生物工程下游技术思考题答案

⽣物⼯程下游技术思考题答案

⼀．绪论1、从某⼀动物培养的细胞中分离某⼀抗体(⼀蛋⽩的代表）的⼀般⼯艺过程。答：⽣物⼯程下游技术的⼀般⼯艺过程（p12）

2、分离纯化某⼀酶制剂的主要步骤和结果如下表：

（

（2）亲和层析的原理是什么？3、产品的分离提取⼯艺应考虑那些因素？

答：⽣物分离过纯化过程的选择准则（P16）①步聚少，成本低②次序合理③产品规格（注射，⾮注射）④⽣产规模⑤物料组成⑥产品形式固体：适当结晶，液体：适当浓缩⑦产品稳定性⑧物性溶解度，分⼦电荷，分⼦⼤⼩，功能团，稳定性，挥发性⑨危害性⑩废⽔处理

第⼆章发酵液预处理1．沉降速度离⼼的原理。（p15）

答：沉降速度法：主要⽤于分离沉降系数不同的物质。2．沉降平衡离⼼的原理。（p15）

答：沉降平衡法：⽤于分离密度不同的物质。如梯度密度离⼼。3．差速离⼼的概念。（p15）

答：采⽤不同的转速将沉降系数不同的物质分开的⽅法。4． rpm与RCF的换算关系。

5.已知某⼀离⼼机的转⼦半径为25cm，转速为1200r/min，计算相对离⼼⼒为多⼤？第三章细胞破碎1除去发酵液杂蛋⽩质的常⽤⽅法有那些？

答：杂蛋⽩质的除去（p6）(1) 沉淀法：蛋⽩质是两性物质，在酸性溶液中，能与⼀些阴离⼦（三氯⼄酸盐、⽔扬酸盐）形成沉淀；在碱性溶液中，能与⼀些阳离⼦（Ag+、Cu2+、Zn2+、Fe3+等）形成沉淀。(2) 变性法：使蛋⽩质变性的⽅法很多，如：加热，调节pH，有机溶剂，表⾯活性剂等。其中最常⽤的是加热法。

(3) 吸附法：加⼊某些吸附剂或沉淀剂吸附杂蛋⽩质⽽除去。

2产品的分离提取⼯艺应考虑那些因素？

答：(1) 是胞内产物还是胞外产物；(2) 原料中产物和主要杂质浓度；

(3) 产物和主要杂质的物理化学特性及差异；

(4) 产品⽤途和质量标准；

(5) 产品的市场价格；

(6) 废液的处理⽅法等。

3发酵液过滤与分离的困难的原因及解决⽅法。

答：第⼀节发酵液过滤特性的改变

微⽣物发酵液的特性可归纳为： (P3)①发酵产物浓度较低，⼤多为1％⼀10％，悬浮液中⼤部分是⽔；

②悬浮物颗粒⼩，相对密度与液相相差不⼤；

③固体粒⼦可压缩性⼤；

④液相粘度⼤，⼤多为⾮⽜顿型流体；

⑤性质不稳定，随时间变化，如易受空⽓氧化、微⽣物污染、蛋⽩酶⽔解等作⽤的影响。

这些特性使得发酵液的过滤与分离相当困难。

改善发酵液过滤特性的物理化学⽅法（P4）

⼀、降低液体粘度：加⽔稀释法和加热法

⼆、调整pH：等电点沉淀法

三、凝聚与絮凝：可是悬浮颗粒间连接⽽体积增⼤，便于去除

四、加⼊助滤剂：助滤剂是⼀种不可压缩的多孔微粒，它能使滤饼疏松，滤速增⼤。如：硅藻⼟、纤维素、⽯棉粉、珍珠岩、⽩⼟、炭粒、淀粉等。

五、加⼊反应剂：不影响⽬的产物，可消除发酵液中某些杂质对过滤的影响，提⾼过滤速率。4、论述利⽤离⼼法和过滤法进⾏固液分离的原理、常⽤设备及优缺点。

答：⼀、离⼼分离（P8）

原理：利⽤转⿎⾼速转动所产⽣的离⼼⼒，来实现悬浮液、乳浊液的分离或浓缩。

优点：分离速率快、分离效率⾼、液相澄清度好等。

缺点：设备投资⾼、能耗⼤。此外，连续排料时，固相⼲度不如过滤设备。

种类：多，按其作⽤原理不同，可分为过滤式离⼼机和沉降式离⼼机两⼤类。1．瓶式离⼼机：常⽤于微⽣物菌体、蛋⽩质的分离等。2．多室离⼼机：常⽤于抗菌素液―液萃取分离、果汁和酒类饮料的澄清等。3．碟⽚式离⼼机：左侧：液-固分离右侧：液-液-固分离

