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1生物工程概论复习要点总结一、名词解释：1.生物工程：是一门集生物学、医学、工程学、数学、计算机科学、电子学等多学科相互渗透的综合性学科，以DNA重组的建立为标志，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，按照预先的工程技术手段改造或加工生物原料，为人类生产出所需的产品或达到某种目的。2.基因工程：是在分子水平上对基因进行操作的复杂技术，是将外源基因通过体外重组后导入受体细胞内，使该基因能在受体细胞内复制、转录、翻译表达的操作。3.蛋白质工程：是指在研究蛋白质分子结构及其与生物功能之间关系的基础上，对编码该蛋白质的基因进行有目的的设计和改造，并通过基因工程等手段进行表达和分离，最终获得性能比自然界中存在的蛋白质更优良、更加符合人类社会需要的新型蛋白质。4.酶工程：是指酶的生产与应用的技术过程，即通过人工操作，获得人们所需的酶，并通过各种方法使酶发挥其催化功能的技术过程。5.细胞工程：是在细胞水平上，按照人们预定的设计，有计划地改变细胞的遗传特征和细胞培养技术以生产新的品种，或通过大规模细胞培养以获得人们所需物质的技术过程。6.发酵工程：又称微生物工程，是在人工控制的条件下，通过微生物的生命活动来获得人们所需物质的技术过程。7.核酸分子杂交：在DNA变性后的复性过程中，如果将不同种类的DNA单链分子或RNA分子放在同一溶液中，只要两种单链分子之间存在一定程度的碱基配对关系，在适宜的条件下，就可以在不同的分子间形成杂化双链，这种现象称为之。8.限制性核酸内切酶：能识别DNA的特异序列，并在识别位点或其周围切割双链DNA的一类核酸内切酶。9.克隆酶：利用基因工程技术并通过酶基因的高效表达而提高酶的产量。10.突变酶：是有控制地对天然酶基因进行剪切、修饰或突变，从而改变这些酶的催化特性、底物专一性或赴美专一性，使之更加符合人类的社会生产、生活需要。11.杂合酶：是把来自不同酶分子中的结构单元或整个酶分子进行组合或交换产生出具有所需新酶活性的杂合体。12.固定化酶：是指在一定空间内呈闭锁状态存在的酶，能连续地进行反应，反应后的酶可以回收重复使用。13.模拟酶：利用有机化学、生物化学等方法设计和合成一些较天然酶简单的非蛋白质分子或蛋白质分子，以这些分子作为模型来模拟酶对其作用底物的结合和催化过程。14.抗体酶：酶分子与底物分子结合后形成了一个反应的过渡态，而对过渡态特异的抗体就有可能通过与底物分子结合而形成稳定的过渡态，从而加速反应进程。15.分子印迹酶：通过分子印迹技术产生的类似于酶的活性中心的空腔，对底物产生有效的结合和催化作用。16.植物组织培养：是在无菌和人为控制外因条件下，培养研究植物器官，甚至从中分化、发育出整体植物的技术。17.杂交瘤技术：把含有目的抗体的淋巴细胞与经变异的、已丧失形成自身原含抗体能力的骨髓瘤变种细胞进行融合后，获得既能产生目的抗体又能在体外培养的单克隆抗体。18.细胞株：从原代培养细胞群中筛选出的具有特定性质或标志的细胞群。19.胞质体：是指除去细胞核后由细胞膜包裹的无核细胞。20.微细胞：是只有一条或几条染色体和一薄层细胞质，外面包裹一层完整的细胞质膜的核质体。21.细胞拆合：是指完整细胞的细胞核和细胞质用特殊的方法分离开来，然后再把同种或异种的细胞核和细胞质重新组合起来，培育新的细胞或新的生命个体。22.细胞融合：是指人工方法使两种或两种以上的体细胞合并形成一个细胞，不经过有性生殖过程而得到杂种细胞的方法。23.干细胞工程：利用干细胞的增殖特性、多分化潜能及其增殖分化的高度有序性，通过体外培养干细胞，诱导干细胞分化或利用转基因技术处理干细胞以改变其特性的方法，以达到利用干细胞为人类服务的目的。24.干细胞：是人体及其各种组织细胞的原始细胞，具有高度的自我更新能力，高度的增殖和多向分化潜能、可植入性和重建能力等特性。25.