第6课时测定发酵食品中的特定成分
[学习导航] 1.学会用比色法测定泡菜中亚硝酸盐含量的变化。2.学会测定泡菜中有益物质的含量，指导合理膳食、均衡营养等。
[重难点击] 尝试用比色法测定泡菜中亚硝酸盐的含量。
一、泡菜制作
1.乳酸菌的生物学特征
(1)分类：从分类学上多属于链球菌属、双歧杆菌属、乳酸杆菌属等。
(2)分布：广泛分布于空气、土壤、植物体表等。
(3)代谢方式：异养厌氧型。只有在厌氧条件下才能进行乳酸发酵。
(4)应用：畜牧业上制造青贮饲料，日常生活中腌制泡菜等。
2.泡菜制作流程
(1)准备容器并配制泡菜液：用清水清洗制作泡菜的容器并晾干。用冷却的沸水加适量的盐和糖配制泡菜液。可在泡菜液中添加调料，以形成独特的风味。
(2)加工蔬菜：将洗净的新鲜蔬菜切成条状、片状或块状，沥干或晾干待用。
(3)制作泡菜：将加工好的蔬菜装入瓶中，压紧，注入制备好的泡菜液至刚好浸没原料，密封容器，置于阴凉处自然发酵7～10_天。
(4)封坛发酵：盖上泡菜坛盖子，在坛盖边沿的水槽中注满水进行密封发酵。发酵时间受温度的影响。
阅读下列材料，探究问题：
泡菜发酵过程中，乳酸菌、杂菌及乳酸含量的变化规律
材料1 发酵初期：蔬菜刚入坛时，其表面带入的微生物，主要以不抗酸的大肠杆菌和酵母菌较为活跃，发酵产物为乳酸、乙醇、醋酸和二氧化碳等。此时泡菜液的含酸量约为0.3%～0.4%，是泡菜初熟阶段，其菜质咸而不酸、有生味。
材料2 发酵中期：由于初期乳酸发酵使乳酸不断积累，pH下降，无氧状态形成，乳酸菌开始活跃，这时乳酸的积累量可以达到0.6%～0.8%，pH为3.5～3.8。大肠杆菌、腐生菌、酵
母菌、霉菌的活动受到抑制。这一期间为泡菜完全成熟阶段，泡菜有酸味且清香。 材料3 发酵后期：乳酸含量继续增加，可达1.0%以上。当乳酸含量达到1.2%以上时，乳酸菌的活性受到抑制，发酵速度逐渐变缓甚至停止。此阶段泡菜酸度过高，风味不协调。 1.泡菜发酵原理
(1)试写出泡菜发酵过程反应式。 答案 C 6H 12O 6――→酶
2C 3H 6O 3＋能量。
(2)乳酸菌常用于制作酸奶，为什么含有抗生素的牛奶不能发酵成酸奶？
答案 酸奶的制作依靠的是乳酸菌的发酵作用。抗生素能够杀死或抑制乳酸菌的生长，因此含有抗生素的牛奶不能发酵。
(3)发酵初期发酵坛的水槽内会间歇性有气泡冒出，试分析气泡产生的原因。为什么泡菜坛内有时会长一层白膜？
答案 气泡的产生是由于酵母菌等微生物进行细胞呼吸产生的CO 2。形成白膜是由于产膜酵母的繁殖。酵母菌是兼性厌氧微生物，泡菜发酵液营养丰富，其表面氧气含量也很丰富，适合酵母菌繁殖。
(4)在坐标系中画出乳酸菌、乳酸含量的“变化”曲线。
答案 如图所示
2.发酵条件的控制
(1)为什么在泡菜制作过程中要保持无氧环境？
答案 制作泡菜所用的菌种是乳酸菌，乳酸菌是一种厌氧菌，只有在无氧环境中才会进行乳酸发酵。
(2)如何制造泡菜制作中的“无氧环境”？
答案 ①选择的泡菜坛要有很好的气密性；②加入蔬菜后要注入盐水并没过全部菜料；③盖上坛盖后要在坛盖边沿的水槽中注满清水。
(3)制作泡菜往往要加入一些白酒，加入白酒有什么作用？
答案 白酒可抑制泡菜表面杂菌的生长，它也是一种调味剂，可增加醇香感。
归纳总结泡菜发酵过程中乳酸菌、乳酸含量的变化
时期乳酸菌乳酸
初期少(有氧气，乳酸菌活动受抑制) 少
中期最多(乳酸抑制其他菌活动) 增多，pH下降
后期减少(乳酸继续积累，pH继续下降，抑制自身活动) 继续增多，pH继续下降变化曲线
1.下列关于乳酸菌的叙述，不正确的是( )
A.乳酸菌的种类很多，常见的有乳酸链球菌和乳酸杆菌
B.乳酸菌在自然界中分布广泛，空气、土壤、植物体表、人或动物的肠道内均有分布
C.乳酸菌是兼性厌氧型微生物
D.乳酸菌可将葡萄糖分解成丙酮酸，再在酶的作用下还原成乳酸
答案 C
解析乳酸菌在自然界中分布很广泛，种类很多，常见的有乳酸链球菌和乳酸杆菌，它属于严格厌氧型的原核生物。
2.在泡菜的制作过程中，下列叙述不正确的是( )
A.按照清水与盐的质量比为4∶1的比例配制盐水
B.按照清水与盐的质量比为5∶1的比例配制盐水
C.盐水入坛前要煮沸冷却，以防污染
D.在坛盖边沿的水槽中要注满水，以保证坛内的无氧环境
答案 B
方法技巧发酵过程中杂菌的控制方法
(1)泡菜坛的密闭性及灭菌。
(2)蔬菜的清洗可以防止杂菌繁殖。
(3)食盐的用量合适可以控制杂菌的繁殖。
(4)调味料也具有抑菌的作用。
(5)泡菜盐水的浸泡提供的无氧环境为乳酸菌的繁殖提供条件，同时又能抑制好氧菌繁殖。
二、测定泡菜中亚硝酸盐的含量
1.亚硝酸盐的常识及作用
(1)物理性质：白色粉末，易溶于水。
(2)应用：用于生产各种染料，也作为防冻剂使用，常称为“工业用盐”。
(3)分布：广泛存在于自然环境中，在食物中都可以检测出一定量的亚硝酸盐，在食品加工过程中也会产生亚硝酸盐。
(4)对人体的影响：亚硝酸盐进入血液后，能将正常携带氧的低铁血红蛋白氧化为高铁血红蛋白，使其失去携带氧气的能力，导致组织细胞缺氧，出现亚硝酸盐中毒现象。食品是人体摄入亚硝酸盐的主要来源。 2.亚硝酸盐含量的测定原理
样品经过沉淀蛋白质、去除脂肪后，在弱酸性条件下亚硝酸盐与对氨基苯磺酸重氮化后，再与盐酸萘乙二胺形成玫瑰红色化合物。色泽深浅在一定范围内与亚硝酸盐含量成正比，可与系列亚硝酸盐标准显色液比较并确定样品中亚硝酸盐含量。 3.操作过程 (1)测定步骤
配制试剂?????
