绪论
生物分离纯化概念：指从发酵液、动植物细胞培养液、酶反应液或动植物组织细胞与体液等中分离、纯化生物产品的过程。
生物物质及来源1.生物物质：（1）氨基酸及其衍生物类（2）活性多肽类（3）蛋白质类（4）酶类（5）核酸及其降解物类（6）糖类（7）脂质类（8）动物器官或组织制剂（9）小动物制剂（10）菌体制剂
2.生物物质来源：（1）动物器官与组织（2）植物器官与组织（3）微生物及其代谢产物（4）细胞培养产物（5）血液、分泌物及其代谢物
3.生物技术：上游：基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程及组织工程、下游：生物产品的回收——生物分离与纯化技术，主要包括离心技术、细胞破碎技术、萃取技术、固相析出技术、色谱技术和膜分离技术等。
生物分离纯化技术的特点 1.环境复杂、分离纯化困难；2.含量低、工艺复杂；3.稳定性差、操纵要求严格；4.目标产物最终的质量要求很高；5.终极产品纯度的均一性与化学分离上纯度的概念并不完全相同
分离纯化方法选择的原则1) 技术路线、工艺流程尽量简单化；2) 尽可能采用低成本的材料与设备；3) 将完整工艺流程划分为不同的工序；4) 注意时效性；5) 采用成熟技术和可靠设备；6) 检测纯化过程中产物产量和活性分离纯化的原材料选择与成品保存
1.原材料的选择(1)来源(2)与目标产物含量相关的因素①合适的生物品种②合适的组织器③生物材料的种属特异性④合适的生长发育阶段⑤合适的生理状态
分离纯化的准备工作
1.软件材料的准备(1)生产文件的准备(2)生产人员的培训
2.硬件材料的准备(1)生产设施、仪器设备与器皿等(2)工艺处理液的准备
分离纯化的基本步骤：①发酵液的预处理②固液分离③初步纯化(分离提取)④高度纯化（精制）⑤成品加工
生物分离与纯化的一般工艺过程：发酵液→预处理→细胞分离（→胞外产物→初步纯化）→细胞破碎→细胞碎片分离→初步纯化→高度纯化→成品加工
第二章发酵液的预处理
为何要对发酵液进行预处理？
发酵液的基本特性：发酵产物浓度较低，大多为1-10%，悬浮物颗粒小，细胞的相对密度与培养液相似。
悬浮状态稳定：双电层、水化膜、布朗运动，液相粘度大，可压缩性
固液分离方法主要是过滤和离心。
对于细菌及某些放线菌，菌体细小，液体粘度大，不能直接过滤，若用高速离心，能耗很大，设备昂贵。若用膜分离技术（如微滤）易产生膜污染，通量降低。
发酵液中由于菌体自溶，核酸、蛋白质及其它有机粘性物质的存在也会影响固液分离。
因而寻找一种经济有效的方法来提高固液分离速度显得十分必要。
预处理的目的：
促进从悬浮液中分离固形物的速度，提高固液分离的效率：⑴改变发酵液的物理性质，包括增大悬浮液中固体粒子的尺寸，降低液体黏度。⑵相对纯化，去除发酵液中的部分杂质（高价无机离子和杂蛋白质），以利于后续各步操作。预处理的方法：凝聚和絮凝；加热法；调节悬浮液的pH 值；杂蛋白的去除；高价无机离子的去除；助滤剂和反应剂；
凝聚：指在投加的化学物质（铝、铁的盐类）作用下，胶体脱稳并使粒子相互聚集成１mm 大小块状凝聚体的过程。[胶体粒子在中性盐促进下脱稳相互聚集成大粒子（1mm）]
机理：1）中和粒子表面电荷2）消除双电层结构3）破坏水化膜
常用的凝聚剂电解质有：硫酸铝Al2(SO4)3?18H2O（明矾）；氯化铝AlCl3?6H2O;三氯化铁FeCl3;硫酸亚铁FeSO4·7H2O ；石灰；ZnSO4；MgCO3
絮凝：指使用絮凝剂（天然的和合成的大分子量聚电解质）将胶体粒子交联成网，形成10mm大小絮凝团的过程。其中絮凝剂主要起架桥作用。【大分子聚电解质将胶体粒子交联成网状，形成絮凝团的过程】机理：架桥作用
工业上使用的絮凝剂:可分为三类：人工合成有机高分子聚合物、天然有机高分子聚合物、无机高分子聚合物（目前常用的是人工合成有机高分子聚合物，如聚丙烯酰胺类衍生物、聚乙烯亚胺衍生物；聚丙烯酸类和聚苯乙烯类衍生物。)
杂蛋白的去除方法:沉淀法;变性法;吸附法
常见的固液分离方法:过滤、离心、膜分离、双水相萃取
固液分离过滤设备
按操作方式分类：间歇过滤机、连续过滤机；按操作压强差分类：压滤、吸滤和离心过滤
典型过滤设备：实验室用抽滤装置、板框压滤机（间歇操作）、转筒真空过滤机（连续操作）、过滤式离心机
第三章细胞破碎
细胞破碎技术
破碎方法：1.机械法①固体剪切作用（珠磨法，压榨，研磨）②液体剪切作用（高压匀浆，超声破碎）2非机械法①干燥处理②溶胞作用(酶溶法，化学法，物理法）
细胞破碎方法及其原理：
①机械破碎→通过机械运动产生的剪切力，使组织、细胞破碎→捣碎法、研磨法、匀浆法、超声法
②物理破碎→通过各种物理因素的作用，使组织、细胞的外层结构破坏，而使细胞破碎→温度差破碎法、压力差破碎法
③化学破碎→通过各种化学试剂对细胞膜的作用，而使细胞破碎→有机溶剂、表面活性剂、酸碱
④酶促破碎→通过细胞本身的酶系或外加酶制剂的催化作用，使细胞外层结构受到破坏，而达到细胞破碎→自溶法、外加酶制剂法→
非机械法1 酶解2 化学法溶胞3 物理法（渗透压冲击、冻结和融化、干燥法）其中酶法和化学法溶胞应用最广。酶解（酶溶法）：酶解是利用溶解细胞壁的酶处理菌体细胞，使细胞壁受到破坏后，再利用渗透压冲击等方法破坏细胞膜。常用的溶酶：溶菌酶、β-1，3-葡聚糖酶、β-1，6-葡聚糖酶、蛋白酶、甘露糖酶、糖苷酶、肽键内切酶、壳多糖酶等
化学渗透法：某些化学试剂，如有机溶剂、变性剂、表面活性剂、抗生素、金属螯合剂等，可以改变细胞壁或膜的通透性（渗透性），从而使胞内物质有选择地渗透出来。（该法取决于化学试剂的类型以及细胞壁膜的结构与组成。）
物理法：渗透压冲击法、冻结-融化法、干燥法
基因工程包涵体的纯化方法：收集菌体细胞→细胞破碎→包涵体的洗涤→目标蛋白的变性溶解→目标蛋白的复性
包涵体获得几种常见的工艺路线：
1机械破碎(高压匀浆、高速珠磨）→离心提取包涵体→加变性剂溶解→除变性剂复性
2机械破碎→膜分离获得包涵体→加变性剂溶解包涵体→除变性剂复性
3化学破碎（加变性剂）→离心除细胞碎片→除变性剂复性
第四章沉淀法
什么是沉淀法？沉淀：利用沉析剂使生化物质在溶液中的溶解度降低而形成无定形固体沉淀的过程。
沉淀法基本原理：采用适当的措施改变溶液的理化参数，控制溶液的各种成分的溶解度，根据不同物质在溶剂中的溶解度不同而达到分离的目的。
常用的沉淀方法包括哪些？
（1）盐析法（各种蛋白质和酶）；（2）等电点沉淀法（氨基酸蛋白质等两性物质）；（3）有机溶剂沉淀法（生物小分子、多糖及核酸产品）；（4）非离子型聚合物沉淀法（生物大分子0；（5）聚电解质沉淀法；（6）复合盐沉淀法等（化合物，特别是小分子物质）；（7）亲和沉淀法；（8）
选择性沉淀法（多用于除去某些不耐热的和在一定PH值下
易变性的杂蛋白）。
何谓盐析？其原理是什么？
概念：在高浓度的中性盐存在下，蛋白质（酶）等生物大
分子物质在水溶液中的溶解度降低，产生沉淀的过程。
机理：（1）破坏水化膜，分子间易碰撞聚集（2）破坏水
化膜，暴露出憎水区域（3）中和电荷，减少静电斥力
常用的盐是什么，影响盐析的主要因素有哪些？
盐析中常用的盐：硫酸铵、硫酸钠、磷酸钾、磷酸钠。硫
酸铵是最常用的蛋白质盐析沉淀剂。
影响因素：1）pH值2）温度的影响3）蛋白质浓度
有机溶剂沉淀法的原理是什么？
A 降低溶剂介电常数（介电常数D有机< D水），减小
溶剂的极性，从而削弱了溶剂分子与蛋白质分子间的相互
作用力，增加了酶、蛋白质、核酸等带电粒子之间的作用
力，因相互吸引而聚合沉淀。B 破坏水化膜：由于使用的
有机溶剂与水互溶，它们在溶解于水的同时从蛋白质分子
周围的水化层中夺走了水分子，破坏水化层，降低蛋白质
