生物下游技術(shù)試題

1、2008-2009學(xué)年第一學(xué)期生物工業(yè)下游技術(shù)試題（A卷）答案二、選擇題（將正確的答案寫在橫線上，可選的答案個數(shù)不固定，每題全對3分，共30分）1. 影響蛋白質(zhì)與SDS結(jié)合的因素有( ACD ) A. 溶液中SDS單體的濃度 B. 聚丙烯胺凝膠的濃度 C. 樣品緩沖液的離子強度 D. 二硫鍵是否完全被還原2. 依離子價或水化半徑不同，離子交換樹脂對不同離子親和能力不同。樹脂對下列離子親和力排列順序正確的有 ( BC ) A. Na+ >Ca2+> Fe3+ B. Fe3+>Ca2+>Na+C. Li+ < Na+ < K+ D. Li+ > Na+ &

2、gt; K+ 3. 要使目的物從離子交換劑上解吸而被洗脫，采用方法有 ( ABCD ) A. 改變洗脫劑的pH B. 增加洗脫劑的離子強度C. 往洗脫劑中添加特定離子 D. 往洗脫劑中添加一種置換劑4. 下列表述正確的有 ( CD ) A. 無論是哪一類離子交換劑，其膨脹度都隨著交聯(lián)度的增加而下降B. 低密度的離子交換劑具有優(yōu)勢C. 總交換容量是指每克干介質(zhì)包含的帶電功能基團，它是個變質(zhì)D. 離子交換層析分辨率與系統(tǒng)的選擇性，效率和容量因子有關(guān)5. 親和層析有效地洗脫策略有 ( BC ) A. 改變緩沖液的離子強度 B. 特異洗脫 C. 階段洗脫 D. 改變緩沖液電性6. 分析超離子主要應(yīng)用方

3、面有哪些( ABD ) A. 測定生物大分子的分子質(zhì)量 B. 研究蛋白質(zhì)、病毒的純度估計C.分離提純多糖、核酸和蛋白質(zhì)等 D.檢測大分子構(gòu)象變化6. 分配系數(shù)Kd >1的情況有( BCD ) A. 親和作用 B. 疏水作用 C. 吸附作用 D. 離子間的靜電作用7. 下面表述正確的有 ( ABCD ) A. 總柱床體積是凝膠經(jīng)溶脹、裝柱、沉降，體積穩(wěn)定后所占據(jù)層析柱內(nèi)的總體積B. 外水體積是柱中凝膠顆粒間隙的液相體積的總和C. 內(nèi)水體積是存在于溶脹后的凝膠顆粒網(wǎng)孔中的液相體積的總和D. 凝膠體積是凝膠顆粒固相所占據(jù)的體積8. 陰陽離子鹽析效果正確的有 ( AC ) A. 檸檬酸PO43S

4、O42CH3COOB. 檸檬酸<PO43<SO42<CH3COOC. NH4+ K+ Na+ 高價陽離子D. NH4+ <K+ < Na+ <高價陽離子9. 離心機轉(zhuǎn)子的種類 (ABC ) A. 角式轉(zhuǎn)子 B.圓盤轉(zhuǎn)子 C. 區(qū)帶轉(zhuǎn)子 D. 分子轉(zhuǎn)子10. 蛋白質(zhì)印跡的主要轉(zhuǎn)移方法 ( BCD ) A. 擴散印跡 B.對流印跡 C. 真空印跡 D. 毛細(xì)管印跡三. 簡述題（5小題，每小題7分，共35分）1.微生物發(fā)酵液的特性及改變發(fā)酵液的特性的方法。1）目標(biāo)產(chǎn)物濃度普遍較底，懸浮液中大部分是水;2）組分復(fù)雜，含有細(xì)胞，細(xì)胞碎片，蛋白質(zhì)，核 酸，脂類，無機鹽等

5、多種物質(zhì)；3）由于pH ,離子強度，溫度等變化因素，分離過程易造成失活和污染現(xiàn)象；4）性質(zhì)不穩(wěn)定，隨時間變化。1.迅速加工,縮短停留時間,2.控制好操作溫度和pH,3.減少或避免與空氣接觸受污染的機會,4.總體設(shè)計好各組分的分離順序.2.濃度極化產(chǎn)生的原因及如何降低濃度極化？濃差極化是指在超濾過程中，由于水透過膜，因而在膜表面的溶質(zhì)濃度增高，形成梯度，在濃度梯度的作用下。溶質(zhì)與水以相反方向擴散，在達(dá)到平衡狀態(tài)時，膜表面形成一溶質(zhì)濃度分布邊界層，它對水的透過起著阻礙作用.通過改變諸如速度、壓力、溫度和料液濃度之類的操作參數(shù)，可以降低濃差極化效應(yīng)。3.簡述離子交換法的一般步驟。1上樣階段，此時離子

6、交換劑與平衡離子結(jié)合；2吸附階段，混合樣品中的分子與離子交換劑結(jié)合；3開始解吸階段，雜質(zhì)分子與離子交換劑之間結(jié)合較弱而先被洗脫，目標(biāo)分子仍處于吸附狀態(tài)； 4完全解吸階段，目標(biāo)分子被洗脫；5再生階段，用起始緩沖液重新平衡層析柱，以備下次使用。4. 凝膠過濾分辨率及影響分辨率因素？層析分離常采用分辨率（RS）來描述兩種物質(zhì)之間分離效果的好壞。分辨率定義為兩個洗脫峰峰頂對映的洗脫體積之差比上兩峰在基線上峰寬的和的平均值。分離兩種物質(zhì)時分辨率取決于這兩種組分的洗脫體積和峰寬。而決定組分洗脫體積和峰寬的因素包括兩種組分的分子大小，凝膠柱的選擇性和柱效。5.簡述親和層析的分離過程。1)選擇合適的配體。2)

