食品生物技术习题集.doc

《食品生物技术导论》习题集第一章 绪论一、 名词解释1． 基因工程利用DNA重组技术来创造新物种或给予生物以特殊概念的技术称基因工程，也称DNA重组技术2． 细胞工程所谓细胞工程是指以细胞为基本单位，在体外条件下进行培养、繁殖、或人为地使细胞的某些生物学特性按人们的意志发生改变，从而达到改良生物品种和创造新品种，加速动物、植物个体的繁殖，或获得某些有用的物质的过程它包括了动植物细胞的体外大量培养技术、细胞融合技术（也称细胞杂交技术）、细胞拆分、染色体工程和繁殖生物学技术等3． 发酵工程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，最大限度地发挥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，也称微生物工程它包括了微生物生长动力学、发酵条件的优化和控制、生化反应器的设计和产品的分离、提取和精制等技术4． 酶工程利用酶、细胞器或细胞所具有的特异催化功能，或对酶结构进行修饰改造，并借助于生物反应器和工艺优化过程，有效地发挥酶的催化特性来生产人类所需产品的技术它包括酶固定化技术、细胞固定化技术、酶化学修饰技术和酶反应器设计等技术5． 蛋白质工程和分子进化工程蛋白质工程是指在应用基因工程的原理，结合蛋白质结晶学、计算机模拟设计和蛋白质化学等多学科的知识，通过蛋白质基因中的某个碱基进行定向改变，从而改变蛋白质的氨基酸序列，使蛋白质的结构功能发生变化，产生符合人们所需的蛋白质或酶。

分子进化工程是指在试管或实验室中模拟生物分子如核酸、蛋白质和糖等分子的进化，使长期的自然进化在实验室中短期能实现二、 填空题1． 传统生物技术的技术特征是酿造技术和发酵技术 ，现代生物技术的技术特征是以重组DNA技术为核心的一个综合技术体系2．现代生物技术的核心是基因工程，带动和推动其他各大工程的发展，而现代生物技术的基础和归宿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三、 简答题1．现代生物技术的范围包括哪10方面的技术？• 重组DNA技术及其他转基因技术；• 细胞和原生质融合技术；• 酶和细胞固定化技术；• 植物脱毒和快速繁殖技术；• 动物和植物细胞大量培养技术；• 动物胚胎工程技术；现代微生物发酵技术（高密度发酵、连续发酵和其他新型发酵技术）；• 现代生物反应工程和分离工程；• 蛋白质工程；分子进化工程2． 生物技术的构成包括哪些方面？它们之间的关系是怎样的？生物技术的构成包括如下几个方面：基因工程 、细胞工程 、发酵工程、 酶工程 、蛋白质工程和分子进化工程它们之间的关系：3． 基因工程的原理是怎样的？其主要原理是应用人工方法把生物遗传物质——DNA分离出来，在体外进行切割、拼接和重组。

然后通过运载工具将重组的基因导入某种宿主细胞或个体，从而改变宿主的遗传特性；有时还使导入的新的遗传信息在宿主细胞中或个体中大量表达，以获得大量所需的基因表达产物（各种生理活性物质，如蛋白质、酶、多肽、抗生素等等）这种利用DNA重组技术来创造新物种或给予生物以特殊概念的技术称基因工程，也称DNA重组技术4．简要叙述食品生物技术的基本特征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是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的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5．食品生物技术的研究内容• 通过基因工程和细胞工程改善食品原料农产品的品质和提高产量；• 利用基因工程、发酵工程生产用于农产品保鲜的抗氧化剂、防腐剂等；• 通过基因工程、发酵工程、酶工程、蛋白质工程和分子进化工程使食品加工工艺高效化、提高食品的附加值、提高农产品的利用率，提高食品的保健功能；• 利用基因工程、酶工程和发酵工程减少食品的损失、提高食品质量管理的效率和保证食品质量和安全性；通过发酵工程和酶工程处理废弃物，提高资源的利用率、并减少环境污染。

