食品生物技术期末重点总结

第一章绪论

1、食品生物技术研究的内容：基因工程（最基础，又称DNA重组技术、基因克隆或分子克隆：黄金大米）、细胞工程、蛋白质工程、酶工程（牛凝乳酶）、发酵工程（酱油：曲霉菌、醋：醋酸菌、酒：酵母菌、奶酪）、生物工程下游技术、食品安全、食品与后基因组学、转基因生物反应器、现代分子检测技术、组学技术和生物信息学技术、

2、生物技术的概念：也称生物工程，是指人们以现代生命科学为基础，结合其他基础学科的科学原理，采用先进的工程技术手段，按照预先设计改造生物体或加工生物原料，为人类生产出所需的产品或达到某种目的技术

3、食品生物技术的概念：是指以现代生命科学的研究成果为基础，结合现代工程技术手段和其他学科的研究成果，用全新的方法和手段设计新型的食品和食品原料。

第二章基因工程

1、基因工程的概念：用酶学方法，将异源基因与载体DNA在体外进行重组，将形成的重组子DNA导入宿主细胞，使异源基因在宿主细胞中复制表达，从而达到改造生物品种或性状，大量生产出人类所需要生物品种和产物（操作对象：基因、操作环境：体外、原理：基因重组、操作水平：DNA分子水平、目的：定向地改造生物的遗传特性）

2、基因工程的主要内容：

在供体细胞中用限制性核酸内切酶切割基因，以获得目的基因或者人工合成目的基因，并制备运载体（质粒、病毒或噬菌体）

基因表达载体的构建：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把重组体引入宿主细胞

目的基因的检测与表达产物的鉴定

（基因工程四大基本步骤：目的基因的获取、基因表达载体的构建、将目的基因的导入受体细胞、目的基因的检测与表达产物的鉴定）

3、工具酶

A、限制性内切酶：（切割DNA片段产生2个切口，4个末端）

作用：识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开

结果：形成两种末端粘性末端、平末端

有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型限制性内切酶

其中Ⅱ型限制性内切酶（比如Eco RⅠ）最为重要

DNA链经Eco RⅠ切割后会产生两个单链末端，每个末端都会有4个核苷酸延伸出来，这种双链DNA中没有配对的碱基末端被称为黏性末端

限制性内切酶的特点：1、不同的限制性内切酶识别不同的核苷酸序列

2、识别序列皆具有回文结构（即核苷酸序列正读和反读是一样的）

3、有黏性末端和平末端两种末端

命名：比如Eco RⅠ中的Eco表示从大肠杆菌中分离出来，R表示大肠杆菌的R株，Ⅰ表示从大肠杆菌中分离出来的第一种限制性内切酶

B、DNA连接酶

作用：催化DNA相邻的5’-磷酸基和3’-羟基末端之间形成磷酸二酯键，将DNA单链缺口缝合起来作用部位：磷酸二酯键

种类：E.Coli DNA连接酶来源于大肠杆菌只连接黏性末端

T4DNA连接酶来源与T4噬菌体能连接黏性末端和平末端但连接效率低

两种均用于恢复两个核苷酸之间的磷酸二酯键

C、DNA聚合酶在DNA复制过程起作用，用于连接磷酸二酯键

D、碱性磷酸酯酶：能够催化去除DNA、RNA、rNTP、dNTP的5’磷酸基并产生5’羟基末端，能够用于防止载体自连，目的基因自连

E、逆转录酶：依赖于RNA的DNA聚合酶，催化以单链RNA为模板生成双链DNA的反应，具有三种活性：RNA指导DNA的合成反应；DNA指导DNA的合成反应；RNA的水解反应

5、基因工程载体

种类：质粒、λ噬菌体、动植物病毒、

具备条件：结构简单，大小适中、能在宿主细胞中自我复制并稳定保存，具有一个或多个酶切位点，具有标记基因

6、目的基因的获取

A、直接分离法：限制性内切酶酶切法、物理化学法、逆转录法

B、基因组文库筛选法：基因组文库法

cDNA文库法（由mRNA通过逆转录酶作用而得到的DNA片段称为cDNA片段）

cDNA文库的构建：提取某一时期细胞的mRNA、在逆转录酶作用下、生成cDNA片段、将cDNA 片段与载体连接、形成重组载体、导入受体菌、形成cDNA文库

C、聚合酶链式反应法（PCR法）：

过程：DNA变性在（90-95℃）：双链DNA模板受热氢键断裂，形成单链DNA

退火（复性55-75℃）：系统温度降低，引物与DNA模板结合，形成局部双链

延伸（70-75℃）：在热聚合酶作用下，合成与模板互补的DNA链

每重复上面三步步骤，目的基因增加一倍

其他PCR法：逆转录PCR、锚定PCR、反向PCR

4、理想基因工程载体应具备的特征：能在宿主细胞内复制并稳定地保存；易于从宿主

细胞中分离，并进行纯化；具有多个限制酶酶切位点，以便与外源基因连接；具有某些标记基因，便于进行筛选。如抗菌素的抗性基因，产物具有颜色反应的基因等。

7重组DNA向受体转化

A、基因表达载体的构建：

用一定的限制性内切酶切割质粒，使其漏出黏性末端；

用同一种限制性内切酶切断目的基因，使其产生相同的黏性末端；

将切下的目的基因片段插入质粒的切口处，首先碱基互补配对，两个黏性末端吻合在一起，碱基间形成氢键，再加入适量DNA连接酶，形成一个重组DNA分子

B、目的基因导入受体细胞的方法

导入植物细胞：花粉管通道法、农杆菌介导的遗传转换法、基因枪法

导入动物细胞：显微注射法

导入微生物细胞：感受态细胞吸收DNA分子（氯化钙法）（步骤：首先用钙离子处理细胞，使细胞处于一种能吸收周围环境DNA分子的状态（感受态细胞），再将重组载体溶于缓冲液与感受态细胞混合，在一定温度下促进细胞吸收DNA分子，完成转化）常用菌为大肠杆菌微生物做受体细胞的原因有繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少

8、目的基因分子杂交检测方法

基因探针是一段与目的基因互补的核酸序列，可以是DNA，也可以使RNA，用它与待测样品DNA或RNA进行核酸分子杂交

分子杂交技术