7、將配體固定在載體上，制成親和吸附劑，而配體的特異性結(jié)合活性不被破壞。3)當(dāng)樣品液進入親和柱時，其中的特定生物分子與親和吸附劑相結(jié)合，而被吸附在柱上。4)未被吸附的雜質(zhì)可隨緩沖液洗掉。5)用洗脫液將結(jié)合在親和吸附劑上的特定生物分子洗脫下來。四. 論述題（每小題15分，共15分） 請根據(jù)下游技術(shù)的一般工藝過程及它們的主要技術(shù)特點設(shè)計一套經(jīng)濟的且技術(shù)可行的提取純化方案。（至少要涉及三種技術(shù)）發(fā)酵液 預(yù)處理 細(xì)胞分離 細(xì)胞破壁 碎片分離 提取 精制 成品制作原材料：酵母 處理對象：酵母蔗糖酶第一步：離心要沉淀。第二步：破碎細(xì)胞。因為酵母蔗糖酶是胞內(nèi)產(chǎn)物，所以要破碎細(xì)胞把酵母蔗糖酶釋放出來，采用氨解法。

8、第三步：用氨解法抽提粗酶還含有大量雜質(zhì)，需要進一步分離純化，采用有機溶劑乙醇沉淀。第四步：乙醇分級后的蔗糖酶仍含有許多雜質(zhì)，這時用一些層析技術(shù)，如離子交換層析。最后檢測蔗糖酶純度和得率。2009-2010學(xué)年第一學(xué)期生物工業(yè)下游技術(shù)試題（A卷）答案. 二、選擇題（將正確的答案寫在橫線上，可選的答案個數(shù)不固定，每題全對3分，共30分）1. 下游技術(shù)的生物原料可以是( ABCD ) A. 生物界自然產(chǎn)生的 B. 酶反應(yīng)獲得的 C. 動植物細(xì)胞組織培養(yǎng)的 D. 微生物菌體發(fā)酵的2. 細(xì)胞濃度的間接測量方法有 ( ABC ) A. 核酸 B. 蛋白質(zhì) C. ATP D. 濁度法3. 依離子價或水化半徑

9、不同，離子交換樹脂對不同離子親和能力不同。樹脂對下列離子親和力排列順序正確的有 ( BC ) A. Na+ >Ca2+> Fe3+ B. Fe3+>Ca2+>Na+C. Li+ < Na+ < K+ D. Li+ > Na+ > K+ 4. 要使目的物從離子交換劑上解吸而被洗脫，采用方法有 ( ABCD ) A. 改變洗脫劑的pH B. 增加洗脫劑的離子強度C. 往洗脫劑中添加特定離子 D. 往洗脫劑中添加一種置換劑5. 下列表述正確的有 ( CD ) A. 總交換容量是指每克干介質(zhì)包含的帶電功能基團，它是個變質(zhì)B. 低密度的離子交換劑具有優(yōu)勢C

10、. 無論是哪一類離子交換劑，其膨脹度都隨著交聯(lián)度的增加而下降D. 離子交換層析分辨率與系統(tǒng)的選擇性，效率和容量因子有關(guān)6. 動物細(xì)胞培養(yǎng)類型有 ( ABC ) A. 懸浮培養(yǎng) B. 貼壁培養(yǎng) C. 固定化培養(yǎng) D. 包埋培養(yǎng)7. 下列表述錯誤的有( AD ) A. SEC（疏水層析）B. IEC（離子交換層析）C. AFC（親和層析） D. HIC（凝膠過濾層析）8. 分配系數(shù)Kd >1的情況有( BCD ) A. 親和作用 B. 疏水作用 C. 吸附作用 D. 離子間的靜電作用9. 下面表述正確的有 ( ABCD ) A. 總柱床體積是凝膠經(jīng)溶脹、裝柱、沉降，體積穩(wěn)定后所占據(jù)層析柱內(nèi)的

11、總體積B. 外水體積是柱中凝膠顆粒間隙的液相體積的總和C. 內(nèi)水體積是存在于溶脹后的凝膠顆粒網(wǎng)孔中的液相體積的總和D. 凝膠體積是凝膠顆粒固相所占據(jù)的體積10. 影響電泳遷移率的因素有 ( BCD ) A. 溶液的粘度 B.溶液的pH值 C. 溶液的離子強度 D. 電場強度三. 簡述題（5小題，每小題7分，共35分）1.微生物發(fā)酵液的特性及改變發(fā)酵液的特性的方法。1）目標(biāo)產(chǎn)物濃度普遍較底，懸浮液中大部分是水;2）組分復(fù)雜，含有細(xì)胞，細(xì)胞碎片，蛋白質(zhì)，核 酸，脂類，無機鹽等多種物質(zhì)；3）由于pH ,離子強度，溫度等變化因素，分離過程易造成失活和污染現(xiàn)象；4）性質(zhì)不穩(wěn)定，隨時間變化。1.迅速加工,

12、縮短停留時間,2.控制好操作溫度和pH,3.減少或避免與空氣接觸受污染的機會,4.總體設(shè)計好各組分的分離順序.2.濃度極化產(chǎn)生的原因及如何降低濃度極化？濃差極化是指在超濾過程中，由于水透過膜，因而在膜表面的溶質(zhì)濃度增高，形成梯度，在濃度梯度的作用下。溶質(zhì)與水以相反方向擴散，在達(dá)到平衡狀態(tài)時，膜表面形成一溶質(zhì)濃度分布邊界層，它對水的透過起著阻礙作用.通過改變諸如速度、壓力、溫度和料液濃度之類的操作參數(shù)，可以降低濃差極化效應(yīng)。3.簡述蛋白質(zhì)復(fù)性的主要步驟和復(fù)性方法。破碎細(xì)胞 分離出包含體 溶解包含體 目標(biāo)構(gòu)建的構(gòu)型復(fù)原。1.稀釋復(fù)性與透析復(fù)性 2.色譜復(fù)性 3.凝膠過濾復(fù)性 4.金屬螯合色譜復(fù)性

