生物工程下游技术实验
实验一酵母RNA的提取及含量测定（紫外吸收法）实验二黑曲霉β-D甘露聚糖酶的纯化盐析
实验三盐析β-D甘露聚糖酶活力测定
实验四柠檬酸摇瓶发酵及结晶提取
实验一酵母RNA的提取及含量测定
一、实验目的与要求
1、了解并掌握稀碱法提取RNA的原理和方法。
2、熟悉和掌握紫外吸收法测定核酸含量原理和操作方法，
3、熟悉紫外分光光度计的基本原理和使用方法。
二、实验原理
由于RNA的来源和种类很多，因而提取制备方法也很各异。一般有苯酚法、去污剂法和盐酸胍法。其中苯酚法又是实验是最常用的。组织匀浆用苯酚处理并离心后，RNA即溶于上层被酚饱和的水相中，DNA和蛋白质则留在酚层中。向水层加入乙醇后，RNA即以白色絮状沉淀析出，此法能较好的除去DNA和蛋白质。上述方法提取的RNA具有生物活性。工业上常用稀碱法和浓盐法提取RNA，用这两种方法所提取的核酸均为变性的RNA，主要用作制备核苷酸的原料，其工艺比较简单。浓盐法使用10%左右氯化钠溶液，90℃提取3-4h，迅速冷却，提取液经离心后, 上清液用乙醇沉淀RNA。稀碱法使用稀碱使酵母细胞裂解，然后用酸中和，除去蛋白质和菌体后的上清液用乙醇沉淀RNA或调pH2.5利用等电点沉淀。酵母含RNA达2.67-10.0%，而DNA含量仅为0.03-0.516%，为此，提取RNA多以酵母为原料。
核酸、核苷酸及其衍生物的分子结构中的嘌呤、嘧啶碱基具有共轭双健系统（-C=C一C=C-），能够强烈吸收250-280nm 波长的紫外光。核酸（DNA,RNA）的最大紫外吸收值在260nm 处。遵照Lambert-Beer 定律，可以从紫外光吸收值的变化来测定核酸物质的含量。
在不同pH 溶液中嘌呤、嘧啶碱基互变异构的情况不同，紫外吸收光也随之表现出明显的差异，它们的摩尔消光系数也随之不同。所以，在测定核酸物质时均应在固定的pH溶液中进行。
核酸的摩尔消光系数（或吸收系数），通常以ε（ρ）来表示，即每升含有一摩尔核酸磷的溶液在260nm 波长处的消光值（即光密度，或称为光吸收）。核酸的摩尔消光系数不是一个常数，而是依赖于材料的前处理、溶液的pH 和离子
强度发生变化。RNA 溶液（pH = 7.0）的ε（ρ）= 7 700-7 800，RNA 的含磷量为9.5%，含1μg /mL RNA 溶液的光密度为0.022-0.024。因此，测定未知浓
nm，即可计算测出其中核酸的含量。该法简度的DNA（RNA）溶液的光密度OD
260
单、快速、灵敏度高，如核酸3μg/mL 的含量即可测出。对于含有微量蛋白质和核苷酸等吸收紫外光物质的核酸样品，测定误差较小。
蛋白质由于含有芳香族氨基酸，因此也能吸收紫外光。通常蛋白质的吸收高峰在280nm 波长处，在260nm 波长处的吸收值仅为核酸的十分之一或更低，故核酸样品中的蛋白质含量较低时对核酸的紫外测定影响不大。
三、主要仪器和试剂
啤酒酵母粉
0.04M NaOH溶液
95%乙醇、乙醚、酸性乙醇溶液：30mL乙醇加0.3mL HCl。
紫外分光光度计
离心机
真空干燥箱
三角瓶、烧杯
水浴锅
四、实验步骤
1、称取5g干酵母粉，用30mL 0.04M NaOH溶液分步在研钵中研磨均匀后，转入2支50ml比色管，沸水浴加热45min，冷却，转入离心管，4000r/min，离心15min，将上清慢慢倾入装有10mL酸性乙醇的离心管，边加边搅动。
2、加毕，静置，待RNA沉淀完全后，5000r/min离心5min。弃去上清液。用95％乙醇分步将沉淀转移至布氏漏斗抽滤并洗涤，消耗95％乙醇体积总约30ml；
3、再用乙醚洗涤沉淀两次，消耗体积总约20ml，沉淀在空气中干燥。称量所得RNA粗品的重量（减去滤纸重量），并记录该数据。
4、RNA粗品中RNA纯度测定：将样品配制成含5～50μg核酸/mL的溶液：将上述RNA粗品溶解于100ml容量瓶，定容，静置，取上清液于紫外分光光
度计上测定260nm 吸收值，按下式计算纯品RNA 浓度。若O.D 260读数过大，则根据O.D 260值再做适当稀释。
五、计算：
%)3(1,5,;
/1024.0;
260.105
100024.0./)2(;
5;
%,50%5
)1(2606
260?=
-----?????-?-?=-=量抽滤干燥粗品浓度纯品含量；
，比色杯厚度（非壁厚）；
第二次定容取样体积；
定容体积毫升吸光度微克纯品吸光度）（量抽滤干燥粗品量
抽滤干燥粗品毫升）浓度（微克纯品啤酒酵母，量抽滤粗品量抽滤干燥粗品量抽滤干燥粗品产率定容定容RNA RNA RNA L ml ml V RNA nm D O RNA RNA V L D O RNA g g RNA RNA RNA RNA 六、思考题
1.破酵母细胞时为什么要在沸水浴中进行?
2.为什么用酵母作为实验原料？如何使RNA 从酵母中释放出来？RNA 的等电点是多少？
3 为什么用稀碱溶液可以使酵母细胞裂解？
4.核酸的溶解性质是什么?常用什么试剂分离沉淀核酸?
实验二黑曲霉β-D甘露聚糖酶的纯化
一．实验目的
1、粗酶的制备
2、硫酸铵分级沉淀
3、透析袋的处理方法和使用
二．原理
1、盐析原理；
2、透析袋脱盐
三．实验试剂和器材
纱布1卷、脱脂棉1包、琼脂条1包、透析袋MWCO（分子量） 14000或7000。四．实验步骤
1、将黑曲霉ASP.Niger 菌株斜面接种三角瓶固体发酵培养基,30.5℃恒温培养72 h。
2、称取10克发酵麸曲，加100毫升pH5.6的醋酸缓冲液，温度37℃，转速135rpm，摇床摇60 min后，用￠15㎝滤纸过滤。
3、量取滤液40毫升，在不断搅拌下分步加入（NH4）2SO422.0克（待加入部分溶解后再加入剩余部分）。
4、置冰箱中5℃下静置、沉淀过夜。
5、标准曲线的绘制：分别吸取0.1 %标准甘露糖溶液2.0、4.0、6.0、8.0、10.0 mL，于50mL比色管中，分别定容至25 mL。再分别吸取上述溶液各2.5 mL置于25 mL比色管中，各加2.5 mL 3,5-二硝基水杨酸显色液（DNS试剂），置沸水浴5 min（另作1管对照，取2.5 mL蒸馏水，加2.5 mL DNS试剂，同样煮沸5 min）。冷却后，再统一定容至10mL，用721型分光光度计在530 nm波长下比色，记录各管的光密度值，以光密度值作纵座标，对应标准甘露糖溶液浓度（微克/毫升，μg/mL）为横座标，绘制标准曲线。
五、思考题
1、（NH
4）
2
SO
4
沉淀蛋白质的原理是盐析，与其它盐相比其优点有那些？
2、影响盐析的因素有那些？
实验三盐析β-D甘露聚糖酶活力测定
一．实验目的
1、掌握β-D甘露聚糖水解各种甘露聚糖之间β糖苷键的机制和理论。。
2、掌握以魔芋精粉为底物测定发酵制品中β-D甘露聚糖活力的操作方法。二．基本原理
水解含B一1，4甘露糖苷键的甘露多糖(包括甘露聚糖、半乳甘露聚糖、葡萄甘露聚糖等)的内切水解酶，属于半纤维素酶类。B一甘露聚糖酶能将广泛存在于豆类籽实中的甘露聚糖降解为甘露低聚糖，不仅消除了甘露聚糖对单胃动物的抗营养作用，同时生成的甘露低聚糖在动物肠道中起着重要的调节作用。三、实验试剂和器材
721型分光光度计、恒温水浴锅、秒表。pH5.6的醋酸缓冲液
四、实验步骤
1、倾去部分上清液，立即将沉淀部分在8000rpm，离心10min。收集沉淀，加约20毫升蒸馏水溶解，倒入事先准备好的透析袋中。
