2020年(生物科技行业)生物技术概论
（生物科技行业）生物技术
概论
生物技术被世界各国视为壹项高新技术，它广泛应用于医药卫生、农林牧渔、轻工、食品、化工和能源等领域，促进传统产业的技术改造和新兴产业的形成，对人类社会生活将产生深远的、革命性的影响。七大高科技：生物，航天，信息，激光，自动化，新能源，新材料
生物技术概念：生物技术（biotechnology），是指人们以现代生命科学为基础，结合其他基础科学的科学原理，采用先进的科学技术手段，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。
生物技术的种类：生物技术不完全是壹门新兴学科，包括传统生物技术（指旧有的制造酱、酒、面包、奶酪、酸奶及其它食品的传统工艺）和现代生物技术（包括基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程、蛋白质工程）俩部分。
?基因工程是20世纪70年代随着DNA重组技术的发展应运而生的壹门新技术。是指在基因水平上操作且改变生物遗传特性的技术，也称为DNA重组技术。
细胞工程是指以细胞为基本单位，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。动物细胞工程（胚胎移植细胞融合细胞培养单克隆抗体，核移植）
?酶工程是利用酶、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，且借助生物反应器和工艺过程来生产人类所需产品的技术。
发酵工程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生产各种特定的有用物质，或者把微生物直接用于某些工业化生产的壹种技术。
蛋白质工程是以蛋白质分子的结构规律及其和生物功能的关系为基础，通过有控制的修饰和合成，对现有蛋白质加以定向改造和设计，构建且最终生产出性能比自然界存在的蛋白质更加优良、更符合人类需要的新型蛋白质。
不同生物技术间的相互关系
微生物工程菌发酵工程
基因工程蛋白质或酶蛋白质工程或酶工程产品
动、植物个体或细胞细胞工程
优良动、植物品系
生物技术所涉及的学科
?现代生物技术是所有自然科学领域中涵盖范围最广的学科之壹。它以包括分子生物学、细胞生物学、微生物学、免疫生物学、人体生理学、动物生理学、植物生理学、微生物生理学、生物化学、生物物理学、遗传学等几乎所有生物科学的次级学科为支撑，又结合了诸如化学、化学工程学、数学、微电子技术、计算机科学、信息学等生物学领域之外的尖端基础学科,从而形成壹门多学科互相渗透的综合性学科。其中又以生命科学领域的重大理论和技术的突破为基础。
生物技术所涉及的行业种类
行业种类运营范围
疾病治疗用于控制人类疾病的医药产品及技术,包括抗生素、生物药
品、基因治疗、干细胞利用等
诊断临床检测和诊断，食品、环境和农业检测
农业、林业和园艺新的农作物或动物，肥料，生物农药
食品扩大食品、饮料及营养素的来源
环境废物处理、生物净化、环境治理
能源能源的开采、新能源的开发
化学品酶、DNA/RNA及特殊化学品
设备由生物技术生产的金属、生物反应器、计算机芯片及生物
技术使用的设备等
传统生物技术的产生：应该说从史前时代起就壹直为人们所开发和利用，以造福人类。在石器时代后期，我国人民就会利用谷物造酒，这是最早的发酵技术。◆古老的酿造技术◆巴斯德的发现
理论背景：现代生物技术是以20世纪70年代DNA重组技术的建立为标志的。
◆1944年Avery等阐明了DNA是遗传信息的携带者
◆1953年Watson&Crick发现DNA双螺旋结构 开创分子生物学
◆1961年Nirenberg破译了遗传密码,揭开了DNA编码的遗传信息是如何传递给蛋白质这秘密
现代生物技术的诞生
?1973年加州大学的Boyer等实现了细菌间遗传物质的人工重组，转入壹个抗药基因，使大肠杆菌获得了抗药性，第壹例DNA重组技术成功
?1978年GenetechX公司和洛衫矶Hope市医学中心将具有明显医药实用价值的蛋白质胰岛素基因导入到
E.coli中表达成功
?1980转基因动物首获成功，美国人得到转人生长激素基因的超级鼠
?1983年美国人和比利时人将外源基因引入植物中，且稳定遗传
?1997年第壹只克隆羊在英国Rosslyn研究所诞生
生物技术对经济社会发展的影响：生物技术的发展将越来越深刻地影响着世界经济、军事和社会发展的进程。1改善农业生产，解决食品短缺：提高农作物的产量及品质（培育抗逆的作物优良品系，植物种苗的工厂化生产，提高作物品质，生物固氮，减少化肥使用量）发展畜牧业生产（动物的大量快速无性繁殖，培育动物的优良品系）2提高生命质量，延长人类寿命（开发制造贵重的新型药品，疾病的预防和诊断，基因治疗，人类基因组计划）3解决能源危机、治理环境污染：解决能源危机生物能源将是最有希望的新能源之壹，而其中又以乙醇最有希望成为新的替代能源。保护环境人们能够利用微生物净化有毒的化合物，降解石油污染，清除有毒气体和恶臭物质，综合利用废水和废渣，处理有毒金属，达到净化环境、保护环境、废物利用且获得新的产品的目的。4制造工业原料、生产贵重金属：制造工业原料，利用微生物在生长过程中积累的代谢产物,生产食品工业原料,种类繁多。生产贵重金属，利用微生物的浸矿技术对废渣矿、贫矿、尾矿、废矿进行提炼。5生物技术的安全及其对伦理、道德、法律的影响：１基因工程对微生物的改造是否会产生某种有致病性的微生物，这些微生物都带有特殊的致病基因，如果它们从实验室逸出且且扩散，有可能造成类似鼠疫那样的可怕疾病的流行。２转基因作物及食品的生产和销售，是否对人类和环境造成长期的影响，擅自改变植物基因是否可能引起壹些难以预料的危险。３分子克隆技术在人类身上的应用可能造成巨大的社会问题，且对人类自身的进化产生影响；而应用在其他生物上同样具有危险性，因为所创造出的新物种有可能具有极强的破坏力而引发壹场浩劫。４生物技术的发展将不可避免地推动生物武器的研制和发展，使笼罩在人类头上的生存阴影越来越大。５动物克隆技术的建立，如果被某些人用来制造克隆人、超人，将可能破坏整个人类社会的和平。
第二章基因工程基础
学习内容
1了解核酸和蛋白质的结构和功能2了解基因工程的四大要素3了解基因工程的原理和过程4了解克隆子的筛选和鉴定5了解基因工程的应用6了解基因工程产品和食品可能潜在的风险
壹、核酸遗传信息的贮存和传递者
1.核酸的化学结构
2.核酸的分类
核酸分为：脱氧核糖核酸(DeoxyribonucleicacidDNA),DNA含A,T,G,C四种碱基和脱氧核糖、核糖核酸(RibonucleicacidRNA)，RNA含A,U,G,C四种碱基和核糖
3.DNA的结构
（１）DNA 的碱基组成
?（1）组成A+G=C+T,G=C,A=T
?同种生物的不同组织的碱基组成相同,不同生物的同种组织的碱基组成不同
?年龄,营养,环境不影响碱基组成
?（2）DNA的书写方式如：5’-GATCATAATTC-3’、3’-CTAGTATTAAG-5’可写成：5’-GATCATAATTC-3’（3）DNA双链的存在形式：几乎所有的真核生物的DNA都以线形存在，大部分原核生物的染色体DNA和全部线粒体DNA以及细菌的质粒DNA是环状DNA分子。病毒和噬菌体中有的含线形DNA，有的含环状DNA。（4）DNA双链的基本特点
?DNA分子是由俩条互相平行的脱氧核甘酸长链盘旋而成。
?DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排在外侧，构成基本的骨架，碱基排在内侧。
?俩条链上的碱基通过氢键结合，形成碱基对，它们的组成有壹定的规律。
DNA 的壹级结构四种核苷酸的连接及其排列顺序
DNA 的二级结构(双螺旋)指俩条多核苷酸链反向平行盘绕所生成的双螺旋结构
DNA的高级结构核小体、30nm纤维、300nm棒、染色体
DNA 分子结构特征１原核生物结构简炼,序列利用率高,不转录序列＜5%不编码的序列也为调控序列２原核生物DNA分子中有基因重叠现象３真核生物基因组大，主要是非编码的DNA，能够是单壹序列或重复序列。４真核基因具有不连续性(断裂基因)５原核生物DNA分子中有基因重叠现象６真核生DN分子中普遍存在插入序列７编码的核苷酸顺序就携带着遗传信息）
4.RNA的结构组成上和DNA相似，但为核糖核酸，碱基为A，U，G，C。
?单链，不存在碱基比例关系。
?局部能形成碱基对，出现双螺旋，不配对区域形成突起(环)
RNA的分类
?信使RNA(mRNA)-转录遗传信息
?转运RNA(tRNA)-运载氨基酸
?核糖体RNA(rRNA）-蛋白质合成
?mRNA的特点（１线形单链结构，携带DNA信息，作为指导合成蛋白质的模板２真核生物5ˊ-端有帽子结构，免遭核酸酶的破坏３有非翻译序列４真核生物3ˊ--polyA结构，提高mRNA在细胞质中的稳定性）
tRNA的特点1.四环四臂2.氨基酸臂和反密码臂是识别氨基酸和密码的重要结构
rRNA的特点（１是细胞内含量最多（82%），也是质量最大的RNA２和蛋白结合形成核糖体参和蛋白合成３不具备单独功能）
蛋白合成过程
5.DNA分子的功能
DNA复制的特点：
1．半保留复制：DNA在复制时，以亲代DNA的每壹股作模板，合成完全相同的俩个双链子代DNA，每个子代DNA中都含有壹股亲代DNA链，这种现象称为DNA的半保留复制。DNA以半保留方式进行复制，是在1958年由M.Meselson和F.Stahl所完成的实验所证明。
2．有壹定的复制起始点：DNA在复制时，需在特定的位点起始，这是壹些具有特定核苷酸排列顺序的片段，
即复制起始点（复制子）。在原核生物中，复制起始点通常为壹个，而在真核生物中则为多个。
3．需要引物(primer)：DNA聚合酶必须以壹段具有3'端自由羟基（3'-OH）的RNA作为引物，才能开始聚合子代DNA链。RNA引物的大小，在原核生物中通常为50～100个核苷酸，而在真核生物中约为10个核苷酸。4．双向复制：DNA复制时，以复制起始点为中心，向俩个方向进行复制。但在低等生物中，也可进行单向复制。
5．半不连续复制：由于DNA聚合酶只能以5'→3'方向聚合子代DNA链，因此俩条亲代DNA链作为模板聚合子代DNA链时的方式是不同的。以3'→5'方向的亲代DNA链作模板的子代链在聚合时基本上是连续进行的，这壹条链被称为领头链(leadingstrand)。而以5'→3'方向的亲代DNA链为模板的子代链在聚合时则是不连续的，这条链被称为随从链(laggingstrand)。DNA在复制时，由随从链所形成的壹些子代DNA短链称为冈崎片段(Okazakifragment)。冈崎片段的大小，在原核生物中约为1000～2000个核苷酸，而在真核生物中约为100个核苷酸。
DNA复制所需的蛋白质和酶
DNA的转录转录包括：转录启动子、转录区
