么是细胞工程 ?2基本概念：细胞培养、组织培养、器官培养、原代培养、传代、细胞系、有限细胞系、无限细胞系、细胞株、细胞融合、核移植技术、治疗性克隆、生殖性克隆?3培养细胞活力测定的方法有哪些各有什么优缺点 ?4简述动物细胞培养的一般步骤大量培养哺乳动物细胞的方法有哪些 ?5细胞融合常用的方法有哪些各有什么优缺点 ?6简述胚胎移植的程序。 ?7简述核移植操作的一般程序。 ?8核移植技术的应用哪些领域核移植技术意义和存在的问题 ?9利用已学的干细胞知识，论述干细胞在人类健康中的作用 ?10肿瘤干细胞的起源有哪些研究肿瘤干细胞有哪些意义 ?11什么是iPS细胞简述iPS细胞的应用前景。第四章蛋白质与蛋白质组学思考题 ?1蛋白质分离与纯化包括哪几个步骤 ?2确定样品中蛋白质有效成分的方法有哪些 ?3影响蛋白质抽提效果的因素有哪些 ?4蛋白质的等电点

细胞生物学思考题及答案

第八章细胞信号转导 1、名词解释 细胞通讯:指一个细胞发出的信息通过介质传递到另一个细胞并与其受体相互作用，产生特异性生物学效应的过程。 受体:指能够识别和选择性结合某种配体（信号分子）的大分子。多数为糖蛋白，少数为糖脂或二者复合物。 第一信使:由信息细胞释放的，经细胞外液影响和作用其它信息接收细胞的细胞外信号分子 第二信使:第一信使与受体作用后在胞内最早产生的信号分子称为第二信使。 2、细胞信号分子分为哪两类？受体分为哪两类？ 细胞信号分子：亲脂性信号分子和亲水性信号分子； 受体：细胞内受体：位于细胞质基质或核基质，主要识别和结合脂溶性信号分子; 细胞表面受体：主要识别和结合亲水性信号分子（三大家族;G蛋白耦联受体，酶联受体，离子通道耦联受体） 3、两类分子开关蛋白的开关机制。 GTPase开关蛋白:结合GTP活化,结合GDP失活。鸟苷酸交换因子GEF引起GDP从开关蛋白释放，继而结合GTP并引起G蛋白构象改变使其活化；随着结合GTP水解形成GDP和Pi，开关蛋白又恢复成失活的关闭状态。GTP水解速率被GTPase促进蛋白GAP和G蛋白信号调节子RGS所促进，被鸟苷酸解离抑制物GDI所抑制。 普遍的分子开关蛋白:通过蛋白激酶使靶蛋白磷酸化和蛋白磷酸酶使靶蛋白去磷酸化活性调节蛋白质活性。 4、三类细胞表面受体介导的信号通路各有何特点？ （1）离子通道耦联受体介导的信号通路特点：自身为离子通道的受体，有组织分布特异性，主要存在与神经、肌肉 等可兴奋细胞，对配体具有特异性选择，其跨膜信号转导无需中间步骤，其信号分子是神经递质。 （2）G蛋白耦联受体介导的信号通路特点：信号需与G蛋白偶联，其受体在膜上具有相同的取向，G蛋白耦联受体一 般为7次跨膜蛋白，会产生第二信使，G蛋白在信号转导过程中起着分子开关的作用。 （3）酶连受体信号转导特点：a.不需G蛋白，而是通过受体自身的蛋白酶的活性来完成信号跨膜转换；b.对信号的 反应较慢，且需要许多细胞内的转换步骤；c.通常与细胞生长、分裂、分化、生存相关。 5、试述cAMP信号通路。 信号分子→G蛋白耦联受体(Rs)→G蛋白(Gs)→腺苷酸环化酶(C)→ cAMP →cAMP依赖的蛋白激酶A（PKA）→细胞质中靶蛋白→细胞反应 →基因调控蛋白→基因表达 6、试述磷脂酰肌醇信号通路。 胞外信号分子→G蛋白耦联受体→Gq蛋白→磷脂酶C(PLC )→PIP2 →IP3→胞内Ca2+浓度升高→Ca2+结合蛋白(如钙调蛋白CaM)→靶酶（如CaM蛋白激酶）→细胞反应 →靶蛋白→细胞反应 →DAG→激活PKC →抑制蛋白（磷酸化）→基因调控蛋白→调控基因表达 →MAPK（磷酸化）→基因调控蛋白→调控基因表达 7、试述RTK-Ras信号通路及其主要功能。 细胞外信号→RTK二聚体化和自身磷酸化→接头蛋白（如GRB2）→GEF（如Sos）→Ras与GTP结合并活化→ MAPKKK（即Raf）活化→MAPKK(即MEK)磷酸化并活化→MAPK（即ERK）磷酸化并活化，进入细胞核→其他激酶或转录因子磷酸化修饰→基因表达→细胞应答和效应 8、比较cAMP信号通路和磷脂酰肌醇信号通路的异同点。 相同点：都由G蛋白耦联受体，G蛋白和效应器三部分构成 不同点：产生的第二信使不同，CAMP信号通路主要通过蛋白激酶A激活靶酶和开启基因表达；磷脂酰肌醇信号通路是胞外信号被膜受体接受后，同时产生两种胞内信使，分别启动IP3/Ca2+和DAG/PKC两个信号传递途径。 第九章细胞骨架 1.名词解释 细胞骨架：是细胞内以蛋白纤维为主要成分的网架结构包括微丝、微管和中间丝。 分子发动机：是一类利用ATP供能产生推动力，进行细胞内物质运输或运动的蛋白。 2.细胞质骨架由哪几种结构组成？各结构分别具有哪些功能？ 微管主要分布在核周围,并呈放射状向胞质四周扩散；支架作用、细胞内物质运输的轨道、鞭毛和纤毛的运动、参与细 胞分裂

