生物制药工艺与技术专业知识点梳理题集

生物制药工艺与技术专业知识点梳理题集姓名_________________________地址_______________________________学号______________________-------------------------------密-------------------------封----------------------------线--------------------------1.请首先在试卷的标封处填写您的姓名，身份证号和地址名称。2.请仔细阅读各种题目，在规定的位置填写您的答案。一、选择题1.生物制药工艺与技术专业涉及的主要生物大分子包括：

A.蛋白质

B.糖类

C.脂质

D.以上都是

2.生物制药工艺流程中，哪一步骤属于下游工艺？

A.细胞培养

B.分离纯化

C.灭菌

D.注射剂配制

3.以下哪种方法不属于蛋白质的分离纯化技术？

A.离心分离

B.凝胶过滤

C.电泳

D.沉淀法

4.生物反应器的主要类型有：

A.恒温恒压反应器

B.恒温恒流反应器

C.恒温恒速反应器

D.以上都是

5.以下哪种细胞培养技术属于无血清培养？

A.培养基法

B.细胞悬浮培养

C.液体培养

D.固体培养

答案及解题思路：

1.答案：D

解题思路：生物制药工艺与技术专业主要涉及多种生物大分子的研究，包括蛋白质、糖类和脂质等，因此选择D选项。

2.答案：B

解题思路：生物制药工艺流程中的下游工艺主要包括分离纯化、灭菌和注射剂配制等步骤，而细胞培养属于上游工艺，因此选择B选项。

3.答案：D

解题思路：蛋白质的分离纯化技术包括离心分离、凝胶过滤和电泳等，而沉淀法通常用于其他物质的分离，因此选择D选项。

4.答案：D

解题思路：生物反应器的主要类型包括恒温恒压反应器、恒温恒流反应器和恒温恒速反应器，因此选择D选项。

5.答案：A

解题思路：无血清培养是指在没有血清的培养基中进行细胞培养，其中培养基法是一种典型的无血清培养技术，因此选择A选项。二、填空题1.生物制药工艺流程主要包括______、______、______、______等步骤。

答案：原料处理、发酵、提取、纯化

解题思路：生物制药工艺流程一般包括从原料的处理到最终产品的纯化，其中原料处理、发酵、提取和纯化是核心步骤。

2.蛋白质分离纯化技术中，______和______是常用的分离方法。

答案：离子交换层析、凝胶过滤色谱

解题思路：蛋白质分离纯化技术中，离子交换层析和凝胶过滤色谱因其对不同大小的分子有选择性吸附和筛分能力，是常用的方法。

3.生物反应器的主要类型有______、______、______等。

答案：发酵罐、细胞培养罐、连续培养系统

解题思路：生物反应器类型多样，根据不同的生物过程和需求，发酵罐、细胞培养罐和连续培养系统是最常见的类型。

4.细胞培养过程中，______和______是影响细胞生长的重要因素。

答案：培养基、环境条件

解题思路：细胞培养的成功与否取决于培养基的营养成分和环境条件，如温度、pH值、氧气浓度等。

5.生物制药工艺中，______和______是保证产品质量的关键环节。

答案：工艺控制、质量检测

解题思路：生物制药工艺中，通过严格的工艺控制和定期的质量检测来保证产品的稳定性和安全性，是保证产品质量的关键。三、判断题1.生物制药工艺中的上游工艺主要包括细胞培养和发酵。

答案：正确

解题思路：生物制药工艺的上游工艺，也称为生物合成过程，主要包括细胞培养和发酵。细胞培养是指将微生物、细胞或其他生物体在体外培养以生产所需的产品，而发酵则是利用微生物在特定条件下转化底物以生产目标产物。