?转录启动子：是5?ˉ端上游区的DNA序列，能活化RNA聚合酶，使之和模板DNA准确相结合且具有转录起始的特异性
原核生物：-10区（TATAAT）、-35区（TTGACA）
真核生物：-25---30区（TATA）、-70---80区（CAAT）、-80---100区（GC）
?转录区：从转录RNA的起录点开始，包括基因编码区和转录终止子
二、蛋白质
（壹）蛋白质的化学组成蛋白质含有：碳、氢、氧、氮、硫。蛋白质水解可成为肽，肽进壹步水解为氨基酸，它是组成蛋白质的最小单位。
（二）蛋白质的构件分子(氨基酸)
氨基酸的化学通式
?R不同，组成的氨基酸就不同
氨基酸的分类对于20种标准的氨基酸，按照侧链化学性质的不同，能够分为以下三组：
?疏水性的氨基酸（Ala、Val、Leu、Ile、Phe、Pro和Met）
?带电氨基酸（Arg、Lys（+）和Asp、Glu（-））
?亲水性氨基酸（Ser、Thr、Cys、Asn、Gln、His、Tyr、Trp）
肽键、肽和多肽
?不同数目的氨基酸以肽键顺序相连，形成链状分子，即是肽或多肽，通常分子量在1500以下的为肽，在1500之上的为多肽，-NH2端为N末端写在左，另壹端为C末端，写在右
（三）蛋白质的结构层次
蛋白质壹级结构肽键肽链氨基酸排列顺序等壹级结构是蛋白质空间构象和特异生物学功能的基础，但不是决定蛋白质空间构象的唯壹因素。
二级结构肽链的主链在空间的走向α-螺旋β-折叠β-转角无规卷曲无序结构
三级结构在二级结构基础上的肽链再折叠形成的构象。亲水基位球体表面,疏水基位于球体内部
四级结构组成蛋白质的多条肽链在天然构象空间上的排列方式，多以弱键互相连接。疏水力、氢键、盐键。每条肽链本身具有壹定的三级结构，就是蛋白质分子的亚基
蛋白质各级结构蛋白质的壹级结构是它的氨基酸序列，蛋白质的二级结构是由氢键导致的肽链卷曲和折叠，蛋白质的三级结构是多肽链自然形成的三维结构，蛋白质的四级结构是亚基的空间排列
（四）蛋白质的空间作用力氢键盐键(离子键)疏水键范德华力二硫键脂键
（五）蛋白质结构和功能的关系
?壹级结构和功能的关系序列分析空间结构和功能的关系结构分析
蛋白质构象改变和疾病蛋白质构象疾病：若蛋白质的折叠发生错误，尽管其壹级结构不变，但蛋白质的构象发生改变，仍可影响其功能，严重时可导致疾病发生。蛋白质构象改变导致疾病的机理：有些蛋白质错误折叠后相互聚集，常形成抗蛋白水解酶的淀粉样纤维沉淀，产生毒性而致病，表现为蛋白质淀粉样纤维沉淀的病理改变。这类疾病包括：人纹状体脊髓变性病、老年痴呆症、亨停顿舞蹈病、疯牛病等。
（六）蛋白质的生物合成
?核糖体是蛋白质合成的场所，mRNA是蛋白质合成的模板，tRNA是模板和氨基酸之间的接合体。
蛋白质的合成步骤
?翻译的起始——核糖体和mRNA结合且和氨基酰-tRNA生成起始复合物。
?肽链的延伸——核糖体沿mRNA5?ˉ端向3?ˉ端移动，导致从N端向C端的多肽合成。
?肽链的终止以及肽链的释放——核糖体从mRNA上解离，准备新壹轮合成反应
三、基因和基因表达的壹般概念
?基因作为唯壹能够自主复制、永久存在的单位，其生理学功能以蛋白质形式得到表达。DNA序列是遗传信息的贮存者，它通过自主复制得到永存，且通过转录生成mRNA，翻译生成蛋白质的过程控制所有生命现象。?基因表达包括转录（transcription）和翻译（translation）俩个阶段。转录是指拷贝出壹条和DNA链序列完全相同（除了T→U之外）的RNA单链的过程，是基因表达的核心步骤。翻译是指以新生的mRNA为模板，把核苷酸三联子遗传密码翻译成氨基酸序列、合成蛋白质多肽链的过程，是基因表达的最终目的。
基因的概念基因是壹段有功能的DNA片段基因位于染色体上基因决定生物性状、发育、代谢和免疫状态等
历史篇
?马凡氏综合征（marfan'ssyndrome）又名蜘蛛指（趾）综合征，属于壹种先天性遗传性结缔组织疾病，为常染色体显性遗传，有家族史。主要表现为骨骼、眼和心血管系统受累。心血管方面表现为大动脉中层弹力纤维发育不全，主动脉或腹总主动脉扩张，形成主动脉瘤或腹总主动脉瘤。主动脉扩张到壹定程度以后，将造成主动脉大破裂死亡。发病率约0.04‰～0.1‰。
?1991年7月，三个研究小组同时报道发现了马方综合征的致病基因和致病机理。
?他们使用了多种细胞染色和基因作图技术，发现致病基因编码壹种原纤蛋白(fibrillm)，而原纤蛋白正是晶状体和大动脉壁的组成成分。
马方综合征在其发病的严重性上存在差异
?壹个重要的原因是突变能够在该基因的很多位点上发生，而其中壹些位点上的突变对基因所编码蛋白的损害会比另壹些位点上的突变更大。
?第二个主要原因是组成人体整个基因组的大约35，000对基因中只有壹对发生突变才会导致马方综合征。其他基因能够减弱或者加剧原纤蛋白基因突变的影响。
面临的问题伦理问题，各种反对声音；技术障碍马方综合征基因的研究DNA提取技术的完善；
孟德尔（1822—1884），奥国人，遗传学的奠基人。21岁起做修道士，29岁起进修自然科学和数学。主要工作：1856-1864经过8年的杂交试验，1865年发表了《植物杂交试验》的论文。62岁时带着对遗传学无限的眷恋，回归了无机世界。主要贡献有:
（1）、提出了遗传单位是遗传因子（现代遗传学上确定为基因）；（2）、发现了俩大遗传规律：基因的分离定律和基因的自由组合定律。直到1900年，孟德尔定律重新被欧洲的三位科学家发现，遗传学就同这个“再发现”壹起诞生了！
对分离现象的解释（假说）1、生物的性状由遗传因子决定。决定显性性状的为显性遗传因子、决定隐性性状的为隐性遗传因子。2、体细胞中遗传因子成对存在。纯种高茎的遗传因子为DD,纯种矮茎的为dd，F1为Dd。3、生物体形成生殖细胞——配子时，成对的遗传因子彼此分离，分别进入不同的配子中。4、受精时，雌雄配子随机结合，合子中遗传因子又恢复成对。
?卟啉病是由于血红素生物合成途径中共同作用的6种酶中的壹个缺失而引起的壹组疾病，可分为6种，急性间歇性卟啉病就是其中的壹种。
血红素是血红蛋白的核心，血红蛋白是红细胞的重要组成成分，红细胞负责人体中从肺部向组织细胞运输氧。这种疾病是显性遗传的，
X-连锁基因
?孟德尔明确地描述了基因遗传三种经典模式中的俩种—显性遗传和隐性遗传。人们又花了大约50年的时间才弄清楚第三种模式—伴性遗传或X-连锁遗传的科学原理。
?如果壹位妇女遗传了壹条携带有隐性致病基因的X染色体，那么几乎能够肯定的是她另壹条X染色体上的等位基因会阻止这个致病基因的表达，但如果壹位男性遗传了壹条携带有致病基因的X染色体，他的Y染色体上没有相应的基因能够抵消致病基因的表达，他就会发病。
?血友病是壹种常见的严重凝血障碍性疾病，发病率约为1/10000。像大多数遗传疾病壹样，血友病最糟糕的是在病人的壹个基因上可能会出现几百种不同的突变。根据突变的不同程度，血友病可分为轻度、中度和重度:轻度血友病患者只有在受到重伤后才有严重出血的危险;中度血友病患者会由微小的伤口而引发严重出血;重度血友病患者经常会自发性地关节出血，这在以前仍会引发严重的骨骼问题。微生物工程目前能够生产凝血因子VIII。?遗传上关系更近的结合(我们称之为乱伦)的结果是后代拥有更高比例的相同等位基因。
?我们每个人壹定携带壹些等位基因，当它们单个出现时没有什么风险，但当它们配对时就会造成严重的后果。每个人都携带4~5个致死基因。任何特定遗传致死基因的单个拷贝不表达出疾病的原因很简单，因为这个拷贝所在的壹对等位基因中，另壹个“正常”拷贝所编码的蛋白质足以抵消这个不正常蛋白质所造成的缺陷。表亲婚配的子女所拥有的壹套基因来自他们父母极其相似的俩个基因组(壹套完整的基因)。如果这对表兄妹的壹个共同祖先携带了有害变异，那么从统计学上讲他们都携带这个拷贝的可能性要比非近亲大得多。因此，他们的子女遗传获得这个“坏”基因的成对拷贝的可能性也比非近亲婚配子女大得多。
1996年，纽约小组成功地克隆了致密性骨发育不全的致病基因，说明了这种遗传疾病是由编码组织蛋白酶K的基因缺陷引起的。这个蛋白质的功能是服务于破骨细胞的，破骨细胞主要负责溶蚀、重塑骨骼(尤其是在骨生长时)。患者的破骨细胞能够完成溶蚀任务，但由于他们的组织蛋白酶K不能正常工作，所以破骨细胞不能继续完成它的任务。
4.遗骸——DNA和尸骨
负面影响社会上就出现了壹股强大的趋势要将在博物馆中保存了100年或更久的遗骸交仍给原住民重新埋葬。决定退仍遗骸的部分原因是殖民时期统治者对原住民犯下了骇人的罪行，殖民者曾错误地认为澳大利亚土著居民是壹种大猿。
司法篇法庭上的DNA革命
5.DNA侦探——新的DNA证据
?目前，由于发现的DNA多态位点越来越多，DNA分析技术越来越简便、快速，世界上有120多个国家和地区已应用DNA分析技术办案，解决刑事(如杀人、强奸)、民事(亲子鉴定)纠纷问题，DNA多态性分析的个人识别能力能够和人类指纹技术相媲美，个人同壹认定精确度已达到99．999999%之上，否定率则为100%;亲子鉴定中肯定生物学父子关系概率基木上可达99．99%之上。因此，DNA检验已成为各类刑事、民事案件最有价值的检验技术之壹，被国际社会普遍誉为“当代社会的科技福尔摩斯”
美国刑事法庭接受DNA证据的历程全面接受阶段怀疑拒绝阶段理性接受阶段
STR（短串联重复序列）
?STR（微卫星DNA）壹种简单串联重复DNA序列。其重复单位为1～6个核苷酸，由10～50个重复单位串联组成。在整个基因组中分布广且密度高。例如CACACACACA是5个二核苷酸CA的重复。
?在猫、人类以及其他高等生物中，宽阔的DNA“高速公路”上总有许多“路段”(串)不编码蛋白质，但其中含有STR。
?STR基因座变异极大。在壹个基因座上，你可能含有9个CA，你的邻居可能有12个CA，而另壹个人又可能只有7个CA。基于STR长度的变异，俩个样本差异的表示方法已经建立起来，因而这种差异为我们提供了鉴定俩个样本是否出自同壹个体的途径。
?因为染色体上有很多不同的STR基因座，所以我们能够用同壹套STR去确定俩个样本是否来源相同。
?已广泛应用于法医学个体识别和亲子鉴定等领域。
?目前已有壹套人的STR基因座（13个）以用于比对人类样品。
?除了同卵双生子，俩个随机抽取的人在5个基因座上具有相同STR的几率近乎为零。
?壹般来说，如果俩个样本在目前用于人类鉴定的13个基因座中有3个相匹配，那么它们在其他基因座上相匹配的可能性会很大。相反，如果俩个样本没有壹个基因座上的STR数目相同，则几乎能够肯定它们不是出自同壹个体。
乘积法则
?乘积法则假设从被检测的每壹个DNA基因座获得的结果确实独立于其他基因座的结果。
?我们就能够计算每个基因座随机匹配的概率且将它们相乘。应用乘积法则之后，俩个DNA样本仅靠运气匹配在壹起的可能性马上就会变得很小，所以比对俩个样本所下的结论会变得非常之有力。
?从理论上讲，鉴定时检测分析的DNA基因座数量越多，鉴定结论的准确性越高，发生偶然巧合的可能性就越低。
PCR技术
