食品生物技术考试重点文档格式.docx

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1）通过改变酶促反应的Km和Vmax提高催化效率

2）通过改变蛋白质对酸碱和温度稳定的适应范围，拓宽蛋白质的应用范围

3）改变酶在非水溶剂中的反应性，可使蛋白在非生理条件下作用

4）减少酶对辅助因子的需求，简化持续生产的过程

5）增加酶对底物的亲和力，以增加酶的专一性，减少不必要的副反应

6）提高对蛋白酶的抗性，可以简化纯化过程，提高产率

7）改变酶的别构调节部位，减少反馈抑制，提高产物产率

8）提高蛋白的抗氧化能力

9）改变酶对底物的专一性

10）改变蛋白发生作用的种属特异性

4酶工程——是利用酶的催化作用进行物质转化的技术，是酶学理论、基因工程、蛋白质工程、发酵工程相结合而形成的一门新技术。

它研究开发涉及的范围包括：

自然界中新酶的开发和生产、酶分子的修饰、酶的分离纯化技术、酶的固定化技术、酶反应器、酶生物传感器

5发酵工程——是生物技术的重要组成部分，是生物技术产业化的重要环节，是指酵母作用于果汁或发芽谷物产生CO2的现象。

现代发酵工程是将微生物学、生物化学和化学工程等学科基本原理有机结合，是建立在基因工程技术基础上的一门应用技术性学科

6生物工程下游技术——是指将发酵工程、酶工程、蛋白质工程和细胞工程生产的生物原料，经过提取、分离、纯化、加工等步骤，最终形成产品的技术

第二章基因工程与食品产业

1基因工程的主要内容：

概括来说，基因工程的操作过程一般分为4步。

第一步，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的基因并制备运载体（质粒，病毒或噬菌体）；

第二步，把获得的目的基因与制备好的运载体DNA连接酶连接组成重组体；

第三步，把重组体引入宿主细胞；

第四步，筛选、鉴定出含有外源目的基因的菌体或个体

工具酶和基因载体

目的基因要进入宿主细胞，有两种方式，一种是直接导入，另一种是要通

过载体的运载作用才能实现。

这种在细胞内具有自我复制能力的运载目的基因；

进入宿主细胞的运载体，叫基因工程载体

Ⅱ型限制性内切酶的主要用途

1）在特异位点上切割DNA，产生特异的限制性内切酶切割的DNA片段

2）建立DNA分子的限制性内切酶物理图谱

3）构建基因文库

4）用限制性内切酶切出相同的黏性末端，以便重组DNA

DNA连接酶——能将两段DNA拼接起来的酶叫DNA连接酶

1）连接带匹配黏端的DNA分子

2）使平端的双链DNA分子互相连接或使合成的接头相连接

DNA聚合酶

将质粒和目的基因连接的方法：

黏性末端人工接头衔接物同聚物末端加尾法（末端转移酶）

T4DNA聚合酶的用途有：

耐热DNA聚合酶（TaqDNA）可用于：

1）DNA测序

2）聚合酶链式反应（PCR）对DNA片段进行体外扩增

末端转移酶主要用于：

1）给载体或cDNA加上互补的同聚体

2）DNA片段3’末端的放射同位素标记

碱性磷酸酯酶——BAP（大肠杆菌）CIP（牛小肠）

基因工程中碱性磷酸酯酶主要应用于：

1）在序列分析中，验出序列

2）去除DNA和RNA的5’-磷酸基

3）去除载体DNA的5’磷酸基，防止自我环化

4）放射性同位素的标记

2理想的基因工程载体应具备以下特征：

1）能在宿主细胞内进行独立和稳定的DNA自我复制。

2）易于从宿主细胞中分离，并进行纯化

3）在其他DNA序列中有适当的限制性内切酶单一酶切位点（MCS:

多克隆位点）

4）具有能够直接观察的表型特征，在插入外源DNA后，这些特征可以作为重组DNA选择的标志

质粒是指自主复制的双链环状DNA分子，在细菌中独立于染色体之外而存在

质粒的要求：

1）质粒载体的相对分子质量应尽可能小

2）应该有用来克隆外源DNA的单一的限制性内切酶识别位点

3）应该有一个或多个选择标记基因

噬菌体具有高效侵染和高效扩增的特点

M13载体作重组DNA的载体有两个特性：

1）允许包装大于病毒单位长度的外源DNA

2）感染细菌后，复制环状DNA经包装形成噬菌体颗粒，分泌到细胞外而不溶菌

3基因工程的基本技术

物理化学法——就是利用核酸DNA双螺旋之间存在的碱基G和C配对、A和T配对的这一特性，从生物基因组分离目的基因地方法

1密度梯度离心法2单链酶法3分子杂交法

化学合成法

PCR扩增法

具备的条件：

1要有与被分离的目的基因的DNA双链两端序列互补的DNA引物（约20个碱基）；

2具有热稳定性的酶如TaqDNA聚合酶；

3dDNA；

4作为模板的目的DNA序列

PCR反应过程包括：

1变性将模板解冻2退火将引物带至正确位置3延伸在TaqDNA作用下实现以引物为附着点的两条新链的延伸

改进PCR方法：

1逆转录PCR2锚定PCR3反向PCR

DNA序列测定：

1化学降解法2酶促法3自动化测序法

目的基因与载体的连接通常连接的形式有亚克隆，黏性末端连接，平端连接，人工接头连接，同聚物加尾连接

重组体的鉴定：

1点杂交2Southernblot3Northernblot

4Westernblot5原位（菌落）杂交技术

反义基因技术的基本概念和原理：

所谓反义RNA是指有义DNA链转录成的、与特异的靶RNA互补结合并能抑制靶RNA表达的一段序列。

所谓反义RNA技术是把一段DNA序列以反义方向插入到合适的启动子和终止子之间，然后把此基因构建体转化到受体细胞中去（通常用农杆菌转化的方法），通过选择培养获得转化生物体的技术

