生化制药-本科山大本科考试题库及答案

生化制药-本科山大本科考试题库及答案一、单项选择题（每题1分，共20分）1.生物技术药物的主要特点不包括：A.分子结构复杂B.种属特异性强C.稳定性好，不易失活D.生产条件要求高答案：C2.下列哪种方法不属于蛋白质药物的常用分离纯化技术？A.离子交换层析B.亲和层析C.蒸馏D.凝胶过滤层析答案：C3.在基因工程菌发酵过程中，诱导外源基因表达的常用方法是：A.降低pH值B.提高溶氧C.添加诱导剂（如IPTG）D.提高搅拌转速答案：C4.限制性内切酶的主要作用是：A.连接DNA片段B.识别并切割特定DNA序列C.合成cDNAD.扩增DNA片段答案：B5.用于生产人胰岛素的工程菌通常是：A.大肠杆菌B.枯草芽孢杆菌C.酵母菌D.链霉菌答案：A6.单克隆抗体药物通常通过哪种技术制备？A.DNA重组技术B.杂交瘤技术C.细胞融合技术D.B和C答案：D7.质粒作为基因工程载体，其基本特性不包括：A.具有自我复制能力B.含有多个限制性酶切位点C.含有选择标记基因D.可直接整合到宿主染色体上答案：D8.在蛋白质药物冻干（冷冻干燥）过程中，主要目的是：A.提高蛋白质活性B.去除水分，提高稳定性C.改变蛋白质构象D.便于进行化学修饰答案：B9.PCR（聚合酶链式反应）技术中，实现DNA变性的温度通常是：A.37°CB.55-65°CC.72°CD.90-95°C答案：D10.下列哪种细胞培养方式属于贴壁依赖型？A.CHO细胞（中国仓鼠卵巢细胞）B.杂交瘤细胞C.大肠杆菌D.酵母菌答案：A11.用于治疗贫血的重组人促红细胞生成素（EPO）属于：A.激素类药物B.细胞因子类药物C.酶类药物D.抗体类药物答案：B12.在生物反应器中，用于在线监测细胞浓度的常用参数是：A.pH值B.溶氧（DO）C.光密度（OD）D.温度答案：C13.基因治疗中，将外源基因导入体细胞最常用的病毒载体是：A.腺病毒载体B.逆转录病毒载体C.腺相关病毒载体D.以上都是答案：D14.下列哪项不是评估蛋白质药物纯度的常用方法？A.SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDS）B.高效液相色谱（HPLC）C.紫外分光光度法测蛋白浓度D.质谱分析答案：C15.“生物类似药”是指：A.与原研生物药结构完全相同的化学仿制药B.与原研生物药在质量、安全性和有效性方面高度相似的生物制品C.全新的生物技术药物D.天然提取的生物制品答案：B16.发酵过程中，次级代谢产物大量合成通常发生在：A.延滞期B.对数生长期C.稳定期D.衰亡期答案：C17.下列哪种酶常用于去除基因工程产品中的内毒素？A.溶菌酶B.碱性磷酸酶C.核酸酶D.多粘菌素B答案：A18.在抗体药物偶联物（ADC）中，连接抗体和细胞毒性药物的部分是：A.Fc段B.Fab段C.连接子（Linker）D.可变区答案：C19.用于大规模动物细胞培养的生物反应器类型主要是：A.搅拌釜式反应器B.气升式反应器C.流化床反应器D.固定床反应器答案：A20.下列哪项不属于生物制药下游工艺的范畴？A.细胞破碎B.目标产物的分离纯化C.工程菌的构建D.产品的制剂与灌装答案：C二、多项选择题（每题2分，共10分，多选、少选、错选均不得分）1.基因工程药物质量控制的关键项目通常包括：A.蛋白质一级结构确证B.生物活性测定C.宿主细胞蛋白质残留量D.外源性DNA残留量E.无菌检查答案：A,B,C,D,E2.下列哪些是哺乳动物细胞表达系统的优点？A.