第1章 绪论 作业答案

第1章绪论作业参考答案

一. 名词解释

1.下游技术（下游加工过程）：是一种技术，即下面加工过程的技术。

人们通常把工业生物技术产品的生产过程比作河流：微生物育种技术为上游技术，发酵技术为中游技术，那么产物分离及产品制作即为下游技术。

生物工程下游技术概念：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源料，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，通常称为下游技术，也称为下游工程或下游加工过程。

2. 清洁生产(Cleaner Production)：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。它包括三方面内容，即清洁生产工艺(技术)、清洁产品、清洁能源。

二. 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”

三. 选择题

1 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（×）。

四. 简答题

1 产品的分离提取工艺应考虑那些因素？

答：某一具体产品的分离提取工艺与下列情况有关：

(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。

2 与目的产物混合的杂质主要包括那些成分？

答：与目的产物混合的杂质包括：1.生物反应过程中的副产物2.未消耗完毕的原料；3.生产过程中加入的化学试剂；4.生产设备材料物质。

第2章下游技术的理论基础作业参考答案

一名词解释

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。

二填空

1 以物理学为基础的分离操作，大致可分为以下三类：（平衡分离过程）、（拟平衡分离操作）、（非平衡分离操作）。

2 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。

3 一般地说，物质间的化学作用与物质间的物理作用力相比，选择性（更强），在高度选择性的精密分离中占有重要地位。

三简答题

1 以物理过程为基础的分离操作可分为那几种操作过程？

答：以物理学过程为基础的分离操作，大致可分为以下三类：

1．平衡分离过程：建立在相平衡关系上的。利用相的组成差别进行混合物体系的分离。

2．拟平衡(速度差)分离操作：在混合物体系本身所占有的空间之外加一个能引起物质分离的势能场，在它的作用下，形成分离场。

3 ．非平衡分离操作：1、2以外均划归其中，利用物质移动速度差和广义的、基于“屏蔽效应”的分离操作。

2 生物高分子特异性结合作用包括那几种可逆结合作用？

答：生物高分子特异性结合作用包括有：1．离子间的相互作用2．氢键结合3．硫水性相互作用4．对金属原子配位5．弱共价键结合

第2章下游技术的理论基础作业参考答案

一名词解释

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。

二填空

1 以物理学为基础的分离操作，大致可分为以下三类：（平衡分离过程）、（拟平衡分离操作）、（非平衡分离操作）。

2 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。

3 一般地说，物质间的化学作用与物质间的物理作用力相比，选择性（更强），在高度选择性的精密分离中占有重要地

位。

三简答题

1 以物理过程为基础的分离操作可分为那几种操作过程？

答：以物理学过程为基础的分离操作，大致可分为以下三类：1．平衡分离过程：建立在相平衡关系上的。利用相的组成差别进行混合物体系的分离。2．拟平衡(速度差)分离操作：在混合物体系本身所占有的空间之外加一个能引起物质分离的势能场，在它的作用下，形成分离场。3 ．非平衡分离操作：1、2以外均划归其中，利用物质移动速度差和广义的、基于“屏蔽效应”的分离操作。

2 生物高分子特异性结合作用包括那几种可逆结合作用？

答：生物高分子特异性结合作用包括有：1．离子间的相互作用2．氢键结合3．硫水性相互作用4．对金属原子配位5．弱共价键结合

第3章发酵液预处理作业参考答案

一名词解释

1.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。

2. 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。

3. 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。

二选择题

1. 在过滤分离中，滤液通过滤饼的速率与其黏度成（ B ）。

A、正比

B、反比

C、无关

2. 微生物代谢产物大多（A ）。

A、分泌到细胞外

B、存在于细胞内

三判断题

1 发酵液预处理的目的是浓缩目标产物（×）。

2 絮凝剂须有长链的线性结构，越长越好（×）。

3 除去发酵液中的杂蛋白质的最常用方法是离心分离（×）。

四简答题

1微生物发酵液有那些特性？

答：微生物发酵液的特性可归纳为：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

2 除去发酵液杂蛋白质的常用方法有那些？

答：杂蛋白质的除去常用方法：

(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。

3 发酵液过滤与分离的困难的原因及解决方法。

答：微生物发酵液的特性可归纳为：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。

通过对发酵液进行适当的预处理，即可改善其流体性能，降低滤饼比阻，提高过滤与分离的速率。

1）降低液体粘度：加水稀释法和加热法2）调整pH：等电点沉淀法3）凝聚与絮凝4）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。5）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。

五. 论述题

1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。

（一）离心法：

原理：离心机是利用转鼓高速转动所产生的离心力，来实现悬浮液、乳浊液分离或浓缩的机械，由于离心力场所产生的强大离心力，所以利用离心分离可分离悬浮液中极少的固体微粒和大分子物质。

常用设备：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。前者转鼓上开有小孔，有过滤介质。主要用于处理悬浮液固体颗粒较大、固体含量较高的场合。后者转鼓上无孔，不需过滤介质。主要用于处理固液、液液