07生物工程下游技术A答案.doc

参考答案及评分标准 得分 阅卷人 一 填空题（本大题6小题，每空1分，共25分） 1发酵液成分有微生物菌体及残存的固体培养基外，还有未被微生物 完全利用的糖类、无机盐、蛋白质，以及微生物的各种代谢产物。 2、电泳是荷电的 粒子 在电场中的移动。带电粒子在电场中的迁移方式主要依据分子尺寸大小和形状、分子 所带电荷 或分子的 生物学与化学特性。 依据电泳原理 ，有移动界面电泳、 巨带电泳 、 稳态电泳 等三种。 3、生物工程下游技术的理论基础包括：下游技术中的物理学过程、下游技术中的化学过程、下游技术中的生物学过程。 4、离子交换树脂是一种不溶于酸、碱和有机溶剂的 固态高分子材料 。它的化学稳定性良好，且有一定 孔隙度。其巨大的分子由两部分构成，一部分是不能够移动的 骨架 ，另一部分是能移动的 活性离子 。 5、色谱分离是利用多组分混合物中各组分的 物理化学性质 的差别，使各组分以不同程度分布在两相中，其中一个为 固定相 ；另一个为 流动相 。树脂上洗脱下来，达到分离的目的。 6、清洁生产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。清洁生产应包括三方面的内容：清洁生产工艺技术和过程 、清洁产品 和清洁能源。 得分 阅卷人 二、 1、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，通常称为下游技术，也称为下游工程或下游加工过程。 2、在膜分离技术中，将膜、固定膜的支撑材料、间隔物或管式外壳等组装成的一个单元称之为膜组件。其结构及型式取决于膜的形状，工业上应用的膜组件主要有平板式、管式、中空纤维、螺旋卷绕式等四种型式。 3、有些目标产物不在发酵液中，而是存在于生物体中。尤其是由基因工程菌产生的大多数蛋白质不会被分泌到发酵液中，而是在细胞内沉积。脂类物质和一些抗生素也是包含在生物体中。还有一些目标产物就是细胞本身，如面包酵母。还有，产物如类固醇不必通过细胞破碎提取。大多数情况下，产物还是包裹在生物体内，属胞内产物。 4、在膜分离操作中，所有溶质均被透过液传送到膜表面上，不能完全透过膜的溶质受到膜的截留作用，在膜表面附近浓度升高。这种在膜表面附近浓度高于主体浓度的现象称为浓度极化或浓差极化(concentration polarization)。 5、使被干燥的液体在极低的温度下，冷冻成固体；然后，在低温、低压下利用水的升华性能，使冰升华汽化而除去，以达到干燥的目的. 得分 阅卷人 三、 1、(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。（每点2分） 2、膜污染是指膜在使用中，尽管操作条件保持不变，但通量仍逐渐降低的现象。（3分）减轻膜污染的方法有：①料液的有效处理；②改善膜的性质； ③改变操作条件。（3分） 3、(1)树脂颗粒；(2)树脂的交联度；(3)溶液流速；(4)溶液浓度(5)温度； (6)离子大小；(7)离子的化合价（每点1分，答6点给本题满分） 4、(1)有很高的萃取率和反萃取率并具有选择性；(2)分离、浓缩可同时进行，过程简便；(3)能解决蛋白质在非细胞环境中迅速失活的问题；(4)可直接从完整细胞中提取有活性的蛋白质和酶；(5)成本低，溶剂可反复使用。（每点1分，答5点给本题满分） 5、相转化是指将均质的制膜液通过溶剂的挥发或向溶液加入非溶剂或加热制膜液，使液相转变为固相的过程。相转化制膜工艺中最重要的方法是L—S型制膜法。它是由加拿大人劳勃（S. Leob）和索里拉金（S. Sourirajan）发明的，并首先用于制造醋酸纤维素膜。（3分） 将制膜材料用溶剂形成均相制膜液，在模具中流涎成薄层，然后控制温度和湿度，使溶液缓缓蒸发，经过相转化就形成了由液相转化为固相的膜。（3分） 得分 阅卷人 四、 解：①离心机的最大生产能力：（4分） Q = v·ω2 ·Z 其中v = d2·(ρs - ρl)/18μ·g Z = 2πn/3g·（r23 – r13）·ctgθ Q = 1.0×10-12×(1050-1020)/18×1.02×10-3×8802×2π×24×(0.0812-0.0362)×ctg38° = 0.426 m3/h ②离心机的最大生产能力：（3分） Q = 0.04×10-12×(1050-1020)/