食品生物技术导论考试重点

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生物技术的概念:生物技术是以生命科学为基础,利用生物体系和工程学原理生产生物制品和创造新物种的一门综合技术。就是利用生物有机体(从微生物直至高等动物)成其组成部分(器官、组织、细胞等)发展新工艺或制造新产品的科学技术。

食品生物技术的特点:①以生命体为研究利用或服务的对象,着眼于资源的合理和再生利用;

②原料转化或生化反应过程均在常温常压下进行可实现连续,自动化操作,可节约能源,减少环境污染;③开辟了生产高纯度、优质、可靠、安全的生物制品,尤其是生物药物的新途径;④可解决常规技术和传统方法难以或无法解决的问题;⑤可定向按人们需要,改造现有的物种及产品并可创造出新的物种和产品;⑥生产过程包括了食品、药品、化工产品、农业、畜牧业和环境保护等各种生产、处理过程。

基因工程:包括杂交、细胞融合、生物、化学、物理诱变等人工改造生物遗传性状。

受体细胞:是指重组体分子在其中繁殖的一类宿主细胞。

连接酶:使两段DNA连接起来的酶类。

质粒:细胞内独立于染色体的一种自我复制遗传物质。

转基因食品:以转基因生物为直接食品成为原料加工生产的食品就是转基因食品。

DNA酶:一类能够识别和切割双链DNA分子内核苷酸序列的内切核酸酶。

基因工程的特点:能像工程一样按照人们的意愿事先设计和控制;是人工的、离体的分子水平上所进行的遗传重组;能在动植物和微生物间进行任意的定向的超远缘杂交。

基因工程的主要研究内容:特定目的的分离或合成、构建重组DNA、转化宿主细胞、筛选重组DNA菌落、目的基因的有效表达。

简述基因工程的基本操作程序:带有目的基因的DNA片段的制备、DNA片段与载体DNA体外重组、DNA重组体导入受体细胞、重组体克隆的筛选和鉴定、外源基因的表达。

重组DNA分子导入受体细胞的主要方法:化学处理、电击法(优点:电击可以导致细胞膜的去极化,而形成孔洞;缺点:电击的后果也可能造成细胞组分的丢失)。

利用基因工程可改进那些食品工艺:基因工程与酶制剂、基因工程改良食品加工的原料、基因工程改造传统的发酵工业的菌种、基因工程改善食品加工工艺、开发和生产新一代产品。酶工程:为了提高酶、细胞器及细胞具有的特异性、催化能力和效率,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们所需产品的一项技术。

固定化技术:通过化学或物理方法将酶束缚在特殊的空间内,但其仍能发挥特性的生物学特性的技术。

酶的发酵生产(用微生物发酵法生产酶):所有的动植物酶都可以微生物细胞中获得;微生物的种类多,菌株易诱变,菌种多样;微生物生长繁殖快,易提取酶;微生物培养基来源广泛,价格便宜;可利用基因工程、细胞工程等生物学技术,选育菌种,提高酶产率,增加新酶种;微生物的发酵生产易于实现连续化、自动化、经济效益高。

液体深层发酵过程的控制:温度的控制、PH值对发酵的影响、泡沫的影响、溶解氧的影响、发酵过程中补料和控制。

酶溶液制备:材料预处理及破碎细胞、酶的抽提、酶的浓缩。

液体深层发酵(根据操作方式的不同分):分批发酵、补料分批发酵、连续发酵。

发酵用菌种须具备的条件:①菌种不能是病原菌,不能生产任何有害的生物活性物质或毒素,以保证产品的安全性;②有在较短的发酵周期内产生大量发酵产物的能力;③在发酵过程中不产生或少产生与目标产物性质相近的副产物及其他产物,可提高营养物质的转化率,减少分离纯化的难度,降低成本,提高产品的质量;④生长繁殖能力强,生长、反应速度快,发酵周期短,产孢菌应具有较强的产孢能力;⑤原料来源广,价格低廉,菌种能高效的将原料转化为产品;⑥对需要添加的前体物质有耐受能力,且不能将前体作为产品;⑦菌种纯遗传特性稳定,抗噬菌体能力强,以保证发酵生产和产品的稳定性。

