生物技术基础名词解释

生物技术基础名词解

释

Revised on November 25, 2020

第一章

1、现代生物技术:也称生物工程。在分子生物学基础上建立的创建新的生物类型或新生物机能的实用技术，是现代生物科学和工程技术相结合的产物。

2、基因重组：gene recombination 造成基因型变化的核酸的交换过程。

3、酶工程：enzyme engineering 酶制剂在工业上的大规模应用，主要由酶的生产、酶的分离纯化、酶的固定化和生物反应器四个部分组成。

4、蛋白质工程：protein engineering 按人们意志改变蛋白质的结构和功能或创造新的蛋白质的过程。

5、快速无性繁殖：

7、生物工程：bioengineering应用生命科学及工程学的原理，借助生物体作为反应器或用生物的成分作工具以提供产品来为社会服务的生物技术。包括基因工程、细胞工程、发酵工程、酶工程等。

8、细胞工程：cell engineering应用细胞生物学和分子生物学的方法，通过类似于工程学的步骤在细胞整体水平或细胞器水平上，遵循细胞的遗传和生理活动规律，有目的地制造细胞产品的一门生物技术。

9、发酵工程：是指采用现代工程技术手段，利用微生物的某些特定功能，为人类生产有用的产品，或直接把微生物应用于工业生产过程的一种新技术。

10、转基因工程：转基因工程又叫重组DNA技术，重组是指在体外将分离到的或合成的目的基因（object gene）,通过与质粒、病毒等载体（vector）重组连接，然后将其导入不含该基因的受体细胞(host cell)，使受体细胞产生新的基因产物或获得新的遗传特性。

11、生物固氮：是指固氮微生物将大气中的氮气还原成氨的过程。

12、人类基因组计划：human genome project于20世纪80年代提出，由美、英、日、中、德、法等国参加并于2001年完成的针对人体23对染色体全部DNA的碱基对（3×109）序列进行排序，对大约25 000基因进行染色体定位，构建人类基因组遗传图谱和物理图谱的国际合作研究计划。

13、愈伤组织：callus;calli(复) 原指植物体的局部受到创伤刺激后，在伤口表面新生的组织。它由活的薄壁细胞组成，可起源于植物体任何器官内各种组织的活细胞。现多指切取植物体的一部分，置于含有生长素和细胞分裂素的培养液中培养，诱导产生的无定形的组织团块。

第二章

一、名词解释

1 、DNA变性：在某些理化因素作用下，DNA双链解开成两条单链的过程叫DNA的变性。DNA的变性是DNA二级结构破坏、双螺旋解体的过程。DNA的变性中以DNA的热变性最常见。 1.增色效应：DNA变性时其溶液0D260增高的现象。：热变性的DNA是在一个相当窄的温度范围内完成。在这一范围内。医学教`育网搜集整理紫外光吸收值达到最大值的50%时的温度称为DNA 的解链温度，又称融解温度（meltingtemperature，Tm）。其大小与G+C含量成正比。

2、复制子：（replicon）是DNA复制是从一个DNA复制起点开始，最终由这个起点起始的复制叉完成的片段。DNA 中发生复制的独立单位称为复制子。每个复制子使用一次，并且在每个细胞周期中只有一次。

3、启动子：promoter DNA分子上能与RNA聚合酶结合并形成转录起始复合体的区域，在许多情况下，还包括促进这一过程的调节蛋白的结合位点。

4、内含子：（introns）是真核生物细胞DNA中的间插序列。这些序列被转录在前体RNA中，经过剪接被去除，最终不存在于成熟RNA分子中。内含子和外显子的交替排列构成了割裂基因，在前体RNA中的内含子常被称作“间插序列”。

5、限制性内切酶：生物体内可以识别并切割特意的双链DNA序列的一种内切核酸酶，简称限制酶。它们能将外来的DNA切断，即能够限制异源DNA的侵入并使之失去活力，但对自己的DNA却无损害作用，这样可以保护细胞原有的遗传信息。

6、酶切位点：DNA上一段碱基的特定序列，限制性内切酶能够识别出这个序列并在此将DNA序列切成两段。

7、PCR：聚合酶链式反应，其英文Polymerase Chain Reaction是体外酶促合成特异DNA片段的一种方法,由高温变性、低温退火（复性）及适温延伸等几步反应组成一个周期,循环进行,使目的DNA得以迅速扩增,具有特异性强、灵敏度高、操作简便、省时等特点。它不仅可用于基因分离、克隆和核酸序列分析等基础研究,还可用于疾病的诊断或任何有DNA,RNA的地方．