生物工艺学教案及讲稿1.2.3.4

第1讲绪论 教学内容：1. 绪论 §1-1 生物技术的定义和性质 §1-2 生物技术的发展及应用概况 §1-3 生物技术的发展趋势 目的要求：1. 掌握生物工艺学的定义，特点，生物技术概念的范畴 2. 了解生物技术的发展及应用概况 3. 了解生物技术在各个领域的应用及发展趋势 教学重点和难点：1、生物技术的定义，内涵 2、生物技术的发展及应用概况 教学方法：课堂讲授为主，自学结合 内容提要及课时分配：1、生物技术的定义和性质（20′） 2、生物技术的发展及应用概况（60′） 3、生物技术的发展趋势（20′） 作业： 1. 由国际经济与发展组织（IECDO）提出的有关生物技术的定义有何特点？ 2. 教材中把生物技术的发展分为四个时期，它们各有哪些主要代表性技术和产品？ 主讲教师：授课班级：授课日期：2010.9.7 导入新课： 介绍生物工艺学的内涵，教材包括得主要内容，重点要学习的章节和内容，强调学习生物工艺学的重要意义。 1 绪论 1.1 生物技术的定义 ⑴1919年匈牙利艾里基提出：“凡是以生物机体为原料，无论其用何种生产方法进行产品生产的生物技术”都属于生物技术； ⑵20世纪70年代末，80年代初提出的定义倾向于：必须采用基因工程等一类具有现代生物技术内涵或以分子生物学为基础的技术； ⑶国际经济合作与发展组织（IECDO）在1982年提出定义：应用自然科学和工程学的原理，依靠生物作用剂的作用，将物料进行加工以提供产品或用以为社会服务的技术； 在国际经济合作与发展组织（IECDO）提出生物技术定义的特点： 生物作用剂：指从活的或死的微生物、动物或植物的机体、组织、细胞、体液以致分泌物以及上组分中提取出来的生物催化剂——酶或其他生物活性物质； 提供的产品：可以是工业、农业、医药、食品等产品； 被作用的物料：可以是有关的生物机体或其中的有关器官，如细胞、体液以及极少量必须的无机物质； 应用的自然科学：可以是生物学、化学、物理学等以及相关的分支学科，交叉学科； 应用的工程学：可以是化学工程、机械工程、电气工程、电子工程； 1.2 生物技术的发展及应用概况 生物技术的发展分为四个时期：经验生物技术时期；近代生物技术的形成和发展时期；近代生物技术的全盛时期，现代生物技术的建立和发展时期； 1.2.1 经验生物技术时期（人类出现到19世纪中期） 生物技术的发展和利用可以追溯到1000多年（甚至4000多年）以前如酒类的酿造，豆粮

