第一章绪论
一、生物技术的含义
1、生物技术的定义
生物技术(biotechnology)，也称生物工程(bioengineering)，是指人们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新兴的、综合性的学科。
2、生物技术的研究领域及其相互关系
基因工程(gene engineering)：
20世纪70年代以后兴起的一门新技术，其主要原理是应用人工方法把生物的遗传物质，通常是脱氧核糖核酸(DNA)分离出来，在体外进行切割、拼接和重组。然后将重组了的DNA导人某种宿主细胞或个体，从而改变它们的遗传品性；有时还使新的遗传信息(基因)在新的宿主细胞或个体中大量表达，以获得基因产物(多肽或蛋白质)。
细胞工程(cell engineenng)：
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；或加速繁育动、植物个体；或获得某种有用的物质的过程。
发酵工程(fermentation engineering)：
利用微生物生长速度快、生长条件简单以及代谢过程特殊等特点，在合适条件下，通过现代化工程技术手段，由微生物的某种特定功能生产出人类所需的产品称为发酵工程，也称微生物工程。
酶工程(enzyme engineenng)：
利用酶、细胞器或细胞所具有的特异催化功能，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一项技术。它包括酶的固定化技术、细胞的固定化技术、酶的修饰改造技术及酶反应器的设计等技术。
蛋白质工程(protein engineenng):
指在基因工程的基础上，结合蛋白质结晶学、计算机辅助设计和蛋白质化学等多学科的基础知识，通过对基因的人工定向改造等手段，从而达到对蛋白质进行修饰、改造、拼接以产生能满足人类需要的新型蛋白质的技术。
3、生物技术涉及的学科
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一。
支撑：它以分子生物学、免疫生物学、生物化学、生物物理学、遗传学、细胞生物学、微生物学、微生物生理学、动物生理学、植物生理学、人体生理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，从而形成一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。
例如，没有Watson和Crick的DNA双螺旋结构及阐明DNA的半保留复制模式，没有遗传密码的破译以及DNA与蛋白质的关系等理论上的突破，没有发现DNA限制性内切酶、DNA连接酶等工具酶，就不可能有基因工程高技术的出现；
没有动植物细胞培养方法以及细胞融合方法的建立，就不可能有细胞工程的出现；
没有蛋白质结晶技术及蛋白质三维结构的深入研究以及化工技术的进步，就不可能有酶工程和蛋白质工程的产生；
没有生物反应器及传感器以及自动化控制技术的应用，就不可能有现代发酵工程的出现。
另外，所有生物技术领域还使用了大量的现代化高精尖仪器，如超速离心机、电子显微镜、高效液相色谱仪、DNA合成仪、DNA序列分析仪等，这些仪器全部都是由微机控制的、全自动化的。
二、生物技术发展简史
生物技术可分为传统生物技术和现代生物技术。现代生物技术是从传统生物技术发展而来的。
1、传统生物技术的产生
传统生物技术应该说从史前时代起就一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。
在公元前221年，周代后期，我国人民就能制作豆腐、酱和醋，并一直沿用至今。
公元10世纪，我国就有了预防天花的活疫苗；到了明代，就已经广泛地种植痘苗以预防天花。
16世纪，我国的医生已经知道被疯狗咬伤可传播狂犬病。
在西方，苏美尔人和巴比伦人在公元前6000年就已开始啤酒发酵。埃及人则在公元前4000年就开始制作面包。
1676年荷兰人列文虎克Leeuwen Hoek(1632—1723)制成了能放大170～300倍的显微镜并首先观察到了微生物。
19世纪60年代法国科学家巴斯德Pasteur(1822—1895)首先证实发酵是由微生物引起的，并首先建立了微生物的纯种培养技术，从而为发酵技术的发展提供了理论基础，使发酵技术纳入了科学的轨道。
巴氏灭菌法(pasteurization)，亦称低温消毒法，冷杀菌法，是一种利用较低的温度既可杀死病菌又能保持物品中营养物质风味不变的消毒法。
将牛奶加热到62-65℃，保持30分钟
将牛奶加热到75-90℃，保温15-16秒
德国人柯赫（1843-1910）：细菌学的奠基人。贡献：（1）微生物学基本操作技术方面的贡献（2）对病原细菌的研究作出了突出的贡献
a）细菌纯培养方法的建立(纯种分离技术)，
土豆切面→→营养明胶→→营养琼脂（平皿）
b）设计了各种培养基，实现了在实验室内对各种微生物的（培养悬浮培养法），
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c）流动蒸汽灭菌，
d）染色观察（细胞染色技术）和显微摄影。
（2）对病原细菌的研究作出了突出的贡献
a）具体证实了炭疽杆菌是炭疽病的病原菌；
b）发现了肺结核病的病原菌；（1905年获诺贝尔奖）
c）证明某种微生物是否为某种疾病病原体的基本原则——著名的柯赫原则。
20世纪20年代，工业生产中开始采用大规模的纯种培养
技术发酵化工原料丙酮、丁醇。20世纪50年代，在青霉
素大规模发酵生产的带动下，发酵工业和酶制剂工业大量
涌现。