?20世纪80年代初期，PCR是由壹位勇于创新的年轻分子生物学家穆利斯在加利福尼亚西特斯生物技术X公司工作期间研究出来的。
?穆利斯认使用壹个极其简单的方法，即利用为人熟知且能通过商业途径获得的酶来扩增任何DNA样本，无论这个样本有多小都能被扩增到我们所需要的量。
?该技术获得1992年诺贝尔奖，它为癌症诊断和亲子鉴定翻开了新的壹页，有力地推动了我们发现和克隆人类基因的进程。
?PCR涉及了壹系列连续的反应，且且要壹遍遍地重复。
?首先，给感兴趣的DNA加温，使其变性后导致双螺旋解开成为单链。
?接着，已知结构的短片段单链DNA和靶DNA的俩端化学连接。如果能见见其过程，就会发现这个时候DNA 的俩端都是双链的，其余的大部分长度仍是单链的。
?最后壹步是向混合液中加入DNA聚合酶和组成DNA的4种碱基。聚合酶识别双链的末端，在那里开始合成和单链互补的DNA链直到延伸到另壹端的双链区。
?第壹个循环(耗时几分钟)结束后，原来的DNA含量增加壹倍。每经过壹个循环DNA含量就增加壹倍，如果20个循环下来，原来的DNA就被扩增了100万倍。
PCR定义聚合酶链式反应简称PCR（英文全称：PolymeraseChainReaction，简称PCR）。它是体外酶促合成特异DNA片段的壹种方法,由高温变性、低温退火及适温延伸三步反应组成壹个周期,循环进行,使目的DNA得以迅速扩增,具有特异性强、灵敏度高、操作简便、省时等特点。它不仅可用于基因分离、克隆和核酸序列分析等基础研究,仍可用于疾病的诊断或任何有DNA,RNA的地方。
技术原理DNA的半保留复制是生物进化和传代的重要途径。
?双链DNA在多种酶的作用下能够变性解链成单链，在DNA聚合酶和启动子的参和下，根据碱基互补配对原则复制成同样的俩分子挎贝。
?在实验中发现，DNA在高温时也能够发生变性解链，当温度降低后又能够复性成为双链。因此，通过温度变化控制DNA的变性和复性，且设计引物做启动子，加入DNA聚合酶、dNTP就能够完成特定基因的体外复制。?可是，DNA聚合酶在高温时会失活，因此，每次循环都得加入新的DNA聚合酶，不仅操作烦琐，而且价格昂贵，制约了PCR技术的应用和发展。发现耐热DNA聚合同酶--Taq酶对于PCR的应用有里程碑的意义，该酶能够耐受90℃之上的高温而不失活，不需要每个循环加酶，使PCR技术变得非常简捷、同时也大大降低了成本，PCR技术得以大量应用，且逐步应用于临床。
工作原理PCR由变性--退火(复性）--延伸三个基本反应步骤构成：
?①模板DNA的变性：模板DNA经加热至93℃左右壹定时间后，使模板DNA双链或经PCR扩增形成的双链DNA解离，使之成为单链，以便它和引物结合，为下轮反应作准备；
?②模板DNA和引物的退火(复性)：模板DNA经加热变性成单链后，温度降至55℃左右，引物和模板DNA 单链的互补序列配对结合；
?③引物的延伸：DNA模板--引物结合物在T aqDNA聚合酶的作用下，于72℃左右，以dNTP为反应原料，靶序列为模板，按碱基配对和半保留复制原理，合成壹条新的和模板DNA链互补的半保留复制链。
?重复循环变性--退火--延伸三过程，就可获得更多的“半保留复制链”，而且这种新链又可成为下次循环的模板。每完成壹个循环需2～4分钟，2～3小时就能将待扩目的基因扩增放大几百万倍。
反应体系和反应条件
?PCR反应五要素：引物、酶、dNTP、模板和缓冲液（其中需要Mg2+)。
?温度控制由PCR仪完成。
PCR产物检测——电泳
?电泳的定义：依据分子或颗粒所带的电荷、形状和大小等不同，因而在电场介质中移动的速度不同，从而达到分离的技术。
?基因测序定义：对基因中碱基排列顺序的测定。
6.盲配——罪犯DNA数据库的产生
DNA数据库的其他应用
?DNA数据库至少仍为我们带来了三个重大的好处：首先，在研究犯罪现场时，侦探们能够利用DNA分析来判断现场的血液或者精子痕迹是属于壹个人仍是多个人。其次，在公众因为壹系列未侦破的罪案(如强奸案)而恐慌时，通过比对几个罪案现场的样本，法医学家能够判断出这些罪案是不同的人干的仍是壹个连环作案罪犯所为。最后，因为(DNA)分子比较稳定，所以DNA分析能够用来帮助鉴别严重腐烂的尸体。
?DNA数据库能够帮助侦破刑事案件以及为无辜的嫌疑人摆脱嫌疑，可是如果利用这种DNA档案为行为遗传学研究服务，将可能引发严重的人权问题和社会歧视问题。
DNA证据的真实面目
DNA鉴定能够进行人身识别的理论前提是“每个人有且仅有壹组DNA基因，而且各不相同，终身不变”。然而，任何科学技术都有自身的局限性，仅适用于特定的领域。DNA鉴定技术也是如此。目前，法庭科学界已经发现DNA鉴定依据的理论前提且非绝对正确，而是存在例外。
1．“每个人的DNA基因各不相同”存在例外
现代遗传学表明，同卵双胞胎或多胞胎的DNA基因几乎完全相同。这意味着通过DNA鉴定无法识别同卵兄弟或者姐妹。因此，如果同卵兄弟或者姐妹中有且仅有壹人实施了犯罪，尽管DNA证据能够证明真凶就在同卵兄弟或者姐妹中，可是如果他(她)们相互推诿，则仅凭DNA证据无法认定谁是真凶。
2．“每个人有且仅有壹组DNA基因且终生不变”存在例外
基因领域的“奇美拉”(Chimera)现象已经证明有的人携带壹组之上的DNA基因。
?“奇美拉”原本是希腊神话中狮首、羊身、蛇尾的神兽，科学家将人携带至少俩组DNA的情形称为“奇美拉”现象。
7.基因和暴力——突变会导致犯罪吗？
XYY综合症
单胺氧化酶A缺乏
?这段DNA序列中有壹个基因编码壹种称为单胺氧化酶A的蛋白质，其作用是调控壹种重要的神经递质—儿茶酚胺在大脑中的水平。
?亨廷顿氏舞蹈症是壹种家族显性遗传型疾病。患者由于基因突变或者第四对染色体内DNA的CAG三核甘酸重复序列过度扩张,造成脑部神经细胞持续退化，机体细胞错误地制造壹种名为“亨廷顿蛋白质”的有害物质。这些异常蛋白质积聚成块，损坏部分脑细胞，特别是那些和肌肉控制有关的细胞，导致患者神经系统逐渐退化，神经冲动弥散，动作失调，出现不可控制的颤搐，且能发展成痴呆，甚至死亡。
?病征主要表现为：1.情绪异常，变得冷漠、易怒或忧郁。2.手指、腿部、脸部或身体出现不自主动作。3.智力衰减，判断力、记忆力、认知能力减退。
?壹般来说，导致患者死亡的原因是因为突然跌倒或者感染其他且发症。目前药物能够控制、减缓情绪波动和动作问题，但无法彻底根治该疾病。
8.不当出生——医生应当知道什么?
?儿童广泛性发育障碍(PDD)，这个名称用来宽泛地定义未明原因的儿童疾病。
脆性X综合征：现今在X脆性部们已发现了致病基因FMR-1，它含有CGC三核甘酸重复序列，后者在正常人约为30拷贝，而在正常男性传递者和女性携带者增多到150~500bp，称为小插入，这种前突变无或只有轻微症状。女性携带者的CGG区不稳定，在向后代传递过程中扩增，以致在男性患者和脆性部位高表达的女性达到1000~3000bp，这种全突变可关闭相邻基因的表达，从而出现临床症状。由前突变转化为完全突变只发生母亲向后代传递过程中。根据对脆性部位DNA序列的了解，现已可用PCR扩增等方法检出致病基因。
行为篇
9.精神疾病
?狂躁抑郁症也称双向情绪病或双向情绪失调，患者经常感到极度无助，对家庭和工作均丧失兴趣，不闻不问，但有时情绪却又突然高涨，令人无所适从，病发成因多数是沉重生活压力和滥用药物所致。成年患者情绪反覆的周期较长，消沉数月后，又会活跃数月，但儿童患者发病的周期却较短，壹日内，情绪能够数度起落。
症状表现
躁狂发作病人壹般存在所谓“三高”症状，即情感高涨、思维奔逸和意志行为增强。
?20世纪80年代早期和中期，分子生物学家在人类染色体上的DNA标记定位方面取得了重大进步。而分子标记技术的发展也使发现致病基因的方式有了革命性的进步。
分子标记
?分子标记是以生物的大分子，尤其是生物体内的遗传物质——DNA的多态性为基础的遗传标记，是DNA水平上遗传变异的直接反映。
?20世纪70年代Grodzicker等首创DNA限制片段长度多态性(Restrictionfragmentlengthpolymorphism,RFLP)技术，开创了应用分子标记作为遗传标记的新阶段，且开始应用于植物遗传育种的研究。随着PCR技术的发展，又产生各种新型的分子标记，如RAPD、SSR、AFLP、小卫星DNA、STS、SSLP、CAPS、IRA、SAMPL、SSCP等。
RAPD标记
?RAPD即随机扩增DNA多态性技术是Williams和Welsh俩个研究小组在1990年发展起来的壹种DNA遗传标记，它是建立在PCR基础之上，以随机的寡聚核苷酸（10个碱基）作为PCR的反应引物，对基因组DNA 进行扩增，由扩增产物的多态性而显示基因组的多态性的检测技术。
RAPD原理
?RAPD原理基本和PCR原理相同，它的应用是基于这样的壹个推理：对于不同来源DNA，用同壹引物扩增既可能得到相同的片段（不同来源DNA间可能具有同源性），也可能得到不同的带谱。仅在某壹特定来源中出现的条带就可作为该模板的分子标记。
RAPD标记的特点
?①无需专门设计RAPD扩增反应引物，也无须预先知道被研究生物基因组的核苷酸序列，引物可随机合成和随机选定。
?②每个RAPD反应中，仅加单个引物，就可通过引物和DNA随机配对实现扩增，扩增无特异性；
?③退火温度低，壹般为36℃，这样的温度能保证核苷酸引物和模板的稳定结合，同时允许适当的错误配对，以扩大引物在基因组DNA中配对的随机性，使RAPD有较高的检出率。
?④RAPD技术简便易行、省时省力，不需要RFLP分析的预备性工作：如同位素标记及分子杂交。RAPD易于程序化，利用壹套随机引物可得到大量的分子标记，且可借助于计算机系统进行分析。
?⑤RAPD分析所需的DNA样品量极少，仅需要25ng左右，这对于生物早期取样鉴定或在DNA受限制的情况下是十分有利的。
RAPD引物
?RAPD引物由完全随机的10个碱基组成。
RAPD产物扩增结果
?精神分裂症是壹种精神科疾病，是壹种持续、通常慢性的重大精神疾病，是精神病里最严重的壹种，是以基本个性，思维、情感、行为的分裂，精神活动和环境的不协调为主要特征的壹类最常见的精神病，多青壮年发病，
进而影响行为及情感。
?精神分裂症的壹个特征：妄想精神分裂症的又壹个主要症状：幻觉
10.性格
?尿床即遗尿症。是指3岁之上的小儿入睡后仍不能控制排尿，从而不自觉的尿床。习惯性遗尿会使孩子虚弱，影响身体健康和智力发育，经常尿床仍会给家庭带来烦恼。临床表现为：睡眠昏沉，难以叫醒，醒后不知。平时易出汗，尤其夜间出许多。睡觉姿势多为爬或蜷卧式。脾气古怪、胆小怕事、性格内向，做梦找厕所、冬天或阴雨天加重。
?数以万计的儿童(尤以男孩居多)在7岁之后依然会尿床。在儿童精神病学中，尿床被称为原发性遗尿。?上个世纪的大部分时间中，原发性遗尿壹直被归咎于情感障碍，在很多病例中表现为父母和子女的严重冲突。精神病专家认为这个问题是由专制型父母同被动攻击型子女间的冲突所引发的。
?壹个单基因的变化是如何引发诸如尿床问题的呢?
