生物制药工艺与技术知识练习题

综合试卷第=PAGE1*2-11页（共=NUMPAGES1*22页） 综合试卷第=PAGE1*22页（共=NUMPAGES1*22页）PAGE①姓名所在地区姓名所在地区身份证号密封线1.请首先在试卷的标封处填写您的姓名，身份证号和所在地区名称。2.请仔细阅读各种题目的回答要求，在规定的位置填写您的答案。3.不要在试卷上乱涂乱画，不要在标封区内填写无关内容。一、选择题1.生物制药工艺中，以下哪种技术不属于发酵过程？

A.液体深层发酵

B.固态发酵

C.固态培养

D.微生物发酵

2.以下哪种酶在蛋白质工程中用于改造蛋白质？

A.蛋白酶

B.胰蛋白酶

C.胰岛素

D.逆转录酶

3.以下哪种技术用于生物制药中的细胞培养？

A.气相培养

B.液体深层发酵

C.真空培养

D.离心培养

4.生物制药工艺中，以下哪种设备用于分离纯化？

A.超滤

B.离心

C.萃取

D.真空干燥

5.以下哪种生物反应器在生物制药中最为常用？

A.塔式反应器

B.真空反应器

C.液体深层发酵罐

D.气相反应器

6.以下哪种技术用于生物制药中的蛋白质结晶？

A.冷结晶

B.温度结晶

C.化学结晶

D.气相结晶

7.以下哪种生物制药工艺中，蛋白质的稳定性最高？

A.融合蛋白

B.脂质体

C.微球

D.纳米粒

8.生物制药中，以下哪种技术用于细胞冻存？

A.冷冻干燥

B.液氮冷冻

C.气相冷冻

D.真空冷冻

答案及解题思路：

1.答案：C

解题思路：发酵过程是指利用微生物进行代谢活动来生产生物制品的过程。液体深层发酵、固态发酵和微生物发酵都是典型的发酵过程。固态培养则是一种培养微生物的方法，但不涉及发酵代谢，因此不属于发酵过程。

2.答案：D

解题思路：蛋白质工程是通过对蛋白质的基因进行改造来获得具有特定性质或功能的新蛋白质。逆转录酶用于将RNA模板转化为DNA，因此在蛋白质工程中用于基因改造，而蛋白酶、胰蛋白酶和胰岛素则不用于改造蛋白质。

3.答案：B

解题思路：在生物制药中，细胞培养是生产生物制品的关键步骤。液体深层发酵是一种在液体环境中进行的细胞培养方法，广泛应用于生物制药。

4.答案：A

解题思路：在生物制药工艺中，超滤是一种常用的分离纯化技术，用于从混合物中去除小分子物质，同时保留大分子蛋白质。

5.答案：C

解题思路：液体深层发酵罐是生物制药中最常用的生物反应器，因为它提供了稳定的液体环境，适合微生物的生长和代谢。

6.答案：A

解题思路：冷结晶是一种常见的蛋白质结晶技术，通过降低温度使蛋白质从溶液中析出结晶。

7.答案：D

解题思路：纳米粒由于其尺寸小，表面积大，能够提高药物的稳定性和生物利用度，因此在生物制药工艺中，纳米粒的蛋白质稳定性通常较高。

8.答案：B

解题思路：细胞冻存是一种长期保存细胞的方法，液氮冷冻因其能够提供极低的温度，使细胞在冷冻过程中受到的损伤最小，是常用的细胞冻存技术。二、填空题1.生物制药工艺中，发酵过程主要包括________、________和________三个阶段。

