食品生物技術(shù)期末復(fù)習(xí)試題一、選擇題（每題2分，共20分）答題要求：每題只有1個(gè)正確選項(xiàng)，多選、錯(cuò)選均不得分。1.基因工程中用于**直觀指示目的基因表達(dá)**的報(bào)告基因是（）A.氨芐青霉素抗性基因（amp^R）B.β-半乳糖苷酶基因（lacZ）C.四環(huán)素抗性基因（tet^R）D.綠色熒光蛋白基因（GFP）答案：B解析：報(bào)告基因的核心功能是可視化指示目的基因的存在或表達(dá)。β-半乳糖苷酶可催化底物X-gal生成藍(lán)色產(chǎn)物，通過菌落顏色直接判斷重組子；GFP雖能發(fā)光，但更多用于活細(xì)胞成像，并非傳統(tǒng)報(bào)告基因；A、C均為選擇標(biāo)記基因，用于篩選含重組質(zhì)粒的宿主細(xì)胞，而非指示表達(dá)。2.發(fā)酵工程中“補(bǔ)料分批發(fā)酵”的核心優(yōu)勢是（）A.操作簡單，成本低B.避免底物抑制，延長對(duì)數(shù)生長期C.可連續(xù)生產(chǎn)，效率高D.產(chǎn)物濃度高，易分離答案：B解析：補(bǔ)料分批發(fā)酵通過逐步添加底物，解決了分批發(fā)酵中初始底物濃度過高導(dǎo)致的細(xì)胞抑制（如葡萄糖效應(yīng)），同時(shí)維持細(xì)胞處于對(duì)數(shù)生長期，提高產(chǎn)物合成效率；A是分批發(fā)酵的優(yōu)勢；C是連續(xù)發(fā)酵的優(yōu)勢；D并非補(bǔ)料分批的核心優(yōu)勢（需結(jié)合具體產(chǎn)物）。3.酶工程中**固定化酶**的主要目的是（）A.提高酶的催化活性B.降低酶的穩(wěn)定性C.實(shí)現(xiàn)酶的重復(fù)利用D.改變酶的最適pH答案：C解析：固定化酶通過物理或化學(xué)方法將酶束縛于載體上，保留催化活性的同時(shí)實(shí)現(xiàn)重復(fù)使用，降低生產(chǎn)成本；A不一定（部分固定化可能導(dǎo)致活性下降）；B錯(cuò)誤（固定化通常提高穩(wěn)定性）；D是次要作用（部分載體可調(diào)節(jié)微環(huán)境）。4.食品安全檢測中，**檢測轉(zhuǎn)基因食品中CaMV35S啟動(dòng)子**的常用技術(shù)是（）A.ELISA（酶聯(lián)免疫吸附測定）B.PCR（聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)）C.高效液相色譜（HPLC）D.質(zhì)譜（MS）答案：B解析：CaMV35S啟動(dòng)子是轉(zhuǎn)基因植物中常用的調(diào)控元件，屬于核酸水平的檢測，PCR通過擴(kuò)增特定DNA片段實(shí)現(xiàn)定性/定量分析；ELISA用于檢測蛋白質(zhì)（如轉(zhuǎn)基因蛋白）；HPLC、MS用于小分子化合物分析（如毒素、添加劑）。5.代謝工程中“途徑工程”的核心策略是（）A.敲除無關(guān)代謝路徑，增加前體供應(yīng)B.隨機(jī)突變篩選高產(chǎn)菌株C.優(yōu)化發(fā)酵條件（溫度、pH）D.提高酶的比活力答案：A解析：代謝工程的核心是定向改造微生物代謝網(wǎng)絡(luò)，通過基因敲除（阻斷競爭路徑）、過表達(dá)（增加前體或關(guān)鍵酶）等手段，引導(dǎo)代謝流流向目標(biāo)產(chǎn)物；B是傳統(tǒng)育種方法；C是發(fā)酵工程的優(yōu)化；D是酶工程的策略。6.下列屬于**食品級(jí)微生物**的是（）A.大腸桿菌（E.coli）DH5αB.釀酒酵母（Saccharomycescerevisiae）C.