?可能性之壹就是它改变了壹个蛋白质的功能，而大脑正是利用这个蛋白质令肾脏在夜晚制造较少的尿量。求新性
?人的个性在广义上能够用四个主要范畴来评价，即求新性、避害性、趋利性以及持续性。
?壹种称为多巴胺的神经递质(壹类在脑细胞之间传送信号的化学信使)在生产和加工过程中的变异极大地影响了人类性格的差异。
多巴胺影响的4方面证据：
?(1)动物研究己证明多巴胺水平对探索行为存在影响;
?(2)多巴胺代谢的变异影响着人们对可卡因反应的方式;
?(3)不同人的脑细胞对神经递质的处理方式之间存在巨大差异;
?(4)较之其他多巴胺受体，D4受体集中于更为有限的壹组脑细胞上，对求新性的形成影响巨大。
社交性
?先天性卵巢发育不全又称特纳氏(Turner)综合征，是壹种先天性染色体异常所致的疾病。本征在1959年被证实系因性染色体畸变所致，因为Turner曾在1938年首先报道，故又称Turner综合征。
11.天赋
?唐氏综合症又称21三体综合征或先天愚型属常染色体畸变，是小儿染色体病中最常见的壹种，活婴中发生率约1／（600～800），母亲年龄愈大，本病的发病率愈高。60％患儿在胎儿早期即夭折流产。21三体综合征包含壹系列的遗传病，其中最具代表性的第21对染色体的三体现象，会导致包括学习障碍、智能障碍和残疾等高度畸形。
致病机理患儿体细胞染色体为47条，有壹条额外的21号染色体，核型为47。XX（或XY），＋21。其发生机制系因亲代（多数为母方）的生殖细胞染色体在减数分裂时不分离所致。
?根据唐氏综合症致病机理，可推断智力相关基因位于21号染色体上。
12.同性恋基因遗传测试问题
植物和动物
?13.基因改造生物
转基因作物
?在过去的15年中，基因工程技术——将壹个或多个基因从壹种生物转人另壹种生物生殖细胞原生质内的受
控转移——令世界农业大为改观。
?质疑:壹是人们对食品安全问题仍不够关注;二是如果基因改造生物带有的基因转移到了它们的近缘野生种中，也许就会导致农业生产的灾难。
未来会怎样？1.作物产量逐步挺高。2.农药、化肥施用量逐年减少。3.农产品品种越来越好。4.人类体内毒素积累越来越多。5.植物界的覆灭。
重要作物的巨大变革全仰仗20世纪80年代出现的俩项新技术，即植物克隆和转基因。以及植物细胞的全能性。?植物细胞全能性：指植物的每个细胞都包含着该物种的全部遗传信息，从而具备发育成完整植株的遗传能力。在适宜条件下，任何壹个细胞都能够发育成壹个新个体。植物细胞全能性是植物组织培养的理论基础。任何部位和组织的活体植物细胞均能在特定条件下发育成完整的植株。活体植物细胞的分裂繁殖能力和动物受精卵细胞相同。
动物细胞具备全能性吗？不具备。动物细胞分化程度较高，虽然每壹个细胞核也具有个体的全部遗传信息，但由于不同组织细胞内营养物质不同，极大的限制了遗传信息的表达，从而导致单细胞不能再生个体。动物细胞核是具备全能性的，把细胞核取出注入取出细胞核的受精卵内壹样能够再生动物个体。该技术即动物克隆。1、农杆菌介导的转化
?目前应用于植物转化的农杆菌有根癌农杆菌和发根农杆菌，它们都是侵染性非常强的土壤菌，能够侵染所有的双子叶植物和部分单子叶植物。由于它们具有天然的转移外源DNA的属性，因而在植物转基因中备受重视，得到广泛的应用。有关根癌农杆菌的Ti质粒转化系统是目前研究最多、理论基础最透彻和技术最为成熟的外源基因转化方法。
?几乎所有双子叶植物都容易受到土壤农杆菌感染，而产生根瘤。它是壹种革兰氏阴性土壤杆菌（A.tumefaciens）。其致瘤特性是由Ti（tumor－inducing）质粒介导的。
?农杆菌介导转化是在其Ti质粒的T-DNA区和Vir区的相互作用下完成的，其中T-DNA区是转移到植物基因组的区段，而Vir区负责对T-DNA区进行切割、转移和整合到植物基因组。
?其侵染过程主要包括5个阶段，分别为：（1）农杆菌在植物敏感细胞上吸附；（2）农杆菌中的Ti质粒上的vir区基因被激活；（3）T-DNA切割和T-DNA复合物形成；（4）T-DNA复合物由农杆菌进入植物细胞；（5）T-DNA整合到植物染色体上且且进行表达。
农杆菌介导法的优点:农杆菌作为壹种自然界中存在的基因转化系统，在其介导转化植物受体时基因的转移具有自发性，T-DNA插入的拷贝数较少，重排程度低，其转移基因具有稳定遗传且呈孟德尔遗传的优点；此外，农杆菌介导法仍具有操作简单、转化率高、嵌合体少的特点，是进行大规模转化的首选方法。
农杆菌介导法的缺点：农杆菌介导转化也存在壹些缺点，比如农杆菌感染过程会对植物材料造成损伤，T-DNA 整合时其边界可能会发生短截，T-DNA以串联形式整合；转移T-DNA区的俩个基因未必共表达等。
?2外源基因直接转化法是指通过物理或化学的方法将外源基因导入植物细胞或原生质体，由此获得转基因植株的方法。主要包括化学刺激法、基因枪法、电击法和显微注射法等。
化学刺激法是利用原生质体本身易于摄取外来物质的特性，再加以化学药剂刺激，使外源基因转入原生质体细胞的转化方法。其使用的化学药剂主要有磷酸钙、氯化钙和PEG等，其中最常用的是PEG刺激法。
?PEG即聚乙二醇。PEG刺激法的原理是将原生质体细胞悬于含有DNA质粒和PEG的溶液中，首先由PEG 扰乱原生质细胞表面电荷，从而造成细胞间融合；然后质粒DNA在渗透压的作用下透过原生质膜进入细胞内且最终随机的整合入基因组中。
基因枪法又称微弹轰击法，它是利用火药爆炸或高压气体加速，将包裹了带目的基因的DNA溶液的高速微弹直接送入完整的植物组织和细胞中，然后通过细胞和组织培养技术，再生成植株，其中表现为转基因阳性的植株即为转基因植株。
电击法也是壹种以原生质体为受体的外源基因转化技术，其原理是利用高压电脉冲作用，在原生质体膜上形成
可逆的瞬间通道。当外源DNA附着于细胞质膜靠近电击点时，DNA分子就有可能通过小孔进入细胞内，进而整合到受体细胞的基因组上。
显微注射法是使用毛细微管在显微镜下将外源DNA注射入植物细胞或原生质体的壹种直接而完善的外源基因转移方法。在植物转基因的应用过程中，由于植物细胞的细胞壁和原生质体的弹性，通常将细胞用琼脂糖多聚赖氦酸固定，也可用吸管吸取单个细胞固定，然后将外源DNA通过特制的毛细微管注入细胞、原生质体或直接注入核内。
有关基因改造生物的争论
?1999年，关于基因改造生物的争论在美国爆发了。这场争论主要集中在:(1)基因改造生物是非自然的;(2)将基因引人食用植物而导致未知的食物过敏风险;(3)转基因食品可能会违反正统的犹太教及伊斯兰教有关不洁食物的戒律;(4)转基因作物可能会危害到某些物种;(5)转基因作物可能会破坏现有的生态平衡;(6)基因改造生物的使用将不利于第三世界国家的经济发展。
?基因改造生物就是非自然的——如果它们的存在仅是因为人类有能力创造它们的话。然而，对于人类消耗的绝大部分其他农产品来说，情况也是壹样的。所有的作物和家畜都是持续数百代强制性育种的产物。
至于过敏问题，转基因生物引发过敏反应的可能性甚微。
?“基因漂移”
植物工厂：转基因植物技术的出现提供了壹种诱人的可能性:植物能够像工厂壹样，以低廉的成本制造昂贵的药物以及其他重要产品。
?戈谢病旧称高雪病，是壹种由基因突变引起的遗传疾病。基因在正常情况下负责葡糖脑苷脂酶的作用，这种酶帮助人体分解成名为葡糖脑苷脂的脂肪。有戈谢病的患者，不能产生这种酶，因而也不能分解脂肪，这样就把脂肪累积在肝脏、脾和骨髓中。戈谢病能导致疼痛、疲劳、黄疸、骨损伤、贫血甚至死亡。
?营养基因组学又叫营养遗传学，是研究营养素和植物化学物质对机体基因的转录、翻译表达及代谢机理的科学。
?营养基因组学将是制药工业——许多基于基因组研究的新药物的来源——和目前如火如茶的“另类医疗”运动之间的缓冲地带。
14.转基因动物
“蓝色革命”：利用海洋生物来满足全世界对食物的需求。
药用激素：1993年11月5日基因工程牛生长激素(BST)首次面世。
15.濒危物种
我们能为拯救这些濒危物种做些什么昵?