发酵技术和酶技术被广泛应用于医药、食品、化工、制革和农产品加工等部门。
20世纪60年代沃森和克里克遗传学取得了辉煌的成就，被誉为“第一次绿色革命”。细胞学的理论被应用于生产而产生了细胞工程。
在今天看来，上述诸方面的发展，还只能被视为传统的生物技术，因为它们还不具备高技术的诸要素。
2、现代生物技术的发展
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。
1972年Berg首先实现了DNA体外重组技术，标志着生物技术的核心技术——基因工程技术的开始。
它向人们提供了一种全新的技术手段，使人们可以按照意愿在试管内切割DNA、分离基因并经重组后导入其他生物或细胞，借以改造农作物或畜牧品种；
也可以导入细菌这种简单的生物体，由细菌生产大量有用的蛋白质，或作为药物，或作为疫苗；也可以直接导入人体内进行基因治疗。
显然，这是一项技术上的革命。
以基因工程为核心，带动了现代发酵工程、现代酶工程、现代细胞工程以及蛋白质工程的发展，形成了具有划时代意义和战略价值的现代生物技术。
1972年斯坦福大学医学中心生化系Paul Berg等首次将λ-噬菌体基因和大肠杆菌乳糖操纵子插入S40 DNA中实现了DNA体外重组。
三、生物技术的应用领域
生物技术的发展同其他重大的科学发现和技术创新一样，将越来越深刻地影响着世界经济、军事和社会发展的进程。生物技术的服务领域将覆盖当前人类所面临的所有重大问题，如人类健康、农业、资源、能源及环境。
1、人类健康---提高生命质量、延长人类寿命
医药生物技术是生物技术领域中最活跃、产业发展最迅速、效益最显著的领域。这是因为生物技术为探索妨碍人类健康的因素和提高生命质量提供了最有效的手段。生物技术在医药领域的应用涉及到新药开发、新诊断技术、预防措施及新的治疗技术。其投资比例(图1-3)及产品市场(表1-3)均占生物技术领
域的首位。
（1）开发制造奇特而又贵重的新型药品
抗生素是人们最为熟悉、应用最为广泛的生物技术药物。
目前已分离到6000多种不同的抗生素，其中约100种被广泛地使用。每年的市场销售额约100亿美元。
1977年，美国首先采用大肠杆菌生产了人类第一个基因工程药物——人生长激素释放抑制激素，开辟了药物生产的新纪元。该激素可抑制生长激素、胰岛素和胰高血糖素的分泌，用来治疗肢端肥大症和急性胰腺炎。
利用细胞培养技术或转基因动物来生产这些蛋白质药物是近几年发展起来的另一种生产技术，如利用转基因羊生产人凝血因子Ⅸ、转基因牛生产人促红细胞生成素、转基因猪生产人体球蛋白等。
用基因工程生产的药物，除了人生长激素释放抑制激素外，还有人胰岛素、人生长激素、人心钠素、人干扰素、肿瘤坏死因子、集落刺激因子等。
2005年中国生物药品市场规模达到300亿元。清楚地表明，基因工程药物的产业前景十分光明，21世纪整个医药工业将进行更新换代。
（2）疾病的预防和诊断
基因工程生产重组疫苗可以达到安全、高效。已经上市的病毒性肝炎疫苗，正在研究的艾滋病疫苗等。
用基因工程技术还可生产诊断用的DNA试剂，称为DNA探针，主要用来诊断遗传性疾病和传染性疾病。
基因芯片是生物芯片的一种，是近年来发展起来的一种高通量、高特异性的DNA-诊断新技术。
（3）基因治疗
导入正常的基因来治疗由于基因缺陷而引起的疾病一直是人们长期以来追求的目标。
但由于其技术难度很大，困难重重。
到1990年9月，美国FDA批准了用ada(腺苷脱氨酶基因)基因治疗严重联合型免疫缺陷病(一种单基因遗传病)，并取得了较满意的结果。这标志着人类疾病基因治疗的开始。
目前已有涉及到恶性肿瘤、遗传病、代谢性疾病、传染病
等多个治疗方案正在实施中。我国则有包括血友病、地中
海贫血、恶性肿瘤等多个基因治疗方案正在实施中。
2、农业---改善农业生产、解决食品短缺
（1）提高农作物产量及其品质
1）培育抗逆的作物优良品系
其目的是培育出具有抗寒、抗旱、抗盐、抗病虫害等抗逆特性及品质优良的作物新品系。我国是人口大国，人多地少，粮食问题更是我国经济发展、社会稳定的关键。我国政府对农业生物技术极为重视，投入了大量的人力、物力并取得了举世瞩目的成就，已培育了包括水稻、棉花、小麦、油菜、甘蔗、橡胶等一大批作物新品系。
2) 植物种苗的工厂化生产
利用细胞工程技术对优良品种进行大量的快速无性繁殖，实现工业化生产。
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植物的微繁殖技术已广泛地应用于花卉、果树、蔬菜、药用植物和农作物快速繁殖，实现商品化生产。我国已建立了多种植物试管苗的生产线，如葡萄、苹果、香蕉、柑橘、花卉等。
3) 提高粮食品质
生物技术除了可培育高产、抗逆、抗病虫害的新品系外，还可培育品质好、营养价值高的作物新品系。
大米是我们的主要粮食，含有人体自身不能合成的8种必需氨基酸，但其蛋白质含量很低。人们正试图将大豆储藏蛋白基因转移到水稻中，培育高蛋白质的水稻新品系。
4) 生物固氮，减少化肥使用量
化肥的使用不可避免地带来了土地的板结，肥力的下降；化肥的生产将导致环境的污染。科学家们正努力将具有固氮能力的细菌的固氮基因转移到作物根际周围的微生物体内，希望由这些微生物进行生物固氮，减少化肥的使用量。
我国已成功地构建了12株水稻粪产碱菌的耐胺工程菌。施用这种细菌可节约化肥五分之一，平均增产5％～12．5％。5) 生物农药
近年来，人们越来越注意农业生产的可持续发展以及人与环境的和谐，生物农药不污染环境、对人和动植物安全，不伤害害虫天敌，所以发展生物农药已成为保障人类健康和农业可持续发展的重要趋势。