①硼砂饱和溶液
②亚铁氰化钾溶液
③乙酸锌溶液
④对氨基苯磺酸溶液
⑤盐酸萘乙二胺溶液⑥亚硝酸钠的标准溶液⑦亚硝酸钠标准使用液
↓
对泡菜样品进行测定前处理 ↓
测定样品中的亚硝酸盐含量 ↓
与亚硝酸钠标准显色液进行比对：比较样品液和亚硝酸钠标准显色液的颜色，
可粗略地确定样品中的亚硝酸钠含量
(2)测定实验中所用各种试剂、药品及作用
为测定亚硝酸盐含量的指示剂
④硅胶干燥剂，用于干燥亚硝酸钠
⑤干燥后的亚硝酸钠制备相应浓度的标准显色液
⑥氢氧化钠中和过多的盐酸，营造碱性环境
⑦氢氧化铝作为吸附剂，使泡菜滤液脱色，变澄清
⑧蒸馏水作为溶剂
1.亚硝酸盐含量的变化
某同学在泡菜腌制过程中每3～4天测一次亚硝酸盐的含量，其结果如下表：
泡菜腌制过程中亚硝酸盐含量变化(mg/kg)
坛号
亚硝酸盐含量
腌制天数
1 2 3
封坛前0.15 0.15 0.15
4天0.60 0.20 0.80
7天0.20 0.10 0.60
10天0.10 0.05 0.20
14天0.10 0.05 0.20
(1)在下图中绘出1号坛泡菜腌制过程中亚硝酸盐含量变化图。
答案如图所示
(2)结合曲线和表中数据分析亚硝酸盐含量变化的原因。
答案泡菜在开始腌制时，坛内环境有利于杂菌的繁殖(包括一些硝酸盐还原菌)，这些细菌
可以促进硝酸盐还原为亚硝酸盐。但随着腌制时间的延长，乳酸菌大量繁殖，对硝酸盐还原菌产生一定的抑制作用，使其生长繁殖受到影响，同时形成的亚硝酸盐又被分解，因而亚硝酸盐含量下降。
(3)日常生活中不能吃存放时间长、变质蔬菜的原因是什么？
答案存放时间长、变质的蔬菜中含有大量的亚硝酸盐，亚硝酸盐在特定的条件下会转变成亚硝胺，亚硝胺具有致癌作用，同时对动物具有致畸和致突变作用。
2.亚硝酸盐含量的测定
(1)制备样品处理液时，最后向试管中加入氢氧化铝乳液，过滤后变得透明澄清，试分析氢氧化铝的作用。
答案氢氧化铝能够吸附样品液中的杂质，使过滤液透明澄清，防止干扰显色反应。
(2)如果样品液显色后，目测比色时发现与标准显色液的浓度不吻合怎么办？
答案如果不吻合，应在已知浓度范围内，改变浓度梯度，进一步配制标准显色液。
3.下列关于测定亚硝酸盐含量原理的叙述，不正确的是( )
A.亚硝酸盐经一定方式显色反应后呈玫瑰红色
B.显色反应后亚硝酸盐的理化性质没有发生改变
C.不同浓度的亚硝酸盐显色深浅不同
D.样品液显色后，通过与已知浓度的标准显色液比色，可大致估算出样品液中亚硝酸盐的含量
答案 B
解析显色反应是指在盐酸酸化条件下，亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应后，再与盐酸萘乙二胺结合形成玫瑰红色染料，所以理化性质发生了改变，故A项正确，B项错误。不同浓度的亚硝酸盐显色深浅不同，因此可以通过与标准显色液比较，大致估算待测液中亚硝酸盐的含量，故C、D项正确。
4.下列关于测定亚硝酸盐含量的操作中，错误的是( )
A.质量浓度为4 g/L的对氨基苯磺酸溶液呈酸性
B.对氨基苯磺酸溶液和盐酸萘乙二胺溶液应避光保存
C.质量浓度为5 μg/mL的亚硝酸钠溶液应保持弱碱性环境
D.制备样品处理液时加入氢氧化铝乳液的目的是中和氢氧化钠
答案 D
解析制备样品处理液时加入氢氧化铝乳液的目的是吸附样品滤液中的色素等杂质，使滤液变得澄清透明，以便使后续的显色反应更明显。
拓展延伸检测过程中应注意的问题
(1)标准显色液、样品处理液的制备中计量要精确。
(2)测定亚硝酸盐含量的操作中，注意每次取样要用洗净的筷子、小匙，专人专用，专人清洗。取样后迅速封坛，防止泡菜被污染。
(3)在实验过程中，应比较不同时期亚硝酸盐含量的变化及其对泡菜质量的影响。
(4)比色后，如果发现样品液与标准液浓度不吻合，还应在已知浓度范围内，改变浓度梯度，进一步配制标准显色液，重新比色。
三、测定发酵食品中的维生素C的含量
1.维生素C的有关知识
(1)地位：维生素C又称抗坏血酸，是人体不可缺少的一种水溶性维生素。
(2)功能：①促进人体的生长发育。②增强人体对疾病的抵抗能力。③增强肝脏的解毒能力。
④还能维持牙齿、骨骼、血管和肌肉等的正常功能。
(3)缺乏症：坏血病。
(4)来源：必须从食物中摄取。
(5)分布：广泛存在于新鲜的水果和蔬菜中。
2.探究发酵食品中维生素C含量的变化
(1)测定原理
维生素C是一种强还原剂，它能将蓝色的2,6－二氯靛酚溶液还原成无色。
(2)测定过程
待测样品的制备过程→用2,6－二氯靛酚溶液进行测定→结果。
1.完善下图测定维生素C的步骤，并回答下列问题：
结论：(1)不同食物中维生素C含量不同。
(2)同种蔬菜因腌制时间长短不同泡菜中维生素C含量有差异。
2.动物体内的维生素C有哪些来源？
答案(1)来自食物，尤其是蔬菜和水果；(2)利用葡萄糖代谢途径合成。
3.亚硝酸盐对人体的危害主要表现在哪些方面？维生素C可在一定程度上解除亚硝酸盐的危害，你能说出其中的道理吗？
答案亚硝酸盐为强氧化剂，能够把血液中正常携氧的低铁血红蛋白氧化成高铁血红蛋白，从而导致缺氧性中毒症状。与亚硝酸盐相反，维生素C是一种强还原剂，它可解除亚硝酸盐的危害，从而恢复血红蛋白的功能。
归纳提升(1)维生素C的三大作用
①抗毒作用。常用于防治职业中毒，如铅、汞、砷和苯的慢性中毒。
②促进胶原蛋白和粘多糖的合成，维持软骨、牙质和骨的正常细胞间质，促进伤口愈合和降低微血管的通透性及脆性。
③促进抗体生成和增强白细胞对细菌的吞噬能力，增强机体的抵抗力。
(2)测定原理：染料2，6－二氯靛酚的颜色反应表现两种特性，一是取决于其氧化还原状态，氧化态为深蓝色，还原态变为无色；二是受其介质的酸碱度影响，在碱性溶液中呈深蓝色，在酸性介质中呈浅红色。
5.下列关于维生素C的作用及含量测定的相关叙述，不正确的是( )
A.维生素C是一种脂溶性维生素
B.维生素C可促进人体的生长发育，增强人体对疾病的抵抗能力
C.人体缺乏维生素C时会患坏血病
D.可用蓝色的2,6－二氯靛酚溶液滴定法检测蔬菜中维生素C的含量
答案 A
解析维生素C是一种水溶性维生素。
一题多变
(1)在试管中是先加入蓝色的2,6－二氯靛酚溶液还是受检果汁？
答案应先加入蓝色的2,6－二氯靛酚溶液，然后再滴加受检果汁，直到蓝色的2,6－二氯靛酚溶液变成无色为止。
(2)被检果汁最好是无色，请说明理由。
答案由于滴加果汁的量是通过观察2,6－二氯靛酚溶液的颜色变化来确定的，如果果汁有一定的颜色会影响对颜色的观察，所以所用果汁最好是无色的。
1.泡菜制作过程中，乳酸菌进行无氧呼吸是为了( )
A.获取乳酸
B.获取能量
C.氧化分解有机物
D.获取热能
答案 B
2.某人利用乳酸菌制作泡菜，因操作不当泡菜腐烂。下列原因中不正确的是(多选)( )
A.罐口密闭缺氧，抑制了乳酸菌的生长繁殖
B.罐口封闭不严，氧气抑制了乳酸菌的生长繁殖
C.罐口封闭不严，氧气抑制了其他腐生菌的生长繁殖
D.罐口封闭不严，促进了好氧腐生菌的生长繁殖
答案AC
解析乳酸菌是厌氧菌，当发酵过程中，由于密闭不严使氧气进入，会使乳酸菌的生长繁殖受到抑制。同时，由于氧气的进入，使其他好氧菌大量繁殖，导致泡菜腐烂。
3.在测定果蔬中维生素C含量的实验中，维生素C 的作用是( )
A.氧化剂，能将蓝色的2,6－二氯靛酚溶液氧化成无色
B.氧化剂，能将无色的2,6－二氯靛酚溶液氧化成蓝色