?最好的方式当然是不要任由它们灭绝，而最可靠的途径就是建立大型保护区，让大型物种有足够宽广的地域能为自己的生存而奋斗。
为什么要去拯救濒危动物呢？
?全世界的生物群包含着丰富的DNA信息，如果我们能保护、研究这些信息，且对它们有所了解，它们就能为我们提供令人目不暇接的疾病新知识，以及能对抗不断折磨着人类的传染病的有效新药。
16.异种移植
欺骗免疫系统：从猪到狗的异种移植研究发现，受体动物有时在数秒钟内发动对供体器官的压倒性的攻击，且在数分钟内导致器官的死亡，这个反应就是当下所熟知的超急性排斥反应(HAR)。这是异种移植很难逾越的免疫屏障。
人们已有了规避异种移植的超急性排斥反应的方法：(1)操纵猪早期胚胎，剔除那些编码猪细胞表面标记的基因，这些标记会立刻被人体免疫细胞召集的种间抗体所识别且攻击;(2)创造带有壹个或多个人类基因的转基因猪，这些基因调控抗体能够缓解“补体瀑布”的强度。
?安全问题和伦理争议
8道德、人权和隐私篇
21.遗传检测和隐私权
遗传检测始于20世纪60年代，当时人们已经开始在所有新生儿中筛查苯丙酮尿症(PKU)，这是壹种非常罕见的(1/12000新生儿)、导致神经发育迟缓的遗传性疾病。
检测无法治疗的疾病
发现非亲子关系
22.冷冻胚胎
体外受精：IVF的具体操作方法是首先用激素控制女性的排卵期且刺激她的卵巢以产生比平常更多的卵子。
胚胎保存技术
23.克隆
人类克隆的道德问题
?干细胞是壹种未充分分化，尚不成熟的细胞，具有再生各种组织器官和人体的潜在功能，医学界称为“万用细胞”。
?根据干细胞所处的发育阶段分为胚胎干细胞和成体干细胞。胚胎干细胞的发育等级较高，是全能干细胞，而成体干细胞的发育等级较低，是多能干细胞或单能干细胞。
干细胞的作用：干细胞就像爬上组织支架的种子，长成人们急需的器官。到那时能够为需要器官的人无限量地提供器官。
优生学简史
?在美国和欧洲，负优生学以壹种新的更为巧妙的形式正在形成。他的主要做法是检查且引导妇女避免生出患有严重遗传或先天性疾病的孩子。
?高尔顿最早感兴趣的是正优生学，研究改善未来群体的平均遗传品质。正优生学的目标壹直都是寻求增加最优个体的繁殖方法。
2、基因工程基础
●2.1基因工程概述
●2.2工具酶限制性内切酶、DNA连接酶、DNA聚合酶、碱性磷酸酯酶、S1核酸酶、逆转录酶
●2.3基因工程载体质粒载体、噬菌体载体、柯斯质粒载体、其它载体
●2.4目的基因
●2.5目的基因和载体的连接
●2.6重组DNA向受体的转化
●2.7重组体的筛选和外源基因的鉴定
●2.8基因工程的应用
第壹节基因工程概述
壹、基因工程（Geneengineering）：又称分子克隆（Molecularcloning）或DNA重组技术（RecombinantDNATechnology），是指在基因水平上操作且改变生物遗传特性的技术。
基因工程的基本过程：（1）从供体细胞基因组中，经酶切或PCR等方法分离出含目的基因的DNA片段。然后用限制性内切酶将外源基因和载体分子切开。（2）用DNA连接酶将外源基因的DNA片段连接到载体分子上，形成重组分子。（3）借助转化手段将重组DNA分子导入受体细胞中。（4）培养细胞，以扩增重组分子或整合到受体细胞基因组中。（5）筛选和鉴定转化细胞所以，基因工程的实施至少需要四个必要条件：工具酶、目的基因、克隆载体、受体细胞。
第二节工具酶
壹、限制性内切酶（restrictionenzyme)它是壹类能识别双链DNA分子中的特定核苷酸序列，且由此切割DNA 双链结构的核酸内切酶。它们主要从原核生物中分离纯化出来。
二、DNA连接酶（ligase)
?定义：能将俩段DNA连接起来的酶。
?作用：催化DNA相邻的5ˊ磷酸基和3ˊ羟基末端之间形成磷酸二酯键，将DNA单链缺口封合起来。
?在基因工程中常用的连接酶主要有俩种：1．T4-DNA连接酶：能连接粘性末端和平末端的DNA片段，反应体系中需提供ATP。2．大肠杆菌DNA连接酶：只能连接具有互补粘性末端的DNA片段，反应需供给NAD+。
三、DNA聚合酶
?作用：能够把脱氧核糖核苷酸连续的加到双链DNA分子引物链的3ˊ羟基末端，催化核苷酸的聚合作用。
基因工程中常用的DNA聚合酶主要有：大肠杆菌DNA聚合酶Ⅰ、大肠杆菌DNA聚合酶Ⅰ大片段(Klenow片断）、T4噬菌体DNA聚合酶、T7噬菌体DNA聚合酶、耐高温DNA聚合酶（Taq DNA聚合酶）、反转录酶（依赖于RNA的DNA聚合酶）、末端转移酶
第三节基因工程载体1、在细胞内具有自我复制能力的运载目的基因进入宿主细胞的运载体，叫基因工程载体.2、载体的本质是DNA。
常用的基因工程载体1、质粒载体（最大插入片段不超过15kb，壹般为10kb）2、噬菌体载体（最大插入片段不超过23kb，壹般为10-20kb）3、柯斯质粒载体（插入片段可大至29-45kb，壹般为20-40kb）4、其他载体（插入片段可大至50-2000kb）
壹、质粒载体
它是存在于细胞质中的壹类独立于染色体外的自主复制的遗传成分。它广泛存在于细菌细胞中，在霉菌、蓝藻、酵母，甚至在真菌的线粒体中都发现有质粒分子的存在。质粒大小差异很大，小的不到1kb，大的超过500kb.
1、pBR322(4363bp)质粒载体的应用（插入失活效应）外源基因插入四环素抗性基因中，形成重组体分子。重组体分子不能在含有四环素的培养基中生长。非重组体分子能在含有抗生素的培养基中生长。
2、pUC18/19（1）pUC质粒载体的结构：壹种典型的pUC质粒载体包括4个组成部分
①来自pBR322质粒的复制起点②氨苄青霉素抗性基因③β-半乳糖苷酶的启动子及其编码α-肽链的DNA序列④位于LacZ’基因中的靠近5’端有壹个多克隆位点，但且不破坏LacZ’基因的功能。
二、噬菌体载体
1、λ-噬菌体载体（双链）是壹长度为48502bp的线性双链DNA分子，通常由3个片段组成：左臂为19.6kb，中央片段为12-24kb，右臂为9-11kb。左右俩臂包含了复制和成熟所需的全部机能蛋白编码，而中央片段为非必需区，这壹部分缺失DNA的空间正好作为运载其它DNA之用。
α-肽互补作用：IPTG:乳糖类似物，能够诱导lacZ’基因的表达，产生a-肽链，a-肽链和?-肽链互补，才能产生有活性的半乳糖苷酶，它能降解X-gal为蓝色物质
第四节目的基因（objectivegene)，又叫靶基因（targetgene)，是指根据基因工程的目的和设计所需要的某些DNA分子的片段，它含有壹种或几种遗传信息的全套密码。
获得目的基因的方法1、直接分离基因2、基因组文库的构建3、cDNA文库的构建4、基因的化学合成：5、利用PCR分离基因：
PCR，聚合酶链式反应的简称，是壹种在体外快速扩增特定基因或DNA序列的技术。
1985年美国CetusX公司的科学家Mullis发明的，现已发展成为生命科学实验中的壹项常规技术。
它能够在试管中建立反应，经数小时后，就能将极微量的目的基因或某壹特定的DNA片段扩增数十万倍，乃至千万倍。所以有人说这是无细胞分子克隆法。
PCR技术的操作过程
高温变性：双链模板被加热到高温(90℃之上壹分钟，双链模板发生变性，使要扩增的区域暴露。
低温退火：反应物被冷却到40-60℃壹分钟，寡核苷酸引物和俩条单链模板中的同源区段退火。
适温延伸：将反应混合物的温度上升到70℃保温1.5分钟，在DNA聚合酶作用下，从引物的3’开始链的延伸，合成新生的DNA互补链。
循环数决定着扩增程度，常规PCR壹般为25-40周期。
第五节目的基因和载体的连接
基因重组：利用限制性内切酶和其他壹些酶类，切割和修饰载体DNA和目的基因，且将俩者连接起来。壹、粘性末端连接二、平末端的连接三、人工接头的连接四、同聚物加尾连接
第六节重组DNA向受体的转化带有外源DNA片段的重组分子在体外构成后，需要导入适当的寄主细胞进行繁殖。外源DNA转化后，仍需要壹套行之有效的方法将重组体细胞筛选出来
壹、受体细胞：基因工程中的受体细胞是指在转化、转导、杂交中接受外源基因的细胞。
原核受体细胞（大肠杆菌）、真核受体细胞（酵母菌）、动物细胞和昆虫细胞
受体细胞必须具备以下性能：具有接受外源DNA的能力。在标记上和载体相对应。有利于表达。不适于在人体内或在非培养条件下生存，有利于安全。
二、重组体导入受体细胞的方法1、CaCl2处理后的细菌转化和转染。2、高压电穿孔法。
第七节重组体的筛选和外源基因的鉴定
在众多的重组体中，会有多种类型的DNA分子。
不带有任何外源DNA插入片段，仅由线性载体分子自身连接
壹个载体分子和壹个或数个外源DNA片段构成的重组体DNA分子
单纯有数个外源DNA片段连接形成的多聚DNA分子
壹、遗传检测法：抗药性标记插入失活选择法、?-半乳糖苷酶显色反应选择法二、物理检测法：凝胶电泳检测法，分离质粒且测定其分子长度是壹种直截了当的方法。三、核酸杂交筛选法：从基因文库中筛选带有目的基因带有插入序列的克隆，最广泛使用的壹种方法是核酸分子杂交技术。原理是利用放射性元素标记的探针进行杂交，检测特定的重组体。
第八节基因工程的应用
2、基因工程和药物研制：许多药品的生产是从生物组织中提取的。受材料来源限制产量有限，其价格往往十分
昂贵。微生物生长迅速，容易控制，适于大规模工业化生产。若将生物合成相应药物成分的基因导入微生物细胞内，让它们产生相应的药物，不但能解决产量问题，仍能大大降低生产成本。
食品生物技术期末考试试题及答案
食品生物技术试题 甘肃农业大学12级食品质量与安全-李红科 一、单项选择题 1 通过（）和酶工程处理废弃物，提高资源的利用率并减少环境污染（ A ）A发酵工程 B基因工程 C蛋白质工程 D酶工程 2 （）是生物技术在食品原料生产、加工和制造中的应用的一个学科（B） A微生物学 B食品生物技术 C生物技术 D绿色食品 3 在引起食品劣变的因素中（C）起主导作用 A虫害 B物理因素 C微生物 D化学因素 4下列哪些食品保藏方法不属于物理保藏法（B） A脱水干燥保藏法 B熏制保藏法 C冷藏保藏法 D罐藏法 5 细胞工程包括动植物题的体外培养技术、（）、细胞反应技术。 A细胞改造 B细胞修饰 C细胞杂交 D细胞衰老 6 自然选育过程中采取土样时主要选择（）之间的土壤（B） A 3-10cm B 5-15cm C10-15cm D 10-20cm 7 下列不属于真空冷冻干燥法中冷冻干燥的步骤是（B） A制冷 B高压 C供热 D抽真空 8 食品生产中的危害分析与关键控制点是（D） A GMP B ISO C CCP D HACCP 9 下列不属于纯种分离的常用方法的是（B） A 组织分离法 B 单孢分离法 C 划线分离法 D 稀释分离法 10 下列分离方法具有简单、快速的特点的是（B） A稀释分离法 B划线分离法 C组织分离法 D 单孢分离法11（）是采样与生产相近的培养基和培养条件，通过三角瓶的容量进行小型发酵试验，以求得适合于工业生产用菌种（C） A 培养 B 分离 C 筛选 D 鉴定 12 诱变育种是以（C）为基础的育种 A自然突变 B 基因突变 C 诱发突变 D 基因重组 13 在整个诱变育种工作中，工作量最大的是（A） A 筛选 B 分离 C 鉴定 D 培养 14 分子育种是应用（）来进行的育种方式（B） A 酶工程 B 基因工程 C 蛋白质工程 D 细胞工程 15 通过基因工程改造后的菌株被称为（B） A“蛋白菌” B“工程菌” C “酶菌” D“细胞菌” 16冷冻保藏的温度一般要求在（ C ）摄氏度 A 1 B-10 C -20 D-5 17 发酵工业中培养基所使用的碳源中最易利用的糖是（A） A葡萄糖 B蔗糖 C淀粉 D乳糖 18（A）是人工配制的提供微生物或动植物生长、繁殖、代谢和合成人们所需要产物的营养物质和原料。 A培养基 B人工培养基 C合成培养基 D天然培养基 19 在引起肉腐败的细菌中，温度较高时（B）容易发育
普通高中生物学课程标准 (2017最新修订版)