2.蛋白质分离纯化技术中，凝胶过滤是利用分子大小进行分离的方法。

答案：正确

解题思路：凝胶过滤（也称为凝胶渗透色谱）是一种基于分子大小差异的蛋白质分离技术。在凝胶过滤过程中，不同大小的蛋白质分子会通过凝胶床的不同路径，从而实现分离。

3.生物反应器的主要类型有搅拌式、气升式和膜式等。

答案：正确

解题思路：生物反应器是生物制药工艺中用于细胞培养和发酵的关键设备。其主要类型包括搅拌式、气升式和膜式等，每种类型都有其特定的设计和工作原理，以适应不同的生物反应需求。

4.细胞培养过程中，温度和pH值是影响细胞生长的重要因素。

答案：正确

解题思路：细胞培养过程中，温度和pH值是关键的环境因素。温度影响细胞的代谢速率，而pH值则影响细胞内外的酶活性，两者都直接影响到细胞的生长和功能。

5.生物制药工艺中，灭菌和检验是保证产品质量的关键环节。

答案：正确

解题思路：在生物制药工艺中，保证产品的无菌性和安全性。灭菌是去除或杀灭所有微生物的过程，而检验则是通过一系列的测试来验证产品的质量，这两个环节都是保证产品质量的关键步骤。四、简答题1.简述生物制药工艺流程的主要步骤。

