生物工程下游技术 习题集

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蛋白质表面由不均匀分布的荷电基团形成荷电区、亲水区和疏水区构成。

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）。

下游技术重点技术一、下游技术：对于由生物界自然产生的或由微生物菌体发酵的、动植物细胞组织培养的、酶反应等各种生物工业生产过程获得的生物原料，经提取分离、加工并精制目的成分，最终使其成为产品的技术。

凝聚：中性盐）作用下，胶粒间双电层电排斥作用降低，电位下降，使胶体体系不稳定的现象。

凝聚作用：就是向胶体悬浮液中加入某种电解质，在电解质中异电离子作用下，胶粒的双电层电位降低，使胶体体系不稳定，胶体粒子间因相互碰撞而产生凝集的现象絮凝：在高分子絮凝剂存在下，基于架桥作用，使细胞、胶粒等聚集成粗大的絮凝团。

絮凝作用力：由静电引力、范德华力或氢键作用力等吸附于胶粒的表面。

凝聚和絮凝的共同点：能有效改变细胞，细胞碎片及溶解大分子的分散状态，使其聚集成较大的颗粒，便于提高过滤速率，还能有效地去除杂蛋白质和固体杂质，提高滤液质量。

絮凝剂：一种能溶于水的高分子聚合物，相对分子质量大，具长链结构（含许多活性官能团）混凝：包括凝聚和絮凝机理的过程，称为混凝。

助滤剂：是一种不可压缩的多孔微粒，它能使滤饼疏松，流速增大细胞破碎:采用一定方法，在一定程度上破坏细胞壁和细胞膜，使胞内产物最大程度释放到液相，将破碎后的细胞浆液经固液分离除去细胞碎片溶剂萃取：利用物质在互不相溶的两相溶剂中溶解度不同，将物质从一相溶剂转移到另一相溶剂中，从而进行分离，浓缩和提纯目的产物的方法。

分配定律：在一定温度、压力的条件下，溶质分配在两个互不相溶的溶剂中，达到平衡时溶质在两相中活度之比为一常数（稀溶液中，活度可用浓度代替）应用条件：稀溶液；溶质对溶剂之互溶无影响；是同一种分子类型（不发生缔合或离解）分离因数：萃取剂对溶质A和B的分离能力的大小，=Ka/Kb单级萃取:单级萃取即使用一个混合器和一个分离器的萃取操作多级错流萃取流程的特点是：每级均加新鲜溶剂，故溶剂消耗量大，得到的萃取液产物平均浓度较稀，但萃取较完全多级逆流萃取流程的特点是：料液走向和萃取剂走向相反，只在最后一级中加入萃取剂。

、名词解释1、连续培养反应器：不断地往反应器中加入营养物，利用罐中的菌体增殖得到产物，并不断采出。

在良好的控制下，罐内菌体的增殖速度可以与采出速度相同而达到稳态。

2、菌体比生长速率(卩)：单位浓度菌体在一定条件下引起的反应速率，其值反映了培养菌体增长的能力，受菌株及各种物理化学环境的影响.表示为□二dx/x.dt3、得率系数：两种物质得失之间的计量比。

Yx/s,Yp/s4、贴壁培养: 贴壁依赖性细胞在培养中要贴附于壁上才能迅速铺展,开始有丝分裂并迅速进入对数生长期,这种培养方式就叫贴壁培养.多数动物细胞的培养都采取这种方式.5、蛋白质的复性：包含体蛋白质溶解于变性剂溶液中，呈变性状态，所有的氢键、疏水键全部被破坏，疏水侧链完全暴露，但一级结构和共价键不被破坏，当除去变性剂后，一部分蛋白质可以自动折叠成具有活性的正确构型，这一折叠过程称为蛋白质复性。

6、浓差极化：指在分离过程中，料液中的溶剂在压力驱动下透过膜，溶质被截留，于是在膜表面与临近膜面区域浓度越来越高。

在浓度梯度作用下，溶质由膜面向本体溶液扩散，形成边界层，使流体阻力与局部渗透压增加，从而导致溶剂透过量下降。

溶剂向膜面流动引起溶质向膜面的流动，这种流动如果与浓度梯度所驱动的溶质向本体溶液扩散的速度平衡时，在膜面附近就形成一个稳定的浓度梯度区，这一区域就称为浓度极化边界层，这一现象称为浓差极化。

