生物制药工艺流程与技术要点练习题

生物制药工艺流程与技术要点练习题姓名_________________________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、单选题1.生物制药中常用的微生物发酵类型是？

A.淀粉发酵

B.植物细胞发酵

C.微生物发酵

D.动物细胞发酵

2.细胞培养技术中，哪一项不是维持细胞活力的重要条件？

A.营养物质

B.温度控制

C.pH值控制

D.光照强度

3.在生物反应器中，哪种方式可以降低剪切力？

A.增加搅拌速度

B.使用低剪切力搅拌器

C.减少搅拌速度

D.提高反应器温度

4.重组蛋白纯化过程中，离子交换层析法主要用于去除什么？

A.蛋白质变性

B.非特异性结合

C.水解产物

D.蛋白质氧化

5.以下哪一项不是蛋白质折叠过程中可能遇到的问题？

A.二硫键错配

B.氨基酸序列错误

C.翻译后修饰不足

D.线粒体功能障碍

6.什么因素会影响蛋白表达系统的选择？

A.蛋白质稳定性

B.表达量

C.成本

D.以上都是

7.生物制药生产中，哪些步骤可能产生内毒素污染？

A.原料处理

B.细胞培养

C.纯化过程

D.以上都是

8.在发酵液中，以下哪项不是对生物大分子质量进行监控的指标？

A.电泳迁移率

B.分子量

C.基因表达水平

D.细胞活力

答案及解题思路：

1.答案：D

解题思路：生物制药中常用的微生物发酵类型包括微生物发酵、植物细胞发酵和动物细胞发酵。其中，动物细胞发酵是生产重组蛋白等生物药物的重要方式。

2.答案：D

解题思路：在细胞培养技术中，维持细胞活力的重要条件包括营养物质、温度控制和pH值控制。光照强度不是维持细胞活力的重要条件。

3.答案：B

解题思路：在生物反应器中，使用低剪切力搅拌器可以降低剪切力，减少对细胞的损伤。

4.答案：B

解题思路：离子交换层析法主要用于去除非特异性结合的杂质，而不是蛋白质变性、水解产物或蛋白质氧化。

5.答案：D

解题思路：蛋白质折叠过程中可能遇到的问题包括二硫键错配、氨基酸序列错误和翻译后修饰不足。线粒体功能障碍不是蛋白质折叠过程中的问题。

6.答案：D

解题思路：影响蛋白表达系统选择的因素包括蛋白质稳定性、表达量和成本，这些都是重要的考虑因素。

7.答案：D

解题思路：生物制药生产中，原料处理、细胞培养和纯化过程都可能产生内毒素污染。

8.答案：C

解题思路：在发酵液中，电泳迁移率、分子量和细胞活力是对生物大分子质量进行监控的指标。基因表达水平不是直接监控生物大分子质量的指标。二、多选题1.以下哪些属于生物制药中常见的原液制备方法？