细胞培养：提供细胞生长所需的适宜环境，包括生物反应器、营养物质、氧气等。

发酵：在生物反应器中，通过细胞代谢产生目标生物制品。

收获：收集发酵液，包含目标生物制品。

初级分离：对发酵液进行初步分离，去除大部分杂质。

纯化：采用一系列分离纯化技术，如层析、电泳等，提高目标生物制品的纯度。

质量检验：对纯化后的产品进行质量检测，保证其符合法定标准。

填充与包装：将合格的产品进行填充和包装，准备上市。

2.简述蛋白质分离纯化技术的常用方法及其原理。

离子交换层析：利用蛋白质带电性质差异，通过离子交换树脂进行分离。

凝胶过滤层析：根据蛋白质分子大小差异，通过凝胶颗粒进行分离。

亲和层析：利用蛋白质与特定配体的亲和力进行分离。

电泳：利用蛋白质电荷差异，在电场中移动速度不同进行分离。

超滤：利用蛋白质分子大小差异，通过半透膜进行分离。

3.简述生物反应器的主要类型及其特点。

发酵罐：适用于微生物发酵，具有搅拌、控温、控压等功能。

组织培养反应器：适用于动物细胞培养，具有适宜的气体交换和营养物质供应系统。

膜生物反应器：结合了膜分离技术和生物反应器，可实现连续操作和产品分离。

4.简述细胞培养过程中影响细胞生长的因素。

营养物质：包括糖、氨基酸、维生素、矿物质等。

氧气供应：细胞进行代谢活动需要氧气。

pH值：细胞生长的最适pH值一般为7.27.4。

温度：不同细胞种类对温度要求不同，一般在3642℃范围内。

无菌环境：防止细菌、病毒等微生物污染。

5.简述生物制药工艺中保证产品质量的关键环节。

原辅材料质量控制：保证所用原辅材料符合规定标准。

生产过程控制：对生产过程中的各个环节进行监控，保证操作规范。

中间产品质量检验：在生物反应、分离纯化等过程中，对中间产品进行质量检测。

最终产品检验：对最终产品进行全面检验，保证其符合法定标准。

答案及解题思路：

1.答案：如上所述，列举了生物制药工艺流程的主要步骤，解题思路是按照生物制药工艺的一般流程进行梳理，结合实际操作步骤进行描述。

2.答案：列举了常用的蛋白质分离纯化技术及其原理，解题思路是针对每种技术解释其工作原理和应用场景。

3.答案：介绍了不同类型的生物反应器及其特点，解题思路是分析每种反应器的适用性和设计原理。

4.答案：分析了影响细胞生长的多种因素，解题思路是列举常见因素并解释其对细胞生长的影响。

5.答案：描述了保证产品质量的关键环节，解题思路是强调质量控制的各个环节及其重要性。五、论述题1.结合实际案例，论述生物制药工艺中细胞培养技术的重要性。

论述要点：

细胞培养技术在生物制药工艺中的应用广泛，包括疫苗生产、重组蛋白药物等。

结合实例，如新冠病毒疫苗（mRNA疫苗）的生产过程，强调细胞培养技术在这一过程中的重要性。

分析细胞培养技术的优势，如提高产量、降低成本、保证产品质量等。

解题思路：

1.阐述细胞培养技术在生物制药工艺中的应用领域。

2.结合实际案例，如新冠病毒疫苗的生产，说明细胞培养技术的应用。

3.分析细胞培养技术在提高产量、降低成本、保证产品质量等方面的优势。

4.总结细胞培养技术的重要性。

2.分析蛋白质分离纯化技术在生物制药工艺中的应用及其意义。

论述要点：

介绍蛋白质分离纯化技术在生物制药工艺中的应用方法，如亲和层析、离子交换层析等。

结合实例，如重组人胰岛素的生产过程，说明蛋白质分离纯化技术的应用。

分析蛋白质分离纯化技术对提高药物纯度和质量、降低生产成本的意义。

解题思路：

1.列举蛋白质分离纯化技术在生物制药工艺中的应用方法。

2.结合实际案例，如重组人胰岛素的生产，说明蛋白质分离纯化技术的应用。

3.分析蛋白质分离纯化技术对提高药物纯度和质量、降低生产成本的作用。

4.总结蛋白质分离纯化技术的意义。

3.探讨生物反应器在生物制药工艺中的重要作用。

论述要点：

介绍生物反应器在生物制药工艺中的应用类型，如发酵反应器、细胞培养反应器等。

结合实例，如重组蛋白药物的生产过程，说明生物反应器的作用。

分析生物反应器在提高生产效率、降低生产成本、实现规模化生产等方面的作用。

解题思路：

1.列举生物反应器在生物制药工艺中的应用类型。

2.结合实际案例，如重组蛋白药物的生产，说明生物反应器的作用。

3.分析生物反应器在提高生产效率、降低生产成本、实现规模化生产等方面的作用。

4.总结生物反应器在生物制药工艺中的重要作用。

4.论述细胞培养过程中影响细胞生长的因素及其调控方法。

论述要点：

列举影响细胞生长的因素，如温度、pH值、氧气、营养物质等。

结合实例，说明如何通过调控这些因素来提高细胞生长效率。

介绍常见的细胞培养调控方法，如调整培养基成分、优化培养条件等。

解题思路：

1.列举影响细胞生长的因素。

2.结合实例，说明如何通过调控这些因素来提高细胞生长效率。

3.介绍常见的细胞培养调控方法。

