生物分离工程复习

生物分离工程复习资料(总10页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--《生物分离工程》复习资料一、名词解释1、双电层：偏离等电点的蛋白质的净电荷或正或负，成为带电粒子，在电解质溶液中就、吸引相反电荷的离子，由于离子的热运动，反离子层并非全部整齐的排列在一个面上，而是距表面由高到低有一定的浓度分布，形成分散双电层简称双电层。

2、stern层（吸附层）：相距胶核表面有一个离子半径的stern平面以内，反离子被紧密束缚在胶核表面。

3、扩散层：在stern平面以外，剩余的反离子则在溶液中扩散开去，距离越远，浓度越小，最后达到主体溶液的平均浓度。

4、超临界流体萃取：利用超临界流体为萃取剂的萃取操作。

5、细胞破碎：指利用外力破坏细胞膜和细胞壁，使细胞内容物包括目的产物成分释放出来8、凝聚：在化学物质（铝、铁盐等）作用下，胶体脱稳并使粒子相互聚集成１ mm 大小块状凝聚体的过程。

9、絮凝：絮凝剂（大分子量聚电解质）将胶体粒子交联成网，形成10mm大小絮凝团的过程。

10、错流过滤：液体的流向和滤膜相切，使得滤膜的孔隙不容易堵塞。

被过滤的发酵液在压力推动下，带着混浊的微粒，以高速在管状滤膜的内壁流动，而附着在滤膜上的残留物质很薄，其过滤阻力增加不大，因而能在长时间内保持稳定不变的过滤速度。

凝聚沉淀法：，废水中悬浮固体浓度也不高，但具有凝聚的性能，在沉淀的过程中，互相粘合，结合成为较大的絮凝体，其沉淀速度是变化的。

道南（Donnan）效应：离子和荷电膜之间的作用即相同电荷排斥而相反电荷吸引的作用。

电渗析：利用分子的荷电性质和分子大小的差别进行分离的膜分离法。

高效液相色谱：高效液相色谱是色谱法的一个重要分支，以液体为流动相，采用高压输液系统，将具有不同极性的单一溶剂或不同比例的混合溶剂、缓冲液等流动相泵入装有固定相的色谱柱，在柱内各成分被分离后，进入检测器进行检测，从而实现对试样的分析电渗析：利用分子的荷电性质和分子大小的差别进行分离的膜分离法。

