《年生物工程导论》复习题

《生物工程导论》复习思考题1、谈谈你对转基因技术生产食品和药品的看法食物安全性因素1）转基因产物的直接影响：包括营养成分、毒性或增加食物过敏性物质的可能；（2）转基因间接影响：经遗传工程修饰的基因片段导入后，引发基因突变或改变代谢途径，致使其最终产物可能含有新的成分或改变现有成分的含量所造成的间接影响；（3）植物里导入了具有抗除草剂或毒杀虫功能的基因后，它是否也象其他有害物质一样能通过食物链进入人体内；（4）转基因食品经由胃肠道的吸收而将基因转移至胃肠道微生物中，从对人体健康造成影响环境安全性因素质疑1）转基因生物对农业和生态环境的影响；（2）产生超级杂草的可能；3）种植抗虫转基因作物后可能使害虫产生免疫并遗传、从而产生更加难以消灭的“超级害虫”；（4）转基因向非目标生物漂移的可能性；（5）其他生物吃了转基因食物是否会产生畸变或灭绝（6）转基因生物是否会破坏生物的多样性等转基因食品存在的最大理由：转基因食品并不会比常规育种有更多的危险，恰恰相反，更大的危险是世界上6人口中还有12亿人仍在温饱线上挣扎。

预计2050年将达到90亿，而发展中国家现有8.4亿人营养不良，13亿人陷于贫困胰岛素是治疗糖尿病的特效药，过去从猪、牛等动物的胰腺中提取，100Kg胰腺只能提取5g左右。

基因工程大肠杆菌，每2000L培养液就能产生100g胰岛素！不但解决了这种比黄还贵的药品产量问题，还使其价格降低了30%-50%!2、简述原核细胞蛋白质融合表达的优点。

融合蛋白简介在基因操作中，对一些分子数小的多肽基因常采用融合的方法与某一基因（如lac）相连，二者之间接上某一酶（如凝血酶）的切口，以增加在体内表达后产物的稳定性，也有的故意使两个分子串连融合以提高疗效，如IL-3与GM-CSF。

也有与分泌性蛋白的信号肽基因组成融合基因，以使表达产物分泌到膜外或胞外。

融合蛋白- 技术概况融合蛋白技术是为获得大量标准融合蛋白而进行的有目的性的基因融合和蛋白表达方法。

利用融合蛋白技术，可构建和表达具有多种功能的新型目的蛋白。

技术特点融合基因可在原核细胞(如大肠杆菌) 也可在真核细胞中进行表达。

原核表达系统的特点是时程短，费用低，是科研中的主要工具。

其缺点是真核蛋白表达没有得到确切修饰；大量蛋白常常沉淀成不溶性包涵体聚合物，需要复杂的变性和复性过程；大量蛋白的分泌较困难。

真核表达系统的特点是蛋白翻译后加工机会多，甚至可被改造成人源型；真核细胞易被转染，具有遗传稳定性和可重复性；产物可被分泌，提纯简单，成本低。

3、蛋白质工程与基因工程的联系与区别创造和改造蛋白质1）物理、化学法：对蛋白质进行变性、复性处理，修饰蛋白质侧链官能团，分割肽链，改变表面电荷分布促进蛋白质形成一定的立体构像等等2）生物化学法：使用蛋白酶选择性地分割蛋白质，利用转糖苷酶、酯酶、酰酶等去除或连接不同化学基团，利用转酰胺酶使蛋白质发生胶连等等缺点：缺乏特异性，不能针对特定的部位起作用3）基因重组技术或人工合成DNA：可以改造蛋白质而且可以实现从头合成全新的蛋白质在确定基因序列或氨基酸序列与蛋白质功能之间关系之前，宜采用随机诱变，造成碱基对的缺失、插入或替代，这样就可以将研究目标限定在一定的区域内，从而大大减少基因分析的长度。

一旦目标DNA明确以后，就可以运用定位突变等技术来进行研究蛋白质工程 : 指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造或制造一种新的蛋白质，以满足人类对生产和生活的需求。

