《生物工程前沿问题和参考问题详解》由会员分享，可在线阅读，更多相关《生物工程前沿问题和参考问题详解（17页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、word硕士课程生物科学与工程前沿题目和答案考核方式：总分100分40%课程论文，自己选定生物科学与工程的某研究领域中的一个题目，参与导师组织的科研汇报或科研讨论等容，写一份课程论文，核心是阐述某项研究或技术的原理、先进性和未来开展与其应用等，由导师根据平时表现和论文情况给出成绩，百分制，即总分为100分60%考试，从8位教师给出的46道题目中随机出10道题，进展统一的考试百分制，即总分为100分，题目答案仅供参考，可自己组织答案。考核时间：请周媛媛安排考试，约？，具体时间、地点见学院通知要求：考试时将导师打分的课程论文一起交给监考的课程负责教师。说明：给出题目的答案仅仅是指导性的，供参考，包
2、括2位教师没给出答案，是希望学生带着问题去学习，考试时最好是自己根据数据来组织答案，这才算真正掌握，效果也会更好。综述最好11月底写好，考试时10道题中选8道做我继伦教师1、 如何进展微生物发酵菌种细胞通透性的改良与控制？答案要点： 超声波对微生物细胞膜的透性有一定的影响，主要是选择不同参数的超声强度对细胞膜进展作用，产生一种可恢复性损伤，使细胞膜透性发生改变。也可用不同照射参数的激光处理细胞，使细胞膜透性发生改变。学生通过对该题目容的了解和熟悉后，对微生物的改造和利用有更深层次的认识。还需自己补充。目的诱变选育甘油缺陷型菌株,调控细胞膜的通透性,添加甘油调节细胞膜的通透性,2、 发酵过程参数
3、应用传感器监控的类型与方法？答案要点： 传感器的分类：生物传感器酶传感器、物理传感器非接触气敏传感器、光敏传感器、温度传感器、压力、pH、溶氧等传感器。了解这些传感器在发酵工业的应用情况、优点、缺点、回馈控制技术等，对优化控制发酵过程十分必要。还需自己补充。3、 非糖质原料发酵中常见问题与处理方法？答案要点： 了解除糖质、淀粉原料外还有哪些原料可通过适当处理后进展发酵。可根据不同产物讨论处理方法，应从工业应用的角度去分析可行性含环保、本钱分析等。非糖质原料发酵工艺的特殊性决定不同的工艺方法，其中菌种的选择是非常重要的。还需自己补充。林炜铁教师4简述分子微生物生态学的起源、定义与其主要特点。近2
4、0年来，分子生物学无论在根底理论还是在技术开发应用方面均取得了突飞猛进的开展，尤其是聚合酶链式反响(PCR)技术的产生和完善，使分子生物学不断向生物科学的各个领域渗透。这些技术的出现使生态学家能够用分子生物学的方法来解决其它方法难以解决的问题，而分子生物学家也尝试用自己的理论和技术来解决一些生态问题。1990年，Ward等人利用对环境微生物的16SrRNA序列分析，揭示了环境中存在大量未能培养的微生物。因此大量基于16SrRNA的分子微生物学方法被开展应用于复杂的微生物生态研究，以获取更多的微生物信息，从而促使了分子微生物生态学研究的形成与开展。分子微生物生态学是应用分子生物学的原理和方法来研
5、究微生物系统与环境系统相互作用的机理与其分子机制的科学，它是分子生态学分支学科之一。其主要特点是研究微生物群体(微生物区系或正常菌群)与其周围的生物和非生物环境条件间相互作用的规律，强调生态学研究中宏观与微观的严密结合，优势在于对生态现象的研究不仅注意外界的作用条件，而且注意分析部的作用机制。分子微生物生态学应解决的核心问题是：发现新的微生物并对其分类；微生物多样性与群落构成；微生物群落的功能；微生物种群生长动力学，以与群落间的相互作用与信号传递；微生物种群遗传学与进化。主要研究容包括水生微生物；微生物与金属的相互作用；生物信号；微生物膜和垫；人体微生物生态；细菌与真菌、原生动物的拮抗作用；微