生物分离工程复习题绪论细胞分离1.在细胞分离中;细胞的密度ρS越大;细胞培养液的密度ρL越小;则细胞沉降速率越大..2.表示离心机分离能力大小的重要指标是 C ..A.离心沉降速度B.转数C.分离因数D.离心力3.过滤中推动力要克服的阻力有介质阻力和滤饼阻力;其中滤饼占主导作用..4.简答：对微生物悬浮液的分离过滤分离;为什么要缓慢增加操作压力5.判断并改错：在恒压过滤中;过滤速率会保持恒定..×改：不断下降..6.简答：提高过滤效率的手段有哪些7.判断并改错：生长速率高的细胞比生长速率低的细胞更难破碎..×改：更易破碎..8.简答：采用哪种方法破碎酵母能达到较高的破碎率9.简答：蛋白质复性收率低的主要原因是什么10.简答：常用的包含体分离和蛋白质复性的工艺路线之一..11. B 可以提高总回收率..A.增加操作步骤B.减少操作步骤C.缩短操作时间D.降低每一步的收率12.重力沉降过程中;固体颗粒不受 C 的作用..A.重力B.摩擦力C.静电力D.浮力13.过滤的透过推动力是 D ..A.渗透压B.电位差C.自由扩散D.压力差14.在错流过滤中;流动的剪切作用可以 B ..A.减轻浓度极化;但增加凝胶层的厚度B.减轻浓度极化;但降低凝胶层的厚度C.加重浓度极化;但增加凝胶层的厚度D.加重浓度极化;但降低凝胶层的厚度15.目前认为包含体的形成是部分折叠的中间态之间 A 相互作用的结果..A.疏水性B.亲水性C.氢键D.静电16.判断并改错：原料目标产物的浓度越高;所需的能耗越高;回收成本越大..×改：原料目标产物的浓度越低..17.菌体和动植物细胞的重力沉降操作;采用 D 手段;可以提高沉降速度..A.调整pHB.加热C.降温D.加盐或絮状剂18.撞击破碎适用于 D 的回收..A.蛋白质B.核酸C.细胞壁D.细胞器19.重力沉降过程中;固体颗粒受到重力; 浮力; 摩擦阻力的作用;当固体匀速下降时;三个力的关系重力=浮力+摩擦阻力 ..20.为了提高最终产品的回收率：一是提高每一级的回收率;二是减少操作步骤 ..21.评价一个分离过程效率的三个主要标准是：①浓缩程度②分离纯化程度③回收率 ..22.区带离心包括差速区带离心和平衡区带离心..23.差速区带离心的密度梯度中最大密度 B 待分离的目标产物的密度..A.大于B.小于C.等于D.大于或等于24.简答：管式和碟片式离心机各自的优缺点..25.单从细胞直径的角度;细胞越小;所需的压力或剪切力越大;细胞越难破碎..沉淀1.防止蛋白质沉淀的屏障有蛋白质周围的水化层和双电层 ..2.判断：当蛋白质周围双电层的ζ点位足够大时;静电排斥作用抵御蛋白质分子之间的分子间力;使蛋白质溶液处于稳定状态而难以沉淀..√3.降低蛋白质周围的水化层和双电层厚度;可以破坏蛋白质溶液的稳定性;实现蛋白质沉淀..4.常用的蛋白质沉淀方法有：盐析沉淀; 等电点沉淀; 有机溶剂沉淀..5.判断并改错：蛋白质水溶液中离子强度在生理离子强度0.15～0.2mol·kg-1之外;蛋白质的溶解度降低而发生沉淀的现象称为盐析..×改：离子强度处于高离子强度时..6.在Cohn方程中;logS=β-KsI中;盐析常数Ks反映 C 对蛋白质溶解度的影响..A.操作温度B.pH值C.盐的种类D.离子强度7.在Cohn方程中;logS=β-KsI中;β常数反映 B 对蛋白质溶解度的影响..A.无机盐的种类B.pH值和温度C.pH值和盐的种类D.温度和离子强度8.Cohn方程中;Ks越大;β值越小;盐析效果越好..9.蛋白质溶液的pH接近其等电点时;蛋白质的溶解度 B ..A.最大B.最小C.恒定D.零10.蛋白质溶液的pH在其等电点时;蛋白质的静电荷数为0 ..11.判断并改错：在高离子强度时;升温会使蛋白质的溶解度下降;有利于盐析沉淀;因此常采用较高的操作温度..×改：只在离子强度较高时才出现..12.判断并改错：利用在其等电点的溶液中蛋白质的溶解度最低的原理进行分离;称为等电点沉淀;而不必考虑溶液的离子浓度的大小..×改：在低离子强度条件下..13.等电点沉淀的操作条件是低离子强度和pH=pI ..14.判断并改错：无论是亲水性强;还是疏水性强的蛋白质均可采用等电点沉淀..×改：适用于疏水性强的蛋白质酪蛋白..15.有机溶剂沉淀时;蛋白质的相对分子质量越大;则有机溶剂用量越少；在溶液等电点附近;则溶剂用量越少 ..16.变性活化能 A 的蛋白质可利用热沉淀法分离..A.相差较大B.相差较小C.相同D.相反17.在相同的离子强度下;不同种类的盐对蛋白质盐析的效果不同;一般离子半径 A 效果好..A.小且带电荷较多的阴离子B.大且带电荷较多的阴离子C.小且带电荷较多的阳离子D.大且带电荷较多的阳离子18.盐析沉淀时;对 A 蛋白质所需的盐浓度低..A.结构不对称且高分子量的B.结构不对称且低分子量的C.结构对称且高分子量的D.结构对称且低分子量的19.盐析常数Ks 随蛋白质的相对分子量的 增高 或分子结构的 不对称 性而增加..萃取1.溶质在液—液两相中达到萃取平衡时;具有化学位 相等 ;萃取速率为 0 的特征..2.