金黃色葡萄球菌（Staphylococcusaureus）D.枯草芽孢桿菌（Bacillussubtilis）WB800答案：B解析：食品級(jí)微生物需滿足“GRAS”（一般認(rèn)為安全）標(biāo)準(zhǔn)，釀酒酵母是傳統(tǒng)發(fā)酵食品（如啤酒、面包）的常用菌種，無致病性；A、D是基因工程常用宿主，但需改造后才能用于食品；C是致病菌，禁止用于食品生產(chǎn)。7.酶的**比活力**是指（）A.每毫克酶蛋白的催化活性B.每毫升酶液的催化活性C.酶催化反應(yīng)的最大速度（Vmax）D.酶的Km值（米氏常數(shù)）答案：A解析：比活力是酶純度的指標(biāo)，定義為“單位質(zhì)量酶蛋白所具有的催化活性”（單位：U/mg蛋白）；B是總活力；C、D是酶動(dòng)力學(xué)參數(shù)。8.基因編輯技術(shù)CRISPR-Cas9中，**向?qū)NA（gRNA）**的作用是（）A.切割目的DNA片段B.識(shí)別并結(jié)合目的DNA序列C.修復(fù)斷裂的DNA鏈D.導(dǎo)入Cas9蛋白進(jìn)入細(xì)胞答案：B解析：gRNA由crRNA（CRISPRRNA）和tracrRNA（反式激活crRNA）融合而成，其5’端互補(bǔ)序列可識(shí)別目的DNA的PAM（原間隔相鄰基序）附近序列，引導(dǎo)Cas9蛋白結(jié)合并切割DNA；A是Cas9的功能；C是細(xì)胞自身的DNA修復(fù)機(jī)制；D是載體的功能。9.發(fā)酵過程中**溶解氧（DO）**的主要影響因素是（）A.攪拌速度、通氣量B.溫度、pHC.底物濃度、接種量D.產(chǎn)物濃度、發(fā)酵時(shí)間答案：A解析：溶解氧是好氧發(fā)酵的關(guān)鍵參數(shù)，攪拌速度影響液體的湍流程度（增加氧傳遞系數(shù)），通氣量直接提供氧氣；B、C、D雖會(huì)間接影響DO（如溫度升高會(huì)降低氧溶解度），但并非主要影響因素。10.下列**不屬于食品生物技術(shù)應(yīng)用**的是（）A.用轉(zhuǎn)基因大豆生產(chǎn)高油酸大豆油B.用乳酸菌發(fā)酵生產(chǎn)酸奶C.用化學(xué)合成法生產(chǎn)維生素CD.用固定化葡萄糖異構(gòu)酶生產(chǎn)高果糖漿答案：C解析：食品生物技術(shù)是利用生物體系（微生物、酶、基因等）生產(chǎn)食品或改進(jìn)食品工藝的技術(shù)；C是化學(xué)合成法，不屬于生物技術(shù)；A（基因工程）、B（發(fā)酵工程）、D（酶工程）均為典型應(yīng)用。二、簡答題（每題8分，共40分）答題要求：要點(diǎn)明確，邏輯清晰，無需展開但需覆蓋核心內(nèi)容。1.簡述基因工程中“載體”的必備條件。答案要點(diǎn)：（1）具有復(fù)制起點(diǎn)（ori），能在宿主細(xì)胞中自主復(fù)制；（2）具有多個(gè)限制性內(nèi)切酶切點(diǎn)，便于插入目的基因；（3）具有選擇標(biāo)記基因（如抗性基因、報(bào)告基因），用于篩選重組子；（4）分子量小、拷貝數(shù)高（便于操作和大量擴(kuò)增）；（5）安全性高（如非致病菌載體，避免擴(kuò)散）。2.發(fā)酵工程中“菌種退化”的主要原因及防止措施。答案要點(diǎn)：（1）原因：基因突變（自發(fā)突變，如關(guān)鍵酶基因失活）；培養(yǎng)條件不適（如溫度、pH波動(dòng)，營養(yǎng)缺乏）；雜菌污染（競爭營養(yǎng)，分泌抑制物質(zhì)）；傳代次數(shù)過多（積累有害突變）。