8、基因克隆载体：在基因工程重组DNA技术中将DNA片段（目的基因）转移至受体细胞的一种能自我复制的DNA分子。三种最常用的载体是细菌质粒、噬菌体和动植物病毒。

9、质粒：细菌细胞内一种自我复制的环状双链DNA分子，能稳定地独立存在于染色体外，并传递到子代，一般不整合到宿主染色体上。现在常用的质粒大多数是经过改造或人工构建的，常含抗生素抗性基因，是重组DNA技术中重要的工具。

10、Ti质粒：（Ti-plasmid）根瘤农杆菌染色体外的环状双链DNA质粒，能诱导植物产生异常氨基酸和冠瘿碱或二者之一，并诱生冠瘿瘤。

11、噬菌体载体：

12、基因芯片：gene chip固定有寡核苷酸、基因组DNA或互补DNA等的生物芯片。利用这类芯片与标记的生物样品进行杂交，可对样品的基因表达谱生物信息进行快速定性和定量分析。

13、cDNA文库：cDNA library：是以特定的组织或细胞mRNA为模板，逆转录形成的互补DNA（cDNA）与适当的载体（常用噬菌体或质粒载体）连接后转化受体菌形成重组DNA克隆群，这样包含着细胞全部mRNA信息的cDNA克隆集合称为该组织或细胞的cDNA文库。cDNA文库特异地反映某种组织或细胞中，在特定发育阶段表达的蛋白质的编码基因，因此cDNA文库具有组织或细胞特异性。

14、转化：（transformation）是某一基因型的细胞从周围介质中吸收来自另一基因型的细胞的DNA而使它的基因型和表型发生相应变化的现象。

15、转导：（transduction）由噬菌体将一个细胞的基因传递给另一细胞的过程。它是细菌之间传递遗传物质的方式之一。其具体含义是指一个细胞的DNA或RNA通过病毒载体的感染转移到另一个细胞中。

16、克隆子：摄取外源DNA并令其稳定维持的受体细胞。

17、报告基因：(reporter gene)是一种编码可被检测的蛋白质或酶的基因，也就是说，是一个其表达产物非常容易被鉴定的基因。把它的编码序列和基因表达调节序列相融合形成嵌合基因，或与其它目的基因相融合，在调控序列控制下进行表达，从而利用它的表达产物来标定目的基因的表达调控，筛选得到转化体。

18、DNA杂交：（DNA hybridization）一种用互补碱基配对的程度，来分析不同生物品种来源的两条或多条DNA链间彼此关系密切程度的实验技术。

19、southern印迹杂交：利用琼脂糖凝胶电泳分离经限制性内切酶消化的DNA片段，将胶上的DNA变性并在原位将单链DNA片段转移至尼龙膜或其他固相支持物上，经干烤或者紫外线照射固定，再与相对应结构的标记探针进行杂交，用放射自显影或酶反应显色，从而检测特定DNA分子的含量。

20、northern印迹杂交：一种将RNA从琼脂糖凝胶中转印到硝酸纤维素膜上的方法。RNA印迹技术正好与DNA相对应，故被称为Northern印迹杂交，与此原理相似的蛋白质印迹技术则被称为Western blot。

二、思考题

1、基因工程操作流程

目的基因或DNA片段的获取、重组DNA分子的构建、重组DNA分子引入受体细胞、目的基因或DNA片段的扩增或表达。

2、原核生物与真核生物基因及转录的区别

基因的区别：真核生物基因编码区有内含子与外显子的区别，内含子不能编码蛋白质；原核生物没有内含子。

转录的区别：1）真核生物有由核膜包裹的细胞核，因此，基因的转录和翻译有时间和地点的差别；而原核生物没有细胞核，转录和翻译可以同时同地点进行。2）真核生物基因有内含子，转录所得的前提mRNA需要经过修饰，除去由内含子转录得到的mRNA序列而得到成熟mRNA；原核生物基因因没有内含子，转录得到的mRNA不需要经过修饰。

3、EcoR1的识别序列，酶切位点

EcoR1是从大肠杆菌R菌株中分离出来的第一个限制酶,EcoR表示是从大肠杆菌的R型菌株分离来的,“Ⅰ”表示是从大肠杆菌R菌株中分离出来的第一个限制酶。EcoR1切割序列，切割位点在G与A之间，形成黏性末端。

4、PCR基本原理

PCR是一种体外DNA 扩增技术，是在模板DNA、引物和4种脱氧核苷酸存在的条件下，依赖于DNA聚合酶的酶促合反应，将待扩增的DNA片段与其两侧互补的寡核苷酸链引物经“高温变性——低温退火——引物延伸”三步反应的多次循环，使DNA片段在数量上呈指数增加，从而在短时间内获得我们所需的大量的特定基因片段。