发酵开始阶段

发酵旺盛阶段

发酵结束阶段

2.生物制药中的细胞培养技术主要包括________、________和________。

原代细胞培养

传代细胞培养

细胞库的建立

3.生物制药中，蛋白质的分离纯化技术主要包括________、________、________和________。

离心分离

电泳分离

层析分离

免疫亲和层析

4.生物制药中，生物反应器的主要类型有________、________、________和________。

固定床反应器

流化床反应器

搅拌式反应器

膜反应器

5.生物制药中，蛋白质结晶技术主要包括________、________、________和________。

冷却结晶

蒸发结晶

诱导结晶

微透析结晶

答案及解题思路：

答案：

1.发酵开始阶段、发酵旺盛阶段、发酵结束阶段

2.原代细胞培养、传代细胞培养、细胞库的建立

3.离心分离、电泳分离、层析分离、免疫亲和层析

4.固定床反应器、流化床反应器、搅拌式反应器、膜反应器

5.冷却结晶、蒸发结晶、诱导结晶、微透析结晶

解题思路：

1.发酵过程是生物制药中关键步骤，包括发酵的开始、旺盛和结束三个阶段，每个阶段都有其特定的生物化学反应和条件控制。

2.细胞培养技术是生物制药的基础，包括原代细胞培养以获得初始细胞，传代细胞培养以维持细胞生长，以及细胞库的建立以保存和提供稳定细胞株。

3.蛋白质的分离纯化涉及多种物理和化学方法，离心分离用于去除不溶性物质，电泳分离根据电荷差异分离蛋白质，层析分离基于分子大小或亲和力，免疫亲和层析则利用特异性抗体与目标蛋白的结合。

4.生物反应器类型多样，固定床和流化床反应器适用于固体催化剂，搅拌式反应器用于液体反应，膜反应器则利用膜分离技术。

5.蛋白质结晶技术有多种方法，冷却结晶通过降低温度促进蛋白质从溶液中析出，蒸发结晶通过蒸发溶剂减少溶质浓度，诱导结晶通过添加诱导剂改变结晶条件，微透析结晶则利用微透析技术实现蛋白质的微环境结晶。三、判断题1.生物制药工艺中，发酵过程是生产生物药物的关键步骤。（）

答案：√

解题思路：发酵过程是生物制药工艺中最为关键的一步，它涉及到微生物的生长和代谢，是生产生物药物（如抗生素、疫苗等）的基础。通过控制发酵条件，可以优化微生物的代谢过程，提高药物产量和质量。

2.生物制药中的细胞培养技术可以提高药物的生产效率。（）

答案：√

解题思路：细胞培养技术是生物制药中用于生产生物药物的重要手段。通过优化细胞培养条件，如培养基成分、温度、pH值等，可以提高细胞的生长速度和药物产量，从而提高药物的生产效率。

3.生物制药中，蛋白质的分离纯化技术可以降低药物的成本。（）

答案：√

解题思路：蛋白质的分离纯化技术是生物制药工艺中不可或缺的一环。通过高效、经济的分离纯化方法，可以降低药物生产成本。纯度高的药物在临床应用中具有更好的疗效和安全性。

4.生物制药中，生物反应器的主要类型有塔式反应器、真空反应器、液体深层发酵罐和气相反应器。（）

答案：×

解题思路：生物反应器是生物制药工艺中用于微生物发酵和细胞培养的设备。其主要类型包括：搅拌式反应器、膜反应器、固定床反应器、流化床反应器等。塔式反应器、真空反应器、液体深层发酵罐和气相反应器并非生物反应器的主要类型。

5.生物制药中，蛋白质结晶技术可以提高药物的质量。（）

答案：√

解题思路：蛋白质结晶技术是生物制药中用于提高药物质量的重要手段。通过优化结晶条件，如温度、pH值、溶剂等，可以得到高纯度、高收率的蛋白质晶体，从而提高药物的质量。四、简答题1.简述生物制药工艺中的发酵过程。