溶质在液—液两相中达到萃取平衡时;萃取速率为 B ..A.常数B.零C.最大值D.最小值3.溶质在两相达到分配平衡时;溶质在两相中的浓度 C ..A.相等B.轻相大于重相中的浓度C.不再改变D.轻相小于重相中的浓度4.萃取分配定律成立的条件为 C ..A.恒温恒压B.恒温恒压;溶质在两相中相对分子质量相等C.恒温恒压;溶质在两相中相对分子质量相等;且低浓度范围D.恒温恒压;低浓度范围5.分配常数与分配系数 C ..A.完全相同B.数值相同C.分配常数是分配系数的一种特例D.分配系数是分配常数的一种特例6.分配常数与分配系数在 A 情况下相同..A.溶质在两相中的分子形态相同B.达到相平衡时C.低浓度范围D.较高浓度时7.溶质在两相中的分配平衡时;状态函数与萃取操作形式 无 关..8.Henry 型平衡关系;y=mx 在 低 浓度范围内适用..ngmuir 型平衡方程;12m x y m x=+在 高 浓度范围适用..10.论述：利用热力学理论说明分配定律..11.弱酸性电解质的分配系数随pH 降低而增大;弱碱性电解质随pH 降低而减小..12.论述：水相物理条件对有机溶剂萃取的影响①pH ②温度③无机盐的存在..13.有机溶剂的选择原则为相似相溶性原理 ..14.发酵液中夹带有机溶剂微滴形成水包油型乳浊液；有机相中夹带发酵液形成油包水型乳浊液..15.简答：如何防止乳化现象发生16.判断并改错：①萃取因子是表示萃取相中溶质的量与萃余相中溶质的量之比..√②萃取分率是表示萃取相与原料液中溶质的量之比..√③萃余分率是表示萃余相与原料液中溶质的量之比..√17.若萃取平衡符合线性关系;并且各级萃取流量之和为一常数;各级萃取流量均相等时萃取分率 A ..A.大B.相等C.小D.不确定18.无机盐的存在;可以降低溶质在水相中的溶解度; 有利于溶质向有机相中分配..19.红霉素是碱性电解质;采用有机溶剂萃取;水相从pH 9.8降至pH 5.5时;分配系数会 B ..A.不改变B.降低C.先升后降D.增加20.青霉素是较强的有机酸;采用有机溶剂萃取时;水相中pH从3 升至6时;分配系数会 A ..A.明显降低B.变化不大C.明显增加D.恒定不变21.简答：聚合物的不相溶性..双水相的形成22.双水相相图中;系线越长;两相间的性质差别越大 ..23.双水相中溶质在两相中的分配主要有静电作用、疏水作用、生物亲和作用..24.非电解质溶质在双水相中的分配系数随相对分子质量的增大而 A ..A.减小B.增大C.趋近无穷D.变化不大25.判断：荷电溶质在双水相中分配系数的对数与溶质的静电荷数成反比..×改：成正比..26.判断： 双水相中荷电溶质的分配系数不仅与溶质的静电荷数有关;还与添加的无机盐的种类有关..√27.疏水因子HF 是描述 上相 与 下相 之间疏水性的差异的参数..28.疏水因子HF 与成相聚合物的 种类 、 相对分子质量 和 浓度 有关;与添加的盐的 种类 和 浓度 有关;与 pH 值 有关..29.疏水因子HF 一般随聚合物的相对分子质量、浓度和盐析浓度的增大而 B ..A.减少B.增大C.恒定D.趋近于零30.在pH 为等电点的双水相中蛋白质的分配系数的对数值与双水相的疏水因子HF 呈线性关系;则直线的斜率定义为 D ..A.双水相的疏水性B.蛋白质的分配系数C.蛋白质的静电荷数D.蛋白质的表面疏水性31.论述： 双水相中溶质的分配系数的表达式：()ln FZ m HF HFS HFS RTϕ=+∆+∆中;各项的物理意义及如何影响分配系数..32.在pH=pI 的双水相中;若双水相疏水因子HF=0;则蛋白质在两相中的分配系数为 C ..A.无穷大B.零C.1D.0<m<133.双水相的疏水因子HF 值越大;则溶质的分配系数越 B ..A.大B.小C.趋近于1D.趋近于零34.PEG/DX 双水相中;若降低PEG 的相对分子质量;则蛋白质的分配系数 增大 ;若降低DX 的相对分子质量;则分配系数 减小 ..35.双水相中无机盐的添加对溶质分配系数的影响主要反映在对 相间电位差 和 表面疏水性 的影响..36.在PEG/DX 双水相中;若添加的无机盐使相间电位差0ϕ∆<;要使蛋白质分配于富含PEG 的上相中;应调节pH B ..A.等于蛋白质的等电点B.大于等电点C.小于等电点D.等于737.在pH 为等电点的双水相中;蛋白质主要根据 C 产生各自分配..A.荷电荷的大小B.分子量差异C.疏水性差异D.荷电荷性质38.无机盐的存在 B 溶质向有机相中分配..A.不影响B.有利于C.不利于D.以上答案都不对39.有机溶剂萃取较高温度有利于目标产物的回收与纯化;通常操作是在 A 下进行..A.较低温度B.较高温度C.室温D.任何温度40.在较低的pH下有利于青霉素在有机相中的分配;当pH大于6.0时;青霉素几乎完全溶于水相中..41.利用溶质在互不相溶的两相之间分配系数不同而使溶质分离的方法称为萃取..42.判断：由于温度影响相水系统的相图;因而影响蛋白质的分配系数;因此温度对双水相系统中蛋白质的影响很大..