13、5.親和色譜復(fù)性 6.其他吸附色譜復(fù)性4. 色譜裝置主要包括哪幾部分及它們的作用。由高壓輸液系統(tǒng)、進樣系統(tǒng)、分離系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)等四大部分組成。一、高壓輸液系統(tǒng)高壓輸液系統(tǒng)由 溶劑貯存器、高壓泵、梯度洗脫裝置和壓力表等組成。1.溶劑貯存器 溶劑貯存器一般由玻璃、不銹鋼或氟塑料制成，容量為1-2 L，用來貯存足夠數(shù)量、符合要求的流動相。2.高壓輸液泵 其功能是將溶劑貯存器中的流動相以高壓形式連續(xù)不斷地送入液路系統(tǒng)，使樣品在色譜柱中完成分離過程。由于液相色譜儀所用色譜柱徑較細(xì)，所填固定相粒度很小，因此，對流動相的阻力較大，為了使流動相能較快地流過.3. 梯度洗脫裝置 梯度洗脫就是在分離過程中使兩種或

14、兩種以上不同極性的溶劑按一定程序連續(xù)改變它們之間的比例，從而使流動相的強度、極性、pH值或離子強度相應(yīng)地變化，達(dá)到提高分離效果，縮短分析時間的目的。二、進樣系統(tǒng) 進樣系統(tǒng)包括進樣口、注射器和進樣閥等，它的作用是把分析試樣有效地送入色譜柱上進行分離。三、分離系統(tǒng) 分離系統(tǒng)包括色譜柱、恒溫器和連接管等部件。主要作用是分離樣品的。四、檢測器 檢測器是液相色譜儀的關(guān)鍵部件之一。對檢測器的要求是：靈敏度高，重復(fù)性好、線性范圍寬、死體積小以及對溫度和流量的變化不敏感等。5.簡述親和層析的分離過程。1)選擇合適的配體。2)將配體固定在載體上，制成親和吸附劑，而配體的特異性結(jié)合活性不被破壞。3)當(dāng)樣品液進入親

15、和柱時，其中的特定生物分子與親和吸附劑相結(jié)合，而被吸附在柱上。4)未被吸附的雜質(zhì)可隨緩沖液洗掉。5)用洗脫液將結(jié)合在親和吸附劑上的特定生物分子洗脫下來。四. 論述題（每小題15分，共15分）請根據(jù)下游技術(shù)的一般工藝過程及它們的主要技術(shù)特點設(shè)計一套經(jīng)濟的且技術(shù)可行的提取純化方案。（至少要涉及三種技術(shù)）發(fā)酵液 預(yù)處理 細(xì)胞分離 細(xì)胞破壁 碎片分離 提取 精制 成品制作原材料：酵母 處理對象：酵母蔗糖酶第一步：離心要沉淀。第二步：破碎細(xì)胞。因為酵母蔗糖酶是胞內(nèi)產(chǎn)物，所以要破碎細(xì)胞把酵母蔗糖酶釋放出來，采用氨解法。第三步：用氨解法抽提粗酶還含有大量雜質(zhì)，需要進一步分離純化，采用有機溶劑乙醇沉淀。第四步

16、：乙醇分級后的蔗糖酶仍含有許多雜質(zhì)，這時用一些層析技術(shù)，如離子交換層析。最后檢測蔗糖酶純度和得率。2009-2010學(xué)年第一學(xué)期生物工程下游技術(shù)試題（B卷）答案二、選擇題（將正確的答案寫在橫線上，可選的答案個數(shù)不固定，每題全對3分，共30分）1. 生化分離技術(shù)特點( BCD ) A. 均一性的絕對性 B. 成分復(fù)雜 C. 含量甚微 D. 易變性2. 動物細(xì)胞培養(yǎng)的操作方式有哪些 ( ABCD ) A. 分批式 B. 流加式 C. 連續(xù)式 D. 灌注式3. 陰陽離子鹽析效果正確的有 ( AC ) A. 檸檬酸>PO43- >SO42- >CH3COO- B. 檸檬酸<PO

17、43- < SO42- < CH3COO-C. NH4+ > K+>Na+> 高價陽離子 D. NH4+ < K+< Na+< 高價陽離子4. 分配系數(shù)Kd表示為 ( ACD ) A. Kd1表示凝膠與分離組分有親和作用或者其它作用B. 0Kd1表示是部分滲透分子，進行是組別分離C. Kd= 0表示是全排阻分子，Ve=Vi D. Kd= 1是全滲透分子，Ve=Vi+V05. 下列表述錯誤的有 ( AD ) A. 陽離子交換劑- Q B. 陽離子交換劑-CMC. 陰離子交換劑- DEAE D. 陰離子交換劑-SP6. 親和層析配體濃度的估計方法 (

18、 BD ) A、分析法 B、直接測定法C、間接測定法 D、水解法7. 理想的凝膠過濾層析載體 ( ABC ) A. 對樣品不產(chǎn)生非特異性吸附作用 B. 有高度親水性，又要不溶于水C. 具有化學(xué)和物理穩(wěn)定性 D. 是孔徑較小的多孔性材料8. 影響SDS-PAGE分離效果因素 ( CD ) A. SDS分子大小 B. SDS分子質(zhì)量C. 凝膠濃度 D. 電泳緩沖系統(tǒng)9. 選擇性變性沉淀的種類有 ( BCD ) A. 離子強度變性沉淀 B. 溫度變性沉淀C. pH變性沉淀 D. 有機溶劑變性沉淀10. 影響電泳遷移率的因素 ( ABD ) A. 電場強度 B.溶液的pH值C. 溶液的等電點 D. 溶