分子的溶剂化能力，破坏蛋白质的水化层，使蛋白质沉淀。
C 相反力：疏水基团暴露并有机溶剂疏水基团结合形成疏
水层
影响有机溶剂沉析的主要因素有哪些？
1、温度（使用有机溶剂沉淀时，操作必须在低温下进行）
2、pH值（pH多控制在待沉蛋白质的等电点附近。）
3、
样品浓度（一般认为蛋白质的初浓度以0.5～2％为好，粘
多糖则以1～2％较合适。）4、中性盐浓度（较低浓度的
中性盐存在有利于沉淀作用，减少蛋白质变性。一般中性
盐浓度以0.01～0.05mol/L为好，常用的中性盐为醋酸钠、
醋酸铵、氯化钠等。）5、某些金属离子(如Ca2+、Zn2+等)
等电点沉析的工作原理是什么？
在低的离子强度下，调pH至等电点，使蛋白质所带净电荷
为零，降低了静电斥力，而疏水力能使分子间相互吸引，
形成沉淀的操作称为等电点沉淀。不同的两性电解质具有
不同的等电点，以此为基础可进行分离。
第五章膜分离技术
什么是膜分离技术？
用半透膜作为选择障碍层，利用膜的选择性（孔径大小），
以膜的两侧存在的能量差作为推动力，允许某些组分透过
而保留混合物中其它组分，从而达到分离目的的技术。
膜分离的特点：①操作在常温下进行；②是物理过程，不
需加入化学试剂；③不发生相变化（因而能耗较低）；④
在很多情况下选择性较高；⑤浓缩和纯化可在一个步骤内
完成；⑥设备易放大，可以分批或连续操作。因而在生物
产品的处理中占有重要地位
常见膜分离方法：透析、微滤、超滤、纳滤、反渗透
表征膜性能的参数：截断分子量、水通量、孔的特征、pH
适用范围、抗压能力、对热和溶剂的稳定性等。
微滤、超滤、纳滤、反渗透相同点：
①以膜两侧压力差为推动力；②按体积大小而分离；③膜
的制造方法、结构和操作方式都类似。
微滤、超滤、纳滤、反渗透区别：
①膜孔径：微滤0.1-10 m > 超滤0.01-0.1 m > 纳滤
0.001-0.01 m > 反渗透小于0.001 m
②分离粒子：微滤截留固体悬浮粒子，固液分离过程；超
滤、纳滤、反渗透为分子级水平的分离；
③分理机理：微滤、超滤和纳滤为截留机理，筛分作用；
反渗透机理是渗透现象的逆过程：
④压差：微滤、超滤和纳滤压力差不需很大0.1-0.6 MPa
膜两侧溶液传递理论①浓差极化-凝胶层模型②阻力模型
③管状收缩效应的影响
影响膜过滤的各种因素①压力②浓度③温度④流速⑤其它
因素
膜污染:是指处理物料中的微粒，胶体或溶质大分子与膜存
在物理化学作用或机械作用而引起的在膜表面或膜孔内吸
附，沉积造成膜孔径变小或堵塞，使膜产生透过流量与分
离特性的不可逆变化现象。膜污染的类型：沉淀污染、吸
附污染、生物污染防止膜污染的方法:可以通过控制膜污
染影响因素，减少膜污染的危害，延长膜的有效操作时间，
减少清洗频率，提高生产能力和效率，因此在用微滤，超
滤分离，浓缩细胞，菌体或大分子产物时，必须注意以下
几点:①进料液的预处理：预过滤、pH及金属离子控制；
②选择合适的膜材料：减轻膜的吸附；③改善操作条件：
加大流速。膜污染的清洗方法：①化学法：选择清洗剂要
注意三点：1．要尽量判别是何种物质引起污染；2．清洗
剂要不致于对膜或装置有损害，3．要符合产品要求。常用
的清洗剂有：NaOH；酸；表面活性剂；氧化剂；酶；有机
溶剂。②物理法：海绵球擦洗；热水法；反冲洗和循环清
洗
常见的膜过滤装置有：①平板式②卷式（螺旋式）③管式
④中空纤维式
管式优点：易清洗，无死角，适宜于处理含固体较多的料
液，单根管子可以调换。缺点：保留体积大，单位体积中
所含过滤面积较小，压力降大
中空纤维式优点：保留体积小，单位体积所含过滤面积大，
可以逆洗，操作压力较低，动力消耗较低。缺点：料液需
要预处理，单根纤维损坏时需调换整个模件
螺旋卷绕式优点：单位体积中所含过滤面积大，换新膜容
易。缺点：料液需预处理，压力降大,易污染,清洗困难
平板式优点：保留体积小，能量消耗界于管式和螺旋卷绕
式。缺点：死体积大
膜技术的应用领域：1、海水淡化、高质量饮用水、工业供
水、医药用水2、膜技术在各种工业生产中的应用3、在环
境保护和废水的应用4、膜技术在食品领域的应用
膜生物分离法的应用：水的纯化；固液分离；纯化小分子；
浓缩大分子；去热原；膜生物反应器
第六章溶剂萃取法
萃取: 溶质从料液转移到萃取剂的过程。
反萃取：溶质从萃取剂转移到反萃剂的过程。在完成萃取
操作后，为进一步纯化目标产物或便于下一步分离操作的
实施，将目标产物从有机相转入水相的操作就称为反萃取
料液：在溶剂萃取中，被提取的溶液，
萃取液：经接触分离后，大部分溶质转移到萃取剂中，得
到的溶液，
余液：被萃取出溶质的料液。
萃取法是利用液体混合物各组分在某有机溶剂中的溶解度
的差异而实现分离的。
溶剂萃取法的特点：萃取过程有选择性；能与其它步聚相
配合；通过相转移减少产品水解；适用于不同规模；传质
快；周期短，便于连续操作；毒性与安全环境问题
为什么青霉素在酸性（pH≤2.5）条件下，而红霉素却要在
碱性（pH≥9.8）条件下才能被萃取到丁酯中去呢？
1.根据表观分配系数公式可知，弱酸的表观分配系数：K=K0
/(1 ＋10 pH －pK )；
弱酸的表观分配系数：K=K0 /(1 ＋10 pK －pH )；
对于弱酸：pH< pK 时，分配系数大；对于弱碱：pH> pK 时，
分配系数大
2 不同pH条件影响弱电解质电离，从而影响分子的极性，
根据相似相溶原则，在弱极性的丁酯中极性小的分子溶解
度比水中大
青霉素红霉素
酸碱性弱碱性（2.75）弱碱性（9.4）
PH＜PK 游离分子“+”
PH＞PK “—”游离分子
根据相似相溶原则，在弱极性的丁酯中游离分子极性小，
溶解度比水中大，故从水相转入丁酯相中，而发酵液中存
在的其它杂质由于极性情况与抗生素不同，故很少进入丁
酯中，这样就达到一定程度的纯化
酸性物质：pH > pK时，主要以负离子存在；pH < pK时，
主要以游离分子存在；
pH ＝pK时，两种形式各占50％
有机溶剂萃取的影响因素：1．影响萃取操作的因素：pH、
温度、盐析；2．有机溶剂的选择；3．带溶剂；4．乳化与
去乳化
乳化：水或有机溶剂以微小液滴分散在有机相或水相中的
现象。
去乳化：根据乳化的程度和乳浊液的形式，采用适当的方
法去除乳化现象。
乳浊液的破坏措施：物理法：离心、加热，吸附，稀释；
化学法：加电解质、其他表面活性剂；
转型法：加入一种乳化剂，条件：①形成的乳浊液类型与
原来的相反，使原乳浊液转型②在转型的过程中，乳浊液
破坏，控制条件不允许形成相反的乳浊液；
顶替法：加入一种乳化剂，将原先的乳化剂从界面顶替出
来：①形成的乳浊液类型与原来的一致②它本身的表面
活性> 原来的表面活性③不能形成坚固的保护膜。
发酵液乳化的原因：①蛋白质的存在，起到表面活性剂②
固体粉末对界面的稳定作用
萃取过程：1）混和2）分离3）溶剂回收操作方
式：①单级萃取②多级萃取（多级错流；多级逆流）
超临界流体萃取：利用超临界流体的特殊性质，使其在超
临界状态下，与待分离的物料(液体或固体)接触，萃取出目
的产物，然后通过降压或升温的方法，使萃取物得到分离。
超临界流体(SCF)：即处于临界温度、临界压力以上的流体。
在临界温度、压力以上，无论压力多高，气体都不能液化
但流体的密度随压力增高而增加。
特点：密度接近液体；萃取能力强；粘度接近气体；传
质性能好
超临界流体萃取的应用：①医药工业（中草药提取；酶，
纤维素精制）②化学工业（金属离子萃取；烃类分离；共
沸物分离；高分子化合物分离）③食品工业（植物油脂萃
取；酒花萃取；植物色素提取）④化妆品香料（天然香料
萃取；化妆品原料提取精制）
第七章离子交换法
什么是离子交换法?