⼆、过滤

原理：

⽬的：悬浮液———过滤介质——分离。

分为两种：

澄清过滤：过滤介质为硅藻⼟、砂、颗粒活性炭等，填充于过滤器内即构成过滤层；

也有⽤烧结陶瓷、烧结⾦属、粘合塑料及⽤⾦属丝绕成的管⼦等组成的成型颗粒滤层。

滤饼过滤：过滤介质为滤布，包括天然或合成纤维织布、⾦属织布;毡、⽯棉板、玻璃纤维纸、合成纤维等⽆纺布。

滤饼过滤按推动⼒的不同可以分为四种，即重⼒过滤、加压过滤、真空过滤和离

⼼过滤。1．板框过滤机2过滤式离⼼机甩⼲式离⼼机(a)分批⽴式轴；（ (c)连续锥型滤⽹

5、影响细胞壁破碎难易程度的主要因素。

答：6、发酵液预处理的⽬的是浓缩⽬标产物是否正确，为什么？（p2）

答：⽬的：分离不溶物（菌体、悬浮颗粒），除去部分可溶性杂质和改变滤液的性质。第四章萃取法

第五章沉淀法和吸附法

第六章、膜分离过程

本章知识体系

液膜的概念★液膜的膜相组成

乳化液膜的制备★乳化液膜的分离机制

乳化液膜分离技术的⼯艺流程★乳化液膜技术的应⽤

1-8章习题

名词解释：

凝聚：

沉淀：

膜：两相之间的不连续区间。是指分隔两相界⾯并以特定的形式限制和传递各种化学物质。它可以是均相的或⾮均相的，对称型的或⾮对称型的，中性的或荷电性的，固体的或液体的。

表⾯扩散：

絮凝：

浸取：

选择：1.⽣物⼯业下游技术是指 C 。A “物质分离” B“产品加⼯” C “物质分离”和“产品加⼯”

2. 在过滤分离中，滤液通过滤饼的速率与其黏度成。

A 正⽐

B 反⽐ C⽆关

微⽣物代谢产物⼤多。A 分泌到细胞外 B存在于细胞内

判断：

分离是混合的逆过程，是⼀个熵增加的过程，是⼀个⾃发的过程。

絮凝剂须有长链的线性结构，越长越好。

多级逆流萃取的特点是：萃取剂消耗少，产物收率⾼，萃取较完全。

⾼浓度的中性盐能破坏蛋⽩质、酶等的胶体性质，防⽌蛋⽩质等发⽣沉淀或絮凝现象。

分离过程，是⼀个墒增加的过程，不能⾃发进⾏，需要作功才能实现。

有机溶剂能分解细胞壁中的多聚糖。

通量和压⼒成正⽐，和粘度成反⽐。

简答：

微⽣物发酵液有那些特性？

影响吸附作⽤的因素有那些？1、吸附剂的性质；（容量⼤、速度快、机械强度⾼）

2、吸附物的性质；（极性宜从⾮极性中吸附极性物）

3、溶液pH的影响；（⾮极性宜从酸性中吸附有机酸）

4、温度的影响；（吸附热越⼤，受温度影响越⼤）

5、溶液中其他溶质的影响。（⼀般使吸附量下降）

与⽬的产物混合的杂质主要包括那些成分？

答：1. 副产物； 2. 剩余的原料3. ⽣产过程中加⼊的化学试剂；4. ⽣产设备材料物质。

乳化液膜的优点？

溶解过程的能量变化分那三个过程？

柠檬酸钙盐沉淀提取法的化学反应式

论述：

影响蛋⽩质⽴体构象的环境因素？

⼀个良好萃取溶剂要满⾜的要求？

论述反渗透、超滤、微孔过滤、纳⽶过滤的特点？

外加压⼒差⼤于渗透压，就会发⽣溶剂倒流，⾼浓度溶液进⼀步浓缩，反渗透。使不溶物浓缩过滤的操作为微过滤；分离溶液中微粒和⼤分⼦的膜分离操作为超滤；从溶液中分离出溶剂的膜分离操作为反渗透。

第七章电泳技术1名词解释

电泳：带电粒⼦，在⼀定电场强度下移动的现象——电泳。电渗：在电场的影响下，带电荷的液体对携带相反电荷的固定介质进⾏相对运动的现象。/指在电场作⽤下液体(通常是⽔)相对于和它接触的固定的固体相作相对运动的现象（百度）