C.还原剂，能将无色的2,6－二氯靛酚溶液还原成蓝色
D.还原剂，能将蓝色的2,6－二氯靛酚溶液还原成无色
答案 D
解析维生素C是强还原剂，2,6－二氯靛酚溶液是蓝色的，在维生素C的作用下，其蓝色可以褪去，用此原理可以检测果蔬中维生素C的含量。
4.下列相关叙述错误的是( )
A.维生素C是一种强还原剂
B.维生素C能将蓝色的2,6－二氯靛酚溶液还原成无色
C.维生素C能将无色的2,6－二氯靛酚溶液氧化成蓝色
D.泡菜发酵时间长短不同，维生素C含量有差异
答案 C
解析维生素C是一种强还原剂，可将蓝色的2,6－二氯靛酚溶液还原成无色，据此原理可检测蔬菜腌制过程中维生素C的含量。
5.泡菜是人们日常生活中比较喜欢食用的一种食品，但是泡菜中却含有亚硝酸盐。某研究性学习小组的同学为了探究泡菜在发酵过程中不同食盐浓度和发酵时间对亚硝酸盐含量变化的影响，设计了相关实验进行研究。请回答下面的问题：
(1)制作泡菜的原理是_______________________________________，制作泡菜宜选用新鲜的蔬菜或其他原料，原因是______________________________。
(2)测定亚硝酸盐含量的实验原理是：在__________条件下，亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生__________反应后，与盐酸萘乙二胺结合形成__________色染料。将显色反应后的样品与已知浓度的标准显色液进行目测比较，可以估测出泡菜中亚硝酸盐的含量。
(3)如图是该活动小组记录的三种食盐浓度的泡菜中的亚硝酸盐含量与发酵天数的关系图。
根据此实验结果，你认为制作泡菜比较适合的食盐浓度为__________；原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)泡菜的制作方法不当，很容易造成泡菜变质，甚至发霉变味，试分析可能的原因________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案(1)无氧条件下，乳酸菌将葡萄糖分解成乳酸亚硝酸盐的含量低
(2)弱酸性重氮化玫瑰红
(3)5% 食盐质量分数为5%的泡菜中亚硝酸盐含量变化最快，说明乳酸菌代谢最旺盛，且在发酵11 d后亚硝酸盐含量降到最低值
(4)泡菜坛子密封不严，或取食工具不卫生，或盐的比例过小，都会引起杂菌滋生，导致泡菜变质
解析(1)泡菜制作原理是在无氧条件下，乳酸菌将葡萄糖分解成乳酸；与储存时间较久的蔬菜相比，新鲜蔬菜亚硝酸盐含量较低，故制作泡菜宜选择新鲜蔬菜。
(2)亚硝酸盐含量的测定原理是在弱酸性条件下，亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应
微生物技术与食品发酵 可以说食品生产是世界上最大的工业之一。在工业化国家，食品消费至少占家庭预算的20%~30%。食品业范围很广，有专门的行业和职业，还有全球的食品生产和销售的跨国公司，随着运输业的发展，各种各样的食品可运至世界各地，而保鲜技术的进步，使得人们可品尝到一年四季的季节性产品，事实上，食品业正为社会提供高质量，有益健康的食品，不受季节和原产地的限制。 食品链主要开始于农业生产中的作物种植或动物饲养，终止于消费者对他们的利用。除了蔬菜和水果，大不分食品材料需要某种程度的加工如谷类和肉类，农产品和消费者之间的环节是食品工业，通过他们，相对庞大的，易腐烂的粗制品的农产品，转变成货架上便利而美味的食品和饮料。 充分认识生物技术对满足当今社会对食品需求的潜力，无论对发达或不发达的国家都是非常重要的，食品生物技术包含的内容很广，如提高食品质量，营养，安全性和食品保藏等；它有赖于现代生物知识和技术与食品加工和保险生物工程原理的有机结合。不过单凭生物技术的进步还不能使食品工业发生革命，而经济和消费者接受力，对生屋技术应用和推广也有很大的影响，有时超过技术障碍。 食品和饮料与制药业很不同，他们的产品不停地被消费并受市场调节。许多食品和饮料所投入的研究经费占销售额的不到1%。他们加工容易，加工的方法得不到专利保护。许多食品和饮料是大批量，低价格的，所有对市场的研究与基础研究一样重要。面对市场对食品和饮料需求的日益上升，微生物技术对发酵技术的开发展现出良好的商业前景。 食品和饮料的发酵是通过微生物技术或酶对农产品原料的作用，发生相关的化学反应，使最终产品口味，色泽等发生感官上的改善，产品通常更有营养，更易消化，口味更好，并无病原微生物，无毒害，发酵的食品包括面包，乳酪，泡菜，酱油等。发酵的饮料包括啤酒，葡萄酒，白兰地，威士忌和非酒精饮料如茶，咖啡，可可等。 发展发酵技术的一个重要应用是防止有机物的腐烂。另一个重要应用是使口味平淡的原料发生感官的，物理的和营养方面的变化，改善风味和维生素成分，使某些植物性的原料获得肉类的质地和口感。现代的发酵技术方法，使产品更易受控制，更稳定，而且更能确保产品的安全性。 对大多数的发酵过程，人们往往忽略了微生物所起的作用。最初的工匠们无意识的控制和利用微生物的作用，仅凭经验但也得到稳定的终产品，公元前800年，埃及人和巴比伦人就从大麦和产于欧洲的黑麦制得的酸面团发酵生产酒精饮料。只有到了现代，微生物在发酵中起作用的本质才被认识到，有些发酵只有微生物起作用，另一些是多种微生物共同起作用，过程十分复杂，机理尚未完全认识清楚。这些发酵工业的进一步研究，现代生物技术的进一步应用，食品饮料工业技术必得到突飞猛进的发展。目前，能具体体现发酵技术应用价值的是以下几方面。 1. 酒精饮料 世界范围的酿造业是当前商业中具有最稳定经济效益的行业。提高转化率或产量以获得高额利润是发展和改进技术的动力。 原材料主要包括两种：糖类物质和淀粉物质，后者需要在发酵前水解成单糖。当这些底物与适当的微生物一起酝酿，提供发酵条件，最终会得到一种液体，它含有很多成分，酒精含量从百分之几到百分之几十，由于酸性的pH值可以抑制微生物的生长，使得产品更加稳定和安全，这类酒可以直接饮用。但人们更习惯存放一段时间，使得他们口感更好，进一步蒸馏可提高酒精浓度，得到各种类型的酒。最常用的发酵微生物是酵母菌，这种微生物可以吸收和利用单糖，如葡萄糖和果糖，将他们代谢成乙醇，可以使乙醇达到高浓度，这里简单介绍葡萄酒，它是世界范围生物技术酿酒工业的主要代表。 葡萄酒大多数销售的葡萄酒是由葡萄品种Vitisvinifera发酵的产品，这种葡萄的种植已推广到全世界，土质对葡萄酒的质量有着重要的影响。