解答：

发酵过程是生物制药工艺中关键的一步，主要涉及以下步骤：

种子培养：在无菌条件下，将微生物接种到含有营养物质的培养基中，使其生长繁殖。

扩大培养：通过增加培养基体积和营养物质，使种子培养的微生物数量增加，为后续的发酵阶段做准备。

发酵：将扩大培养的微生物接种到发酵罐中，在严格控制温度、pH、氧气供应等条件下，使微生物进行代谢活动，产生所需的生物活性物质。

发酵终止：当生物活性物质达到一定浓度或微生物生长受到抑制时，停止发酵过程。

2.简述生物制药中的细胞培养技术。

解答：

细胞培养技术是生物制药中的核心技术之一，包括以下步骤：

细胞分离：从生物体内提取特定类型的细胞。

细胞培养：将分离出的细胞在含有适宜营养物质和生长因子的培养基中进行培养，保持细胞的生长和繁殖。

细胞传代：通过细胞分裂，将培养的细胞进行多次传代，以维持细胞的生长能力。

细胞筛选：根据需要，对培养的细胞进行筛选，获得具有特定生物学功能的细胞株。

3.简述生物制药中的蛋白质分离纯化技术。

解答：

蛋白质分离纯化技术是生物制药中的一环，主要包括以下技术：

离心分离：利用离心力将混合物中的蛋白质按照密度和大小分离。

过滤：通过滤膜分离不同大小的蛋白质。

层析：利用不同蛋白质在固定相和流动相中的分配系数差异进行分离。

电泳：根据蛋白质的电荷和分子量差异进行分离。

亲和层析：利用蛋白质与特定配体的亲和力进行分离。

4.简述生物制药中的生物反应器类型。

解答：

生物制药中常用的生物反应器类型包括：

搅拌式反应器：通过搅拌器使培养基均匀混合，适用于大规模生产。

气升式反应器：利用气体搅拌，适用于需要较高氧气供应的微生物发酵。

膜反应器：通过膜控制物质交换，提高生产效率和产品质量。

5.简述生物制药中的蛋白质结晶技术。

解答：

蛋白质结晶技术是蛋白质纯化的重要步骤，包括以下步骤：

溶解：将蛋白质溶解在适当的溶剂中。

过饱和：通过改变溶剂条件，使蛋白质达到过饱和状态。

结晶诱导：通过添加结晶剂或改变温度、pH等条件，诱导蛋白质结晶。

结晶培养：在适宜条件下培养结晶，直至得到纯度较高的蛋白质晶体。

答案及解题思路：

1.答案：发酵过程包括种子培养、扩大培养、发酵和发酵终止四个步骤。解题思路：理解发酵的基本流程和每个步骤的作用。

2.答案：细胞培养技术包括细胞分离、细胞培养、细胞传代和细胞筛选。解题思路：掌握细胞培养的基本操作和目的。

3.答案：蛋白质分离纯化技术包括离心分离、过滤、层析、电泳和亲和层析。解题思路：了解不同纯化技术的原理和适用范围。

4.答案：生物反应器类型包括搅拌式反应器、气升式反应器和膜反应器。解题思路：认识不同生物反应器的结构和特点。

5.答案：蛋白质结晶技术包括溶解、过饱和、结晶诱导和结晶培养。解题思路：理解蛋白质结晶的原理和操作步骤。

：五、论述题1.论述生物制药工艺中发酵过程的重要性。

答案及解题思路：

发酵过程是生物制药工艺中不可或缺的一环，其重要性体现在以下几个方面：

1.1提供生产原料：发酵过程是生产生物制药的重要途径，通过微生物代谢作用，可以大量合成所需的活性物质。

1.2调控产物产量：发酵工艺的优化能够提高产物的产量，从而满足市场对生物药物的需求。

1.3控制产品质量：发酵过程中，对微生物的筛选、培养基的配制、培养条件等环节进行严格调控，有利于提高产品质量和稳定性。

1.4保障生产安全性：发酵过程中，对微生物进行严格监控，预防微生物污染，保证产品质量安全。

2.论述生物制药中细胞培养技术在药物生产中的应用。

答案及解题思路：

细胞培养技术在生物制药领域具有广泛的应用，具体

2.1重组蛋白药物生产：利用细胞培养技术可以大量生产重组蛋白药物，如单克隆抗体、溶菌酶等。

2.2干细胞药物生产：细胞培养技术可用于生产干细胞药物，如间充质干细胞、造血干细胞等。

2.3个体化药物开发：通过细胞培养技术，可以对患者的细胞进行体外培养，实现个体化药物开发。

2.4疾病模型建立：细胞培养技术可用于建立疾病模型，研究疾病的发生机制，为药物研发提供依据。

3.论述生物制药中蛋白质分离纯化技术在药物生产中的作用。

答案及解题思路：

蛋白质分离纯化技术在生物制药领域具有重要作用，具体

3.1提高产物质量：通过蛋白质分离纯化技术，可以去除杂质，提高药物的纯度和质量。

3.2控制药物活性：蛋白质分离纯化技术有助于去除活性降低的蛋白，保证药物疗效。

3.3优化生产过程：通过分离纯化技术，可以实现生产过程的优化，降低生产成本。