×改：T对双水相系统中蛋白质的影响很小..43.简答：乳状液膜的制备方法..44.简述：反萃相化学反应促进迁移及其特点..45.利用液膜膜相中流动载体 B 作用的传质机理称为液膜膜相载体输送..A.渗透B.选择性输送C.溶解D.扩散46.液膜中膜溶剂的粘度越大;则膜 B ..A.越薄B.易于成膜C.难成膜D.稳定性越差47.破乳常用的方法有化学破乳和静电破乳 ..48.简述：影响液膜萃取的操作因素..49.蛋白质溶解在反胶团中的主要推动力是 C ..A.浓度差B.电位差C.静电相互作用D.压力差50.反胶团萃取若选用阴离子型表面活性剂;当水相中pH B 蛋白质等电点时;蛋白质易溶于反胶团中..A.大于B.小于C.等于D.偏离51.反胶团直径减小;则蛋白质的溶解率减小；蛋白质的相对分子质量增加;则溶解率减小 ..52.论述：如何设计双水相..53.简述：酶失活的原因..54.超临界流体在其临界温度和压力附近的微小变化;都会引起 C 发生很大的变化..A.粘度B.体积C.密度D.质量55.液固萃取时利用液体提取固体的有用成分的 C 分离操作..A.溶解B.吸附C.扩散D.渗透56.液膜萃取过程中;溶质的迁移方式包括单纯迁移、反萃相化学反应促进迁移、膜相载体输送 ..57.超临界流体萃取的萃取速度 C 液—液萃取..A.低于B.等于C.大于D.近似等于膜分离1.膜分离是利用具有一定 D 特性的过滤介质进行物质的分离过程..A.扩散B.吸附C.溶解D.选择性透过2.反渗透中;溶质浓度越高;渗透压越大;则施加的压力越大 ..3.反渗透分离的对象主要是 A ..A.离子B.大分子C.蛋白质D.细胞4.超滤膜主要用于 D 分离..A.菌体B.细胞C.微颗粒D.不含固形物的料液5.微滤主要用于 A 分离..A.悬浮物B.不含固形物的料液C.电解质溶质D.小分子溶质溶液6.透析主要用于 D ..A.蛋白质分离B.细胞分离C.悬浮液的分离D.生物大分子溶液的脱盐7.菌体分离可选用 C ..A.超滤B.反渗透C.微滤D.电渗析8.除去发酵产物中的热源通常选用 C ..A.反渗透B.微滤C.超滤D.透析9.蛋白质的回收浓缩通常选用 B ..A.反渗透B.超滤C.微滤D.电渗析10.不对称膜主要由起膜分离作用的表面活性层和起支撑强化作用的惰性层构成..11.孔径越大的微滤膜;其通量 A ..A.下降速度越快B.下降速度越慢C.上升速度越快D.上升速度越慢12.超滤和微滤是利用膜的筛分性质以 B 为传质推动力..A.渗透压B.膜两侧的压力差C.扩散D.静电作用13.超滤和微滤的通量 C ..A.与压差成反比;与料液粘度成正比B.与压差成正比;与料液粘度成正比C.与压差成正比;与料液粘度成反比D.与压差成反比;与料液粘度成反比14.电渗析过程采用的膜为 C ..A.亲水性膜B.疏水性膜C.离子交换膜D.透析膜15.相对分子量相同时; B 分子截留率最大..A.线状B.球型C.带有支链D.网状16.相对分子质量相同时; A 分子截留率较低..A.线状B.带有支链C.球状D.不带支链17.两种以上高分子溶质共存时与单纯一种溶质存在的截留率相比要 A ..A.高B.低C.无变化D.低许多18.膜面流速增大;则 C ..A.浓度极化减轻;截留率增加B.浓度极化严重;截留率减少C.浓度极化减轻;截留率减少D.浓度极化严重;截留率增加19.膜分离过程中;料液浓度升高;则 D ..A.粘度下降;截留率增加B.粘度下降;截留率降低C.粘度上升;截留率下降D.粘度上升;截留率增加20.当pH C ;蛋白质在膜表面形成凝胶极化层浓度最大;透过阻力最大;此时截留率最高..A.大于等电点B.小于等电点C.等于等电点D.等电点附近21.真实截留率和表面截留率在 B 情况相等..A．存在浓差极化 B.不存在浓度极化 C.料液浓度较大 D.料液浓度较低22.错流过滤操作中;料液流动的剪切力作用可以 B ..A.减轻浓度极化;但增加凝胶层厚度B.减轻浓度极化;但降低凝胶层厚度C.加重浓度极化;且增加凝胶层厚度D.加重浓度极化;且降低凝胶层厚度23.论述：实际膜分离过程中;影响截留率的因素有哪些24.料液的流速增大;则透过量增大;透过通量的极限值增大 ..25.当压力较小时;膜面上尚未形成浓差极化层时;此时;透过通量与压力成 A 关系..A.正比B.反比C.对数关系D.指数26.当压力逐渐增大时;膜表面出现浓差极化现象;此时;透过通量的增长速率 A ..A.放慢B.加快C.不变D.为零27.欲使溶质浓度高的一侧溶液中的溶剂透过溶质低的一侧时;在溶质浓度高的一侧 A ..A.施加压力大于渗透压B.加压力小于渗透压C.加压等于渗透压D.减压小于渗透压28.当料液浓度提高时;透过通量减小;极限透过通量减小 ..29.论述：分离影响膜分离速率的因素..30.浓度极化不存在时;表观截留率= 真实截留率；当溶质完全被截留时;表观截留率等于 1 ；当溶质自由透过膜时;表观截留率等于0 ..吸附与离子交换1.吸附按作用力主要分为物理吸附、化学吸附和离子交换 ..2. 