2018 生物工程下游技术(厦门大学)1002919006 最新满分章节测试答案

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本课程起止时间为:2018-05-09到2018-06-29
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第一讲 绪论 入门测试

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1、 问题:下列哪一项不是生物工程下游技术的内容
选项：
A:膜分离技术
B:双水相萃取技术
C:扩张床吸附技术
D:清洗技术
答案: 【清洗技术】

2、 问题:与一般小分子产品相比，生物工程下游技术的产品具有：
选项：
A:易分离纯化
B:分子较稳定
C:占工厂投资的主要部分
D:价格比较低廉
答案: 【占工厂投资的主要部分】

3、 问题:生物工程下游技术中的精制（纯化）是指去除理化性质较接近的杂质。常用色谱或膜分离的方法。
选项：
A:正确
B:错误
答案: 【正确】

4、 问题:生物工程下游技术一般是指从发酵液开始，通过预处理、细胞分离或细胞破碎等步骤，再经过初步纯化和高度纯化最后获得成品的过程。
选项：
A:正确
B:错误
答案: 【正确】

5、 问题:生物工程技术下游产品的初步分离是指去除与待分离产物性质差别较大的杂质，一般可采用沉淀、吸附、萃取及超滤等方法。
选项：
A:正确
B:错误
答案: 【正确】

6、 问题:生物工程领域将随着哪项技术的发展而不断的扩大。
选项：
A:基因编辑技术
B:膜分离技术
C:萃取技术
D:沉淀技术
答案: 【基因编辑技术】

7、 问题:生物工程下游技术的核心目标就是得到纯的生物工程产品，而无需关注其活性。
选项：
A:正确
B:错误
答案: 【错误】

8、 问题:生物工程下游技术所用的技术与方法，在原理上与分离小分子物质的技术与方法类似，因而可以为其它物质的分离纯化所借鉴。
选项：
A:正确
B:错误
答案: 【正确】

9、 问题:生物工程下游技术中的膜技术与用于水处理或海水淡化中的膜技术原理类似。
选项：
A:正确
B:错误
答案: 【正确】

10、 问题:生物工程上游技术是指工程菌或工程细胞的获得或构建，在设计时不必考虑下游或中游技术环节，因为它们的目的是不同的。
选项：
A:正确
B:错误
答案: 【错误】

【作业】第一讲 绪论 请根据你的理解谈谈生物工程下游技术产品的特点及主要用途

1、 问题:什么是凝胶色谱，简述其原理及简单的操作步骤？
评分规则: 【 利用大小不同的分子在多孔固定相中的选择渗透而达到分离的方法，称为凝胶色谱或凝胶过滤。
凝胶色谱法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。多孔凝胶作固定相，按分子大小 进行分离（分子筛）。相对分子质量较大的物质被完全排阻在孔外，因此流程较短，移动速度快；先直接流出。相对分子质量小的物质，可完全进入凝胶颗粒的孔内，流程较长；最后流出。中等大小的分子，它们部分进入凝胶颗粒，流出的时间介于二者之间。综上：分子大的组分先流出，分子小的组分后流出。样品经过凝胶层析后，各个组分便按分子从大到小的顺序依次流出，从而达到了分离的目的。
选择凝胶：根据实验目的不同来选择。进行溶胀等前处理。凝胶装柱：介质装填要均匀，没有气泡，表面平整。平衡：用5倍体积的缓冲液冲洗。便于溶质与凝胶的结合 。加样：浓度要小于10mg/ml,以与平衡缓冲液 相似的液体，在平衡后，吸去胶面上液体，再准备上样。上样体积为床体积的1-2%或20-30%；分别用于分析型或制备型。待样品在柱中自然流过凝胶后，再在胶表面加一些洗脱液，也使其流进凝胶。洗脱：可用吸附缓冲液或根据特征来进行一般其成分应与膨胀胶所用的液体相同，不相同时可通过平衡操作来达到。注意操作压差洗脱液可分步收集，根据检测器及记录仪或根据样品具体性质采用的分析方法，得到洗脱图谱。凝胶再生与保养：在洗脱过程中，可以达到 柱清洗的作用，一般无需要特殊处理。但多次使用后，凝胶颗粒可能压紧，流速变慢。这时只需要将凝胶倒出，重新填装。如短期不用，可加防腐剂（0.02叠氮化钠）。长期不用，则可逐步以不同浓度的酒精浸泡，末一次脱水需用95%乙醇，然后60-80度烘干。
】