（透析袋处理：剪成15㎝长度，沸水浴中煮10min，捞起、扯开，在一端1㎝处用细绳扎紧口，用水试一下是否有漏，若有漏需重新绑扎，直至不漏为止。处理过程中需戴手套！）
2、酶液倒入透析袋后，另一端1㎝处也用细绳（应用长一点的！）扎紧口，浸于4～5℃的蒸馏水中（250ml烧杯），持续时间1.0h，并不时搅拌，期间每隔20min更换1次4～5℃的新鲜蒸馏水，以利迅速达到平衡，每次用水量约150毫升。
注：1、上端口切不可浸于水中，以免水进入袋中胀破透析袋！
2、透析同时可准备2支50ml的比色管，各加0.25g魔芋精粉，加25mlpH5.6的醋酸缓冲液溶解。操作顺序：先量取25mlpH5.6的醋酸缓冲液加入比色管，在55℃水浴预热，再分次、少量将0.25g魔芋精粉加入，待先加的溶解后再加剩下的！可用竹筷帮助溶解，为免捅破比色管底，切忌用玻棒！溶解完毕，将2支溶有魔芋精粉的50ml比色管始终置于55℃水浴中预热，等
待酶解。
3、将透析好的酶液透析袋置于玻璃漏斗上，剪去上端口一部分，但不要使酶液流出！
4、2支溶有魔芋精粉的50ml 比色管，1支加透析好的酶液2ml ；另1支加灭活的透析酶液2ml （用做对照），将2管同时置于55℃水浴下反应10 min ，取出，放入4～5℃的蒸馏水中（250ml 烧杯）冷却，再进行下面操作：（酶液灭活：取5毫升透析酶液置于10 ml 的比色管，沸水浴15 min 。）
1、事先准备2支25ml 的比色管，1支加4.5ml DNS 试剂，立即加上述1.5ml 酶解反应液；
2、另1支加4.5ml DNS 试剂，立即加1.5ml 对照管的酶解反应液（即用灭活酶水解的魔芋精粉管）；
3、2管同时沸水浴5 min 后，冷却，定容至10 ml ,于530 nm 下测定光吸收值。
在本实验条件下,定义每min 产生1 μg 还原糖的酶量为一个单位（u ）。
五、实验结果：计算β-D 甘露聚糖酶活力
101101.54227
/10510;
B V n B g ml ml V ml ml ml ml n DNS g
min μ????÷?---+--沉淀测量沉淀酶活力(u/g 湿基）)=样品所测吸光度值在标准曲线上的甘露糖，；测吸光度时比色管的定容体积，；
溶解沉淀的体积,；（V +2）
2-水解魔芋精粉消耗的酶液体积，；
反应显色液稀释倍数；
4-与盐析沉淀的滤液量相当的曲料量,（湿基）；酶解时间,
六、思考题
1、透析原理及其作用？
2、一般所选用透析液的性质如何？在搅拌下，样品液与透析液之比多少较好？在静止状态下过夜进行，样品液与透析液之比多少较好？
实验四柠檬酸结晶提取
一、实验目的与要求
1、学习钙盐沉淀硫酸转溶提取柠檬酸的方法；
2、学习结晶精制柠檬酸的方法。
二、原理
钙盐沉淀法的原理；
碳酸钙（或氢氧化钙）可与发酵液中的柠檬酸发生中和反应，生成难溶性的柠檬酸钙沉淀，柠檬酸钙在80～90度之间溶解度极低，通过过滤（或离心）的方法将其与糖、蛋白质、其他有机酸、无机离子等可溶性杂质分离开。
在柠檬酸钙沉淀物中加入稀硫酸在80～85度之间进行酸解反应，生成柠檬酸和硫酸钙沉淀，硫酸钙在80度左右溶解度极低，趁热过滤（或离心）可将其与柠檬酸分离，获得较纯净的柠檬酸酸解液。
?后续工艺：柠檬酸酸解液再进行脱色、阳离子交换层析除去杂质，最后
可以通过结晶法获得纯净的柠檬酸晶体。
?结晶法的原理和操作。
原理：通过冷却、挥发溶剂等方法使溶液达到过饱和状态时，具有一定形状和大小的固态粒子可从均匀的溶液中析出，称为结晶。
结晶过程：1、产生晶核；2、晶核成长。过饱和度是这两个过程的推动力。
?影响晶体质量的因素：
1、溶液中杂质少，产品纯度较高；
2、冷却结晶时，温度要缓慢降低，防止晶核大量形成，形成粒度不一
的晶体；
3、控制搅拌速度，结晶初期可搅拌促使晶核产生，晶核成长时降低搅
拌速度，防止将长成的晶体打碎。
三、主要试剂和仪器
中温α﹁淀粉酶；
发酵液：黑曲霉玉米粉发酵培养基；
仪器：旋转薄膜蒸发仪、水浴锅；
其它材料：0.1mol/L NaOH
2M H2SO4溶液：20％H2SO4
量取10.8695mL浓硫酸，定容100mL
固体碳酸钙粉末。
磷酸氢二钾 500克（1瓶）
硫酸镁·7H2O 500克（1瓶）
硫酸锰·H2O 500克（1瓶）
四、实验步骤
实验流程
碳酸钙硫酸柠檬酸
柠檬酸柠檬酸钙↓
硫酸钙↓
1、发酵液的过滤
取发酵液200ml，置于恒温水浴锅中加热至80~90℃，趁热抽滤（微滤﹖），除去菌体和不溶性杂质。量去滤液体积，并取样测定柠檬酸含量。
2、量取5mL清液、5mL蒸馏水于锥形瓶中，再滴入2～3滴酚酞指示剂，
用0.1M NaOH溶液滴定，滴定终点为淡红色，30s内不褪色，记下消耗的NaOH 溶液体积V1；
M酸（g）＝V1(mL)×0.1(mol/L)×0.001×1/3×210×V0/5
M碳酸钙（g）＝M酸×（ V0－5）/V0×1/210×3/2×100
3、碳酸钙中和沉淀
根据中和反应式计算碳酸钙加的量，由反应式的物质的量比可计算出中和1g 柠檬酸要加0.714g碳酸钙，由此计算出需要加碳酸钙的量
将滤液预热至70度，边搅拌变慢速加入计算的碳酸钙（约7g），同时升温，
使中和终点时的温度达到85度，保温搅拌20min。
（注意;控制好终点，碳酸钙不要过量，以防产生胶粘性物质沉淀，影响质量，实验证明，pH达5时，99.8%的柠檬酸已被中和；终点温度不能过低，有利于柠檬酸与其他物质分离。）
趁热过滤，滤饼用沸水洗涤多次。
2 浓硫酸酸解
将中和所得到的沉淀物称重并放入烧杯，加入2倍量的水，调匀，呈糊状，然后再室温下加2M H2SO4（约20％H2SO4）酸解，硫酸的加量根据中和是加入碳酸钙的量来估计;
CaCO3 +H2SO4——CaSO4+CO2+H2O
即100g碳酸钙约加98g硫酸。或者酸解前分析柠檬酸钙中柠檬酸的含量，以确定硫酸用量。但实际用的量少，因为在洗涤时会有损失。在实际操作中，当加入计算量的80%时，开始测定酸解终点，也可用精密p H试纸来初步判断，当pH1.8~2.0时，即为酸解终点。加完硫酸后，置于90℃水浴保温20min，并不断搅拌。然后趁热过滤，收集清亮棕黄色液体，量体积，并取样测定含量。
操作注意严格控制酸解终点，如果硫酸用量不足，则分解不完全，造成损失。如果硫酸过量，在浓缩过程中，当温度达到70~75℃时，就能使柠檬酸分解，使颜色加深。
必须控制酸解温度在85℃以上，才能保证石膏晶体大部分成片状，有利于过滤，又可降低石膏在水中的溶解度，增加柠檬酸的纯度。
5、低压浓缩：
将酸解液转入圆底烧瓶中，水浴70～80℃，真空度0.08~0.09MPa，浓缩至原体积约1/10；
6、冷却结晶：
将浓缩液转入烧杯中，于室温下搅拌，待出现晶核，停止搅拌，再移入4度冰箱冷却结晶约36～48h，获得柠檬酸晶体，称重m克柠檬酸。
五、实验结果
计算黑曲霉发酵柠檬酸的产率：
m柠檬酸（g）/ V发酵液（mL）
六、思考题：
1、为何要在高温下分离提纯柠檬酸并用沸水洗涤柠檬酸钙沉淀？
2、影响柠檬酸发酵的因素有那些？
3、影响柠檬酸提纯得率的因素有那些？
实验五双水相萃取法分离纯化α-淀粉酶
1.目的要求
（1）采用PEG/(NH4)2SO4双水相系统萃取纯化粗酶粉中的α-淀粉酶，掌握双水相萃取法分离纯化蛋白质的一般原理和方法。
