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练习题及答案填空题1.超声波破碎细胞的效率与声频、声能、处理时间、细胞浓度及细胞类型等因素有关。
3在生物工程下游技术领域，色谱和电泳是目前所知最好的两种分离蛋白的方法。
5无论是什么类型的液相或气相色谱,其色谱装置均应包括: 流动相供给、进样、色谱柱、检测器等四大部分。
7径向色谱填料主要有：离子交换树脂和亲和色谱填料两种。
9请列举任意四种破碎细胞的方法：高压匀浆法，高速珠磨法，超声破碎，酶溶法。
11请列举二种测量蛋白质含量的方法：双缩脲法，考马斯蓝法。
13无机HPLC填料最常见的是以多孔大硅胶为基本材料的填料；含14硼的Na2O-B2O3-SiO2系玻璃经过热处理引起相分离，生成可溶于酸的相及不溶于酸的高硅相。
将酸可溶相浸析出来后剩下的另一相就制成了可控孔径玻璃，可控孔径玻璃的主要化学成份就是SiO2。
(每空1分)17羟基磷灰石在原理上一般被认为是一种无机基质高效色谱。
19．指出蛋白质复性的三种方法：稀释法，透析法，液色色谱法等21．膜的孔径一般为微米级，依据其孔径的不同（或称为截留分子量），可将膜分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜23．色谱的峰宽可以用半峰宽、峰底宽、标准偏差表示。
26．Shepadex G25是一种凝胶排阻色谱，主要用于脱盐。
32．目前径向色谱柱使用的填料主要有离子交换树脂和亲和色谱两种;34．细胞破碎法包括：机械力和非机械力破碎方法；机械方式又包括：液体剪切力和固体剪切力方法，液体剪切力包括：高压匀浆法和超声破碎法；固体剪切力包括：高速珠磨法和压榨法。
26．高压匀浆法的破碎率决定于：匀浆阀的结构，操作压力，破碎次数。
2目前用于固液分离的膜过滤法主要有以下三种: 微孔过滤(微滤)、超滤、反渗透。
4在生物物质分离中，可以依据一次进样量多少，将色谱分为：分析色谱、半制备色谱（中等规模制备色谱）、制备色谱和工业生产规模色谱4大类。
6在色谱过程中，有两种将目标产品从色谱柱上洗脱下来的方法：一种是维持流动相热力学参数不变的等梯度洗脱法，另一种叫梯度洗脱法。
第一章1、请谈谈你对学习生物工业下游技术的重要性的认识。
1)下游技术是生物技术产品产业化的必经之路。
2)由于生物原料和制品的多样性，越来越多的产品明显带有生物物质的特征(如活性和热敏性)，它们的生产工艺已不能简单套用化工单元操作技术 3)工业生物技术产品，包括现代发酵工业产品，其质量的优劣，成本的高低，竞争力的大小，往往与下游技术直接相关。
某些基因工程产品，其提取精制成本甚至占总成本的70－90％。
4)下游技术还与许多新产品的开发以及环境保护密切相关。
2、生物工业下游技术包含哪两层含义？请举例说明。
1)物质分离； 2) 产品深加工；举例见书3、生物工业下游技术的发展可划分为几个阶段？各有哪些基本特征？1）古代酿造业：人类仅仅是利用自然现象。
2）第一代生物技术：a认识到发酵的本质是微生物的作用。
b掌握了纯种分离、纯种培养技术。
c发酵法生产酒精、丙酮、丁醇等相对简单的发酵工业产品（厌氧发酵）形成工业化。
d开始引入化学工程中成熟的近代分离技术，如过滤，蒸馏，精馏等。
3）第二代生物技术：第二代生物技术以40年代出现的青霉素产品为代表。
a:由于无菌空气制备技术和大型好氧发酵装置的开发成功，使微生物发酵工业迅速壮大，一大批通风发酵技术产品相继投入了工业生产。