离子交换层析（IEC）是在以离子交换剂为固定相，液体为
流动相的系统中进行的，依据流动相中的组分离子与交换
剂上的平衡离子进行可逆交换时的结合力大小的差别而进
行分离。离子交换作用是指一个溶液中的某一种组分离子
与一个固体中的另一种具有相同电荷的离子互相调换位
置，即溶液中的离子跑到固体上去，把固体上的离子替换
下来。
离子交换操作步骤:1 树脂的选择2 树脂预处理3 离子交
换吸附4 洗脱5 再生
蛋白质离子交换分离的基本步骤：平衡、上样吸附、洗脱、
再生
离子交换法的应用:软水和去离子水的制备
第八章层析分离技术
①概念固定相：固定相是层析的一个基质。它可以是固体
物质（如吸附剂，凝胶，离子交换剂等），也可以是液体
物质（如固定在硅胶或纤维素上的溶液），这些基质能与
待分离的化合物进行可逆的吸附，溶解，交换等作用。流
动相：在层析过程中，推动固定相上待分离的物质朝着一
个方向移动的液体、气体等，都称为流动相。柱层析中一
般称为洗脱剂，薄层层析时称为展层剂。分配系数K：指
某一组分在固定相与流动相中含量的比值。迁移率Rf：指
某一组分在相同时间内，在固定相移动的距离与流动相移
动距离的比值。②问答，吸附层析：原理：是利用吸附剂
对不同物质的吸附力不同而使混合物中的各组分分离的方
法。
操作步骤：1.装柱装柱方法分干装法和湿装法两种。层
析柱中基质应合乎填装均匀、松紧一致和没有气泡的标准。
2.平衡将洗脱液与恒流泵相连，恒流泵出口端与层析柱入
口相连，用2-3倍柱床体积的洗脱液平衡，流速为
0.5ml/min。
3.加样：加入样品液的体积一般应小于床体积的1/2 。用
滴管加入洗脱剂，并在柱上端与装有洗脱剂的贮液瓶连接
开始冼脱。 4.洗脱将柱中多余的液体放掉出，使液面刚
好盖过凝胶，关闭出口，将1ml样品沿层析柱管壁小心加
入，加完后打开底端出口，使液面降至与凝胶面相平时关
闭出口，加洗脱液至液层4cm左右，接上恒流泵，开始洗
脱（0.5ml/min）
5. 收集与检测：用部分收集器收集洗脱液。紫外检测仪
280nm处检测，将检测信号输入色谱工作站系统，绘制洗
脱曲线。要通过实验合理调整流速、检测器和记录仪的灵
敏度，记录仪的走纸速度，才能获得良好的洗脱曲线。
分配层析：原理：是利用各组分的分配系数不同而予以分
离的方法在分配层析中，通常用多孔性固体支持物如滤纸、
硅胶等吸着一种溶剂作为固定相，另一种与固定相溶剂互
不相溶的溶剂沿固定相流动构成流动相，某溶质在流动相
的带动下流经固定相时，会在两相间进行连续的动态分配。
当样品中含有多种分配系数各不相同的组分时，分配系数
越小的组分，随流动相迁移的越快。两个组分的分配系数
差别越大，在两相中分配的次数越多，越容易被彻底分离。
操作方法：1.样品处理用作纸层析的样品，应尽可能除杂
纯化。调节到一定的pH值，浓度太低的可用真空浓缩提
高浓度，浓度太高则需稀释。
2.点样将滤纸裁成适当大小，用铅笔在距边线2cm左右
划一直线(称为原线)，线上每隔2-3cm划一圆点(称为原
点)。然后用点样器(定性分析可用普通毛细管，定量分析
需用血球计数管或微量注射器)轻轻点在原点上。样品点的
直径约0.3-0.5cm。点样一般采用少量多次，每点一次必
须用冷风吹干，然后再点第二次。每次点样的位置应完全
重合，否则会出现斑点畸形现象。 3.平衡点样以后展开
以前先将滤纸与层析缸用配好的溶液系统的蒸汽来饱和，
这个过程称之为“平衡”。若不经平衡，滤纸和层析缸未
被溶剂蒸汽饱和，在层析过程中，滤纸会从溶剂中吸收水
分，溶剂也会从滤纸表面挥发，从而改变溶剂系统的组成。
平衡一般在密闭的层析缸内进行。 4.展开平衡结束后，
将滤纸靠样品点的一端浸入溶剂中，溶剂液面距原线距离
约1cm，此时即开始展开。当溶剂前沿到达滤纸另一端
0.5-1cm处时，展开结束。按溶剂在滤纸上流动的方向不
同，展开有上行、下行和环行三种方式。5.显色为了显
示层析斑点位置，可根据物质的性质不同，采用显色剂显
示或紫外光显示(1) 显色剂显示：被分离物质与显色剂生
成有颜色的化合物，显示斑点位置。常用喷雾法、浸渍法
或涂刷法。(2) 紫外光显示：有些物质有紫外光吸收性质，
如核苷酸类物质。有些物质受紫外光照射会发出荧光，如
维生素B1、B2等，所以可在紫外光照射下观察到被分离
物质的斑点。
6.定性分析层析后的斑点显示出来后，计算出各斑点的
Rf值，就可以对物质进行定性。
7.定量分析对被分离的物质进行定量的方法很多，常用的
有：(1) 剪洗比色法：将斑点剪下，用适当的溶剂洗脱后，
通过分光光度计进行比色定量。(2) 直接比色法：用特制
的分光光度计直接测量滤纸上斑点颜色的浓度，画出曲线，
由曲线所包含的面积可求出待测物的含量。(3) 面积测量
法：实验证明，圆形或椭圆形斑点的面积与物质含量的对
数成正比。所以，可用测量斑点面积的方法求得物质的含
量
凝胶层析原理：又称为凝胶过滤、分子排阻层析或分子
筛层析。是以各种凝胶为固定相，利用混合液中所含各物
质的相对分子质量不同而达到物质分离的一种层析技术。
当含有各种组分的样品流经凝胶层析柱时，大分子物质由
于分子直径大，不易进入凝胶颗粒的微孔，沿凝胶颗粒的
间隙以较快的速度流过凝胶柱。而小分子物质能够进入凝
胶颗粒的微孔中，向下移动的速度较慢，从而使样品中各
组分按相对分子质量从大到小的顺序先后流出层析柱，而
达到分离的目的。
操作方法：1、层析柱的选择：层析柱大小主要是根据样
品量的多少以及对分辨率的要求来进行选择。装柱方法同
吸附柱层析。加样方法同吸附柱层析洗脱液无特殊要求，
一般选择使样品稳定的缓冲液。洗脱液的流速要稳定，分
离蛋白质和核酸时，常用输液泵、柱、检测器、分部收集
器、记录仪构成层析系统
凝胶层析的应用：1. 生物大分子的纯化2. 分子量测定3、
脱盐及去除小分子杂质4、去热源物质5、溶液的浓缩
亲和层析原理：生物分子间存在很多特异性的相互作用，
它们之间都能够专一而可逆的结合，这种结合力就称为亲
和力。亲和层析就是通过将具有亲和力的两个分子中一个
固定在不溶性基质上，利用分子间亲和力的特异性和可逆
性，对另一个分子进行分离纯化。
亲和层析的基本操作（1）装柱：均匀，无气泡（2）平衡：
缓冲液,pH, 盐浓度（3）上样：蛋白浓度，pH, 盐浓度，
缓冲液（4）洗涤：pH, 盐浓度，洗涤剂，缓冲液（5）洗
脱：条件与吸附相反（6）清洗：弱酸，弱碱，蛋白质变性
剂（尿素，盐酸胍，硫氰酸盐）（7）再生：与平衡条件相
同。亲和层析的应用：亲和层析的应用主要是生物大分子
的分离、纯化。
1. 抗原和抗体
2. 生物素和亲和素
3. 激素和受体蛋白
4.
凝集素和糖蛋白5. 辅酶和酶6. 金属螯合色谱。
填空：亲和吸附剂制备：1基质的选择2基质的活化择3
间隔臂分子（“手臂”）的引入4配体的选择5配体与基
质的偶联
第九章结晶和蒸发①名词解释蒸发利用加热的方法，使
溶液中的溶剂部分汽化挥发从而将溶液浓缩的过程称为蒸
发。加热蒸汽(生蒸汽)：蒸发过程所用的加热蒸汽；单效蒸
发：产生的二次蒸汽不加利用，直接冷凝排出多效蒸发：
二次蒸汽作为串联使用的下一个蒸发器的加热蒸汽。结晶
是指物质从液态或气态形成晶体的过程，是获得纯净固态
物质的重要方法之一。初级成核在没有晶体存在的过饱和
溶液中自发产生晶核的过程称为初级成核。二次成核是指
在过饱和溶液中因存在晶体而进行成核过程。②问答单效
蒸发与多效蒸发的流程及特点：多效蒸发根据溶液与二次
蒸气的流向可有不同的加料方法与相应的流程。以三效为
例，可以三种流程：1、并流加料流程：即加热蒸气和原料
液均顺次流经各效。特点：是前一效到后一效可自动加料，
后一效中的物料会产生自蒸发，可多蒸出部分水汽，但溶
液的黏度会随效数的增加而增大，使传热系数逐效下降，
所以并流加料不适宜处理随浓度增加而增加较高的物料。
2，逆流加料流程：即加热蒸气走向与并流相同，而物料走
向则与并流相反。特点：是各效中的传热系数较均匀，适
于处理黏度随温度变化较大的物料
3，平流加料流程：即加热蒸气走向与并流相同，但原料液
和完成液则分别从各效中加入和排出。特点：这种流程适
用于处理易结晶物料。
蒸发设备类型：（1）循环型蒸发器a.中央循环管式蒸发器，
b.悬筐式蒸发器
c.外热式蒸发器，
d.列文式蒸发器
e.强制循环蒸发器。其中，前四种为自然
循环蒸发器。2）非循环型（单程型）蒸发器：a.升膜式蒸
发器， b.降膜式蒸发器 c.刮板式蒸发器
结晶过程的相平衡（相平衡与溶解度）将一种溶质放入溶
剂中,由于分子的热运动,必然发生两个过程: ①固体的溶
解,即溶质分子扩散进入液体内部②物质的沉积,即溶质分
子从液体中扩散到固体表面进行沉积。一定时间后,这两
种分子扩散过程达到动态平衡。在给定温度条件下,与一种
特定溶质达到平衡的溶液称为该物质的饱和溶液。溶质与
其溶液间的这种相平衡关系,通常可用溶质在溶剂中的溶
解度来表示。
物质的溶解度与其化学性质、溶剂的性质及温度有关。一
定物质在一定溶剂中的溶解度主要随温度变化,而随压力
的变化很小,常可忽略不计。溶解度数据可用溶解度对温度