5、MCS连杆衔接头

6、PBR322、λ噬菌体载体、cosmid载体、YAC载体的结构、特点、主要用途

PBR322质粒：大小为4362bp，含有两个抗药性基因，一个复制起始点和多个用于克隆的限制酶切点。有7种限制酶的识别位

点位于四环素抗性基因内部，，两种限制酶识别位点位于该基因启动区内，3种限制酶识别位点位于氨苄青霉素抗性基因内。

λ噬菌体载体：λ噬菌体的基因组长达50 Kb，共61个基因，其中38个较为重要。可分为裂解周期和溶原周期。细菌处于溶原

化状态时，细胞质中有一些λ CI基因的产物CI蛋白,这是一种阻遏蛋白，可以阻止λ左、右两个早期起动子的转录，使之不能产

生一些复制及细胞裂解的蛋白。λ的DNA随着宿主的染色体复制而复制。但在UV诱导下Rec蛋白可降解CI蛋白诱导90％的细胞

裂解。有时λ也可自发地从宿主的染色体上游离出来，进行复制，最终导致宿主细胞的裂解，此称为治愈（curing）。游离在细胞质中的λ可以进行滚环复制，产生多个拷贝，并合成头部和尾部蛋白，包装成完整的λ噬菌体，使细胞裂解，释放出λ噬菌体再感染新的细胞。因为λ噬菌体的DNA也有整合在染色体上和游离于细胞质中两种状态，所以也称做附加体。但和F因子不同，λ噬菌体

有细胞外形式，而F因子无细胞外形式。

cosmid载体：cosmid 是英文 cos site-carrying plasmid 的缩写, 也称粘粒、柯斯载体。本意是带有粘性末端位点的质粒, 因此, 柯斯质粒是人工建造的的含有λDNA的cos序列和质粒复制子的特殊类型的质粒载体。这是一类用于克隆大片段DNA的载

体，它是由λ噬菌体的cos（cohesive）末端及质粒（plasmid）重组而成的载体。cosmid载体带有质粒的复制起点、克隆位点、

选择性标记以及λ噬菌体用于包装的cos末端等，因此该载体在体外重组后，可利用噬菌体体外包装的特性进行体外包装，利用噬菌体感染的方式将重组DNA导入受体细胞。但它不会产生子代噬菌体，而是以质粒DNA的形式存在于细胞内。柯斯质粒的构建一般都是利用质粒的复制子、选择标记, 加上λ的cos位点序列及与包装有关的序列，构建的科斯质粒可以很好地用于基因克隆。

YAC载体：YAC含有酵母染色体端粒（telesome）、着丝点(centromere)及复制起点等功能序列，可插入长度达200-

500kb的外源DNA，导入酵母细胞可以随细胞分裂周期复制繁殖供作克隆，成为人基因组研究计划的重要

7、获取目的基因的途径基因组文库与cDNA基因文库中基因的区别

获取目的基因的途径：从生物基因组中直接分离目的基因、人工合成目的DNA片段、PCR反应合成目的DNA、mRNA差异显示

法获得目的基因。

将某种生物的DNA全部提取出来，选用适当的限制酶，将DNA切成一定范围大小的DNA片段，然后，将这些DNA片段分别与

载体连接起来，导入受体菌的群体中储存，每个受体菌都含有了一段不同的DNA片段。也就是说，这个群体包含了这种生物的所

有基因，叫做生物的基因组文库。

cDNA文库是以特定的组织或细胞mRNA为模板，逆转录形成的互补DNA（cDNA）与适当的载体（常用噬菌体或质粒载

体）连接后转化受体菌形成重组DNA克隆群，这样包含着细胞全部mRNA信息的cDNA克隆集合称为该组织或细胞的cDNA文库。

8、常用选择标记（报告）基因及其用途

最常用的报告基因大多是编码抗生素抗性蛋白的基因，通过检查产物是否具有抗生素的抗性来确定基因的表达情况。（1）、氯霉素乙酰基转移酶(CAT)：可催化乙酰CoA的乙酰基转移到氯霉素3羟基，而使氯霉素解毒。CAT在哺乳细胞无内

源性表达，性质稳定，半衰期较短，适于瞬时表达研究。可用同位素、荧光素和酶联免疫吸附测定(enzyme—linkedimmunosorbantassay，ELISA)检测其活性，也可进行蛋白质印迹(Westernblotting)和免疫组织化学分析。CAT与