4.总结细胞培养过程中的调控方法。

5.分析生物制药工艺中保证产品质量的关键环节及其重要性。

论述要点：

列举生物制药工艺中保证产品质量的关键环节，如原料质量控制、生产过程控制、产品质量检验等。

结合实例，说明这些关键环节对产品质量的影响。

分析保证产品质量的重要性，如提高患者用药安全性、降低药品不良反应等。

解题思路：

1.列举生物制药工艺中保证产品质量的关键环节。

2.结合实例，说明这些关键环节对产品质量的影响。

3.分析保证产品质量的重要性。

4.总结保证产品质量的重要性。六、计算题1.已知某生物反应器体积为100L，培养过程中细胞密度达到1×10^8个/mL，求培养过程中细胞的总体积。

解答：

计算细胞的总体积

公式：细胞总体积=细胞密度×生物反应器体积

代入数据：细胞总体积=1×10^8个/mL×100L

转换单位：100L=100,000mL

计算得：细胞总体积=1×10^8个/mL×100,000mL=1×10^12个

答案：细胞的总体积为1×10^12个。

2.设某蛋白质的分子量为50kDa，试计算其在凝胶过滤过程中的滞留时间。

解答：

需要蛋白质分子量与凝胶过滤系统的特性参数

假设凝胶过滤系统的流速为VmL/min

滞留时间=液流体积/流速

由于缺乏具体流速数据，无法直接计算

答案：无法计算，需补充凝胶过滤系统的流速参数。

3.已知某细胞培养过程中，细胞密度从1×10^5个/mL增长到1×10^8个/mL，求细胞增长率。

解答：

计算增长率

公式：增长率=(最终细胞密度初始细胞密度)/初始细胞密度×100%

代入数据：增长率=(1×10^81×10^5)/1×10^5×100%

计算得：增长率=9999%

答案：细胞增长率为9999%。

4.计算某生物制药工艺中，100L发酵液在离心分离过程中，分离出10kg蛋白质的回收率。

解答：

计算回收率

公式：回收率=(分离出的蛋白质质量/发酵液总体积×预期蛋白质密度)×100%

假设预期蛋白质密度为1g/mL

代入数据：回收率=(10kg/100L×1g/mL)×100%

转换单位：10kg=10,000g

计算得：回收率=(10,000g/100,000g)×100%=10%

答案：蛋白质的回收率为10%。

5.设某生物反应器中，细胞密度从1×10^5个/mL增长到1×10^8个/mL，求细胞生长的倍增时间。

解答：

计算倍增时间

公式：倍增时间=log2(最终细胞密度/初始细胞密度)/log2(2)

代入数据：倍增时间=log2(1×10^8/1×10^5)/log2(2)

计算得：倍增时间=log2(1000)/log2(2)=3

答案：细胞生长的倍增时间为3个周期。

答案及解题思路：

1.答案：细胞的总体积为1×10^12个。

解题思路：通过将细胞密度与生物反应器体积相乘得到细胞总体积。

2.答案：无法计算，需补充凝胶过滤系统的流速参数。

解题思路：需要凝胶过滤系统的流速数据来计算滞留时间。

3.答案：细胞增长率为9999%。

解题思路：通过计算最终细胞密度与初始细胞密度的差异，并转换为百分比得到增长率。

4.答案：蛋白质的回收率为10%。

解题思路：通过计算分离出的蛋白质质量与发酵液总体积的比值，并转换为百分比得到回收率。

5.答案：细胞生长的倍增时间为3个周期。

解题思路：通过计算细胞密度的对数增长，得到倍增时间。七、应用题1.设计生物制药工艺流程

题目：根据实际生产需求，设计一个生物制药工艺流程，包括细胞培养、发酵、分离纯化和制剂等步骤。

解题思路：

1.确定产品：根据市场需求和可行性研究，选择一个生物制药产品。

2.细胞培养：描述细胞培养所需的细胞类型、培养体系（如悬浮培养或固定化酶）和培养条件（温度、pH、氧气供应等）。

3.发酵：描述发酵过程中的培养基配方、发酵参数（如温度、pH、转速、通气量）和监控方法。

4.分离纯化：列出可能使用的分离纯化方法（如离心、过滤、层析等）及每种方法的适用性和优缺点。

5.制剂：描述制剂的配方、制备方法、质量控制和储存条件。

2.蛋白质分离纯化工艺分析

题目：分析某蛋白质分离纯化工艺中，凝胶过滤和离子交换两种方法的优缺点，并给出改进建议。

解题思路：

1.凝胶过滤：分析其原理、应用场景、优点（如高效、操作简便）和缺点（如不能分离具有相似分子量的蛋白质）。

2.离子交换：分析其原理、应用场景、优点（如可逆性、选择性好）和缺点（如蛋白质容易降解）。

3.改进建议：根据上述分析，提出可能改进的方向，如使用多步纯化策略、优化缓冲液成分、使用新型树脂等。

3.生物反应器运行问题及解决方法

题目：针对某生物反应器，分析其运行过程中可能出现的问题及解决方法。

解题思路：

1.分析生物反应器可能遇到的问题，如温度失控、pH变化、泡沫、污染等。

2.针对每个问题，提出具体的解决方法，如调整控制策略、