转基因食品：是指利用基因工程技术改变基因组构成的动物、植物和微生物生产的食品和食品添加剂。26.基因诊断：就是利用现代分子生物学和分子遗传学的方法，直接检测基因结构及其表达水平是否正常，从而对疾病作出诊断的方法。27.基因治疗：是指将正常的基因整合入细胞基因组以校正和置换致病基因的一种治疗方法。228.基因免疫：是指将含有编码特定抗原蛋白质的基因序列克隆到合适的载体上，制备成核酸表达载体，通过肌肉注射等将其导入机体内，通过宿主细胞的转录系统合成抗原蛋白质，从而激发机体免疫系统产生针对外源蛋白的特异性免疫应答反应。29.生物增强技术：是指向污染体系中添加工程菌或酶制剂，以提高体系的处理效率。30.生物修复：是生物特别是微生物催化降解有机污染物，从而修复被污染环境或消除环境中的污染物的一个受控或自发进行的过程。31.生物安全：是指由现代生物技术所造成的对环境、人体和社会安全产生的潜在威胁，及对其所采取的一系列有效的预防与措施。32.基因武器：是一种新型的生物武器，也叫遗传工程武器、DNA武器。它是按照军事需要、通过基因重组而制造出来的新型生物战剂。二、简答题：1.生物工程的基本内容是什么？它们之间的联系如何？1）基因工程；2）蛋白质过程；3）酶工程；4）细胞工程；5）发酵工程。这些技术并不是各自独立的，而是相互联系、相互渗透的。其中基因工程技术是核心技术，它能带动其他技术的发展。如：通过基因工程对细菌或细胞改造后获得的工程菌或细胞，必须通过发酵工程或细胞工程来生产有用物质。2.细胞分化的基本特征是什么？1）分化工程的不可逆性；2）分化水平决定细胞的生理状态；3）细胞的分化潜能随分化的加深而降低；4）分化的细胞核具有全能性。3.生物大分子的结构特征具有哪些特性？1）它们都是由各自基本组成单位构建而成的多聚体；2）生物体内一切有机大分子的建成都遵循着共同的规则；3）某一特定生物体所拥有的核酸及蛋白质分子决定了它的属性。4.真核生物信使RNA的结构特征如何？1）5′末端具有帽子结构；2）3′末端具有多聚的A尾巴结构。5.转运RNA的结构特征如何？1）tRNA分子含有稀有碱基；2）tRNA分子3′末端具有氨基酸的接纳茎结构；3）tRNA分子结构中含有反密码子；4）tRNA分子二级结构呈“三叶草”式茎环结构；5）tRNA分子的三级结构呈倒“L”形。6.基因工程理论上的三大发现为何？技术上的三大发明为何？理论上的三大发现：1）遗传物质的载体是DNA；2）DNA分子的双螺旋结构模型和半保留复制机制；3）遗传信息的传递方式------中心法则的提出与验证。技术上的三大发明：1）工具酶的陆续发现与应用；2）DNA分子的核苷酸序列分析技术的成熟；3）基因工程载体的成功改造。7.限制性核酸内切酶的命名规则如何？一般取三个字母，即三字母命名法：第一个大写字母来自微生物的属名；第二、第三个小写字母为种名。如果该微生物有不同的品系和变种，则要写上品系或变种的第一个字母，即限制酶命名中的第四个字母代表株。从一种微生物细胞中发现几种限制酶，则还要根据发现和分离的顺序用I、II、III…..等罗马数字以示区别。38.理想的基因工程载体应具备的条件是什么？1）在宿主细胞中能够稳定复制，目的基因的插入不影响载体的复制能力；2）应具有一个以上的单一限制酶识别位点，以便目的基因的插入；3）具有某些容易检测的遗传标记，便于克隆的筛选；4）分子量小，拷贝数高；5）插入目的基因的幅度要宽；6）从生物防护角度考虑是安全的。9.重组体的常规筛选方法有哪些？1）耐药性标志筛选法；2）标志补救法（功能互补法）；3）核酸分子杂交法；4）PCR扩增筛选法；5）免疫杂交法；6）DNA序列分析鉴定。10.何谓α互补筛选法？利用α互补筛选携带重组质粒的细菌属于一种标志补救选择方法。经改造的M13载体及pUC系列，它们是在M13基因间隔区插入E.coli的一段调节基因和lacZ的N端146个氨基酸残基编码基因，其编码产物即为β-半乳糖苷酶的α片段。突变性Lac-E.coli可表达该酶的ω片段（酶的C端）。