普通高中生物学课程标准（2017年最新修订版） 普通高中生物学课标研制组 目录 一、课程性质与基本理 念 ..................................................................... .. (1) （一）课程性 质 ..................................................................... .. (1) （二）基本理 念 ..................................................................... .. (1) 二、学科核心素养与课程目 标 ..................................................................... . (2) （一）学科核心素 养 ..................................................................... . (2) （二）课程目 标 ..................................................................... (3)
三、课程结 构 ..................................................................... (3) （一）设计依 据 ..................................................................... (3) （二）结 构 ..................................................................... . (4) （三）学分与选 课 ..................................................................... .. (4) 四、课程内 容 ..................................................................... (4) （一）必修课 程 ..................................................................... . (4) 模块 1 分子与细 胞 ..................................................................... .. (4)
食品生物技术导论 复习题(仅供参考)
考试题型：名词解释（5题15分）填空题（15分）选择题（20分） 简答题（6题30分）论述题（2题20分） 名词解释（15’） 1、基因工程技术：在基因水平上，用分子生物学的技术手段来操纵、改变、重建细胞的基因组，从而使生物体的遗传性状按要求发生定向的变异，并能将这种结果传递给后代。 2、基因工程：是利用人工的方法把不同生物的遗传物质分离出来，在体外进行剪切、拼接、重组，形成基因重组体，然后再把重组体引入宿主细胞或个体中以得到高效表达，最终获得人们所需的基因产物。 3、细胞工程：就是在细胞水平研究开发、利用各类细胞的工程。是人们利用现代分子学和现代细胞分子学的研究成果，根据人们的需要设计改变细胞的遗传基础，通过细胞培养技术、细胞融合技术等，大量培养细胞乃至完整个体的技术。 4、基础培养基：是含有一般微生物生长所需的基本营养物质的培养基。 5、加富培养基：（营养培养基）在基础培养基中加入某些特殊营养物质制成的一类营养丰富的培养基，这些特殊营养物质包括包括血液、血清等。 6、鉴别培养基：在培养基中加入某种特殊化学物质，某种微生物在培养基中生长后能产生某种代谢产物，而这种代谢产物可以与培养基中的特殊化学物质发生特定的化学反应，产生明显的特征变化，根据这种特征变化，可将该种微生物与其他微生物区分开来。 7、选择培养基：是用来将某中或某类微生物从混杂的微生物群体中分离出来的培养基。 8、细胞全能性：一个微生物细胞就是一个生命，而分化的植物细胞在合适的条件下具有潜在的发育成完整植株或个体的能力。 固体培养基：在液体培养基中加入一定量凝固剂，使其成为固体状态即为固体培养基。 9、固定化酶：酶分子通过吸附、交联、包埋及共价键结合等方法束缚于某种特定支持物上而发挥酶的作用。 10、蛋白质工程：是指通过生物技术对蛋白质的分子结构或者对编码蛋白质的基因进行改造，以便获得更适合人类需要的蛋白质产品的技术。 11、发酵工程：就是利用微生物的特定性状和功能，通过现代化的工程技术生产有用物质或直接应用于工业化生产的技术体系。 12、食品基因工程：是指利用基因工程的技术和手段，在分子水平上定向重组遗传物质，以改善食品的品质和性状，提高食品的营养价值、贮藏加工性状以及感官性状的技术。 13、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，导致染色体合并、染色体等遗传物质充足的过程称为细胞融合。 14、连续培养：是指在培养过程中，不断抽取悬浮培养物并注入等量新鲜培养基，使培养物不断得到养分补充和保持其恒定体积的培养方法。 ★15、同步培养：在分批或连续培养中，微生物群体以一定速度生长，并非所有细胞同时进行分裂，即培养中的细胞不是处于同一生长阶段。 16、酶工程：利用酶的催化作用进行物质转化的技术，是酶学理论、基因工程、蛋白质工程、发酵工程相结合而形成的一门新技术。 ★17、转化：是将重组质粒导入受体细胞，使受体菌遗传性状发现改变的方法； ★18、转染：是将携带外源基因的病毒感染受体细胞的方法（其中又分磷酸钙沉淀法与体外包装法）； ★19、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。
食品生物化学复习题
第一章糖 1.糖概念、糖的生物学功能。 2.糖的分类并举例。 3.葡萄糖在水溶液中分子存在形式。 4.单糖的性质（单糖的氧化、成脎作用） 5.双糖（蔗糖、麦芽糖、乳糖）的分子组成、糖苷键类型、及其性质。 6.多糖（淀粉、糖原、纤维素）的分子组成、糖苷键类型、有无还原性。 第二章脂类和生物膜 1.脂质（脂类）概念、脂类的生物学功能 2.三酯酰甘油的化学性质。 3.血浆脂蛋白的组成及其主要生理功能。 4.膜蛋白的分类及其各自特点。 5.生物膜结构流动镶嵌模型的主要内容。 6.生物膜的物质运输方式。 第三章核酸 1.核酸水解。 2.DNA和RNA化学组成的异同点。 3.核苷酸的生物学功能。 4. DNA的一级结构、RNA的一级结构. 5.DNA双螺旋结构的特点及稳定因素 6.核酸的颜色反应。 7.核酸的变性、变性的本质、变性后变化 8.核酸的复性、复性的本质、复性后变化。 9.增色效应、减色效应、解链温度、核酸杂交 第四章蛋白质 1、蛋白质的概念、蛋白质的生物学功能。 2、蛋白质中氮的含量，会计算题。 3、2种酸性氨基酸、3种碱性氨基酸。 4、氨基酸等电点，并会判断在不同的pH条件下氨基酸带什么电荷。 5.肽键、肽键平面 6、蛋白质的分子结构。（蛋白质一级、蛋白质二级、超二级结构、结构域、蛋白质三级和蛋白质四级结构的概念以及维持其结构的化学键。） 7、蛋白质等电点，并会判断在不同的pH条件下蛋白质带什么电荷。 8.蛋白质胶体性质维持的因素。 9.蛋白质沉淀的分类及蛋白质沉淀的方法。 10.蛋白质变性、本质及变性后性质的改变。 第五章酶 1.酶与一般催化剂相比的共性和特性。 2.单体酶、寡聚酶、多酶体系、全酶、辅酶、辅基、酶的活性中心、同工酶 3.酶可分为哪6大类。 4.影响酶促反应动力学的因素。 5.酶具有高效催化效率的因素。 第六章维生素与辅酶 一些常见的维生素缺乏症。 第七章生物氧化 1.生物氧化与非生物氧化的异同点。 2.呼吸链（即电子传递链）的概念、组成。 3.电子传递链抑制剂概念及其抑制部位。 3. 生物氧化、底物水平磷酸化、电子传递链磷酸化、P/O 4.化学渗透学说的内容。 5.影响氧化磷酸化的因素。 6.两种穿梭系统的比较。 第八章糖代谢 1..EMP反应过程、限速酶、能量计算、生物学意义。 2.TCA反应过程、限速酶、能量计算、生物学意义。 3. 糖异生的三步不可逆反应、生物学意义。 4. 血糖的来源与去路。 第九章脂代谢 1.脂肪酸的β-氧化过程，会能量计算（16个碳原子或18个碳原子饱和脂肪酸彻底氧化分解的能量计算）。 2.酮体有哪三种？ 3.脂肪酸合成和β-氧化的比较。 4.糖代谢与脂代谢之间的相互联系。 第十章蛋白质代谢 1.氨基酸的脱氨基作用有哪几种？ 2.鸟氨酸循环（即尿素循环）小结。 3.一碳基团、.翻译 4.什么是密码子？遗传密码有何特点？ 5.蛋白质的生物合成过程。
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。
生物科学导论》期末考试试卷
《现代生物科学导论》期末考试试卷2015.6姓名学号得分 一、选择题(共35分) 1在原核细胞中可以发现哪个组分 a . 线粒体 b. 核糖体c. 核被膜 d. 叶绿体 下述哪个细胞器是动物和植物细胞共有的 a. 叶绿体 b. 纤维素构成的细胞壁 c. 液泡 d. 线粒体 2若你追踪生物膜上一个小区域从一种细胞器流向另一种细胞器时，你将看到的流程是 a. 高尔基体—溶酶体—内质网 b. 液泡—质膜—核被膜 c. 核被膜—溶酶体—高尔基体 d. 内质网膜—高尔基体—质膜 3对结合型核糖体而言，下述描述中哪个是正确的 a结合型核糖体被它自己的膜包裹着 b结合型核糖体在结构上与游离核糖体不同 c结合型核糖体一般合成膜蛋白和分泌型蛋白质 d结合型核糖体聚集在糙面内质网腔内 4如果一个二倍体细胞在细胞周期的G1期时测出的DNA含量为X。那么同样的细胞，在第一次减数分裂中期时DNA的含量是 a. 0.25 X b. 0.5X c. X d. 2X 5DNA复制发生在 a. G1期 b. S 期 c. G2期 d. M期 6癌细胞和正常细胞间的一个区别是 a. 癌细胞不能合成DNA b. 癌细胞的细胞周期停止在S期 c. 即使癌细胞处于紧密堆积时,它仍能继续分裂 d. 癌细胞一直处于细胞周期的M期 7肌肉细胞与神经细胞明显不同,主要是因为 a. 它们表达不同的基因 b. 它们含有不同的基因 c. 它们使用不同的遗传密码 d. 它们的核糖体的结构不同 8对于一个有四级结构的蛋白质而言，它必须是 a. 有4个结构域 b. 有2个或2个以上肽链组成 c. 由4肽组成的亚基组成 d. 至少有4个二硫键 9某些细菌在80℃以上的温泉内生存，仍具有各种代谢活性是因为 a. 它们可以使菌体内部维持在比外界环境低得多的温度 b. 高温促进代谢反应，因而不需要催化剂作用 c. 它们的酶反应所需的最适温度高 d. 它们的酶对温度很敏感 10真核细胞中三羧酸循环的大部分酶位于 a. 质膜 b. 细胞质 c. 线粒体内膜 d. 线粒体基质 11按DNA片段产生RNA分子称为 a. 转录 b. 翻译 c. RNA剪接 d. 复制 12在核小体中，DNA是绕在下述哪个组分上 a. DNA聚合酶分子 b. 核糖体 c. 组蛋白 d. 细胞核 13下列哪一个重组DNA技术中使用的工具酶与相连接的应用不相配 a. 限制性内切酶——获得特定的DNA片段 b. DNA连接酶——切断DNA产生一个粘性末端
(完整版)食品生物技术导论复习题