（2）防止措施：定期分離純化（挑取單菌落，恢復(fù)原有性狀）；優(yōu)化培養(yǎng)條件（穩(wěn)定溫度、pH，提供充足營養(yǎng)）；采用低溫保藏（如冷凍干燥、液氮保藏）；減少傳代次數(shù)（避免不必要的轉(zhuǎn)接）。3.酶工程中“固定化酶”的常用方法及特點(diǎn)。答案要點(diǎn)：（1）物理吸附法：通過靜電作用、氫鍵等吸附于載體（如活性炭、硅藻土）；特點(diǎn)：操作簡單，酶活性保留高，但結(jié)合力弱，易脫落。（2）化學(xué)結(jié)合法：通過共價(jià)鍵結(jié)合于載體（如葡聚糖、瓊脂糖）；特點(diǎn)：結(jié)合牢固，穩(wěn)定性高，但操作復(fù)雜，可能影響酶活性。（3）包埋法：將酶包裹于多孔載體（如海藻酸鈉、聚丙烯酰胺）；特點(diǎn)：對(duì)酶活性影響小，可固定多酶體系，但擴(kuò)散阻力大，適用于小分子底物。4.簡述PCR技術(shù)的基本原理及在食品檢測中的應(yīng)用。答案要點(diǎn)：（1）基本原理：變性（94℃）：雙鏈DNA解鏈為單鏈；退火（50-65℃）：引物與單鏈DNA互補(bǔ)結(jié)合；延伸（72℃）：DNA聚合酶催化引物延伸，合成新雙鏈DNA。循環(huán)往復(fù)（25-35次），實(shí)現(xiàn)目的DNA的指數(shù)級(jí)擴(kuò)增。（2）食品檢測應(yīng)用：轉(zhuǎn)基因食品檢測（如擴(kuò)增CaMV35S啟動(dòng)子、NOS終止子）；食源性致病菌檢測（如沙門氏菌、大腸桿菌O157:H7的特異性基因）；食品成分溯源（如肉類品種鑒定，擴(kuò)增物種特異性基因）。5.代謝工程在**食品功能成分生產(chǎn)**中的核心策略（舉例說明）。答案要點(diǎn)：（1）策略：增加前體供應(yīng)：過表達(dá)前體合成路徑的關(guān)鍵酶（如生產(chǎn)番茄紅素時(shí)，過表達(dá)IPP異構(gòu)酶）；阻斷競爭路徑：敲除消耗前體的無關(guān)路徑（如生產(chǎn)γ-氨基丁酸時(shí)，敲除谷氨酸脫氫酶基因）；提高關(guān)鍵酶活性：通過定點(diǎn)突變或定向進(jìn)化優(yōu)化關(guān)鍵酶（如生產(chǎn)低聚果糖時(shí)，改造果糖基轉(zhuǎn)移酶）；引入異源路徑：將其他物種的代謝路徑導(dǎo)入宿主（如生產(chǎn)蝦青素時(shí)，將雨生紅球藻的β-胡蘿卜素酮化酶基因?qū)虢湍妇?。?）舉例：利用釀酒酵母生產(chǎn)番茄紅素，通過過表達(dá)甲羥戊酸路徑（MVA）的關(guān)鍵酶（如HMG-CoA還原酶）增加前體IPP，敲除麥角固醇合成路徑（競爭IPP），導(dǎo)入番茄紅素合成酶基因（crtI、crtB），實(shí)現(xiàn)番茄紅素的高效生產(chǎn)。三、論述題（每題15分，共30分）答題要求：結(jié)合理論與實(shí)際，邏輯嚴(yán)謹(jǐn)，有自己的分析。1.論述食品生物技術(shù)對(duì)**食品安全**的雙重影響（正面與負(fù)面），并提出應(yīng)對(duì)策略。答案要點(diǎn)：（1）正面影響：提高食品安全性：通過基因工程改造菌種（如敲除致病菌的毒素基因），或用酶工程降解食品中的有害成分（如用脂肪酶去除反式脂肪酸）；增強(qiáng)檢測能力：PCR、ELISA等生物技術(shù)可快速檢測食源性致病菌、轉(zhuǎn)基因成分、農(nóng)藥殘留等，提高檢測效率和準(zhǔn)確性；改善食品品質(zhì)：通過發(fā)酵工程生產(chǎn)益生菌食品（如酸奶、泡菜），抑制有害菌生長，延長保質(zhì)期。（2）負(fù)面影響：轉(zhuǎn)基因食品的潛在風(fēng)險(xiǎn)：如外源基因的水平轉(zhuǎn)移（可能影響腸道微生物）、過敏原性（如將花生基因?qū)氪蠖梗?