四．问答题1．为什么说生物技术是21世纪高技术的核心内容，是21世纪的支柱产业？首先，生物技术是解决全球性经济问题的关键技术；其次是解决资源问题、能源问题、食物与健康问题和环境问题等重要和有效的手段；还对促进传统产业的技术改造和新兴产业的形成产生革命性的影响，另外，对人类可持续发展具有重要的意义• 对人类解决面临的食物、资源、健康、环境等重大问题发挥越来越大的作用大力发展生物技术及其产业已成为世界各国经济发展的战略重点 • 现代生物技术发展迅速，在工业、农业、医药、环境等方面用途广泛 可以改善农产品的数量和质量，解决粮食短缺问题，也可以提高人类生命质量，延长人类的寿命以及可以解决能源问题、减少环境污染；2．举例说明生物技术在食品领域有哪些应用？第二章 基因工程在食品中的应用1． 简述基因工程的研究内容（或一般步骤）基因工程的操作过程一般分4个步骤：第一步目的基因的获得和载体的选择：在供体细胞中用限制性内切酶切割基因，以分离出含有特定的基因片段或人工合成目的基因并制备运载体(质粒、病毒或噬菌体)；第二步重组体的制备：把获得的目的基因与制备好的运载体用DNA 连接酶连接组成重组体；第三步重组体的导入：把重组体引入宿主细胞；第四步重组体的筛选鉴定：筛选、鉴定出含有外源目的基因的菌体或个体。

2． 简述基因工程的理论基础第一, 不同基因具有相同的物质基础自然界中所有生物的基因都是由一定的核苷酸序列组成的，并且所有生物的DNA的基本结构都是一样的因此，不同生物的基因或DNA片段相互之间是可以重组交换的第二，基因是可切割和转移的可以在DNA分子上采用一定的方法将基因切割下来，并且转移至另外一个DNA分子之上，而这个基因仍然保持着相同的结构和功能因此保证了基因工程能够对基因进行操作而不影响基因的功能第三，多肽与基因之间存在对应关系，并且有着相同的遗传密码一般情况下，一个多肽由一个相对应的基因编码，基因中三个碱基对应一个氨基酸，除极少数氨基酸外，这种对应关系在生物界是通用的，因此重组DNA分子不论是导入什么生物细胞中，都能够得到原样的氨基酸3． 简述基因工程的优点基因工程能对物种进行定向改造，而且能大大缩短育种年限，具有目的性强、可操作性以及效果明显等特点，其最突出的优点是打破了常规育种难以突破的物种之间的界限，可以使原核生物与真核生物之间、动物和植物之间，甚至人与其他生物之间的遗传信息进行重组和转移比如人的基因可以转移到酵母菌中进行表达，细菌的基因可以转移到植物中表达4． 基因工程的意义• 用基因工程技术研制的贵重药物，至今已上市的由50种左右，上百种药物正在进行临床试验，更多的药物处于前期实验室研究阶段。

• 转基因植物的研究也有很大的进展，自从1986年首次批准转基因烟草进行田间试验以来，至1998年4月全世界批准进行田间试验的转基因植物就达4387项• 转基因动物研究的发展虽不如转基因植物研究的那样快，但也获得了转生长素激素基因鱼、转生长素基因猪和抗猪瘟病转基因猪等 在农业上，基因工程发展速度势头强劲据估计，2000年全球转基因作物种植面积由1996年的170万公顷增加到4420万公顷，增加了25倍之多2000年美国、加拿大、阿根廷、中国4个国家转基因作物的种植面积占全球种植面积的99.9 %，全世界转基因作物按种植面积排序分别为大豆、玉米、棉花、油菜籽1996-2000年的5年间抗除草剂作物种植面积一直占首位，其次是抗虫作物种植转基因作物面积最大的前4个国家是美国、阿根廷、加拿大和中国我国的农业基因工程研究于20世纪80年代初期开始启动，并于20世纪80年代中期开始将生物技术列人国家“863 ”高科技发展计划据中国农业生物技术学会统计，截止1996 年底，我国正在研究的转基因植物种类达47 种，涉及各类基因103个目前我国有6 种转基因植物被批准进行商品化生产，包括转基因耐贮藏的番茄、抗病毒甜椒、抗病毒番茄、抗虫棉花和保龄棉等。