第二讲 生物工程下游技术的理论基础 第二讲生物工程下游技术理论基础

1、 问题:两相分离技术是基于生物工程下游技术的哪种理论
选项：
A:平衡理论
B:非平衡理论
C:拟平衡理论
D:热力学理论
答案: 【平衡理论】

2、 问题:以被分离混合物在被分离界面两侧的物性参数之差 （温度差、压力差、浓度差等）为推动力，使物质从非平 衡状态向平衡状态转化，从而达到分离的目的。
选项：
A:正确
B:错误
答案: 【正确】

3、 问题:三传原理中的三传指的是质量的传输、动量的传输和热量的传输
选项：
A:正确
B:错误
答案: 【正确】

4、 问题:在结晶、渗透、过滤和离心操作是基于物理学中的平衡理论。
选项：
A:正确
B:错误
答案: 【错误】

5、 问题:生物工程下游技术理论研究的意义在于可以优化工艺、提高 效率、降低成本。
选项：
A:正确
B:错误
答案: 【正确】

【作业】作业 作业

1、 问题:实验设计与实施-双水相萃取相图的制作通过双水相相图的制作，1.学习双水相分离萃取的原理和方法2.双水相萃取法是利用物质在互不相容的两个水相间分配系数的不同。如PEG2000%和(NH4)2SO4%组成的两相；相图是一根双节线,把均匀区和两相区分隔开来；当成相组分的配比取在双节线下方时，为均相区；当成相组分的配比取在双节线上方时，为两相区。系线：连接相图中上相组成与下相组成的直线称为系线。要求大家：1）列出实验所用的仪器、试剂、材料（至少写出4种）2）主要实验步骤3）相图的制作方法
评分规则: 【 实验所用的仪器、试剂、材料：试管，离心机，天平，离心管，三角瓶，滴定管。 2.试剂：聚乙二醇（PEG），硫酸铵。
双水相体系相图的测定（1）取10%（g/ mL）PEG溶液10mL于三角瓶中。 （2）用40%（g/mL）（NH4)2SO4溶液装入滴定管中滴定至三角瓶中溶液出现浑浊，记录）NH4)2SO4溶液消耗的体积。加入1mL水使溶液澄清，继续用（NH4)2SO4溶液滴定至浑浊，重复7～8次，记录每次（NH4)2SO4溶液消耗的体积，计算每次出现浑浊时体系中PEG和（NH4)2SO4的浓度（g/mL）。
（3） 以（NH4)2SO4的浓度（g/mL）为横坐标，PEG2的浓度（g/mL）为纵坐标，绘制PEG2000- （NH4)2SO4双水相体系相图。
】

2、 问题:如果待分离的产品是蛋白质，用双水相萃取比一般的萃取方法对产品更有利，请结合双水相的原理进行说明？
评分规则: 【 双水相体系通常是指两种亲水性物质的水溶液在一定浓度下混合后自发形成的两个互不相容的水相体系
双水相萃取与萃取原理相似，都是利用物质在两相间的选择分配差异而进行分离提纯，不同之处在于萃取体系的性质
当物质进入双水相体系后，由于表面性质、电荷作用和各种化学键（氢键、离子键等）的影响，促使物质在两相中进行分配，从而达到分离的目的。不涉及有机溶剂，因而可避免蛋白质的变性等因素
】

3、 问题:已知某水溶液中混有两种蛋白质分子量分别为2000和50000， 如果要分开这两种蛋白质，请问你会采取什么方法？请说出理由或相应的原理。
评分规则: 【 由于两者的分子量差别大于10KD
因而可以采用膜过滤法（或超滤法）
压力推动下，依靠膜的选择性将液体中的组分进行分离或浓缩的方法。主要用于过滤分离-膜过滤
当然还要考虑分子形状；吸附作用；其他高分子溶质的影响；以及温度、pH、离子强度等因素的影响
】