A.微生物发酵

B.细胞培养

C.组织培养

D.营养液制备

E.化学合成

2.在发酵过程中，以下哪些措施有助于提高菌种的生长效率？

A.优化培养基成分

B.控制发酵温度

C.调整pH值

D.提供适宜的溶氧水平

E.使用抗生素抑制杂菌生长

3.重组蛋白表达过程中，以下哪些因素可能导致蛋白聚集？

A.高浓度盐

B.不适当的pH值

C.缺乏适当的缓冲液

D.高温

E.缺氧

4.蛋白质纯化过程中，哪些步骤可能会影响最终产品的质量？

A.蛋白质溶解

B.预处理

C.膜过滤

D.萃取

E.洗脱

5.以下哪些因素可能影响发酵过程中溶氧浓度？

A.发酵罐的设计

B.搅拌速度

C.发酵液的体积

D.培养基的组成

E.环境温度

6.以下哪些是生物制药中常见的下游处理工艺？

A.离心分离

B.凝胶过滤

C.离子交换

D.超滤

E.水洗

7.在发酵液中，以下哪些指标可以作为细胞活性评价的依据？

A.细胞密度

B.生物量

C.代谢产物

D.生长曲线

E.氧消耗率

8.以下哪些方法可以用于检测蛋白质的分子量？

A.凝胶电泳

B.紫外光谱

C.质谱

D.核磁共振

E.分光光度法

答案及解题思路：

答案：

1.A,B,C

2.A,B,C,D

3.A,B,C,D,E

4.A,B,C,D,E

5.A,B,C,D,E

6.A,B,C,D,E

7.A,B,C,D,E

8.A,B,C,D,E

解题思路：

1.生物制药中常见的原液制备方法包括微生物发酵、细胞培养和组织培养等，而营养液制备和化学合成通常不用于原液制备。

2.提高菌种生长效率的措施包括优化培养基成分、控制发酵温度、调整pH值、提供适宜的溶氧水平以及使用抗生素抑制杂菌生长。

3.重组蛋白表达过程中，多种因素可能导致蛋白聚集，包括高浓度盐、不适当的pH值、缺乏适当的缓冲液、高温和缺氧。

4.蛋白质纯化过程中的每一步都可能影响最终产品的质量，包括蛋白质溶解、预处理、膜过滤、萃取和洗脱等。

5.发酵过程中溶氧浓度受发酵罐设计、搅拌速度、发酵液体积、培养基组成和环境温度等因素影响。

6.生物制药中常见的下游处理工艺包括离心分离、凝胶过滤、离子交换、超滤和水洗等。

7.细胞活性可以通过细胞密度、生物量、代谢产物、生长曲线和氧消耗率等指标进行评价。

8.检测蛋白质分子量的方法包括凝胶电泳、紫外光谱、质谱、核磁共振和分光光度法等。三、判断题1.生物制药中，发酵液中的微生物可以通过过滤法直接去除。（）

答：错

解题思路：在生物制药中，发酵液中的微生物往往不能通过简单的过滤法直接去除。微生物的尺寸很小，通常在0.1至5微米之间，一般的过滤方法难以将其有效去除。通常需要使用膜过滤技术，如超滤、纳滤或反渗透等技术来去除微生物。

2.细胞培养过程中，pH值的控制可以忽略。（）

答：错

解题思路：pH值对细胞生长和功能具有显著影响。在细胞培养过程中，维持适宜的pH值是保证细胞正常生长和产物合成的关键因素之一。如果pH值控制不当，可能会影响细胞膜的通透性、酶的活性以及细胞的生长状态。

3.重组蛋白纯化过程中，SDSPAGE可以用于检测蛋白的纯度。（）

答：错

解题思路：SDSPAGE（十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺凝胶电泳）是一种常用的蛋白质纯化技术，但它本身并不能直接用于检测蛋白的纯度。SDSPAGE可以分离蛋白质并根据分子量判断蛋白条带的单一性，但要确定蛋白质的纯度，通常需要结合其他检测手段，如HPLC（高效液相色谱）等。

4.发酵过程中，菌种浓度越高，产物产量越高。（）

答：错

解题思路：在发酵过程中，菌种浓度并不是越高越好。高浓度菌种可能导致细胞密度过高，营养物消耗加剧，代谢产物积累过多，甚至产生有害物质，最终可能导致产物产量下降。因此，需要找到最佳的菌种浓度以获得最大的产物产量。

5.生物反应器中，提高搅拌速度可以提高菌种的生长速度。（）

答：错

解题思路：在生物反应器中，提高搅拌速度可以增加溶解氧的供应和营养成分的混合均匀性，但同时过快的搅拌也可能导致微生物细胞损伤，减少菌种的生长速度。因此，搅拌速度应保持在一定范围内，以达到最优的生长条件。

