食品生物技术导论复习提纲

第二、四、八章

一、名词解释

1、食品生物技术：食品生物技术指生物技术在食品工业中的应用，其以基因工程技术为核心手段，包括细胞工程、酶工程、发酵工程和蛋白质工程等技术，贯穿于食品制造的全过程（上游过程和下游过程）。或者，利用生物体及其细胞、亚细胞和分子组成部分，结合工程学、信息学等手段研究及加工处理或制造食品产品的新技术。

2、基因工程：指用酶学方法将异源基因与载体DNA进行体外重组，将形成的重组DNA导入宿体细胞，使异源基因在宿体细胞中复制表达，从而达到改造生物品种或性状，大量生产出人类所需的生物品种和产物，也称分子克隆或重组DNA技术。

3、目的基因：指已被或欲被分离、改造、扩增和表达的特定基因或DNA片段，能编码某一产物或某一性状，又称特异基因或靶基因。

4、基因重组：指将目的基因（或外源基因）与载体在体外结合构建形成重组子。

5、感受态：指宿主细胞能吸收外源DNA分子而有效作为转化受体的某些生理状态。

6、限制性内切酶：指一类以环形或线形双链DNA为底物，能识别双链DNA中特殊核苷酸序列，并在合适的反应条件下使每条链一定位点上的磷酸二酯键断开，产生具有3’-OH和5’-P基团的DNA片段的内切脱氧核糖核酸酶。

7、酶的固定化：是指将酶与不溶性载体结合，使游离酶、细胞或细胞器等的催化活动完全或基本上限制在一定空间内的过程。

8、酶分子修饰：通过改变酶分子的结构，使酶的某些特性和功能发生改变的技术。

9、转基因食品：是指用转基因生物制造、生产的食品、食品原料及食品添加物等。

10、受体（宿主）细胞：指在转化、转导和杂交中接受外源基因DNA导入的细胞，是重组体扩增的场所。

二、思考题

1、碱性SDS法提取质粒的原理。

在pH12.0~12.5范围内使染色体中双螺旋开链DNA选择性变性，而闭环双链DNA不变性。经乙酸钠中和后，SDS 引起蛋白质-SDS复合物和相对分子质量高的DNA沉淀，再经高速离心将质粒DNA留于上清液中而分离。

2、限制性内切酶的作用机制。

限制性内切酶以环状或线性的双链DNA为底物，在一定条件下，识别一定的核苷酸序列，在两条链的特定的磷酸二酯键上催化切开，产生具有3’-OH和5’-P基团的DNA片段。

3、酶分子修饰的主要方法有哪些？

（1）化学修饰：利用化学手段将某些化学物质或基团结合到酶分子上，或将酶分子的某些部分删除或置换，改变酶的理化性质，最终达到改变酶催化性质的目的。

①大分子结合修饰；②肽链有限水解修饰；③侧链基团修饰；

④分子内或分子间交联：使用双功能试剂交联，更稳定；

⑤氨基酸置换修饰：改变活力中心的氨基酸；

⑥金属离子置换修饰：如将酰基化氨基酸水解酶的活力中心的Zn2+置换为Co2+。

（2）物理修饰：通过物理方法，不改变酶的组成单位及基团，只使酶分子的空间构象发生改变（副键变化或重排），而改变酶的某些特性和功能。

①高压处理：酶活提高；最适条件改变；②适当变性改变空间构象：稳定性适当提高

4、提高微生物产酶的措施主要有哪些？

（1）选育优良细胞（基因重组技术）

（2）强化生产过程：①控制合理发酵条件：pH、温度、基质浓度等；②添加诱导物：如乳糖诱导β-半乳糖苷酶；③控制阻遏物浓度：产物积累一定浓度，合成受阻；④添加表面活性剂：主要是非离子型表面活性剂；⑤添加产酶促进剂：植酸钙镁、聚乙烯等⑥⑦⑧⑨⑩