所标绘的曲线来表示,可通过实验确定。溶解度曲线对结晶
操作具有很重要的指导意义。对于溶解度曲线（饱和曲线）
随温度变化敏感的物质，可选用变温方法结晶分离；对于
溶解度随温度变化缓慢的物质，可用移除一部分溶剂的方
法结晶分离。
晶核形成过程的原因可分为初级成核和二次成核两种情
况(1)初级成核:过饱和溶液中的自发成核现象 a 均相成
核：没有外来微粒的均相溶液中b 非均相成核：有外来微
粒的溶液中
(2)二次成核：向介稳态过饱和溶液中加入晶种，会有新晶
核产生
机理: 附着在晶体表面的微小晶体受到剪切作用，或碰撞
而脱离晶体，形成新的晶核。
晶体生长过程的影响因素：(1) 过饱和度的影响过饱和度
是影响结晶操作的最主要因素。过饱和度增高一般使晶体
生长速率增大,但同时会引起溶液粘度增加,结晶速率受阻。
(2)冷却(蒸发)速度的影响快速的冷却或蒸发将使溶液很
快地达到过饱和状态,甚至直接穿过介稳区,能达到较高的
过饱和度而得到大量的细小晶体;反之,缓慢冷却或蒸发,常
得到很大的晶体(3晶种的影响晶种的作用主要是控制品
核的数量,以得到粒度大而均匀的结晶产品。4) 杂质的影响
溶液中杂质的存在一般对晶核的形成有抑制作用。(5) 搅拌
的影响搅拌能促进扩散和加速晶体生长。但在使用搅拌
时应注意搅拌的型式和搅拌的速度。
第十章啤酒的生产工艺：（一）糖化1、大米糊化大米粉
碎（淀粉）+水→（热量α-淀粉酶）可溶性的低聚糖和糊
精2、麦芽糖化利用麦芽中含有的及辅助添加的各种水解
酶类，在水和热力的作用下，将麦芽和辅料中的高分子物
质及其分解产物逐步分解并溶解于水的过程
3、麦汁过滤糊化大米+麦芽→（糖化酶类热量）可溶性低
分子含C物质；可溶性低分子含N物质；麦皮、未分解蛋
白、淀粉、酶类、水、无机离子、其它杂质→（麦汁过滤
槽）不溶性的麦糟；澄清麦汁4、麦汁煮沸5，添加酒花6、
麦汁冷却回旋沉淀处理后的热麦汁，经过冷热交换，将热
麦汁冷却至生产需要的温度的过程
（二）发酵：酵母将麦汁中的可发酵性糖类分解为酒精和
二氧化碳，并产生大量热量和一系列代谢副产物的过程。
冷麦汁→（充氧，添加酵母）满罐→主酵→后熟→降
温→冷贮
1、主酵过程：酵母→（麦汁，氧气）酒精、CO
2、风味
物质2、后熟阶段（双乙酰还原）：→（升温12℃）极限
糖度以上2.0°P→（封罐)压力上升，酵母沉降，风味物质
逐渐分解，剩余的可发酵性糖也在此阶段逐渐分解
(三) 滤酒待滤酒→(添加硅胶)烛式过滤→(硅藻土,添加剂)
稀释机→清酒
{酿造水→(脱氧，添加CO2）稀释水}__↑
（四）包装啤酒瓶→洗瓶→灌装→杀菌→贴标→喷码→
装箱→入库
离子交换树脂的分类：
一．简述微生物的特点及其应用于发酵的优势。 1.种类多，分布广。目前微生物种类在10万种以上，具有多种代谢方式。在生化过程 中积累不同种类的代谢产物，用于多种发酵工业的生产，产品丰富，如（。。。。）。营养谱极广，生长要求不高，繁殖快，自然界分布极广，适宜生产研究就地区取材。 2.高面积-体积比，代谢能力强。其比表面积相当大，利于微生物与环境进行物质、能 量、信息交换，具有高代谢速率。其代谢强度高于高等动物千、万倍。 3.生长迅速，繁殖快。微生物具有最快的繁殖速度，在工业上有重要意义。适宜条件 下能达到几何级数增殖。 4.适应性强，容易培养。代谢灵活，酶系可受诱导，以适应环境变化。其诱导酶可占 蛋白的10%。故其可耐高温、低温、盐高盐，高酸碱、干燥、辐射、毒物等极端环境。 5.易变性。诱变剂容易使其遗传物质变异，改变代谢途径，产生新菌种。而次特性对 菌种保藏、发酵等过程产生不利影响。 用于发酵的优势：不需高温设备，利用原料比较粗放，主要采用低廉的农副产品，不需特殊催化剂、副产品少，无毒性。 二．常用工业微生物的种类有哪些？每种列举三个典型，并说明其主要产品。 1细菌，醋杆菌属有醋化醋杆菌（食醋），巴氏醋杆菌（食醋）。弱氧化醋杆菌（山梨糖、酒石酸等）。 乳杆菌属：德式乳杆菌（左旋乳酸） 芽孢杆菌属：枯草芽孢杆菌（α-淀粉酶，蛋白酶，诱变后生产肌苷，鸟苷） 梭菌属：丙酮丁酸梭菌（丙酮丁醇） 大肠杆菌：（天冬氨酸，缬氨酸，苏氨酸，） 产氨短杆菌：（辅酶A） 2放线菌，链霉菌属：灰色链霉菌（链霉素），金色链霉菌（金霉素），红霉素链霉菌（红霉素） 小单孢菌属：绛红小单胞菌（庆大霉素），棘孢小单孢菌（庆大霉素）。 3霉菌，曲霉属：黑曲霉（酸性蛋白酶，淀粉酶，果胶酶）米曲霉（糖化淀粉酶，蛋白酶）。黄曲霉（液化淀粉酶） 青霉属：产黄青酶（青霉素，葡萄糖氧化酶，柠檬酸，维c），桔青霉（桔霉素，脂 肪酶等），娄地青霉（干酪，天冬氨酸，谷氨酸，丝氨酸） 根酶属：黑根霉（果胶酶），米根霉（酒曲，乳酸），华根酶（液化淀粉酶） 红曲霉属：红曲霉（淀粉酶，麦芽糖酶） 4酵母菌：酵母属：啤酒酵母（啤酒，面包，饮料）。 裂殖酵母属，发酵糊精，菌粉。 假丝酵母属：产朊假丝酵母（饲料、蛋白质），解脂假丝酵母（发酵煤油。石油脱蜡） 毕赤酵母（固醇、苹果酸、） 汉逊氏酵母（乙酸乙酯） 球拟酵母属（多元醇，氧化烃类） 红酵母属（产脂肪） 三．简要说明微生物诱变育种的操作步骤： 1.出发菌株的选择：①自然界分离的野生菌株②通过生产选育，自发诱变的菌株③已 经诱变的菌株。高产菌可先进行杂交再作为出发菌株 2.菌悬液制备：使细菌同步生长，悬液经玻璃珠打散，并用脱脂棉过滤。处理细菌的
1生物工艺学：应用自然科学和工程学原理，依靠生物作用剂的作用将原料加工以提供产品或用以为社会服务的技术 2 发酵工程：生物学和工程学的结合，生物方面的各种工程的总称，技术的开发产业化。3，自然选育：利用微生物在一定的条件下自发变异的原理，通过分离筛选等方法，排除衰变型菌株，从中选择维持原菌落生产水的菌落，并获得纯种 4 随机筛选：将人工诱变或自然突变的菌株凭经验进行筛选，以从中挑选出目的菌株的过程 5 理性化筛选根据遗传学原理，设计选择性筛子，从将目的菌种筛出来 6目的筛选在理性化筛选的基础上，每一次摇瓶筛选都采用不同的技术指导，使变株的选出频率进一步提高以达到筛选的目的 7 杂交育种将两个基因型不同的菌株以吻合后使遗传物质重新组合，从中分离和筛选具有新性状的菌株 8 原生质体融合: 把两个亲本的细胞壁分别通过酶解作用加以瓦解，使菌体细胞在高渗环境中释放出只有原生质包裹的球状体，两亲本的原生质体在高渗条件下使之融合，由PEG作为助融剂，使期发生细胞融合，使两亲本基因由接触到交换，从而实现基因组合 9 简述传统生物技术与现在生物技术的区别： 传统生物技术：利用现有生物、宏观水平、传统技术、注重产量的提高；现代生物技术：利用改造的生物、微观水平、以基因工程为代表的新技术、注重产量和质量的提高 10 简述发酵工艺的历史和特征、 历史：天然发酵时期，对微生物本生与缺乏的认识；纯培养技术的建立，发酵技术的建立是第一个转折期，人为控制微生物的时代；通气搅拌技术的发展发酵工业第转折期，发酵工程的开端，青霉素发酵的开始；代谢控制发酵技术的建立，第三转折期，氨基酸，核苷酸的发酵；发酵原料的转换，糖质原料到非糖质原料；基因工程的运用；，广泛的生物产业，固定代细胞技术，单棵隆抗体。特征：常压常温下进行反应，反应条件温和，生产材料多价格低，以碳水化合物为主要的原料，不需要精制反应自动调节反应途径高度专一和选择性，对环境污染少，生产过程无害，可以不增加设备而增加产量，投资少见效快。11发酵工程的发展方向：1菌种的筛选及新的活性物质的筛选，2对微生物的生理代谢进行的研究，3使用新的发酵工艺和新的控制程序 12微生物来源的途径：传统生态途径：土壤筛选；现代遗传途径：对现有菌种进行改造；基因突变：诱发突变；基因重组：基因克隆，原生质体融合 14 获得菌种的方法步骤有哪些？1样品收集，2采集后处理，3菌种培养4纯化 15 纯种的常规分离方法有哪些？理平板划线法，倾倒平板法，涂布培养，毛细管法，小滴分离法，显微操作 16 富集培养的选择压力有哪些？温度，渗透压，氧气，光，PH与氧化还原电位，培养基抗生素 17 工业微生物分离的注意事项：培养基的来源，丰富，价格低；温度选择常温或偏高；不需要特殊的生产设备;菌种遗传稳定性好；发酵的浓度高，产物收率高；产物容易提取 18 菌种选育的含义基本原理及主要方法有哪些 含义：把菌种进行诱变处理，用随机或理性方法获得目的变体。基本原理：根据微生物遗传变异的特性，利用自然选育，诱变育种，代谢控制，杂交育种，分子育种等方法，将菌种进一步纯化改变，以获得优良的品种。主要方法：自然选育，诱变育种，代谢控制，杂交育种，分子育种 19 摇瓶复筛的目的是什么？考查菌种生产的自然波动范围；考察菌种的稳定性；更接近生产工艺; 获得更的种子量