基因工程是指重组DNA技术的产业化设计与应用，包括上游技术和下游技术两大组成部分。

上游技术指的是基因重组、克隆和表达的设计与构建（即重组DNA技术）；而下游技术则涉及到基因工程菌或细胞的大规模培养以及基因产物的分离纯化过程基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质这些天然蛋白质是生物在长期进化过程中形成的,它们的结构和功能符合特定物种生存的需要,却不一定完全符合人类生产和生活的需要蛋白质工程是在基因工程的基础上，延伸出来的第二代基因工程，是包含多学科的综合科技工程领域。

基因工程是通过基因操作把外源基因转入适当的生物体内，并在其中进行表达，它的产品是该基因编码的天然存在的蛋白质。

蛋白质工程就是根据蛋白质的精细结构与功能之间的关系，利用基因工程的手段，按照人类自身的需要，定向地改造天然的蛋白质，甚至创造新的、自然界本不存在的、具有优良特性的蛋白质分子。

蛋白质工程自诞生之日起，就与基因工程密不可分。

蛋白质工程根据对分子预先设计的方案，通过对天然蛋白质的基因进行改造，来实现对它所编码的蛋白质进行改造。

因此，它的产品已不再是天然的蛋白质，而是经过改造的、具有了人类所需要的优点的蛋白质。

4、试述生物药物分析与检验的特点。

生物药物分析：是一门研究和发展生物药物全面质量控制的“方法学科”。

它主要运用化学、物理化学或生物化学的方法和技术研究生物药物及其制剂的质量控制方法的学科。

生物药物分析与检验的特点1.需进行相对分子质量的测定除氨基酸、核苷酸、辅酶及甾体激素等属化学结构明确的小分子化合物外，大部分为大分子物质，其分子量一般几千至几十万。

对大分子的药物而言，即使组分相同，往往由于分子量不同而产生不同的生理活性。

2.需检查生物活性在制备多肽或蛋白质类药物时，有时因工艺条件的变化，导致活性多肽或蛋白质失活。

因此，对这类生物药物，除了用通常采用的理化法检验外，尚需用生物检定法进行检定，以证实其生物活性3、需做安全性检查由于生物药物的性质特殊，生产工艺复杂，易引入特殊杂质和污染物，故常需做安全性检查，如热原检查、过敏试验、异常毒性试验等。

4、需做效价测定生化药物多数可通过含量测定，以表明其主药的含量。

但对某些药物（如酶类药物）需进行效价测定或酶活力测定，以表明其有效成分含量的高低。

5、要用生化法确证结构在大分子生物药物中，由于有效结构或分子量不确定，其结构的确证很难沿用元素分析、IR、UV、NMR、MS等方法加以证实，往往还要用生化法如氨基酸序列分析等方法加以证实。

5.生物药物分析的基本内容和程序。

取样鉴别检查含量测定检验报告书一取样要考虑取样的科学性、真实性与代表性根据药物性质、不同剂型,采用不同的取样方法抽取不同的样品量。

（二）鉴别鉴别就是依据生物药物的化学结构和理化性质，采用化学法、物理法及生物学方法来确证生物药物的真伪。

通常需用标准品或对照品在同一条件下进行对照试验。

药物的鉴别不是由一项试验就能完成，而是采用一组试验项目全面评价一种药物，力求使结论正确无误三检查安全性检查有效性检查纯度检查均一性检查（四）含量（效价）测定百分含量，适用于结构明确的小分子药物或经水解后变成小分子的药物。

生物效价或酶活力，适用于酶类、蛋白质类等药物五）出据检验报告上述药品检验及其结果必须有完整的原始记录，实验数据必须真实，不得涂改，全部项目检验完毕后，还应写出检验报告，并根据检验结果做出明确的结论。

药物分析工作者在完成药品检验工作，写出书面报告后，还应对不符合规定的药品提出处理意见，以便供有关部门参考，并尽快地使药品的质量符合要求6.研发中药保健品时在药物原料选择，主治疾病选择时应注意什么？1药物原料的选择 2主治疾病的选择 3挖掘古方、民间验方、宫廷保健方 4不丧失中医本色7、什么是IPS细胞？任举一例阐述IPS细胞在医药领域中的应用。