；發(fā)酵食品的安全隱患：如菌種退化導(dǎo)致的產(chǎn)毒（如黃曲霉毒素）、雜菌污染（如金黃色葡萄球菌腸毒素）；酶工程的應(yīng)用風(fēng)險(xiǎn)：如固定化酶載體的溶出（可能引入有害物質(zhì)）、酶殘留（如蛋白酶殘留導(dǎo)致食品變質(zhì)）。（3）應(yīng)對(duì)策略：完善法律法規(guī)：制定轉(zhuǎn)基因食品標(biāo)識(shí)制度、食品生物技術(shù)產(chǎn)品安全評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)（如FDA的GRAS認(rèn)證）；加強(qiáng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估：對(duì)食品生物技術(shù)產(chǎn)品進(jìn)行全面的毒性、過敏性、環(huán)境安全性評(píng)估（如轉(zhuǎn)基因食品的實(shí)質(zhì)等同性原則）；提高檢測技術(shù)：開發(fā)更靈敏、快速的檢測方法（如CRISPR-Cas檢測、納米技術(shù)檢測），實(shí)現(xiàn)從“事后檢測”到“事前預(yù)防”的轉(zhuǎn)變；加強(qiáng)公眾教育：普及食品生物技術(shù)知識(shí)，減少公眾對(duì)轉(zhuǎn)基因食品的誤解，提高消費(fèi)者的知情權(quán)和選擇權(quán)。2.結(jié)合實(shí)例，論述**發(fā)酵工程**在**傳統(tǒng)食品工業(yè)化**中的應(yīng)用及優(yōu)化策略。答案要點(diǎn)：（1）傳統(tǒng)食品工業(yè)化的挑戰(zhàn)：傳統(tǒng)發(fā)酵依賴自然菌種，產(chǎn)量低、質(zhì)量不穩(wěn)定；生產(chǎn)周期長，效率低；易受雜菌污染，安全性難以保證。（2）發(fā)酵工程的應(yīng)用實(shí)例：酸奶工業(yè)化生產(chǎn)：傳統(tǒng)酸奶用自然乳酸菌發(fā)酵，產(chǎn)量低、風(fēng)味不穩(wěn)定；工業(yè)化生產(chǎn)中，采用純種乳酸菌發(fā)酵（如保加利亞乳桿菌+嗜熱鏈球菌），通過優(yōu)化發(fā)酵條件（溫度42℃、pH5.5、發(fā)酵時(shí)間4-6小時(shí)），實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量提高（每升牛奶產(chǎn)酸奶1.2-1.5升）、風(fēng)味一致（乳酸含量0.8-1.2%）、安全性高（無雜菌污染）。醬油工業(yè)化生產(chǎn)：傳統(tǒng)醬油用米曲霉自然發(fā)酵，周期長達(dá)6個(gè)月；工業(yè)化生產(chǎn)中，采用純種米曲霉發(fā)酵（如滬釀3.042米曲霉），通過深層液體發(fā)酵（替代傳統(tǒng)固態(tài)發(fā)酵），縮短發(fā)酵周期（7-10天），提高醬油產(chǎn)量（每公斤大豆產(chǎn)醬油3-4升），同時(shí)通過酶工程（添加蛋白酶、淀粉酶）優(yōu)化蛋白質(zhì)和淀粉的降解，提高醬油的氨基酸態(tài)氮含量（≥0.8g/100mL）。