19、液的離子強度三. 簡述題（5小題，每小題7分，共35分）1. 常用的細(xì)胞破碎方法？(一)高速勻漿法 (二)珠磨法 (三)超聲破碎法 (四)酶溶法 (五)化學(xué)滲透法 (六)微波加熱法(七)其他方法 1.X-press法2.滲透壓法3.反復(fù)凍結(jié)-融化法4.干燥法2. 膜的污染及其控制方法。膜分離過程中隨著操作時間的增加，膜透過流速的迅速下降，溶質(zhì)的截留率也明顯下降，這被稱為膜的污染。污染是由膜的劣化和水生物(附生)污垢所引起的。（一）膜的劣化由于膜本身的不可逆轉(zhuǎn)的質(zhì)量變化而引起的膜性能變化，有如下三類：1化學(xué)性劣化2物理性劣化3生物性劣化，（二）水生物（附生）污垢 由于形成吸著層和堵塞等外因而引起

20、膜性能變化。防止污染應(yīng)根據(jù)產(chǎn)生的原因不同，使用不同的方法。（1）預(yù)處理法（2）開發(fā)抗污染的膜（3）加大供給液的流速3. 離子交換層析分辨率及影響分辨率因素？層析分離常采用分辨率（RS）來描述兩種物質(zhì)之間分離效果的好壞。分辨率定義為兩個洗脫峰峰頂對映的洗脫體積之差比上兩峰在基線上峰寬的和的平均值。分離兩種物質(zhì)時分辨率取決于這兩種組分的洗脫體積和峰寬。而決定組分洗脫體積和峰寬的因素包括兩種組分的分子大小，凝膠柱的選擇性和柱效。4. 理想凝膠過濾介質(zhì)應(yīng)具備的條件。（1）有較強的機械穩(wěn)定性，能滿足層析過程所需流速，在其標(biāo)稱的操作壓力范圍內(nèi)不發(fā)生體積變化；（2）高化學(xué)穩(wěn)定性，凝膠顆粒對分離過程中常用的試

21、劑和樣品都保持惰性，在很寬的pH范圍內(nèi)保持穩(wěn)定，耐去污劑、有機溶劑，耐高溫，從而方便清洗和消毒滅菌；（3）球形，顆粒直徑均勻，呈現(xiàn)親水性；（4）不帶電荷，不對樣品產(chǎn)生吸附作用。5. 親和吸附劑的制備過程。1）選擇合適的配體；2）選擇合適的載體和連接臂；3）用合適的方法將配體化學(xué)偶聯(lián)到載體上；4）封閉偶聯(lián)載體上的裸露活化基團；5）估計并儲存親和吸附劑。四. 論述題（每小題15分，共15分）請根據(jù)下游技術(shù)的一般工藝過程及它們的主要技術(shù)特點設(shè)計一套經(jīng)濟的且技術(shù)可行的提取純化方案。（至少要涉及三種技術(shù)）發(fā)酵液 預(yù)處理 細(xì)胞分離 細(xì)胞破壁 碎片分離 提取 精制 成品制作原材料：酵母 處理對象：酵母蔗糖酶

22、第一步：離心要沉淀。第二步：破碎細(xì)胞。因為酵母蔗糖酶是胞內(nèi)產(chǎn)物，所以要破碎細(xì)胞把酵母蔗糖酶釋放出來，采用氨解法。第三步：用氨解法抽提粗酶還含有大量雜質(zhì)，需要進一步分離純化，采用有機溶劑乙醇沉淀。第四步：乙醇分級后的蔗糖酶仍含有許多雜質(zhì)，這時用一些層析技術(shù)，如離子交換層析。最后檢測蔗糖酶純度和得率。2010-2011學(xué)年第一學(xué)期生物工程下游技術(shù)試題（A卷）答案二、選擇題（將正確的答案寫在橫線上，可選的答案個數(shù)不固定，每題全對3分，共30分）1. 下游技術(shù)的生物原料可以是( ABCD ) A. 生物界自然產(chǎn)生的 B. 酶反應(yīng)獲得的 C. 動植物細(xì)胞組織培養(yǎng)的 D. 微生物菌體發(fā)酵的2. 細(xì)胞濃度的

23、直接測量方法有 ( ABCD ) A. 細(xì)胞干重法 B. 顯微計數(shù)法 C. 平板計數(shù)法 D. 濁度法3. 依離子價或水化半徑不同，離子交換樹脂對不同離子親和能力不同。樹脂對下列離子親和力排列順序正確的有 ( BC ) A. Na+ >Ca2+> Fe3+ B. Fe3+>Ca2+>Na+C. Li+ < Na+ < K+ D. Li+ > Na+ > K+ 4. 要使目的物從離子交換劑上解吸而被洗脫，采用方法有 ( ABCD ) A. 改變洗脫劑的pH B. 增加洗脫劑的離子強度C. 往洗脫劑中添加特定離子 D. 往洗脫劑中添加一種置換劑5. 下

24、列表述正確的有 ( CD ) A. 總交換容量是指每克干介質(zhì)包含的帶電功能基團，它是個變質(zhì)B. 低密度的離子交換劑具有優(yōu)勢C. 無論是哪一類離子交換劑，其膨脹度都隨著交聯(lián)度的增加而下降D. 離子交換層析分辨率與系統(tǒng)的選擇性，效率和容量因子有關(guān)6. 動物細(xì)胞培養(yǎng)類型有 ( ABC ) A. 懸浮培養(yǎng) B. 貼壁培養(yǎng) C. 固定化培養(yǎng) D. 包埋培養(yǎng)7. 下列表述錯誤的有( AD ) A. SEC（疏水層析）B. IEC（離子交換層析）C. AFC（親和層析） D. HIC（凝膠過濾層析）8. 分配系數(shù)Kd >1的情況有( BCD ) A. 親和作用 B. 疏水作用 C. 吸附作用 D. 離