课后习题答案--《环境工程微生物学》-第三版-周 群英 1、何谓原核微生物？它包括哪些微生物？ 答：原核微生物的核很原始，发育不全，只有DNA链高度折叠形成的一个核区，没有核膜，核质裸露，与细胞质没有明显界限，叫拟核或似核。原核微生物没有细胞器，只有由细胞质膜内陷形成的不规则的泡沫体系，如间体核光合作用层片及其他内折。也不进行有丝分裂。原核微生物包括古菌（即古细菌）、真细菌、放线菌、蓝细菌、粘细菌、立克次氏体、支原体、衣原体和螺旋体。2、何谓真核微生物？它包括哪些微生物？ 答：真核微生物由发育完好的细胞核，核内由核仁核染色质。由核膜将细胞核和细胞质分开，使两者由明显的界限。有高度分化的细胞器，如线粒体、中心体、高尔基体、内质网、溶酶体和叶绿体等。进行有丝分裂。真核微生物包括除蓝藻以外的藻类、酵母菌、霉菌、原生动物、微型后生动物等。3、微生物是如何分类的？ 答：各种微生物按其客观存在的生物属性（如个体形态及大小、染色反应、菌落特征、细胞结构、生理生化反应、与氧的关系、血清学反应等）及它们的亲缘关系，由次序地分门别类排列成一个系统，从大到小，按界、门、纲、目、科、属、种等分类。种是分类的最小单位，“株”不是分类单位。 4、生物的分界共有几种分法，他们是如何划分的？ 答：1969年魏泰克提出生物五界分类系统，后被Margulis修改成为普遍接受的五界分类系统：原核生物界(包括细菌、放线菌、蓝绿细菌)、原生生物界（包括蓝藻以外的藻类及原生动物）、真菌界（包括酵母菌和霉菌）、动物界和植物界。我国王大教授提出六界：病毒界、原核生物界、真核生物界、真菌界、动物界和植物界。5、微
生物是如何命名的？举例说明。 答：微生物的命名是采用生物学中的二名法，即用两个拉丁字命名一个微生物的种。这个种的名称是由一个属名和一个种名组成，属名和种名都用斜体字表示，属名在前，用拉丁文名词表示，第一个字母大写。种名在后，用拉丁文的形容词表示，第一个字母小写。如大肠埃希氏杆菌的名称是Escherichia coli。6、写出大肠埃希氏杆菌和桔草芽孢杆菌的拉丁文全称。 答：大肠埃希氏杆菌的名称是Escherichia coli，桔草芽孢杆菌的名称是Bacillus subtilis。7、微生物有哪些特点？答：（一）个体极小 微生物的个体极小，有几纳米到几微米，要通过光学显微镜才能看见，病毒小于0.2微米，在光学显微镜可视范围外，还需要通过电子显微镜才可看见。（二）分布广，种类繁多 环境的多样性如极端高温、高盐度和极端pH造就了微生物的种类繁多和数量庞大。（三）繁殖快 大多数微生物以裂殖的方式繁殖后代，在适宜的环境条件下，十几分钟至二十分钟就可繁殖一代。在物种竞争上取得优势，这是生存竞争的保证。（四）易变异 多数微生物为单细胞，结构简单，整个细胞直接与环境接触，易受外界环境因素影响，引起遗传物质DNA的改变而发生变异。或者变异为优良菌种，或使菌种退化。 1 章 1.病毒是一类什么样的微生物？它有什么特点？ 答：病毒是没有细胞结构，专性寄生在活的敏感宿主体内，可通过细菌过滤器，大小在0.2微米一下的超微小微生物。 特点：大小在0.2微米以下，故在光学显微镜下看不见，你必须在电子显微镜下方可合成蛋白质的机构――核糖体，也没有合成细胞物质和繁殖所必备的酶系统，不具独立的代谢能力，必须专性寄生在活的敏感宿主细胞内，依靠宿主细胞合成病毒的化学组成和繁殖新个
名次解释： 1、下游过程：生物工程中的一个重要部分生物物质的分离，其目的是把生物反应液内的有用物质分离出来，获得所需的目的产品 2、离心分离因数 3、高压匀浆法：属于液体剪切破碎方法之一，是借助于高压匀化作用的液体剪切作用使细胞破碎。高压匀化是通过碰撞、剪切、空化和高速作用的综合效应来起作用的。 4、喷雾干燥：喷雾干燥是用雾化器将原料液分散成细小雾滴，并用热空气与雾滴直接接触的方式进行干燥而获得粉粒状产品的一种干燥过程。 5、细胞破碎率：定义为被破碎细胞的数量占原始细胞数量的百分比数，即：S=[(N0-N)/N0]*100 6、热沉淀：在较高温度下，热稳定性差的蛋白质很容易变性，变性后的蛋白质溶解度很小，容易沉淀，利用这一现象，可根据蛋白质间的热稳定性差别，进行蛋白质的选择性热沉淀，分离纯化热稳定性高的目标产物 7、透析：穿过膜的选择性扩散过程。可用于分离分子量大小不同的溶质，低于膜所截留阈值分子量的物质可扩散穿过膜，高于膜截留阈值分子量的物质则被保留在半透膜的另一侧。 8、反渗透：当渗透过程进行达到平衡时，若在溶液的液面再施加一个大于溶液渗透压的压力时，溶剂将与原来的渗透方向相反，开始从溶液向溶剂一侧移动，这就是反渗透 9、分配系数:在一定温度、压力下，溶质分布在两个互不相容的溶剂里，达到平衡后，它在两相的浓度之比成为分配系数。可用下式表示：K=C1/C2。K为分配系数；C1为分配平衡时在萃取相中的溶质浓度；C2为分配平衡时在萃余相中的溶质浓度。 10、双水相萃取：又称水溶液两相分配技术，双水相萃取的特点是能够保留产物的活性，整个操作可以连续化。是近年来出现的极有前途的新型分离技术。11、离子交换树脂：有机高分子离子交换剂，包括合成离子交换剂和天然有机大分子离子交换剂，通常是一种典型的凝胶，一般统称为离子交换树脂。 12、大孔树脂：孔道直径应比扩散离子大三倍以上，基本特点是在整个树脂内部，无论干、湿或收缩、溶胀都存在着比一般凝胶剂更多更大的孔道，布满树脂内部。 13、亲和层析：是将有亲和吸附作用的物质分子偶联在固体介质上作为固定相，用以分离纯化目标产物的液相层析法。 14、离子交换层析：是指带电荷物质因电荷力作用而在固定相与流动相之间分配得以相互分离的技术 二、问答 1、生物分离的三个基本特征 答：1.通常处理的发酵液或酶反应液中产品的浓度一般很低 2.生物产品很多是生化活性物质，易受环境因素如温度、PH、金属离子和微生物等的影响，甚至失活，因而也增加了分离的难度 3.对最终产品的质量往往要求极高 2、生物物质分离的四个基本步骤 答：1.细胞及不溶性物质的去除因为发酵终止时，发酵液中总是混杂有固体物，所以细胞及不溶性物质的分离是提取发酵产品的重要步骤
《水处理生物学》课后思考题 第一章绪论 1 "水处理生物学"的研究对象是什么？ "水处理生物学"研究的对象主要集中在与水中的污染物迁移、分解及转化过程密切相关的微生物、微型水生动物和水生/湿生植物，特别是应用于水处理工程实践的生物种类。细菌等原核微生物在水处理工程中通常起着关键的作用，是水处理生物学研究的重点。 2 水中常见的微生物种类有哪些？ 水中的主要微生物分为非细胞生物（病毒）和细胞生物两种类型。在细胞生物中又分为古菌、原核生物（如细菌、放线菌、蓝细菌、支原体、立克次氏体、衣原体等）、真核生物。真核生物又可细分为藻类、真菌（如酵母菌、霉菌等）、原生动物（分为肉足类、鞭毛类、纤毛类）、微型后生动物。 3 微生物有哪些基本特征？为什么？ 微生物除了具有个体微小、结构简单、进化地位低等特点外，还具有以下特点： （1）种类多。 （2）分布广。微生物个体小而轻，可随着灰尘四处飞扬,因此广泛分布于土壤、水和空气等自然环境中。土壤中含有丰富的微生物所需要的营养物质，所以土壤中微生物的种类和数量很多。 （3）繁殖快。大多数微生物在几十分钟内可繁殖一代，即由一个分裂为两个。如果条件适宜，经过10h就可繁殖为数亿个。 （4）易变异。这一特点使微生物较能适应外界环境条件的变化。 第二章原核微生物 1 细菌的大小一般是用什么单位测量的？ 细菌的大小一般只有几个μm，故一般用μm测量。 2 以形状来分，细菌可分为哪几类？ 细菌的形态大致上可分为球状、杆状和螺旋状（弧菌及螺菌）3种，仅少数为其他形状，如丝状、三角形、方形和圆盘形等。球状、杆状和螺旋状是细菌的基本形态。自然界中，以杆菌最为常见，球菌次之，螺旋菌最少。 4 什么是革兰氏染色？其原理和关键是什么？它有何意义？ 1884年丹麦病理学家Hans Christian Gram提出了一个经验染色法，用于细菌的形态观察和分类。其操作过程是：结晶紫初染，碘液媒染，然后酒精脱色，最后用蕃红或沙黄复染。这就是最常采用的革兰氏染色法。 革兰氏染色的机理一般解释为：通过初染和媒染后，在细菌细胞的细胞壁及膜上结合了不溶于水的结晶紫与碘的大分子复合物。革兰氏阳性菌细胞壁较厚、肽聚糖含量较高和分子交联度较紧密，故在酒精脱色时，肽聚糖网孔会因脱水而发生明显收缩。再加上它不含脂类，酒精处理也不能在胞壁上溶出大的空洞或缝隙，因此，结晶紫与碘的复合物仍阻留在细胞壁内，使其呈现出蓝紫色。与此相反，革兰氏阴性菌的细胞壁较薄、肽聚糖位于内层且含量低和交联松散，与酒精反应后其肽聚糖不易收缩，加上它的脂类含量高且位于外层，所以酒精作用时细胞壁上就会出现较大的空洞或缝隙，这样，结晶紫和碘的复合物就很易被溶出细胞壁，脱去了原来初染的颜色。当蕃红或沙黄复染时，细胞就会带上复染染料的红色。 酒精脱色是革兰氏染色的关键环节。脱色不足,阴性菌被误染成阳性菌；脱色过度,阳性菌可误染为阴性菌。 革兰氏染色法的意义在于鉴别细菌，把众多的细菌分为两大类，革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌。 5 简述细胞膜的结构与功能。 细胞膜又称细胞质膜、质膜或内膜，是一层紧贴着细胞壁而包围着细胞质的薄膜，其化学组成主要是蛋白质、脂类和少量糖类。 整体细胞膜的结构，目前大家比较公认的是"镶嵌模型"，其要点是：①磷脂双分子层组成膜的基本骨架。②磷脂分子在细胞膜中以多种方式不断运动，因而膜具有流动性。③膜蛋白以不同方式分布于膜的两侧或磷脂层中。 细胞膜的主要功能为：①选择性地控制细胞内外物质（营养物质和代谢产物）的运送和交换。②维持细胞内正常渗透压。③合成细胞壁组分和荚膜的场所。④进行氧化磷酸化或光合磷酸化的产能基地。⑤许多代谢酶和运输酶以及电子呼吸链组成的所在地。⑥鞭毛的着生和生长点。 7 什么是菌落？ 将单个或少量同种细菌（或其他微生物）细胞接种于固体培养基表面（或内层）时，在适当的培养条件下（如温度、光照等），该细胞会迅速生长繁殖，形成许多细胞聚集在一起且肉眼可见的细胞集合体，称之为菌落。准确地讲，菌落就是在固体培养基上（内）以母细胞为中心的、肉眼可见的、有一定形态、构造特征的子细胞团。 8 什么叫菌胶团？菌胶团在污水生物处理中有何特殊意义？ 当荚膜物质融合成一团块，内含许多细菌时，称为菌胶团。菌胶团是活性污泥中细菌的主要存在形式，有较强的吸附和氧化有机物的能力，在污水生物处理中具有重要的作用。一般说，处理生活污水的活性污泥，其性能的好坏，主要根据所含菌胶团多少、大小及结构的紧密程度来定。 9 简述放线菌的特点与菌落特征。 放线菌是一类主要呈菌丝状生长和以孢子繁殖的陆生性较强的原核生物。它的细胞结构 1 / 7