6、生物群落的生态原理；陆地生态系统的微生物多样性和作用；微生物与有机污染物的相互作用；不可培养微生物；原核生物与植物的相互作用；微生物驱动的生态系统功能；微生物群落对全球变化的影响；极端环境和天体微生物；细菌共生体；进化生态学；环境微生物基因组学；病毒对微生物群落分析的影响；微芯片用于微生物群落分析；胁迫(抗逆)反响；环境生物技术；生物地球化学循环(新生命和新代途径)；海洋微生物；病原体生态学；新的生物分析和生物信息学方法。6论述分子微生物生态学研究过程中所用的分子生物学技术手段。微生物培养与显微技术作为微生物的手段有很大的局限性，因为环境多数微生物处于“存活但不能被培养的状态。而不依赖于微生物
7、培养的分子生物学方法避开了传统微生物培养分析的环节，直接从样品中抽取总DNA，然后通过PCR扩增与其相关技术、核酸杂交技术、RNA基因序列分析等方法对直接提取的总DNA进展分析，了解其中微生物信息。这些通过遗传物质进展研究的分子方法，为微生态的研究开辟了新的途径，并已经得到广泛的应用。基于PCR技术的DNA指纹图谱技术，包括：16SrDNA文库构建、变性梯度凝胶电泳/时间温度梯度凝胶电泳(PCR-DGGE/PCR-TGGE)、限制性片段长度多态性分析(RFLP)、随机扩增DNA多态性分析(RAPD)、扩增片段长度多态性(AFLP)、末端限制性片段长度多态性(T-RFLP)、单链构象多态性(SS
8、CP)分析。核酸杂交与其相关技术，包括：DNA-DNA/DNA-rRNA分子杂交、荧光原位杂交技术(FISH)。rRNA基因序列同源性分析，包括：rRNA技术、16S23SrRNA基因间隔区序列。其他生化技术手段，如荧光标记蛋白的应用、荧光染色计算菌数、脂肪酸谱图分析和稳定性同位素标记技术(stableisotope probing，SIP)等。7简述变性梯度凝胶电泳的原理与主要步骤。 DGGE原理是：DNA双螺旋解离条件与变性剂浓度相关，到达解离最低优选温度(TM)时，DNA双链将局部解离，分开的DNA将会使它在聚丙烯酰胺凝胶中的移动速度显著下降，而双螺旋局部解离的条件又是由DNA碱基序列所
9、决定的。因此即使是大小一样，但碱基排列有差异的DNA片段，在不同浓度梯度的变性剂(脲素和甲酰胺)凝胶中电泳，根据局部解离的条件不同，其移动速度不同而得到别离，通过染色后可以在凝胶上呈现为分散的条带。该技术可以分辨具有一样或相近分子量的目的片断序列差异，可以用于检测单一碱基的突变和遗传多样性以与PCR扩增DNA片段的检测。 主要步骤：样品的采集；DNA提取与纯化；样品16SrDNA或18SrDNA片段的PCR扩增；选择优化学变性剂浓度围和电泳温度时间进展分析；制胶、染色；样品的DGGE/TGGE分析。8什么是荧光原位杂交技术？该技术的主要特点是什么？荧光原位杂交(FISH)技术是根据微生物在不同
10、分类级别上种群特异的DNA序列，以利用荧光标记的特异寡聚核苷酸片段作为探针，与环境基因组中DNA分子杂交，检测该特异微生物种群的存在与丰度。该技术的优点是可以进展样品的原位杂交，应用于环境中特定微生物种群鉴定、种群数量分析与其特异微生物跟踪检测等。它提供了微生物形态学、数量、空间分布与环境方面的信息，可以对自然生态环境中的微生物进展动态地观察与鉴定。FISH技术整个细胞是被固定的，采用16S或者23SrRNA与荧光标记的特异性寡核苷酸探针杂交，再由扫描共焦激光显微镜(SCLM)观察固定的细胞。由于杂交的是整个细胞，省去了提取DNA，PCR扩增以与克隆等步骤。FISH技术就像Northern、S