生物化学课后习题详细解答

生物化学（第三版）课后习题详细解答第三章氨基酸 提要α-氨基酸是蛋白质的构件分子，当用酸、碱或蛋白酶水解蛋白质时可获得它们。蛋白质中的氨基酸都是L型的。但碱水解得到的氨基酸是D型和L型的消旋混合物。 参与蛋白质组成的基本氨基酸只有20种。此外还有若干种氨基酸在某些蛋白质中存在，但它们都是在蛋白质生物合成后由相应是基本氨基酸（残基）经化学修饰而成。除参与蛋白质组成的氨基酸外，还有很多种其他氨基酸存在与各种组织和细胞中，有的是β-、γ-或δ-氨基酸，有些是D型氨基酸。 氨基酸是两性电解质。当pH接近1时，氨基酸的可解离基团全部质子化，当pH在13左右时，在这中间的某一pH（因不同氨基酸而异），氨基酸以等电的兼性离子（HNCHRCOO）+-则全部去质子化。 pH称为该氨基酸的等电点，用3状态存在。某一氨基酸处于净电荷为零的兼性离子状态时的介质 pI表示。 所有的α-氨基酸都能与茚三酮发生颜色反应。α-NH与2,4-二硝基氟苯（DNFB）作用产生相应 DNP-氨基酸（Sanger反应）；α-NH与苯乙硫氰酸酯（PITC）作用形成相应氨基酸的苯胺基2的 硫甲2酰衍生物（ Edman反应）。胱氨酸中的二硫键可用氧化剂（如过甲酸）或还原剂（如巯基乙醇）断裂。半胱氨酸的SH基在空气中氧化则成二硫键。这几个反应在氨基酸荷蛋白质化学中 占有重要地位。 除甘氨酸外α-氨基酸的α-碳是一个手性碳原子，因此α-氨基酸具有光学活性。比旋是α-氨基酸的物理常数之一，它是鉴别各种氨基酸的一种根据。 参与蛋白质组成的氨基酸中色氨酸、酪氨酸和苯丙氨酸在紫外区有光吸收，这是紫外吸收法定量蛋白质的依据。核磁共振（NMR）波谱技术在氨基酸和蛋白质的化学表征方面起重要作用。 氨基酸分析分离方法主要是基于氨基酸的酸碱性质和极性大小。常用方法有离子交换柱层析、高效液相层析（HPLC）等。 习题 1.写出下列氨基酸的单字母和三字母的缩写符号：精氨酸、天冬氨酸、谷氨酰氨、谷氨酸、苯丙氨酸、色氨酸和酪氨酸。[见表3-1] 表3-1 氨基酸的简写符号 三字单字母单字母三字母符母符名称名称符号符号号号L Leu Ala A (leucine) (alanine) 亮氨酸丙氨酸K Arg Lys R (lysine) 精氨酸(arginine) 赖氨酸M N Asn Met )(methionine) 蛋氨酸(asparagines) 甲硫氨酸(天冬酰氨F D Asp Phe (phenylalanine) 苯丙氨酸(aspartic acid) 天冬氨酸 B Asx Asp Asn或和/P C Pro Cys (praline) 脯氨酸半胱氨酸(cysteine) S Q Gln Ser (serine) 丝氨酸(glutamine) 谷氨酰氨T E Glu Thr (threonine) 谷氨酸(glutamic acid) 苏氨酸Z Gls Glu /和Gln或W G Gly Trp (tryptophan) (glycine)