b:生物产品的多样性，从初级代谢产物到次级代谢产物；从小分子的物质到具有生命活性的大分子物质。
c:借鉴和引收了大量的近代化学工业的分离技术。
4）第三代生物技术：第三代生物技术一般认为以70年代末掘起的DNA重组技术及细胞融合技术为代表。
a:基因工程、酶工程和细胞工程产品开始造福人类。
b: 对生物工业的研究已进入分子水平。
c: 研究发现了一大批生理功能性物质，如属低聚糖类的活性糖质、活性肽、高度不饱和脂肪酸等。
4、如何理解生物工业中，原料和产品的特性决定着下游技术？1）粗原料中带入大量的不参与发酵过程的可溶性杂质和不溶性悬浮物给下游过程的分离提取带来了不小的困难，增加了下游操作成本，包括发酵废液的处理成本。
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。
一、名词解释1．凝聚：在电解质作用下，破坏细胞菌体和蛋白质等胶体粒子的分散状态，使胶体粒子聚集的过程。
2．絮凝：指在某些高分子絮凝剂存在下，在悬浮粒子之间发生架桥作用而使胶粒形成粗大的絮凝团的过程3．过滤：是在某一支撑物上放过滤介质，注入含固体颗粒的溶液，使液体通过，固体颗粒留下，是固液分离的常用方法之一。
4．离心沉降：利用悬浮液或乳浊液中密度不同的组分在离心力场中迅速沉降分层，实现固液分离5．离心过滤：使悬浮液在离心力场作用下产生的离心力压力，作用在过滤介质上，使液体通过过滤介质成为滤液，而固体颗粒被截留在过滤介质表面，从而实现固液分离，是离心与过滤单元操作的集成，分离效率更高6．助滤剂：助滤剂是一种具有特殊性能的细粉或纤维，它能使某些难以过滤的物料变得容易过滤7．沉降：是指当悬浮液静置时，密度较大的固体颗粒在重力的作用下逐渐下沉，这一过程成为沉降8．化学渗透破壁法：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，可以改变细胞壁或细胞膜的通透性，从而使胞内物质有选择地渗透出来。
1．分配系数：在一定温度、压力下，溶质分子分布在两个互不相溶的溶剂里，达到平衡后，它在两相的浓度为一常数叫分配系数。
2．萃取过程：利用在两个互不相溶的液相中各种组分（包括目的产物）溶解度的不同，从而达到分离的目的3．超临界流体：超临界流体是状态超过气液共存时的最高压力和最高温度下物质特有的点——临界点后的流体。
4．临界胶团浓度：将表面活性剂在非极性有机溶剂相中能形成反胶团的最小浓度称为临界胶团浓度，它与表面活性剂种类有关。
5．胶团：两性表面活性剂在非极性有机溶剂中亲水性基团自发地向内聚集而成的，内含微小水滴的，空间尺度仅为纳米级的集合型胶体。
1．反渗析：当外加压力大于渗透压时，水将从溶液一侧向纯水一侧移动，此种渗透称之为反渗透。
2．膜分离：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，由于溶液中各组分透过膜的迁移率不同而实现分离的一种技术。
生物工程下游技术习题一、选择题1.1、在发酵液中常加入B，以除去发酵液中的钙离子。
A. 硫酸B. 草酸C. 盐酸D. 硝酸1.2、在发酵液中加入草酸，其作用是ABCD。
A. 去除钙离子B. 去除部分镁离子C. 改善发酵液的过滤性能D. 有助于目标产物转入液相。
1.3、在发酵液中加入三聚磷酸钠，它和B形成可溶性络合物，可消除对离子交换的影响。
A. Ca2+B. Mg2+C.Zn2+D. Fe3+1.4、环丝氨酸的发酵液中，加入磷酸盐的主要目的是去除AD。