比表面积和孔径是评价吸附剂性能的主要参数..3.简答：蛋白质等生物大分子与小分子化合物的离子交换特性的差别4.简答：兰格缪尔的单分子层吸附理论的要点是什么5.简答：为什么离子交换需在低离子强度下进行6.溶液的pH>等电点时;蛋白质带负电荷；溶液的pH<等电点时;蛋白质带正电荷..7.当吸附操作达到穿透点时;应 B 操作..A.继续吸附B.停止吸附C.停止再生D.停止洗脱8.离子交换的分配系数与离子浓度呈 D 关系..A.线性增加B.线性减少C.指数增加D.指数减少层析1.层析操作必须具有固定相和流动相..2.溶质的分配系数大;则在固定相上存在的几率大;随流动相的移动速度小 ..3.层析柱的理论板数越多;则溶质的分离度越大 ..4.两种溶质的分配系数相差越小;需要的越多的理论板数才能获得较大的分离度..5.简答：为什么凝胶过滤层析通常采用恒定洗脱法6.凝胶过滤层析中;流动相的线速度与HETP成 C 关系..A.无B.线性减少C.线性增加D.对数7.GFC中溶质的分配系数在分级范围内随相对分子质量的对数值增大而 B ..A.线性增大B.线性减少C.急剧增大D.急剧减少8.凝胶的分级范围越小;则分离度 A ..A.越大B.越小C.小于1D.小于09.简述：GFC与其他层析法比较其特点是什么10.简述：为什么IEC离子交换层析很少采用恒定洗脱法11.IEC操作多采用线性梯度洗脱和逐次洗脱..12.线性梯度洗脱过程中;流动相的离子强度线性增大;因此;溶质的 C 连续降低;移动速度逐渐增大..A.溶解度B.扩散系数C.分配系数D.分离度13.逐次洗脱过程中;流动相的离子强度阶跃增大;溶质的分配系数 B 降低..A.逐渐B.阶段式C.线性D.急剧14.简答：线性梯度洗脱法和逐次洗脱法优缺点是什么15.HIC疏水性相互作用层析主要采用降低流动相离子强度的线性梯度洗脱法和逐次洗脱法；IEC离子交换层析主要采用增加流动相离子强度的线性梯度洗脱法和逐次洗脱法..亲和纯化1.具有亲和作用的分子物质对之间具有“钥匙”和“锁孔”的关系是产生亲和结合作用的 C ..A.充分条件B.充要条件C.必要条件D.假设条件2.简答：产生亲和作用的充分必要条件是什么3.如果亲和作用主要源于静电引力;提高离子强度会 D 亲和作用..A.增加B.减弱C.不影响D.减弱或完全破坏4.如果亲和作用以氢键为主;提高离子强度会 D 亲和作用..A.增加B.减弱C.不影响D.降低或消除5.当亲和作用以疏水性相互作用时;提高离子强度会 A 亲和作用..A.增加B.减弱C.无影响D.完全破坏6.在亲和分离操作中;许多亲和吸附的目标蛋白质用高浓度的盐溶液洗脱;说明 D 在亲和作用中占主要地位..A.疏水性相互作用B.配位键C.非共价键D.静电力7.判断并改错：在适当的pH下;亲和结合作用较高;而略微改变pH不会影响亲和作用..×改：会减弱或完全消失亲和作用..8. C 的存在可以抑制氢键的形成..A.氧原子B.氮原子C.脲和盐酸胍D.NaCl9.由于温度升高使分子和原子的热运动加剧;结合部位的静电作用、氢键及金属配位键的作用会减弱;疏水性相互作用会增强 ..10.若亲和结合作用源于亲和分子与金属离子形成的配位键;则加入 C 可使亲和结合作用消灭..A.NaClB.硅酸铵C.EDTA乙二胺四乙酸D.SDS11.亲和层析的洗脱方法有特异性洗脱法和非特异性洗脱法..12.论述：比较特异性洗脱和非特异性洗脱的优缺点..电泳1.电泳是荷电电解质溶质在电场作用下;发生定向泳动的现象..2.电泳分离是利用电解质在电场中泳动速度的差别进行分离的..3.电泳分离的机理是 B 分离过程..A.液—液相平衡B.速率C.分配平衡D.筛分4.荷电溶质在电场中受到电场力和黏性阻力的作用..5.凝胶电泳时利用 D 使分子大小不同的电解质分离的..A.静电作用B.亲水作用C.疏水作用D.分子筛作用6.不连续凝胶电泳的凝胶层由浓缩层和分离层组成..7.不连续凝胶电泳的上层起浓缩作用;下层起分离作用..8.电解质溶质的迁移率是 C 下的泳动速度..A.单位时间B.单位溶质质量C.单位电场强度D.单位静电引力结晶1.结晶是从液相或气相中生成 形状一定 、 分子或原子、离子有规则排列 的晶体的现象..2.结晶是利用溶质之间 C 差别进行分离纯化的一种扩散分离操作..A.浓度B.静电引力C.溶解度D.扩散系数3.结晶是内部结构的质点元作 三维有序规则 排列的形状一定的固体粒子;而沉淀是 无规则 排列的无定形的粒子..4.大多数溶质的溶解度随 B 的升高而显著增大..A.压力B.温度C.扩散系数D.浓度5.除温度外; B 对溶质的溶解度有显著影响..A.压力B.溶剂组成C.稀度D.扩散系数6.微小晶体的溶解度 B 普遍晶体的溶解度..A.低于B.高于C.接近D.等于7.当微小晶体的半径c r r <时;则微小晶体会 自动溶解 ；当微小晶体的半径c r r >时;则微小晶体会 自动生长 ..干燥1.简述： 喷雾干燥器的工作原理及其应用..2.简述：液化床干燥器的工作原理及其应用..3.简述： 气流干燥器的工作原理及其应用..。

