生物技术--阅读理解

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生物技术--阅读理解

阅读与理解

阅读文章名称Causes, consequences and ethics of biodiversity

得分

中文题目:生物多样性的成因,影响及社会规范

姓名:傅文怡

单位:安泰经济与管理学院邮编:200240

前言

生物多样性的存在是地球生物种类多样化必不可少的一个重要因素,也是生态系统能较好维持平衡的主要原因。生物多样性是地球生命的基础。它的重要的社会经济伦理和文化价值无时不在宗教、艺术、文学、兴趣爱好以及社会各界对生物多样性保护的理解与支持等方面反映出来。它们在维持气候、保护水源、土壤和维护正常的生态学过程对整个人类做出的贡献更加巨大。生物多样性的意义主要体现在它的价值。对于人类来说,生物多样性具有直接使用价值、间接使用价值和潜在使用价值。然而,人类出于自我发展的考虑,在农业工业发展的同时,有意无意的也对生物多样性造成了严重的破坏,导致了无法挽回的局面。

一、背景知识

生物多样性这一概念由美国野生生物学家和保育学家雷蒙德(Ramond. F. Dasman)1968年在其通俗读物《一个不同类型的国度》(A different kind of country)一书中首先使用的,是Biology 和 Diversity 的组合,即Biological diversity。但到上世纪80年代,“生物多样性”(Biodiversity)的缩写形式由罗森(W.G.Rosen)在1985年第一次使用,并于1986年第一次出现在公开出版物上,由此“生物多样性”才在科学和环境领域得到广泛传播和使用。

讽刺的是,也正是同时,人们开始意识到自身对于生物多样性已经造成的严重破坏,以及自然环境对于人类的可持续发展有着极为重要的作用。

通过查阅相关资料可知,生物的多样性包括:物种多样性、基因多样性和生态系统多样性三个层次。

(1)物种多样性是指物种和物种间差异的多样性,是生物多样性的重要体现

(2)基因的多样性又叫遗传的多样性,它是生物多样性中最基本、起决定作用的多样性。由于生物的性状特征是由基因控制的,生物的细胞内有成千上万个

基因。不同物种的生物基因有较大差别,同种生物不同个体之间基因也有

差异。因此,基因的多样性可分为种间基因的多样性和种内基因的多样性。

每种生物都是一个丰富的基因库。生物种类的多样性实质上是基因的多样

性。

(3)地球上存在着多种多样的生态系统,生物圈是地球上最大的生态系统。而在生物圈中又可以分出很多小的生态系统,如一片森林、一块草地、一块农田、

一个池塘、一条河流等,即生态系统的多样性。

生物多样性的多层次也使其为人类带来了巨大的使用价值。生物多样性是人类赖以生存的物质基础,对人类生存和发展的价值巨大。

(1)直接价值:如动植物为人类提供的粮食、油料、蔬菜、水果、肉、奶、蛋及许多药物等。

(2)间接价值:生物多样性在自然界的物质循环、净化环境、改良土壤、涵养水源及调节气候等方面发挥着重要作用。

(3)潜在价值:人类所认识和利用的是生物的一小部分,大量的野生生物的使用价值目前还不清楚,它们具有巨大的潜在使用价值。

二、本文亮点

本文构思严谨,结构清晰,从关键的三个点入手,贴合实际的分析了生物多样性的成因、影响及其道德规范入手,明确分析了生物多样性与人类现今的复杂关系。

文章首先强调了生物多样性对自然环境的重要性,及其对于生态系统作用的巨大效果。通过设问句的形式引发读者兴趣,同时也表现出笔者对于现如今生物多样性的存在和稳定性的忧虑。笔者通过几个强有力的证据及知名学者的实验和假说,表明生物多样性和生态系统的营养、生产力、稳定性之间有着强烈的联系,以小观大,证明通过保护生物多样性可以对维护生态系统的平衡起到较大的作用。

其次,文章通过图文并茂的表现方式,以及几个鲜活的实例,再次证明了生物多样性对于生态系统的调节。通过反面例子更是表现了生物多样性减少后对于自然环境的严重破坏,有理有据,值得信服。

再者,笔者通过丰富的背景知识,旁征博引,以历史和地理知识,大量例证使得文章更显生动,不仅对于专业学者进行生物多样性的研究能够有所作为,也可使对于生物多样性较为感兴趣的业余人士如我们受益匪浅。本文提及的实验,实验记录明确清晰,场地图片更增添真实度。为方便读者理解,笔者取较数据更为直观的图表表现不同植物适应温度的不同以及物种丰富度与生物量之间的内在联系。以较为稳定的植物做实验,更增加了实验的可控度。对于生物多样性的成因及影响有比较简单的说明。

总结一下,文章分析的主要是生物多样性的三个方面:生物多样性对于生态系统的影响;共生及生态系统的功能;(人类)社会与自然的道德规范和平衡。细节而言,笔者分析了生态系统的生产力及营养取决于生物多样性的量和大小。简而言之,又与物种的生物量——导致“风险承担”大小的主要因素,物种间和内的竞争力以及物种的风度程度有关。文章该部分