5、固定化处理后酶的性质会发生哪些改变？

（1）固定化酶的活力：与其溶液酶相比，大多数固定化酶活性下降。

（2）固定化酶的稳定性：大多数酶在固定化后都不同程度地提高了稳定性，延长了有效寿命。

①热稳定性：大多数酶固定化后与溶液酶相比，有较高的热稳定性，反应的温度一般较溶液酶的高

②pH一酶活力关系：反应的最适pH和酶活力-pH曲线的变动依据酶蛋白和载体的电荷而定。带负电荷的载体，

往往导致固定化酶的最适pH向碱性方向移动；带正电荷的载体则相反。

③对蛋白酶的抵抗力提高：溶液酶经固定化后提高了对蛋白酶的抵抗能力。

④对变性剂、抑制剂的抵抗能力提高：酶经固定化后，提高了对蛋白质变性剂和抑制剂的抵抗能力。

⑤操作稳定性：固定化酶在操作中可以长期使用。

⑥贮藏稳定性：大多数酶经固定化后提高了贮藏的稳定性。

6、基因工程的主要内容包含哪些内容？

（1）从生物有机体基因组中，分离出带有目的基因的DNA片段。

（2）将带有目的基因的外源DNA片段连接到能够自我复制的并具有选择记号的载体分子上，形成重组DNA分子。（3）将重组DNA分子转移到适当的受体细胞（亦称寄主细胞）并与之一起增殖。

（4）从大量的细胞繁殖群体中，筛选出获得了重组DNA分子的受体细胞，并筛选出已经得到扩增的目的基因。（5）将目的基因克隆到表达载体上，导入寄主细胞，使之在新的遗传背景下实现功能表达，产生出人类所需要的物质。

7、基因工程的载体应具体哪些条件？

（1）本身是一个复制子，能自我复制（2）相对分子质量较小，限制性内切酶切点少，宜于接受目的基因

（3）能给宿主细胞（受体）提供可选择标记，有可供辨认的表形特征，便于筛选

（4）只有单一限制性内切酶切点，即经某限制性内切酶切割后，即可把质粒DNA闭环打开接纳外源DNA片段，又不会丢失自己的片段。

8、制备食品酶制剂时，所用菌种应具备哪些条件？

（1）安全可靠，非致病菌；（2）稳定性好不易感染噬菌体；（3）酶产量高，有较好的开发应用价值；

（4）容易培养和管理，产酶细胞易生长繁殖；（5）能利用廉价的原料，发酵周期短。

9、试述聚合酶链式反应（PCR ）的技术原理和主要过程。

（1）原理：PCR技术的实质为体内DNA复制的体外模拟。即使双链DNA热变性而分开成为单链DNA，退火后在低温下，两个与模板互补的引物与单链DNA配对结合，再在中温下利用Taq DNA聚合酶的聚合活性和热稳定

性进行聚合（延伸）反应。每经过一次变性、退火和延伸为一个循环，所扩增的特定DNA序列数量按

几何指数增长。

（2）主要过程：①模板DNA的变性：模板DNA加热至94~95℃一定时间后，使模板DNA双链或经PCR扩增形成的双链DNA解离成为单链，以便它与引物结合，为下轮反应作准备；

②模板DNA与引物的退火(复性)：模板DNA经加热变性成单链后，温度降至55℃左右，引物与模

板DNA单链的互补序列配对结合；

③引物的延伸：DNA模板—引物结合物在Taq DNA聚合酶的作用下，以dNTP为反应原料，靶序列

为模板，按碱基配对与半保留复制原理，合成一条新的与模板DNA 链互补的半保留复制链。

重复循环“变性--退火--延伸”过程，就可获得更多的“半保留复制链”，而且这种新链又可成为下次循环的模板。每完成一个循环需2～4分钟， 2～3小时就能将待扩目的基因扩增放大几百万倍。

10、以大肠杆菌质粒DNA的提取和重组为例阐述基因工程的基本步骤。

答：①从细胞中分离出DNA ②限制酶截取DNA片断③分离大肠杆菌中的质粒④ DNA重组⑤用重组质粒转化大肠杆菌⑥培养大肠杆菌克隆大量基因

11、转基因食品的危害主要有哪些？

（1）直接危害：①转基因寄宿、受体或带菌微生物感染人类、动物及植物；

②转基因生物、组分或代谢物产生毒性或引起过敏反应；

③因意外释放转基因生物而对环境的影响。

（2）间接危害：①转基因生物产生具有传染性或抗药性的微生物（新的病原细菌和病毒）；

②将有害的基因（如致癌物质）传给人类；

③有关基因物质转移到相关生物中，使之抵抗力增加，如抗除草剂转基因作物释放大田后，可能

会出现抗除草剂特征的“超级杂草”。

12、转基因食品安全性评价的主要内容有哪些方面？如何理解实质性等同原则？

（1）主要内容：①过敏性②毒性反应③水平基因转移④与生物技术改良的有关食品变化产生的任何非预期影响（2）分析比较基因修饰食品的表型性状、分子特征、关键营养成分及抗营养因子、有毒物质及过敏源等特性，评价它与非转基因食品的同类食品比较的相对安全性，是否与传统食品具有“实质性等同”。

13、通过对食品生物技术课程的学习，谈谈你对生物技术食品的理解。