填空题1.为了提高最终产品的回收率一是（提高每步分离效率），二是（减少分离步骤）。

2.评价一个分离过程效率的三个主要标准是：（浓缩率），（分离系数）和（产品回收程度）3.生物产品的分离过程包括发酵液的预处理和（液固分离）,（产品的提取），（产品的精制）和（产品的加工处理）。

4.生化反应所起的作用是产生目的产物，指标是（产率）和（转化率），而生物分离解决的是如何从反应液中获取这些物质，涉及的是（收率）和（纯度）。

5.生物分离的主要任务：从发酵液和细胞培养液中以（最高的效率），（理想的纯度）和（最小的能耗）把目的产物分离出来。

6.生物分离过程的特点包括：（生物分离过程的体系特殊），（生物分离过程的工艺流程特殊），（生物分离过程的成本特殊）。

7.物质分离的本质是识别混合物中不同溶质间（物理），（化学）和（生物）性质的差别利用能识别这些差别的（分离介质）和扩大这些差别的（分离设备）8.性质不同的溶质在分离操作中具有不同的（传质速率）和或（平衡状态）9.平衡分离是根据溶质在两相间（分配平衡）的差异实现分离；溶质达到分配。

平衡为扩散传质过程，推动力仅取决于系统的（热力学性质）。

10.差速分离是利用外力驱动溶质迁移产生的（速度差）进行分离的方法。

1.在细胞分离中，细胞的密度越（大），细胞培养液的密度越（小），则细胞沉降2.区带离心包括（差速）区带离心和（等密度）区带离心。

3.为使过滤进行的顺利通常要加入（惰性助滤剂）。

4.发酵液常用的固液分离方法有（离心）和（过滤）等。

5.常用离心设备可分为（离心沉降）和（离心过滤）两大类；6.常用的工业絮凝剂有（无机絮凝剂）和（有机絮凝剂）两大类。

7.工业生产中常用的助滤剂有（硅藻土）和（珍珠岩粉）。

8.重力沉降过程中，固体颗粒受到（重力），（浮力），（摩擦阻力）的作用，固体匀速下降时，三个力的关系（重力=浮力+摩擦阻力）。

9.发酵液预处理的方法包括：（凝集），（絮凝），（加热法）；（调节pH法），（加水稀释法），加入（助滤剂）和（吸附剂）。

第一章绪论生物工程学：亦称生物技术，是指通过技术手段，利用生物体或生物过程生产有经济价值产品的学科。

研究领域：基因工程、细胞工程、微生物工程、酶工程。

生物分离工程：指从发酵液、酶反应液或动植物细胞培养液中分离、纯化生物产品的过程，因它处于整个生物产品生产过程的后端，又称为生物工程下游技术。

研究内容：研究目标产品及基质的性质；分离、纯化技术的选择。

直接产物：由发酵直接生产，分离过程由发酵罐流出物开始；间接产物：由发酵过程得到的细胞或酶，再经转化和修饰得到产品。

分离：指利用混合物中各组分在物理性质或化学性质上的差异，通过适当的装置和方法，使各组分分配至不同的空间区域或者在不同的时间依次分配至同一空间区域的过程。

生物分离纯化过程：指利用产物与杂质理化性质的不同，从发酵液中提取、分离、纯化产物的过程。

生物分离工程流程：1、发酵液的预处理：离心和过滤是最基本的单元操作，凝聚和絮凝可加速固液两相的分离。

2、产物的提取：主要是去除与目标产物性质有很大差异的杂质，使目标产物的纯度和浓度有较大程度的提高。

吸附，萃取，沉淀。

3、产物的精制：用于去除与目标产物有类似化学功能和物理性质的杂质。

首选色谱分离技术，涉及色谱技术有层析、离子交换、亲和色谱、吸附色谱等。

4、成品的加工处理：产品的加工方式是由产物的最终用途和要求所决定的，浓缩、结晶和干燥。

生物分离纯化工艺过程的选择依据：1生产成本要低；2工艺步骤要少；3操作程序要合理；4适应产品的技术规格；5生产要有规模；6产品具有稳定性；7环保和安全要求；8生产方式。

生物分离过程的特点：一、体系特殊：1、原料液的特点：原料液体系复杂；存在与目标分子结构相近的分子及异构体；产物浓度很低；产物活性易降低或失活。

2、对产物的要求：目标物具有活性；产物高纯度；副作用小。

二、工艺流程特殊：1、工艺设计：操作条件特殊；多种高选择技术结合使用；优化设计分离过程和各个单元操作；要求设计工艺流程具有一定的适用范围。

生物分离工程复习题第一章绪论简答题：1、简述生物分离技术的基本涵义及内容。

答：基本涵义：生物分离技术是指从动植物与微生物的有机体或器官、生物工程产物（发酵液、培养液）及其生物化学产品中提取、分离、纯化有用物质的技术过程。

内容主要包括：离心分离、过滤分离、泡沫分离、萃取分离、沉淀（析）分离、膜分离、层析（色谱）分离、电泳分离技术以及产品的浓缩、结晶、干燥等技术。

2、物质分离的本质是有效识别混合物中不同溶质间物理、化学和生物学性质的差别，利用能够识别这些差别的分离介质和扩大这些差别的分离设备实现溶质间的分离或目标组分的纯化。

请从物质的理化性质和生物学性质几个方面简述生物活性物质分离纯化的主要原理。

答：生物大分子分离纯化的主要原理是：1）根据分子形状和大小不同进行分离，如差速离心与超离心、膜分离、凝胶过滤等；2）根据分子电离性质（带电性）差异进行分离，如离子交换法、电泳法、等电聚焦法；3）根据分子极性大小及溶解度不同进行分离，如溶剂提取法、逆流分配法、分配层析法、盐析法、等电点沉淀及有机溶剂分级沉淀等；4）根据物质吸附性质的不同进行分离，如选择性吸附与吸附层析等；5）根据配体特异性进行分离，如亲和层析法等。