主要强调了生物多样性,这个多年前完全不受重视的课题,实际上却对伟大的生态系统有多么巨大的贡献!其次,作者通过一系列的假说的提出,表现如今科学界对于共生系统的功能尚未有较为完整的认知。作者主要提出了四组对于其功能的猜想。即:物种间的竞争力和分散程度;物种竞争力和其抵抗能力;物种在相同环境下的生存能力和获取资源的能力;物种在复杂环境中获取替代资源的能力。这四组猜想若共同运作,则有可能维系生态系统的有效平衡。最后,笔者点出了人类在生态系统的形成和发展中起的重大作用。人类随着科技的逐步发明从原来与自然共生发展成为改造自然,而且从文章中不难看出作者担心人类接下来可能的创造自己的生态系统,做出危害地球的举动,破坏物种多样性的发展。而这一切,都与人类社会中的道德伦理规范,人与自然的平衡分不开的。作者希望人类能顺从自然,保护发展生物多样性,才能使社会进一步的稳定发展。

三、读后感

不得不说阅读这篇科学类文章对于我而言感触是巨大的。一方面我的专业与之完全无关,自身的生命科学知识又仅限于高中水平,对于这样一篇全英文、富含大量专有名词和实验记录的文章,几乎是手足无措的;另一方面,作为21世纪“科技时代”的一员,我一直以来就被灌输着“保护多样性”、“维护可持续发展”这样的理念,无疑,我对于文章的内容也产生了深深的好奇。生物多样性的定义是什么?如何有效的保护生物多样性?生物多样性又与生态系统、保护环境、维护可持续发展有怎样的关联?阅读之前,大量的如此类的问题充斥于我的耳畔。而在阅读之后,我不免对于生物多样性有了更多的钦佩和敬畏,也对其现状有所堪忧。

生物多样性,这个专业名词背后代表的繁复大量的自由生灵,在广阔的属于他们的自然环境中平和生活的美丽景象。代表的是生生不息的地球的生态系统的大量馈赠。生物的进化是物种间和物种内的自然选择的结果。产生多样性也正是大自然的包容。可现如今这种大自然的包容却可能遭到不断进化,企图改造自然的人类一手破坏。如今,良好的生态系统并不代表健康的共生系统那生物多样的环境,而是代指适合人类的,或是人类自我改造的“一方乐土”。文章向我们展现了生物多样性的丰富的种种优点,却在文末告诉我们如今生物多样性的恶化以及其元凶——人类。人类出于私心利益考虑或无意识的破坏自然正一步步削减生物广袤的多样性。科技的迅速发展使人类陶醉于“上帝”的角色中无法自拔,代替自然为生物进化作选择,这种违背自然规律的“选择”正是生物多样性急剧缩减的主要原因!我们必须在认识到生物多样性的宝贵的同时,也学会保护这份多样的美丽。生物多样性对于人类来说,

不仅只有商业价值。其对于生态系统的重大影响足以使其与人类未来的存亡紧密相连。因此,维护生物多样性需成为当今人类研究的主要课题。

通过对于文章的解读,我惭愧的发现对于生物多样性,普通人如我还是了解的太少太少。

缺乏相关的知识,容易导致好心帮到忙的结果。生态系统的平衡从来就不是静态的,而是物种间的能量转换大循环的结果。生物的多样性表现的就是这样一个动态的平衡,是大自然长期演变的结果,禁不起人类的一再强硬破坏。因此,我认为,多多普及相关方面知识,也许对于保护生物多样性,保护生态平衡方面更见成效。

保护生物多样性,维系生态系统平衡向来就不是一件一蹴而就的事情。正如文章中所提及,生物多样性与人类社会间的种种道德规范,制衡有着极其复杂的关系。但是,既然已造成对于生态破坏的事实,我们就不能对其置之不理。虽然我并不是相关专业的学生,但是我必将利用自己所学专业,发挥自己的特长,对于保护生物多样性做出一份应有的贡献!这也许是我第一次研究英文的生物文献,锻炼自我的能力的同时,也对相关文章培养了一份兴趣!

【参考文献】

1.G race, J. B. et al. Does species diversity limit productivity in natural grassland communities? Ecol. Lett, 2007,10: 680–689

2.Maddison, A. Monitoring the World Economy 1820-1992 (Development Centre of the Organization for Economic

Co-operation and Development, Paris, 1995).

3.Tilman, D. The ecological consequences of changes in biodiversity: a search for general principles. Ecology 80,

1455–1474 (1999).

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5.Tilman, D., Knops, J., Wedin, D., Reich, P., Ritchie, M. & Siemann, E. The influence of functional diversity and

composition on ecosystem processes. Science 277, 1300–1302 (1997)

6.Darwin, C. The Origin of Species by Means of Natural Selection (reprinted by The Modern Library, Random House, New

York, 1859)