（2）熟悉PEG/硫酸铵双水相系统相图绘制的方法。
（3）理解双水相萃取过程中影响相分配行为的因素。
2.实验仪器
水浴锅/、超级数显恒温器、电子天平、刻度离心管、752型分光光度计、移液管、移液枪、离心机。
3.实验内容
米曲霉；Α-淀粉酶(米曲霉)；高峰淀粉酶；TAKA-淀粉酶；高峰氏淀粉酶分子量：约为51kDa PH范围：有效PH范围在5.0～5.5，8.0，最适PH范围在6.0-6.5热稳定温度55～70℃
用盐析法生产出来的α-淀粉酶因含有很多杂质，影响了它的效价和应用范围。常用的双水相体系有聚乙二醇/葡聚糖体系和聚乙二醇/盐体系，而后者由于成本低廉且选择性较高应用更为广泛。本实采用PEG/(NH4)2SO4双水相系统萃取纯化粗酶粉中的α-淀粉酶，同时探讨PEG/(NH4)2SO4浓度、酶量和盐类等因素对萃取效果的影响。
生物科学 业务培养目标：本专业培养具备生物科学的基本理论、基本知识和较强的实验技能，能在科研机构、高等学校及企事业单位等从事科学研究、教学工作及管理工作的生物科学高级专门人才。 业务培养要求：本专业学生主要学习生物科学方面的基本理论、基本知识，受到基础研究和应用基础研究方面的科学思维和科学实验训练，具有较好的科学素养及一定的教学、科研能力。 毕业生应获得以下几方面的知识和能力： 1.掌握数学、物理、化学等方面的基本理论和基本知识； 2.掌握动物生物学、植物生物学、微生物学、生物化学、细胞生物学、遗传学、发育生物学、神经生物学、分子生物学、生态学等方面的基本理论、基本知识和基本实验技能； 3.了解相近专业的一般原理和知识； 4.了解国家科技政策、知识产权等有关政策和法规； 5.了解生物科学的理论前沿、应用前景和最新发展动态； 6.掌握资料查询、文献检索及运用现代信息技术获取相关信息的基本方法；具有一定的实验设计，创造实验条件，归纳、整理、分析实验结果，撰写论文，参与学术交流的能力。 主干学科：生物学 主要课程：动物生物学、植物生物学、微生物学、生物化学、细胞生物学、遗传学、发育生物学、神经生物学、分子生物学、生态学等 主要实践性教学环节：包括野外实习、毕业论文等，一般安排10周～20周。 主要专业实验：动物生物学实验、植物生物学实验、微生物学实验、细胞生物学实验、遗传学实验、生物化学实验、分子生物学实验等 修业年限：四年 授予学位：理学学士 生物技术
业务培养目标：本专业培养具备生命科学的基本理论和较系统的生物技术的基本理论、基本知识、基本技能，能在科研机构或高等学校从事科学研究或教学工作，能在工业、医药、食品、农、林、牧、渔、环保、园林等行业的企业、事业和行政管理部门从事与生物技术有关的应用研究、技术开发、生产管理和行政管理等工作的高级专门人才。 业务培养要求：本专业学生主要学习生物技术方面的基本理论、基本知识，受到应用基础研究和技术开发方面的科学思维和科学实验训练，具有较好的科学素养及初步的教学、研究、开发与管理的基本能力。 毕业生应获得以下几方面的知识和能力： 1.掌握数学、物理、化学等方面的基本理论和基本知识； 2.掌握基础生物学、生物化学、分子生物学、微生物学、基因工程、发酵工程及细胞工程等方面的基本理论、基本知识和基本实验技能，以及生物技术及其产品开发的基本原理和基本方法； 3.了解相近专业的一般原理和知识； 4.熟悉国家生物技术产业政策、知识产权及生物工程安全条例等有关政策和法规； 5.了解生物技术的理论前沿、应用前景和最新发展动态，以及生物技术产业发展状况； 6.掌握资料查询、文献检索及运用现代信息技术获取相关信息的基本方法；具有一定的实验设计，创造实验条件，归纳、整理、分析实验结果，撰写论文，参与学术交流的能力。 主干学科：生物学 主要课程：微生物学、细胞生物学、遗传学、生物化学、分子生物学、基因工程、细胞工程、微生物工程、生化工程、生物工程下游技术、发酵工程设备等 主要实践性教学环节：包括教学实习、生产实习和毕业论文(设计)等，一般安排10周～20周。 主要专业实验：微生物学实验、细胞生物学实验、遗传学实验、生物化学实验、分子生物学实验、生物技术大实验等 修业年限：四年 授予学位：理学学士
生物工程领域课程教学大纲 课程名称(中文)：发酵工程与技术 课程名称(英文)：Fermentation Engineering & Technology 教学方式：授课 总学时与总学分：，其中课堂教学32学时，实验学时学时 适合专业： 考试方式： 课程作用与任务： 本课程旨在让学生系统了解与发酵有关的微生物生理生化、代谢网络、产物合成与调控、代谢工程技术原理。课程的整个内容贯穿怎样才能充分表达菌种的生产潜力和如何运用发酵调控的理论和手段来分析和解决发酵研究和生产中遇到的问题。其任务在于让学生掌握发酵高产的各种控制手段，和新产品的开发和研究方法。 教学内容与学时分配： 一、课堂教学(32学时) 第一章微生物次级代谢产物的合成与调节。(8学时) 第二章发酵工艺控制。(14学时) 第三章发酵过程参数检测与计算机监控。(10学时) 二、上机实验(学时) 三、课外习题及答疑 6学时 参考书目： [1] 储炬，李友荣. 现代工业发酵调控学. 北京：化学工业出版社，2002 [2] Rehm H J, Reed G. Biotechnology. V ol. 1 Biological Fundamentals，2001 [3] Rehm H J, Reed G. Biotechnology. V ol.4 Bioprocessing，1993 学习要求： 先修课程：微生物学 学习方法：课堂认真听老师讲解，每二节课留出约10分钟让学生提问和讨论。 课余要求：课余要求学生结合课堂内容翻阅有关参考书。 所属学院： 编制人：储炬
课程名称(中文)：基因工程概论 课程名称(英文)：Outline of Genetic Engineering 教学方式：课堂讲解 总学时与总学分：，其中课堂教学32学时，实验学时学时 适合专业： 考试方式： 课程作用与任务： 基因工程概论是现在生物工程的主导技术。本课程的主要目的是讲授基因工程的基本原理和操作技术，为从事该领域研究和开发的学生打下坚实的基础。 教学内容与学时分配： 一、课堂教学(32学时) 第一章概述。(3学时) 第二章DNA的体外重组。(4学时) 第三章载体。(4学时) 第四章转化与扩增。（4学时） 第五章筛选与鉴定。（5学时） 第六章目的基因的克隆。（6学时） 第七章基因工程菌的构建。（6学时） 二、上机实验(学时) 三、课外习题及答疑 6学时 参考书目： [1] 张惠展. 基因工程概论. 上海：：华东理工大学出版社，2000 学习要求： 先修课程：生物化学，分子生物学 学习方法： 课余要求： 所属学院： 编制人：张惠展
2007-2010年中央与地方共建高等学校共建专项资金项目 生物技术工程实验室建设 可行性论证报告 重庆科技学院 生物系 二○○七年六月二十日