单独存在的α片段及ω片段均无β-半乳糖苷酶活性，只有宿主细胞与克隆载体同时共表达两个片段是，宿主细胞内才有β-半乳糖苷酶活性，是特异性作用物X-gal变为蓝色化合物。这就是所谓的α互补。其实验结果分析如下：如果插入的外源基因是在lacZ基因内，则会干扰lacZ的表达，利用Lac-E.coli作为受体细胞，在含有X-gal的培养基上生长时会出现白色菌落；相反，如果在lacZ基因内没有外源基因的插入，则有lacZ的表达，转化菌在同样的条件下呈蓝色菌落。这就是经典的蓝白斑筛选。11.原核生物表达体系的不足之处有哪些？1）由于缺乏转录后加工机制，因此原核生物表达体系只能表达克隆的cDNA，不宜表达真和生物基因组DNA；2）由于缺乏适当的翻译后加工机制，原核生物表达体系表达的真核蛋白不能形成适当的折叠或进行糖基化修饰；3）表达的蛋白质常形成不溶性的包涵体，欲使其具有生物活性尚需进行复杂的复性处理；4）很难在原核生物表达体系中大量地表达可溶性蛋白质。5）真核蛋白质有时会被原核蛋白酶所降解；6）很多真核蛋白具有信号肽序列，其不能被原核细胞所识别和加工。12.蛋白质合成中三类RNA的生物功能是什么？1）mRNA是蛋白质翻译的模板；2）由rRNA为骨架组建的核糖体是肽链合成的场所；3）tRNA是氨基酸的转运合成载体。13.试列举几种多肽链合成后加工的类别。1）N端甲酰基及多余氨基酸的切除；2）蛋白质内部某些氨基酸残基的修饰：例如，羟基化、乙酰化、甲基化、磷酸化和糖基化等；3）切除功能蛋白质发挥生物活性所非必需的肽段：例如，酶原的激活等；4）二硫键的形成以及在分子伴侣的参与下正确的折叠与组装。14.蛋白质工程的主要内容如何？1）确定蛋白质的化学组成、空间结构与生物功能之间的关系；2）根据需要合成具有特定氨基酸序列和空间结构的蛋白质。15.蛋白质工程药物的分子设计主要有哪些方法？1）用突变技术更换活性蛋白的某些氨基酸残基；2）通过增加、删除和调整分子上的某些肽段或结构域或寡糖链使之改变活性，生成合适的蛋白质，产生新的生物功能；3）将功能互补的两种基因工程药物在基因水平上融合；4）对表达产物的后修饰也是改善蛋白质工程药物药理作用的手段。16.酶分子的表面修饰有哪些？1）化学固定化；2）酶蛋白的小分子修饰作用；3）酶蛋白的大分子修饰作用；4）酶蛋白分子内的交联和分子间的交联；45）脂质体包埋技术的应用；6）反相胶团微囊化技术的应用。17．固定化酶与游离酶相比，具有哪些优缺点？优点：1）固定化酶易于与底物和产物分开；2）可以连续反应；3）具有高的稳定性；4）利于工业化管理；5）酶在体系中无残留；6）提高了酶的利用效率。缺点：1）酶活力的损失；2）增大了生产的成本；3）仅限于可溶性底物的应用；4）不适用于多酶体系的应用；5）胞内酶需提前分离纯化处理。18.固定化细胞技术在工业生产过程中具有哪些优缺点？优点;1）固定化细胞的密度大，而且还可以不断增殖；2）稳定性好，可以重复使用；3）有利于后续产物的分离纯化。缺点：可以产生不需要的副产物，给后续产物的纯化带来不必要的麻烦。19.细胞培养的特点如何？1）可以排除体内各种因素的干扰；2）能直接观察到细胞生命活动的动态过程；3）失去体内细胞的制约和整体的调节作用，细胞的形态和功能会发生一定程度的改变；4）可能导致染色体发生非整倍体改变，呈永生化或癌变细胞的特征。20.用于动植物细胞培养的理想微载体应具备哪些条件？1）其表面性质适于细胞附着生长；2)微载体对细胞本身没有毒性；3）其密度应大于培养液，便于回收分离；4）具有良好的透光性，易于显微观察检测；5）基质应是非刚性材料，避免悬浮培养震荡碰伤细胞；6）能够耐高温，适合于灭菌处理；7）基质化学性质稳定；8）物美价廉，具有商业价值。21.单克隆抗体的制备与筛选原理。细胞融合后，杂交瘤细胞的选择性培养是筛选的关键。普遍采用的HAT选择性培养液是在普通的动物细胞培养液中加入次黄嘌呤（H）、氨基喋呤（A）和胸腺嘧啶核苷酸（T）。其依据是细胞中的DNA合成有两条