（3）優(yōu)化策略：菌種選育：通過誘變育種（如紫外線、EMS）或基因工程（如過表達(dá)蛋白酶基因）獲得高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的菌種；發(fā)酵條件優(yōu)化：通過響應(yīng)面法、正交試驗(yàn)優(yōu)化溫度、pH、通氣量、攪拌速度等參數(shù)，提高發(fā)酵效率；工藝改進(jìn)：采用深層液體發(fā)酵、固定化菌種發(fā)酵等現(xiàn)代工藝，替代傳統(tǒng)固態(tài)發(fā)酵，縮短生產(chǎn)周期；質(zhì)量控制：通過在線檢測（如DO、pH傳感器）實(shí)時(shí)監(jiān)控發(fā)酵過程，及時(shí)調(diào)整參數(shù)，保證產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。四、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題（10分）答題要求：設(shè)計(jì)方案需包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理、材料與方法、結(jié)果分析四部分，邏輯清晰，可操作性強(qiáng)。設(shè)計(jì)一個(gè)**利用PCR技術(shù)檢測食品中轉(zhuǎn)基因大豆成分**的實(shí)驗(yàn)方案。答案要點(diǎn)：（1）實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簷z測食品（如大豆油、豆腐）中是否含有轉(zhuǎn)基因大豆成分（以CaMV35S啟動(dòng)子為例）。（2）實(shí)驗(yàn)原理：轉(zhuǎn)基因大豆通常含有CaMV35S啟動(dòng)子（來自花椰菜花葉病毒），該序列在非轉(zhuǎn)基因大豆中不存在；PCR技術(shù)可擴(kuò)增特定DNA片段（CaMV35S啟動(dòng)子），通過瓊脂糖凝膠電泳檢測擴(kuò)增產(chǎn)物（若有目的條帶，說明含有轉(zhuǎn)基因成分）。（3）材料與方法：材料：待檢測食品（如大豆油）、轉(zhuǎn)基因大豆標(biāo)準(zhǔn)品（陽性對(duì)照）、非轉(zhuǎn)基因大豆標(biāo)準(zhǔn)品（陰性對(duì)照）、DNA提取試劑盒、PCR試劑盒（含Taq酶、dNTP、緩沖液）、CaMV35S啟動(dòng)子引物（正向：5’-GCTCCTACAAATGCCATCA-3’；反向：5’-GATAGTGGGATTGTGCGTC-3’，擴(kuò)增片段長度約200bp）、瓊脂糖、EB染色液（或SYBRGreen）、電泳儀。方法：1.DNA提?。喝〈龣z測食品（大豆油需用正己烷去除油脂），用DNA提取試劑盒提取基因組DNA；2.PCR擴(kuò)增：反應(yīng)體系（25μL）：DNA模板2μL、正向引物1μL、反向引物1μL、PCRMix（含Taq酶、dNTP、緩沖液）12.5μL、ddH?O8.5μL；反應(yīng)條件：94℃預(yù)變性5min；94℃變性30s，55℃退火30s，72℃延伸30s，循環(huán)30次；72℃終延伸10min；3.電泳檢測：制備1.5%瓊脂糖凝膠（含EB或SYBRGreen），取PCR產(chǎn)物5μL與上樣緩沖液混合，點(diǎn)樣（陽性對(duì)照、陰性對(duì)照、待檢測樣品），120V電泳20min，紫外燈下觀察結(jié)果。（4）結(jié)果分析：陽性對(duì)照（轉(zhuǎn)基因大豆）應(yīng)出現(xiàn)200bp左右的目的條帶；陰性對(duì)照（非轉(zhuǎn)基因大豆）應(yīng)無目的條帶；待檢測樣品：若出現(xiàn)目的條帶，說明含有轉(zhuǎn)基因大豆成分；若無目的條帶，說明不含轉(zhuǎn)基因大豆成分（或DNA提取失敗，需重復(fù)實(shí)驗(yàn)）。五、復(fù)習(xí)建議1.重點(diǎn)模塊：基因工程（載體、PCR、基因編輯）、發(fā)酵工程（菌種選