生物工程下游技术

生物工程下游技术生物工程下游技术的定义 指从动植物与微生物的有机体或器官、生物工程产物(发酵液、培养液)及其生物化学产品中提取、分离、纯化有用物质的技术过程。 实质:是研究如何从混合物中把一种或几种物质分离出来的科学技术。 1.生化工程分离技术 预处理 结晶干燥 离心法:离心过滤、离心沉降、超离心 萃取法:有机溶剂、双水相、液膜、反胶团、超临界 层析法:凝胶过滤层析、反相层析、亲和、疏水相互作用、聚焦、离子交换 膜分离:微滤、超滤、 反渗透、透析、电渗透 2.生物物质常用的分离技术 氨基酸:结晶和离子交换法 蛋白质和多肽:离子交换层析、电泳 糖类:吸附层析 脂质:有机溶剂萃取、超临界流体萃取和层析 抗生素:有机溶剂萃取、离子交换、结晶和吸附层析 3. 生物分离方法的选择与评价 原则: 步聚少,次序合理,产品规格(注射,非注射),生产规模,物料组成,产品形式,产品稳定性,危害性,物性:溶解度、电荷、分子大小、功能团、稳定性、挥发性,废水处理 4.浓缩率:浓缩程度一般用浓缩率(concentration factor)表达,是一个以浓缩为目的的分离过程的最重要指标。浓缩率为m,mt=mx则目标产物未得到任何程度的分离纯化。 5.分离因子:分离因子又称分离系数。产品中目标产物浓度越高,杂质浓度越低,则分离因子越大,分离效率越高。 6. 回收率:无论是以浓缩还是以分离为目的操作过程,目标产物均应以较大的比例回收, 回收率R:

生物分离操作多为间歇过程(分批操作),若原料液和产品溶液的体积分别为VC和VP。 1 生物产品与普通化工产品分离过程有何不同? 2 设计生物产品的分离工艺应考虑哪些因素? 3 分离纯化的回收率与浓缩率如何计算? 4 现代生物分离工程研究方向有哪些特点? 5 分离纯化指标有哪些? 简述pH对发酵液过滤特性的影响,并举例说明。 答:(1) pH直接影响发酵液中某些物质的电离程度和电荷性质,因此适当调节pH值可以改善发酵液的过滤特性。(2)氨基酸和蛋白质在酸性条件下带正电,碱性条件下带负电,等电点时净电荷为零,两性物质在等电点下的溶解度最小,等电点沉淀法在生物工业分离中广泛使用。(3)如味精生产,利用等电点沉淀法提取谷氨酸,一般蛋白质也在酸性范围达到等电点;膜分离中可通过调整pH 值改变易吸附分子的电荷性质,减少膜堵塞和膜污染;此外,细胞、细胞碎片及某些胶体物质等在特定pH下也可能趋于絮凝而成为较大颗粒,有利于过滤进行。 第二章 1.预处理的目的:促进从悬浮液中分离固形物的速度,提高固液分离的效率: ⑴改变发酵液的物理性质,包括增大悬浮液中固体粒子的尺寸,降低液体黏度。 ⑵相对纯化,去除发酵液中的部分杂质(高价无机离子和杂蛋白质),以利于后续各步操作。 ⑶尽可能使产物转入便于后处理的一相中(多数是液相); 2.预处理的方法 凝聚和絮凝 加热法 调节悬浮液的pH值 杂蛋白的去处 高价无机离子的去处 助滤剂 反应剂 3凝聚与絮凝:.凝聚与絮凝处理过程就是将化学药剂预先投加到悬浮液中,改变细胞、菌体和蛋白质等胶体粒子的分散状态,破坏其稳定性,使其聚集起来,增大体积以便固液分离。 凝聚和絮凝技术常用于菌体细小而且黏度大的发酵液的预处理中。 凝聚和絮凝是两种方法,两个概念。

6705生物工程下游技术

省高等教育自学考试大纲 课程名称:生物工程下游技术课程代码:6705 第一部分课程性质与目标 一、课程性质与特点 生物工程下游技术这门课程适合于理工科专业生物工程专业进行学习。本课程的容更多的涉及到工业应用。下游技术是对于由生物界自然产生的生物体或由微生物菌体发酵的、动植物细胞组织培养的、酶反应、微生物转化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,也称为下游工程或下游加工过程,是生物技术产品产业化的必经之路。目前所指的下游技术大多数属于“物质分离”畴。主要研究的是物质分离的方法原理及相关的仪器设备。生物工程下游技术这门课程涉及到物理,化学,生物化学,发酵工程,生物工程与设备等多门学科。 二、课程目标与基本要求 通过学习生物工程下游技术这门课程应掌握以下基本知识点: 1.生物工程下游技术的研究对象和发展历程 2.下游技术的理论基础 3.发酵液预处理,微生物细胞破碎方法和设备 4.溶剂萃取和浸取,超临界流体萃取,双水相萃取,反胶团萃取,膜分离过程,液膜分离,离子交换法,色谱法等主要分离单元操作技术及分离过程的特点,工艺设计与设备选型通过学习了解各种分离方法的原理,适用围,熟悉常用分离设备的操作,在实际应用中可以选择合适的分离方法对仪器进行操作达到分离的目的。通过学习,具备对生物产品的分离、纯化技术的应用能力,及对生物物质提纯最佳方案的设计能力。 三、与本专业其他课程的关系 本课程的容更多的涉及到工业应用。下游技术对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。在生物工程专业课程的学习中,是一门将生物工程上游技术应用到实际生产中所需要借助的手段。 《物理学》,《无机化学》,《有机化学》,《物理化学》等基础课是这门课程的基础,《微