培养基种类:孢子培养基、种子培养基、发酵培养基。

发酵培养基的组成:碳源、氮源、无机盐和微量元素、生长因子、水、产物形成的诱导物、前体和促进剂。

发酵过程中条件的影响及控制:基质浓度、灭菌情况、种子质量、温度、PH、溶解氧。

细胞融合:是利用人工和自然的方法将两个或几个不同亲本细胞融合成一个细胞,用于改良或创造新的物种及生产克隆抗体等。

促进细胞融合方法:病毒诱导细胞融合、化学诱导融合、电处理融合、其他方法融合。

动物细胞培养方法:贴壁培养、悬浮培养、大规模培养。

植物细胞培养技术:悬浮培养(分批培养、半连续培养法、连续培养法)、固定化培养。

酶的分离提纯方法:沉淀分离、离心分离、过滤与膜分离、层析分离、电泳分离、萃取分离。培养基的灭菌:分批灭菌、连续灭菌。

细胞工程:以细胞为基本单位,在体外条件下进行培养,繁殖或人为的使用细胞的某些遗传特性按人们的意愿发生改变,从而达到加速动植物个体繁育,改良品种,创造新品种及获得某些有用的物质的目的。

细胞融合技术的方法:生物方法病毒诱导法缺点:有传染性;化学方法聚乙二醇诱导方法;物理方法静电融合。

食品生物技术的特点:食品生产模式发生“绿色位移”;食品加工“重心前移”;“食品安全”的内涵发生变化;食品产业实现综合利用和零排放。

发酵酶工程:又称微生物工程,通过现代化工程技术手段,利用微生物的某种特定功能,生产某些有用的物质或使微生物直接参与控制某些生物过程的技术。

发酵酶工程的发展:传统发酵技术→近代深层压氧发酵→深层通风发酵技术→现代代谢控制→发酵基因工程菌发酵。

工具酶:它是指一类能够识别和切割双链DNA分子内核苷酸序列的内切核苷酸酶;它是指一类能够识别DNA特定序列并在特定碱基的特定位置上引入甲基而发生修饰作用的酶;是使两段DNA连接起来的酶类。

细胞的全能性:是指细胞不但具有它完整有机体和个体潜能而且具有能够在细胞水平上表达出有用次生代谢物等多方面的潜能。

传统酶的缺点:酶促反应几乎都在水溶液中进行,只可使用一次,难回收;酶与产物混合增加了产物分离纯化的难度;溶液中酶的稳定性差,易变性失活。

固定化酶的优点:可重复使用,在多数情况下稳定性明显提高;反应过后易与产物分离,降低了产物分离纯化的难度;反应条件易控制,可实现反应的连续化和自动化;酶的利用率提高,单位酶量催化底物的浓度增加而酶量减少;更适合与多酶催化。

固定化酶的缺点:存在酶失活的现象,尤其是共价法;消耗固定化材料成本增加;酶被固定后,增加了底物的传质阻力。

温度对酶的影响表现在:影响酶的稳定程度,影响酶蛋白的热变性;影响最大反应速度;影响酶和抑制剂、激活剂、补酶的结合;影响酶和底物分子中某些解离基因的解离常数。

食品工业中对酶生产菌的要求:不能是致病菌;不易退化,不易感染噬菌体;产酶量高,而且最好是胞外菌;能利用廉价的原料,发酵周期短。

影响酶促反应的因素:温度、PH值、酶的浓度、激活剂与抑制剂。

我国生物技术产业存在的问题:生物技术产品种类有限创新不足;实验室技术水平较先进,而产业化水平落后;规模小,重复建设严重;人才队伍有一定的规模,但缺乏转化和经营人才;资金投入严重不足。

质粒载体的生物学特点:闭合、双键、共价、环状DNA;大小、质量差异较大;不相溶性、不亲和性;可依赖于受体,感染体进行变制和转录,也可自我变制。