一、总论 1、学科基本情况 原化学与生物工程学院是一个多学科及交叉学科并存的综合性学院，有化学与化学工程、生物技术、环境科学三个一级学科，以及交叉学科覆盖了全院八个专业：化学工程与工艺、应用化学、精细化工、工业分析、商品质量检测、生物制药、制药工程、环境工程，其中已有化学工程与工艺、应用化学两个本科专业。07年3月学校完成了学科专业结构布局调整，进行资源重组，由原来的化学与生物工程学院，新组建成立了化学化工学院和生物系。生物系现有15人，副教授1人，讲师7人，助教4人，全部具有硕士学位，其中博士5人。现有生物制药、制药工程两个专业，2001年以来形成了以能力培养为主线，以基础知识的传授和学习能力的培养、工程观念和创新能力的培养为两个教学重心。全面体现“厚基础、宽口径、重实践、高素质、创造性”整体思路，突出本专业在新药研究与开发方面所形成的特色。 2、实验室现状 化学化工实验室始建于1950年，经过五十六年的发展与建设，特别是经过2004、2005年中央与地方共建基础化学实验室及化工原理实验室的建设，生物系和化学化工学院现共有：制药工程实验室、微生物实验室、生化技术实验室、化工原理实验室、化工仿真实验室、基础化学实验室、化学工程与工艺实验室等实验室，拥有包括高效液相色谱仪、气相色谱仪、原子吸收仪、紫外分光光度仪、红外光谱仪、元素分析仪、发射光谱仪等贵重精密仪器，设备总价值505多万元设备。 3、建设概况 （1）概况 项目名称：生物技术工程实验室建设 项目类型：仪器设备购置 项目需要的投入总额：1200万元。其中对中央财政专项资金的最低需求960万元。 （2）预期目标： 为了全面贯彻落实教育部、财政部《关于实施高等学校本科教学教学质量与教学改革工程的意见》文件精神，集中力量有效提升专业实验室的水平，保证本科教学质量，对2千多平方米的教学实验设备进行整体建设，推进实验教学内容、方法、手段、队伍、管理及实验教学模式的改革与创新。 ①该项目建设完成后，“生物技术工程实验室”的设备档次、规模、台套数满足“质量工程”的要求，增加了设计性、综合性、创新性实验内容，使实验开出率达到100%、设备利用率90%以上，全面提高本科实验教学质量，使学生的综合素质和实践能力得到培养和锻炼；该项目建设完成后，可进一步加强产学研密切合作，与社会、行业以及企事业单位共同建设实习、实践教学基地，培养出一大批社会需要的适用人才。
生物工程下游技术生物工程下游技术的定义 指从动植物与微生物的有机体或器官、生物工程产物（发酵液、培养液）及其生物化学产品中提取、分离、纯化有用物质的技术过程。 实质：是研究如何从混合物中把一种或几种物质分离出来的科学技术。 1.生化工程分离技术 预处理 结晶干燥 离心法：离心过滤、离心沉降、超离心 萃取法：有机溶剂、双水相、液膜、反胶团、超临界 层析法：凝胶过滤层析、反相层析、亲和、疏水相互作用、聚焦、离子交换 膜分离：微滤、超滤、 反渗透、透析、电渗透 2.生物物质常用的分离技术 氨基酸：结晶和离子交换法 蛋白质和多肽：离子交换层析、电泳 糖类：吸附层析 脂质：有机溶剂萃取、超临界流体萃取和层析 抗生素：有机溶剂萃取、离子交换、结晶和吸附层析 3. 生物分离方法的选择与评价 原则： 步聚少，次序合理，产品规格（注射，非注射），生产规模，物料组成，产品形式，产品稳定性，危害性，物性：溶解度、电荷、分子大小、功能团、稳定性、挥发性，废水处理 4.浓缩率：浓缩程度一般用浓缩率(concentration factor)表达，是一个以浓缩为目的的分离过程的最重要指标。浓缩率为m，mt=mx则目标产物未得到任何程度的分离纯化。 5.分离因子：分离因子又称分离系数。产品中目标产物浓度越高，杂质浓度越低，则分离因子越大，分离效率越高。 6. 回收率：无论是以浓缩还是以分离为目的操作过程，目标产物均应以较大的比例回收, 回收率R：
生物分离操作多为间歇过程（分批操作），若原料液和产品溶液的体积分别为VC和VP。 1 生物产品与普通化工产品分离过程有何不同？ 2 设计生物产品的分离工艺应考虑哪些因素？ 3 分离纯化的回收率与浓缩率如何计算？ 4 现代生物分离工程研究方向有哪些特点？ 5 分离纯化指标有哪些? 简述pH对发酵液过滤特性的影响，并举例说明。 答：（1） pH直接影响发酵液中某些物质的电离程度和电荷性质，因此适当调节pH值可以改善发酵液的过滤特性。（2）氨基酸和蛋白质在酸性条件下带正电，碱性条件下带负电，等电点时净电荷为零，两性物质在等电点下的溶解度最小，等电点沉淀法在生物工业分离中广泛使用。（3）如味精生产，利用等电点沉淀法提取谷氨酸，一般蛋白质也在酸性范围达到等电点；膜分离中可通过调整pH 值改变易吸附分子的电荷性质，减少膜堵塞和膜污染；此外，细胞、细胞碎片及某些胶体物质等在特定pH下也可能趋于絮凝而成为较大颗粒，有利于过滤进行。 第二章 1.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。 ⑶尽可能使产物转入便于后处理的一相中（多数是液相）； 2.预处理的方法 凝聚和絮凝 加热法 调节悬浮液的pH值 杂蛋白的去处 高价无机离子的去处 助滤剂 反应剂 3凝聚与絮凝：.凝聚与絮凝处理过程就是将化学药剂预先投加到悬浮液中，改变细胞、菌体和蛋白质等胶体粒子的分散状态，破坏其稳定性，使其聚集起来,增大体积以便固液分离。 凝聚和絮凝技术常用于菌体细小而且黏度大的发酵液的预处理中。 凝聚和絮凝是两种方法，两个概念。
生物工程专业毕业实习大纲（2008年） 工科大学的培养目标，不但要求毕业生有坚定正确的政治方向，而且要有宽厚的基础与专业理论，以及坚实的工程技能。本专业把毕业实习看作是学生在就业之前以准工作者的姿态对所学到的专业理论结合生产实际进行巩固、加深、应用的一个重要环节。为使毕业生适合社会需要，加强就业的竞争能力，本专业要求每个学生都要完成工程设计训练（6周）和科学研究训练（ 20周）。因此，在毕业实习期间每位同学一定要按照大纲和指导教师的要求，完成后继课程教学——毕业设计所需要的工艺数据的收集任务。 一、实习安排 实习工厂：上海第一生化制药厂 实习期限：11月10日至11月21日 实习安排： 1．听实习动员报告与作好下厂准备工作。 2．下厂听全厂介绍和保安、保密报告。 3．由厂部工程师介绍实习产品的工艺技术沿革和国外同类产品的发展。 4．至车间实习（包括听课、收集数据、看设备或流程图纸）。 5．了解药厂公用工程及参观动力车间、三废处理车间。 6．整理报告及考查。 二、实习要求： 1．了解内容： 本厂简史——建厂史及发展状况、原料及产品种类及供需情况，有关技术改革情况介绍。 生产流程——生产过程、方法、设备及主要操作条件、成品规洛，并绘制生产流程草图。 车间管路布置——物料、上下水、蒸汽压缩空气真空等管路直径，联接方式（法兰或焊接等），阀门，介质流向，管道的位置（高度、管间距离等）尺寸等，并绘制管路布置草图。 机构组织——全厂及实习车间的组织系统及其职责。 管理概况——着重生产管理，岗位设置及车间定员等。 安全制度——各种事故防止的具体措施。 三废处理——发酵工厂三废的来源，BOD或者COD的含量，处理方法、排放标准。 2．生产车间实习 通过车间实习必须掌握全部生产过程，有关原理，控制生产的方法，保证正常生产的关键、改进生产的方法，详细了解熟悉设备构造、性能及维护知识；并搜集与设计有关的实验数据、物性数据，并进行初步的物料衡算。 （1）发酵车间实习内容及要求 生产流程，操作规定，菌种保藏及保证种子质量的方法，菌种的生理特性，各种生产用培养基的配比发酵过程中糖、氮、pH、效价的变化，菌丝发育阶段与发酵单位增长的关系，分析批报（要求每位同学抄2批有代表性的批报进行分析 比较），总结提高发酵水平的经验。了解保证正常生产的操作方法和措施，如接种、通气、温度，倒种、补料等，杂菌的检查方法及防止染菌的措施。 各种发酵罐的公称容积，结构尺寸和所配电机功率，发酵罐的轴封及附属管道（包括阀门）的布置