3.4有助于临床应用：蛋白质分离纯化技术可以提高药物的安全性和稳定性，为临床应用提供保障。

4.论述生物制药中生物反应器类型对药物生产的影响。

答案及解题思路：

生物反应器类型对药物生产具有显著影响，具体

4.1真空生物反应器：真空生物反应器具有操作简便、成本低等优点，适用于生产大规模的重组蛋白药物。

4.2气升式生物反应器：气升式生物反应器适用于生产细胞培养过程，具有传质功能好、反应器体积小等优点。

4.3喷雾干燥生物反应器：喷雾干燥生物反应器适用于生产粉状生物制品，具有操作简便、产量高、易储存等优点。

4.4筛分式生物反应器：筛分式生物反应器适用于生产大规模、高质量的生物药物，具有反应速度快、产量高、纯度高等优点。

5.论述生物制药中蛋白质结晶技术在药物生产中的应用。

答案及解题思路：

蛋白质结晶技术在生物制药中具有重要应用，具体

5.1蛋白质结构解析：蛋白质结晶技术可以用于蛋白质的晶体结构解析，为药物研发提供重要信息。

5.2蛋白质稳定性研究：通过蛋白质结晶技术，可以研究蛋白质的稳定性，为药物生产提供参考。

5.3蛋白质分离纯化：蛋白质结晶技术有助于蛋白质的分离纯化，提高药物的纯度和质量。

5.4药物制剂研究：蛋白质结晶技术可以用于研究药物的制剂工艺，提高药物的生物利用度。六、计算题1.已知某生物制药工艺中，发酵过程产生的生物量为10g/L，发酵时间为24小时，求生物量的增长速率。

解题步骤：

生物量的增长速率可以通过生物量的变化量除以时间来计算。

公式：增长速率=(终生物量初始生物量)/时间

将已知数据代入公式：增长速率=(10g/L0g/L)/24小时

计算得出增长速率。

2.已知某生物制药中，蛋白质的分离纯化效率为90%，求分离纯化后蛋白质的质量。

解题步骤：

分离纯化效率是指纯化后蛋白质质量与原始蛋白质质量的比例。

公式：分离纯化后蛋白质质量=原始蛋白质质量×分离纯化效率

将已知数据代入公式：分离纯化后蛋白质质量=原始蛋白质质量×0.90

计算得出分离纯化后蛋白质的质量。

3.已知某生物制药中，生物反应器的体积为100L，求生物反应器中的生物量。

解题步骤：

生物反应器中的生物量可以通过生物量浓度乘以反应器体积来计算。

公式：生物量=生物量浓度×生物反应器体积

将已知数据代入公式：生物量=10g/L×100L

计算得出生物量。

4.已知某生物制药中，蛋白质的结晶度为80%，求结晶后蛋白质的质量。

解题步骤：

蛋白质的结晶度是指结晶蛋白质质量与总蛋白质质量的比例。

公式：结晶后蛋白质质量=总蛋白质质量×结晶度

将已知数据代入公式：结晶后蛋白质质量=总蛋白质质量×0.80

计算得出结晶后蛋白质的质量。

5.已知某生物制药中，细胞培养的密度为1×10^8个/mL，求细胞培养液的体积。

解题步骤：

细胞培养液的体积可以通过细胞密度乘以体积单位换算系数来计算。

公式：细胞培养液体积=细胞密度×体积单位换算系数

将已知数据代入公式：细胞培养液体积=1×10^8个/mL×1mL/1个

计算得出细胞培养液的体积。

答案及解题思路：

1.答案：生物量的增长速率=10g/L/24小时=0.4167g/(L·h)

解题思路：根据公式计算生物量的变化量与时间的比值。

2.答案：分离纯化后蛋白质质量=原始蛋白质质量×0.90

解题思路：利用分离纯化效率与原始蛋白质质量的关系计算纯化后的质量。

3.答案：生物量=10g/L×100L=1000g

解题思路：将生物量浓度与生物反应器体积相乘得到总生物量。

4.答案：结晶后蛋白质质量=总蛋白质质量×0.80

解题思路：根据结晶度与总蛋白质质量的关系计算结晶后的质量。

5.答案：细胞培养液体积=1×10^8个/mL

解题思路：直接使用给定的细胞密度值。七、应用题1.发酵时间计算

题目：某生物制药工艺中，发酵过程中生物量的增长速率达到0.5g/h，求发酵时间为多少小时时，生物量达到10g/L。

解答：使用公式\(t=\frac{m}{v\timesr}\)，其中\(t\)是时间（小时），\(m\)是生物量（g），\(v\)是体积（L），\(r\)是增长速率（g/h）。

\[

t=\frac{10\text{g}}{1\text{L}\times0.5\text{g/h}}=20\text{h}

\]

答案：发酵时间为20小时。

2.蛋白质分离纯化后质量计算

题目：某生物制药中，蛋白质的分离纯化效率为80%，求分离纯化后蛋白质的质量。

解答：假设初始蛋白质质量为\(m\)，则分离纯化后的质量为\(m\times0.8\)。

答案：分离