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选修3生物工程名词汇总
第1章 发酵工程
• 发酵工程:利用微生物的生命活动,结合工程技术体系大规模生产所需产品的技术,核心是纯种微生物的培养与发酵调控。
• 培养基:人工配制的适合微生物生长、繁殖及产生代谢产物的营养基质,含碳源、氮源、无机盐、生长因子和水等成分。
• 碳源:为微生物提供碳元素的物质(如葡萄糖、淀粉),是微生物合成自身结构和代谢产物的基础。
• 氮源:为微生物提供氮元素的物质(如蛋白胨、尿素),用于合成蛋白质、核酸等。
• 生长因子:微生物自身不能合成或合成不足,却必需的小分子有机物(如维生素、氨基酸)。
• 无菌技术:防止纯种微生物被污染、自身也不污染环境的技术,包括灭菌、消毒等手段。
• 灭菌:用强烈理化条件(如高压蒸汽、干热)杀灭物体内外所有微生物(含芽孢)的措施。
• 消毒:用较温和理化条件(如75%酒精、紫外线)杀死物体表面或内部部分有害病原菌的措施。
• 平板划线法:通过接种环在固体培养基表面连续划线,将微生物细胞逐步稀释分散,获得单菌落的分离纯化方法。
• 稀释涂布平板法:将菌液梯度稀释后涂布在固体培养基表面,使单个微生物细胞形成单菌落的方法,可用于分离纯化和活菌计数。
• 菌落:单个微生物细胞在固体培养基上生长繁殖形成的肉眼可见的子细胞群体,是菌种鉴定的重要依据。
• 生物反应器:为微生物或细胞生长代谢提供场所,使其大量积累目的产物的装置,发酵罐是常用类型。
• 发酵罐:发酵工业中核心的生物反应器,可通过自动化控制调节温度、pH、溶解氧等条件。
• 液体发酵:将原料配制成液体培养基,在发酵罐中接入菌种,通入空气并搅拌的大规模培养方法。
• 固态发酵:微生物生长在潮湿且不溶于水的原料中进行的发酵(如白酒酿造、堆肥)。
• 发酵过程调控:通过监测和调节温度、pH、溶解氧、营养浓度等参数,优化微生物发酵效率,提高目的产物产量。
第2章 细胞工程
• 细胞工程:以细胞生物学和分子生物学为基础,在细胞、亚细胞或组织水平进行设计与操作,构建优良细胞、组织或生物体的工程技术。
• 植物组织培养:基于植物细胞全能性,将离体的植物器官、组织或细胞(外植体)经脱分化形成愈伤组织,再分化形成完整植株的技术。
• 外植体:用于植物组织培养的离体植物器官、组织或细胞(如茎尖、叶片)。
• 脱分化:分化后的植物细胞在适宜条件下,重新获得分裂和分化能力,形成愈伤组织的过程。
• 再分化:愈伤组织在特定条件下重新分化为根、芽等器官,进而发育成完整植株的过程。
• 愈伤组织:脱分化后形成的无组织结构、松散的细胞团。
• 植物体细胞杂交:去除不同植物细胞的细胞壁获得原生质体,诱导融合形成杂合细胞,再经组织培养发育成新植株的技术,可克服远缘杂交不亲和障碍。
• 原生质体:去除细胞壁后的植物细胞,便于细胞融合。
• 动物细胞培养:从动物体内取出组织或细胞,在体外模拟体内生理条件,使其存活、生长并维持功能的技术,是动物细胞工程的基础。
• 原代培养:从动物体内获取组织后首次进行的细胞培养。
• 传代培养:原代培养的细胞经分离稀释后,转移到新培养瓶中继续培养的过程。
• 动物细胞融合:在体外通过物理、化学或生物方法(如PEG、电融合、灭活病毒)使两个或多个动物细胞融合形成杂合细胞的技术。
• 单克隆抗体:由单一B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合形成的杂交瘤细胞分泌的,仅针对某一特定抗原决定簇的高度均一抗体。
• 杂交瘤细胞:由B淋巴细胞(能分泌特异性抗体)与骨髓瘤细胞(能无限增殖)融合形成的细胞,兼具两种细胞的特性。
• 细胞核移植技术:将一种动物细胞的细胞核移入去核的卵母细胞中,重组细胞发育成新胚胎并培育成动物个体的技术,是动物克隆的核心手段。
• 克隆:分子、细胞或个体的无性繁殖系(如分子克隆、细胞克隆、个体克隆)。
• 干细胞:具有自我更新和分化潜能的细胞,按发育阶段可分为胚胎干细胞和成体干细胞。
• 胚胎干细胞:来自囊胚内细胞团的干细胞,具有分化全能性,可分化为所有细胞类型。
• 成体干细胞:分布在成体组织中尚未分化的干细胞(如造血干细胞、皮肤干细胞),具有有限分化潜能。
• 诱导性多能干细胞(iPS细胞):通过导入特定转录因子,将分化的体细胞重编程为具有胚胎干细胞样特性的干细胞。