A. Ca2+B. Fe3+C. Zn2+D. Mg2+1.5、在发酵液中加入黄血盐，可去除C，使其形成普鲁士蓝沉淀。
A. Ca2+B. Zn2+C. Fe3+D. Mg2+1.6、发酵液中，细胞絮凝机理是A。
A. 胶体理论B. 高聚物架桥理论C. 双电层理论D. 盐析理论1.7、在生物产品分离中，C技术可代替或改善离心和过滤方法，富集或除去发酵液中的细胞或细胞碎片。
A. 凝聚B. 双水相萃取C. 絮凝D. 色谱1.8、高压匀浆法提高细胞破碎率的方法有ABC 。
A. 适当地增加压力B. 增加通过匀浆器的次数C. 适当地增加温度D. 提高搅拌器的转速1.9、下列AB 可采用高压匀浆法进行细胞破碎。
A. 大多数细菌B. 酵母C. 放线菌和霉菌D.包涵体1.10、珠磨法提高细胞破碎率的方法有BCD 。
A. 适当的增加压力B. 增加装珠量C. 延长破碎时间D. 提高转速1.11、下列ABCD 可采用珠磨法进行细胞破碎。
A. 大多数细菌B. 酵母菌C. 放线菌和霉菌D. 含有亚细胞器（如包涵体）的微生物细胞1.12、下列AC 可采用渗透压冲击法进行破碎。
A. 动物细胞B. 酵母菌C. 革兰氏阴性细菌D. 革兰阳性细菌1.13、下列AC 可采用冷冻－融化法进行破碎。
A. 动物细胞B. 酵母菌C. 革兰氏阴性细菌D. 革兰阳性细菌1.14、下列 C 可采用EDTA法进行破壁。
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。
一、名词解释1．凝聚：在电解质作用下，破坏细胞菌体和蛋白质等胶体粒子的分散状态，使胶体粒子聚集的过程。
2．絮凝：指在某些高分子絮凝剂存在下，在悬浮粒子之间发生架桥作用而使胶粒形成粗大的絮凝团的过程3．过滤：是在某一支撑物上放过滤介质，注入含固体颗粒的溶液，使液体通过，固体颗粒留下，是固液分离的常用方法之一。
4．离心沉降：利用悬浮液或乳浊液中密度不同的组分在离心力场中迅速沉降分层，实现固液分离5．离心过滤：使悬浮液在离心力场作用下产生的离心力压力，作用在过滤介质上，使液体通过过滤介质成为滤液，而固体颗粒被截留在过滤介质表面，从而实现固液分离，是离心与过滤单元操作的集成，分离效率更高6．助滤剂：助滤剂是一种具有特殊性能的细粉或纤维，它能使某些难以过滤的物料变得容易过滤7．沉降：是指当悬浮液静置时，密度较大的固体颗粒在重力的作用下逐渐下沉，这一过程成为沉降8．化学渗透破壁法：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，可以改变细胞壁或细胞膜的通透性，从而使胞内物质有选择地渗透出来。
1．分配系数：在一定温度、压力下，溶质分子分布在两个互不相溶的溶剂里，达到平衡后，它在两相的浓度为一常数叫分配系数。
2．萃取过程：利用在两个互不相溶的液相中各种组分（包括目的产物）溶解度的不同，从而达到分离的目的3．超临界流体：超临界流体是状态超过气液共存时的最高压力和最高温度下物质特有的点——临界点后的流体。
4．临界胶团浓度：将表面活性剂在非极性有机溶剂相中能形成反胶团的最小浓度称为临界胶团浓度，它与表面活性剂种类有关。
5．胶团：两性表面活性剂在非极性有机溶剂中亲水性基团自发地向内聚集而成的，内含微小水滴的，空间尺度仅为纳米级的集合型胶体。
1．反渗析：当外加压力大于渗透压时，水将从溶液一侧向纯水一侧移动，此种渗透称之为反渗透。
2．膜分离：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，由于溶液中各组分透过膜的迁移率不同而实现分离的一种技术。