心电检测实验 实验目的 1.复习放大器,滤波器等相关知识, 了解心电测量的原理，并学习用生理信号采集系统记录人体心电图。 2.要求掌握心电测量电路的硬件实现方法，锻炼电路板的焊接与调试能力. 3.学习正常心电图中各波的命名与波形，了解其生理意义。 实验器材 信号发生器，电源，示波器，电机夹，导线若干，电路板一块 实验原理 1.心脏的基本构造和心电图(ECG) 心脏处于人体的循环系统的中心，主要由心肌构成，心肌是可兴奋组织，它的收缩和舒张是人体血液循环的动力；心肌将心脏分隔成左，右心房和心室四个心腔，腔间有瓣膜控制血液在房室间的流动，通过动脉血管将氧和酶等各种营养物质供给全身组织，并将静脉回流带来的组织代谢废物运走。 心脏是自律性器官，有特殊起博心肌细胞和神经传导树支(束)，包括窦房结，结间束，房室结，房室束，左右束支；在起博心肌细胞(窦房结内)的自律作用下，通过房、室、神经束的传导使心肌收缩和舒张完成心脏的博动；另外，参于循环系统调节的有：交感神经，兴奋时通过肾上腺素使心率加快，而副交感神经兴奋时使心率变慢，还
有化学性的体液因素也可影响心脏的博动。 神经细胞元的放电过程已得到实验认证，心脏特殊起博心肌细胞博动和神经传导树支(束)的传导过程都是神经细胞元放电和传导的过程，因此，可通过在人体体表层安放灵敏度很高的电极接受这些微弱的心脏电活动，称为ECG(electrocardiogram)---心电图，早在1903年就发现心电图及基本测量方法；心电图机检查人体的ECG，判断心脏活动正常与否仍是医院目前首选的检查手段。 标准ECG及参数如下： 典型心电图波形 目前ECG的测量技术已很成熟，标准ECG都打印在栅格纸上，标明X方向每格0.04秒，Y方向每格0.1mv.一般来说，P波表征心脏收缩期开始；QRS复合波是心室收缩的结果，指示心室收缩期开始；T波是心室舒张的结果，将延续到下一个P波止. ECG测量基本导联三角形(肢体)：
生物工程下游技术复习题 第一章绪论 生物下游加工过程的几个阶段 预处理和固液分离, 提取（初步分离）, 精制（高度纯化）, 成品制作. 评价分离效果的重要参数:纯度，回收率，浓缩率。
第二章发酵液预处理和固液分离 主要名词：凝聚、絮凝 凝聚：指在电解质作用下，由于胶粒之间双电层电排斥作用降低，电位下降，而使胶体体系不稳定的现象； 絮凝：指在某些高分子絮凝剂存在下，基于桥架作用，使胶粒形成较大絮凝团的过程。1.改变发酵液过滤特性的方法 调酸（等电点），热处理，电解质处理，添加凝聚剂，添加表面活性物质，添加反应剂冷冻-解冻，添加助滤剂 2.发酵液的相对纯化 （1）高价无机离子的去除方法 （2）杂蛋白的去除方法 沉淀法，变性法，吸附法。 3常用的固液分离方法： 重力沉降，浮选，旋液分离，介质过滤，离心。 （1）离心 离心机种类：碟片式。管式。倾析式。 （2）过滤（澄清过滤，滤饼过滤） 过滤机种类：按推动力分为4种重力过滤，加压过滤，真空过滤，离心过滤。 板框压滤机，真空转鼓过滤机 第三章细胞破碎和包涵体复性 细胞破碎的主要方法和适用对象，了解基本机理
方法：珠磨法原理：进入珠磨机的细胞悬浮液与极细的玻璃小珠、石英砂、氧化铝等研磨剂（直径小于1mm）一起快速搅拌或研磨，研磨剂、珠子与细胞之间的互相剪切、碰撞，使细胞破碎，释放出内含物。在珠液分离器的协助下，珠子被滞留在破碎室内，浆液流出从而实现连续操作。 高压匀浆法原理：利用高压使细胞悬浮液通过针形阀，由于突然减压和高速冲击撞击环使细胞破碎，细胞悬浮液自高压室针形阀喷出时，每秒速度高达几百米，高速喷出的浆液又射到静止的撞击环上，被迫改变方向从出口管流出。不适用范围：易造成堵塞的团状或丝状真菌，较小的革兰氏阳性菌，含有包含体的基因工程菌（因包含体坚硬，易损伤匀浆阀） 珠磨法固体剪切作用可达较高破碎率，可较大规模操作，大分子目的产物易失活，浆液分离困难 高压匀浆法液体剪切作用可达较高破碎率，可大规模操作，不适合丝状菌和革兰氏阳性菌 超声破碎法液体剪切作用对酵母菌效果较差，破碎过程升温剧烈，不适合大规模操作X-press法固体剪切作用破碎率高，活性保留率高，对冷冻敏感目的产物不适合 酶溶法酶分解作用具有高度专一性，条件温和，浆液易分离，溶酶价格高，通用性差化学渗透法改变细胞膜的渗透性具一定选择性，浆液易分离，但释放率较低，通用性差渗透压法渗透压剧烈改变破碎率较低，常与其他方法结合使用 冻结融化法反复冻结-融化破碎率较低，不适合对冷冻敏感目的产物 干燥法改变细胞膜渗透性条件变化剧烈，易引起大分子物质失活 第四章沉淀法 1.蛋白质的表面特征 蛋白质组成 20种氨基酸构成的两性高分子电解质，包括疏水性氨基酸和亲水性氨基酸 蛋白质折叠趋势 疏水性氨基酸：向内部折叠的趋势 亲水性氨基酸：分布于蛋白质外表面的趋势 结果 在蛋白质三维结构中仍会有部分疏水性氨基酸残基暴露于表面，在蛋白质表面形成一定的疏水区
生物工程专业实验大纲 目录 《生物反应工程实验》实验教学大纲 (1) 《生物工程专业实验》实验教学大纲 (2) 《生物化学实验》实验教学大纲 (4) 《微生物学实验》实验教学大纲 (6) 《仪器分析实验》实验教学大纲 (8) 《药物分析实验》实验教学大纲 (10) 《分子生物学实验技术》实验教学大纲 (11) 《基础生物学》实验教学大纲 (13) 《免疫学》实验教学大纲 (15) 《现代生物技术》实验教学大纲 (16)
一、实验课程目的与任务 本实验通过对生化反应的了解和生化反应器的使用，熟悉生化反应工程原理，掌握简单的生物反应工程操作，巩固和检验已学的理论知识，为今后的生物工程专业实验和毕业论文打下基础。 二、实验课程内容及具体要求 通过测定反应器的氧体积传质系数a k L 、反应器的停留时间分布以及采用此反应器进行微生物的间歇和连续发酵过程的实验，熟悉生化反应工程原理，重点掌握生化反应器的使用，掌握简单的生物反应工程实验操作。 三、实验项目设置及学时分配 四、实验计划与学时安排 本课程实验20学时，各实验与讲课穿插进行。 五、实验考核及评分办法 1．学生进实验室要求做好预习报告； 2．对实验过程中学生完成情况进行考核，并提出相应存在问题进行质疑； 3．综合每项实验状况给出成绩。 执笔人：曹飞
一、实验课程目的与任务 通过对工业化L－天冬氨酸的酶法生产过程进行实验，深入了解生化工程原理，掌握典型的生物反应过程操作，巩固和检验已学的理论知识，为毕业论文和走向工作岗位打下基础。 二、实验课程内容及具体要求 本实验综合了发酵工程、酶工程、生物分离工程和生物反应器的基本知识，要求学生通过典型产品的酶法制备了解生物工程的相关基本操作，掌握微生物菌种保存与培养、细胞固定化和酶法转化、目标产品的分离提取等基本实验技能。 三、实验项目设置及学时分配