分子生物学基础和技术教学大纲 （适用于医学检验和医学相关专业） 课程性质与目的 分子生物学是医学领域发展最快的学科之一，日新月异的技术使它逐渐成为医学发展的重要支柱。随着本世纪初人类基因组计划的完成，医学发展进入了一个全新的时代。疾病基因的不断发现和克隆，使人们对疾病的认识也不断深入，而这些重大的医学进步离不开技术上的更新和发展，生物芯片技术、基因测序技术、毛细管电泳技术等，每一次技术的进步都为分子生物学的发展提供了有力的保障。 分子生物学技术是一门重要的基础和应用课程，教学方式目前主要以理论课程为主，分基础理论和基础技术两个部分，重点讲述分子生物学检验技术的基础理论和基础知识，并引入近年发展的新理论、新技术，使学生了解和学习最新进展和相关内容。同时分子生物学技术最主要的作用是作为研究医学的一种媒介和工具，具有很强的实践性，其基本知识和理论来源于科学实验，因此现在现针对本科学生开展了分子生物学实验课程，实验教学是强化理论课的重要方式，是培养医学生实验科学概念和实验技能的重要途径，通过综合性的实验可以强化学生对理论的深入理解和实际运用，可以更全面直观的分析理论知识。更重要的是，实验教学是培养学生综合分析和解决问题的能力以及科学创新能力的重要方式。 本课程的目的是通过分子生物学重要技术的学习，使学生掌握一门可运用于医学研究的技术和工具，了解医学发展的最新进展和前沿技术，通过理论与实践的结合将分子生物学融入医学研究的各方面，分析疾病基因、从分子水平分析疾病发生的原因、跟踪疾病发展过程、检测感染人类的病原生物以及未来根据个体化治疗奠定理论和技术基础。 课程的设置与要求 本课程是在学生系统学习了前期课程的基础上由检验系临床化学教研室负责开设的， 与本课程相关的基础课程有生物化学和生化技术等。本课程分为理论课程和实验课程两部分。理论课主要包括基础理论和基本技术，基础理论主要讲授基因和基因组、原核生物和真核生物基因组、人类基因组计划、蛋白质组学、肿瘤分子生物学等；基本技术包括了核酸提取、DNA重组技术、核酸干扰技术、核酸分子杂交、聚合酶链反应、DNA芯片等。实
1 什么是食品生物技术？ 食品生物技术（food biotechnology）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。它包括了食品发酵和酿造等最古老的生物技术加工过程，也包括了应用现代生物技术来改良食品原料的加工品质的基因、生产高质量的农产品、制造食品添加剂、植物和动物细胞的培养以及与食品加工和制造相关的其他生物技术，如酶工程、蛋白质工程和酶分子的进化工程等。 2 你对食品生物技术在食品工业发展的地位是什么态度？ 3 食品生物技术主要包含哪些内容？（参考1） 4 基因工程技术对未来新食品有什么作用？ 5 什么是基因工程？ 基因工程是指将一种或多种生物体的基因与载体在体外进行剪接重组，然后转入另一种生物体内，是指按照人们的意愿表达出新的性状。 6 基因工程的操作步骤。 ①从供体细胞中分离出基因组DNA，用限制性核酸内切酶分别将外源DNA和载体分子切开（简称切） ②用DNA连接酶将含有外源基因的DNA片段接到载体分子上，构成DNA重组分子（简称接） ③借助细胞转化手段将DNA重组分子导入受体细胞中（简称转） ④短时间培养转化细胞，以扩增DNA重组分子或将其整合到受体细胞的基因组中（简称增） ⑤筛选和鉴定经转化处理的细胞，获得外源基因高效稳定表达的基因工程菌或细胞（简称检） 7 理想的基因工程载体应该具备的特征？ 1)具有对受体细胞的可转移性或亲和性，以提高载体导入受体细胞的效率。 2)具有与特定受体细胞相适应的复制位点或整合位点，实德外援基因在受体细胞中稳定遗 传。 3)具有多种单一的核酸内切酶识别切割位点，有利于外源基因的剪切插入。 4)具有合适的选择性标记，便于重组DNA分子的检测。 8 举例说明质粒载体的特点作用？ 特点：自主复制性、可扩增性、可转移性、不相容性。（野生型质粒的基本特点） 根据载体的功能和用途可以分为以下几类：克隆质粒、测序质粒、整合质粒、穿梭质粒、探针质粒、表达质粒。 9 什么是报告基因？常用的报告基因有哪些？ 报告基因(reporter gene)是一种编码可易于鉴定的蛋白质或酶的基因，可用于标定目的基因的表达调控，并筛选得到转化成功的生物个体，通常称为转化体。目前常用的报告基因有氯霉素乙酰转移酶基因(cat)、荧光素酶基因(luc)、β-葡萄糖苷酸酶基因(gus)、分泌型碱性磷酸酶基因(seap)、绿色荧光蛋白基因(gfp)等。 10 什么是基因探针？常用的制备基因探针的方法有哪些？ 带有可检测标记(如同位素、生物素或荧光染料等)的一小段已知序列的寡聚核苷酸。可通过分子杂交探测与其序列互补的基因是否存在。 探针的获取有下列多种方法：①目的基因的同源序列②cDNA③人工合成 11 简述反应基因技术的基本概念，原理与特点？ 12 什么是细胞工程？简述其基本原理与技术？ 定义：应用细胞生物学和分子生物学的方法，通过类似于工程学的步骤在细胞整体水平
姓名： ** 班级： *** 学号： *** 指导老师： *** 完成日期：2012****
生物技术在食品中的应用 ******（***） [摘要] 目前，生物技术在食品工业中的作用表现在4个方面：一是食品原料和微生物的改良，提高食品营养价值及加工性能；二是生产各种功能食品有效成分、新型食品和食品添加剂；三是可直接应用于食品生产过程中物质的转化；四是工业化生产预定的食品或食品的功能成分。此外，在食品生产相关领域，如食品包装、食品检测等方面，生物技术也得到越来越广泛的应用。随着现代生物技术的迅猛发展，生物技术在食品工业中的应用也日益广泛和深入。它的发展对于解决现存的食物资源短缺问题、丰富食品种类、满足不同消费需求，开发新型功能性食品等均有突出贡献。现以基因工程和酶工程为主要内容，分析生物技术在食品工业中的应用。 [关键词] 生物技术基因工程酶工程食品工业应用 [正文] 现代生物技术在食品中及食品加工制造上的应用，涉及基因工程、细胞工程、发酵工程、酶工程以及现代分子检测技术。其中基因工程技术为核心技术，它能带动其他技术的发展。 基因工程技术是指将外源的核酸分子（目的基因）导入到原来没有这类基因的宿主生物体内，并能持续稳定的繁殖，从而使宿主生物产生新的性状。基因工程的基本程序：①获取所需的目的基因；②把目的基因与选好的载体（如小型环状DNA分子）连接在一起，即重组；③把重组载体转入宿主细胞；④对重组分子进行选择；⑤表达成蛋白，采用合适条件，获得高表达的产品。 自1973年美国斯坦福大学和旧金山大学Coken和Boyer两位科学家成功地实现了DNA分子重组实验，揭开了基因工程发展的序幕，人类有能力按照自己的意愿去操作不同的基因，再接着1982年抗卡那霉素向日葵、1997年克隆羊多莉的诞生...基因工程的兴起和发展，使得转基因生物技术为食品行业的发展注入了新的动力，直接加快了对粮食产量的提高和食品营养的改善，解决了了发展中国家人民的温饱问题。 目前，基因工程在食品工业中的应用主要包括改良食品加工的原料、改良食品微生物菌种性能、应用于食品酶制剂的生产、改良食品加工工艺以及保健食品等。其中，改良食品加工的原料可分为改良动物性食品源和改良植物性食品源。例如为了提高奶牛的产奶量但又不影响奶的质量，可采用基因工程技术生产的牛生长激素BST注射到母牛上，便可达到提高母牛产奶的目的。为了提高猪的瘦肉含量或降低猪脂肪含量，则采用基因重组的猪生长激素，注射至猪上，便可使猪
食品生物技术概论 实验指导 北京师范大学珠海分校 二零一一年九月
目录 实验一果酒的酿造及感官评价 实验二蛋糕的制作与品质鉴定 实验三果酱（苹果酱）的制作 实验四碳酸茶饮料的制作 实验五辣椒味口香糖的制作 实验六肉铺的加工 实验七低脂雪糕的制作 实验八纳豆的制作