浓差极化是一个可逆的过程；7、膜污染：物料中的微粒、胶体粒子或溶质大分子由于与膜存在物理化学相互作用或机械作用而引起的在膜表面或膜孔内吸、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的现象。

8、排阻色谱( Size exclusion chromatography ，SEC )：又称凝胶色谱或凝胶渗透色谱，是利用被分离物质分子量大小的不同和在填料上渗透程度的不同，以使组分分离。

9、分配色谱：是利用溶液中被分离物质在两相中分配系数不同，以使组分分离。

名词解释连续培养反应器：不断地往反应器中加入营养物，利用罐中的菌体增殖得到产物，并不断采出。

在良好的控制下，罐内菌体的增殖速度可以与采出速度相同而达到稳态。

菌体比生长速率（μ）：单位浓度菌体在一定条件下引起的反应速率, 其值反映了培养菌体增长的能力, 受菌株及各种物理化学环境的影响. 表示为μ=dx/x.dt得率系数：两种物质得失之间的计量比。

Yx/s,Yp/s贴壁培养: 贴壁依赖性细胞在培养中要贴附于壁上才能迅速铺展,开始有丝分裂并迅速进入对数生长期,这种培养方式就叫贴壁培养.多数动物细胞的培养都采取这种方式.蛋白质的复性：包含体蛋白质溶解于变性剂溶液中，呈变性状态，所有的氢键、疏水键全部被破坏，疏水侧链完全暴露，但一级结构和共价键不被破坏，当除去变性剂后，一部分蛋白质可以自动折叠成具有活性的正确构型，这一折叠过程称为蛋白质复性。

浓差极化：指在分离过程中，料液中的溶剂在压力驱动下透过膜，溶质被截留，于是在膜表面与临近膜面区域浓度越来越高。

在浓度梯度作用下，溶质由膜面向本体溶液扩散，形成边界层，使流体阻力与局部渗透压增加，从而导致溶剂透过量下降。

溶剂向膜面流动引起溶质向膜面的流动，这种流动如果与浓度梯度所驱动的溶质向本体溶液扩散的速度平衡时，在膜面附近就形成一个稳定的浓度梯度区，这一区域就称为浓度极化边界层，这一现象称为浓差极化。

浓差极化是一个可逆的过程；膜污染：物料中的微粒、胶体粒子或溶质大分子由于与膜存在物理化学相互作用或机械作用而引起的在膜表面或膜孔内吸、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的现象。

排阻色谱又称凝胶色谱或凝胶渗透色谱，是利用被分离物质分子量大小的不同和在填料上渗透程度的不同，以使组分分离。

常用的填料有分子筛、葡聚糖凝胶、微孔聚合物、微孔硅胶或玻璃珠等，可根据载体和试样的性质，选用水或有机溶剂为流动相。

分配色谱是利用溶液中被分离物质在两相中分配系数不同，以使组分分离。

生物工程下游技术复习题一、名词解释1、珠磨：利用由高速转动的珠子所产生的剪切力而达到细胞破碎的过程2、包涵体：通过基因工程技术使一些基因在原核细胞表达时，蛋白质常常交联在一起，形成不溶性的聚集物。

3、冻融：细胞在低温（-15度）下冷冻，然后在室温下融化，反复多次而使细胞破裂。

4、超滤：孔径更小，为0.001~0.02 μm，分离推动力仍为压力差，在一定压力条件下，溶液中溶质依据分子量大小选择性透过半透性薄膜的过程。

5、反渗透：在一定压力条件下，溶液中溶剂选择性透过半透性薄膜的过程。

6、双水相萃取：利用物质在互不相容的两水相分配系数的差异进行分离纯化的过程。

7、惰性助滤剂：是一种颗粒均匀、质地坚硬、不可压缩的粒状物质，用于扩大过滤表面的适用范围，使非常稀薄或非常细小的悬浮液在过滤时发生的快速挤压和介质堵塞现象得到减轻，易于过滤。