华南师范大学实验报告 学生姓名：黎嘉俊学号：008 专业：生物工程年级、班级：10工程一班课程名称：生物工程下游技术实验实验项目：黑曲霉β-D甘露聚糖 酶的纯化 实验类型：□验证□设计□综合实验时间：2013年9月17日 实验指导老师：江学文实验评分： 一．实验目的 < 1、粗酶的制备 2、硫酸铵分级沉淀 3、透析袋的处理方法和使用 二．原理 1、盐析原理：中性盐浓度增高到一定数值时，使水活度降低，进而导致蛋白质分子表面电荷逐渐被中和，水化层逐渐被破坏，最终引起蛋白质分子间相互聚集并从溶液中析出。 2、透析袋脱盐：酸性β-甘露聚糖相对分子质量为39000和40000，选择MWCO（切割分子量或截留分子量）14000的透析袋，透过掉分子量小于1000的蛋白质；并借助分子扩散脱盐。 三．实验试剂和器材 纱布1卷、脱脂棉1包、琼脂条1包、透析袋MWCO（分子量）7000 [ 四．实验步骤
1、将黑曲霉菌株斜面接种三角瓶固体发酵培养基,℃恒温培养 72 h。 2、称取10克发酵麸曲，加100毫升的醋酸缓冲液，温度℃，转速135rpm，摇 床摇60 min后，用￠15㎝滤纸过滤。 3、取滤液40毫升，在不断搅拌下分步加入（NH4）2SO4 克（待加入部分溶解 后再加入剩余部分）。 4、置冰箱中5℃下静止沉淀过夜。 5、标准曲线的绘制：分别吸取%标准甘露糖溶液、、、、，分别定容至50ml。 再分别吸取上述溶液各于试管中各加,5-二硝基水杨酸显色液（DNS试剂）， 煮沸5min（另作1管对照，取蒸馏水，加试剂，同样煮沸5min）。冷却后， 用721型分光光度计在530nm波长下比色，记录各管的光密度值，以光密 度作纵坐标，对应标准葡萄糖溶液含糖的毫克数为横坐标，绘制标准曲线。五．实验结果 （ 0.1%标准甘露糖溶液体积/ml0246810 OD100.0970.4150.873 1.254 1.674 OD200.0970.4160.873 1.256 1.674 OD300.0970.4150.874 1.256 1.674 OD平均值00.0970.4153330.873333 1.255333 1.674 OD标准差000.0005770.0005770.0011550
(此文档为word格式，下载后您可任意编辑修改！) 生物工程工艺综合性实验报告 院（系）：城市建设学院 专业班级：生物工程1101 学生姓名：马雪文 学号： 指导教师：李世杰 20 14 年 5 月 26 日至20 14 年 6 月 15 日
发酵工艺综合性实验指导书 一、实验目的 微生物发酵技术是生物工程最核心的技术，微生物发酵按其对 氧的需求可分为好氧微生物发酵，和厌氧微生物发酵。好氧和厌氧发酵有较大的区别，各自对工艺条件、发酵设备有不同的要求。分别掌握好氧和厌氧发酵技术也就比较全面的掌握了工业微生物技术。 本实验分别开出典型的好氧和厌氧发酵实验，训练学生掌握这两种工艺的基本技术、操作程序、分析手段，全面锻炼同学们实际动手能力。巩固和提高微生物净化操作能力、显微观察技术、培养基配制和灭菌技术、无菌取样和细胞量的确定、生长曲线的制作、光谱分析技术、气象色谱分析技术。初步培养同学们工业微生物领域科学研究和技术开发的基本能力。 二、实验原理 红曲霉通过有氧发酵将淀粉质原料转化为次级代谢产物红曲色素。 丙丁梭状芽孢杆菌经厌氧发酵将农副产品转化为丁醇和丙酮。 三、实验内容 1、好氧实验：红曲的发酵实验及其抑菌作用研究 2、厌氧实验：丁醇的发酵实验及其气相色谱检测 四、仪器设备和试剂、消耗品： 1．仪器设备： 电子分析天平 手提式蒸汽灭菌锅、自动控制蒸汽灭菌锅 双孔水浴锅 1000W电炉 5台 生物显微镜、电脑成像生物显微镜 生物培养箱、培养摇床 真空干燥箱 紫外可见分光光度计 离心机
真空泵、真空干燥器 蒸发器 气象色谱仪 2．药品和耗材： 药品：可溶淀粉 1瓶（500克），蛋白胨 1瓶（500克），琼脂，饴糖（麦 芽汁）麦芽1000克，大米粉 5公斤，硝酸钠NaNO 31瓶（500克），磷酸二氢钾KH 2 PO 4 1瓶（500克），磷酸氢二钾K 2HPO 4 1瓶，硫酸镁MgSO 4 ·7H 2 O 1瓶（500克）,硫酸 铵(NH 4) 2 SO 4 1瓶，氯化锰MnCL 2 1瓶，硫酸锰MnSO 4 ·H 2 O 1瓶，碳酸钙CaCO 3 1瓶， 维生素B1(盐酸硫胺素)1小瓶，酵母膏1瓶，乳酸（液态1瓶500克），葡萄糖（分析纯）1瓶，乙醇（分析纯）5瓶(5×500克)，乙醇(色谱纯Aladdin) 2瓶,丁醇（色谱纯Aladdin）2瓶，丙酮（色谱纯Aladdin）2瓶，叔戊醇（色谱纯Aladdin）2瓶 耗材：500ml三角瓶50只， 250ml三角瓶16个，100ml粗口径试管50只，1000ml烧杯10个，培养皿160套，常规试管160个，200ml烧杯16个，1ml移液枪头5盒，标签纸若干，玻璃真空干燥器大号1个，波美计8只，移液枪（1000ml）2只，玻璃珠2盒，100ml量筒8个，500ml量筒2个，称量纸2盒，不锈钢试剂勺4根， pH试纸2包，玻璃棒若干，玻璃推棒32根，5ml移液管16只 五、实验方法步骤和具体操作过程 （一）红曲的发酵实验及其抑菌作用研究 红曲是一种具有一定营养和药理作用的纯天然红色素，可赋予肉制品、食品、饮料等鲜艳的色泽及特殊风味，而且具有较好的营养价值和一定的防腐作用，因而被广泛地应用于食品工业。 红曲是由红曲霉经发酵分泌到胞外的一种色素，发酵的主要原料是淀粉类如大米、薯类等。红曲霉发酵合成色素同时对有害菌产生抑制作用。本实验分为两个部分，前一部分为红曲的发酵实验，后一部分为红曲的抑菌试验。 （Ⅰ）红曲的发酵实验 1．菌种 本实验室保藏的红曲霉菌种monascus purpureus。用本实验室自主设计的保藏方法，在短梗霉多糖膜片中封存，置于冰箱中保藏。使用时每取出一片，
《生物工程下游技术实验》讲义 实验项目一：“超氧化物歧化酶SOD的分离纯化技术” 实验一：植物超氧化物歧化酶（SOD）活性测量(6学时) 过程 1.每组30g绿豆,洗涤，蒸馏水浸泡过夜，倒去浸泡的水，加入300 ml蒸馏水液，匀浆 机匀浆，二层纱布过滤，离心（3000 rpm）得清液，取少量清液进行SOD活性及蛋白质含量测量，计算材料中SOD总活性单位及比活性单位（units/mg Pr）。 2.所得清液测量其总体积，缓慢加入硫酸铵至35%饱和度（查一般实验手册,约 19.4g/100ml清液），5℃冰箱中静置备用下一实验。 SOD活性的测定：（二种方法取一种，本次实验用前者，要求理解后者的原理） ●邻苯三酚自氧化法：这是最简单的一种检测方法，但干扰因素较多。 ●NBT光化还原法：比较稳定，但受酚类物质干扰。 一、利用连苯三酚自氧化测SOD活性的方法 溶液配制： 1，连苯三酚：630 mg------→100 ml 10 mmol/L HCl (0.085 ml 36%的浓HCl ，用蒸馏水配成100 ml)。共配500ml. 2，pH 8.30 50 mmol/L Tric-HCl： A) 0.1 mol/L Tris: 12.114g-----1000 ml (储备液) B) 0.1 mol/L HCL: 浓盐酸稀释得到（8.5 ml 36%的浓HCl ，用蒸馏水配成1000 ml）(储 备液) ●0.05mol/L pH 8.3: 500ml A+199ml B-------定容到1000ml.. 操作： 25?C，3 ml 50 mmol/L pH8.30 的Tric-HCL 缓冲液，加入10 μl 50 mmol/L 连苯三酚（具体加入量应每次测量前校正，加入的原则是使下面的A325变化控制在0.07 ／min左右），迅速摇匀，倒入光径1 cm的比色杯(应该用石英杯)中，每３０秒测一次Ａ３２５值，自氧化速率的变化（?Ａ）控制在0.07 ／min左右，加入酶液后再测连苯三酚自氧化速率的变化（?Ａ’），酶量的加入控制在使加样后的?Ａ’在0.035/min左右。（以上?Ａ?Ａ’的变化值不需特别严格，?Ａ只要控制在0.1以下0.04以上，?Ａ’变化在?Ａ的约一半左右即可） 一个SOD活性单位（连苯三酚单位）：在以上条件下，加入酶如果在一分钟时间能抑制连苯三酚自氧化速率的一半，此时所加的酶量就为一个SOD的酶活性单位（unit，U）。