免疫电泳：免疫电泳（immune electrophoresis）是将琼脂电泳和双向琼脂扩散结合起来，⽤于分析抗原组成的⼀种定性⽅法。（百度）

迁移率：单位电场强度下的泳动速度。

不连续凝胶电泳：在⼀个凝胶电泳系统中不同部位的pH、离⼦强度、缓冲液成分或凝胶孔隙⼤⼩不同的凝胶电泳。其⽬的在于提⾼电泳分离的范围和分辨率。（百度）2 影响泳动度的主要因素有哪些？

答：影响迁移率的因素 (1) 样品 a.电荷 b．⼤⼩ c. 形状(2)电场 a．电流 b．电压 c.电阻(3) 缓冲液成分浓度 pH (4) ⽀持介质(5)其它3 ⼀个质粒DNA在琼脂糖凝胶电泳上跑电泳时结果应为⼏条带？阐述原因。

答：4 如何制备聚丙烯酰胺凝胶？

答：5 不连续电泳样品压缩成层原理。

答：6 SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳原理。

答：⼗⼆烷基硫酸钠(SDS)，是解离剂，蛋⽩质分⼦变性（解离）电泳结果是

其亚单位SDS的作⽤*：⼀、使蛋⽩质解离成亚基；⼆、电荷屏蔽作⽤，消除电荷对迁移率的影响；

三、消除了形状的影响：结合SDS后蛋⽩变成短棒状，不同蛋⽩短轴⼀样，

长轴不同，只与分⼦量有关。7 采⽤电泳技术如何测定蛋⽩质分⼦量？如何测定蛋⽩质等电点？

答：分⼦量测定 SDS-PAGE

测定蛋⽩质等电点：等电聚焦电泳(IEF)8．聚丙烯酰胺凝胶电泳技术的基本原理及缓冲液的选择⽅法。

答：⼀、原理

单体：丙烯酰胺(Acr)，聚合成链状物

双体：甲叉双丙烯酰胺(Bis)（交联剂）交联成⽹状

催化剂：过硫酸铵(Ap)——化学催化；

光照下，核黄素也能催化称光催化。

加速剂：N,N,N′,N′-四甲基⼄⼆胺(TEMED)

⼆、缓冲体系的选择在选择缓冲系统时可主要从下列三⽅⾯来考虑： pH范围、离⼦种类和离⼦强度。

选择的pH值偏离蛋⽩质的等电点。

9．何为连续体系与不连续体系？

答：连续体系

指电泳槽中缓冲系统的pH、离⼦浓度与凝胶中的相同或整个胶⾯的孔径⼤⼩相同。不连续体系

指槽中与凝胶中的缓冲系统pH值、离⼦浓度是不同或整个胶⾯的孔径⼤⼩不同。不连续系统可将样品浓缩成极薄的带从⽽提⾼分辨率。

10．琼脂糖凝胶电泳在核酸分析中的作⽤？

答：主要⽤于分离、鉴定、纯化DNA⽚段，⽤溴⼄锭（简称EB）染⾊。12．何为免疫电泳？

答：将琼脂(或琼脂糖)作⽀持介质的区带电泳和专⼀性免疫沉淀反应相结合的免疫化学⽅法称为凝胶免疫电泳。12．等电聚焦的原理。

答：在电泳槽中放⼊载体两性电解质，当通以直流电时，两性电解质即形成⼀个由阳极到阴极逐步增加的pH梯度，当蛋⽩质放进此体系时，不同的蛋⽩质即移动到或聚焦于与其等电点相当的pH位置上。13．电泳染⾊的⽅法有哪些？

答：1．氨基⿊/ 2．考马斯亮蓝R－250/3、考马斯亮蓝G－250/4．荧光染⾊法/5、银染⾊法 /

6、酶活性染⾊法/

7、专⼀性与配体结合检测法

8、⽤荧光标记的抗体检测

14．如何鉴定出来我们提取出的酶是否有活性，举例说明。

答：15．核酸分离鉴定有哪些⽅法？

答：16．要配制聚丙烯酰胺凝胶T为30％，C为6.7％50ml，需丙烯酰胺多少g，甲叉双丙烯酰胺多少g？

答：17.样品缓冲液中为何加⼊溴酚蓝和⽢油（或蔗糖）？

答：溴酚蓝：前沿指⽰剂

⽢油和蔗糖：增加黏度，防⽌扩散，便于样品在加样孔中沉积

第⼋章层析技术1.凝胶过滤层析技术的原理。（P5）

答：⼀、原理

被分离物流经凝胶层析柱时，进⾏着两种不同的运动：垂直向下的移动和⽆定向的扩散运动。

分离原理：它主要根据分⼦⼤⼩不同来分离蛋⽩质及测定其分⼦量。2．离⼦交换层析的原理及缓冲液如何选择？（P25）