8、结晶：溶液中的溶质在一定条件下因分子或离子有规则的排列而结合成晶体的过程。

9、超离心：根据物质的沉降系数、质量和形状不同，应用强大的离心力，将混合物中各组分分离、浓缩、提纯。

10、透析：利用具有一定孔径大小、高分子溶质不能透过的亲水膜，通过浓度差的作用，使高分子溶液中的小分子溶质(例如无机盐)透膜，从而达到分离的目的。

11、反胶束萃取：胶束是表面活性剂在极性或非极性溶剂中形成的一种聚集体。

当表面活性剂浓度超过临界微团浓度时，表面活性剂会在溶剂中形成聚集体12、电渗：液体在电场中，对于固体支持介质的相对移动，称为电渗现象。

13、等电聚焦：利用蛋白质分子或其它两性分子的等电点不同，在一个稳定的、连续的、线性的pH梯度中进行蛋白质的分离和分析。

14、凝聚：破坏溶质胶体颗粒表面的双电层，破坏胶体系统的分散状态，使胶体粒子聚集的过程。

大小：1mm大小。

15、絮凝：指使用絮凝剂（通常是天然或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。

其中絮凝剂主要起桥架作用。

1什么是下游技术？对于由生物界自然产生的或由微生物菌体发酵的、动植物细胞组织培养的、酶反响等各种生物工业过程获得的生物原料，经提取别离、加工并精制目的成分，最终使其成为产品的技术生物工业下游技术的工作领域是什么？物质别离、产品再加工生物工业下游技术的原料特征是什么？1、粗料发酵，质、悬浮物多。

2、分子量及分子结构差异大。

3、易受各种别离操作的影响。

4、原料和发酵操作不稳定，各批次间成分变化大生物制品别离过程可以划分成那几个阶段？各阶段的任务是什么？.1、预处理和固液别离除去发酵液中的不溶性固形物杂质和菌体细胞2、提取〔初步别离〕除去与产物性质差异较大的杂质，为后到精制工序创造有利条件3、精制〔高度纯化〕除去与产物物理化学性质比拟接近的杂质4、成品制备获得产品生物制品别离过程确实定应注意哪些问题？1、目的物是胞内物质还是胞外物质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差异4、产品的用途和质量标准5、产品的市场价格6、废物的处理方法2平衡别离过程：建立在相平衡关系上的。

利用相的组成差异进行混合物体系的别离。

拟平衡别离过程：混合物体系之外加一个势能场，在它的作用下，形成别离场。

使被别离物在别离场的端面上浓缩，或者在别离场内形成一个稳定的浓度分布。

传递通量：流体在别离场内的传递现象可用经典流体力学中动量〔通量〕传递、热量〔通量〕传递和质量〔通量〕传递规律和作用于别离场的外加势能场来描述。

特异性结合：分子识别是指提取介质与目的物的关系就象钥匙和锁孔的关系。

别离的准确度和精确度都大大提高，这对于低浓度、高附加值的目的物别离意义特别重要。

在下游过程中，如何利用化学过程？1）生成难溶盐或沉淀物的反响2）生成络合物或螯合某些金属离子的反响等3）在医药、食品、化工等行业具有广泛市场的山梨醇和木糖醇可以通过葡萄糖和木糖经金属镍催化加氢工艺〔高压〕获得。

4）在某些发酵产品或天然物质中，利用有机化学反响生成有特殊用途或更有价值的衍生物等方面的研究也较活泼。

生物工业下游技术习题第一章绪论1、何为生化分离工程？其主要研究那些内容？下游加工过程（下游技术）：对由生物界自然产生的或由微生物发酵过程、动植物细胞组织培养或酶反应过程等各种生物工业生产过程获得的生物原料（发酵液、培养液、反应液），经提取分离、加工精制成有关生物化工产品的过程（技术）。