生物工程下游技术实验课程教学大纲 课程名称：生物工程下游技术（Downstream Processing of Bioengineering） 课程编码：1313083216 实验类别：专业课 总学时数：46 实验时数：16 学分：2.5 开课单位：生命科学学院生物技术教研室 适用专业：生物技术 适用对象：本科（四年） 一、课程的性质、类型、目的和任务 本课程为生物技术专业本科生必修的专业课程。是非单独设课课程，在实验中要求： 1、在本实验课程中培养和提高学生运用生物分离技术的原理的能力。 2、掌握生物分离技术的基本方法和技能，培养学生正确记录实验数据和现象、正确处理实验数据和分析实验结果的能力。 3、培养学生严谨认真、实事求是的科学态度和良好的实验作风。 4、在教学中，教师要向学生讲明该实验课的性质、任务，并使学生明确实验课的地位和作用，提高学生学习的主动性。 5、学生实验前，必须预习实验内容，了解每个实验的目的、原理和方法。 6、实验过程中，要求学生操作要规范、做好实验原始记录、爱惜仪器、节约药品、遵守安全制度、使学生养成良好的实验习惯，树立良好的学风。 7、要求学生实验后按时完成实验报告。。 二、本课程与其它课程的联系与分工 本课程宜从三年级第二学期开始，以确保学生学习本课程具有所需要的数学、物理、化学、微生物学、酶工程、微生物工程、细胞工程等基础。 三、课程内容及教学基本要求 [1]表示“了解”；[2]表示“理解”或“熟悉”；[3]表示“掌握”； 实验一、大肠杆菌的超声波破碎 细菌培养和收集[3]；细胞破碎[3]；细胞液分离[2] 实验二、氨基酸的吸附层析 薄板制备[3]；点样[3]；展层[3]；显色[3]；测定Rf值[2] 实验三、蛋白质溶液的凝胶层析脱盐 凝胶柱制备[3]；加样与洗脱[3]；检测[3] 实验四、有机溶剂萃取抗生素 试剂配制[3]；化学效价测定[3]；标准曲线制备[3]
第一章 1.生物产品的哪些特性制约了下游技术的可选范围？ 1生物物料2产品稳定性、产品性质、产品共存物性质的要求。 2.生物工程下游技术分哪几个阶段？ 四个阶段：预处理；提取（初步分离）；精制（纯化）；成品制作。 3.生物工程下游技术的特点有哪些？ 快速分离、保证纯度、高选择性、分离步骤多、需要高度浓缩。 4.生物工程纯化过程选择依据有哪些？ 生产成本要低、工艺步骤要少、操作程序合理、适应产品的技术规格、生产要有规模、产品具有稳定性、环保和安全要求、生产方式。 第二章下游技术的理论基础 1下游技术中都存在哪些过程？ 物理学过程；化学过程；生物学过程。 2下游技术中物理过程按物理化学原理有哪些分类？ @根据相性质分为：机械分离（非均相）：过滤、重大沉降、离心；传质分离（均相）：均相。 @物理化学原理：平衡分离：1.气体传质：吸收2.气液传质：精馏3.液液传质：萃取4.液固传质：浸取、结晶、吸附、离子交换、色谱分析 5.气固传质：干燥、吸附、升华；速率分离（差速分离）：1.膜分离：超滤、反渗透、电渗析2.均分离：电泳、磁泳、离心沉降。 3什么是对流传递扩散传递及扩散传递的重要性？ 对流传递是由流体的宏观运动引起；扩散传递分为分子传递（由分子的随机热运动引起）和涡流传递（由微团的脉动引起）尽管对流传质速度要扩散传质速度大很多，但在很多情况下，扩散传递都是非常重要的，特别是存在异相界面物质传递的情况下，物质在异相界面间境界膜中的扩散速率往往成为物质传递速率的限制性因素。 4生物反应器的放大原则？ 几何相似、恒定等体积功率放大、恒定传氧系数放大、恒定剪切力恒定叶端速度放大、恒定的混合时间放大。 第三章发酵液的预处理1发酵液预处理的目的？ 固液分离（分离菌体及其它悬浮颗粒）、除去一些可溶性杂质、改变滤液的性质以利于后续的提取与精制。 2发酵液预处理的方法有哪些？并简述各种方法的原理特点和应用36 降低液体黏度（加水稀释法、加热法）、凝聚和絮凝法、调节PH法、加入助滤剂法、加吸附剂法或加盐法（加入反应剂）。 3发酵液进行过滤的目的是什么？影响发酵液过滤速度的因素有哪些？ 目的：以压力差为推动力，依靠过滤介质将固体和液体分离 影响因素：1.从进料侧至过滤介质另一侧的压力降2.过滤面积3.滤饼阻力（厚度、颗粒大小）4.滤液黏度5.过滤介质和初始滤饼层的阻力。4发酵液过滤的方法有哪些？ 并简述各种方法的类型特点和应用39 方法：常压过滤、加压过滤、真空过滤、离心过滤。 5如何进行过滤介质的选择和条件的优化？ 过滤介质除具有过滤作用外，还是滤饼的支撑物，它应具有足够的机械强度和尽可能小的流动阻力。合理选择过滤介质取决于许多因素，其中过滤介质所能截留的固体粒子大小以及对滤液的透过性是过滤介质最主要的技术特性过滤介质种类1.织物介质：绵、丝、毛、麻等2.粒状介质：硅藻胶、活性炭、白土 3.多孔固体介质：多孔陶瓷、玻璃、塑料4.微孔纤维素和金属薄膜介质：醋酸纤维素 过滤条件的优化：1.改善发酵液物理性质：降低滤饼比阻、降低发酵液黏度、降低固体浓度、热处理 2.改善设备结构：扩大设备尺寸、增加过滤面积。 6发酵液的构成？ 微生物（菌体）、残存的固体培养基、未被微生物完全利用的糖无机盐蛋白质以及微生物的各种代谢产物。 7发酵液特性有哪些？ 1目标产物浓度普遍较低，悬浮液中大部分是水2菌体细胞等固体粒子的性质差异较大，且具有一定的可压缩性3菌体细胞等悬浮颗粒小，其相对密度和液相相近4液相黏度大，多为非牛顿型流体5性质不稳定易随时间变化，如易受空气氧化微生物污染蛋白质酶水解等作用的影响。
《生物工程概论》教学大纲 课程名称：生物工程概论 英文名称 :Introduction to Bioengineering 课程编码： 学分：2 总学时：36 理论学时：36学时 实验学时：0学时 适用专业：非生物类本科专业 执笔人： 审核人： 一、课程的性质、地位与任务 生物工程概论是生物类院校一些非生物学专业的必修课程之一。20世纪以来生命科学的研 究迅速发展，从而推动了农业、林业、工业、医药卫生等多个领域的发展。本课程介绍各项生物工程技术的基本原理和基本知识，使非生物专业的学生能够了解生物工程的基本知识框架，促进其他学科的学生对生命科学的关注，为他们了解生物工程相关的基础知识提供平台，对促进学科交叉、拓宽学生知识面，提高学生的高科技意识和创新思维方式，增强学生适应社会能力及择业机遇，都有着重要的现实意义。 二、教学目的与要求 本课程为全校非生物专业学生的必修课。通过本课程的学习，了解生物技术和生物工程的概念、研究对象、 研究内容及与日常生产、生活的关系。掌握五大生物工程技术的原理与方法，