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

【生物工程】下游技术实验报告

华南师范大学实验报告 学生姓名:黎嘉俊学号:008 专业:生物工程年级、班级:10工程一班课程名称:生物工程下游技术实验实验项目:黑曲霉β-D甘露聚糖 酶的纯化 实验类型:□验证□设计□综合实验时间:2013年9月17日 实验指导老师:江学文实验评分: 一.实验目的 < 1、粗酶的制备 2、硫酸铵分级沉淀 3、透析袋的处理方法和使用 二.原理 1、盐析原理:中性盐浓度增高到一定数值时,使水活度降低,进而导致蛋白质分子表面电荷逐渐被中和,水化层逐渐被破坏,最终引起蛋白质分子间相互聚集并从溶液中析出。 2、透析袋脱盐:酸性β-甘露聚糖相对分子质量为39000和40000,选择MWCO(切割分子量或截留分子量)14000的透析袋,透过掉分子量小于1000的蛋白质;并借助分子扩散脱盐。 三.实验试剂和器材 纱布1卷、脱脂棉1包、琼脂条1包、透析袋MWCO(分子量)7000 [ 四.实验步骤

1、将黑曲霉菌株斜面接种三角瓶固体发酵培养基,℃恒温培养 72 h。 2、称取10克发酵麸曲,加100毫升的醋酸缓冲液,温度℃,转速135rpm,摇 床摇60 min后,用¢15㎝滤纸过滤。 3、取滤液40毫升,在不断搅拌下分步加入(NH4)2SO4 克(待加入部分溶解 后再加入剩余部分)。 4、置冰箱中5℃下静止沉淀过夜。 5、标准曲线的绘制:分别吸取%标准甘露糖溶液、、、、,分别定容至50ml。 再分别吸取上述溶液各于试管中各加,5-二硝基水杨酸显色液(DNS试剂), 煮沸5min(另作1管对照,取蒸馏水,加试剂,同样煮沸5min)。冷却后, 用721型分光光度计在530nm波长下比色,记录各管的光密度值,以光密 度作纵坐标,对应标准葡萄糖溶液含糖的毫克数为横坐标,绘制标准曲线。五.实验结果 ( 0.1%标准甘露糖溶液体积/ml0246810 OD100.0970.4150.873 1.254 1.674 OD200.0970.4160.873 1.256 1.674 OD300.0970.4150.874 1.256 1.674 OD平均值00.0970.4153330.873333 1.255333 1.674 OD标准差000.0005770.0005770.0011550

生物工程下游技术课后题

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。

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。 超滤:超滤是利用膜的透过性能,在静压差的推动力作用下,达到分离离子、分子及其某种微粒目的的膜分离技术。原理:超滤是一种筛分过程,在一定的压力作用下,含有大小分子溶质的溶液流过超滤膜表面时,溶剂和小分子物质(如无机盐类)透过膜,作为透过液被收集起来;而大分子溶质(如有机胶体)则被膜截留而作为浓缩液被回收。 结晶:将形成晶型物质的过程称为“结晶”。原理:通过结晶溶液中的大部分杂质会留在母液中,再通过过滤、洗涤即可得到纯度高的晶体。 (3)精制(纯化)

生物工程下游技术

动物生物反应器 专业:生物技术班级:093姓名:贺霞霞 一、概述 1、生物反应器:生物反应器是利用生物体所具有的生物功能,在体外或体内通过生化反应或生物自身的代谢获得目标产物的装置系统、细胞、组织器官等等。 2、内容:生物反应器听起来有些陌生,基本原理却相当简单。胃就是人体内部加工食物的一个复杂生物反应器。食物在胃里经过各种酶的消化,变成我们能吸收的营养成分。生物工程上的生物反应器是在体外模拟生物体的功能,设计出来用于生产或检测各种化学品的反应装置。或者说,生物反应器是利用酶或生物体(如微生物)所具有的生物功能,在体外进行生化反应的装置系统,是一种生物功能模拟机,如发酵罐、固定化酶或固定化细胞反应器等。 生物反应器(bioreactor)经历了三个发展阶段:细菌、细胞基因工程、转基因动物生物反应器。转基因动物生物反应器的出现之所以受到人们极大的关注,是因为它克服了前两者的缺陷,即细胞基因工程产物往往不具备生物活性,必须经过糖基化、羟基化等一系列修饰加工后才能成为有效的药物,而细胞基因工程又因为的培养条件要求相当苛刻、成本太高而限制了规模生产。另外,转基因动物生物反应器还具有产品质量高、容易提纯的特点。一般把目的片段在器官或组织中表达的转基因动物叫做动物生物反应器。几乎任何有生命的器官、组织或其中一部分都可以经过人为驯化为生物反应器。从生产的角度考虑,生物反应器选择的组织或器官要方便产物的获得,例如乳腺、膀胱、血液等,由此发展了动物乳腺生物反应器、动物血液生物反应器和动物膀胱生物反应器等。其中,转基因动物乳腺生物反应器的研究最为引人注目。 二、动物生物反应器的介绍 1、转基因动物与生物反应器