由不同生物化工单元操作组成。

研究内容：产品的分离纯化，从混合物（发酵液等）中用最低的投入，获得最高的产出（产物的高得率、高纯度）。

2、试述生物技术下游加工过程的特点及应遵循的原则。

特点：发酵液等为复杂多相系统，属非牛顿性液体，成分复杂多样，固液分离困难。

产物起始浓度低（发酵液起始浓度较低而杂质又较多），常需多步纯化操作；产物（生物物质）通常很不稳定：遇热、极端pH、有机溶剂会引起失活或分解；发酵或培养都是分批操作，生物变异性大，各批发酵液不尽相同，下游加工应有弹性；发酵液不宜久存，应尽快提取。

原则：时间短；温度低；pH适中（在生物物质的稳定范围内）；严格清洗消毒。

基因工程产品，生物安全问题3、生化分离工程有那些特点？其包括那几种主要分离方法？4、简述生化分离工程的发展趋势。

操作集成化(减少步骤，提高收率）；方法集成化；大分子与小分子分离方法的相互渗透；亲和技术的推广使用和配基的人工合成；优质层析介质的开发；基因工程对下游过程的影响；发酵与提取相耦合。

5、简述生物技术下游加工过程的一般流程。

按生产过程划分，下游技术大致分为4个阶段：a)预处理（发酵液或培养液的预处理和固液分离)；b)提取（初步分离纯化）；c)精制（高度纯化）；d)成品加工（最后纯化）；第二章预处理与固-液分离法1、发酵液预处理的目的是什么？主要有那几种方法？预处理：a)预处理目的：改变发酵液的性质，利于固液分离。

b)方法：采用酸化、加热、以降低发酵液的粘度；或加入絮凝剂，使细胞或溶解的大分子聚结成较大颗粒。

目的：分离菌体和其他悬浮颗粒，除去部分可溶性杂质和改变滤液性质，利于提取精制后续工序的顺利进行；菌种不同、发酵液特性不同，预处理方法选择也不同。

生物工程下游技术期末试题及答案（A）期末考试题（A卷）姓名；学号；成绩：一、填空题：（30分，每空1.5分）1、膜分离技术的主要种类有、、、和等五种类型。

2、动物细胞培养的操作方式可分为、、、和等五种方式。

3、常用的液相色谱蛋白质复性法有、、和。

（注：请填写中文）4、按照基质材料组成可将微载体大致分为、、、、、和。

二、名词解释：（30分，每题6分）1、浓差极化2、膜污染3、微载体4、凝胶过滤色谱5、亲和色谱三、问答题：（40分，每题10分）1、HPLC的全称是什么？一套HPLC系统包括那些主要部件?常用的HPLC填料有哪些？并说明其基本分离原理。

2、简述什么是离子交换树脂的“中毒”现象以及造成“中毒”的主要原因。

3、简述正相色谱和反相色谱的操作特点。

4、简述优良的微载体应具有的特性。

期末考试题（A卷）（答案）一、填空题：（30分，每空1.5分）1、微滤；超滤；反渗透；电渗析；渗透蒸发。

2、分批式操作；流加式操作；半连续式操作；连续式操作；灌注式操作。

3、体积排阻色谱法；离子交换色谱法；亲和色谱法；疏水作用色谱法。

4、交联葡聚糖为基质的微载体；纤维素为基质的微载体；蛋白质为基质的微载体；高分子合成材料为基质的微载体；无机材料玻璃为基质的微载体；液膜微载体。

二、名词解释：（30分，每题6分）1、是指在分离过程中，料液中的溶剂在压力驱动下透过膜，溶质被截留，于是在膜表面与临近膜面区域浓度越来越高，导致溶剂透过流量下降。

2、是指处理物料中的微粒、胶体粒子或溶质大分子由于与膜存在物理化学相互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。