第一章绪论 本章教学目的和要求: 通过本章的教学，让学生了解生物工程的概念、学科发展情况的基本内容，激发学生的学 习兴趣，了解本学科学习的 大致内容。 重点：1.生物技术的概念；2.生物技术的种类及其相互关系； 3.传统生物技术与现代生 物技术的区别。 难点：生物技术的概念及其包含的内容 教学目的和要求: 学习基因工程的概念、主要步骤和相关的分子生物学基础知识（基因工程诞生的三大理论 和三大技术）。了解常用工 具酶的催化反应机制及主要用途，三种常用基因克隆载体（质粒、入 噬菌体和粘粒）的一般生物学特性、结构及其应用，目的基因的制备方法，重组体的构建及导 入受体细胞的方法，重组子的筛选与鉴定方法。通过学习为进一步掌握生物技术相关知识和从 事基因工程工作打下基础，并对基因工程的发展动态有初步的了解。 重点：基因工程的主要操作步骤，主要工具酶的催化机理和用途，三类常用载体的特点和 主要用途，目的基因克隆的 主要方法，重组 DNA 的导入受体细胞的途径，重组克隆的筛选与鉴 定方法。 难点：目的基因的克隆策略，基因表达载体构建的策略和方法，重组克隆筛选鉴定方法。 教学内容： 、DNA 的化学组成和分子结构 （2学时） 教学内容： 第一节生物工程与生物技术的含义 第二节生物技术的产生 一、 传统生物技术 二、 近代生物技术 三、 现代生物技术 第三节生物工程的基本内容 一、 基因工程 二、 细胞工程 三、 酶工程 四、 发酵工程 五、 蛋白质工程 六、 五大生物工程技术之间的联系 第四节生物技术涉及的学科及其技术 第五节现代生物技术的应用与产业化 一、 生物技术在各个领域的应用 二、 应用生物技术的产业化及其基本特征 第六节现代生物技术的发展现状 0.25 学时 0.25 学时 0.5 学时 0.25 学时 0.25 学时 0.25 学时 第七节现代生物技术对于人类生活、社会生存的重要影响 第二章基因工程 第一节基因工程的概念 第二节 DNA 的结构与功能 0.5 0.5 学时 学时 0.25 学时 （4学 时）
生物工程专业实验讲义(适用于生物工程专业) 袁丽红曹飞 制药与生命科学学院 二零零四年四月
目录 实验一发酵种子的制备 (1) 实验二 E.coli细胞发酵培养 (2) 实验三高速冷冻离心机的使用方法 (3) 实验四固定化生物催化剂的制备 (4) 实验五游离细胞与固定化细胞酶活比较 (5) 实验六固定化生物催化剂的连续生产 (6) 实验七Ｌ－Asp的分离 (7) 实验八离子交换树脂的预处理及交换容量的测定 (8)
实验一发酵种子的制备 一、目的要求 1．了解实验室种子制备过程。 2．掌握实验室不同菌种种子生产方法。 二、原理 实验室种子制备过程包括琼脂斜面、固体培养基扩大培养或摇瓶液体培养。 不同菌种其具体制备方法不同，其过程如下图： 种子扩大培养过程 三、试验及器材 1．菌种：斜面低温保藏的大肠杆菌（E.coli） 2．培养基：牛肉膏0.5% NaCl 0.5% 蛋白胨1% PH 7.6~7.8 若配固体培养基，在其中加2%琼脂。 3．器材：天平、灭菌锅、试管、三角瓶（500mL） 四、操作方法 1．按培养基配方配制100mL固体培养基，分装于试管中。 压力1Kg/cm2灭菌30mins，结束后取出、趁热制成斜面。 2．按培养基配方配制1000mL液体培养基，分装于三角瓶中，每瓶100mL，压力1Kg/cm2灭菌30mins，结束后取出。 3．挑一环斜面低温保藏的E.coli接于液体培养基中，37℃培养24hs。 4．挑斜面长好的E.coli约2环接入液体培养基中，37℃振荡培养24hs，转速约150rpm。 五、思考与讨论 实验室种子制备的原则是什么？
动物生物反应器 专业：生物技术班级：093姓名：贺霞霞 一、概述 1、生物反应器：生物反应器是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。 2、内容：生物反应器听起来有些陌生，基本原理却相当简单。胃就是人体内部加工食物的一个复杂生物反应器。食物在胃里经过各种酶的消化，变成我们能吸收的营养成分。生物工程上的生物反应器是在体外模拟生物体的功能，设计出来用于生产或检测各种化学品的反应装置。或者说，生物反应器是利用酶或生物体（如微生物）所具有的生物功能，在体外进行生化反应的装置系统，是一种生物功能模拟机，如发酵罐、固定化酶或固定化细胞反应器等。 生物反应器（bioreactor）经历了三个发展阶段：细菌、细胞基因工程、转基因动物生物反应器。转基因动物生物反应器的出现之所以受到人们极大的关注，是因为它克服了前两者的缺陷，即细胞基因工程产物往往不具备生物活性，必须经过糖基化、羟基化等一系列修饰加工后才能成为有效的药物，而细胞基因工程又因为的培养条件要求相当苛刻、成本太高而限制了规模生产。另外，转基因动物生物反应器还具有产品质量高、容易提纯的特点。一般把目的片段在器官或组织中表达的转基因动物叫做动物生物反应器。几乎任何有生命的器官、组织或其中一部分都可以经过人为驯化为生物反应器。从生产的角度考虑，生物反应器选择的组织或器官要方便产物的获得，例如乳腺、膀胱、血液等，由此发展了动物乳腺生物反应器、动物血液生物反应器和动物膀胱生物反应器等。其中，转基因动物乳腺生物反应器的研究最为引人注目。 二、动物生物反应器的介绍 1、转基因动物与生物反应器
《生物技术制药实验》教学大纲 一、前言 生物技术制药课是一门实践性很强的学科，包括基因工程技术、细胞工程技术、酶工程技术以及发酵工程技术等。通过本实验课程的教学，旨在为学生提供基本的生物技术制药操作实验，同时，注重对反映当前生物技术制药技术发展方向的新技术、新方法的介绍，激发学生的学习热情，使学生全面掌握生物技术制药实验基本原理和技术，为培养基础扎实、适应性强的生物技术制药人才奠定基础。 二、基因工程实验 实验一大肠杆菌感受态细胞的制备及质粒DNA的转化（4学时） [基本内容] 培养基的配制，培养大肠杆菌DH5α，CaCl2法制备大肠杆菌DH5α感受态细胞、pUC118等质粒大肠杆菌DH5α感受态细胞，转化子挑选。 [基本要求] 掌握大肠杆菌感受态细胞的制备方法，DNA转化的最基本操作以及提高转化效率的思路。 实验二质粒DNA的提取及其定性定量分析（4学时） [基本内容] 碱裂解法提取载体质粒pUC118并对其进行定性定量分析 [基本要求] 掌握碱裂解法提取质粒的原理方法和各项基本技术；了解碱裂解法质粒提取过程中各种纯化步骤的设计思想和保证质粒的序列、产率和纯度，去除Dnase、机械、物理、化学因素的影响。. 实验三琼脂糖凝胶电泳检测DNA （4学时） [基本内容] 配制电泳缓冲液，制备琼脂糖凝胶，点样，电泳。电泳检测提取得质粒pUC118的纯度和构型，pUC118酶切后DNA分 子量。 [基本要求] 掌握水平式琼脂糖凝胶电泳技术，检测DNA的纯度、DNA的构型、含量以及分子量的大小的方法。 实验四 PCR基因扩增及扩增产物的回收（4学时） [基本内容] 学习引物的设计；利用PCR技术扩增一已知的基因片段；电泳检测PCR产物；回收扩增的PCR产物。 [基本要求] 掌握PCR基因扩增及扩增产物的回收的基本原理和实验技术方法。 实验五外源基因在大肠杆菌中的诱导表达和检测、蛋白质印迹（4学时） [基本内容] 外源基因在大肠杆菌中的诱导表达，活性分析检测表达蛋白，SDS-PAGE检测表达蛋白，电转移和印迹分析。 [基本要求]