生物技术概论复习题

生物技术概论复习题 一、名词解释 1、细胞融合：两个或多个细胞相互接触后，其细胞膜发生分子重排，导致细胞合并、染色体等遗传物质重组的过程。P55 2、干细胞：动物胚胎及某些器官中具有自我复制和多向分化潜能的原始细胞，是重建、修复病损或衰老组织、器官功能的理想种子细胞。P81 3、原生质体：脱去细胞壁的细胞叫原生质体P60 4、目的基因：在基因工程设计和操作中，被用于基因重组、改变受体细胞性状和获得预期表达产物的基因。P37 5、固定化酶技术：将酶素服在特殊的相上，让它既保持酶的特有活性，又能长期稳定反复使用，同时又可以实现生产工艺的连续化和自动化。方法大致可以分为三类，即载体结合法、共价交联法和包埋法。P126 6、工程菌：用基因工程的方法，使外源基因得到高效表达的菌类细胞株系一般称为“工程菌”。P114 7、转化：通过生物学、物理学和化学等方法使外源裸露DNA进入受体细胞，并在受体细胞内稳定维持和表达的过程。P43 8、胚胎分割；借助显微操作技术或徒手操作方法切割早期胚胎成二、四等多等份再移植给受体母畜，从而获得同卵双胎或多胎的生物学新技术。173 9、限制性内切核酸酶：是一类能识别双链DNA中特殊核苷酸序列，并在合适的反应条件下使每条链一定位点上的磷酸二脂键断开，产生具有5’-磷酸基（-P）和3’-羧酸（-OH）的DNA片段的内切脱氧核糖核酸酶。P21 10、SCP ：单细胞蛋白，生产蛋白质的生物大都是单细胞或丝状微生物个体，而不是多细胞复杂结构的生物。P184 11、外植体：即能被诱发产生无性增殖系的器官或组织切段。P56 12、生物传感器：用生物活性物质做敏感器件，配以适当的换能器所构成的分析工具。P136 13、基因芯片：利用反相杂交原理，使用固定化的的探针阵列样品杂交，通过荧光扫描和计算机分析，获得样品中大量基因及表达信息的一种高通量生物信息分析技术。又称为DNA芯片P49 14、脱毒植物：用脱毒剂除去寄生病毒的植物。P68 15、植物次级代谢产物：许多植物在受到病原微生物的侵染后，产生并大量积累次生代谢产物，以增强自身的免疫力和抵抗力。植物次生代谢途径是高度分支的途径，这些途径在植物体内或细胞中并不全部开放，而是定位于某一器官、组织、细胞或细胞器中并受到独立的调控。 16、基因治疗：指将目的基因导入靶细胞，以纠正或补偿因基因缺陷和异常引起的疾病，以达到治疗目的。P240 17、生物能源： 18、单克隆抗体:利用细胞融合技术，在体外大量培养融合细胞，由融合细胞产生大量的抗体。（优点：特异性强、成分均一、灵敏度高、产量大和容易标准化生产。）P226 19、RNA反义技术：天然存在的或人工合成的一类RAN分子，它不能编码蛋白质，但它的核苷酸顺序与某种mRNA可互补配对，所以这种反义RNA可与mRNA结合配对从而干扰mRNA的翻译，使相应的基因不能表达。P243 20、HGP：人类基因组计划，旨在为30多亿个碱基对构成的人类基因组精确测序，发现所有人类基因并搞清其在染色体上的位置，破译人类全部遗传信息。P245 二、基础知识 1、基因工程研究的理论依据是什么？P12 ①不同基因具有相同的物质基础；②基因是可以切割的；③基因是可以转移的；④多肽与基因之间存在对应关系；⑤遗传密码是通用的；⑥基因可以通过复制把遗传信息传递给下一代。

细胞生物学习题(有答案)