能够进行正确的蛋白质翻译后修饰（如糖基化）B.表达产物活性高，更接近天然产物C.培养成本低，生长速度快D.能够将产物分泌到培养基中，便于纯化E.表达量通常高于原核系统答案：A,B,D3.影响蛋白质药物稳定性的因素包括：A.温度B.pH值C.离子强度D.搅拌剪切力E.有机溶剂答案：A,B,C,D,E4.可用于蛋白质药物定点修饰的技术有：A.基因融合技术（如Fc融合）B.非特异性化学交联C.非天然氨基酸插入D.酶促催化连接E.随机PEG化答案：A,C,D5.下列属于治疗性抗体药物作用机制的是：A.阻断受体-配体相互作用B.介导抗体依赖性细胞介导的细胞毒作用（ADCC）C.作为载体，靶向递送药物D.中和毒素或病原体E.激活或抑制信号通路答案：A,B,C,D,E三、填空题（每空1分，共15分）1.基因工程的基本操作流程可以概括为：分、切、\_\_\_\_\_、\_\_\_\_\_、筛、表。答案：连；转2.在cDNA文库构建中，将mRNA逆转录为DNA第一条链所需的酶是\_\_\_\_\_。答案：逆转录酶3.蛋白质的等电点（pI）是指蛋白质分子净电荷为\_\_\_\_\_时的pH值。答案：零4.在动物细胞培养中，为防止污染，通常在培养基中添加\_\_\_\_\_和\_\_\_\_\_。答案：抗生素；抗真菌剂5.用于蛋白质浓度测定的Lowry法、BCA法和Bradford法，其原理主要基于蛋白质与\_\_\_\_\_试剂的显色反应。答案：染料（或考马斯亮蓝等）6.蛋白质药物常用的给药途径包括注射（皮下、肌肉、静脉）和\_\_\_\_\_等。答案：吸入（或局部给药等）7.在发酵工艺中，补料分批培养的英文缩写是\_\_\_\_\_。答案：Fed-batch8.单克隆抗体制备过程中，用于筛选杂交瘤细胞的选择性培养基是\_\_\_\_\_培养基。答案：HAT9.根据作用机制，溶栓药物重组组织型纤溶酶原激活剂（rt-PA）属于\_\_\_\_\_类药物。答案：酶10.在生物制药纯化工艺中，利用蛋白质分子大小差异进行分离的层析技术是\_\_\_\_\_层析。答案：凝胶过滤（或分子排阻）11.用于检测蛋白质分子量及纯度的SDS中，SDS的作用是使蛋白质带\_\_\_\_\_电荷并破坏其\_\_\_\_\_结构。答案：负；空间（或高级）12.细胞培养中，贴壁细胞常用的消化传代试剂是\_\_\_\_\_。答案：胰蛋白酶（或胰酶）四、名词解释（每题3分，共15分）1.生物技术药物答案：指采用DNA重组技术、细胞工程、蛋白质工程、发酵工程等现代生物技术，借助微生物、动植物细胞等生物体系生产的药品，主要包括蛋白质、多肽、核酸、疫苗、抗体等。2.转化与转染答案：转化（Transformation）指将外源DNA分子导入原核细胞（如细菌）的过程。转染（Transfection）特指将外源核酸（DNA或RNA）导入真核细胞的过程。3.包涵体答案：在大肠杆菌等原核表达系统中，外源基因高水平表达时，常在细胞质内聚集形成的不溶性、无活性的蛋白质聚合物。包涵体中的蛋白质不具有正确的空间构象，需经过变性、复性等步骤才能恢复活性。4.糖基化答案：蛋白质翻译后修饰的一种重要形式，指在糖基转移酶催化下，将糖链连接到蛋白质多肽链特定氨基酸残基（如天冬酰胺、丝氨酸、苏氨酸）上的过程。糖基化影响蛋白质的稳定性、活性、免疫原性和体内半衰期。5.药代动力学/药效学（PK/PD）答案：药代动力学（Pharmacokinetics，PK）研究药物在体内的吸收、分布、代谢和排泄过程随时间变化的规律。药效学（Pharmacodynamics，PD）研究药物对机体的作用及其作用机制。