3、微载体是指直径在60～250μｍ，能够适用于贴壁细胞生长的微珠。

4、是在水相淋洗体系中，对于水溶性大分子化合物按其分子尺寸大小进行分离的一种液相色谱技术。

5、是基于待分离物质，如蛋白质、多肽、糖蛋白和核酸等生物分子，与固定化在载体上的配基分子之间的专一性相互作用的一种色谱学方法。

生物工程下游技术复习题一、全然知识点1、经典的蛋白质测定方法有凯氏定氮法、TCA比浊法、福林-酚法和紫外法。

2、蛋白质分子是含有可带正电荷的氨基、亚氨基、酰氨基等和可带负电荷的羧基、苯酚基、巯基等的两性生物大分子。

3、色谱柱是进行色谱不离的要紧场所。

4、色谱，从基质材料的角度来瞧，能够分为有机基质和无机基质。

5、目前常见的液相色谱填料，按其物理形态，一般分为多孔型、非多孔型和薄壳型三中结构类型。

6、等电聚焦法能够测定蛋白质的等电点，同时又能鉴定蛋白质的纯度。

7、天然人白细胞介素-2〔IL-2〕由133个氨基酸组成，其中有一个游离半胱氨酸〔位于第125位〕，而第58位和第105位的半胱氨酸形成二硫键，此二硫键为活性所必须，而二硫键的错配对，可落低其生物活性和形成抗原性。

8、带有正电荷的蛋白质分子在电场作用下，向阴极移动。

9、径向色谱应用于生化不离，具有快速、压落低两个明显的优势。

10、羟基磷灰石晶体是骨骼和牙齿等生物体硬组织的要紧无机成分，它与生物体组织有特异的亲和力和相容性。

11、肽谱技术是指蛋白质被酶解或化学落解后肽段的不离分析和制备。

12、高速珠磨法中，碍事珠磨破裂的操作参数有转速、进料速度、珠子直径与用量、细胞浓度、冷却温度等。

13、超声破裂的效率与声频、声能、处理时刻、细胞浓度及菌种类型等因素有关。

14、空化现象是在强声波作用下，让气泡形成，胀大和破裂的现象。

15、切向流过滤又称错流过滤、交叉流过滤、十字流过滤，〔cross-flowfiltration〕确实是根基一种维持恒压下高过滤速度的技术。

16、离子交换法按照其操作方式能够分为间隙式分批操作及柱式洗脱两种。

17、在膜不离过程中，浓差极化与膜污染是经常发生存在的两种现象，也是碍事膜不离技术在某些方面应用的拦路虎。

18、泡沫不离技术是一种基于溶液中溶质〔或颗粒〕间外表活性的差异进行不离的一种方法，外表活性强的物质优先吸附于分散相〔气体〕与连续相〔液面〕的界面处，被气泡带出连续相而到达浓缩。

（完整版）生物工业下游技术习题（附答案）生物工业下游技术习题第一章绪论1、何为生化分离工程？其主要研究那些内容？下游加工过程（下游技术）：对由生物界自然产生的或由微生物发酵过程、动植物细胞组织培养或酶反应过程等各种生物工业生产过程获得的生物原料（发酵液、培养液、反应液），经提取分离、加工精制成有关生物化工产品的过程（技术）。

由不同生物化工单元操作组成。

研究内容：产品的分离纯化，从混合物（发酵液等）中用最低的投入，获得最高的产出（产物的高得率、高纯度）。

2、试述生物技术下游加工过程的特点及应遵循的原则。

特点：发酵液等为复杂多相系统，属非牛顿性液体，成分复杂多样，固液分离困难。

产物起始浓度低（发酵液起始浓度较低而杂质又较多），常需多步纯化操作；产物（生物物质）通常很不稳定：遇热、极端pH、有机溶剂会引起失活或分解；发酵或培养都是分批操作，生物变异性大，各批发酵液不尽相同，下游加工应有弹性；发酵液不宜久存，应尽快提取。

原则：时间短；温度低；pH适中（在生物物质的稳定范围内）；严格清洗消毒。

基因工程产品，生物安全问题3、生化分离工程有那些特点？其包括那几种主要分离方法？4、简述生化分离工程的发展趋势。

操作集成化(减少步骤，提高收率）；方法集成化；大分子与小分子分离方法的相互渗透；亲和技术的推广使用和配基的人工合成；优质层析介质的开发；基因工程对下游过程的影响；发酵与提取相耦合。