《生物工程下游技术实验》项目一

《生物工程下游技术实验》讲义 实验项目一:“超氧化物歧化酶SOD的分离纯化技术” 实验一:植物超氧化物歧化酶(SOD)活性测量(6学时) 过程 1.每组30g绿豆,洗涤,蒸馏水浸泡过夜,倒去浸泡的水,加入300 ml蒸馏水液,匀浆 机匀浆,二层纱布过滤,离心(3000 rpm)得清液,取少量清液进行SOD活性及蛋白质含量测量,计算材料中SOD总活性单位及比活性单位(units/mg Pr)。 2.所得清液测量其总体积,缓慢加入硫酸铵至35%饱和度(查一般实验手册,约 19.4g/100ml清液),5℃冰箱中静置备用下一实验。 SOD活性的测定:(二种方法取一种,本次实验用前者,要求理解后者的原理) ●邻苯三酚自氧化法:这是最简单的一种检测方法,但干扰因素较多。 ●NBT光化还原法:比较稳定,但受酚类物质干扰。 一、利用连苯三酚自氧化测SOD活性的方法 溶液配制: 1,连苯三酚:630 mg------→100 ml 10 mmol/L HCl (0.085 ml 36%的浓HCl ,用蒸馏水配成100 ml)。共配500ml. 2,pH 8.30 50 mmol/L Tric-HCl: A) 0.1 mol/L Tris: 12.114g-----1000 ml (储备液) B) 0.1 mol/L HCL: 浓盐酸稀释得到(8.5 ml 36%的浓HCl ,用蒸馏水配成1000 ml)(储 备液) ●0.05mol/L pH 8.3: 500ml A+199ml B-------定容到1000ml.. 操作: 25?C,3 ml 50 mmol/L pH8.30 的Tric-HCL 缓冲液,加入10 μl 50 mmol/L 连苯三酚(具体加入量应每次测量前校正,加入的原则是使下面的A325变化控制在0.07 /min左右),迅速摇匀,倒入光径1 cm的比色杯(应该用石英杯)中,每30秒测一次A325值,自氧化速率的变化(?A)控制在0.07 /min左右,加入酶液后再测连苯三酚自氧化速率的变化(?A’),酶量的加入控制在使加样后的?A’在0.035/min左右。(以上?A?A’的变化值不需特别严格,?A只要控制在0.1以下0.04以上,?A’变化在?A的约一半左右即可) 一个SOD活性单位(连苯三酚单位):在以上条件下,加入酶如果在一分钟时间能抑制连苯三酚自氧化速率的一半,此时所加的酶量就为一个SOD的酶活性单位(unit,U)。

生物工程下游技术实验课程教学大纲

生物工程下游技术实验课程教学大纲 课程名称:生物工程下游技术(Downstream Processing of Bioengineering) 课程编码:1313083216 实验类别:专业课 总学时数:46 实验时数:16 学分:2.5 开课单位:生命科学学院生物技术教研室 适用专业:生物技术 适用对象:本科(四年) 一、课程的性质、类型、目的和任务 本课程为生物技术专业本科生必修的专业课程。是非单独设课课程,在实验中要求: 1、在本实验课程中培养和提高学生运用生物分离技术的原理的能力。 2、掌握生物分离技术的基本方法和技能,培养学生正确记录实验数据和现象、正确处理实验数据和分析实验结果的能力。 3、培养学生严谨认真、实事求是的科学态度和良好的实验作风。 4、在教学中,教师要向学生讲明该实验课的性质、任务,并使学生明确实验课的地位和作用,提高学生学习的主动性。 5、学生实验前,必须预习实验内容,了解每个实验的目的、原理和方法。 6、实验过程中,要求学生操作要规范、做好实验原始记录、爱惜仪器、节约药品、遵守安全制度、使学生养成良好的实验习惯,树立良好的学风。 7、要求学生实验后按时完成实验报告。。 二、本课程与其它课程的联系与分工 本课程宜从三年级第二学期开始,以确保学生学习本课程具有所需要的数学、物理、化学、微生物学、酶工程、微生物工程、细胞工程等基础。 三、课程内容及教学基本要求 [1]表示“了解”;[2]表示“理解”或“熟悉”;[3]表示“掌握”; 实验一、大肠杆菌的超声波破碎 细菌培养和收集[3];细胞破碎[3];细胞液分离[2] 实验二、氨基酸的吸附层析 薄板制备[3];点样[3];展层[3];显色[3];测定Rf值[2] 实验三、蛋白质溶液的凝胶层析脱盐 凝胶柱制备[3];加样与洗脱[3];检测[3] 实验四、有机溶剂萃取抗生素 试剂配制[3];化学效价测定[3];标准曲线制备[3]