• 胚胎工程:对动物早期胚胎或配子进行显微操作和处理,获得目标个体的技术,包括体外受精、胚胎移植、胚胎分割等。
• 体外受精:哺乳动物的精子和卵子在人工控制的环境中完成受精过程的技术。
• 胚胎移植:将早期胚胎移植到同种且生理状态相同的受体动物子宫内,使之继续发育为新个体的技术。
• 胚胎分割:将一枚胚胎用显微手术分割成多份,经培养后移植入受体,获得同卵双生或多生后代的技术。
第3章 基因工程
• 基因工程(重组DNA技术):将一种或多种生物的基因(目的基因)与载体在体外拼接重组,导入另一种生物体(受体)内,使其按意愿遗传并表达新性状的技术。
• 目的基因:人们为实现特定目标而导入受体细胞的基因(如人胰岛素基因、抗虫基因)。
• 载体:能将外源基因导入受体细胞并使其复制和表达的运载工具,常用的有质粒、病毒DNA等。
• 质粒:细菌细胞内独立于拟核DNA的双链环状小分子DNA,具有自主复制能力,是基因工程常用载体。
• 限制性内切核酸酶(限制酶):识别双链DNA特定碱基序列(识别序列),并在特定切割位点断裂磷酸二酯键的酶,用于DNA的精准切割。
• DNA连接酶:封闭双链DNA分子中的单链缺口,将两个DNA片段(如目的基因与载体)牢固连接的酶。
• 黏性末端:限制酶切割DNA后形成的单链突出末端,可通过碱基互补配对结合,便于DNA连接。
• PCR(聚合酶链式反应):模拟细胞内DNA复制过程,通过变性、退火、聚合的多轮循环,在体外快速扩增特定DNA片段的技术。
• 变性:PCR中,将DNA样品加热至95℃,使双链DNA解旋形成单链模板的过程。
• 退火:PCR中,温度降至55~68℃,使引物与单链DNA模板互补结合的过程。
• 聚合:PCR中,温度升至75℃左右,DNA聚合酶从引物末端延伸,合成新DNA链的过程。
• 表达载体:含有目的基因、启动子、终止子、标记基因等元件,能使目的基因在受体细胞中表达的重组DNA分子。
• 转化:将重组DNA分子导入受体细胞的过程(如细菌的氯化钙转化、植物的农杆菌转化)。
• 标记基因:载体上用于筛选含重组DNA分子的受体细胞的基因(如抗生素抗性基因、lacZ'基因)。
• 筛选与鉴定:通过标记基因筛选接纳了重组DNA的受体细胞,并验证目的基因是否正确插入和表达的过程。
• 蛋白质工程:基因工程的延伸,在DNA分子水平上改造基因的编码序列,使表达的蛋白质在结构和功能上满足人类需求,包括定点突变和定向进化。
• 定点突变:在DNA水平上改变基因特定位点的碱基序列,从而改变蛋白质相应氨基酸序列的技术。
• 定向进化:在DNA水平上随机突变基因序列,筛选具有特定优良功能的突变蛋白的技术。
• 基因治疗:将正常基因导入患者体内,替代或修复缺陷基因,以治疗基因缺陷引起的疾病的技术。
第4章 生物技术安全与伦理
• 转基因生物(GMO):利用分子生物技术,将一种或多种外源基因转移到特定生物体中,改造其遗传物质的生物。
• 转基因食品(GMF):从转基因生物获得的食品,主要包括转基因植物制品、转基因动物制品等。
• 转基因技术安全性:转基因产品对人体健康(如过敏原、毒性)和生态环境(如基因污染、影响生物多样性)可能产生的潜在风险。
• 生殖性克隆:以产生完整克隆人为目的的克隆技术,涉及严重伦理问题。
• 治疗性克隆:以产生胚胎干细胞为目的的克隆技术,胚胎干细胞可分化为特定组织或器官,用于疾病治疗,不追求培育完整个体。
• 设计试管婴儿:在体外受精后,对胚胎进行遗传学诊断,筛选出无遗传缺陷的胚胎移植入母体的辅助生殖技术。
• 生物武器:以微生物(细菌、病毒、真菌)或生物毒素为核心,结合施放装置,用于杀伤人员、牲畜或毁坏农作物的特种武器。
• 基因武器:利用基因工程技术改造微生物或毒素,使其具有更强致病性、传染性或针对性的生物武器。
• 生物伦理:以人类生命为核心,兼顾其他物种的道德关系基本准则,包括尊重原则、不伤害原则、有利原则和公正原则。
• 生物安全:防范和应对生物技术应用对生态环境、人体健康及国家安全带来的潜在威胁,包括转基因安全、生物武器防控等。
• 《禁止生物武器公约》:国际公约,旨在禁止试制、生产、储存和销毁细菌(生物)和毒剂武器,防止生物武器扩散。
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