5、简述生物技术下游加工过程的一般流程。

按生产过程划分，下游技术大致分为4个阶段：a)预处理（发酵液或培养液的预处理和固液分离)；b)提取（初步分离纯化）；c)精制（高度纯化）；d)成品加工（最后纯化）；第二章预处理与固-液分离法1、发酵液预处理的目的是什么？主要有那几种方法？预处理：a)预处理目的：改变发酵液的性质，利于固液分离。

b)方法：采用酸化、加热、以降低发酵液的粘度；或加入絮凝剂，使细胞或溶解的大分子聚结成较大颗粒。

目的：分离菌体和其他悬浮颗粒，除去部分可溶性杂质和改变滤液性质，利于提取精制后续工序的顺利进行；菌种不同、发酵液特性不同，预处理方法选择也不同。

《生物工程下游技术》习题集绪论1.下游技术2.技术较适合于胞内活性物质和细胞碎片的分离。

3.技术在获取天然生物物质方面有独特的优势。

4.技术解决了生物大分子对PH、热、有机溶剂、金属离子等敏感的难题。

5.常用于生物大分子物质初步纯化的下游单元操作有：6.常用于小分子物质分离提取的下游单元操作有：7.常用于生物大分子物质高度纯化的下游单元操作有：8.常用于小分子物质高度纯化的下游单元操作有：9.某一目的蛋白在酵母中为分泌表达，该蛋白等电点为4.5,要求从发酵液中纯化得到固态的目的蛋白。

根据所学知识，设计一套较为合理的纯化工艺（画出工艺流程图）。

10.尽量减少分离提取的操作步骤，对于提高总收率是很重要的。

（）下游技术的理论基础1.以物理学过程为基础的分离操作，大致可分为平衡分离操作、拟平衡分离操作、非平衡分离操作。

其中，蒸发与干燥、萃取、结晶、离子交换都是，离心是，膜过滤是。

2.下游分离过程中，选择分离方法的依据是：3.从工程学的角度来说，物性差异越大，作为分离基础的实际利用价值越大。

（）4.分离操作中，属于平衡分离的操作，其最大分离度由平衡关系决定。

（）5.疏水性相互作用6.特异性相互作用预处理和固液分离1.改变发酵液过滤特性的主要方法有哪些？其主要机理如何？2.凝聚和絮凝、混凝3.下游技术对絮凝剂的化学结构的三个要求：、、。