生物的制药工程的下游技术

一、概念 1、生物制药:是指运用微生物学、生物学、医学、生物化学等的研究成果,从生物体、生物组织、细胞、体液等,利 用生物技术的原理和方法制造的一类用于预防、治疗和诊断的制品。 2、基因工程:是指在体外按既定的目的和方案,将一目的基因片段,与载体结合,构成DNA重组体,随即引入受体细 胞中,随细胞繁殖而扩增,同时也可进行基因表达,产生特定的基因产物或新性状的遗传物质的技术。 3、载体:是携带外源DNA片段进入宿主细胞进行扩增和表达的工具,载体本质是DNA 。 4、质粒:是染色体外能自主复制的双链闭环DNA分子。 5、沉淀:是溶液中的溶质由液相变成固相析出的过程。 6、盐析:是一种根据蛋白质在高浓度盐溶液中的溶解度低的特点来分离蛋白质的方法。 7、等电点沉淀法:是利用蛋白质在等电点时溶解度最低而各种蛋白质又具有不同等电点的特点进行分离的方法。 8、凝胶过滤层析:是以多孔性凝胶填料为固定相,按分子大小顺序分离样品中各个组分的液相色谱方法。 9、离子交换层析:带有不同电荷的物质,对层析柱中的离子交换剂亲和力不同,通达改变冲洗液的离子强度和pH值, 将物质依次从层析柱中洗脱分离出来的方法。 10、亲和层析:就是根据生物大分特异性的分子识别建立的一种纯化方法 11、膜分离:在压力、电场或温差作用下,某些物质可以透过膜,而另些物质则被选择性的拦截,从而使溶液中不同 组分,或混和气体的不同组分被分离,这种分子级的分离称为膜分离。 12、电泳:在直流电场中,带电粒子向带符号相反的电极移动的现象称为电泳。 13、分光光度技术:利用紫外光、可见光、红外光和激光等测定物质的吸收光谱,利用此吸收光谱对物质进行定性定 量分析和物质结构分析的方法 二、简答题 1、现代生物制药下游技术包括哪些内容 1.生物反应器及大规模细胞培养 2.生物细胞破碎技术 3.生物分子的分离纯化技术 4.生物分子含量检测技术 5.生物分子鉴定技术 6.生物分子活性检测技术 2、基因工程基本操作过程 包括目的基因的制备、基因载体的选择、DNA重组、DNA重组体的转化、重组体的筛选和鉴定、外源基因的表达 3、生物化学样品制备特点 ⑴生物材料的组成极其复杂,常常包含有数百种乃至几千种化合物。 ⑵许多生物大分子在生物材料中的含量极微,分离纯化的步骤繁多,流程长。 ⑶许多生物大分子一旦离开了生物体内的环境时就极易失活,因此分离过程中如何防止其失活就是生物大分子提取 制备最困难之处。 ⑷生物大分子的制备几乎都是在溶液中进行的,温度、pH值、离子强度等各种参数对溶液中各种组成的综合影响, 很难准确估计和判断。 ⑸为保护所提取物质的生理活性及结构上的完整性,生化分离方法多采取温和的“多阶式”进行(常说逐层剥皮式)。 常常少至几个多至几十个步骤,并不断变换各种分离方法,才能达到纯化目的 4、生化分离制备实验设计基本思路 ⑴确定要制备的生物大分子的目的和要求,是进行科研、开发还是要发现新的物质。 ⑵建立相应的可靠的分析测定方法,这是制备生物大分子的关键。 ⑶通过文献调研和预备性实验,掌握生物大分子目的产物的物理化学性质。 ⑷生物材料的破碎和预处理。 ⑸分离纯化方案的选择和探索,这是最困难的过程。 ⑹生物大分子制备物的均一性(即纯度)的鉴定,要求达到一维电泳一条带,二维电泳一个点,或HPLC和毛细管电 泳都是一个峰。 ⑺产物的浓缩,干燥和保存。 5、蛋白质盐析的原理及优缺点 原理:蛋白质是由疏水性氨基酸和亲水性氨基酸组成的,在水中蛋白质折叠后,由亲水性氨基酸与周围的水分子形成水化膜,因此,蛋白质在水溶液中的溶解度是由它周围亲水基团与水形成水化膜的程度,以及蛋白质

生物工程下游技术闭卷考试题库

生物工程下游技术期末闭卷考试题库 一、选择题(每题1分,共20分) 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 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。 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+ 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+ 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+ 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 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 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 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 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 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 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 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 14、下列 C 可采用EDTA法进行破壁。 A. 动物细胞 B. 酵母菌 C. 革兰氏阴性细菌 D. 革兰阳性细菌 15、关于用化学渗透法破壁的优点,下列说法正确的是 ABC 。

生物工程下游技术教学大纲

生物工程下游技术教学大纲(生物技术及应用专业适用) 辽宁农业职业技术学院 2007年2月

第一部分生物工程下游技术教学基本要求 一、课程的性质、地位及任务 生物工程下游技术是在生物工程的基础上建立起来的,酶工程、基因工程、细胞工程等技术在社会生活中已经发挥了巨大的作用,生物产品的种类及应用也得到了前所未有的发展,如何进一步使这些生物制品更好的服务于社会,主要取决于生产的规模和提取技术的深化。该课程以细胞的扩大、目标产物的分离纯化、目标产物的分析检测为主线。让学生了解细胞的扩大和目标产物的分离纯化的方法和手段,掌握基本的操作方法。提高学生独立思考问题、分析问题的能力,为全面提高学生的素质服务。 二、课程教学的基本要求 1、初步掌握生物反应器的特点及分类,掌握生物反应器优化的原则。 2、初步掌握动植物细胞大规模培养的方法和专用的生物反应器类型 3、掌握细胞破碎、蛋白质复性和固液分离的原理和方法。 4、掌握膜分离技术的原理,掌握膜分离技术。 5、掌握线性色谱与非线性色谱分离和纯化理论与技术。 6、掌握凝聚过滤与离子交换层析介质的主要品种。 7、掌握有机高分子基质与无机基质高效液相色谱填料结构特征与类型。 8、掌握电泳分离技术的原理与应用。 9、掌握蛋白质分析检测技术与质量控制方法。