当前，国际上生物农药占全部农药的市场份额仅2．5％左右，其中仅苏云金杆菌(Bt)杀虫剂就占了90％。在我国，Bt杀虫剂只占市场的2％，棉铃虫病毒杀虫剂占0．2％，农用抗生素占9％。今后10年内，生物农药将取代20％以上的化学农药。因此，生物农药发展潜力是巨大的。
（2）发展畜牧业生产
1) 动物的大量快速无性繁殖
1997年2月，英国Roslin研究所在世界著名的权威刊物《自然》杂志上刊登了用绵羊乳腺细胞培育出一只小羊---“多莉”。这意味着动物体细胞也具有全能性，同样有可能进行动物的大量、快速无性繁殖。
2) 培育动物的优良品系
1983年美国学者将大鼠的生长激素基因导人小鼠的受精卵里，再把受精卵转移到雌鼠内。生下来的小鼠生长速度比普通小鼠快50％，并可遗传给下一代。
我国在转基因动物研究方面，先后培育了生长激素转基因猪、抗猪瘟病转基因猪、生长激素转基因鱼(包括红鲤、泥鳅、镜鱼、鲫鱼)等。
3、能源和资源---解决能源危机、治理环境污染
（1）解决能源危机
目前，石油和煤炭是我们生活中的主要能源。然而，地球上的这些化石能源是不可再生的，也终将枯竭，寻找新的替代能源将是人类面临的一个重大课题。生物能源将是最有希望的新能源之一，而其中又以乙醇最有希望成为新的替代能源。
微生物可以利用大量的农业废弃物如杂草、木屑、植物的秸秆等纤维素或木质素类物质或其他工业废弃物作为原料产生乙醇。
通过微生物发酵或固定化酶技术，将农业或工业的废弃物变成沼气或氢气，也是一种取之不尽，用之不竭的能源。
生物技术还可用来提高石油的开采率。目前石油的一次采油，仅能开采储量的30％。二次采油需加压、注水，也只能获得储量的20％。深层石油由于吸附在岩石空隙间，难以开采。
加入能分解蜡质的微生物后，利用微生物分解蜡质使石油流动性增加而获取石油，称之为三次采油。
（2）环境保护
现代农业及石油、化工等现代工业的发展，开发了一大批天然或合成的有机化合物，如农药、石油及其化工产品、塑料、染料等工业产品，这些物质连同生产过程中大量排放的工业废水、废气、废物已给我们赖于生存的地球带来了严重的污染。
目前已发现有致癌活性的污染物达1100多种，严重威胁着人类的健康。但是小小的微生物有着惊人的降解这些污染物的能力。人们可以利用这些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、处理有毒金属等作用，达到净化环境、保护环境、废物利用并获得新产品的目的。
4、工业---制造工业原料、生产贵重金属
（1）制造工业原料
生产食品工业原料。
①氨基酸类，目前能够工业化生产的氨基酸有20多种，大
部分为发酵技术生产的产品，主要的有谷氨酸(即味精)、赖氨酸、异亮氨酸、丙氨酸、天冬氨酸、缬氨酸等；
②酸味剂，主要有柠檬酸、乳酸、苹果酸、维生素C等；
生产化学工业原料。
乙醇、丙酮、丁醇等产品
制造合成树脂、纤维、塑料等制品的主要原料衣康酸
合成化纤、涤伦的主要原料乙烯等。
③甜味剂
高果糖浆(果糖含量高达70%～90%的糖浆，甜度与蔗糖相当)、天冬精（砂糖的24倍）、氯化砂糖（砂糖的600倍）
（2）生产贵重金属
利用细菌的浸矿技术可浸提的金属包括金、银、铜、铀、锰、钼、锌、钴、镍、钡、铊等10多种贵重金属和稀有金属。
复习思考题
1、什么是生物技术？它包括哪些基本的研究领域？
2、为什么说生物技术是一门综合性的学科，它与其他学科有什
么关系?
3、简要说明生物技术的发展史。
4、生物技术的应用包括哪些领域?
3
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。
(单选题)1: 基因工程是利用（）技术，定向地改造生物的技术体系。 A: 细胞培养 B: 无性繁殖 C: DNA体外重组 D: 细胞融合 正确答案: (单选题)2: 生物的生命活动是直接通过（）来完成的。 A: 基因 B: RNA C: 蛋白质 D: DNA 正确答案: (单选题)3: 用于基因工程的大多数受体要求的条件应是对（）无害的。 A: 人 B: 畜 C: 环境 D: 人、畜和环境 正确答案: (单选题)4: 生物中有许多限制性内切酶，而每种DNA限制性内切酶只能（）特定的核苷酸序列。 A: 识别 B: 切割 C: 识别和切割 D: 合成 正确答案: (单选题)5: 涉及单克隆抗体中的抗原的本质是（）。 A: 免疫球蛋白 B: 金属微量元素 C: 致病物 D: 血清 正确答案: (单选题)6: 细胞工程是当今生物技术的重要组成部分，它是运用精巧的细胞学技术，有计划地改造细胞的（）结构，培育出人们所需要的动植物品种或细胞群体的一种技术体系。A: 遗传 B: 细胞核 C: 细胞质 D: 细胞器 正确答案:
(单选题)7: 在基因工程中，要将一个目的基因导入受体生物中，常需要（）作为媒介来实现。 A: 载体 B: 质粒 C: 噬菌体 D: 动植物病毒 正确答案: (单选题)8: 利用酶或生物体所具有的生物功能，在生物体外进行各种生化反应的系统装置，在生物技术领域称为（）。 A: 仿生器 B: 模拟器 C: 生物反应器 D: 替代生物装置 正确答案: (单选题)9: 农经作物的抗虫基因工程上，目前采用的目的基因主要是（）的泌毒蛋白基因。 A: 酵母菌 B: 苏云金杆菌 C: 大肠杆菌 D: T2噬菌体 正确答案: (单选题)10: 下列微生物中（）是真核微生物。 A: 立克氏体 B: 抗原体 C: 病毒 D: 支原体 正确答案: (单选题)11: 植物花药培养经诱导长出的植株将是（）的物种。 A: 单倍体 B: 二倍体 C: 同源多倍体 D: 异源多倍体 正确答案: (单选题)12: 用发酵工程生产的（），被近代食品工业称为“第一食用酸味剂”。 A: 乙酸 B: 乳酸 C: L-苹果酸 D: 柠檬酸 正确答案:
《生物技术概论》课程大纲 课程代码： 课程学分：2 课程总学时：28 适用专业：生物科学 一、课程概述 （一）课程的性质：生物技术概论是由一门多学科综合而成的边缘学科，包括了微生物学、生物化学、细胞生物学、免疫学和育种技术等几乎所有与生命科学有关的学科，特别是现代分子生物学的最新理论成就更是生物技术发展的基础。本课程为农学专业本科学生开设的专业基础课，为后续专业课程学习打下基础。 （二）设计理念与开发思路：本课程的主要任务是：使学生熟悉生物技术的基本原理、技术和方法，了解生物技术在农业、食品、人类健康、能源及环境诸方面的作用和成果，认识生物技术对人类社会生活产生的深刻影响，进一步了解国内外生物技术发明创新保护与生物安全性政策微生物学是生物科学专业的主干课，是生物科学专业学生必须具备的基础知识。 二、课程目标 通过本课程的学习，应使学生达到下列基本要求： 1．认识生物技术的概念、种类及其对经济社会发展的影响； 2．熟悉生物技术五大工程的原理、技术和方法； 3．了解生物技术在农业及其它领域的应用和成果； 4．了解国内外生物技术发明创新保护与生物安全性政策法规。 三、课程内容与要求
（一）生物技术总论 生物技术的含义、特点和特征；生物技术的发展史；生物技术各项技术的概念及其相互关系；生物技术的应用领域及其对人类社会发展的影响。 本章重点：生物技术的含义、特点和特征（六高特征），生物技术各项技术的概念，生物技术在社会、经济和人类生活中的重要性。 本章难点：生物技术各项技术之间的相互关系。 教学要求：通过课堂讲授，使学生理解生物技术的含义，明确生物技术的特点和特征，识记生物技术所包含的五大工程概念，了解生物技术包含的各工程之间的相互关系，进而使学生明确本课程学习的目的和重要性。 思考题： 1．概念识记：生物技术基因工程细胞工程发酵工程酶工程蛋白质工程 2．什么是生物技术，它包括哪些基本的内容?它对人类社会将产生怎么样的影响? 3．现代生物技术作为一项高技术具有的“六高”特征是什么? 4．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? 5．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联系和区别。 6．生物技术的应用包括哪些领域? （二）基因工程 基因工程诞生的理论基础和技术，基因工程的基本步骤，主要工具酶的作用机理和用途，基因载体的特点和用途，目的基因的来源及获得途径，PCR反应的原理和技术，受体细胞及其重组DNA导入技术，重组子的筛选和鉴定方法，基因工程应用领域及发展方向。 本章重点：基因工程的技术路线，主要工具酶的催化机理和用途，常用载体的特点和用途，目的基因克隆的途径和方法，重组DNA导入受体细胞的途径，重组克隆的筛选与鉴定方法。
2016年生物技术概论试题库 一、名词解释 1.基因工程：分子水平的遗传工程，按照人的意愿将某一生物的遗传信息转移 到另一生物体内，以改变其生物机能或创造新生物物种的技术。 2.蛋白质工程：通过改造与蛋白质相对应的基因中碱基顺序，或设计合成新的基因，将它克隆到受体细胞，通过基因表达获得新的特性的蛋白质技术。 3.同尾酶：指识别序列不同，但是酶切DNA分子产生的DNA片段具有相同的粘性末端的一组限制性内切核酸酶。 4.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。 5.包埋法：是将酶包埋在高聚物凝胶网格中或高分子半透膜内的固定方法。 6.cDNA文库：某种生物基因组转录的全部mRNA经反转录产生的各种cDNA 片段分别与克隆载体重组，贮存在一种受体菌克隆子群体之中，这样的群体称为cDNA文库。 7.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。 8.发酵：利用微生物在有氧或无氧条件下的生命活动来制备微生物菌体或其代谢产物的过程。 9.生物技术：综合运用现代生物学、化学、工程手段，直接或间接的利用物体、生命体系和生命活动过程生产物质的一门高级应用技术科学。 10.基因克隆载体：把能够承载外源基因，并将其带入受体细胞得以稳定维持的DNA分子称为基因克隆载体。 11.蛋白质组学：研究细胞内所有蛋白质及其动态变化规律的科学，在蛋白质组层次上揭示生命活动的本质及其规律。 12.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。 13.限制性内切核酸酶（基因工程P21）: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酯键断开，产生具有5‘—磷酸基和3‘—羟基的DNA片段的内切脱氧核糖核酸酶。 二、填空题 1.脱氧核苷酸分子由脱氧核糖、碱基、磷酸基团。
2018春2017秋春川农《生物技术概论(本科)》17年6月作业考核 一、单选题（共20 道试题，共40 分。） 1. 近代科学研究表明，发酵现象是（）活动的结果。 A. 生物腐坏 B. 生物物理 C. 生物相互作用 D. 微生物生命 正确答案： 2. 在农经作物的抗逆基因工程中，下列中的（）基因工程是目前最为成功的。 A. 抗除草剂 B. 抗真菌病害 C. 抗细菌病害 D. 抗病毒病害 正确答案： 3. 利用酶或生物体所具有的生物功能，在生物体外进行各种生化反应的系统装置，在生物技术领域称为（）。 A. 仿生器 B. 模拟器 C. 生物反应器 D. 替代生物装置 正确答案： 4. 涉及单克隆抗体中的抗原的本质是（）。 A. 免疫球蛋白 B. 金属微量元素 C. 致病物 D. 血清 正确答案： 5. 下列微生物中（）是真核微生物。 A. 立克氏体 B. 抗原体 C. 病毒 D. 支原体 正确答案： 6. 细胞工程是当今生物技术的重要组成部分，它是运用精巧的细胞学技术，有计划地改造细胞的（）结构，培育出人们所需要的动植物品种或细胞群体的一种技术体系。 A. 遗传