（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。
生物工程下游技术作业及答案第三章1 凝聚:是指在电解质作用下，由于胶粒之间双电层排斥作用降低，电位下降，而使胶体体系不稳定的现象。
2 絮凝：是指在某些高分子絮凝剂存在下，基于桥架作用，使胶粒形成絮凝团的过程。
3 为有利于发酵液过滤可采用哪些方法来改变发酵液过滤特性？其简要机理如何？答：可通过以下几个方式：（1）降低液体粘度(加水稀释法和加热法)；（2）调节pH；（3）凝聚与絮凝；（4）加入助滤剂；（5）加入反应剂。
4 杂蛋白是发酵液中主要杂质，常用的除去方法有哪些？答：沉淀法；变性法；吸附法。
第四章1 细胞破碎：是指选用物理、化学、酶或机械的方法来破坏细胞壁或细胞膜。
2 细胞破碎有哪些方法？简述他们的基本原理。
答：固体剪切法；液体剪切法；超声波法；其他方法。
3 高压匀浆法与球磨法比较？答：1、高压匀浆法操作参数少，易于确定，适于大规模操作，而球磨法操作参数多，一般凭经验估计，在大规模操作中，夹套冷却控温难度较大。
2、球磨机连续操作时兼具破碎和冷却双重功能，减少了产物失活的可能性，而高压匀浆机需配备换热器进行级间冷却。
3、球磨法破碎在适当条件下一次操作即可达到较高的破损率，而高压匀浆法往往需循环2-4次才行。
4、球磨机适合于各种微生物细胞的破碎，而高压匀浆机不适合丝状真菌及含有包含体的基因工程菌。
第六章1浓差极化：是指当溶剂透过膜，而溶质留在膜上，因而使膜面浓度增大，并高于主体中浓度的现象。
2 膜的污染：随着操作时间的增加，膜透过流速的迅速下降，溶质的截留率也明显下降，这一现象被称为膜的污染。
3 简要说明各种膜（超滤膜、微孔过滤膜和纳米过滤膜）的特点及用途？答：超滤膜：能截留相对分子质量500以上的高分子的膜，应用于大分子产品，主要是酶及蛋白类产品。
微孔过滤膜：主要用于分离流体中尺寸为0.1-10µm的微生物和微粒子，以达到净化、分离和浓缩的目的。
主要用于无菌液体的生产，反渗透及超过滤的前处理。
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。
胞外产物：经预处理使目的产物移至液相，经固液分离，除去固相；胞内产物：收集菌体或细胞，进行破碎，使目的产物移至液相，进行细胞碎片分离。
2、何谓絮凝？何谓凝聚？各自作用机理是什么？凝聚：在电解质（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♦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（链节含许多活性官能团）。
♦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。
3、简述微生物发酵液有何特性？改变发酵液过滤特性的主要方法有哪些？其简要机理如何？微生物发酵液的特性：a)发酵产物浓度较低（1~10%），悬浮液中大部分为水；b)发酵液是组分非常复杂的混合物；c)悬浮物颗粒小，相对密度与液相相差不大；d)固体粒子的可压缩性大；e)液相粘度大（多为非牛顿型流体）；f)性质不稳定，随时间发生变化。
二、发酵液的预处理（改善发酵液过滤特性的物化方法）♦降低液体粘度：滤液通过滤饼的速率与液体粘度成反比。
–加水稀释法：↓ρ，ν过滤↑，会增加悬浮液的体积，加大后续处理任务。
–加热法：提高温度，有效↓ρ，↑ν过滤；蛋白质凝聚成较大颗粒凝聚物。
