合成生物产品中试放大工程师岗位招聘考试试卷及答案

合成生物产品中试放大工程师岗位招聘考试试卷及答案一、填空题（共10题，每题1分）1.发酵罐中试放大的核心参数之一是______功率/体积比（P/V）。2.合成生物学常用基因编辑工具包括CRISPR-Cas9、______（锌指核酸酶）。3.中试放大遵循的相似原则：几何相似、______相似、传质相似。4.生物反应器湿热灭菌条件：______℃、30分钟。5.下游纯化分离蛋白的层析技术：亲和层析、______层析、离子交换层析。6.代谢流分析常用______同位素标记法。7.调控基因转录起始的关键元件是______。8.中试放大第一步基于______数据优化参数。9.发酵pH控制常用试剂：______（如盐酸、NaOH）。10.质粒提取常用______裂解法。二、单项选择题（共10题，每题2分）1.中试发酵罐体积范围通常为（）A.1-10LB.50-5000LC.10-100LD.5000L以上2.不属于合成生物元件的是（）A.启动子B.终止子C.培养基D.RBS3.中试放大失败最常见原因是（）A.设备故障B.培养基变化C.动力学参数不匹配D.操作失误4.分离His-tag蛋白的亲和层析配基是（）A.蛋白AB.镍离子C.肝素D.抗体5.发酵DO控制不包括（）A.通气量B.搅拌转速C.罐压D.培养基温度6.合成生物产品质量标准遵循（）A.ICHQ7B.GMPC.ISO9001D.FDA21CFRPart117.代谢工程核心任务是（）A.菌株诱变B.优化代谢途径通量C.基因测序D.蛋白表达8.湿热灭菌更有效原因是（）A.温度更高B.蒸汽穿透力强C.时间更长D.设备简单9.电转化法适用于（）A.原核生物B.真核生物C.所有生物D.仅酵母10.搅拌剪切力过高导致（）A.细胞破裂B.DO不足C.培养基变质D.灭菌不彻底三、多项选择题（共10题，每题2分，多选/少选不得分）1.中试放大关键因素（）A.几何相似B.搅拌剪切力C.通气量D.培养基成分E.罐压2.合成生物元件包括（）A.启动子B.终止子C.RBSD.报告基因E.培养基3.下游纯化单元操作（）A.离心B.过滤C.层析D.干燥E.灭菌4.发酵监控关键参数（）A.温度B.pHC.DOD.搅拌转速E.产物浓度5.基因工程菌株构建步骤（）A.目的基因克隆B.载体构建C.转化D.筛选E.发酵6.中试相似原则（）A.几何相似B.动力学相似C.传质相似D.温度相似E.pH相似7.合成生物产品应用领域（）A.医药B.农业C.环保D.食品E.化工8.反应器灭菌方法（）A.湿热灭菌B.干热灭菌C.过滤灭菌D.辐射灭菌E.化学灭菌9.代谢流分析工具（）A.13C标记B.通量组学C.HPLCD.质谱E.凝胶电泳10.中试设备维护要点（）A.定期校准B.清洁验证C.备件管理D.故障记录E.人员培训四、判断题（共10题，每题2分，√/×）1.中试放大必须严格几何相似。（）2.湿热灭菌温度为121℃。（）3.亲和层析仅适用于蛋白纯化。（）4.CRISPR可编辑真核基因组。（）5.中试搅拌转速与小试完全相同。（）6.合成生物学仅涉及基因编辑。（）7.离心可去除发酵液细胞碎片。（）8.DO不足仅需增加通气量。（）9.碱裂解法适用于原核生物质粒提取。（）10.中试核心目的是验证规模化可行性。（）五、简答题（共4题，每题5分）1.简述合成生物产品中试放大的核心原则及关键注意事项。2.下游纯化中如何选择合适的层析技术？3.发酵DO不足的常见原因及解决措施。4.基因工程菌株中试前的验证要点。六、讨论题（共2题，每题5分）1.中试放大中如何平衡“几何相似”与“动力学相似”的矛盾？结合案例说明。2.合成生物产品中试阶段如何建立有效的QC体系？阐述关键控制点及措施。答案部分一、填空题答案1.搅拌2.ZFN3.动力学4.1215.凝胶过滤（或疏水相互作用）6.13C7.启动子8.小试9.酸碱10.碱二、单项选择题答案1.B2.C3.C4.B5.D6.A7.B8.C9.A10.A三、多项选择题答案1.ABCDE2.ABCD3.ABCD4.ABCDE5.ABCD6.ABC7.ABCDE8.ABCDE9.ABD10.ABCD四、判断题答案1.×2.√3.×4.√5.×6.×7.√8.×9.√10.√五、简答题答案1.核心原则：几何相似（反应器比例一致）、动力学相似（P/V、通气比匹配）、传质相似（DO、底物传递一致）。关键注意事项：①小试参数需基于动力学分析，而非直接放大；②关注剪切力对细胞的影响（如真菌、动物细胞易损伤）；③验证培养基规模化适应性；④监控DO、pH等关键参数稳定性。2.选择依据：①产物性质：蛋白用亲和层析（His-tag用镍柱），核酸用阴离子交换；②纯度要求：高纯度需多步层析（亲和+凝胶过滤）；③规模：中试选可放大的预装柱；④成本：常规蛋白用离子交换，复杂蛋白用亲和。3.常见原因：通气量不足、搅拌转速低、细胞密度过高、培养基粘度大。解决措施：①增加通气量（≤1.5vvm）；②提高搅拌转速（控制剪切力）；③降低接种量；④添加消泡剂；⑤适当提高罐压。4.验证要点：①菌株稳定性（传代10-20代，产物表达无下降）；②基因型验证（PCR确认目的基因）；③表型验证（小试发酵检测产物浓度/活性）；④安全性验证（无抗性基因泄露）；⑤培养基适应性（中试培养基生长/表达性能）。六、讨论题答案1.平衡逻辑：几何相似易实现，但高粘培养基中剪切力差异大；动力学相似（P/V匹配）更重要，可适度调整反应器结构。案例：某重组蛋白发酵，小试（5L）P/V=500W/m³，中试（500L）若严格几何相似，搅拌转速需提高2倍，导致细胞破裂。调整搅拌桨为斜叶桨，降低转速匹配P/V，同时保证通气比，产物产量提升30%。结论：优先保障动力学相似，几何相似可灵活调整（桨型、高径比）。2.QC体系构建：①原辅料QC：检测培养基成分、菌株纯度（无杂菌）；②过程QC：实时监控温度、pH、DO，定时