6.在生物制药生产中，无菌操作是非常重要的环节。（）

答：对

解题思路：生物制药生产过程中，无菌操作是防止污染的关键环节。细菌、真菌和病毒等微生物的存在可能会导致产品的污染，影响其安全性和有效性，因此无菌操作在生产过程中。

7.蛋白质折叠过程中，高温处理可以加速蛋白的折叠过程。（）

答：错

解题思路：高温处理通常会破坏蛋白质的三维结构，导致蛋白质变性和失活。蛋白质折叠是一个高度调控的过程，通常需要在温和的条件下进行，高温处理不利于蛋白的正常折叠，甚至会导致蛋白质不可逆的变性。

8.基因工程技术是生物制药领域的关键技术之一。（）

答：对

解题思路：基因工程技术是生物制药领域的关键技术之一，通过基因重组、基因敲除等手段可以生产出具有特定生物活性的蛋白质和其他生物制品，在生物制药中发挥着重要作用。四、填空题1.生物制药生产过程中，发酵液的pH值对菌种的生长和产物合成有重要影响。

2.在生物反应器中，通过搅拌桨的设计优化可以降低剪切力，避免对细胞的损伤。

3.重组蛋白纯化过程中，离子交换层析法主要用于分离带电的蛋白质。

4.细胞培养技术中，维持细胞生长环境的稳定是维持细胞活力的重要条件。

5.蛋白质折叠过程中，错误折叠的蛋白质可能成为折叠障碍。

6.在发酵过程中，未经过滤的培养基可能产生内毒素污染。

7.生物制药生产中，质量控制和产品质量检测是非常重要的一环。

8.基因工程技术是生物制药领域的关键技术之一，其中包括基因克隆、基因表达载体构建、基因转移等步骤。

答案及解题思路：

1.答案：pH值

解题思路：发酵液的pH值直接影响到菌种的酶活性，进而影响菌种的生长和产物的合成。不同的菌种和产物对pH值的要求不同，因此pH值是发酵过程中需要精确控制的重要参数。

2.答案：搅拌桨的设计优化

解题思路：在生物反应器中，搅拌可以提供混合和溶解氧气，但过大的剪切力可能会损伤细胞。通过优化搅拌桨的设计，可以减少剪切力，保护细胞不被破坏。

3.答案：分离带电的蛋白质

解题思路：离子交换层析利用蛋白质带电性质的差异进行分离，通过选择合适的离子交换树脂和缓冲液，可以将带正电或负电的蛋白质分离开来。

4.答案：维持细胞生长环境的稳定

解题思路：细胞培养技术要求提供稳定的环境，包括温度、pH值、氧气浓度、营养物质等，以保证细胞的正常生长和活力。

5.答案：错误折叠的蛋白质

解题思路：蛋白质折叠过程中，错误折叠会导致蛋白质失去功能或形成有害的聚集体，成为折叠障碍。

6.答案：未经过滤的培养基

解题思路：内毒素是由革兰氏阴性菌细胞壁释放的脂多糖，未经过滤的培养基可能含有未被杀死的细菌，从而产生内毒素污染。

7.答案：质量控制和产品质量检测

解题思路：保证产品质量是生物制药生产的关键环节，通过严格的质量控制和检测程序，可以保证产品的安全性和有效性。

8.答案：基因克隆、基因表达载体构建、基因转移

解题思路：基因工程技术包括获取目标基因（克隆）、将基因导入表达载体（构建）、将载体转移至宿主细胞（转移）等步骤，以实现目的基因的表达。五、简答题1.简述发酵过程中如何提高菌种的生长效率。