1、第一个观察到活细胞有机体的是（）。 A、Robert Hooke B、Leeuwen Hoek C、Grew D、Virchow 2、细胞学说是由（）提出来的。 A、Robert Hooke和Leeuwen Hoek B、Crick和Watson C、Schleiden和Schwann D、Sichold和Virchow 1、大肠杆菌的核糖体的沉降系数为（） A、80S B、70S C、 60S D、50S 2、下列没有细胞壁的细胞是（） A、支原体 B、细菌 C、蓝藻 D、植物细胞 3、植物细胞特有的细胞器是（） A、线粒体 B、叶绿体 C、高尔基体 D、核糖体 4、蓝藻的遗传物质相当于细菌的核区称为（） A、中心体 B、中心质 C、中体 D、中心球 5、在病毒与细胞起源的关系上，下面的（）观战越来越有说服力。 A、生物大分子→病毒→细胞 B、生物大分子→细胞和病毒 C、生物大分子→细胞→病毒 D、都不对 6、动物细胞特有的细胞器是（） A、细胞核 B、线粒体 C、中心粒 D、质体 7、目前认为支原体是最小的细胞，其直径约为（） A、0.01μm B、0.1~0.3μm C、1~3μm D、10μm 8、在真核细胞和原核细胞中共同存在的细胞器是（） A、中心粒 B、叶绿体 C、溶酶体 D、核糖体 9、SARS病毒是（）。 A、DNA病毒 B、RNA病毒 C、类病毒 D、朊病毒 10、原核细胞的呼吸酶定位在（）。 A、细胞质中 B、质膜上 C、线粒体内膜上 D、类核区内 11、在英国引起疯牛病的病原体是（）。 A、朊病毒（prion） B、病毒（Virus） C、立克次体 D、支原体 12、逆转录病毒是一种（）。 A、双链DNA病毒 B、单链DNA病毒 C、双链RNA病毒 D、单链RNA病毒 1、由小鼠骨髓瘤细胞与某一B细胞融合后形成的细胞克隆所产生的抗体称（）。 A、单克隆抗体 B、多克隆抗体 C、单链抗体 D、嵌合抗体 2、要观察肝组织中的细胞类型及排列，应先制备该组织的（） A、滴片 B、切片 C、涂片 D、印片 3、提高普通光学显微镜的分辨能力，常用的方法有（） A、利用高折射率的介质（如香柏油） B、调节聚光镜，加红色滤光片 C、用荧光抗体示踪 D、将标本染色 4、适于观察培养瓶中活细胞的显微镜是（） A、荧光显微镜 B、相差显微镜 C、倒置显微镜 D、扫描电镜 5、观察血细胞的种类和形态一般制备成血液（） A、滴片 B、切片 C、涂片 D、印片 6、冰冻蚀刻技术主要用于（） A、电子显微镜 B、光学显微镜 C、微分干涉显微镜 D、扫描隧道显微镜 7、分离细胞内不同细胞器的主要技术是（）

生物工艺学2

第一章 1、生物工艺学定义: A 国际经济合作及发展组织定义: 生物技术是应用自然科学及工程学的原理，依靠生物作用剂（一般称为生物催化剂，是游离或固定化细胞、酶的总称）的作用将物料进行加工以提供产品和为社会服务的技术。 B生物工艺学，也称生物技术，是指以现代生命科学为基础，结合其他基础学科的科学原理，采用先进的工程技术手段，按照设计改造生物体或生物原料，为人类生产出所需要产品或达到某种目的的技术。 2、先进的工程技术手段：是指基因工程、细胞工程、酶工程和发酵工程、（生化工程）新技术。 3、发酵工程：是将微生物学、生物化学和化学工程的基本原理有机的结合起来，利用微生物的生长和代谢活动来生产各种有用物质的工程技术，是生物技术产业化的重要环节。 发酵(广义):任何通过大规模培养微生物来生产产品的过程。 4、酶工程：它是从应用的角度出发研究酶，是在一定的生物反应装置中利用酶的催化性质进行生物转化的技术。其内容包括酶的生产、酶的分离纯化、酶分子修饰、酶固定化、酶反应动力学、酶反应器、酶的应用。 5、生物工艺学特点：(1)是一门综合性学科；(2)采用生物催化剂；(3)采用可再生资源为主要原料，原料来源丰富，价格低廉，过程中废物的危害性小，但由于原料成分难以控制，会给产品质量带来一定的影响。 6、生物反应的一般过程： 7、生物反应过程的工业生产主要有以下三种：酶催化反应过程；细胞反应过程；废水的生物处理过程。 第二章 1、醋酸杆菌AS 1.41：是我国酿醋工业常用菌种之一。产醋酸量6%～8%，可将醋酸进一步氧化为CO2和H2O。最适生长温度28～30℃，耐酒精浓度8%。 2、酵母菌：兼性厌氧 有氧条件下，将可发性糖类通过有氧呼吸作用彻底氧化为CO2和H2O，释放大量能量供菌体繁殖； 无氧条件下，使可发酵性糖类通过发酵作用（EMP途径）生成酒精和CO2，释放较少能量供细胞繁殖。 3、工业微生物菌种选育：通过各种手段获得代谢调控机制不完善的菌株，以改良菌种的特性，使其符合工业生产的要求。 4、诱变育种：是通过人工处理微生物，使之发生突变，并运用合理的筛选程序和方法，把适合人类需要的伏良菌株选育出来的过程。 5、理性筛选：是指运用遗传学、生物化学的原理，根据产物已知的或可能的生物合成途径、代谢调控机制和产物分子结构来进行设计和采用一些筛选方法，以打破原有的代谢调控机制，来获得高产突

