生物工程下游技术课后题
生物工程下游技术习题题目练习
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。
生物工程下游技术习题简答题
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。
生物工程下游技术习题-student
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。
最新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。
生物工程下游技术作业及答案
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。
下游技术总结题库
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。
生物工业下游技术习题（附答案）
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。
生物工程下游技术复习题及解答
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
1.请描述生物工程下游技术的一般工艺流程，并分析各步可采用方法及其原理按生产过程分，下游技术工艺过程大致可分为4个阶段，即预处理、提取（初步分离）、精制（纯化）、成品制作。
发酵液→预处理→细胞分离→细胞破壁→碎片分离→提取→精制→成品制作加热过滤匀浆法离心沉淀(重)结晶浓缩调PH 离心研磨法双水相吸附离子交换干燥絮凝膜分离酶解法膜分离萃取色谱分离无菌加工超滤膜分离成型结晶（1）预处理和固液分离加热法：加热可降低液体黏度，只适用于产物对热较稳定的发酵液。
在适当的温度和受热时间下可使菌体或蛋白质凝聚形成较大颗粒的凝聚物，改善发酵液固液分离特性。
加热是蛋白质变性凝固的有效方法。
调节PH法：PH直接影响发酵液中某些物质的电离度和电荷性质，调节PH可以改变菌体和蛋白质的带电性质，从而改变其过滤特性。
蛋白质属于两性电解质，两性电解质在溶液中的PH处于等电点时分子表面净电荷为零，导致赖以稳定的双电层及水化膜的削弱或破坏，分子间引力增加溶解度最小。
因此，调节溶液的PH，可使蛋白质溶解度下降而析出，这是除去蛋白质的有效方法。
改变PH，还能使蛋白质变性凝固。
絮凝：在某些高分子絮凝剂的存在下。
基于桥架的作用，使胶粒形成絮凝团的过程。
（2）提取（初步分离）沉淀：在溶液中加入沉淀剂使溶质溶解度降低，生成无定形固体从溶液中析出的过程。
原理：沉淀分离就是通过沉淀，在固-液分相后，除去留在液相或沉积在固相中的非必要成分。
吸附：吸附是利用吸附剂对液体或气体中某一组分具有选择性吸附的能力，使其富集在吸附剂表面的过程。
吸附的原理：固体内部分子所受分子间的作用力是对称的，而固体表面分子所受力是不对称的。
向内的一面受内部分子的作用力较大，而表面向外一面所受的作用力较小，因而当气体分子或溶液中溶质分子在运动过程中碰到固体表面时就会被吸引而停留在固体表面上。
萃取：利用溶质在互不相溶的两相之间分配系数的不同而使溶质得到纯化或浓缩的技术。
原理：利用各物质在不同溶剂中具有不同的溶解度的原理来达到将目标产物分离纯化的目的。
生物工程下游技术复习题
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。
生物工程下游技术
9. 超滤：以压力差为推动力，以多孔小薄膜为过滤介质，按粒径选择分离溶液中所含的微粒和大分子的膜分离操作。
10. 软水：利用钠型阳离子交换树脂去除钙、镁离子后的水。
11. 色谱分离：色谱分离也称为色层分离或层析分离，在分析检测中则常称为色谱分析。
它是一种物理的分离方法。
利用多组分混合物中各组分物理化学性质(如吸附力、分子极性、分子形状和大小、分子亲和力、分配系数等)的差别，使各组分以不同程度分布在固定相和流动相中；当多组分混合物随流动相流动时、由于各组分物理化学性质的差别，而以不同的速率移动，使之分离。
12. 结晶：当溶质从液相中析出时，形成晶形物质的过程称为“结晶”。
13. 干燥：常指借热能使物料中水分(或溶剂)气化，并由惰性气体带走所生成的蒸气的过程。
14. 蒸发：使含有不挥发溶质的溶液沸腾汽化并移出蒸汽，而使溶液中溶质浓度提高的过程。
蒸发所用设备称为蒸发器。
15. 清洁生产：是指将综合预防的环境保护策略持续应用于生产过程和产品中，以期减少对人类和环境的风险。
清洁生产的定义涉及到两个全过程控制：生产全过程控制和产品整个生命周期控制。
16. 乳化：是一种液体(分散相)分散在另一种不相混溶的液体(连续相)中的现象。
17. 细胞破碎技术：是指利用外力破坏细胞膜和细胞壁，使细胞内物质包括目的产物成分释放出来的技术。
18. 亲和色谱：利用生物物质间的特异性相互作用，或者说是利用了某些生物物质之间特异的亲和力进行选择性分离的一种色谱分离技术。
19. 吸藏：是指母液中杂质吸附于晶体表面，如果晶体生长过快，杂质甚至会机械地陷入晶体。
20. 表面扩散：是指原子、离子、分子以及原子团在固体表面沿表面方向的运动。
当固体表面存在化学势梯度场，扩散物质的浓度变化或样品表面的形貌变化时，就会发生表面扩散。