实验一果酒的酿造及感官评价 一、实验目的 学习并掌握酸果酒的酿造的基本原理和方法。 二、实验原理 酵母分为天然酵母和人工培养酵母两种。天然酵母即野生酵母，常附着在果皮上。果汁在酵母菌作用下将中的葡萄糖发酵生成酒精并且产生二氧化碳。当前发酵结束后，对果酒进行过滤，控制温度，进行后发酵，可进一步提高酒的品质和口味。 为了保证酵母菌发酵纯正，防止或抑制其它杂菌的活动，必需对果汁进行二氧化硫处理。二氧化硫可以抑制大部份杂菌的活动，但不影响正常酵母的活动，它具有对果酒汁进行杀菌，澄清，抗氧化，溶解和增酸的作用。 三、材料和设备 瓷盘、500ml三角瓶（每组3）、1ml吸管、角勺、玻棒、台秤、糖度计、吸球、2层纱布、试纸（pH3.5）、天平、100ml烧杯、100ml量筒、水浴锅等 鲜葡萄、猕猴桃、果酒活性干酵母、蔗糖、亚硫酸 四、实验内容 1、选料：葡萄（选择充分成熟、色泽鲜艳、无病和无霉烂的果实为原料，去掉杂质并冲洗干净表面的泥土。） 2、破碎： 葡萄：去除梗，清水洗涤，凉干。挤破果实，每个处理1瓶，每瓶装0.5斤葡萄，测糖度，测pH值。 3、调糖；先测定果浆的含糖量，按生成1％酒精需要1.7％糖的比例进行调糖，添加能产生约10％酒精的蔗糖，搅拌溶解。 4、二氧化硫和果胶酶处理：二氧化硫的添加常在破碎时或果汁入罐发酵前一次加入，
《生物实用技术》教学大纲 一、说明 （一）《生物实用技术》的课程性质： 生物学实用技术是一门综合性、技术性、实用性和应用性都较强的实践课程。侧重生物学的基础学科技术及其在教学、科研及实践中应用。在本课程中，重点介绍生物基础学科技术，如生物学上常用仪器的使用、标本制作、组织培养技术、食用菌技术等，也介绍基因工程、发酵工程、酶工程等现代生物技术。在这门实践课程中，注重学生的实际动手能力、科研能力和创造能力的培养和素质的提高。 （二）教材及授课对象： 教材: 高贵珍等著. 生物实用技术.内蒙古出版社. 授课对象：生物技术、生物科学 （三）《生物实用技术》的课程目标（教学目标）： 培养学生的实际动手能力、科研能力和创造能力。要求学生掌握各种生物基本技术操作及技能，重视理论联系实践；生物学实用技术综合性较强，涉及面广、实践性强，除生物学知识外，还涉及化学、物理等多门学科的理论和方法，需要采取科学正确的方法才能学好。要敢于创新，不断进步。 （四）《生物实用技术》课程授课计划（包括学时分配）：
（五）教学建议： 由于这门课程实践操作性强，建议教学紧紧结合实际实验和多媒体课件进行讲授，并到实践中观察和动手体验。 （六）考核要求： 采用期末考核与平时成绩相结合的方式进行考核。期未考试占70%。平时成绩占30% 二、正文 第一章生物学常用仪器及使用 主要教学目标： 要求学生了解和掌握常用生物学仪器的原理、使用、方法及注意事项；对于生物学上常用的仪器及方法要熟悉，如：一些重要显微镜技术、电泳技术、离心技术等。 教学方法及教学手段： 采取多媒体课件图片和到实验室参观一些主要仪器，加强实际动手能力。 教学重点及难点： 一些生物学仪器的原理、使用方法及注意事项 第一节生物显微镜 一、普通光学显微镜 二、相差显微镜 三、暗视野显微镜 四、荧光显微镜 五、电子显微镜 第二节其他常用仪器的使用与保养
生物技术与食品安全之间的关系 摘 要 生物技术是一把双刃剑，给人们带来有利的一面，也有不利的一面。俗话说：“民以食为天”，人类的生活离不开食物，所以食品安全一直是人类重视的问题。生物技术是食品安全的强有力基础和支撑，是解决人类生存和发展问题的有力武器。同时，生物技术又使食品安全领域持续不断地潜在着较大的风险。食品安全是生物技术的目标和方向，是人类社会提高整体生活质量的核心要素，科学的食品质量管理体系是解生物技术带来食品安全风险的重要保障。 1我国食品安全的现状 1974年11月，联合国粮农组织在世界粮食大会上通过了《世界粮食安全国际约定》，从食品数量满足人们基本需要的角度，第一次提出了“食品安全”的概念。经过近30年的发展，目前，“食品安全”，的含义包括了几个大的方面：从数量的角度，要求人们既能买得到、又买得起需要的基本食品；从质量的角度，要求食品的营养全面、结构合理、卫生健康；从发展的角度，要求食品的获取注重生态环境的保护和资源利用的可持续性。由此看来，食品安全问题是一个系统工程，需要全社会各方面积极参与才能得到全面解决。特别是经过了突如其来的非典风波之后，加强食品卫生管理，提高食品安全质量，更是成为公众、政府和全社会共同关注的焦点问题。我国人口的持续增长将要达到高峰期，预计达到16亿人口，粮食等食品安全将进入一个重要的历史时期，随着人民生活水平的提高，肉蛋奶和水产品的消费不断增加，粮食作为饲料的比重将越来越大，人均粮食占有量的标准应有所提高。（由于我国统计中没有饲料作物，这里的“粮食”实际上包括口粮、饲料粮和其它工业原料用粮等）。 1.1.食品质量安全
食品的质量安全已经成为全球的焦点之一。从有关部门不定期对食品质量抽查的情况看，当前，我国常见的食品质量问题主要是三个方面：一是卫生指标超标，菌落总数、大肠杆菌群等严重超出国家强制性标准，个别的甚至超过国家标准许多倍；二是超量使用食品添加剂或使用已经明令禁止的食品添加剂，例如苯甲酸、山梨酸含量超标，违规使用已经禁用的人工合成色素、“瘦肉精”、“吊白块”等；三是食品包装、标签等不规范，虚假标签、以次充好等人为“造假”现象较多。 1.2．食品资源安全 食品资源安全受到广泛关注。食品资源主要包括两大类，一类是为食品的生产提供“基础载体”的资源，比如耕地资源、水域资源、草地资源、森林资源等，国家已经通过实施“最严格的土地保护政策”和加强耕地质量建设，保护耕地资源；通过治理水污染、大力发展海洋健康食品和水产养殖业，保护和开发水域资源等。另一类是为食品提供多样性的物种资源，我国是世界上物种十分丰富的国家之一，约有种子植物 3万种、脊椎动物4千种、无脊椎动物20多万种、昆虫15万种，还有成千上万种苔藓、蕨类和微生物物种等。对食品资源的保护、和科学开发，已经成为可持续发展战略的重要内容。 1.3．食品工业发展 食品工业取得长足进展。由于国家加强宏观调控、推动农业产业化发展，和人民生活水平提高、食品消费结构的改善等原因，我国食品工业快速发展。 2003年全国规模以上食品工业企业达到19395家；完成工业总产值12913.54亿元，按照可比价格计算，比2002年同期增长19.67%；实现产品销售收入12329.50亿元，同比增长20.64%；实现利税总额2267.52亿元，同比增长18.24%，其中实现利润698.04亿元，同比增长32.47%。2003年我国食品进出口总值330.53亿美元，比上年同期增长33.40%，其中出口金额187.59亿美元，进口金额142.94亿美元，分别比上年增长20.93%和54.28%，实现贸易顺差44.65亿美元。 2 科学的食品质量管理体系是解决生物技术带来食品安全风险的重要保障
生物工程工厂设计概论（考试题） 一、名字解释 柱网：柱子的纵向和横向定位轴线垂直相交，在平面上排列所构成的网格线，称为柱网 柱距：柱距是由横向定位轴线间的尺寸表示的 跨度：跨度是由纵向定位轴线间的尺寸表示的，跨度在18m和18m以下时，应采用3m的倍数，跨度在18m以上时，应采用6m的倍数。设备布置图：设备布置图是用来表示设备与建筑物、设备与设备之间的相对位置，并能直接指导设备的安装的重要技术文件。 相对标高：相对标高是把室内首层地面高度为相对标高的零点，用于建筑物施工图的标高标注。 GMP：药品生产管理规范，是药品生产质量管理的基本准则，适用于药品制剂生产的全过程和原料药生产中影响成品质量的关键工序。公称直径：管子的公称直径是指管子的名义直径，即不是管子内径，也不是它的外径，而是与管子的外径相近又小于外径的一个数值。公称压力：通称压力，一般应大于或等于实际工作的最大压力。 清洁生产：是实现可持续发展战略的需要，它彻底改变了过去被动的、滞后的污染控制手段，从根本上扬弃了末端治理的弊端，强调在污染产生之前就予以削减，即在产品及其生产过程并在服务中减少污染物的产生和对环境的不利影响。 二、填空题 1、生物工程工厂生产车间一般由、、等部分组成。 2、厂房的框架结构是由和组成。 3、生物制药的车间布置设计必须达到对洁净厂房的要求。