B. 细胞核 C. 细胞质 D. 细胞器 正确答案： 7. 农经作物的抗虫基因工程上，目前采用的目的基因主要是（）的泌毒蛋白基因。 A. 酵母菌 B. 苏云金杆菌 C. 大肠杆菌 D. T2噬菌体 正确答案： 8. 酶工程和发酵工程是生物技术实现（）的关键环节。 A. 产业化 B. 商品化 C. 社会化 D. 安全化 正确答案： 9. 牛奶中的乳糖是一种很难消化的糖类物质，也是有人喝奶后发生腹泻、腹痛的主要原因，用生物技术可将牛奶用乳糖酶处理，使奶中的乳糖水解为（），不仅可以解决上述问题，而且能提高其风味品质。 A. 葡萄糖和蔗糖 B. 葡萄糖和果糖 C. 蔗糖和果糖 D. 葡萄糖和半乳糖 正确答案： 10. 鲜味剂中的L-谷氨酸钠（味精）从前主要用天然蛋白质水解获得，而今则普遍采用（）作原料通过发酵法生产，其产量成倍增加。 A. 脂肪 B. 纤维素 C. 糖类 D. 蛋白质 正确答案： 11. 生物中的（）是基因。 A. DNA B. DNA上的一个特定片段 C. RNA D. tRNA上的一个片段 正确答案： 12. 在酶过程中要设计一个高效的生物反应器需要考虑的最主要因素是（）。 A. 酶的高效性 B. 副产物的多少 C. 原料利用率 D. 效益 正确答案：
生物技术概论复习题及答案 一、名词解释 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、基因工程：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：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、食品添加剂：是指为改善食品的品质（色、香、味）以及有防腐和加工工艺的需要而加入到食品中的化学合成物或天然物质。 5、湖泊的富营养化：由于环境的污染，象农业上的化肥、工业废水等大量排放使水中含有大量的营养元素象氮磷钾等非常丰富，使微生物生长迅速，造成富营养化。 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。 8、细胞融合：是指促融因子的作用下，将两个或多个细胞融合为一个细胞的过程。 9、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。 10、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。 11、原生质体培养：是关于原生质体分离，原生质体纯化、原生质体培养、原生质体胞壁再生，细胞团形成和器官发生，等技术。 12、有益微生物：指对人类有帮助，能满足人们需求的某些微生物。 13、供体：提供一些手续操作需要的东西地生物体或器官等总供体。
生技28、查找阅读有关生物技术的英文文献并翻译成中文一、名词解释 Plasmid 目的基因 单克隆抗体技术 细胞融合 基因库 问答题：
1.疾病基因治疗有哪四大策略，肿瘤的基因治疗主要有哪两种策略？ 2.从cDNA文库和基因文库中获得目的基因有什么不同？ 3.如何从一片嫩叶经组织培养培育出众多的完整植株？ 4.开展干细胞研究对人类有何积极的意义？ 5.为什么说干细胞的应用将具有广泛的前景？ 6.人类基因组计划任务是什么？将解决什么问题？它对医学的发展有什么影响？ 7.生物法处理污水或废水有哪几种常见方法？污水治理的意义何在？ 8.空气污染治理与水污染治理有什么关系，常见的方法有哪几种 9.什么事生物修复技术，方法，举例说明其应用价值 10. 生物技术对经济社会发展的影响，试举例说明。
第二部分综合练习 一、单项选择题 4. 下面哪个不是生物技术包括的基本内容？ 细胞工程基因工程遗传工程酶工程 1、现代生物技术是一项高新技术，它具有高新技术的“六高”特征，下面哪个不属于“六高”？ A、高效益 B、高风险 C、高势能 D、高效率 2、生物技术是以下面哪个为核心？ A、基因工程 B、细胞工程 C、酶工程 D、发酵工程 3、分子克隆主要是指 A、DNA的大量复制 B、DNA的大量转录 C、DNA的大量剪切 D、RNA的大量反转录 4、多数限制性核酸内切酶切割后的DNA末端为 A、平头末端 B、3突出末端 C、5突出末端 D、粘性末端 5、设计聚合酶链反应的引物时，应考虑引物与模板的 A、5…端特定序列互补 B、5?端任章序列互补 C、3…端特定序列互补 D、3?端任意序列互补 6、用于鉴定转化于细胞是否含重组DNA的最常用方法是 A、抗药性选择 B、分于杂交选择 C、RNA反转录 D、免疫学方法 7、下列哪些是发酵技术独有的特点 A、多个反应不能在发酵设备中一次完成 B、条件温和、能耗少、设备简单 C、不容易产生高分子化合物 D、发酵过程中不需要防止杂菌污染 8、不是工业生产上常用的微生物为 A、担子菌 B、细菌 C、酵母菌 D、霉菌 9、机械搅拌发酵罐与通风搅拌发酵罐相比，下列不属于前者特点的是 A、发酵罐内没有搅拌装置，结构简单 B、发酵罐内有搅拌装置，混合速度快 C、耗能少，利于生产 D、发酵罐内没有搅拌装置，结构复杂 10、从微生物细胞制备酶的流程一般包括破碎细胞、溶剂抽提、离心、过滤、干燥这几 个步骤。