一、名词解释 诱变育种：利用诱变剂处理微生物细胞，提高基因突变频率，再通过适当的筛选方法获得所需高产优质菌种的方法。 代谢控制发酵：是指利用生物的、物理的、化学的方法，人为的改变微生物的代谢途径，使之合成、积累、分泌我们所需要的产品的过程。 寡核苷酸介导诱变(oligonucleotide-directed mutagenesis): 指在DNA水平上改变氨基酸 的编码序列，也称定点诱变(site-specific mutage nesis); 补料分批培养:在分批培养过程中补入新鲜的料液，以克服营养不足而导致的发酵过早结束的缺点。临界溶氧浓度：指不影响呼吸所允许的最低溶氧浓度。 诱导酶：有些酶在通常的情况下不合成或很少合成，当加入诱导物后就会大量合成，这样的酶叫诱导酶 固定化酶：通过物理的或化学的方法，将酶束缚于水不溶的载体上，或将酶束缚于一定的空间内，限制酶分子的自由流动，但能使酶发挥催化作用的酶 非水酶学：通常酶发挥催化作用都是在水相中进行的，研究酶在有机相中的催化机理的学科即为非水酶学? 抗体酶：是一种具有催化作用的免疫球蛋白，属于化学人工酶 细胞培养:是指动植物细胞在体外条件下的存活或生长，此时细胞不再形成组织. 愈伤组织：在人工培养基上由外植体长出来的一团无序生长的薄壁细胞。 接触抑制：细胞从接种到长满底物表面后，由于细胞繁殖数量增多相互接触后，不再增加。细胞系：原代细胞经第一次传代后，形成的细胞群体，即具有增殖能力，类型均匀的培养细胞，一般为有限细胞系。 抗性互补筛选法：利用亲本细胞原生质体对抗生素、除草剂及其它有毒物质抗性差异选择杂种细胞。细胞拆合：是指以一定的实验技术从活细胞中分离出细胞器及其组分，然后在体外一定条件下将不同细胞来源的细胞器及其组分进行重组，使其重新装配成为具有生物活性的细胞或细 胞器. 基因重组(gene recombination): 是指DNA片段在细胞内、细胞间，甚至在不同物种之间 进行交换，交换后的片段仍然具有复制和表达的功能。 克隆：来自同一始祖的相同副本或拷贝的集合。 限制性内切酶：限制酶是在生物体(主要是微生物)内的一种酶，能将外来的DNA切断，由于这种切割作用是在DNA分子内部进行的，故名限制性内切酶。 黏性末端：被限制酶切开的DNA两条单链的切口，带有几个伸出的核苷酸，他们之间正好互补配对，这样的切口叫黏性末端。 CCCDNA色大多数的天然DNA质粒具有共价、封闭、环状的分子结构，即CCCDN A 回文结构：在切割部位，一条链正向读的碱基顺序与另一条链反向读的顺序完全一致。 基因探针：是一段与目的基因互补的核酸序列，可以是DNA，也可以是RNA，用它与待测样品DNA 或RNA进行核酸分子杂交，可以判断两者的同源程度. Dot印迹杂交：将待测DNA或RNA的细胞裂解物变性后直接点在硝酸纤维素膜上，不需要限制性酶进行酶切，既可与探针进行杂交反应. cDNA文库:是指某生物某一发育时期所转录形成的cDNA片段与某种载体连接而成的克隆的 集合。 二、填空题 1.1972年斯坦福大学的Berg等人完成了首次体外重组实验，并首次用限制性内切酶切割 SV40的DNA片断与噬菌体的DNA片断，经过连接，组成重组DNA分子，他是第一个 实现DNA重组的人。
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。
食品生物技术基础复习总结
第1章绪论 第2章基因工程 一、概念理解 ①生物技术：生物技术是指综合运用现代生物学、化学和工程学的手段，直接或间接地 利用生物体、生命体系和生命活动过程生产有用物质的一门高级应用技术科学。 生物技术主要包括细胞工程、发酵工程、酶工程和基因工程四大领域。 ②食品生物技术：是现代生物技术在食品领域中的应用，是指以现代生命科学的研究成 果为基础，结合现代工程技术手段和其他学科的研究成果，用全新的方法和手段设计新型的食品和食品原料。 ③基因工程：就是按照预先设计的生物改造蓝图，在分子水平上对基因进行“切割”和 “粘接”，人为的用一种生物组织中的基因替换另一种生物组织中的基因，实现基因定向转移和重新组合，以达到定向改变生物遗传性状的目的。 所谓基因工程，就是利用DNA体外重组或扩增技术从供体生物基因组中分离感兴趣的基因或DNA片段，或是经过人工合成的方法获得基因，然后经过一系列切割，加工修饰， 再将其转入适当的受体细胞，以期获得基因表达的过程。 ④ 良食品的品质和形状，提高食品的营养价值、贮藏加工性状以及感官性状的技术。 ⑤基因重组：利用限制性内切酶和其他一些酶类，切割和修饰载体DNA和目的基因，并 将两者连接起来。 ⑥克隆（Cloning）：外源基因的无性繁殖。具体指目的基因与载体连接成重组DNA以 后，将其导入受体细胞进行扩增和筛选，达到大量的重组分子的过程。（大肠杆菌是目前基因工程中最常用的受体细胞。） ⑦基因食品：转基因食品是利用分子生物学技术，将某些生物的基因转移到其他物种中 去，使其性状、营养品质、消费品质向人类所需要的目标转变。转基因食品大致可以分为两大类，一是改造现有的基因，使一些性状不表现出来；另外一类是导入其他的基因，从而产生新的性状。 二、思考题 1.什么是基因重组？DNA重组实验包括哪几个步骤？ 答：基因重组就是利用限制性内切酶和其他一些酶类，切割和修饰载体DNA和目的基因，并将两者连接起来。一个典型的DNA重组实验包括以下几个步骤：①提取工体生物的目的基因（或称外源基因），通过限制性内切酶、DNA聚合酶连接到另一个DNA分子上（克隆），形成一个新的重组DNA分子；②将重组DNA分子转入受体细胞并在受体细胞中复制保存，这个过程称为转化（transformation）；③对吸收了重组DNA的受体细胞进行筛选和鉴定；④对含有重组DNA的细胞进行大量培养，检测外源基因是否表达。 2.什么是限制性内切酶(RE)？简述其分类、特点及作用。（P30） 限制性内切酶是能够在特定部位限制性的切割DNA分子的内切酶。 限制性内切酶分类： I型：由三个基因构成，hsdR；hsdM；hsdS位于染色体上，三个基因构成一个复合体，限制酶需要ATP、Mg2+、SAM（５—腺苷甲硫氨酸）。 II型：限制与修饰基因产物独立起作用，在Ｅ. coli中这两种基因位于质粒上。 III型：修饰酶与Ｉ型酶相同，hsdＭ与hsdＳ基因产物结合成一亚单位，限制酶是独立
生物技术概论复习资料
一、名词解释 1.代换系：是指受体材料的染色体被外源染色体取代后形成的个体。 2.基因工程：是根据预先设计要求，借助实验室技术，将某种生物的基因转移到另一个体中，使后者定向获得新的遗传性状或者生产某种产品。 3.遗传标记：是指可遗传的、特定的、易于识别的生物体特性。 4.细胞全能性：是指生物体的每个细胞都具有该物种的全部遗传信息，离体细胞在一定的培养条件下具有发育成完整个体的能力。 5.不对称杂交：在原生质体融合前，利用X 射线等处理其中的一个亲本，使其核基因组失活，然后用这种失活的原生质体与正常或者经过化学处理的原生质体进行融合。这种原生体融合方式叫不对称杂交。 6.异附加系：是指添加了外源染色体的个体。 7.遗传工程：是根据预先设计要求，借助实验技术，将某种生物的基因或者基因组转移到另一个体中， 使后者定向获得新的遗传性状或者生产某种产品。 8.细胞学标记：是指某个体或者物种特有的染色体数目、核型、带型特性。 9.外植体：是指从特定生物体上切取下来、用于组织培养的离体材料。 10.不对称杂种：在不对称杂交交时，供体原生质体只给受体原生质体提供其基因组中的少量染色体或染色体片段，并与受体原生质体的完整基因组染色体共存。这种不对称杂交所产生的融合细胞，叫不对称杂种。 11.共抑制：当受体被导入一个与受体内某基因同源的基因时，导入的基因及受体中与外源同源的基因的表达都可能减弱的现象。 12.遗传累赘：当一条载有目的基因的外源染色体导入受体后，受体往往表现出供体亲本的某些不良特性的现象。 13. 愈伤组织：是指在培养或自然条件下植物细胞经脱分化不断增值形成的由薄壁细胞组成的不定组织。 14.染色体组：维持某一物种生命活动所需的最低数目的一套染色体，也是该物种发生数目变异时所所需的最低数的一套染色体。 15.原生质体：是指去掉纤维素外壁的具有生活力的裸露细胞。 二、简答题 1. 请你说明互补选择(杂种体细胞选择方法)的原理。 互补选择法是利用天然或者人工诱发的营养缺陷型及抗性突变细胞对异核体进行选择。以烟草双突变体杂种体细胞选择为例，该双突变体（硝酸还原酶缺陷突变、链霉素抗性突变）在含有还原态氮和链霉素的培养基上能正常生长。如果利用这个双突变体的原生质体与另一无选择性标记的亲本原生质体融合，融合产物置于加有链霉素、但不加还原态氮的培养基上。双突变体的同核体由于缺乏硝酸还原酶不能正常生长；另一亲本的同核体由于不抗链霉素，也不能生长；只有同时含有双方遗传物质的异核体才能正常生长，从而可达到筛选异核体的目的。 2. 请你用一简单的示图说明分子标记辅助选择的原理。 3. 请你简要说明，目前基因工程所面临的主要问题。
生物技术导论 考试总结
名词解释： 1、生物技术（biotechnology）：生物技术是应用自然科学与工程学原理，依靠生物性成分的作用将原料进行加工，以提供产品或用以服 务社会的技术。 2、基因组（genome）：基因组是一种生物体或个体细胞所具有的一套完整的基因以及非基因的DNA序列。生物的基因组一般以染色体 的形式存在于细胞或细胞核中。 3、抗体（antibody）：抗体是由抗原刺激B细胞经分化增殖形成的浆细胞合成和分泌的，是能与相应抗原发生特异性结合并具有多方面 免疫功能的球蛋白。 4、肿瘤（tumor）：肿瘤是由异常增殖而形成的细胞群，它们的基本特征是细胞增殖与凋亡失控，扩张性增生形成新生物。 5、基因重组（gene recombination）：就是在体外，将不同的基因通过切割、连接，形成杂合片段，插入到合适的载体上形成重组分子， 转化到宿主细胞中。 6、治疗性克隆（therapeutic cloning）：是指出于治疗目的而克隆人的胚胎，提取胚胎干细胞，并使干细胞定向发育，培育出健康的、可 以修复或替代坏死受损细胞、组织和器官，通过这些被培养出来的组织细胞或器官的移植而治疗疾病。 7、干细胞（stem cell）：干细胞是来自于胚胎、胎儿或成体内具有在一定条件下无限自我更新与增殖分化能力的一类细胞，能产生表现 型与基因型和自我完全相同的子细胞，也能产生组成机体组织、器官的已特化的细胞，同时还能分化为祖细胞。 选择： 1、免疫细胞主要包括淋巴细胞、抗原提呈细胞和裸细胞。 2、获得性免疫的特点：具有特异性、多样性及记忆性。 3、HIV繁殖的关键步骤：蛋白质的合成、病毒基因核酸的复制。 4、基因扩增、基因测序和基因重组是三位一体的实验方法，构成了现代分子生物技术的基础。 5、在传统的基因重组中，需要三大工具：限制性内切酶、连接酶和载体。 6、外源DNA导入受体细胞的方法包括：转化、转染、接合以及电穿孔和显微注射等。 7、干细胞培养的基本方法：悬滴培养法、培养瓶培养法、旋转管培养法、灌注小室培养法、培养板培养法。 填空： 1、肿瘤可分为：良性肿瘤和恶性肿瘤。 2、AIDS：acquired immunodeficiency syndrome，获得性免疫缺陷综合征。 HIV：human immunodeficiency virus，人类免疫缺陷病毒。 3、我国艾滋病疫情处于总体低流行、特定人群和局部地区高流行的态势。 4、一种物质对某一机体是否具有免疫原性与该物质的三个特征有关：异物性、分子的大小、分子的化学结构。 5、艾滋病的临床反应：急性HIV感染期、无症状HIV潜伏期、艾滋病期。 简答： 1、病毒的特征：1）形态极小，能通过细菌滤器，只能在电子显微镜下观察；2）无细胞结构，有大分子特征，其主要成分为核酸和蛋白质，并且一种病毒只含一种核酸（DNA或RNA）；3）既无产能酶系，也无蛋白质和核酸合成酶系，只能利用宿主活细胞内代谢系统合成自身的核酸和蛋白质组分；4）在宿主细胞的协助下，以核酸和蛋白质等装配实现其大量繁殖；5）在离体条件下，能以无生命的生物大分子状态存在，可形成结晶，并长期保持其侵染活力；6）对抗生素不敏感，但对干扰素敏感；7）有些病毒的核酸还能整合到宿主的基因组中，并诱发潜伏性感染。（7选5） 2、艾滋病的预防措施：针对不同的艾滋病易感场所，有效的艾滋病预防措施可以大致分为以下四种：1）一般预防措施，包括健康教育、输血筛选策略、避孕套的使用、针具交换、美沙酮维持法；2）免疫接种，有效的疫苗不仅可以诱导出中和抗体，还可以产生细胞介质的细胞免疫应答，才能阻止感染的建立，或阻断游离的或与细胞结合的病毒的传播。3）病人、接触者及其直接接触环境的管理，我国法律规定对艾滋病病毒感染者和艾滋病病人主要在社区进行管理。4）国境检疫。 3、传统的基因重组技术的基本步骤：1）DNA的限制性酶切反应；2）DNA片段的连接反应；3）重组DNA分子的转化；4）转化细胞的扩增培养；5）重组子的筛选与鉴定。 4、纳米生物学的两个含义：一方面是用先进的物理学、纳米科技手段研究生物学基本问题，即基于纳米技术的生物学；另一方面是向生