据国际农业生物技术应用机构统计和预测，在全球范围内，1998 年转基因作物的销售额为15亿美元，2000年达到30亿美元，2005年将达到80亿美元，2010年将达到280亿美元二．填空题1．基因工程的关键技术是DNA重组先将目的基因DNA从某种生物体中分离出来，再与一定载体DNA连接重组成新的DNA分子2．基因工程的载体：携带外源基因进入受体细胞的运载工具被称作基因工程的载体三．问答题1．基因工程在食品科学中的应用主要有哪些方面？试根据自己的了解举例说明• ①基因工程与动物、植物、微生物产品品质的改良；• 培育抗病虫害、抗除草剂植物新品种及抗冻动物新品种的基因工程• 改良微生物菌种特性的基因工程• 改良动植物品种质量的基因工程• ②基因工程与植物产品贮藏保鲜；③基因工程与食品新资源的开发第三章: 蛋白质工程与食品产业1. 蛋白质工程的基本概念？2. 蛋白质工程的基本步骤与改造策略？3. 蛋白质的改造的一般方法？4. 蛋白质工程在食品中有哪些应用？5. 蛋白质工程在水产品贮藏加工与海洋生物资源利用中的应用及其前景第四章 酶工程原理及其在食品中的应用1．酶工程的应用范围（1）对生物宝库中存在天然酶的开发和生产；（2）自然酶的分离纯化及鉴定技术；（3）酶的固定化技术（酶和细胞固定化）；（4）酶反应器的研制和应用；（5）与其他生物技术领域的交叉和渗透。

其中固定化酶技术是酶工程的核心实际上有了酶的固定化技术，酶在工业生产中的利用价值才真正得以体现2．固定化酶有何优缺点？优点：（1）不溶于水，易于与产物分离；（2）可反复使用；（3）可连续化生产；（4）稳定性好缺点： 固定化过程中往往会引起酶的失活3．酶的固定化方法1.载体结合法（1）物理吸附法（2）离子吸附法（3）共价结合法2.共价交联法3.包埋法（1）凝胶微格法（2）微囊法二．问答题1．举例简要叙述酶工程在食品中有哪些应用？酶在食品工业中的应用十分广泛，几乎涉及所有食品领域例如，酒类、乳品、焙烤食品、淀粉糖、果蔬制品、肉制品等加工过程的许多重要步骤均需要依赖于酶的作用第五章 细胞工程原理及其在食品中的应用1．细胞工程的优势在哪里？在于避免了分离、提纯、剪切、拼接等基因操作，只需将细胞遗传物质直接转移到受体细胞中就能够形成杂交细胞，因而能够提高基因的转移效率此外，细胞工程不仅可以在植物与植物之间、动物与动物之间、微生物与微生物之间进行杂交，甚至可以在动物与植物与微生物之间进行融合，形成前所未有的杂交物种2．细胞工程学分为细胞融合、细胞拆分（核移植、细胞器移植）、大规模细胞培养工程、繁殖生物学技术（胚胎培养、胚胎移植）和染色体工程等。

3．细胞融合：用自然或人工的方法使两个或几个不同细胞融合为一个细胞的过程可用于产生新的物种或品系（植物、微生物上用得多，动物上用得少）及产生单克隆抗体等4．细胞拆分：又称细胞质工程，是通过物理或化学方法将细胞质与细胞核分开，再进行不同细胞间核质的重新组合，重建成新细胞，也包括各种细胞器的分离和重新组合，可用于研究细胞核与细胞质的关系的基础研究和育种工作5．细胞融合的一般过程 v 第一步是原生质体的制备和再生v 原生质体即是指用酶法或物理的方法使细。