新编生物工艺学复习题2 1、绪论 一、生物技术归纳起来可有三个特点 ?A生物技术是一门多学科、综合性的科学技术； ?B反应中需有生物催化剂的参与； ?C其最后目的是建立工业生产过程或进行社会服务，这一过程可称为生物反应过程二、生物催化剂特点 1）优点 A常温、常压下反应,B反应速率大,C催化作用专一,D大幅度提高效率，成本低廉 2)缺点 A稳定性差.B控制条件严格.C易变异 三、近代生物技术的全盛时期（20世纪40年代初至70年代末）的核心技术和产业： ?青霉素工业化生产； ?微生物次级代谢产物和抗生素产业的兴盛以及新的初级代谢产物开发； ?以酶为催化剂的生物转化及酶和细胞固定化技术及应用。 四、现代生物技术建立和发展时期（20世纪70年代开始） 这一时期，主要是以分子生物学为基础的基因工程技术的发展和应用为特征。 2、生产菌种的来源与菌种选育 1）微生物选择性分离方法大致分为五个步骤： 1、含微生物材料的选择—采样 2、材料的预处理 3、所需菌种的分离 4、菌种的培养 5菌种的选择和纯化 理想的工业发酵菌种-优良菌种应符合以下要求： (1)遗传性状稳定； (2)生长速度快，不易被噬菌体等污染； (3)目标产物的产量尽可能接近理论转化率； (4)目标产物最好能分泌到胞外，以降低产物抑制并利于产物分离； (5)尽可能减少产物类似物的产量，以提高目标产物的产量及利于产物分离； (6)培养基成分简单、来源广、价格低廉； (7)对温度、pH、离子强度、剪切力等环境因素不敏感； (8)对溶氧的要求低，便于培养及降低能耗。 2）液体富集培养，即通过给混合菌群提供一些有利于所需菌株生长，或/和不利于其他菌株生长的条件（供给特殊的基质或加入抑制剂），从而增加混合菌群中所需菌株数量的培养方法。 3）菌种选育是微生物工程的关键技术，主要方法有传统的自然选育、诱变育种、杂交育种以及现代的原生质体融合与基因工程等。 4）自然选育是指在生产过程中，不经过人工处理，利用菌种的自发突变，选择合适的自发突变（spontaneous mutation）体的古老的育种方法。 5）诱变育种是利用物理、化学或生物诱变剂处理均匀分散的微生物细胞群，促进其突变率大幅度提高，然后采用简便、快速和高效的筛选方法，从中挑选符合育种目的的突变株的育种技术。
一、名词解释 1、菌种衰退 2、菌种保藏 3、菌种复壮 4、自然选育 5、诱变育种 6、表型延迟 7、出发菌株 8、渗透缺陷型 9、种龄10、接种量11、灭菌12、消毒13、热阻14、相对热阻15、致死温度 16、菌体浓度 17、基质抑制作用 18、临界菌体浓度19、发酵机制 20、临界溶氧量 答案： 1、衰退：指由于自发突变的结果，而使某一系列原有生物学性状发生量变或质 变的现象。 2、菌种保藏：通过控制低温、干燥、缺氧等条件，使微生物营养体或休眠体处 于不活泼的状态，维持最低代谢水平，尽可能保证活力和不发生变异。 3、菌种复壮：即在菌种的生产性能尚未衰退前就经常有意识地进行纯种分离和 生产性能的测定工作，使菌种的生产性能逐步提高。 4、自然选育：在生产过程中，不经过人工诱变处理，根据菌种的自发突变而进 行菌种筛选的过程，叫做自然选育或自然分离。 5、诱变育种：利用各种诱发剂处理微生物细胞，提高基因突变频率，再通过适 当筛选方法获得高产菌株的方法。 6、表型延迟：突变基因的出现并不等于突变表型的出现，表型的改变落后于基 因型改变的现象称为表型延迟。 7、出发菌株：工业上用来进行诱变处理的菌株，称为出发菌株。 8、渗漏缺陷型：遗传性障碍不完全的营养缺陷型，突变使某一种酶的活性下降 而不是完全丧失，所以这种缺陷型能够少量地合成某一代谢产物，能在基本培养基上少量地生长。 9、种龄：种子培养时间称为种龄。 10、接种量：移入种子液体积和接种后培养液体积的比例，称为接种量。 11、灭菌：指用物理和化学的方法杀灭或除去物料及设备中一切生命物质队的过程。 12、消毒：指用物理或化学的方法杀死物料、容器、器具内外的病源微生物，一般只能杀死营养细胞而不能杀死芽孢。 13、热阻：指微生物在某一特定条件（主要是温度和加热方式）下的致死时间。 14、相对热阻：指某一微生物在某条件下的致死时间与另一微生物在相同条件下的致死时间的比值。 15、致死温度：杀死微生物的极限温度。 16、菌体浓度：是指单位体积培养液中菌体的含量。 17、基质抑制作用：营养物质均存在一个上限浓度，在此限度以，内菌体比生长速率则随浓度增加而增加，但超过此上限，浓度继续增加，反而引起生长素率下降。 18、临界菌体浓度：为了提高酵母的生产效率，需采用摄氧速率与传氧速率相平衡时的菌体的浓度，也就是传氧速率随菌浓变化的曲线和摄氧速率随菌浓变化的曲线的交点所对应的浓度。 19、发酵机制：微生物通过其代谢活动利用基质(底物)合成人们所需的代谢产物的内在规律。 20、临界溶氧量：再好氧发酵中，微生物对氧有一个最低要求，满足微生物呼吸的最低氧浓叫临界溶氧量。
湖南城市学院生物工程专业 《现代生物制药工艺学》考试试卷标准答案及评分细则考核方式: 闭卷考试时量：120 分钟试卷类型：A 一、名词解释（每题2分，共16分分） 01、用于预防、治疗人类疾病，有目的的调节人体生理功能，并规定有适应症和用法、用量的物质。 02、在体外和体内对效应细胞的生长、增殖和分化起调控作用的一类物质。 03、药物从片剂或胶囊等固体口服制剂，在规定的介质中在一定条件下，溶出的速度和程度 04、在压力差的驱动下用可以阻挡不同大小分子的滤板或滤膜将液体过滤的方法。 05、一种生物制药中的温和”多阶式”分离，即将药物中的杂质一级一级分离。 06、是指发酵到一定时间，放出一部分培养物，又称带放。 07、有些抗生素如四环素，在弱酸性条件下不对称碳原子可逆的发生异构化，形成差向四环素。 08、是由诱生剂诱导有关细胞所产生的一类高活性、多功能的诱生蛋白质。 二、选择题（每题2分，共20分） 题09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 答 案 C D C D B C C B C A 三、填空题（每空1分，共15分） 09、干热灭菌 10、羟基 11、固醇类成分 12、萘醌、苯醌 13、红霉内酯 14、甘油和葡萄糖、硝酸盐、 15、对数生长期 16、苄氧羰基、叔丁氧羰基 17、糖酵解途径、单磷酸已糖支路途经 18、脱水，脱脂 四、回答题：（每题6分，共24分） 29、简述生化药物有何特点。 答：①生物原材料复杂②生化物质种类多，有效成分含量低③生物材料有种属特性④药物活性与分子空间构象有关⑤对制备技术条件要求高。 30、怎样对青霉菌的发酵液进行预处理？ 答：青霉菌发酵液菌丝较大，一般在菌丝自溶前用鼓式过滤机过滤得第一次滤液，其ph值6.2~7.2之间，用硫酸调ph至4.5~5.0，再加入0.07%的溴代十五烷吡啶和硅藻土作为助滤剂，通过板框过滤机过滤得第二次滤液。第二次滤液澄清透明，可进行提取。 31. 简述氨基酸的生产方法有哪些？ 答：①蛋白水解法，以毛发、血粉等为原料，通过酸、碱或酶水解成多种氨基酸的混合物，在进行分离纯化。②化学合成法，利用有机物合成和化学工程相结合的技术生产氨基酸的方法③酶法，利用微生物特定的酶系作为催化剂，使底物经过酶催化生成所需的产品④直接发酵法，直接按照生产菌株的特性发酵⑤微生物生物合成法，以氨基酸的中间产物为原料，用微生物将其转化为相应的氨基酸。 32.如何减少四环素成品的差向四环素和ADT的含量？ 答：首先四环素发酵液通过加入草酸除去钙离子和促使蛋白质凝固等手段进行预处理，为了使差向四环素和ADT的含量降低，此过程应在低温、短时下进行。此外，还可此外还可在母液中加尿素，使其与四环素形成复合物而纯化；也可加入丁醇：乙醇（3:1）混合溶剂，加入乙醇可降低母液四环素损失；但降低成品中的ADT含量的最有效方法是筛选不产生ADT的菌株。 五、分析综合题：（共25分）
