2010年选修现代生物技术试题
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2011 现代生物技术期末试卷 一 填空题 1 在基因工程实践中，常用的载体有（质粒，噬菌体和病毒） 2（限制性核酸内切酶和DNA连接酶）的发现和应用，才真正使DNA分子的体外切割与连接成为可能。 3 根据质粒复制控制类型，可将质粒分为（紧密控制型质粒）和（松弛控制型）质粒。 4 1993年美国科学家（凯利·穆利斯）因发明PCR技术而获得诺贝尔奖。 5 一切生物生命活动的结构和功能单位是（ 细胞 ），其可分为（ 原核细胞 ）和（ 真核细胞 ）两大类 6 人工种子由（人工种皮）、（人工胚乳） 和（胚状体 ）三部分构成。 7动物细胞常用的培养方法有（贴壁培养、悬浮培养和固定化培养 ）三种。 8酶的命名方法有（习惯命名和系统命名 ）两种。 9 （蛋白质工程） 又称为第二代基因工程。
二 判断题 1 所有的酶都是蛋白质 （ × ） 2 固定化酶的一个缺点是不如溶剂酶稳定（ × ） 3 就已有文献资料来看，核酶（RIBOZYME）符合催化剂概念。（ × ） 4 米氏常数是酶与底物形成复合物的结合常数。（ × ） *5 现代生物技术区别于传统生物技术的最大特征是其基于DNA重组。（√） 6生物技术是利用生物学知识，结合工程技术为人类创造有用物质的应用性学科。（√） 7 真核生物基因组结构和基因表达调控方式远复杂于原核生物。（√） 8 酶的生物化学本质是蛋白质。（×） 9 固定化酶的研究目的之一就是提高自然酶的稳定性。（√） 10 自然发生的基因突变的生物突变方向是受人工控制。（×） 11所有核酸只是遗传信息的载体，不具有催化作用。（×） 12 啤酒发酵不需要氧气，因此啤酒发酵罐不需要有通气搅拌设施。（×）
三 名词解释 １ 基因工程 基因工程又称基因拼接技术或DNA重组技术,是在生物体外对，通过对DNA分子进行人工“剪切”和“拼接”，对生物有基因进行改造和重新组合，然后导入受体细胞内进行无性繁殖，使重组基因在受体细胞内表达，产生出人类所需要的基因产物。 ２ 重组体 通过重组作用所产生的具有与双亲中任一方都不同的基因型的子代。 ３ 细胞融合 细胞融合是在自发或人工诱导下，两个或两个以上的细胞或原生质体融合形成一个杂种细胞的过程。 ４ 胚胎干细胞和组织干细胞 由胚胎内细胞团或原始生殖细胞经体外抑制培养而筛选出的细胞，具有发育全能性。 ５ 抗体酶 通过改变抗体中与抗原结合的微环境，并在适当的部位引入相应的催化基团，所产生的具有催化活性的抗体。 ６ 模拟酶 用合成高分子来模拟酶的结构、特性、作用原理以及酶在生物体内的化学反应过程。 2
７ 蛋白质组学 阐明生物体各种生物基因组在细胞中表达的全部蛋白质的表达模式及功能模式的学科。包括鉴定蛋白质的表达、存在方式(修饰形式)、结构、功能和相互作用等。 8 外植体 把由活植物体上切取下来以进行培养的那部分组织或器官叫做外植体 9 基因组： 一种生物体具有的所有遗传信息的总和。 基因组应该指单倍体细胞中包括编码序列和非编码序列在内的全部DNA分子。 10 发酵工程： 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。 11 固定化酶： 水溶性酶经物理或化学方法处理后，成为不溶于水的但仍具有酶活性的一种酶的衍生物。在催化反应中以固相状态作用于底物。 固定化酶是不溶于水的酶。是用物理的或化学的方法使酶与水不溶性大分子载体结合或把酶包埋在水不溶性凝胶或半透膜的微囊体中制成的。 12 厌氧发酵： 厌氧发酵是废物在厌氧条件下通过微生物的代谢活动而被稳定化，同时伴有甲烷和CO2产生。 13 连续发酵 是指以一定的速度向发酵罐内添加新鲜培养基，同时以相同速度流出培养液，从而使发酵罐内的液量维持恒定的发酵过程。
四 简答题 1 获得目的基因的手段有哪些?并简述其工作原理. 目的基因的获取方法有：从基因文库中提取目的基因，使用PCR扩增技术获得目的基因，人工合成。 ① 从基因文库中获取：用限制性内切酶直接获取
②鸟枪法：用限制酶将供体细胞中的DNA切成许多片段，将这些片段分别载入运载体，然后通过运载体分别转入不同的受体细胞，让供体细胞所提供的DNA(外源DNA)的所有片段分别在各个受体细胞中大量复制(在遗传学中叫做扩增)，从中找出含有目的基因的细胞，再用一定的方法把带有目的基因的DNA片段分离出来。
③mRNA逆转录成DNA，“RT-PCR法” 真核生物的基因含有不表达的内含子，而有时内含子序列很长，因此这种基因难以和载体DNA结合。这种方法是将含有目的基因的mRNA提取出来，然后以mRNA为模板用，用逆转录酶合成cDNA，利用特异性引物PCR钓取目的基因，最后测序验证。 ④人工合成：根据已知氨基酸序列合成DNA 根据基因表达产物的氨基酸顺序，搞清楚基因的核苷酸序列，然后先合成一个个含少量核苷酸的DNA片段，再利用碱基对互补关系使它们形成双链DNA片段，再用连接酶把小的双链DNA片段逐个按顺序连接起来，使双链逐渐加长，最后得到一个完整基因。 2 如何筛选重组体? (1) 抗药性筛选 这是利用载体DNA上组装的抗药性选择标记进行筛选的方法。 常用的抗生素筛选剂:氨苄青霉素（ampicillin，Ap或Amp）；氯霉素（chloramphenicol，Cm 3