一、生物技术总论 1.现代生物技术是一项高新技术，它具有高新技术的“六高”特征是指哪“六高”？高效益；高智力；高投入；高竞争；高风险；高势能。 2.什么是生物技术，它包括那些基本的内容？它对人类社会将产生怎样的影响？ 生物技术，有时也称生物工程，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。生物技术是人们利用微生物、动植物体对物质原料进行加工，以提供产品来为社会服务的技术。它主要包括发酵技术和现代生物技术。 其包括：基因工程、细胞工程、发酵工程和酶工程，现代生物技术发展到高通量组学芯片技术、基因与基因组人工设计与合成生物学等系统生物技术。 生物技术设计人类各个的层面，大到人类基因组的研究，小到我们平时吃到的米饭，在医药、动植物设计广泛，在电子产品中也有运用到生物技术。 3.为什么说生物技术是一门综合性的学科，它与其他学科有什么关系？ 因为生物技术设计到很多个方面，有医药、林农业、食品、环境、能源、化学品、设等等，不仅仅是局限于生物这一方面，例如研究使用到了高科技电子设备，两者必须结合才能进行研究，生物分子学也被运用到计算机的研发中去。 4.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。 现代生物技术是通过生物化学与分子生物学的基础研究而加快发展起来的。 两者的差别：传统生物技术的研究水平是细胞或组织水平，现代生物技术的研究水平是在分子水平。 两者的关系：现代生物技术的研究是以传统生物技术为基础。现代生物技术的研究能够促进传统生物技术研究。 5. 生物技术的应用包括那些领域？ 其涉及到：农业、食品、人类健康、能源问题、环境问题、工业、金属、军事、电子 二、基因工程 1. 基因工程研究的理论依据是什么？ 不同基因具有相同的物质基础；基因是可以切割的；基因是可以转移的；多肽与基因之间存在对应关系；遗传密码是通用的；基因可以通过复制把遗传信息传递给下一代。 2. 简述基因工程研究的基本技术路线。 通过基因文库筛选、PCR扩增或人工化学合成等手段获得目的基因；构建所需基因载体；目的基因与载体在体外重组后导入受体细胞，进行增值或表达等。 3. 简述限制性内切酶和DNA连接酶的作用机制。 限制性内切酶是特异性地打断磷酸二酯键；DNA连接酶是特异性地形成磷酸二酯键。 4. 在什么情况下最好使用粒载酶或γ噬菌体载体或cosmid载体？ γ噬菌体载体适用于建立cDNA基因文库；cosmid载体适用于克隆大片段的外源DNA 片段，所以被广泛地用于构建基因文库。 5. 阐述人工染色体作为载体的特点。 天然染色体基本功能单位包括复制起始点、着丝粒和端粒。复制起始点，保证了染
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。
生物技术概论试题
生技28、查找阅读有关生物技术的英文文献并翻译成中文 一、名词解释 Plasmid 目的基因 单克隆抗体技术 细胞融合 基因库 问答题：
1.疾病基因治疗有哪四大策略，肿瘤的基因治疗主要有哪两种策略？ 2.从cDNA文库和基因文库中获得目的基因有什么不同？ 3.如何从一片嫩叶经组织培养培育出众多的完整植株？
4.开展干细胞研究对人类有何积极的意义？ 5.为什么说干细胞的应用将具有广泛的前景？ 6.人类基因组计划任务是什么？将解决什么问题？它对医学的发展有什么影响？ 7.生物法处理污水或废水有哪几种常见方法？污水治理的意义何在？ 8.空气污染治理与水污染治理有什么关系，常见的方法有哪几种 9.什么事生物修复技术，方法，举例说明其应用价值 10. 生物技术对经济社会发展的影响，试举例说明。
第二部分综合练习 一、单项选择题 4. 下面哪个不是生物技术包括的基本内容？ 细胞工程基因工程遗传工程酶工程 1、现代生物技术是一项高新技术，它具有高新技术的“六高”特征，下面哪个不属于“六高”？ A、高效益 B、高风险 C、高势能 D、高效率 2、生物技术是以下面哪个为核心？ A、基因工程 B、细胞工程 C、酶工程 D、发酵工程 3、分子克隆主要是指 A、DNA的大量复制 B、DNA的大量转录 C、DNA的大量剪切 D、RNA的大量反转录 4、多数限制性核酸内切酶切割后的DNA末端为
A、平头末端 B、3突出末端 C、5突出末端 D、粘性末端 5、设计聚合酶链反应的引物时，应考虑引物与模板的 A、5‘端特定序列互补 B、5’端任章序列互补 C、3‘端特定序列互补 D、3’端任意序列互补 6、用于鉴定转化于细胞是否含重组DNA的最常用方法是 A、抗药性选择 B、分于杂交选择 C、RNA反转录 D、免疫学方法 7、下列哪些是发酵技术独有的特点 A、多个反应不能在发酵设备中一次完成 B、条件温和、能耗少、设备简单 C、不容易产生高分子化合物
生物技术概论复习题及答案 复习思考题 第一章 1. 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”, 答:高效益、高智力、高投入、高竞争、高风险、高势能。 2. 什么是生物技术，它包括哪些基本的内容,它对人类社会将产生怎么样的影响, 答:生物技术，也称生物工程，是指人们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。生物工程主要包括基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程和蛋白质工程。 每一次重大的科学发现和科技创新，都使人们对客观世界的认识产生一次飞跃;每一次技术革命浪潮的兴起，都使人们改造自然的能力和推动社会发展的力量提高到一个新的水平。生物技术的发展也不例外，它的发展越来越深刻地影响着世界经济、军事和社会发展的进程。 3. 为什么说生物技术是一门综合性的学科，它与其他学科有什么关系, 答:因为生物技术涉及到很多个方面，有医学、林农业、食品、环境、能源、化学品等等，不仅仅是局限于生物这一方面，例如研究使用到高科技电子设备，两者必须结合才能进行研究。生物分子学也被运用到计算机的研发中去。 4. 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。答:传统生物技术诞生较早。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。在公元前221年周代后期，我国人民就能制作豆腐、酱和醋，并一直沿用至今。公元10世纪，我国就有了预防灭花的活疫苗。到了明代，就已经广泛地种植痘苗以预防天花。 16世纪，我国的医生已经知道被疯狗咬伤可传播狂犬