填空题：1.为了提高最终产品的回收率：一是提高每一级的回收率，二是减少操作步骤。

2、评价一个分离过程效率的三个主要标准是：①浓缩程度②分离纯化程度③回收率。

判断并改错：原料目标产物的浓度越高，所需的能耗越高，回收成本越大。

(×)改：原料目标产物的浓度越低。

选择题：1. B 可以提高总回收率。

A.增加操作步骤B.减少操作步骤C.缩短操作时间D.降低每一步的收率2．分离纯化早期，由于提取液中成分复杂，目的物浓度稀，因而易采用（ A ）A、分离量大分辨率低的方法B、分离量小分辨率低的方法C、分离量小分辨率高的方法D、各种方法都试验一下，根据试验结果确定第二章细胞分离与破碎概念题：过滤：是在某一支撑物上放多孔性过滤介质，注入含固体颗粒的溶液，使液体通过，固体颗粒被截留，是固液分离的常用方法之一。

第一章1、什么是生物分离工程？对于由生物界自然生产生的或由微生物菌体发酵的、动植物细胞组织培养的、酶反应等各种生物工业过程获得的生物原料，经过提取分离、加工并精制目的成分，最终使其成为产品的技术。

2、生物分离工程特点：1).发酵液的特性；2).发酵液是多组分的混合液；3).目的产物的稳定性差；4).对最终产品的质量要求高。

3、生物分离过程的一般流程及各流程所包含单元操作。

①发酵液的预处理与固液分离（离心，过滤）②初步纯化（产物提取）（沉淀，吸附，萃取，超滤）③高度纯化（产物精制）（层析，离子交换，亲和色谱，吸附色谱，电色谱）④成品加工（浓缩，结晶，干燥）第二章1、发酵液的基本特征：1).发酵产物的浓度低，基本是水；2).悬浮物小，密度与液体相差不大；3).固体粒子的可压缩性大；4).液相粘度大；5).性质不稳定。

2、发酵液为什么要预处理（目的）？有哪些方法？目的：A、促进从悬浮液中分离固形物的速度，提高固液分离的效率：⑴改变发酵液的物理性质降低液体黏度；⑵相对纯化，去除发酵液中的部分杂质以利于后续各步操作；⑶尽可能使产物转入便于后处理的一相中方法：1）加热法: a）加热降低液体粘度；b）加热使蛋白质变性凝固，去除杂蛋白2）调节悬浮液的pH值: pH值直接影响发酵液中某些物质的电荷性质，适当调节pH值可改善其过滤特性。

3）加入惰性助滤剂:4）加入反应剂: 加入某些不影响目标产物的反应剂，可消除发酵液中的一些杂质对过滤的影响，从而提高过滤速度。

5）发酵液的相对纯化：A高价无机离子（Ca2+、Mg2+、Fe2+）Ca2+ ——草酸、草酸钠→形成草酸钙沉淀（注意回收草酸）；Mg2+——三聚磷酸钠→形成三聚磷酸钠镁可溶性络合物；Fe2+ ——黄血盐，→普鲁士兰沉淀；B杂蛋白：沉淀法；变性法；吸附法6）凝聚和絮凝：2、什么是凝集和絮凝的概念？原理？概念：①凝聚：胶体粒子在中性盐促进下脱稳相互聚集成大粒子（1mm）大小块状凝聚体的过程。

生物分离工程复习纲要--裴武第一章绪论1.生物分离工程在生物技术中的地位？答: 生物技术的重要目的是运用培养微生物、动物细胞、植物细胞来生产对人有用的产品, 而分离纯化过程是生物产品工程的重要环节。

因此, 生物分离工程是生物技术的重要组成部分, 是生物技术转化为生产力所不可缺少的重要环节, 在生物技术研究和产业发展中发挥着重要作用, 其技术进步限度对于保持和提高各国在生物技术领域内的经济竞争力有至关重要的作用。

2.生物分离工程的特点是什么？答: 生物分离是从生物材料、微生物的发酵液、生物反映液或动植物细胞的培养液中分离并纯化有关产品（如具有药理活性作用的蛋白质等）的过程, 又称为下游加工过程。

生物工程的重要特点是生物制品多种多样; 常无固定操作方法可循;生物材料组成非常复杂, 分离操作环节多, 不易获得高收率; 培养液（或发酵液）中所含目的物浓度很低, 而杂质含量却很高; 分离进程必须保护化合物的生理活性; 生物活性成分离开生物体后, 易变性、破坏。

3.生物分离工程可分为几大部分, 分别涉及哪些单元操作？答: 生物分离工程可分为可分为不溶物的去除、产物分离、产品的纯化及产品的精制四大部分。

不溶物的去除涉及过滤、离心和细胞破碎, 通过这些单元操作使产物浓度和质量得到了提高。

产物分离涉及离子互换吸附、萃取等。

其中萃取又分为溶剂萃取、反微团萃取、超临界流体萃取和双水相萃取等。

以上分离过程不具有特异性, 只是进行初分可提高产物浓度和质量。

产品的纯化涉及色谱、电泳、沉淀等单元操作, 这些技术具有产物的高选择性和杂质的去除性。

产品的精制涉及结晶及干燥等单元操作。

4.在设计下游分离过程前, 必须考虑哪些问题方能保证我们所设计的工艺过程最为经济、可靠？答: 在设计下游分离过程前, 通常要注意以下几个问题:1)生物材料的组成成分非常复杂, 有数百种甚至更多, 各种化合物的形状、大小、相对分子质量和理化性质都各不相同, 有的迄今还是未知物, 并且这些化合物在分离时仍在不断的代谢变化中。