25、子間的靜電作用9. 下面表述正確的有 ( ABCD ) A. 總柱床體積是凝膠經(jīng)溶脹、裝柱、沉降，體積穩(wěn)定后所占據(jù)層析柱內(nèi)的總體積B. 外水體積是柱中凝膠顆粒間隙的液相體積的總和C. 內(nèi)水體積是存在于溶脹后的凝膠顆粒網(wǎng)孔中的液相體積的總和D. 凝膠體積是凝膠顆粒固相所占據(jù)的體積10. 影響電泳遷移率的因素有 ( BCD ) A. 溶液的粘度 B.溶液的pH值 C. 溶液的離子強度 D. 電場強度三. 簡述題（5小題，每小題7分，共35分）1. 目標(biāo)產(chǎn)品分離對象特點及根據(jù)這些特點應(yīng)該如何做？1）目標(biāo)產(chǎn)物濃度普遍較底，懸浮液中大部分是水;2）組分復(fù)雜，含有細(xì)胞，細(xì)胞碎片，蛋白質(zhì)，核 酸，脂類，無機

26、鹽等多種物質(zhì)；3）由于pH ,離子強度，溫度等變化因素，分離過程易造成失活和污染現(xiàn)象；4）性質(zhì)不穩(wěn)定，隨時間變化。1.迅速加工,縮短停留時間,2.控制好操作溫度和pH,3.減少或避免與空氣接觸受污染的機會,4.總體設(shè)計好各組分的分離順序.2. 膜污染產(chǎn)生的原因及如何控制膜污染？膜分離過程中隨著操作時間的增加，膜透過流速的迅速下降，溶質(zhì)的截留率也明顯下降，這被稱為膜的污染。污染是由膜的劣化和水生物(附生)污垢所引起的。（一）膜的劣化由于膜本身的不可逆轉(zhuǎn)的質(zhì)量變化而引起的膜性能變化，有如下三類：1化學(xué)性劣化2物理性劣化3生物性劣化，（二）水生物（附生）污垢 由于形成吸著層和堵塞等外因而引起膜性能變

27、化。防止污染應(yīng)根據(jù)產(chǎn)生的原因不同，使用不同的方法。（1）預(yù)處理法（2）開發(fā)抗污染的膜（3）加大供給液的流速3.簡述蛋白質(zhì)復(fù)性的主要步驟和復(fù)性方法。破碎細(xì)胞 分離出包含體 溶解包含體 目標(biāo)構(gòu)建的構(gòu)型復(fù)原。1.稀釋復(fù)性與透析復(fù)性 2.色譜復(fù)性 3.凝膠過濾復(fù)性 4.金屬螯合色譜復(fù)性 5.親和色譜復(fù)性 6.其他吸附色譜復(fù)性4. 色譜裝置主要包括哪幾部分及它們的作用。由高壓輸液系統(tǒng)、進樣系統(tǒng)、分離系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)等四大部分組成。一、高壓輸液系統(tǒng)高壓輸液系統(tǒng)由 溶劑貯存器、高壓泵、梯度洗脫裝置和壓力表等組成。1.溶劑貯存器 溶劑貯存器一般由玻璃、不銹鋼或氟塑料制成，容量為1-2 L，用來貯存足夠數(shù)量、符合

28、要求的流動相。2.高壓輸液泵 其功能是將溶劑貯存器中的流動相以高壓形式連續(xù)不斷地送入液路系統(tǒng)，使樣品在色譜柱中完成分離過程。由于液相色譜儀所用色譜柱徑較細(xì)，所填固定相粒度很小，因此，對流動相的阻力較大，為了使流動相能較快地流過.3. 梯度洗脫裝置 梯度洗脫就是在分離過程中使兩種或兩種以上不同極性的溶劑按一定程序連續(xù)改變它們之間的比例，從而使流動相的強度、極性、pH值或離子強度相應(yīng)地變化，達(dá)到提高分離效果，縮短分析時間的目的。二、進樣系統(tǒng) 進樣系統(tǒng)包括進樣口、注射器和進樣閥等，它的作用是把分析試樣有效地送入色譜柱上進行分離。三、分離系統(tǒng) 分離系統(tǒng)包括色譜柱、恒溫器和連接管等部件。主要作用是分離樣

29、品的。四、檢測器 檢測器是液相色譜儀的關(guān)鍵部件之一。對檢測器的要求是：靈敏度高，重復(fù)性好、線性范圍寬、死體積小以及對溫度和流量的變化不敏感等。5. 比較凝膠過濾層析和SDSPAGE電泳測定蛋白質(zhì)分子量的異同。凝膠過濾層析是常用的測定生物分子相對分子質(zhì)量的方法。凝膠過濾法測定分子量的基礎(chǔ)是公式Kav= ab logMr，對于特定的凝膠柱，由于外水體積和柱體積是恒定不變的，根據(jù)公式可知， Kav =（VeV0）/（VtV0）在一定分子量范圍內(nèi)，洗脫體積Ve與logMr之間也存在線性關(guān)系。利用上述線性關(guān)系，人們通過將幾種已知分子量的物質(zhì)加樣至層析柱，分別測出洗脫體積Ve，同時計算出這些分子相應(yīng)的lo