一般加热温度控制在65~80ºC。
•适用于对非热敏感性产品发酵液预处理；•使用时严格控制加热温度和时间。
4、除去发酵液中杂蛋白质的常用方法有哪些？2、杂蛋白质的去除方法♦沉淀法: 蛋白质在酸性溶液中，能与一些阴离子，如三氯乙酸盐、水杨酸盐、钨酸盐、苦味酸盐、鞣酸盐、过氯酸盐等形成沉淀；在碱性溶液中，能与一些阳离子如Ag+、 Cu2+、Zn 2+、Fe 3+和Pb2+等形成沉淀。
♦吸附作用: 加入某些吸附剂或沉淀剂吸附杂蛋白质而除去。
例如：在枯草芽孢杆菌发酵液中，加入氯化钙和磷酸氢二钠，两者生成庞大的凝胶，把蛋白质、菌体及其他不溶性粒子吸附并包裹在其中而除去，从而可加快过滤速率。
♦变性法：加热，大幅度调节pH，加酒精等有机溶剂或表面活性剂等。
例如：抗生素生产中，常将发酵液pH调至偏酸性范围(pH2-3) 或较碱性范围(pH8-9)使蛋白质凝固，一般以酸性下除去的蛋白质较多。
变性法的局限性：加热法只适合于对热较稳定的目的产物；极端pH也会导致某些目的产物失活，并且要消耗大量酸碱；而有机溶剂法通常只适用于所处理的液体数量较少的场合。
5、在生化工业中常用的过滤方式那两种？各自有何特点？离心分离：a)利用转鼓高速转动所产生的离心力，实现分离。
可分离悬浮液中极小的固体微粒和大分子物质。
优点：分离速度快，效率高，液相澄清度好等。
缺点：设备投资高，能耗大。
过滤：发酵液的过滤特性：–发酵液属非牛顿型液体，滤渣为可压缩性的6、离心分离分那两大类？各自有何特点及用途？常用离心法有那几种？7、过滤式离心机：a)转鼓上开小孔，有过滤介质，离心力下，液体穿过过滤介质经小孔流出而得以分离。
b)用于处理悬浮液固体颗粒较大、固含量较高的物料。
8、沉降式离心机：a)转鼓上无孔，离心力下，物料按密度大小不同分层沉降分离。
b)用于液-固、液-液、液-液-固分离。
9、试述生物工业中常用固液分离设备的原理、特点及适用范围。
板框压滤机：a)传统设备，广泛应用b)结构简单、装配紧凑、过滤面积大，适应性强，过滤推动力能大幅调整等。
c)设备笨重，间歇操作、辅助时间多，效率低；d)自动板框过滤机碟片式离心机：e)是沉降式离心的一种，应用较广泛；f)适应于细菌、酵母菌、放线菌等悬浮液及细胞碎片分离。
第三章细胞破碎法1、常用细胞破碎方法的原理、特点及适用性。
细胞破碎⏹目的：通过收集细胞或菌体，进行细胞破碎，以提取胞内的蛋白质、酶、多肽和核酸等生化物质。
是提取胞内产物的关键步骤。
⏹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，再进行分离纯化。
细胞破碎⏹细胞基本结构：细胞壁（动物细胞除外）、细胞膜、细胞质等。
⏹细胞破碎的主要阻力：细胞壁。
⏹不同类型细胞其细胞壁的结构和组成不完全相同，细胞破碎的难易程度不同。
2、机械法细胞破碎方法非机械破碎方法相比有何特点？一、细胞破碎方法按是否外加作用力分为：机械法和非机械法。
机械法：高压匀浆法、高速研磨或超声波破碎等，（消耗的机械能转为热量使温度上升，要采用冷却措施，防止生物产品受热破坏）；非机械法：酶解法、渗透压冲击法、冻结—融化法、干燥法和化学法溶胞等。
机械法的特点⏹依靠专用设备，利用机械力的作用将细胞切碎；⏹优点：设备通用性强，效率高，操作时间短，成本低，适合大规模工业化。
⏹缺点：细胞碎片细小，胞内物质全部释放，料液黏度大，成分复杂；非机械法的特点⏹利用化学试剂或物理因素等破坏局部的细胞壁或提高壁的通透性；⏹优点：胞内物质释放的选择性好，固液分离容易；⏹缺点：细胞破碎率低，耗费时间长，某些方法成本高，一般仅适合小规模。