生物分离工程期末复习（全）一，名词解释：1，生物分离工程：是指从发酵液，酶反应液或动植物细胞培养液中分离，纯化生物产品的过程。

它描述了生物产品的分离，纯化过程的原理，方法和设备，因为它处于整个生物产品生产过程的后端，所以也称为生物工程下游技术。

2，凝集：通过加入无机盐，在无机盐作用下，发酵液中的胶体脱稳并使粒子相互凝集成块状絮凝体的过程。

3，絮凝：指某些高分子絮凝剂能在悬浮粒子之间产生桥梁作用，使胶粒形成粗大絮凝团的过程。

4，离心分离：是指在离心场的作用下，将悬浮液中的固相和液相加以分离的方法。

5，过滤：发酵液通过一种多孔介质，固体颗粒被截留的过程。

6，滤饼过滤：固体颗粒沉积于过滤介质表面形成滤渣层。

7，深层过滤：固体颗粒进入并沉积于多孔孔道内，溶液经孔道缝隙流过滤渣。

8，细胞破碎：是采用一定的方法，在一定程度上破坏细胞壁和细胞膜，使细胞内容物包括目的产物成分释放出来的技术，是分离纯化细胞内合成的非分泌型生化物质的基础。

9，机械破碎法：通过机械运动产生的剪切力使组织细胞破碎。

10，物理破碎法：通过各种物理因素作用，使组织细胞的外层结构破坏，使细胞破碎。

11，化学破碎法：通过各种化学试剂对细胞膜的作用，使组织细胞的外层结构破坏，使细胞破碎。

12，通过细胞本身酶系或外加酶催化剂的催化作用，使外层结构破坏。

13，超声破碎法：在超声波作用下，液体发生空化作用，空穴的形成，增大和闭合产生极大的冲击波和剪切力，使细胞破碎。

14，空化作用：指存在于液体中的微气核空化泡在声波作用下发生变化，声压达到一定值，在声波纵向传插负压区，空泡化增大，在声波传播的正压区，空泡闭合，在反复增大，闭合中，空泡化崩溃，崩溃的瞬间，产生巨大的剪切力。

15，酶解法：利用溶解细胞壁的酶处理菌体细胞，使细胞壁受到破坏后，再利用渗透压冲击等方法破坏细胞膜。

16，酶解—自溶作用：利用生物体自身产生的酶来溶胞，而不需要外加其他酶。

17，自溶作用：改变其生长环境，可诱发产生过剩的这种酶或激发产生其他的自溶酶，以达到自溶作用。

生物技术：有机体的草所和应用有机体生产有用物质，改善人类生存环境的技术。

初级分离：从菌体发酵液，细胞培养液，胞内提取物及其他各种生物原料初步提取目标产物，使目标产物得到浓缩的初步分离和初步分离的下游加工过程。

等电点沉淀：利用蛋白质在PH值等电点的溶液中溶解度下降的原理进行沉淀分级的方法。

泡沫分离：根据表面吸附的原理，利用通气鼓泡在液相中形成的气泡为载体对液相中的溶质或颗粒进行分离。

色谱：根据混合物中的溶质在两相之间分配行为的差别引起的随流动相移动速度的不同进行分离的方法。

离子交换色谱:利用离子交换机为固定相，是根据荷电溶质与离子交换剂之间静电互相作用力的差别进行溶质分离的洗脱色谱法。

二维电泳：同时利用分子尺寸和等电点这两种性质的差别进行蛋白质等生物大分子的分离，即将普通凝胶电泳和IEF相结合，是溶质在二维平面上得到分离。

结晶：从液相或气相生成形状一定，分子（或原子，离子）有规律排列的晶体的现象。

生物分离的特点？答：（1）生物物质的生物活性大多是在生物体内的温和条件下维持并发挥作用的，当遇到高温，PH值的改变以及某些化学药物存在等周围环境的急剧变化时极不稳定，容易发生活性降低甚至丧失。

（2）用作医药，视频和化妆品的生物产物与人类息息相关。

因此，要求分离纯化过程必须除去原料液中含有的热原及具有免疫原性的异体蛋白质等有害人类健康的物质。

（3）原料液中常存在与目标分子在结构，构成成分等理化性质上极其相似的分子及异构体，形成用常法难于分离的混合物，因此，一般需要利用具有高度选择性的分子识别技术或高压液相色谱技术纯化目标产物。

（4）原料液中目标产物的浓度一般比较低，有时甚至是极微量的，因此，往往需要从庞大体积的原料液中分离纯化目标产物，即需要对原料液进行高度浓缩。

在选择盐析的无机盐时，对盐的要求？答：（1）各种盐的盐析效果（2）溶解度大，能配置高离子强度的盐浓度（3）溶解度受温度的影响小，便于在低温下进行演习操作（4）盐溶液密度不高，以便蛋白质沉淀的沉降或离心分离生物分离时对膜的要求？答：（1）起过滤作用的有效膜厚度小，超滤和微滤膜的开孔率高，过滤阻力小。