说明 本大纲是根据2005级三年制生物技术及应用专业教学计划而制订的。 生物工程下游技术为生物技术及应用专业的主干课之一,是生化工程、微生物工程、细胞工程、生物工程的延续,在教学内容上要求注重理论知识的实用性、针对性、体现前沿性。本课程的教学任务在于使学生掌握细胞大规模培养的方法,目标产物的分离与纯化技术原理与相关操作,同时适当介绍当前生物工程发展的最新概况与应用前景。为从事相关工作奠定基础。 本课程以课堂理论教学和实验、两种形式进行教学,其中理论教学34学时,实验46学时,共计80学时,理论与实验分别安排在第二、三学期进行。 执行本大纲时应注意的若干问题如下: 1、根据高职教育的特点,课堂讲授注意少而精,强调理论的应用性,并做到学以 致用。 2、本课程涉及植物学、动物学、微生物学、植物组织培养学、动、植物生理生化、生物工程学等多门科学,实践性强,教学难度较大。这样在理论讲授时应注意采用启发式、讨论式、案例教学、问题情境法等多种有效的教学方法,并充分有效利用现代教育技术手段,做到深入浅出,直观易懂,以加深学生对教学内容的理解和消化,对于前沿性问题开设专题讨论,使学生融入教学中调动积极性,提高认识,加强理解。 3.采用多媒体教学注意课件与教学内容的适合性,并注意与传统教学方法的协调运用,以提高教学效果。 4.突出学生的主体地位,加强教学互动,加强课堂理论教学与学生素质培养相结合,做到既教书又育人。 5.采取灵活多样的考核方法,加强过程考核,注重教学信息反馈、教研与教改,保证教学质量。 6.建议本课程在植物学、动物学、微生物学、植物生理生化之后开设。并有优质的实验条件作保障。

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。

生物工程下游技术修订稿

生物工程下游技术 WEIHUA system office room 【WEIHUA 16H-WEIHUA WEIHUA8Q8-

动物生物反应器 一、概述 1、生物反应器:生物反应器是利用生物体所具有的生物功能,在体外或体内通过生化反应或生物自身的代谢获得目标产物的装置系统、细胞、组织器官等等。 2、内容:生物反应器听起来有些陌生,基本原理却相当简单。胃就是人体内部加工食物的一个复杂生物反应器。食物在胃里经过各种酶的消化,变成我们能吸收的营养成分。生物工程上的生物反应器是在体外模拟生物体的功能,设计出来用于生产或检测各种化学品的反应装置。或者说,生物反应器是利用酶或生物体(如微生物)所具有的生物功能,在体外进行生化反应的装置系统,是一种生物功能模拟机,如发酵罐、固定化酶或固定化细胞反应器等。 生物反应器(bioreactor)经历了三个发展阶段:细菌、细胞基因工程、转基因动物生物反应器。转基因动物生物反应器的出现之所以受到人们极大的关注,是因为它克服了前两者的缺陷,即细胞基因工程产物往往不具备生物活性,必须经过糖基化、羟基化等一系列修饰加工后才能成为有效的药物,而细胞基因工程又因为的培养条件要求相当苛刻、成本太高而限制了规模生产。另外,转基因动物生物反应器还具有产品质量高、容易提纯的特点。一般把目的片段在器官或组织中表达的转基因动物叫做动物生物反应器。几乎任何有生命的器官、组织或其中一部分都可以经过人为驯化为生物反应器。从生产的角度考虑,生物反应器选择的组织或器官要方便产物的获得,例如乳腺、膀胱、血液等,由此发展了动物乳腺生物反应器、动物血液生物反应器和动物膀胱生物反应器等。其中,转基因动物乳腺生物反应器的研究最为引人注目。

生物工程与下游技术知识点整理

生物工程与下游技术知识点整理 第十三章β内酰胺类抗生素 1、(掌握青霉素的性质并分析流程,会设计提取分离纯化的流程) 青霉素的理化性质 (1)酸碱性:有一个酸性基团;解离常数pK值为 2.7; (2)溶解度:青霉素是有机酸,易溶于醇,酸,醚,酯;氯仿是多种青霉素游离酸的很好溶剂;在水中溶解度很小,迅速丧失抗菌能力; 青霉素的金属盐易溶于水;易溶于低级醇;略溶于乙醇,丁醇,酮类,醋酸乙酯; 含有少量水分时,溶解度大大增加;不溶于乙醚,氯仿,醋酸戊酯; 青霉素的分离纯化工艺(工业钾盐生产工艺流程)课本277页 发酵液,冷到10℃下, 1/3体积中性过滤,板框压滤或鼓式过滤, 10%硫酸调pH5,加PPB溶液(十五烷基溴化吡啶,絮凝剂),板框过滤或鼓式过滤,冲水量20-30%;滤洗液; 加1/3BA(醋酸丁酯),加PPB,10%硫酸调pH2-2.5,逆流萃取;得一次丁酯萃取液; 加0.3%活性炭搅拌10min,压滤, -10℃冷冻脱水,水分在0.9%以下,过滤得BA清液; 加温到15℃,加醋酸钾-乙醇溶液适当搅拌,结晶后静置1h以下,甩滤,得湿晶体; 湿晶体放洗涤罐,丁醇(4-6L/10亿)洗涤,乙酸乙酯(2L/10亿)顶洗,挖出粉子真空干燥;得青霉素G钾盐成品; 2、头孢菌素C (1)头孢菌素C性质:为两性化合物,C为氨基酸,水溶性很大,稳定性差; 大孔网状吸附剂从发酵液中初步分离头C,离子交换法纯化,络盐沉淀法结晶; (2)分离纯化工艺流程 头C发酵液,硫酸酸化,板框过滤,得头C滤液; 大孔网状吸附剂吸附,得饱和树脂;丙酮水溶液解吸,得一次头C解吸液; 阴离子树脂吸附,醋酸钠解吸; 加醋酸锌,得头C锌络盐结晶;板框过滤,得头C锌盐湿品; 气流干燥,得头C锌盐成品; (3)头C分离纯化工艺要点 A、发酵液预处理 发酵液冷到15℃以下,硫酸酸化到pH2.5-3,放置一段时间;板框或真空鼓式过滤机过滤,并用水顶洗滤渣;收集,合并滤液,洗液,低温10℃保存; B、大孔网状吸附剂的吸附和解吸 头C最适吸附pH2.5-3,XAD4的吸附容量为15-20g/L; 2-4倍体积去离子水洗涤,除去硫酸根等阴离子,以免干扰离子交换树脂的纯化; 15-25%乙醇,丙酮,或异丙醇水溶液来解吸。 C、离子交换树脂的纯化 采用弱碱性阴离子交换树脂,树脂用醋酸溶液处理成醋酸型,开始吸附; 去离子水洗涤树脂,1.5-2.5%醋酸钠(钾)水溶液解吸; D、沉淀结晶