30、gMr值，并以Ve對logMr作圖，即得到該層析柱的分子量標(biāo)準(zhǔn)曲線。然后在相同的條件下對需要測定分子量的物質(zhì)進行層析，測出其Ve值，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線即可求出該物質(zhì)的分子量。 SDSPAGE電泳測定蛋白質(zhì)分子量是根據(jù)遷移率與分子量的對數(shù)呈線性關(guān)系即logMW=logK-bm=K-bm。利用上述線性關(guān)系，人們通過將幾種已知分子量的物質(zhì)加樣至電泳槽，分別測出遷移率，同時計算出這些分子相應(yīng)的logMr值，并以遷移率對logMr作圖，即得到該電泳的分子量標(biāo)準(zhǔn)曲線。然后在相同的條件下對需要測定分子量的物質(zhì)進行電泳，測出其遷移率值，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線即可求出該物質(zhì)的分子量。四. 論述題（每小題15分，共15分）請根據(jù)

31、生物工程下游技術(shù)的一般工藝過程設(shè)計一套經(jīng)濟的且技術(shù)可行的黑曲霉產(chǎn)酶的提取純化及其分子量測定方案。生物工程下游技術(shù)一般處理步驟：發(fā)酵液 預(yù)處理 細(xì)胞分離 細(xì)胞破壁 碎片分離 提取 精制 成品制作原材料：黑曲霉 處理對象：黑曲霉代謝產(chǎn)物-酶第一步：發(fā)酵液預(yù)處理。發(fā)酵液離心沉淀除去大量雜質(zhì)。保留上清液。第二步：初步提取。因為黑曲霉代謝產(chǎn)物-酶是胞外產(chǎn)物，所以無需破碎細(xì)胞，直接采用冷藏有機溶劑乙醇在4過夜沉淀得到白色絮狀物。循環(huán)幾次后，合并白色絮狀物。第三步：乙醇分級后的黑曲霉代謝產(chǎn)物-酶仍含有許多雜質(zhì)，這時用一些層析技術(shù)，如離子交換層析。最后收集層析液。第四步：收集層析液真空干燥，測分子量。2010

32、-2011學(xué)年第一學(xué)期生物工程下游技術(shù)試題（B卷）答案二、選擇題（將正確的答案寫在橫線上，可選的答案個數(shù)不固定，每題全對3分，共30分）1. 生化分離技術(shù)特點( BCD ) A. 均一性的絕對性 B. 成分復(fù)雜 C. 含量甚微 D. 易變性2. 動物細(xì)胞培養(yǎng)的操作方式有哪些 ( ABCD ) A. 分批式 B. 流加式 C. 連續(xù)式 D. 灌注式3. 珠磨法提高細(xì)胞破碎率的方法有 ( BCD ) A. 適當(dāng)?shù)脑黾訅毫. 增加裝珠量C. 延長破碎時間D. 提高轉(zhuǎn)速4. 分配系數(shù)Kd表示為 ( ACD ) A. Kd1表示凝膠與分離組分有親和作用或者其它作用B. 0Kd1表示是部分滲透分子，進行

33、是組別分離C. Kd= 0表示是全排阻分子，Ve=Vi D. Kd= 1是全滲透分子，Ve=Vi+V05. 下列表述錯誤的有 ( AD ) A. 陽離子交換劑- Q B. 陽離子交換劑-CMC. 陰離子交換劑- DEAE D. 陰離子交換劑-SP6. 細(xì)胞濃度的間接測量方法有 ( ABC ) A. 核酸 B. 蛋白質(zhì)C. ATP D. 濁度法7. 理想的凝膠過濾層析載體 ( ABC ) A. 對樣品不產(chǎn)生非特異性吸附作用 B. 有高度親水性，又要不溶于水C. 具有化學(xué)和物理穩(wěn)定性 D. 是孔徑較小的多孔性材料8. 影響SDS-PAGE分離效果因素 ( CD ) A. SDS分子大小 B. SD

34、S分子質(zhì)量C. 凝膠濃度 D. 電泳緩沖系統(tǒng)9. 下列膜分離技術(shù)中，膜過濾分離機理為篩分效應(yīng)的是 ( BD ) A. RO B. UFC. NF D. MF10. 影響電泳遷移率的因素 ( ABD ) A. 電場強度 B.溶液的pH值C. 溶液的等電點 D. 溶液的離子強度三. 簡述題（5小題，每小題7分，共35分）1. 常用的細(xì)胞破碎方法？(一)高速勻漿法 (二)珠磨法 (三)超聲破碎法 (四)酶溶法 (五)化學(xué)滲透法 (六)微波加熱法(七)其他方法 1.X-press法2.滲透壓法3.反復(fù)凍結(jié)-融化法4.干燥法2. 濃度極化產(chǎn)生的原因及如何降低濃度極化？濃差極化是指在超濾過程中，由于水透過

35、膜，因而在膜表面的溶質(zhì)濃度增高，形成梯度，在濃度梯度的作用下。溶質(zhì)與水以相反方向擴散，在達(dá)到平衡狀態(tài)時，膜表面形成一溶質(zhì)濃度分布邊界層，它對水的透過起著阻礙作用.通過改變諸如速度、壓力、溫度和料液濃度之類的操作參數(shù)，可以降低濃差極化效應(yīng)。3. 凝膠過濾分辨率及影響分辨率因素？層析分離常采用分辨率（RS）來描述兩種物質(zhì)之間分離效果的好壞。分辨率定義為兩個洗脫峰峰頂對映的洗脫體積之差比上兩峰在基線上峰寬的和的平均值。分離兩種物質(zhì)時分辨率取決于這兩種組分的洗脫體積和峰寬。而決定組分洗脫體積和峰寬的因素包括兩種組分的分子大小，凝膠柱的選擇性和柱效。4. SDSPAGE電泳測定蛋白分子量原理？SDS是一