11、outhern印记一样，是基于两个寡核苷酸通过互补序列配对。但是对FISH来说，靶序列是留在组织中而没有必要要象Northern、Southern技术一样在杂交之前首先要别离核酸。 而该技术的局限性在于受到环境样品微生物的生理状态的影响，芽孢、放线菌与休眠时期的细胞的细胞膜的通透性低，影响群落中局部种属丰度的错误估计。而且FISH由于事先要根据种属设计探针，不能检测出环境样品中的未知种属。9 以一种植物为例，阐述植物组织培养的根本步骤以胡萝卜为例，植物组织培养的根本步骤如下：1培养材料的采集从理论上讲，植物具有全能性的细胞有三类：受精卵、发育中的分生组织细胞和雌雄配子与单倍体细胞。我们选用茎尖
12、作为培养材料。通常切块在左右。2培养材料的消毒A、先将材料用自来水冲洗干净，最后一遍用蒸馏水冲洗，再用无菌纱布吸干水分，并用消毒刀片切成小块。B、在无菌环境中将材料放入70%酒精中浸泡30-60sC、再将材料移入0.01%升汞中消毒10min。D、取出后用无菌水冲洗三四次。3制备外植体在无菌环境下，将已消毒的材料切成厚的小片。4接种和培养在无菌的条件下，将切好的外植体立即接种在培养基上，并用无菌封口膜封口。置于25度的培养室增殖分化。5根的诱导继代培养形成的不定芽和侧芽一般没有根，须转到生根培养基上进展生根培养。1个月后即可获得健壮根系。6组培苗的练苗移栽试管苗进入自然环境前必须进展炼苗。一般
13、先把培养容器打开，于室自然光照下放3天后取出小苗，洗掉根上的培养基后移栽入准备好的基质中。适当遮阴，加强水分管理。10简述微生物原生质体融合技术在育种工作中的优越性答：1、去除了细胞壁的障碍，突破种、属的界限，各类微生物细胞均可进展原生质体融合，特别是对某些钝感微生物细胞更有意义。2、原生质体融合是两亲株细胞整套遗传物质的接触，基因间发生交换重组的机会多，甚至是屡次的交换重组，因而可以产生多种类型的融合重组子。3、原生质体融合的亲株数不仅限于两个，也可以是三个、四个，这一点常规杂交是不可能的。另外，融合时不仅限于细胞，还可以是细胞核、线粒体或人造脂质体间的融合。4、原生质体融合时有PEG等助融
14、剂作用，所以融合重组频率高，有利于后续融合重组子的筛选。5、原生质体融合也可同其它微生物细胞遗传性状改良方法相结合，使更多的性状得以集中，优中选优。6、为了提高筛选率，可以对一株原生质体先进展高温、药物或紫外线等因素钝化处理，然后再与另一株原生质体融合，以便于在再生菌落中筛选融合重组子。7、融合工作要求设备条件不高，一般实验室都可以进展。穗平教师11、酶的Kcat和KS型抑制剂具有什么样的特性？ 12、近年来酶制剂的应用在环境、化工、饲料、医药等行业中得到广泛的重视。在酶制剂使用过程中，急需解决的问题就是提高酶在高温下的操作稳定性。请问可以通过何种途径获得耐高温的酶？13、cAMP在酶的生物合
15、成中有什么作用？ 14、胰脏分泌的丝氨酸型蛋白酶有哪些，试比拟它们催化过程的异同，并分析造成差异的分子机制。15、有哪些生化技术可以用于不同分子质量蛋白质的别离？试述各自的技术原理。16、试述分子生物学技术在微生物菌种选育应用。17、现欲利用基因工程菌生产耐高温木聚酶产品(干粉)，试拟出合理的完整工艺步骤，并说明主要工艺设计思路。18、举例说明酶共价修饰作用的机理，并简述该机制在细胞物质代调节中的特点。19、描述味精发酵生产工艺与清洁生产和综合利用关键技术。20、工业生物技术的涵是什么？试描述国外工业生物技术开展的现状。浦跃武教师21、简述生物质能源的研究现状与应用前景。生物质能的研究开发, 主要有物理转换、化学转换、生物转换3大类。涉与到气化、液化、热解、固化和直接燃烧等技术22、发酵工业污水资源化综合治理应如何进展？23、论述反硝化过程N2O的释放与N2O的温室效应效果。24、论述植物合成磷酸酯淀粉的机理与提高磷酸酯淀粉的含量。罗立新教师25. 工业微生物学的研究和应用对当今人类社会可持续开展有何重要意义？答：科学的进步、工业化的开展促进了世界社会和经济的开展，创造了空前的社会繁荣。但是人类的生产活动，尤其是20世纪60年代以来进展了空前规模的全球资源开发，加上工业废弃物的任意排放和人口的急剧增