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,这种培养式就叫贴壁培养.多数动物细胞的培养都采取这种式. 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吸、沉积造成膜径变小或堵塞,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、微聚合物、微硅胶或玻璃珠等,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。其中一相为液体,涂布或使之键合在固体载体上,称固定相;另一相为液体或气体,称流动相。常用的载体有硅胶、硅藻土、硅镁型吸附剂与纤维素粉等。 有效柱长(有效迁移距离,Leff):(不同溶质在其迁移速度大于零,但小于流动相的线性流速时,溶质在色谱柱上的迁移对分离有贡献,溶质迁移所经历的柱长也对分离有贡献,而当其迁移速度等于流动相速度时,溶质迁移所经历的柱长对分离无贡献。)溶质从开始迁移至其迁移速度等于流动相速度时,溶质在色谱柱上迁移的距离称为有效迁移距离,也称为有效柱长。 吸附等温线:指在一定温度下物质分子在两相界面上进行的吸附过程达到平衡时它们在两相中浓度之间的关系。 切向流过滤(错流过滤、交叉流过滤、十字过滤):就是一种维持恒压下高过滤速度的技术,其原理就是:使悬浮液在过滤介质表面作切

生物工程下游技术练习题及答案样本

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, 色谱和电泳是当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.色谱的峰宽能够用半峰宽、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.当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。

华南师范大学 生命科学学院 生物工程下游技术 实验报告

华南师范大学生命科学学院 生物工程下游技术实验报告 实验一酵母RNA的提取及含量测定(紫外吸收法)实验二黑曲霉β-D甘露聚糖酶的纯化盐析 实验三盐析β-D甘露聚糖酶活力测定 实验四柠檬酸摇瓶发酵及结晶提取 姓名: _义忠仁Ricky_ 学号: 指导教师:江学文

实验一酵母RNA的提取及含量测定 一、实验目的与要求 1、了解并掌握稀碱法提取RNA的原理和方法。 2、熟悉和掌握紫外吸收法测定核酸含量原理和操作方法, 3、熟悉紫外分光光度计的基本原理和使用方法。 二、实验原理 由于RNA的来源和种类很多,因而提取制备方法也很各异。一般有苯酚法、去污剂法和盐酸胍法。其中苯酚法又是实验是最常用的。组织匀浆用苯酚处理并离心后,RNA即溶于上层被酚饱和的水相中,DNA和蛋白质则留在酚层中。向水层加入乙醇后,RNA即以白色絮状沉淀析出,此法能较好的除去DNA和蛋白质。上述方法提取的RNA具有生物活性。工业上常用稀碱法和浓盐法提取RNA,用这两种方法所提取的核酸均为变性的RNA,主要用作制备核苷酸的原料,其工艺比较简单。浓盐法使用10%左右氯化钠溶液,90℃提取3-4h,迅速冷却,提取液经离心后, 上清液用乙醇沉淀RNA。稀碱法使用稀碱使酵母细胞裂解,然后用酸中和,除去蛋白质和菌体后的上清液用乙醇沉淀RNA或调pH2.5利用等电点沉淀。酵母含RNA达2.67-10.0%,而DNA含量仅为0.03-0.516%,为此,提取RNA多以酵母为原料。 核酸、核苷酸及其衍生物的分子结构中的嘌呤、嘧啶碱基具有共轭双健系统(-C=C一C=C-),能够强烈吸收250-280nm 波长的紫外光。核酸(DNA,RNA)的最大紫外吸收值在260nm 处。遵照Lambert-Beer 定律,可以从紫外光吸收值的变化来测定核酸物质的含量。 在不同pH 溶液中嘌呤、嘧啶碱基互变异构的情况不同,紫外吸收光也随之表现出明显的差异,它们的摩尔消光系数也随之不同。所以,在测定核酸物质时均应在固定的pH溶液中进行。 核酸的摩尔消光系数(或吸收系数),通常以ε(ρ)来表示,即每升含有一摩尔核酸磷的溶液在260nm 波长处的消光值(即光密度,或称为光吸收)。核酸的摩尔消光系数不是一个常数,而是依赖于材料的前处理、溶液的pH 和离子

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