4.发酵液中的高价金属离子，如Ca2+，Fe2+，Mg2+，分别采用、、去除。

5.发酵液中杂蛋白质的常采用、、方法去除。

6.发酵液中固液分离常采用、单元操作，优先考虑。

7.按照过滤机理不同，过滤操作可以分为和。

8.在澄清过滤中，起着主要的过滤作用，在滤饼过滤中，起着主要的过滤作用。

9.常用的离心设备：10.常用的过滤设备：微生物细胞破碎1.常用细胞破碎方法主要有：、、、、。

2. 常用细胞破碎方法(珠磨法、高压匀浆法、超声破碎法、酶溶法、化学渗透法)的原理、特点及适用性。

3. 举例说明采用多种破碎方法相结合提高破碎率的机理。

生物工程下游技术习题简答题1、Monod公式的物理意义，公式适用范围答：①其中um是最大生长速率，Ks是monod常数，取决于环境条件（ph，温度，离子强度等）②基本上反映了比生长速率与地物浓度的关系，由ks值又反映了比生长速率与环境的关系③不适合于比较粘稠的发酵液，有不同的模型标示④有两个以上限制性底物，有抑制性第五或产物存在时有不同的模型表示Monod常数等于比生长速率达到最大比生长速度一半时的限制机制浓度对于高密度培养，特别是丝状菌培养过程2、利用为载体进行动物细胞培养的优点表面积/体积比大；微载体悬浮于培养基中，细胞生长环境均已，便于检测和控制；培养基利用率高；采样重演性好；收获过程不复杂；放大较容易；劳动强度小，占用空间小3、膜分离技术的优点：①处理效率发哦，设备以预防大②可在室温或低温下操作，适宜与热敏感物质分离③化学与机械强度最小，减少失活④无相变，省能⑤选择性好，可在分离浓缩的同时达到部分纯化的目的⑥选择合适膜与操作参数，可得到较高的回收率⑦系统可密闭循环，防止外来污染⑧不外加化学物，透过液可循环使用，降低了成本并减少了对环境的污染4、与传统的稀释法和透析法相比，液相色谱复兴的优点①在进样后可很快的出去变性剂②色谱固定相对变形蛋白质的吸附可明显的减少、甚至完全消除变性蛋白质分子在脱离变性环境后的分子聚集，从而避免了沉淀的产生，提高蛋白质复性的质量和活性回收率③在蛋白质复性的同时，课时目标蛋白质与杂蛋白分离达到纯化的目的，使复性和纯化同时进行④便于回收变性剂，降低废水处理成本5、非线性色谱：流动相中的样品浓度与固定相中的样品浓度不成现行的色谱，分析色谱大多属于线性色谱，制备色谱大多属于非线性色谱。

①特点样品的保留值可变：非线性色谱的办离职随样品及其浓度的增加而下降②峰形的不对称性，不是高斯正态分布③色谱峰的风高于浓度不是线性关系，逢高增加的速率随浓度的增加而下降六.做为优良的凝色谱介质应该具备什么基本特点？1.介质本身为惰性物质，不与溶质、溶剂分子发生任何作用；2.应尽量减少介质内含的带电离子基团，以减少特异性吸附，提高蛋白质的收率；3.介质内孔径大小要分布均匀，即孔径分布较窄；4.凝胶珠粒大小均匀；5.介质要有良好的物理化学稳定性及较高的机械强度，易于消毒。

生物工程下游技术_厦门大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.下列哪种形式的疫苗最可能不是针对新冠病毒的疫苗（）答案:卡介苗2.下列哪种技术是基于全发酵液开始的物质的分离技术（）答案:扩张床吸附3.如果需要除去分子量小于0.1kD的分子，可以采用哪种膜（）答案:纳滤膜4.通过压力和孔径用于物质分离的设备称为（）板框压滤机5.下列哪种方法通常不能用于破碎细胞（）答案:干燥法6.萃取率的计算通常采用（）答案:诺模图7.以气泡为介质，利用组分的表面活性差进行分离的一种分离方法，称为（）答案:泡沫分离8.下列哪种物质一般不用做吸附剂（）石碳酸类9.常用的扩张床吸附基质一般不包括（）答案:活性碳—石英砂10.聚丙烯酰胺凝胶电泳分离中不包括哪种效应（）答案:聚合效应11.超滤中的CUTOFF是指（）答案:截留分子量12.在蛋白质纯化过程中，甘油的浓度一般是多少时可以有效的增加蛋白质的稳定性同时防止泡沫的产生10%13.下列有关TEMED (四甲基乙二胺）描述不正确的是（）答案:是一种强氧化剂14.凝胶浓度的选择与被分离物质分子量的对应关系正确的是（）答案:分子量100000用8%左右15.用下列哪种膜可以除去热源（）答案:超滤膜16.“你需要的不是在工厂里生产蛋白质，然后对它们进行提纯，而是让肌肉来完成这项工作，自己制造蛋白质”。

这指的最可能是哪种疫苗（）答案:核酸疫苗17.降低发酵液粘度的方法，在下列各项中最可能采用的是（）答案:酸化18.两相分离技术是基于生物工程下游技术的哪种理论（）答案:平衡理论19.凝胶色谱技术有时也称为（）答案:凝胶过滤分子排阻色谱凝胶层析20.Sepharose 与Sephadex两者的共同点（）答案:具有较好的亲水性都是多糖类物质21.全人源抗体制备的相关技术主要有：人杂交瘤技术、EBV 转化 B 淋巴细胞技术、噬菌体展示技术(phage display)、转基因小鼠抗体制备技术(transgenic mouse)和单个B细胞抗体制备技术等。