4、 问题:从细菌的发酵液出发，运用哪些技术与方法可以快速地得到粗蛋白质？并说说各自的原理。
评分规则: 【 快速得到粗蛋白质的方法：1.膜过滤法（2）；压力推动下，依靠膜的选择性将液体中的组分进行分离或浓缩的方法。主要用于过滤分离-膜过滤（3）
2. 扩张床吸附法（2）；依靠吸附剂的密度和粒子大小形成梯度，平衡后形成稳定的梯度，当待分离的液体从底部打入床体后，目标蛋白质被吸附结合，而其它 的细胞及碎片等则被洗去，再经过洗脱则得到目标蛋白质（3）。
】

5、 问题:请说说亲和作用在蛋白质分离纯化中有哪些应用？
评分规则: 【 亲和作用利用与待分离蛋白质的特异性结合，从而达到 分离纯化的目的（2）。
常见的有：亲和吸附（2）；亲和色谱（2）；亲和沉淀等（2）亲和萃取（2）
】

6、 问题:大肠杆菌与酵母菌的细胞壁的组成有什么差别？简要说说破碎细菌与酵母细胞有何不同？
评分规则: 【 一个是原核细胞壁，含肽聚糖；一个是真核细胞壁，含几丁质，甘露聚糖等。
因而破碎原核常用，溶菌酶；青霉素；而真核的要用蜗牛酶等。
】

7、 问题:希望从某蛋白质的混合液中分离出目标蛋白质，拟采用硫酸铵沉淀法进行分离，请问选用硫酸铵的饱和度的原则是什么？硫酸铵沉淀法的原理是什么？
评分规则: 【 不使目标蛋白质沉淀的最大饱和度和使目标蛋白质沉淀的最低饱和度.
破坏水化层，破坏双电层，中和电荷等一切使蛋白质成为稳定胶体的因素。
】

8、 问题:蛋白质His-SUMO-STAT5B是通过大肠杆菌表达的，结合所学的知识简要说说分离纯化STAT5B蛋白质的流程或实验方案。
评分规则: 【 1）发酵液的预处理和固液分离采用的方法降低粘度（酸化、加热），加入絮凝剂（微生物絮凝剂)过滤、离心超滤
2）细胞破碎与碎片分离研磨或匀浆-利用机械力或剪切力、应力离心除碎片（较难)或双水相萃取法-上清液。
3）初步分离（提取)大量的上清液- 浓缩-亲和层析常用方法：沉淀法-提取蛋白质 萃取法-双水相、超临界、逆胶束、超滤 结晶法除去与产物性质差异较大的杂质，提高目标产物的含量。沉淀、吸附、萃取、超滤、结晶等
4）精制（纯化)：去除理化性质较接近的杂质与活性分析常用的方法：色谱分离、膜分离
5）成品制作浓缩、干燥、无菌过滤、活性分析6）活性分析
】

第三讲 发酵液的预处理 第三讲发酵液预处理的测试

1、 问题:发酵液是微生物培养后的产物。其中不包含
选项：
A:菌体细胞
B:胞内、胞外代谢产物
C:剩余的培养基等复杂成分。
D:未加入的培养基
答案: 【未加入的培养基】

2、 问题:絮凝剂具有活性功能团的长链线状的水溶性的聚合物，分子量数万至千万以上。比如列（ ）就是一种絮凝剂，同时也可以做为电泳介质和层析介质。
选项：
A:脱乙酰壳聚糖和聚乙烯亚胺阳离子絮凝剂
B:聚丙烯酰胺
C:葡聚糖凝胶
D:聚合铝盐
答案: 【聚丙烯酰胺】

3、 问题:从液体力学上分析发酵液属于非牛顿液体。
选项：
A:正确
B:错误
答案: 【正确】