《生物制药工艺学》复习思考题 生物药物概论 生物药物有哪几类？DNA重组药物与基因药物有什么区别？ 生物药物有哪些作用特点？ DNA重组药物主要有哪几类？举例说明之。 术语：药物与药品，生物药物，DNA重组药物，基因药物，反义药物，核酸疫苗，RNAi 生物制药工艺技术基础 生物活性物质的浓缩与干燥有哪些主要方法？ 简述生物活性物质分离纯化的特点和分离纯化的主要原理。 怎样保存微生物菌种？何谓菌种退化？如何检查菌种退化？ 诱变育种的总体流程是怎样的？选择出发菌需注意哪些事项？ 生物制药工艺中试放大的目的是什么？ 酶固定化的方法有哪些类别？ 术语：冷冻干燥，喷雾干燥，薄膜浓缩，自然选育，诱变育种，蛋白质工程，转基因动物，蛋白质组学，酶工程，immobilized enzyme，抗体酶，模拟酶，组合生物合成，药物基因组学，DNA Shuffling，定向进化，甘油冷冻保藏法，液氮保藏法，斜面保藏法，沙土管保藏法 生物材料的预处理 去除发酵液中杂蛋白有哪几种方法？ 去除发酵液中钙、镁、铁离子的方法有哪些？ 影响絮凝效果的主要因素有哪些？ 细胞破碎有哪些方法？各有什么特点？ 超声波破碎细胞的原理？ 术语：凝聚作用，絮凝作用，渗透压冲击法，错流过滤，超声波破壁，酶法破壁，高压匀浆法，高速珠磨法，反复冻融法，渗透压冲击法，液氮研磨法，丙酮粉 萃取法 溶剂萃取法的基本原理，其特点是什么？ 溶剂萃取法按操作方式不同，可分为哪几类？各有什么特点？ 影响有机溶剂萃取的因素有哪些？萃取剂的选择需遵循哪些原则？ 使用有机溶剂萃取时，改变pH值将如何影响酸性或碱性抗生素的分配系数？ 乳化剂为何能使乳状液稳定？ 破坏乳状液的方法有哪些？ 影响乳状液类型的因素有哪些？ 双水相萃取的优缺点有哪些？影响双水相萃取的因素有哪些？ 超临界流体萃取有哪些特点？常用的流体为哪种？影响超临界流体萃取的因素有哪些？超临界萃取的流程主要有哪几种类型？ 术语：有机溶剂萃取，反萃取，双节线，多级错流萃取，多级逆流萃取，反胶束萃取，超临界流体萃取，双水相萃取，能斯特分配定律，表观分配系数，萃取因素，萃取剂，萃余液，HLB值 沉淀和结晶 什么是“盐析沉淀”？盐析的基本原理？ 影响盐析效果的因素有哪些？
生物工艺学全解
第一章绪论 1、生物工艺学包含的四大块内容：原料预处理和培养基的制备、菌种的选育及 代谢调节、生物反应过程的工艺控制、下游加工。 2、生物催化剂是游离的或固定化的细胞或酶的总称。 生物催化剂特点： 优点：①常温、常压下反应②反应速率大③催化作用专一④价格低廉缺点：稳定性差控制条件严格易变异（细胞） 生物反应过程实质是利用生物催化剂以从事生物技术产品的生产过程(process engineering)。 3、生物技术研究的主要内容： 基因工程(DNA重组技术，gene engineering) 、细胞工程(cell engineering)、酶工程(enzyme engineering)、发酵工程(fermentation engineering)、蛋白质工程(protein engineering)、 第二章菌种的来源 1、分离微生物新种的过程大体可分为采样、增殖、纯化和性能测定。 2、代谢控制发酵（Metabolic Control fermentation）：用人工诱变的方法， 有意识地改变微生物的代谢途径，最大限度地积累产物，这种发酵形象地称为代谢控制发酵，最早在氨基酸发酵中得到成功应用。 3、菌种的保藏方法： A 斜面冰箱保藏法 B 沙土管保藏法 C 石蜡油封存法 D 真空冷冻干燥保藏法 E 液氮超低温保藏法 4. 生物工程专业相关的主要数据库有哪些？ 维普中文科技期刊数据库、中国期刊全文数据库、万方系列数据库、science online、springer link等。 第三章菌种选育
1、 常用菌种选育方法 （1）自然选育:是指在生产过程中，不经过人工处理，利用菌种的自发突 变(spontaneous mutation)而进行菌种筛选的过程。 特点：自发突变的频率较低，变异程度不大。所以该法培育新菌种的过 程十分缓慢。 应用：自然选育在工业生产中可以达到纯化菌种，防止菌种衰退，稳 定生产，提高产量的目的。 （2）诱变育种:是利用物理或化学诱变剂处理均匀分散的微生物细胞群， 促进其突变率大幅度提高，然后采用简便、快速和高效的筛选方法，从中挑选少数符合育种目的的突变株，以供生产实践或科学研究使 用。诱变育种的理论基础是基因突变。 2、诱变育种的典型流程 8 出发菌株（砂土管或冷冻管） 原种特性考察斜面单孢子悬液 诱变处理摇瓶培养24h 菌悬液稀释涂平板处理前后计数并统计存活率观察单菌落形态挑选单菌落传种斜面摇瓶初筛与对照组比较挑出高产斜面保藏菌株 传种斜面 摇瓶复筛 挑出高产菌株 （稳定性和特性）培养基优化 小试中试 与对照组比较诱变育种的典型流程 3、抗噬菌体菌株的检出方法： 平板点滴法、单层琼脂法、双层琼脂法。 第三章 微生物的代谢调节 1、微生物初级代谢调节包括酶活调节、酶合成调节、遗传控制 2、改变细胞膜通透性的方法
2019-2020学年第二学期期末考试《生物药剂与药物动力学》大作业 作业要求：大作业要求学生手写完成，提供手写文档的清晰扫描图片，并将图片添加到word文档内，最终wod文档上传平台，不允许学生提交其他格式文件（如JPG，RAR等非word文档格式），如有雷同、抄袭成绩按不及格处理。 一名词解释题 (共10题，总分值30分 ) 1. 生物利用度（3 分） 生物利用度是指制剂中药物被吸收进入人体循环的速度与程度。生物利用度是反映所给药物进入人体循环的药量比例，它描述口服药物由胃肠道吸收，及经过肝脏而到达体循环血液中的药量占口服剂量的百分比。 2. 统计学模型（3 分） 指以概率论为基础，采用数学统计方法建立的模型。 3. 肾清除率（3 分） 单位时间内肾血浆中某物质的浓度与尿中该物质浓度的比值 4. 膜脂（3 分） 是指包围在细胞表面的一层极薄的膜,主要由膜脂和膜蛋白所组成。质膜的基本作用是维护细胞内微环境的相对稳定,并参与同外界环境进行物质交换、能量和信息传递。 5. 药物治疗指数（3 分） 等于半数致死量与半数有效量之比，用来估计药物的安全性，此数值越大越好。 6. 吸收（3 分） 食物经过消化后，通过消化道粘膜，进入血液和淋巴循环的过程，称为吸收 7. 消除（3 分） 消除是指药物的生物转化和排泄的总称。 8. 二阶矩（3 分） 二阶矩是随机变量平方的期望,以此可以类推高阶的矩 9. 蓄积（3 分）
有机体长期接触某污染物质，若吸收超过排泄及其代谢转化，则会出现污染物质在体内逐增的现象，称为生物蓄积。 10. 剂型因素（3 分） 药物剂型因素和药效之间的关系，这里所指的剂型不仅是指片剂、注射剂、软膏剂等剂型概念，还包括跟剂型有关的各种因素，如药物的理化性质（粒径、晶型、溶解度、溶解速度、化学稳定性等）、制剂处方（原料、辅料、附加剂的性质及用量）、制备工艺（操作条件）以及处方中药物配伍及体内相互作用等。 二计算题 (共2题，总分值30分 ) 11. 某患者以每小时150mg的速度静脉滴注利多卡因，已知：t1/2＝1.9h，V＝100 L，问C ss是多少?滴注经历10 h血药浓度是多少?若要使稳态血药浓度达到3μg／ml，静脉滴注速度应为多少? （15 分） 12. 某药口服吸收后在体内呈一室分布，其血药浓度如下表和下图所示，试求该药的有关动力学参数。
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选择题 （1）绪论 1、通风搅拌技术的建立是发酵技术的（）。a．第一转折期b．第二转折期c．第三转折期 2、近代生物技术全盛时期起始标志是（）工业的开发获得成功。 a．丙酮丁醇b．青霉素 c．人工胰岛素 （2）菌种、菌种选育及保藏 1、产生抗生素的主要微生物类群是（）。 a．细菌b．放线菌 c．真菌 2、在微生物常规分离纯化中，涂布法主要适于（）。a．细菌 b．霉菌 c．放线菌 3、下面不属于诱变因子的是（）。 a．紫外线 b．噬菌体c．氯化锂 4、在诱变育种中，金属化合物的作用是（）。a．无作用 b．诱变c．增变 5、在抗噬菌体菌株的选育中，菌株抗性的来源是（）。 a．噬菌体的存在b．环境的影响c．基因突变 6、有效诱变因子的判别主要指标是（）。a．营养缺陷型的诱发率 b．死亡率c．菌型变异
7、放线菌的育种方法与（）相似。a．霉菌 b．细菌 c．酵母菌 8、一般来说，斜面孢子的冷藏时间为（）。a．10天以内 b．1个月以内c．1年以内 9、在原生质体融合中，原生质体钝化是指经钝化后其存活率（）。a．接近于零b．为零c．不受影响 （3）代谢及调控 1、下列产物中，属于次级代谢产物的是（）。a．蛋白质 b．丙酮酸c．麦角生物碱 （4）培养基 1、下列培养基成分中，只能提供碳源的是（）。a．葡萄糖 b．酵母抽提物c．甘蔗糖蜜 2、维生素、氨基酸等热敏性物质通常采用（）方法实现无菌化。a．微孔滤膜过滤 b．巴氏消毒 c．蒸汽灭菌 3、效应剂在什么时候加入才能起作用（）。 a．基础培养基中b．菌体生长期c．产物生产期p63 4、CaCO3在培养基中主要作用是（）。 a．营养成分b．缓冲剂 c．加固培养基