4、空气洁净的含义，其一是指，其二是指。 5、生物工程工厂建筑物按厂房的层数分类，可分为，和厂房三类，主要由生产工艺特点和工艺设备布置要求所决定。 6、生物工程工厂厂房外形一般有、、、和型等数种。 7、生物工程工厂常用的管材有、、、。 8、管道布置设计的主要依据是带控制点的、、、等。 9、按锅炉燃用的燃料可分为：、和。 三、简答题 1、车间布置设计的任务 （1）确定车间火灾危险类别、爆炸和火灾危险性场所等级、GMP洁净度等级、卫生等级等 （2）确定车间的结型式及主要尺寸，并对生产区、辅助区、行政生活区位置进行布局； （3）确定车间所有设备在车间建筑平面和空间的相对位置。 2、车间布置设计的内容 （1）厂房整体布置和轮廓设计 厂房边墙的轮廓、车间建筑的轮廓、跨度、柱距等；门窗楼梯的位置；吊装孔、预留孔、地坑等位置尺寸；标高 （2）设备的排列和布置 设备外形的几何轮廓；设备的定位尺寸；操作台位置及标高
浅谈对发酵工程专业的认识 当今世界是一个快速发展的时代，众所周知，科学技术的进步是经济发展的重要指标。而生物科技是其中的一个重要组成部分。通过微生物的发酵工程构成了生物科技的核心。所谓发酵工程，是以微生物通过上游（分子改造，代谢工程等）、中游（发酵优化，智能控制等）、下游（分离纯化，清洁生产等）各种生物学操作，以得到人们所需要的一系列产品（细胞，代谢产物）的综合性科学。从生物发酵工程角度来说，这一专业的发展与经济全球化存在着相辅相成的关系。即经济的快速发展，推动了发酵工程专业的交流和创新，提供了发酵工程进一步前进的良好平台。发酵工程的应用领域非常广泛，包括农业、工业、医学、药物学、能源、环保、冶金、化工原料、动植物、净化等。它必将对人类社会的政治、经济、军事和生活等方面产生巨大的影响，为世界面临的资源、环境和人类健康等问题的解决提供美好的前景。 1. 发酵工程简介 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。发酵工程的内容包括菌种的选育、培养基的配制、灭菌、扩大培养和接种、发酵过程和产品的分离提纯等方面。发酵不仅仅体现在食品领域，还存在于医药品、化妆品、能源、环境等领域。因此，发酵对于我们生活的方方面面都有着重要的影响，有光明的应用前景。 对于发酵工程而言，是指利用微生物的生长繁殖和代谢活动来大量生产人们所需要的产品过程的理论和工程技术体系，是生物工程与生物技术科学的重要组成部分。发酵工程也称微生物工程，该技术体系主要包括菌种选育和保藏、菌种的扩大生产、微生物代谢产物的发酵生产和分离纯化制备。进一步可以分为上游、中游和下游。 现代发酵工程的发展，是生物科学与数学、物理学、化学等科学之间相互交叉、渗透和相互促进的结果。发酵工程与有关科学的高度的双向渗透和综合，也已经成为当代生物科学的一个显著特点和发展趋势。 2. 上游领域(分子改造，代谢工程等) 发酵工程的上游领域是整个发酵过程的基础，随着近年来分子生物学的蓬勃发展，系统代谢工程定向改造目的产品生产菌株已经成为发酵领域的发展趋势。因此，上游领域主要集中在分子改造和代谢工程等相关方面。
《现代生物技术导论》课程教学大纲 课程名称：现代生物技术导论 课程类型:专业选修课 总学时：36 讲课学时：36 学分：2 适用对象: 园艺专业 先修课程：生物化学、分子生物学、微生物学、细胞生物学等。 一、课程性质、目的和任务 本课程是园艺专业学生的专业选修课程。本课程通过向学生传授基因工程、细胞工程、发酵工程、蛋白质工程等原理、研究方法，使学生了解现代生物技术与传统生物技术的区别及现代生物技术的发展趋向，让学生初步掌握生物技术在医药卫生、能源、环境、食品及工农业领域的科学应用。注意抓住重要的生物技术，尤其是和医学、农学紧密联系的学科内容，开拓学生的思路。在课堂讲授时积极引导学生在方法上改进的思考，培养学生理论和实际相结合的思维。 二、教学基本要求 通过系统地讲授基因工程、细胞工程、发酵工程、蛋白质工程等原理、研究方法，使学生了解现代生物技术与传统生物技术的区别及现代生物技术的发展趋向，让学生初步掌握生物技术在医药卫生、能源、环境、食品及工农业领域的科学应用。
四、重点难点 第一章绪论（2学时） 重点、难点：生物技术的含义 第二章基因工程（6学时） 重点：基因工程原理、步骤；难点：基因工程操作的技术要点。 第三章细胞工程（4学时） 重点：细胞工程原理；植物细胞工程。 第四章发酵工程（6学时） 重点：发酵工程技术的过程及阶段性特点；难点:发酵过程的优化与控制。 第五章生化工程（6学时） 重点：酶工程原理；酶的特性；蛋白质工程原理及方法。难点：酶反应器；蛋白质结构与功能。 第六章生物芯片（2学时） 重点：生物芯片技术的内含；基因芯片与蛋白质芯片的差异。难点：生物芯片技术的技术要点；生物信息学。 第七章人类基因组计划（2学时） 重点：人类基因组计划的内含；难点：蛋白质组学。 第八章现代生物技术与安全（3学时） 重点、难点：生物技术安全的含义； 第九章现代生物技术规则与生物伦理道德（3学时） 重点：现代生物技术一般规则；难点：生物技术的伦理问题。
发酵食品工艺学课程教学大纲 课程名称：发酵食品工艺学（Fermented Food Technology） 课程编号：FFT205 课程类别：专业课程课程性质：选修 总学时：44，其中（理论学时,20 ；实践学时：24 ）学分：2 适用专业：食品科学与工程责任单位：生物食品学院 先修课程： 一、课程性质、目的 发酵食品工艺学是以食品微生物学、食品发酵基础为支撑，利用微生物细胞的特定性状，通过现代化工程技术，生产食品、保健品或添加剂的一门科学技术。它不但是支撑现代食品工业的重要技术，同时也是生物技术产业化的重要手段。为此，食品科学与工程专业开设《发酵食品工艺学》课程，该课程为食品科学与工程专业的专业必修课之一。《发酵食品工艺学》以发酵和酿造食品的工业化生产为主，注重现代生物技术在该领域的应用，对各类产品的发酵、酿造技术和食品工业废弃物的生物学处理进行了论述，为学生从事该领域的生产和科学研究提供必要的基础知识。通过本课程的学习，使学生们熟悉食品发酵与酿造的生产的一般过程，掌握发酵与酿造食品，如酒精发酵与酿酒、氨基酸与有机酸发酵、发酵豆制品、酶制剂等生产的基本理论和技术，了解食品发酵与酿造工业的发展状况及新技术、新设备的应用情况。 二、课程主要知识点及基本要求 第一章绪论 一、发酵食品的概念二、发酵食品的种类三、发酵食品的特点四、发酵食品的发展历史 教学目的与要求：了解发酵食品的概念、种类、特点及发展历史。明确学习这门课程的目的和任务。 重点：发酵、发酵食品的概念 第二章发酵食品与微生物 第一节发酵食品与细菌 一、乳酸菌二、醋酸菌三、枯草杆菌四、棒杆菌 第二节发酵食品与酵母 一、酵母的繁殖方式二、酵母的糖代谢三、常见的酵母种类 第三节发酵食品与霉菌 教学目的与要求：了解食品发酵过程中的主要微生物的形态、特征及生理特性，掌握发酵食品中常见微生物的判别方法和用途，生产出优质发酵食品。 重点：发酵食品常用微生物的形态、特征及生理特性。