反义基因地特点：

1.反义RNA可以高度专一地调节某一特定基因的表达，不影响其他基因的表达2.转化到植物中的反义RNA的作用类似于遗传上的缺陷性，表现为显形3.反义基因整合到植物的基因组中可独立表达和稳定遗传，后代符合孟德尔遗传规律4.反义基因不必了解其目的基因所编码的蛋白质结构，可省去对基因产物的研究工作5.反义基因不改变目的基因地结构，在应用上更加安全

4基因工程在食品产业中的应用

4.1利用基因工程改造微生物

1改良微生物菌种2改良乳酸菌遗传特性3酶制剂的生产

4.2利用基因工程改善食品原料的品质

1改良动物食品性状2改造植物性食品原料

（1提高植物性食品氨基酸含量2增加食品的甜味3改造油料作物

4改良植物食品的蛋白质品质5改善园艺产品的采后品质）

4.2利用基因工程改进食品生产工艺

1）利用DNA重组技术改进果糖和乙醇生产方法

2）改良啤酒大麦的加工工艺

3）改良小麦种子贮藏蛋白的烘烤特性

4）改善牛乳加工特性

4.4利用基因工程生产食品添加剂及功能性食品

1生产氨基酸2生产黄原胶3超氧化物歧化酶SOD的基因工程

4应用于生产保健食品的有效成分

第三章细胞工程与食品产业

1细胞工程：

也称细胞技术，是生物技术的主要内容之一，细胞工程根据其研究对象的不同，分为植物细胞工程，动物细胞工程和微生物细胞工程

细胞工程的基本操作：

1无菌操作技术2细胞培养技术3细胞融合技术

（其主要过程：

1制备原生质体2诱导细胞融合3筛选杂合细胞）

2细胞培养技术

培养基的种类

1按成分不同：

1天然培养基——培养基含有化学成分还不清楚或化学成分不恒定的天然有机物，也称非化学限定培养基特点：

天然培养基成本较低，除了实验室经常使用外，也可用于工业上大规模发酵生产

2合成培养基——是由化学成分完全了解的物质配制而成的培养基，也称化学限定培养基特点：

一般适于在实验室用来进行有关微生物营养需求、代谢、分类鉴定、生物量测定、菌种选育及遗传分析等方面的研究工作

2根据物理状态——根据培养基中凝固剂的有无及含量的多少，可将培养基划分为1固体培养基2半固体培养基3液体培养基

1）固体培养基——在液体培养基中加入一定量凝固剂，使其成为固体状态即为固体培养基

2）半固体培养基——半固体培养基中凝固剂的含量比固体培养基少，培养基中琼脂含量一般为0.2%~0.7%

3）液体培养基——液体培养基中未加任何凝固剂。

理想凝固剂应具备的条件：

1不被所培养的微生物分解利用；

2在微生物生长的温度范围内保持固体状态；

3凝固剂凝固点温度不能太低，否则将不利于微生物生长；

4凝固剂对所培养的微生物无毒害作用；

5凝固剂在灭菌过程中不会被破坏，透明度好，黏着力强，配制方便且价格低廉

常用的凝固剂有琼脂，明胶，硅胶

3按用途划分：

1）基础培养基——基础培养基是含有一般微生物生长繁殖所需的基本营养物质的培养基。

例如：

牛肉膏蛋白胨

2）加富培养基——也称营养培养基，即在基础培养基中加入某些特殊营养物质制成的一类营养丰富的培养基。

一般用来培养营养要求比较苛刻的异氧微生物，还可用来富集和分离某种微生物。

3）鉴别培养基——是用于鉴别不同类型微生物的培养基，主要用于微生物的快速分类鉴定，以及分离和筛选产生某种代谢产物的微生物菌种

4）选择培养基——是用来将某种或某类微生物从混杂的微生物群体中分离出来的培养基

5）其他——除上述几种外：

分析培养基，还原性培养基，组织培养物培养基

加富培养基&

选择培养基，两者区别在于：

加富培养基是用来增加所要分离微生物的数量，使其形成生长优势，从而分离得到该种微生物；

选择培养基则一般是抑制不需要的微生物的生长，所需要的微生物增值，从而达到分离所需微生物的目的

选择培养基：

一种类型选择培养基是依据某些微生物的特殊营养需求设计的

另一类选择培养基是在培养基中加入某种化学物质，这种化学物质没有营养作用，对所需分离的微生物无害，但可以抑制或杀死其他微生物

培养方法

1）固体培养——在固体培养基表面上的培养，多用于菌种的分离、纯化、保藏和种子的制备。

优点：

操作简单，设备简单，常用于实验室小规模培养，可用于厌氧微生物的培养缺点：

1用于大规模生产的潜力很小2不便于对体系进行监测控制3不易于保持体系内环境条件的均一

2）液体培养：

1采用液体培养法易于获得混合均匀的菌体悬浮液，从而便于对系统进行监测控制2