二、选择题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（ B ）。
生物工程下游技术简答题
答案仅供参考1.从生物工程概念及学科分支着手，分析生物工程下游技术的概念。
生物工程是分子遗传学、微生物学、细胞生物学、生物化学、化学工程和能源学等各学科的结合，应用于医药、食品、农林、园艺、化工、冶金、采油、发酵罐新技术和新底物的环保等方面的工程技术；生物工程下游技术就是研究，应用和设计生物产品的提取、分离、纯化、精制及加工工艺，使其变为产品的一门学科。
2.谈谈生物工程下游技术课程主要研究哪些问题？在整个生物工程技术领域的地位如何？有何作用？研究生物工程产品的提取、分离、纯化、精制加工等技术的基本原理和方法。
下游技术是生物制品产业化的必经之路和关键所在，直接影响产品的质量和成本。
作用是可以培养对生物产品的分离，纯化技术的掌控和应用能力，以及对生物物质提纯最佳方案的设计能力。
3.生物工程下游技术处理对象有哪些特点？目标物质浓度低、组分复杂、产物稳定性差、质量要求高（纯度、卫生和生物活性）4.原料中目的物的浓度与产品价格是否有关联？目的物浓度越低，产品的价格就越高5.提取步骤数及各步收率对总收率有何影响？提取步骤数越多，最终的总收率就越低6.通过查阅资料，介绍生物工程发展史。
第一阶段：古代酿造业，不存在下游技术一说，主要产品是酒、酱油、醋之类的发酵产品。
第二阶段：近代酿造业，可以进行过滤、蒸馏、精馏等简单的单元操作，主要产品是丙酮、丁醇等无活性的小分子物质。
第三阶段：可以进行目前大部分的化工单元操作，主要产品是抗生素、多糖、蛋白质等具有一定生物活性的大分子物质。
第四阶段：现代生物工业，可以进行各种新型分离技术（色谱、萃取等），主要产品是基因工程的高附加值产品。
7.介绍生物下游技术的一般流程，划分依据是什么？1.预处理（固体细胞与液体发酵液）2.提取（初步分离）3.精制（高度纯化）4.成品制作（最后加工，层析、电泳等）划分依据一般是分离产物的物相，分离物的大小，难度，方法等。
8.生物下游分离与化工分离有何区别？生物下游分离常无固定操作方法可循，生物材料组成非常复杂，分离操作步骤多，不易获得高收率，培养液（或发酵液）中所含目的物浓度很低，而杂质含量却很高，分离进程必须保护化合物的生理活性，生物活性成分离开生物体后，易变性、破坏，基因工程产品，一般要求在密封环境下操作。
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
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。
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
《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。
生物工程下游技术实验报告思考题
答案仅供参考1、简述发酵液预处理的目的及常用方法。
降低粘度，保护敏感目标物质，浓缩目标物质，沉淀杂蛋白降低过滤阻力，便于过滤；方法有加热加水、等电点法、加絮凝剂、凝集剂或反应剂。
2、你认为发酵液固液分离常用方法有哪些？离心分离和过滤分离3、针对某一具体产品的分离纯化，在进行发酵液预处理时，一般要考虑哪些因素？目标产物的所在位置，是胞内还是胞外；目标物质的分子量是多少，可否通过超滤膜；目标物质对哪些物质或条件敏感（温度、pH、有机溶剂等）；如何保护目标物质的活性；目标物质在发酵液里的浓度是多少；发酵液的粘度；发酵液固形物的含量和性质。
4、此次实验，你所在小组处理的是哪种原料，采取何种预处理和固液分离方法？简述选择依据，请分析实验结果是否达到预期。
处理的是大肠杆菌的发酵液，为浅黄色，略显透明，有类似石楠花的刺激性气味；预处理是采用加入絮凝剂聚丙烯酰胺和助滤剂硅藻土的方式，搅拌后，用抽滤机抽滤，以此进行预处理，因为发酵液比较粘稠；抽滤完成后，使用超滤膜过滤。
1、简述微生物细胞破碎方法的选择依据及注意事项。
选择破碎方法的依据有很多，主要有需要破碎细胞的数量，细胞壁的强度，目标物质对破碎条件的敏感程度和提取目标物质所需要的破碎度。
2、此次实验，你所在小组处理的哪种细胞，采取何种破碎技术？简述选择依据，请分析实验结果是否达到预期。
处理的是酿酒酵母的培养液，呈乳白色，无刺激性气味，采用了超声波破碎，效果非常差；考虑到酵母菌细胞壁非常厚实，加入海盐手动研磨一个小时，镜检后发现略微有一点效果。
总的来说，没有达到预期效果，原因可能是手动研磨功率太低，酵母细胞壁又太后，酵母细胞应该经过预处理，比如说葡聚糖酶处理，再破碎，效果会比较好。
3、细胞破碎率的测定方法有哪些？简述其区别。
内容物的释放率（蛋白质含量或酶活力）、显微镜下镜检（完整细胞的数量，可以用染色剂染色来辅助计数，用以区分活细胞和死细胞）、测定破碎前后电导率的变化（细胞内容物的释放会导致溶液电导率的变化）、也可以用平板培养基培养一段时间后计数，检测剩余活细胞的数量，不过时间过长。
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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。