病。在西方，苏美尔人和巴比伦人在公元前6000年就已开始啤酒发酵。埃及人则在公元前4000年就开始制作面包。 而现代生物技术是以20世纪70年代DNA重组技术的建立为标志的。1944年Avery等阐明DNA是遗传信息的携带者。1953年Watson和Crick提出了DNA的双螺旋结构模型阐明了DNA的半保留复制模式，从而开辟了分子生物学研究的新纪元。 现代生物技术足从传统生物技术发展而来的。 5. 生物技术的应用包括哪些领域, 答:生物技术被世界各国观为一项高新技术。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。 6. 南开大学生物命科学学院为什么要开设生物技术概论, 1 第二章 1. 基因工程研究的理论依据是什么? 答:不同基因具有相同的遗传物质(DNA/RNA);基因是可以从DNA上切割下来的;基因是可以转移的;多肽与基因之间存在对应关系;遗传密码是通用的(绝少数除外);可以通过DNA复制把遗传信息传递给下一代。 3. 简述限制性内切核酸酶和DNA连接酶的作用机制。 答:限制性内切核酸酶能识别双链DNA中特殊核苷酸序列,并在合适的反应条件下,使每条链的一个磷酸二酯键断开,产生具有3?OH和5?P的DNA片段。 DNA连接酶催化双链DNA片段紧靠在一起的3?OH末端与5? P末端之间形成磷 酸二酯键，使两末端连接。 2. 简述基因工程研究的基本技术路线。
题目类型：名词、填空题、选择题、判断题、简答题、论述题 一、名词解释 1.生物技术：以生命科学为基础，结合先进的工程技术手段和其他基础学科的科学原理，按照预先的设计改造生物体或加工生物原料，为人类生产所需产品或达到某种目的。 2.目的基因：基因工程研究开发的可满足人们特殊需要的基因产物，统称目的基 3，限制性核酸内切酶：是能识别双链DNA中的特殊核苷酸序列，并在适当的反应条件下使每条链特定位点上的磷酸二酯键断裂，产生具有3’-OH和5’-P基团的DNA片段的一类内切酶。 4.质粒：是附加到细胞中的非细胞的染色体或核区DNA原有的能够自主复制的较小的DNA分子 5.细胞株:通过选择法或克隆形成法从原代培养物或细胞系中获得具有特殊性质或标志物的培养物称为细胞株 6.受体细胞:能摄取外源DNA并使其稳定维持的细胞；有一定应用价值和理论研究价值又称为宿主细胞或寄主细胞。 7.细胞培养:动物、植物和微生物细胞在体外无菌条件下的保存和生长 8.细胞固定化:固定化细胞是指固定在水不溶性载体上，在一定的空间范围进行生命活动（生长、繁殖和新陈代谢等）的细胞。 9.初级代谢产物:菌体对数生长期的产物 10.发酵工程: 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技术 二、填空题 1.在PCR反应体系中包括五种主要成分，分别是引物、DNA聚合酶、dNTP、模板DNA、Mg2+ 2.获得目的基因的方法主要有三大类，分别是构建（基因文库）和（利用PCR技术扩增目的基因）或者通过（人工合成）获得目的基因。 3.酶的固定化方法主要有三大类：载体结合法（1）物理吸附法（2）螯合法（3）结合法），共价交联法,包埋法 4.改变酶特性的方法有两类，其中（分子修饰法）法主要改变天然酶的（结构），通过对主链的（剪接切割）和侧链的（化学修饰）对酶进行改造。而（生物工程法）法则是改造酶分子（基因）。 5.植物组织培养主要分五个步骤，分别是获取外植体. 无菌接种. 诱导愈伤组织 的形成. 试管苗的形成, 扩大培养 6.菌种的优劣是影响产酶发酵的主要因素，除此之外发酵条件对菌种产酶也有很大的影响，发酵条件一般包括培养基组成、温度、溶氧浓度、酸碱度 7. 通常酶的固定化方法有载体结合法（物理吸附法，螯合法，结合法），共价交联法，包埋法。
《生物技术概论》复习重点 一、名词解释 1．生物技术（biotechnology） 生物技术（biotechnology），也称生物工程(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，利用生物体或其体系或他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．细胞工程 细胞工程是指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，在细胞整体水平或细胞器水平上，按照人们的意愿来改变细胞内的遗传物质以获得新型生物或一定细胞产品的一门综合性科学技术。 3.载体 分子克隆载体是一类可供外源DNA插入并携带重组DNA分子进入适当宿主细胞的DNA分子。 4.培养基 培养基是提供微生物生长繁殖和生物合成各种代谢产物所需要的、按一定比例配制的多种营养物质的混合物。 5.