复习整理——根据课件后的小结和复习思考题整理 第一章生物药物概述 生物药物 Biopharmaceutics：是以生物体、生物组织或其成份为原料（包括组织、细胞、细胞器、细胞成分、代谢、排泄物）综合应用生物学、物理化学与现代药学的 原理与方法加工制成的药物。 生物药物的特性 一、药理学(pharmacology)特性： 1、活性强: 体内存在的天然活性物质。 2、治疗针对性强,基于生理生化机制。 3、毒 副作用一般较少，营养价值高。4、可能具免疫原性或产生过敏反应。 二、理化特性： 1. 含量低、杂质多、工艺复杂、收率低、技术要求高； 2. 组成结构复杂，具严格空间结构，才有生物活性。对多种物理、化学、生物学因素不稳定。 3. 活性高，有效剂 量小，对制品的有效性，安全性要严格要求（包括标准品的制订）。 微生物药物：微生物药物是一类特异的天然有机化合物，包括微生物的次级代谢产物，初级代谢产物和微生物结构物质，还包括借助微生物转化（microbial transformation）产生的用化学方法难以全合成的药物或中间体。 生化药物：指从生物体（动物、植物、微生物）中获得的天然存在的生化活性物质， 其有效成分和化学本质多数比较清楚。 生物制品：一般把采用DNA重组技术或单克隆抗体技术或其他生物技术制造的蛋白质、抗体或核酸类药物统称为生物技术药物(biotech drug)，在我国又统称为生物制品。 蛋白质工程(protein engineering)：利用基因工程手段，包括基因的定点突变和基 因表达对蛋白质进行改造，以期获得性质和功能更加完善的蛋白质分子。 RNA干涉（ RNA interference,RNAi）：是指在生物体细胞内，dsRNA(双链RNA) 引起同源mRNA的特异性降解，因而抑制相应基因表达的过程。 1.生物药物有哪几类？重组DNA药物、基因药物、天然生物药物、合成半合成生物 药物 2.DNA重组药物与基因药物有什么区别？ 3.生物药物有哪些作用特点？
第1讲绪论 教学内容：1. 绪论 §1-1 生物技术的定义和性质 §1-2 生物技术的发展及应用概况 §1-3 生物技术的发展趋势 目的要求：1. 掌握生物工艺学的定义，特点，生物技术概念的范畴 2. 了解生物技术的发展及应用概况 3. 了解生物技术在各个领域的应用及发展趋势 教学重点和难点：1、生物技术的定义，内涵 2、生物技术的发展及应用概况 教学方法：课堂讲授为主，自学结合 内容提要及课时分配：1、生物技术的定义和性质（20′） 2、生物技术的发展及应用概况（60′） 3、生物技术的发展趋势（20′） 作业： 1. 由国际经济与发展组织（IECDO）提出的有关生物技术的定义有何特点？ 2. 教材中把生物技术的发展分为四个时期，它们各有哪些主要代表性技术和产品？ 主讲教师：授课班级：授课日期：2010.9.7 导入新课： 介绍生物工艺学的内涵，教材包括得主要内容，重点要学习的章节和内容，强调学习生物工艺学的重要意义。 1 绪论 1.1 生物技术的定义 ⑴1919年匈牙利艾里基提出：“凡是以生物机体为原料，无论其用何种生产方法进行产品生产的生物技术”都属于生物技术； ⑵20世纪70年代末，80年代初提出的定义倾向于：必须采用基因工程等一类具有现代生物技术内涵或以分子生物学为基础的技术； ⑶国际经济合作与发展组织（IECDO）在1982年提出定义：应用自然科学和工程学的原理，依靠生物作用剂的作用，将物料进行加工以提供产品或用以为社会服务的技术； 在国际经济合作与发展组织（IECDO）提出生物技术定义的特点： 生物作用剂：指从活的或死的微生物、动物或植物的机体、组织、细胞、体液以致分泌物以及上组分中提取出来的生物催化剂——酶或其他生物活性物质； 提供的产品：可以是工业、农业、医药、食品等产品； 被作用的物料：可以是有关的生物机体或其中的有关器官，如细胞、体液以及极少量必须的无机物质； 应用的自然科学：可以是生物学、化学、物理学等以及相关的分支学科，交叉学科； 应用的工程学：可以是化学工程、机械工程、电气工程、电子工程； 1.2 生物技术的发展及应用概况 生物技术的发展分为四个时期：经验生物技术时期；近代生物技术的形成和发展时期；近代生物技术的全盛时期，现代生物技术的建立和发展时期； 1.2.1 经验生物技术时期（人类出现到19世纪中期） 生物技术的发展和利用可以追溯到1000多年（甚至4000多年）以前如酒类的酿造，豆粮
《生物制药学》 一、名词解释。 1.生物技术制药：利用基因工程技术、细胞工程技术、微生物工程技术、酶工程技术、蛋白质工程技术、分子生物学技术等来研究和开发药物，用来诊断、治疗和预防疾病的发生。 2.基因工程：又称基因拼接技术和DNA重组技术，是以分子遗传学为理论基础，以分子生物学和微生物学的现代方法为手段，将不同来源的基因按预先设计的蓝图，在体外构建杂种DNA分子，然后导入活细胞，以改变生物原有的遗传特性、获得新品种、生产新产品。 3.生物反应器：利用生物体所具有的生物功能，在体外或体内通过生化反应或生物自身的代谢获得目标产物的装置系统、细胞、组织器官等等。 4.接触抑制：将多细胞生物的细胞进行体外培养时，分散贴壁生长的细胞一旦相互汇合接触，即停止移动和生长的现象。 5.单克隆抗体：因单一克隆B细胞杂交瘤产生的，只识别抗原分子某一特定决定簇的特异性抗体。 二、问答题。 1.特点：细胞生长时胞体呈棱形或不规则的三角形，中央有圆形核，胞质向外伸出2～3个突起。细胞群常借该突起连接成网，生长时呈放射状、漩涡状或火焰状走行。 来源：中胚层组织来源的细胞，如成纤维细胞、心肌细胞、平滑肌细胞和成骨细胞等。
2.特点：①原代培养细胞呈活跃的移动，细胞分裂不旺盛，并多呈二倍体核型； ②原代培养细胞与体内细胞在形态结构和功能活动上相似性大； ③细胞群是异质的，即各细胞的遗传性状互不相同，细胞相互依存性强。 例如：鸡胚细胞、原代免或鼠肾细胞、以及血液的淋巴细胞。 3.免疫毒素可用于治疗肿瘤、自身免疫病，并能克服组织移植排斥反应，可单独给药也可以包裹在脂质体及其他微粒中给药。由于重组免疫毒素是在胞浆物质代谢中发挥作用，相对分子质量又小，渗透力强，故效果好。 4.在发酵过程中，在已有设备和正常发酵条件下，每种产物发酵的溶氧浓度变化有自己的规律。发酵时生产菌大量繁殖，需氧量不断增加，此时的需氧量超过供氧量，使溶氧浓度明显下降。从发酵液中的溶解氧浓度的变化，就可以了解微生物生长代谢是否正常，工艺控制是否合理，设备供氧能力是否充足等问题，帮助查找发酵不正常的原因和控制好发酵生产。 5.（1）酶的稳定性提高。 （2）反应后，酶与底物和产物易于分开，产物中无残留酶，易于纯化，产品质量高。 （3）反应条件易于控制，可实现转化反应的连续和自动控制。（4）酶的利用效率高，单位酶催化的底物量增加，用酶量减少。（5）比水溶性酶更适合于多酶反应。
《化工工艺学》试题一 一、填空题（本题共20分，共10小题，每题各2分） 1、在合成氨烃类蒸汽转化的过程中，从热力学角度分析有三个副反应存在析炭 的可能性，这三个副反应的化学反应方程式分别为_____________________-_、______________________和______________________，而从动力学角度分析只有___________________才可能析炭。 2、按照用途的不同可将工业煤气分为四类，分别为：__________、__________、- _________和__________。 3、煤中的水分主要分为三类，其中包括：游离水、__________和__________。 4、在合成氨CO变换工序阶段低温变换催化剂主要有__________和__________ 两种类型。 5、在合成氨原料气的净化过程中脱硫的方法主要分为：__________和_________- _两种类型。 6、氨合成塔的内件主要由__________、__________和电加热器三个部分组成。 7、尿素的合成主要分两步进行分别为：___________________________________- __________（反应方程式）和________________________________________-____（反应方程式）。 8、在以硫铁矿为原料生产硫酸过程中，硫铁矿在进入沸腾焙烧炉前需要达到的 组成指标为：S>20%、__________、__________、__________、__________和H O<8%。 2 9、在沸腾炉焙烧硫铁矿时要稳定沸腾炉的炉温需要做到的三个稳定分别为：① 稳定的空气量、②__________和③_________________。 10、电解法生产烧碱的电解反应为_____________________________________（反 应方程式）。 二、简答题（本题共50分，共5小题，每题各10分） 1、简述烃类蒸汽转化过程中析炭的危害及防止析炭应采取的措施。 2、简述铁－铬系高温变换催化剂的组成（含量）及各组分的作用。 3、简述硫酸生产两转两吸工艺的优、缺点。