《农业生物技术》课程教学大纲 一、课程基本信息 课程代码： 课程名称：农业生物技术 英文名称：Agricultural Biotechnology 课程类别：专业必修课 学时：45 学分：2 适用对象: 农学和生物技术专业学生 考核方式：（考试，课程论文，平时成绩各占70％，20％，10％） 先修课程：植物学、生物学、生物化学、分子生物学、普通遗传学、分子遗传学 二、课程简介 “生物技术概论”是农科类的专业选修课，先修课程主要有“英语、专业英语、植物学、生物学、生物化学、分子生物学、普通遗传学、分子遗传学”等。本学科综合上述学科的理论基础、方法和技术，通过讲述“现代事物技术的概念和发展简史”、“生物工程各项技术”、“基因克隆、转化、调空及其表达”、以及在“农业、环境、健康和能源”方面的应用，旨在使学生通过本课程的学习了解现代事物技术的基础知识和国内外生物技术各领域发展的来龙去脉、研究现状、发展方向和在国民经济中的应用，为今后开展生物技术相关研究和学习提供基础。 Biotechnology is a rapidly-developing 21st century technology and interdisciplinary science that has already made an impact on commercial and non-commercial aspects of human life, such as stem cell research, cloning, pharmaceuticals, food and agriculture, bioenergetics, and information technology. This course, appropriate for novices in the biology fields and also for engineering and genetic students, covers all of the fundamental principles of these modern topics. In addition to the comprehensive coverage of the standard topics, such as cell growth and development, genetic principles (mapping, DNA, etc), protein structure, plant and animal cell cultures, and applications, the course includes up-to-date discussions of modern topics, ., medical advances, quality control, stem cell technology, genetic manipulation, patents, bioethics. 三、课程性质与教学目的 当今世界，各国综合国力竞争，实际上是现代科学技术的竞争，现代生物技术被世界各国视为一种高新技术。生物技术在解决人类所面临的诸如食品短缺、健康问题、环境问题及资源问题具有重要意义，对国计民生将产生重大的影响，尤其是随着人类基因组计划的实施，生物技术在农业上的应用正不断发展，因此让高等院校学生了解现代事物技术的基础知识和国内外生物技术各领域发展的来龙去脉、研究现状、发展方向和相应对策，对拓展知识面、提高现代科技素质具有重要意义 四、教学内容及要求
◆ 生物技术的确切定义: 人们运用现代生物科学，工程学和其他基础学科的知识，按照预先的设计，对生物进行控制和改造或模拟生物及其功能，用来发展商业性加工，产品生产和社会服务的新技术领域。 ◆ 生物技术的构成 ◆ 生物技术各构成成分之间的关系 现代生物技术的核心是基因工程，而现代生物技术的基础和归宿则是发酵工程和酶工程，否则就不能获得产品和经济效益，也就体现不了基因工程和细胞工程的优越性。 基因工程的定义： ▼ 是指按照人们的意愿和设计方案， ▼ 以分子生物学，分子遗传学，生物化学和微生物学为理论基础， ▼ 通过将一种生物细胞的基因分离出来或人工合成新的基因， 在体外进行酶切和连接并插入载体分子构成遗传物质的新组合， ▼ 导入到自身细胞或另一种细胞中进行复制和表达等实验手段， ▼ 有目的的实现动物，植物和微生物等物种之间的DNA 重组和转移， 使现有物种在短时间内趋于完善或创造出新的生物特性。 发酵工程的定义 : 基因工程 细胞工程 发酵工程 酶工程 蛋白质工程
利用微生物的某种特性，通过现代化工程技术手段进行工业规模生产的技术. 包括: ①传统发酵（有时称酿造）， ②近代的发酵工业如酒精，如乳酸，丙酮-丁醇等 ③目前新兴的如抗生素，有机酸，氨基酸，酶制剂， 核苷酸，生理活性物质，单细胞蛋白等的发酵生产 酶工程的定义 : 酶工程是利用酶所特有的生物催化性能，将酶学理论与化工技术结合而成的一门生物技术。也就是利用离体酶或者直接利用微生物细胞，动植物细胞，细胞器的特定功能，借助于工程学手段来生产酶制剂并应用于相关行业的一门科学。 细胞工程的定义 : 是利用细胞生物学和分子生物学技术，通过类似于工程学的步骤，在细胞整体水平或细胞器水平上，按照人们的意愿改变细胞内的遗传物质已获得新型生物或特定细胞产品的一门综合性科学技术。 蛋白质工程的定义 : 蛋白质结构和功能的研究为基础，运用遗传工程的方法，借助计算机信息处理技术的支持，从改变或合成基因入手，定向地改造天然蛋白质或设计全新的人工蛋白质使之具有特定的结构、性质和功能，能更好地为人类服务的一种生物技术。 生物技术：农业生物技术、医药生物技术、食品生物技术、海洋生物
《分子生物学》教学大纲 总学时：90学时，讲授：72学时，实习：18学时 适用专业：生物技术及应用专业 一、课程的性质及任务 《分子生物学》是我院应用生物技术专业一门重要的专业必修课。分子生物学是一门近年来发展迅速并且在生命科学领域里应用越来越广泛、影响越来越深远的一个学科。从学科角度来讲，分子生物学函盖面非常广，与生物化学和细胞生物学等生命科学主干课程有一些交叉。为了避免重复，本课程主要从生物大分子的水平来阐述遗传信息的传递（DNA复制和突变修复等），及基因表达（DNA 到RNA到蛋白质）这两个重要的生命过程；将突出生物大分子结构与功能的关系及其如何操作这两个重要的生命过程。通过与实践教学相结合，系统地介绍与基因克隆相关的DNA技术，使学生们掌握一些基本的分子生物学技术。 二、课程的基本要求 设置本课程目的是让学生比较全面、系统地学习分子生物学基本理论、基础知识和基本操作技术，了解和认识分子生物学研究及发展方向，为今后进一步学习和从事本专业相关工作奠定基础。教学上要求：1.授课内容逻辑清晰、主次分明；2.语言简明、易懂、生动；3.幻灯等多媒体制作精细；4.讲课态度认真、负责，让学生听明白，领会。教学方法：多媒体教学，多途径考核（平时小考、作业、课堂讨论和期末考试等结合）。 三、教学内容 第一章绪论 目的要求：了解和学习分子生物学概况，为进一步学习本课程后续内容做铺垫。重点、难点：分子生物学的研究内容、分子生物学发展前景。 教学内容：分子生物学发展简史、人类基因组计划简介、分子生物学的研究内容、分子生物学发展前景。