36、種陰離子去污劑，作為變性劑和助溶性試劑，能斷裂分子內(nèi)和分子間的氫鍵，使分子去折疊，破壞蛋白質(zhì)分子的二級、三級結(jié)構(gòu)；而強還原劑，如二硫蘇糖醇、-巰基乙醇能使半胱氨酸殘基之間的二硫鍵斷裂。在樣品和凝膠中加入SDS和還原劑后，蛋白質(zhì)分子被解聚為組成它們的多肽鏈，解聚后的氨基酸側(cè)鏈與SDS結(jié)合后，形成帶負(fù)電的蛋白質(zhì)-SDS膠束，所帶電荷遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了蛋白質(zhì)原有的電荷量，消除了不同分子間的電荷差異；同時，蛋白質(zhì)-SDS聚合體的形狀也基本相同，這就消除了在電泳過程中分子形狀對遷移率的影響。因此，蛋白質(zhì)分子的電泳遷移率主要取決于它的分子量，而與所帶電荷和形狀無關(guān)。5. 在生物產(chǎn)品生產(chǎn)中，為什么說清液（精料）發(fā)酵

37、是未來發(fā)展方向？目前生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)酵原料以粗糧為主，粗原料中帶入大量不參與發(fā)酵過程的可溶性雜質(zhì)和不溶性懸浮物，增加了下游操作難度和成本。粗糧經(jīng)過一定處理，通過離心或過濾后的清液作為發(fā)酵液，去除了大部分雜質(zhì)，既有利于發(fā)酵，也有利于產(chǎn)物分離。四. 論述題（每小題15分，共15分）請根據(jù)生物工程下游技術(shù)的一般工藝過程設(shè)計一套經(jīng)濟的且技術(shù)可行的黑曲霉產(chǎn)酶的提取純化及其分子量測定方案。生物工程下游技術(shù)一般處理步驟：發(fā)酵液 預(yù)處理 細(xì)胞分離 細(xì)胞破壁 碎片分離 提取 精制 成品制作原材料：黑曲霉 處理對象：黑曲霉代謝產(chǎn)物-酶第一步：發(fā)酵液預(yù)處理。發(fā)酵液離心沉淀除去大量雜質(zhì)。保留上清液。第二步：初步提取。因

38、為黑曲霉代謝產(chǎn)物-酶是胞外產(chǎn)物，所以無需破碎細(xì)胞，直接采用冷藏有機溶劑乙醇在4過夜沉淀得到白色絮狀物。循環(huán)幾次后，合并白色絮狀物。第三步：乙醇分級后的黑曲霉代謝產(chǎn)物-酶仍含有許多雜質(zhì)，這時用一些層析技術(shù)，如離子交換層析。最后收集層析液。第四步：收集層析液真空干燥，測分子量。生物工程下游技術(shù)試題（A卷）答案及評分標(biāo)準(zhǔn)一、判斷并改錯（每小題2分，共20分） 判斷正確1分，判斷正確并改正正確2分，沒有判斷正確0分。1.微載體和大孔微載體都適合貼壁細(xì)胞和非貼壁細(xì)胞的培養(yǎng)（× ）。改：微載體只適合貼壁細(xì)胞得培養(yǎng)，而大孔微載體都適合貼壁細(xì)胞和非貼壁細(xì)胞的培養(yǎng)。2.分離鑒定氨基酸的紙層析屬于吸附層

39、析（× ）。改：分離鑒定氨基酸的紙層析屬于分配層析。3. 某蛋白質(zhì)的PI為7.5,在pH6.0的緩沖液中進行電泳時其泳動方向向負(fù)極移動（ ）。4. 不連續(xù)聚丙酰胺凝膠電泳比一般電泳的分別率要高，是因為具有濃縮效應(yīng)（ ）。5. 分析色譜就是線性色譜，制備色譜就是非線性色譜（ × ）。改：大多數(shù)制備色譜都屬于非線性色譜，但并不是說分析。6. 增加復(fù)性蛋白質(zhì)濃度和降低重組菌培養(yǎng)溫度都可以減少包涵體的形成（× ）。改：減少復(fù)性蛋白質(zhì)濃度和降低重組菌培養(yǎng)溫度都可以減少包涵體的形成。7. 微囊化是固定化技術(shù)中的一種，它是用一層親水性的半透膜將酶、蛋白質(zhì)等生物大分子或動植物細(xì)胞

40、包圍在微囊內(nèi)，所以微囊化方法包埋生物大分子及細(xì)胞的方法都能適合于動物細(xì)胞（× ）。改：微囊化是固定化技術(shù)中的一種，它是用一層親水性的半透膜將酶、蛋白質(zhì)等生物大分子或動植物細(xì)胞包圍在微囊內(nèi)，但并不是微囊化方法包埋生物大分子及細(xì)胞的方法都能適合于動物細(xì)胞。8.分辨率是兩個洗脫峰峰頂對映的洗脫體積之差比上兩峰在基線上峰寬的和，往往好的選擇性比柱的效率更重要（× ）。改：分辨率是兩個洗脫峰峰頂對映的洗脫體積之差比上兩峰在基線上峰寬的和的平均值，往往好的選擇性比柱的效率更重要。9.雙水相萃取中要增加目標(biāo)蛋白質(zhì)在上相的收率，要減少PEG的濃度和分子量（×）。改：雙水相萃取中要

41、增加目標(biāo)蛋白質(zhì)在上相的收率，要增加PEG的濃度和減少PEG的分子量。10. 雙向電泳是目前唯一一種可以僅通過一次操作解析上千種蛋白質(zhì)的技術(shù)，第一向為十二烷基硫酸鈉-PAGE和第一向為等點聚焦（×）。改：雙向電泳是目前唯一一種可以僅通過一次操作解析上千種蛋白質(zhì)的技術(shù)，第一向為等點聚焦和第二向為十二烷基硫酸鈉-PAGE。二、多項選擇題（將正確的答案寫在括號內(nèi)，可選的答案個數(shù)不固定，每題全對2分，共20分）選正確一個但沒有選全0.5分，全對2分，選錯一個0分。1. 下游技術(shù)的生物原料可以是( ABCD ) A. 生物界自然產(chǎn)生的 B. 酶反應(yīng)獲得的 C. 動植物細(xì)胞組織培養(yǎng)的 D. 微生物