定义： iPS cells是通过基因转染技术将某些转录因子导入动物或人的体细胞, 使体细胞被重新编程成为胚胎干细胞样的多潜能细胞。

iPS 技术不使用胚胎细胞或卵细胞，因此没有伦理学的问题。

利用 iPS 技术可以用病人自己的体细胞制备专用的干细胞，不会有免疫排斥的问题。

ips模型的建立，目前已有的模型为猪、鼠、人的干细胞模型，下一步将扩展为猴子、大熊猫等动物。

应用生命科学和工程学的原理和方法，研究、开发用于组织和器官修复、替换或增进其功能的生物替代品的一门学科。

8、从微生物的需氧特性分析，污水生物处理技术有哪些？试比较其优缺点。

废水生物处理技术的特点废水生物处理是利用微生物的生命活动过程对废水中的污染物进行转移和转化作用，从而使废水得到净化的处理方法。

其主要特征是应用微生物特别是细菌，并在为充分发挥微生物的作用而专门设计的生化反应器中，将废水中的污染物转化为微生物细胞以及简单的无机物。

与物理化学方法相比，废水生物处理技术具有一系列的特点：由于污染物的生化转化过程不需要高温高压，在温和的条件下经过酶催化即可高效并相对彻底地完成，因此，处理费用低廉；对废水水质的适用面宽；废水生物处理法不加投药剂，可以避免对水质造成二次污染。

另外，生物处理效果良好，不仅去除了有机物、病原体、有毒物质，还能去除臭味，提高透明度，降低色度等。

3废水生物处理技术的分类废水生物处理技术常采用的方法有厌氧生物处理法、活性污泥法、生物膜法、氧化塘法。

厌氧生物处理法此法主要用于处理污水中的沉淀污泥，又称污泥消化，也用于处理高浓度的有机废水。

这种方法是在厌氧细菌或兼性细菌的作用下将污泥中的有机物分解，最后产生甲烷和二氧化碳等气体，这些气体是有经济价值的能源。

厌氧生物处理过程分为3个阶段：第一阶段水解酸化，在水解酶的催化下，将复杂的多糖类水解为单糖类，将蛋白质水解为氨基酸，并将脂肪水解为甘油和脂肪酸；第二阶段产酸，在产酸菌的作用下将第1阶段的产物进一步降解为比较简单的挥发性有机酸等，如乙酸、丙酸、丁酸等挥发性有机酸，以及醇类、醛类等，同时生成二氧化碳和新的微生物细胞；第三阶段产甲烷，在甲烷菌的作用下将第2阶段产生的挥发酸转化成甲烷和二氧化碳。

处理后的污泥所含致病菌大大减少，臭味显著减弱，肥分变成速效的，体积缩小，易于处置。

活性污泥法活性污泥法是一种应用最广、工艺比较成熟的废水生物处理技术。

它利用含有好氧微生物的活性污泥，在通气条件下，使污水净化的生物学方法。

根据曝气方式的不同。

分为普通曝气法、完全混合曝气法、逐步曝气法、旋流式曝气法和纯氧曝气法。

活性污泥法不仅用于处理生活污水、而且在印染、炼油、石油化工、农药、造纸和炸药等许多工业废水处理中，都取得很好的净化效果活性污泥中的微生物以细菌为主，还包括真菌、藻类、原生动物等。

此法最大的弱点是产生大量的剩余污泥，剩余污泥已成为令人头疼的难以解决的疑难问题，研究开发从源头上不产生或少产生污泥的污水处理技术成为研究的热点。

生物膜法生物膜法和活性污泥法一样都是利用微生物来去除废水中有机物的方法。

生物膜是微生物高度密集的物质，是由好氧菌、厌氧菌、兼性菌、真菌、原生动物等组成的生态系统，主要用于去除废水中呈溶解的和胶体状有机污染物根据不同的理装置，又分为生物滤池法、生物转盘法、生物接触氧化池法、流化床生物膜法、悬浮颖粒生物膜法等。