生物技术概论课后习题

1.简述一下内切酶和连接酶的作用机制。 内切酶： 类型 、 ：都有甲基化，依赖于ATP，限制内切酶活性。 型酶在识别部位进行切割，很容易从底物上解离。 型酶是随机切割，识别部位不等于切割部位，能产生不同的末端。则 型和 型不同，很难形成稳定的切割末端。 类型 的特点：识别部位等于切割部位。①在DNA分子双链特异性识别部位切割产生特定的DNA序列。②两个单链断裂部位在DNA分子上的分布通常不是彼此相对的。③断裂的结果形成的DNA片段往往具有互补的单链延伸末端。 连接酶： 能够催化双链DNA片段紧靠在一起的3‘—OH末端于5’—P末端之间形成磷酸二脂键，使两末端连接。连接方法：①用DNA连接酶连接具有互补的黏性末端片段。②用T4DNA连接酶将平末端片段连接。③平末端片段加上衔接头或人工合成的连杆使之成为黏性末端后用DNA连接酶连接。 2.比较基因工程中常用的DNA聚合酶的催化活性有什么不同？ 修饰酶：

⑴DNA聚合酶：①大肠杆菌DNA聚合酶Ⅰ（特点：a 5‘→3‘聚合酶活性b 5’→3‘外切酶活性c 3’→5‘外切酶活性）②大肠杆菌DNA聚合酶大片段（a 5’→3‘聚合酶活性b 3’→5‘外切酶活性）③T4噬菌体DNA聚合酶④T7DNA聚合酶（催化合成的DNA链比其他的长）⑤耐热DNA聚合酶（75—80℃，耐高温，用于PCR中）⑥逆转录DNA聚合酶（依赖于RNA的DNA聚合酶）⑦末端转移DNA聚合酶（将平末端修饰为黏性末端）⑵T4噬菌体多核苷酸聚合酶⑶S1核酸酶（降解双链DNA,单链RNA）⑷Bal3核酸酶（具有高度的、特异的脱氧核苷酸内切酶活性）⑸碱性磷酸酶（细菌碱性BE（DAP）去除5‘端磷酸，提高重组效率） 3.基因工程中常用载体，具有哪些性质? (1)能在宿主细胞中进行独立和稳定的DNA自我复制。（2）易于从宿主细胞中分离并进行纯化。（3）在其DNA序列中具有适当的限制性DNA内切酶位点（最好是单一的识别位点）。（4）具有能够观察的表型特征。 4. 质粒载体的类型以及质粒DNA复制类型，他们之间的关系？ 细菌质粒载体：⑴生物特性：①定义：存在于细胞质中的一种独立于染色体外，自主复制的遗传成分，游离，在特定条件下，可逆整合到染色体内②类型：接合型（是必需遗传信息，还带有一套控制细菌细胞配对和转移基因。分子量大，低拷贝，严密型。）和非接合型（是必需遗传信息，丧失了自我转移能力。分子量小，高拷贝，松弛型。）。⑵其条件：具有复制起点；带有可选择的标记；含有若干限制酶单一的识别位点；分子量小；拷贝数较高。转移能力与分子量大小以及DNA复制类型有关。 质粒DNA复制类型：一个质粒就叫拷贝数。（1）底拷贝数质粒：DNA复制是属于严紧复制控制的。（2）高拷贝数质粒：DNA复制是属于松弛性复制控制的。 5. 简述质粒、柯斯质粒和入噬菌体等的特性