基因文库 将大分子量的染色体组DNA分子经酶切形成大小合适的DNA片段群，或是经过反转录合成不同大小适合于基因克隆的cDNA分子群体，连接到载体分子上，转入受体细胞后得到的克隆的集合体，叫基因文库。 6. DNA 变性与复性 变性：在高温及强碱条件下，双链DNA分子氢键断裂，两条链完全分离，形成单链DNA分子 复性：降低温度、pH及增加盐浓度可使变性的DNA分子重新形成天然的DNA 7.重叠基因 随着DNA核苷酸序列测定技术的发展，人们已经在一些噬菌体和动物病毒中发现，不同核苷酸序列是彼此重叠的，称这样的两个基因为重叠基因（overlapping genes）,或嵌套基因（nest gene）8.植物组织培养 是指从有机体内取出组织或细胞，在体外进行培养，使之生存或生长成组织。 9.限制性内切酶 限制性内切酶是一类能够识别双链DNA分子中的某种核苷酸序列，并由此切割DNA双链结构的核酸内切酶。 10.断裂基因 在基因编码序列中有与氨基酸编码无关的DNA间隔序列，使一个基因分隔成不连续的若干区段11.多克隆位点 DNA载体序列上人工合成的一段序列，含有多个限制内切酶识别位点。能为外源DNA提供多种可插入的位置或插入方案。 12. PCR 聚合酶链式反应（polymerase chain reaction, PCR），也称为DNA扩增
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
1、PCR：一种模拟DNA体内复制过程的体外DNA复制过程，在一个离心管的缓冲液体系中，加入DNA模板，d-NTPs、引物和DNA聚合酶，通过变性、退火、延伸三个温度的不断循环，使目标DNA得到快速大量的复制，需要两条合成的寡核苷酸片断和耐热的DNA聚合酶。 2、启动子：在基因序列中，标志着转录起始的可以被RNA聚合酶识别的位点（DNA区段），一般位于基因的上游。 3、终止子：位于基因的编码序列之外（一般在下游）的一段标志着转录停止的RNA聚合酶识别位点。 4、Ti质粒：根癌农杆菌核外的一种环状双链DNA分子，约200kb，Ti质粒的结构上可分为毒性区、T-DNA区、结合转移区、复制起始区。 5、SD序列：位于起始密码子上游的一段保守序列，为细菌核糖体有效结合和翻译起始所必须，一般长约3-9bp，位于起始密码子上游3-11碱基的位置，它与16S核糖体RNA的3端互补，控制翻译的起始。 6、反义链：下链或模板链，在基因的DNA双链中，转录时作为mRNA合成模板的那条单链。 7、基因文库：是指汇集了某一生物基因组DNA全部序列的重组体DNA群体（转化子群）。具体来说，构建基因文库时，首先将代表某一生物类型的全部DNA片段分别插入到特定载体上，然后将重组载体导入到宿主细胞并获得大量的含有重组载体的克隆（一般为单菌落或噬菌斑）。 8、DNA探针：经放射性或非放射性物质标记已知的特定的DNA序列。 9、载体构建：用限制性酶切取目的基因，再用同一种限制酶切开质粒，用连接酶把目的基因和质粒连接起来的过程。 10、转化：将普通的质粒分子导入受体细胞的过程。 11、感受态细胞：经过处理后处于容易接受外源DNA状态的细胞。 12、多克隆位点：克隆载体中的一段用于插入外源DNA片段的特定区域，由一系列的紧密相连的限制性内切酶位点组成，而且每个限制性内切酶位点应该在整个载体中是唯一的。 13、选择标记基因：在基因工程中的一类用于选择转化细胞（菌）的抗性基因，通常是一些抗生素抗性基因，比如对氨苄青霉素、四环素氯霉素、卡那霉素以及潮霉素等具有抗性的基因，这样，通过在培养基中加入特定的抗生素就可以选择得到转化的细胞（菌）。 14、Cos位点：λDNA为线状双链DNA分子，在分子两端各有12个碱基的单链互补粘性末端，当其注入到寄主细胞中后，可以迅速通过粘性末端形成双链环状DNA分子，这种通过粘性末端互补结合成的双链区段称为cos位点。 15、什么是基因，它和细胞，染色体的关系如何？ DNA分子中含有特定遗传信息的一段核苷酸序列，是遗传物质的最小的功能单位；基因线性排列在染色体上。 16、为什么认为1973年是基因工程诞生的元年？ 1973年DNA体外重组实验的成功。 17、上世纪40到70年代初分子生物学领域理论上和技术上有哪些重大突破；对于基因工程的诞生起到了决定性的作用？ 理论上的三大发现和技术上的三大发明，为基因工程的诞生起到了决定性的作用： 理论上的三大发现：（1）DNA是遗传物质被证实；（2）DNA双螺旋模型被提出；（3）“中心法则”提出 技术上的三大发明：a、核酸限制性内切酶的发现和应用；b、DNA连接酶的发现和应用；c、载体的发现及其应用。 18、什么是克隆？当前动物克隆的基本原理是什么？它和植物的克隆有什么区别？ 克隆作为名词是指某一个体(或细胞分子)通过无性繁殖的方式产生的具有相同遗传背景的后代组成的集体。作为动词是指产生上述集体或群体的过程。多利羊的克隆过程：从A羊体中取出卵细胞，去除其细胞核，将B羊的体细胞核取出转移到去和的卵细胞中，然后将整合后的卵细胞注入到C羊的子宫内，经过一段时间得到和A羊几乎相同的羊。植物克隆是利用植物细胞的全能性，进行的营养体的繁殖过程。 19、基因工程的基本流程是什么？基因工程在现实生活中有什么应用价值？ 流程：（1）从供体生物的基因组中，分离获得带有目的基因的DNA片段（2）在体外，将目的基因插入能自我复制的载体中（3）将重组分子导入到受体细胞中并进行繁殖（4）选择得到含有充足DNA分子的细胞克隆，并进行大量繁殖，从而使目的基因得到扩增（5）进一步对获得的目的基因进行研究分析，并设法使之实现功能蛋白表达。 应用：基因工程药物、基因疫苗、转基因植物、转基因动物以及在酶制剂工业、食品工业、化学与能源工业及环境保