在生物制药中，PK/PD研究对于确定给药方案至关重要。五、简答题（每题5分，共20分）1.简述基因工程药物生产的主要流程。答案：（1）目的基因的获取与克隆：从生物组织或基因文库中分离目的基因，或通过化学合成、PCR扩增获得，并将其插入到合适的载体中。（2）工程菌/工程细胞的构建：将重组载体导入宿主细胞（如大肠杆菌、CHO细胞）中，筛选出稳定表达目的产物的阳性克隆。（3）发酵/细胞培养：在优化的工艺条件下，在生物反应器中大规模培养工程菌或工程细胞，使其高效表达目标产物。（4）下游加工：包括细胞收获与破碎、目标产物的初步分离（离心、过滤）、高度纯化（多种层析技术组合）以及产品的浓缩、置换缓冲液等。（5）制剂与灌装：将纯化后的产物配制成稳定的制剂处方，进行无菌过滤、灌装、冻干等，制成最终剂型。（6）质量控制：对原液、半成品和成品进行全面的理化性质、生物学活性、纯度、杂质、安全性等检测。2.比较原核表达系统（如大肠杆菌）和真核表达系统（如CHO细胞）生产蛋白质药物的优缺点。答案：原核表达系统（大肠杆菌）：优点：遗传背景清楚，生长繁殖快，培养成本低，表达量通常较高，工艺成熟。缺点：缺乏蛋白质翻译后修饰能力（如糖基化），表达的蛋白质常形成无活性的包涵体，复性过程复杂且收率低，产物可能含有内毒素。真核表达系统（CHO细胞）：优点：能够进行正确、复杂的翻译后修饰（如糖基化、磷酸化），表达的蛋白质在结构、功能和免疫原性上更接近天然人体蛋白，通常能正确折叠并分泌到胞外，便于纯化。缺点：细胞生长速度慢，培养成本高，表达量通常低于原核系统，工艺复杂，存在潜在病毒污染风险。3.什么是蛋白质药物的聚集体？其产生原因和危害是什么？答案：蛋白质药物的聚集体是指蛋白质分子通过非共价或共价作用相互结合形成的二聚体、寡聚体或多聚体，甚至是可见的不溶性颗粒。产生原因：生产过程（如发酵、纯化、过滤、灌装）中的物理应力（搅拌、剪切、冻融）、化学应力（极端pH、氧化剂、去垢剂）、界面应力（气液界面、容器表面）以及长期储存过程中的条件不当（温度、光照）均可导致蛋白质变性、错误折叠和聚集。危害：（1）降低疗效：聚集体可能失去生物学活性。（2）增加免疫原性：聚集体可能被免疫系统识别为外来物质，引发不必要的免疫反应，产生抗药物抗体，影响药物疗效甚至引发严重不良反应。（3）影响安全性：不溶性颗粒可能引发注射部位反应或血管栓塞风险。（4）影响产品质量：导致产品外观、澄清度不合格。4.简述抗体药物偶联物（ADC）的组成、作用原理及其设计关键。答案：组成：ADC由三个主要部分组成：①靶向肿瘤细胞表面特异性抗原的单克隆抗体；②高活性的细胞毒性药物（小分子payload）；③连接抗体和细胞毒性药物的连接子（linker）。作用原理：ADC通过抗体部分特异性结合肿瘤细胞表面的抗原，被内吞进入细胞。在细胞内（通常在溶酶体中），连接子在特定条件（如低pH、蛋白酶）下降解或断裂，释放出细胞毒性药物，从而杀死肿瘤细胞。这种设计旨在提高化疗药物的靶向性，减少对正常组织的毒副作用。设计关键：（1）靶点选择：抗原应在肿瘤细胞高表达，在正常组织低表达或不表达。（2）抗体选择：需具有高亲和力、高特异性、低免疫原性，并能有效内化。（3）连接子设计：需在血液循环中保持稳定，防止药物提前释放（脱靶毒性），同时在细胞内能高效释放活性药物。（4）细胞毒性药物：需具有极高的potency（通常在纳摩尔甚至皮摩尔级有效），并能通过连接子与抗体有效偶联。