第二章分子生物学技术 目的要求：介绍核酸的提取和纯化、凝胶电泳技术、PCR技术、核酸分子杂交技术等。 重点、难点：核酸的提取和纯化、凝胶电泳技术、PCR技术、核酸分子杂交技术、蛋白质分析技术。 教学内容：核酸的提取和纯化、凝胶电泳技术、DNA序列测定、PCR技术、核酸分子杂交技术、蛋白质分析技术、基因克隆技术。 第三章 DNA的结构与性质 目的要求：介绍核酸的一些基本性质，为了解遗传信息遗传、基因表达与调控和掌握DNA技术做铺垫。 重点、难点：DNA结构、DNA的光谱和热性质、RNA结构、基因组的复杂性、DNA 超螺旋。 教学内容：DNA结构、DNA的化学和物理性质、DNA的光谱和热性质、染色体、RNA结构、DNA 超螺旋。 第四章 DNA复制 目的要求：使学生掌握DNA复制的基本概念和机制，为学生理解和掌握DNA技术打下基础 重点、难点：DNA聚合酶、细菌DNA复制、真核DNA复制、DNA复制的调控。 教学内容：DNA复制概览、细菌DNA复制、真核DNA复制、DNA复制的调控。 第五章 DNA损伤与修复 目的要求：使学生了解和掌握DNA损伤的原因、类型和修复机制。 重点、难点：DNA损伤、DNA修复。 教学内容：DNA突变、DNA损伤、DNA修复、基因重组 第六章 RNA的转录与加工 目的要求：使学生掌握转录的基本概念、真核转录的三种主要RNA聚合酶和原核转录的主要参与者（RNA聚合酶和启动子）以及原核转录的过程（起始、延伸和终止），使学生了解不同前体RNA的加工机制。 重点、难点：真核转录的三种RNA聚合酶基本特征和功能、大肠杆菌RNA聚合酶、大肠杆菌s70启动子，原核转录的起始、延伸和终止、真核转录后的加工机制、选择性剪切。
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
基因工程 1. 基因工程的DNA聚合酶有几类主要有哪些活性 （1）依赖于DNA的DNA聚合酶：大肠杆菌DNA聚合酶Ⅰ（全酶）；大肠杆菌DNA聚合酶Ⅰ大片段（Klenow片段）、耐热的DNA聚合酶（Taq DNA聚合酶）等。 大肠杆菌DNA聚合酶Ⅰ（全酶）具有三种活性：①5’→3’DNA聚合酶活性，以单链DNA为模板，以带3’自由羟基的DNA片段为引物；②5’→3’外切核酸酶活性，从5’端既降解双链DNA，也降解RNA-DNA杂交体中的RNA链（RNA酶H活性）；③3’→5’外切核酸酶活性，底物为带3’自由羟基的双链DNA或单链DNA。主要用于：①以切刻平移法标记DNA；②对DNA 分子的3’突出尾进行末端标记。 大肠杆菌DNA聚合酶Ⅰ大片段（Klenow片段）5’→3’DNA聚合酶活性，以单链DNA为模板，以带3’自由羟基的DNA片段为引物。3’→5’外切核酸酶活性，底物为带3’自由羟基的双链DNA或单链DNA。 Taq DNA聚合酶具有一种活性：5’→3’DNA聚合酶活性，以单链DNA为模板，以带3’自由羟基的DNA片段为引物。 主要用于：①对DNA进行测序；②通过聚合酶链式反应对DNA分子的特定序列进行体外扩增。 （2）依赖于RNA的DNA聚合酶（即逆转录酶）: 优先以RNA为模板，也可以DNA为模板。逆转录酶能以RNA为模板催化合成双链DNA。 : 逆转录酶（依赖于RNA的DNA聚合酶）具有两种活性：①5’→3’DNA聚合酶活性，以RNA 或者DNA为模板，以带3’自由羟基的RNA或DNA片段为引物;②RNA酶H活性，即5’→3’外切核糖核酸酶活性，特异地降解RNA-DNA杂交体中的RNA。 逆转录酶无3’→5’外切核酸酶活性，即无校对功能，其催化的聚合反应容易出错。 (3)末端脱氧核苷酸转移酶（简称末端转移酶）:不以DNA或RNA为模板，只是将核苷酸加到已有DNA分子的末端。 末端脱氧核苷酸转移酶（末端转移酶）具有一种活性：即末端转移酶活性，在二价阳离子存在下，其催化dNTP加于DNA分子的3’-羟基端。主要用于：①给载体DNA或cDNA加上互补的同聚尾; ②以32P标记的一种dNTP或一种rNTP来标记DNA片段的3’端。 2. 基因工程的大肠杆菌载体有哪些，各有什么特点 3. 琼脂糖凝胶电泳的原理有什么特点 、 基本原理：在生理条件下，核酸分子之间糖－磷酸骨架中的磷酸基团呈离子化状态。当核酸分子被放置在电场中时，它们会向正电极方向迁移。由于糖－磷酸骨架在结构上的重复性质，相同数量双链DNA几乎具有等量的净电荷，因此，它们能以同样的速度向正电极方向移动，即电泳的迁移率，取决于核酸分子自身的大小和构型。 特点：（1）琼脂糖是一种线性多糖聚合物，当其加热到沸点冷却凝固会形成良好的电泳介质，其密度由琼脂糖的浓度决定；（2）经过化学修饰的低熔点（LMP）的琼脂糖，在结构上比较脆弱，低温下熔化，可用于DNA片段的制备电泳。LMP可不经过电洗脱或破碎凝胶，用来回收DNA分子；（3）无毒，凝胶过程中不需要催化剂、加速剂，不会发生自由基聚合；（4）分辨率: ～50kb。
生物技术与食品安全 记得曾经见到过这么一个说法：生物技术是继工业革命、信息革命后的第三次技术革命。无论这句话的接受程度如何，但不可否认的是，生物技术的发展应用已经渗透到农业生产，食品安全，能源获取，环境保护，军事安全等诸多领域。可以肯定的一点是，生物技术的时代已经来临，我们的生活在不断地被影响着。 对于普通民众来说，由于人类生产力的发展，环境污染、疾病暴发等问题接踵而至，食品安全可以说是大众生活中最重要的一部分了，同时，食品安全问题也正成为世界关注的焦点所在。就课堂上所学习到的知识和自己的知识而言，生物技术在食品上面的应用有一下一些优点： ●改良农作物，使其抗逆性增强，抵制病虫害，适应不同酸碱性土地等； ●改良农药，使其对残留少，同时更能有效杀死病虫害； ●通过转基因技术改良农作物，使其富含特定的需要的营养物质，补充某些营养元素 的不足； ●生物技术用于发酵生产，如红酒、豆类制品等的生产改良； ●转基因技术用于改良现有动物，使之富含某种营养（如高蛋白质等） ●干细胞人造肉，提高肉类供给，控制肉中营养成分 ●生物技术用于食品保藏和包装方面 可以看出，如果生物技术可以真正安全地运用到食品生产中，对我们的生活产生的影响是不可估量的，生物技术是食品安全的强有力基础和支撑，是解决人类生存和发展问题的新的武器。 但是由于近年在世界各地和食物性疾病呈增长趋势，而且人们对食源性疾病会引发严重慢性健康危害的意识不断提高，人们对食品引起的健康问题也将更加关注，并且应该会上升到新的高度来要求国家相关部门采取积极、有效、科学、合理的食品安全标准和体系，从而使公众的健康得以保障。 由于在食品产业上，生物技术运用发展较为迅速，生产规模和品种都在不断扩大，伴随而来的是一些关于生物技术改良的食物的负面消息，以及许多舆论导向，专转基因、作物改良、人造食品等受到了不同程度的排斥，其安全性问题一直是科学界、政府和民众讨论的热点。根据已有的知识，我总结了以下几点人们关心过担忧的问题： ●转基因作物等生物技术产品中加入了新基因，对人类健康是否有威胁未成定论