3、破碎技术与上、下游过程相结合提高破碎率的机理。
⏹与上游过程相结合：⏹在上游培养过程中，改变培养基成分、生长期、操作参数等使细胞破碎变得容易；⏹用基因工程对菌种进行改造。
⏹与其他下游操作相结合：⏹破碎条件应与后步分离相关；破碎操作与纯化过程结合。
4、酶法细胞破碎常用那几种酶类？。
外加酶法⏹用于实验室规模；⏹根据细胞壁的结构和化学组成选择适当的酶，并确定相应的次序。
⏹细菌类细胞壁：溶菌酶；⏹酵母和真菌类细胞壁：蜗牛酶、纤维素酶、多糖酶等；⏹植物细胞壁：纤维素酶和半纤维素酶第四章沉淀法1、常用的沉淀法有哪几种？沉淀法•利用加入试剂或改变条件使发酵产物离开溶液，生成不溶性颗粒而沉淀。
根据所加入沉淀剂分为：–盐析法–等电点沉淀法–有机溶剂沉淀法–非离子型聚合物沉淀法–聚电解质沉淀法–高价金属离子沉淀法2、生产中常用的盐析剂有哪些？其选择依据是什么？•最常用的盐析剂：硫酸胺、硫酸钠、磷酸钾、磷酸钠。
•中性盐沉淀法：在发酵液中加入中性盐能破坏蛋白质或酶的胶体性质，消除微粒上的电荷，促使蛋白质或酶沉淀或聚结的现象。
•一般用于蛋白质分离和酶制剂工业的发酵液提取。
3、有机沉淀法与盐析沉淀法相比有何优缺点？有机溶剂沉淀法•利用和水互溶的有机溶剂，能使蛋白质在水中的溶解度显著下降（室温下还会变性）。
•优点：溶剂易蒸发除去；有机溶剂密度小，与沉淀物密度差大，易于离心分离。
•缺点：易使蛋白质变性失活；安全要求高。
盐析法•中性盐沉淀法：在发酵液中加入中性盐能破坏蛋白质或酶的胶体性质，消除微粒上的电荷，促使蛋白质或酶沉淀或聚结的现象。
•一般用于蛋白质分离和酶制剂工业的发酵液提取。
第五章膜分离法1、何谓膜分离？主要有那几种膜分离方法？用于分离的膜应有哪些基本特性？⏹膜过滤法（膜分离技术）：用半透膜作为选择障碍层，允许某些组分透过而保留混合物中其他组分，从而达到分离目的的技术。
膜的基本特性：1在一种流体相间有一薄层凝聚相物质，把流体相分隔开来成为两部分，这一薄层物质称为膜。
2是均匀的一相或是由两相以上凝聚物质所构成的复合体，厚度应在0.5 mm以下，具有两个界面；3膜还必须具有高度的渗透选择性；4面积可以很大，也可以非常微小2、膜分离的表征参数有那些？何谓膜截留分子量？⏹水通量：每单位时间内通过单位膜面积的水体积流量，其大小取决于膜的物理特性和系统的条件。
⏹截留率和截断分子量：对一定相对分子质量的物质，膜能截留的程度。
截留率:膜对溶质的截留能力以截留率R来表示截断分子量(MWCO)：定义为相当于一定截留率(90%或95%）的分子量，用以估计孔径的大小。
3、何谓浓差极化现象？它是如何影响膜分离的？减少浓差极化现象的措施？⏹膜的浓差极化：溶剂透过膜而溶质留在膜上，使膜面上溶质浓度增大的现象易造成3种情况：提高渗透压，降低水通量；降低膜的截留率；产生结垢现象，造成物理阻塞，使膜逐渐失去透水能力。
4、什么是膜污染？如何减轻膜污染？膜的清洗及保存方法有那几种？⏹膜的污染：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，使膜产生透过流量和分离特性的不可逆变化现象。
减轻污染的方法⏹料液的有效处理（预处理）：预处理料液达到膜组件进水的水质指标。
⏹改善膜的性质：改善表面性质：表面极性和电荷性。
⏹改变操作条件：适当提高水温加速分子扩散，增大滤速；降低膜两侧的压差或料液浓度；调节料液的pH，远离引起蛋白质沉淀的等电点。