（5）偶联方式与药物抗体比（DAR）：优化偶联位点和方法，控制平均DAR在合适范围（通常2-4），以保证疗效、稳定性和药代动力学的平衡。六、计算与分析题（每题10分，共20分）1.（计算题）在纯化一种重组蛋白的凝胶过滤层析中，层析柱的总体积（Vt）为100mL，空体积（Vo，即完全被排阻的大分子流出体积）为30mL。已知两种标准蛋白的洗脱体积（Ve）和分子量（Mw）如下：蛋白A（Ve=50mL，Mw=150kDa），蛋白B（Ve=70mL，Mw=25kDa）。目标重组蛋白的洗脱体积Ve为60mL。（1）计算该凝胶过滤介质的排阻极限（近似认为蛋白A被部分排阻，其Ve>Vo）。（2）根据已知数据，估算目标重组蛋白的分子量。（提示：在凝胶过滤的有效分离范围内，分配系数Kav与分子量对数log(Mw)呈线性关系。Kav=(Ve-Vo)/(Vt-Vo)）答案：（1）排阻极限通常指能被介质完全排阻（即Ve=Vo）的最小分子的分子量。题目中蛋白A的Ve（50mL）>Vo（30mL），说明其分子量（150kDa）小于排阻极限。蛋白B分子量更小。因此，根据现有数据无法精确计算排阻极限，但可知排阻极限>150kDa。（2）首先计算两种标准蛋白的Kav：对于蛋白A：Kav_A=(50-30)/(100-30)=20/70≈0.2857对于蛋白B：Kav_B=(70-30)/(100-30)=40/70≈0.5714目标蛋白的Kav_T=(60-30)/(100-30)=30/70≈0.4286设log(Mw)与Kav呈线性关系：log(Mw)=a*Kav+b代入标准蛋白数据：对于蛋白A：log(150000)≈5.1761=a*0.2857+b...(1)对于蛋白B：log(25000)≈4.3979=a*0.5714+b...(2)解方程组：(2)式-(1)式：(4.3979-5.1761)=a*(0.5714-0.2857)0.7782=a*0.2857a≈-2.724将a代入(1)式：5.1761=(-2.724)*0.2857+b5.1761≈-0.778+bb≈5.954因此，标准曲线为：log(Mw)≈-2.724*Kav+5.954计算目标蛋白分子量：log(Mw_T)≈-2.724*0.4286+5.954≈-1.167+5.954≈4.787Mw_T≈10^4.787≈61300故，目标重组蛋白的估算分子量约为61.3kDa。2.（分析题）某公司利用CHO细胞生产一种治疗性单克隆抗体。在最近一批次的生产中，最终产品的SEC-HPLC（分子排阻高效液相色谱）分析显示，主峰（单体）面积百分比为92.5%，高分子量聚集体（HMW）峰面积百分比为7.0%，低分子量片段（LMW）峰面积百分比为0.5%。已知该产品的质量标准要求：单体含量≥95.0%，HMW≤4.0%，LMW≤2.0%。（1）该批次产品在纯度方面是否符合质量标准？请具体说明。（2）请分析可能导致抗体聚集（HMW增加）的潜在工艺环节和原因（至少列举三个环节）。（3）针对聚集问题，可以从哪些方面进行工艺优化或控制？答案：（1）不符合质量标准。具体不符合项为：单体含量为92.5%，低于标准要求的≥95.0%；高分子量聚集体（HMW）含量为7.0%，高于标准要求的≤4.0%。低分子量片段（LMW）含量0.5%符合标准（≤2.0%）。（2）可能导致抗体聚集（HMW增加）的潜在工艺环节和原因：细胞培养/发酵环节：培养后期细胞凋亡或坏死，释放蛋白酶和细胞碎片，可能引起抗体降解和聚集；培养条件不当（如pH波动、溶氧不足、营养耗竭）导致细胞应激，产生错误折叠蛋白。