解答：

提高菌种生长效率的方法包括：

优化培养基成分，提供适宜的碳源、氮源、维生素和微量元素；

调节pH值至菌种最适宜的生长范围；

控制发酵温度，通常在菌种最适生长温度附近；

优化溶氧条件，保证充足的氧气供应；

控制发酵罐的搅拌速度和通气量，维持良好的混合状态；

避免有毒物质的积累，如抗生素、重金属等。

2.生物制药中，为什么无菌操作是非常重要的环节？

解答：

无菌操作在生物制药中，原因包括：

防止微生物污染，保证药品的纯度和质量；

避免微生物代谢产物对药品的污染，保证药品的安全性；

防止交叉污染，保护操作人员和患者；

保持生产环境的清洁，延长设备使用寿命。

3.简述重组蛋白表达过程中可能导致蛋白聚集的因素。

解答：

重组蛋白表达过程中可能导致蛋白聚集的因素包括：

过高的pH值或温度；

溶液中的离子强度变化；

溶剂类型和浓度；

重组蛋白的结构异常；

重组蛋白与细胞表面的相互作用；

蛋白折叠过程中的错误。

4.介绍一种常用的生物制药纯化工艺及其原理。

解答：

常用的生物制药纯化工艺之一是亲和层析。其原理是利用重组蛋白与特定配体的特异性相互作用来分离和纯化蛋白。具体过程包括：

将含有目标蛋白的混合物通过固定有特异性配体的层析柱；

目标蛋白与配体结合，其他非特异性蛋白则通过；

洗脱结合的目标蛋白，得到高纯度的重组蛋白。

5.生物制药生产中，如何进行发酵液的质量监控？

解答：

生物制药生产中，发酵液的质量监控包括以下步骤：

定期检查发酵液的pH值、溶解氧、温度等关键参数；

检测菌种的生长情况，如菌密度、生物量；

监测目标产物的情况，如生物活性、浓度；

定期进行无菌检查，保证发酵液无菌；

对发酵液进行微生物和化学检测，保证符合规定的质量标准。

答案及解题思路：

1.答案：优化培养基、pH值、温度、溶氧、搅拌速度、通气量等条件。

解题思路：通过调整发酵条件，创造适宜的生长环境，从而提高菌种生长效率。

2.答案：防止微生物污染、保证药品纯度、保护操作人员和患者、保持生产环境清洁。

解题思路：无菌操作是保证生物制药安全性和质量的关键环节。

3.答案：pH值、温度、离子强度、溶剂、结构异常、细胞表面相互作用、蛋白折叠错误。

解题思路：分析重组蛋白表达过程中可能影响蛋白稳定性和结构的因素。

4.答案：亲和层析，利用蛋白与配体的特异性相互作用。

解题思路：介绍亲和层析的基本原理和操作过程。

5.答案：监测关键参数、生长情况、产物、无菌检查、微生物和化学检测。

解题思路：详细列出发酵液质量监控的各个环节，保证生产过程的质量控制。六、论述题1.论述生物制药中，发酵过程的重要性及其对产物合成的影响。

解题思路：

1.首先阐述发酵在生物制药中的基础地位和重要性。

2.分析发酵过程对产物合成的影响，包括产物浓度、产量、质量和稳定性等方面。

3.讨论发酵过程中可能遇到的挑战及应对策略。

2.分析重组蛋白表达过程中可能遇到的困难及其解决方法。

解题思路：

1.阐述重组蛋白表达的基本原理和过程。

2.分析表达过程中可能遇到的困难，如表达量低、蛋白变性和折叠错误等。

3.提出相应的解决方法，如优化表达系统、改进宿主细胞、使用诱导剂等。

3.阐述生物制药中，基因工程技术在发酵和表达过程中的应用。

解题思路：

1.介绍基因工程技术的基本概念和应用领域。

2.讨论基因工程技术在发酵过程中的应用，如构建重组菌株、优化菌株功能等。

3.分析基因工程技术在表达过程中的应用，如蛋白表达系统选择、表达条件优化等。

4.论述生物制药中，生物反应器的设计和优化对发酵过程的影响。

解题思路：

1.介绍生物反应器的基本概念和分类。

2.分析生物反应器设计对发酵过程的影响，如传质效率、混合均匀性、温度控制等。

3.讨论发酵过程的优化策略，如提高反应器体积、改进操作参数等。

5.探讨生物制药生产中，发酵液下游处理工