食品生物技术(复习专用)
一、名词解释 1、基因：是具有遗传效应的DNA片段。 2、质粒：质粒存在于许多细菌以及酵母菌等生物中，是细胞染色体外能够自主复制的很小的环状DNA分子。 3、限制酶：是可以识别特定的核苷酸序列，并在每条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键进行切割的一类酶 4、基因工程：又称基因拼接技术和DNA重组技术，是以分子遗传学为理论基础，以分子生物学和微生物学的现代方法为手段，将不同来源的基因按预先设计的蓝图，在体外构建杂种DNA分子，然后导入活细胞，以改变生物原有的遗传特性、获得新品种、生产新产品。 5、酶工程：是指工业上有目的的设置一定的反应器和反应条件，利用酶的催化功能，在一定条件下催化化学反应，生产人类需要的产品或服务于其它目的的一门应用技术。 6、末端转移酶：是一种无需模板的DNA聚合酶，催化脱氧核苷酸结合到DNA 分子的3'羟基端。 7、葡萄糖淀粉酶：又称糖化酶。它能把淀粉从非还原性未端水解a-1.4葡萄糖苷键产生葡萄糖，也能缓慢水解a-1.6葡萄糖苷键，转化为葡萄糖。同时也能水解糊精，糖原的非还原末端释放β-D-葡萄糖。 8、相对酶活力：具有相同酶蛋白量的固定化酶与游离酶活力的比值称为相对酶活力。 9、α-淀粉酶：可以水解淀粉内部的α-1,4-糖苷键，水解产物为糊精、低聚糖和单糖，酶作用后可使糊化淀粉的黏度迅速降低，变成液化淀粉，故又称为液化淀粉酶、液化酶、α-1,4-糊精酶。 10、甲基化酶：作为限制与修饰系统中的一员，用于保护宿主DNA 不被相应的限制酶所切割。 11、葡萄糖异构酶：也称木糖异构酶，能将D-葡萄糖、D-木糖、D-核糖等醛糖可逆地转化为相应的酮糖。 12、发酵工程：是指采用现代工程技术手段，利用微生物的某些特定功能，为人类生产有用的产品，或直接把微生物应用于工业生产过程的一种新技术。13、补料分批发酵：又称“流加发酵”，是指在微生物分批发酵过程中，以某种方式向发酵系统中补加一定物料，但并不连续地向外放出发酵液的发酵技术，是介
新版生物学课程标准-新版-精选.pdf
一.模块1分子与细胞 本模块包括细胞的分子组成、细胞的结构、细胞的代谢、细胞的增殖以及细胞的分化、衰老和死亡等内容。细胞是 生物体结构与生命活动的基本单位。细胞生物学是生命科学的重要基础学科,分子生物学的发展促使细胞生物学的研 究进入了分子水平。 本模块选取了细胞生物学方面最基本的知识,是学习其他模块的基础。它还反映了细胞生物学研究的新进展及相关的 实际应用。通过本模块的学习,学生将在微观层面上,更深入地理解生命的本质。了解生命的物质性和生物界的统性,细胞生命活动中物质、能量和信息变化的统一,细胞结构与功能的统一,生物体部分和整体的统一等,有助于科学自然观的形成。学习细胞的发现、细胞学说的建立和发展,有助于学生加深对科学研究过程和本质的理解。 【内容要求】 概念1细胞是生物体结构与生命活动的基本单位 1.1细胞由多种多样的分子组成,包括水、无机盐、糖类、脂质、蛋白质和核酸等,其中蛋白质和核酸是两类最重要的 生物大分子 1.1.1说出细胞主要由C、H、O、N、P、S等元素构成,它们以碳链为骨架形成复杂的生物大分子 2指中水一然
[附录] 附录2 教学与评价案例 案例1“生态系统的稳定性”教学目标的制订 1,通过对案例的分析讨论, 能用物质和能量的输入和输出平衡观点,认识具体生态系统的稳定性。 2,通过对生态系统各种成分功能和营养结构关系的讨论, 以及运用反馈调节原理, 能初步判断不同生态系统维持其稳定性的相对能力。 3·能够根据生态系统各种成分、结构以及数量关系构建稳定性生态系统模型,并制作简易生态瓶。4,能够为常见生态系统的合理利用和维持可持续发展提出有价值的建议。 案例1评析 养成生物学学科核心素养是本课程学习的宏观目标。 教师在备课时,要根据实际上课具体内容,确定每个课时的具体教学目标。习惯了以三维目标来描述教 学要求和意图,教师在对应核心素养制订教学目标时或许会感到困惑。本案例旨在示范如何依据核心 素养来制订一节课的教学目标。 案例中的教学目标,是依据内容要求、学业要求和学业质量标准,围绕培养学生核心素养的要求制订的。目标1着重体现了“生命观念”的要素;目标2着重反映了“科学思维”的要素;目标3和4分别着重指向"科学探究”和“社会责任”。这四个目标之间相互也有交叉,每个目标中可能还含有对其他素养的要求。核心素养几个要素的协调发展是学生品格和认识问题、解决问题能力的具体表现,是制订教学目标的出发点和课堂教学活动实施的落脚点。 案例2 筛选分离土壤中尿素分解菌的教学设计 一.教学目标 1,能用生物与环境相适应的观点,提出分离目标菌的思路。 2,能按照科学探究的要求设计出分离目标菌的方案。 3.能依据方案运用无菌操作技术和分离、培养方法初步分离出目标菌。 二.教学思路 提出课题讨论思路设计方案实施方案展示交流 三.教学过程 活动任务活动目的 利用视频或文本介绍几种分离、筛选!工程菌种的 实例,认识寻找、分离菌种的应用价值,提出课题。 用真实情境激发学生参与探究的动机。 选取哪种土样筛选分离得到尿素分解菌的概率 较大?为什么?如果要分离其他微生物,应该到哪里去寻找? 用生物与环境相适应的观念寻找解决问题的思路。 提出分离尿素分解菌(或其他目标菌) 技术路线,如土样的选取和处理, 培养基的选择、配制和灭菌,培养条件的控制等用科学思维提出、论证合理、可行的的设计思路 分组设计探究方案(可查阅资料),展示、交流方案针对具体问题,根据现有实验室条件, 设计可操作
食品微生物学复习整理
食品微生物学 一、核结构的不同，1969年魏塔科提出五界系统，即动物 界、植物界、原生生物界、真菌界和原核生物界，1979我国学者提出了病毒界 二、物的生物学活性（P3） （1）代谢活力强 微生物体积小，有极大的表面积/体积比值，因而微生物能与环境之间迅速进行物质交换，吸收营养和排泄废物，而且有最大的代谢速率。从单位重量来看，微生物的代谢强度比高等生物大几千倍到几万倍。 人类对微生物的利用主要体现在它们的生物化学转化能力。 （2）繁殖快 微生物繁殖速度快、易培养，是其他生物不能比的。以二裂法繁殖的细菌具有惊人的繁殖速度。 （3）种类多，分类广 目前已经确定的种类为10万种左右，每年正以发现几百至上千个新种的趋势在增加；目前我们所了解的微生物种类，至多也不超过生活在自然界中的微生物总数的10%。 （4）适应性强，易变异 由于个体小，结构简单，繁殖快，与外界环境直接接触等原因，微生物很容易变异。变异具有多样性，最常见的变异形
式是基因突变，它可以涉及到任何形状，诸如形态构造、代谢途径、生理类型以及代谢产物的质或量的变异等。 三、世纪中期，以法国的巴斯德和德国的柯赫为代表的科学家才将微生物的研究从形态描述推进到生理学研究阶段。四、食品微生物学所研究的内容包括： （1）研究与食品有关的微生物的活动规律； （2）研究利用有益微生物为人类制造食品； （3）研究如何控制有害微生物，防止食品发生腐败变质；（4）研究检测食品中微生物的方法，制定食品中微生物指标，从而为判断食品的卫生质量提供科学依据。 五、微生物在食品中的应用有3种方式：即微生物菌体的应用；微生物代谢产物的应用；微生物酶的应用。 六、原核微生物主要包括细菌、放线菌、蓝细菌以及形态结构比较特殊的立克次氏体、支原体、衣原体以及螺旋体等。 七、细菌的基本结构包括细胞壁、细胞质膜、细胞质及细胞核等4部分。 八、细胞壁的功能： （1）细胞壁具有保护细胞及维持细胞外形的功能； （2）细菌细胞壁的化学组成也与细菌的抗原性、致病性以及对噬菌体的敏感性有关； （3）为鞭毛运动提供可靠的支点； （4）可允许水及一些化学物质通过，并对大分子物质有阻
《现代生物技术导论》教学大纲
《现代生物技术导论》教学大纲 课程编号：4060336 开课院系：化学与生物工程学院生物科学与工程系课程类别：本专业必 适用专业：生物技术 课内总学时：32 学分：2 先修课程：生物化学、分子生物学、细胞生物学、遗传学、免疫学、生物技术制药基础 审定：杜宏武 一、课程教学目的 本课程让学生系统了解现代生物技术的概念、原理、研究方法、发展方向及其应用领域。内容主要包括(1) DNA重组、蛋白质与酶工程、动植物细胞工程、微生物发酵工程，(2) 医药、农业、食品、环保、能源等应用生物技术，(3) 重组疫苗、抗体工程、生物芯片、分子诊断、干细胞、基因治疗等现代生物技术的前沿领域。 二、课程教学基本要求 1．课程重点： 本课程的重点在于理解并掌握现代生物技术 如基因工程、蛋白质工程、细胞工程、发酵工程及抗体工程等基本理论及其应用。 2．课程难点： 本课程的难点在于掌握以基因工程为核心的 现代生物技术的新的技术和实际应用。 3．能力培养要求： 通过本课程的教学，帮助学生掌握生物技术的基本方法原理，了解生物技术在科学研究、国民经济、社会生活中的应用和生物技术前沿领域的新进展。为学生将来从事该领域科研、创业和实践工作奠定基础。并且要求学生准确理解生物技术的基本概念和基本原理，系统掌握现代生物技术领域的主要方法与应用技术。提高学生综合运用所学知识分析和解决实际问题的能力。 三、课程教学内容与学时 课堂教学( 32学时） 1．绪论(2学时) 1.1 了解现代生物技术的产生 1.2 了解现代生物技术的商业化情况 1.3 了解现代生物技术的前景 1.4 了解中国的现代生物技术发展现状2．DNA重组技术与基因操作（2学时） 2.1 了解DNA分子的基本结构与基本功能 2.2 介绍类型II限制性内切酶的特点和主要用途 2.3 理解并掌握基因工程的克隆载体 2.4 了解原核细胞的转化和筛选的原理和方法 3．原核生物的基因表达与操作（2学时） 3.1 了解原核生物基因的转录和翻译 3.2 了解有功能的启动子的分离 3.3 理解并掌握可调控强启动子的分离 3.4 理解并掌握融合蛋白和非融合蛋白的表达及纯化 3.5 了解原核表达载体 3.6 了解在原核生物中提高蛋白质表达量的方法 3.7 了解原核生物表达产物的分离纯化4．基因诱变及蛋白质工程（2学时） 4.1 基因诱变 4.2 定点诱变在蛋白质工程中应用 4.3 蛋白改进的其他常用方法 4.4 了解用蛋白质工程对限定性内切酶进行改造的方法 5．通过重组原核微生物生产商品（2学时） 5.1生产蛋白药物 5.2 生产限制性内切酶 5.3 生产生物小分子 5.4 生产生物多聚体 6．现代发酵工程（2学时） 6.1 微生物生长动力学 6.2 发酵过程的优化 6.3 生物反应器 6.4 发酵产品的下游处理 7．现代生物农药（2学时） 7.1 微生物杀虫剂 7.2 动物杀虫剂 7.3 防治植物病害的微生物 7.4 生物除草剂 8．现代微生物肥料（1学时） 8.1 了解微生物的固氮作用 8.2 了解固氮酶的作用机制 8.3 理解并掌握固氮酶基因的分离方法 8.4 了解氢化酶的基本知识