42、菌體發(fā)酵的2下列哪些是生物反應(yīng)動力學(xué)研究及生產(chǎn)中通常采用的生物學(xué)參數(shù)( ABC )A. 菌體濃度 B. 菌體比生長速率C. 比產(chǎn)物形成速率 D. 氧化還原電位3.關(guān)于徑向色譜表述正確的有 ( ABD ) A.徑向色譜樣品盒流動相可以從色譜柱的周圍流向圓心，也可以從圓心流向柱的周圍。B.在較高流動相速度時，反壓降低。C.采用徑向流技術(shù)，不能在較小的柱床層高度使用較大的流動相速度。D.可以線性地增加樣品處理量。 4. 下列細(xì)胞破碎方法屬于機械法的有( ACD ) A. 壓榨法 B. 微波加熱法C. 高壓勻漿法 D. 超聲破碎法5. 下列屬于無機基質(zhì)色譜填料的有 ( ABCD ) A. 可控孔徑玻璃

43、 B. 硅膠 C. 羥基磷灰石 D. 石墨6. 動物細(xì)胞培養(yǎng)類型有 ( ABC ) A. 懸浮培養(yǎng) B. 貼壁培養(yǎng) C. 固定化培養(yǎng) D. 包埋培養(yǎng)7. 下列表述正確的有( BC ) A. SEC（疏水層析） B. IEC（離子交換層析）C. AFC（親和層析） D. HIC（凝膠過濾層析）8. 生化分離技術(shù)特點( BCD ) A. 均一性的絕對性 B. 成分復(fù)雜 C. 含量甚微 D. 易變性9. 下面表述正確的有 ( ABCD ) A. 總柱床體積是凝膠經(jīng)溶脹、裝柱、沉降，體積穩(wěn)定后所占據(jù)層析柱內(nèi)的總體積B. 外水體積是柱中凝膠顆粒間隙的液相體積的總和C. 內(nèi)水體積是存在于溶脹后的凝膠顆粒網(wǎng)

44、孔中的液相體積的總和D. 凝膠體積是凝膠顆粒固相所占據(jù)的體積10. 要使目的物從離子交換劑上解吸而被洗脫，采用方法有 ( ABCD ) A. 改變洗脫劑的pH B. 增加洗脫劑的離子強度C. 往洗脫劑中添加特定離子 D. 往洗脫劑中添加一種置換劑三. 簡答題（5小題，每小題6分，共30分）1. 目標(biāo)產(chǎn)品分離對象特點及根據(jù)這些特點應(yīng)該如何做？1）目標(biāo)產(chǎn)物濃度普遍較底，懸浮液中大部分是水; 1分2）組分復(fù)雜，含有細(xì)胞，細(xì)胞碎片，蛋白質(zhì)，核 酸，脂類，無機鹽等多種物質(zhì)； 1分3）由于pH ,離子強度，溫度等變化因素，分離過程易造成失活和污染現(xiàn)象； 1分4）性質(zhì)不穩(wěn)定，隨時間變化。 1分1.迅速加工,

45、縮短停留時間, 0.5分2.控制好操作溫度和pH, 0.5分3.減少或避免與空氣接觸受污染的機會, 0.5分4.總體設(shè)計好各組分的分離順序. 0.5分2. 膜的污染及其控制方法。膜分離過程中隨著操作時間的增加，膜透過流速的迅速下降，溶質(zhì)的截留率也明顯下降，這被稱為膜的污染。污染是由膜的劣化和水生物(附生)污垢所引起的。（一）膜的劣化由于膜本身的不可逆轉(zhuǎn)的質(zhì)量變化而引起的膜性能變化，有如下三類：1化學(xué)性劣化2物理性劣化3生物性劣化， 2分（二）水生物（附生）污垢 由于形成吸著層和堵塞等外因而引起膜性能變化。 2分防止污染應(yīng)根據(jù)產(chǎn)生的原因不同，使用不同的方法。（1）預(yù)處理法（2）開發(fā)抗污染的膜（3

46、）加大供給液的流速 2分3. 生物工程下游技術(shù)主要包括哪些技術(shù)？沉淀分離 鹽析、有機溶劑沉淀、選擇性變性沉淀、非離子聚合物沉淀等 1分層析分離 凝膠層析、離子交換層析、疏水層析、反相層析、親和層析等 1分電泳分離 SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳、等電聚焦、雙向電泳、毛細(xì)管電泳等 1分離心分離 低速、高速、超速（差速離心、密度梯度）離心分離技術(shù)等 1分膜分離技術(shù) 透析、微濾、超濾、納濾、反滲透等 1分 分類清楚1分4. 色譜裝置主要包括哪幾部分及它們的作用。由高壓輸液系統(tǒng)、進樣系統(tǒng)、分離系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)等四大部分組成。 1分一、高壓輸液系統(tǒng)高壓輸液系統(tǒng)由 溶劑貯存器、高壓泵、梯度洗脫裝置和壓力表等組成。1.溶劑貯存器 溶劑貯存器一般由玻璃、不銹鋼或氟塑料制成，容量為1-2 L，用來貯存足夠數(shù)量、符合要求的流動相。2.高壓輸液泵 其功能是將溶劑貯存器中的流動相以高壓形式連續(xù)不斷地送入液路系統(tǒng)，使樣品在色譜柱中完成分離過程。由于液相色譜儀所用色譜柱徑較細(xì)，所填固定相粒度很小，因此，對流動相的阻力較大，為了使流動相能較快地流過.3. 梯度洗脫裝置 梯度洗脫就是在分離過程中使兩種或兩種以上不同極性的溶劑按一定程序連續(xù)改變它們之間的比例，從而使流