其他报告基因相比，线性范围较窄，灵敏性较低。（2）、β半乳糖苷酶：可催化半乳糖苷水解。最大优势是易于用免疫组织化学法观测其原位表达，是最常用的监测转染率的报道基因之一。（3）荧光素酶：将荧光素酶报告基因载体转染到细胞

中，可用荧光素酶检测系统灵敏方便地测定荧光素酶基因的表达。（4）、分泌型碱性磷酸酶(SEAP)：SEAP可催化D—荧光素—O—磷酸盐水解生成D—荧光素，后者又可作为荧光素酶的底物，此即两步生物发光法检测酶活性的原理。此方法灵敏

度高，接近于荧光素酶报告基因的检测。还可用一步化学发光法检测酶活性。

作为报告基因，在遗传选择和筛选检测方面必须具有以下几个条件：(1)已被克隆和全序列已测定； (2)表达产物在受体细胞中本不存在，即无背景，在被转染的细胞中无相似的内源性表达产物； (3)其表达产物能进行定量测定。

9、鉴定重组子的方法

第三章

1、细胞工程：应用细胞生物学和分子生物学的方法，通过类似于工程学的步骤在细胞整体水平或细胞器水平上，遵循细胞的遗传和生理活动规律，有目的地制造细胞产品的一门生物技术。

2、细胞融合：细胞融合是在自发或人工诱导下，两个不同基因型的细胞或原生质体融合形成一个杂种细胞。

3、组织培养：应用无菌操作方法培养生物的离体器官、组织或细胞，使其在人工条件下生长和发育的技术。

4、次生代谢产物：次生代谢产物(Secondary metabolites)是由次生代谢(Secondary metablism)产生的一类细胞生命活动或植物生长发育正常运行的非必需的小分子有机化合物，其产生和分布通常有种属、器官、组织以及生长发育时期的特异性。

5、原生质体：protoplast脱去细胞壁的植物、真菌或细菌细胞。是一生物工程学的概念。动物细胞也可算做原生质体。

6、不对称融合：

7、抗性互补筛选：

8、体细胞无性系变异：

9、人工种子：通过组织培养技术，把植物组织的细胞培养成在形态及生理上与天然种子胚相似的胚状体，也叫作体细胞胚。这种体细胞胚有于叶、根、茎分生组织的结构。科学家把体细胞胚包埋在胶囊内形成球状结构，使其具备种子机能。

10、单克隆抗体技术：将产生抗体的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞杂交，获得既能产生抗体，又能无限增殖的杂种细胞，并生产抗体的技术。

11、原生质体培养：将细胞去除细胞壁后形成裸露的原生质体，把原生质体放在无菌的人工条件下使其生长发育的技术。（原生质体培养的其特点是：①比较容易摄取外来的遗传物质，如DNA；②便于进行细胞融合，形成杂交细胞；③与完整细胞一样具有全能性，仍可产生细胞壁，经诱导分化成完整植株）:

12、分批发酵：指发酵过程中一次投料，一次接种，一次收获的间歇培养。在分批发酵中细胞、基质、产物浓度均随时间而不断变化。

:13、抗生素：抗生素的概念：抗生素（antibiotics）是由微生物（包括细菌、真菌、放线菌属）或高等动植物在生活过程中所产生的具有抗病原体或其它活性的一类次级代谢产物，能干扰其他生活细胞发育功能的化学物质。

抗生素的作用机理：抗生素等抗菌剂的抑菌或杀菌作用，主要是针对“细菌有而人（或其它高等动植物）没有”的机制进行杀伤，有4大类作用机理：

1）、阻碍细菌细胞壁的合成，导致细菌在低渗透压环境下膨胀破裂死亡，以这种方式作用的抗生素主要是β-内酰胺类抗生素。哺乳动物的细胞没有细胞壁，不受这类药物的影响。

2）、与细菌细胞膜相互作用，增强细菌细胞膜的通透性、打开膜上的离子通道，让细菌内部的有用物质漏出菌体或电解质平衡失调而死。以这种方式作用的抗生素有多粘菌素和短杆菌肽等。

3）、与细菌核糖体或其反应底物（如tRNA、mRNA）相互所用，抑制蛋白质的合成——这意味着细胞存活所必需的结构蛋白和酶不能被合成。以这种方式作用的抗生素包括四环素类抗生素、大环内酯类抗生素、氨基糖苷类抗生素、氯霉素等。

4）、阻碍细菌DNA的复制和转录，阻碍DNA复制将导致细菌细胞分裂繁殖受阻，阻碍DNA转录成mRNA则导致后续的mRNA翻译合成蛋白的过程受阻。以这种方式作用的主要是人工合成的抗菌剂喹诺酮类（如氧氟沙星）。