或Cmp）；卡那霉素（kanamycin，Kn或Kan）；四环素（tetracymic，Tc或Tet）；链霉素（strentomycin，Sm或Str）。 （2）插入失活筛选法 检测克隆载体携带有外源DNA的通常方法是插入失活。经过抗药性筛选获得的大量转化子中既包含所需要的重组子，也包含非重组子。为了进一步筛选出重组子，可利用质粒载体的抗药性进行再次筛选。 （3）插入表达筛选法 与插入失活相反，插入表达法是外源目的基因插入特定载体后，能激活用于筛选操作的标记基因的表达，由此进行转化子的筛选。设计载体时，在筛选标记基因前面连接一段具有抑制作用的负调控序列，插入外源DNA将使该负调控序列失活，其下游的筛选标记基因才能表达。 （4）环丝氨酸筛选 这种筛选方法只使用于抗四环素的基因插入失活的重组克隆筛选。 （5）显色反应筛选法 显色反应可以在平板上或膜上直接显示出重组克隆，不仅方便而且灵敏。 3 植物细胞培养的方法有哪些? 1． 组织培养：诱发产生愈伤组织，如果条件适宜，可培养出再生植株。用于研究植物的生长发育、分化和遗传变异；进行无性繁殖；制取代谢产物。 2． 悬浮细胞培养：在愈伤组织培养技术基础上发展起来的一种培养技术。适合于进行产业化大规模细胞培养，制取植物代谢产物。 3． 原生质体培养：脱壁后的植物细胞称为原生质体（protoplast），其特点是：①比较容易摄取外来的遗传物质，如DNA；②便于进行细胞融合，形成杂交细胞；③与完整细胞一样具有全能性，仍可产生细胞壁，经诱导分化成完整植株： 4． 单倍体培养：通过花药或花粉培养可获得单倍体植株，经人为加倍后可得到完全纯合的个体。 4 在工业生产上提高酶产量的措施有那些? 答：1、添加诱导物：分为三类（酶的作用底物、酶的催化反应产物、作用底物的类似物）
2、控制阻遏物浓度：（产物阻遏－添加产物类似物、分解代谢阻遏－分批流加少量碳源，添加一定量的环化cAMP）
3、添加表面活性剂： （离子型和非离子型－增加细胞通透性） 4、添加产酶促进剂： （可以促进产酶的物质）
5 酶分子的修饰包括哪些方面? 1 金属离子置换修饰 2 大分子结合修饰 3 肽链有限水解修饰 4 酶蛋白侧链基团修饰 5 氨基酸置换修饰 6 物理修饰 7 变性、诱导与构象重建修饰 4
五 综合分析体（选择一题做答) 1. 举例说明生物技术在现代农业方面的应用。 1现代生物技术在作物育种上的应用 在今后 15年内，我国要增产粮食 1000～150o亿公斤，而实现这一目标，良种选育是关键。 21世纪生物育种技术，重点研究内容是主要农作物特别是水稻、小麦、玉米、大豆、棉花和马铃薯等基因转化技术，获得高产、优质、抗病虫和抗逆包括抗产旱、抗盐 碱、耐寒等农作物新品种。 1．1基因工程在作物育种上的应用 采用基因工程育种，可在作物体外定向进行基因重组和基因改造，通过相应的载体实现基因转移，打破基因重组和基因转移的物种界限，从而增强人类进行基因操作能力。 上世纪80年代以来，转基因技术得到快速发展，从开始仅利用细菌、病毒的基因发展到今天直接从高等植 物中分离控制生长、发育、代谢的结构和调控基因。双子叶植物依靠杆菌等介导进行有效的基因转移，单子叶植物利用基因枪法、电激法、微注射法及花粉管通道人法等多种途径进行基因转移。目前，国际上获得基因植物达100余种，在农作物上有水稻、小麦、玉米、棉花、花生、大豆、向日葵、亚麻、油菜、甘蔗、马铃薯等作物。至今已有1500多种基因植物进入田间试验，一批新品种已投入生产，如我国 “两系法”的杂交稻已在大面积上应用，在国际上处于领先地位。
基因转殖技术，是基因重组技术与植物组织培养技术二种技术的结合。此一技术可以将来自微生物、动物或植物的外源基因导入植物体中，藉以改变植物的各项特质，或利用植物做为生产工厂。此一技术的发展，打破了种间杂交不亲和性的传统育种藩离。以下列举一些基因转殖植物的应用。 改变植物的栽培与生产方式，提高生产力──由于杂草与作物竞争养分与空间，导致作物生长速率降低，于是开发抗杀草剂的基因转殖植物成为努力的方向。此型植物也是目前栽植面积最多的基因转殖作物，美国种植的大豆大约70％是具抗杀草剂的基因转殖大豆。 改变观赏植物的外表性状，如改变花卉作物的花色──目前在市面上所看到的蓝色玫瑰花、淡紫色康乃馨等都是基因转殖的产品，这些花色利用传统杂交育种方法是无法达成的。 增进食物的营养及风味──第三世界国家的儿童，每年因为维他命Ａ缺乏，导致各种疾病而死亡的人数高达百万人。瑞士科学家利用基因转殖技术开发出的黄金米，富含胡萝卜素，可以做为维他命A的丰富来源，有助于解决此一营养缺乏问题。 2. 简述生命科学的最新研究进展和研究热点。
