生物分离工程 孙彦期末考试复习题c

生物工程专业《生物分离工程》复习题生物工程专业《生物分离工程》复习题一、填空题1.蛋白质分离的过程中会用到一些沉淀的方法，有：盐析法、等电点沉淀、有机溶剂沉淀等方法，使目的蛋白与其它较大量的杂蛋白分开，这些方法的特点是简便、处理量大、既能除去大量杂质，又能浓缩蛋白质，但分辨率低。

2.蛋白质胶体溶液稳定的因素：（1）、蛋白质表面具有水化层；（2）、蛋白质表面具有带有同种电荷的静电斥力层；所以，当破坏这两个因素时，蛋白质从溶液中析出而产生沉淀。

3.降低发酵液或者其他物料体粘度的常用方法：加水稀释法、加热法4.试举出四种常用的助滤剂：硅藻土、纤维素、石棉粉、珍珠岩、白土、炭粒、淀粉。

5.固液分离是生物产品工厂中经常遇到的重要单元操作。

培养基、发酵液、某些中间产物和半成品等都需进行固液分离。

固液分离的方法很多，根据颗粒收集的方式不同，可分为两大类型：沉降和浮选、过滤。

6.在沉降和浮选所组成的第一类中，液体受限于一个固定的或旋转的容器而颗粒在液体里自由移动，分离是由于内、外力场的加速作用产生的质量力施加在颗粒上造成的，这种力场可能是重力场、离心力场或磁场。

7.生化工业常用的过滤设备主要有加压叶滤机、板框过滤机和回转真空过滤机等。

8.机械破碎中细胞所受的机械作用力主要有压缩力和剪切力。

9.细胞破碎是使细胞内容物包括目的产物成分释放出来的技术，常用的机械法有：珠磨法、高压匀浆法、超声破碎法、X-press法；常用的非机械法有：酶溶法、化学渗透法、渗透压法、冻结融化法、干燥法10.不宜采用高压匀浆法破碎的微生物细胞有：易造成堵塞的团状或丝状真菌、较小的革兰氏阳性菌、以及含有包含体的基因工程菌。

11.超临界萃取过程的分类：等温法、等压法、吸附法。

12.一般认为浸取经历三阶段：浸润阶段、溶解阶段、扩散阶段13.反胶团的制备方法有：液液接触法、注入法、溶解法。

14.常用的离子交换剂的基质有：纤维素、交联葡聚糖、琼脂糖和聚苯乙烯。

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）。

生物分离复习题答案一、单项选择题1. 生物分离过程中，离心法主要依据的原理是（）。

A. 颗粒大小B. 颗粒密度C. 颗粒形状D. 颗粒表面电荷答案：B2. 凝胶色谱法中，分子筛效应的依据是（）。

A. 分子大小B. 分子电荷C. 分子极性D. 分子形状答案：A3. 离子交换层析法中，决定离子交换能力的主要因素是（）。

A. 树脂的孔径大小B. 树脂的表面电荷C. 树脂的化学性质D. 树脂的物理性质答案：B4. 亲和层析法中，结合特异性最强的是（）。

A. 抗原-抗体相互作用B. 酶-底物相互作用C. 配体-受体相互作用D. 核酸-蛋白质相互作用答案：A5. 逆流分配法中，分离效果最佳的是（）。

A. 两相密度相近B. 两相密度差异大C. 两相粘度相近D. 两相粘度差异大答案：B二、多项选择题1. 影响超滤分离效果的因素包括（）。

A. 膜孔径大小B. 溶液浓度C. 操作压力D. 温度答案：ABCD2. 凝胶色谱法分离蛋白质时，影响分离效果的因素有（）。

A. 凝胶孔径B. 蛋白质分子量C. 蛋白质形状D. 蛋白质电荷答案：ABCD3. 离子交换层析法中，影响分离效果的因素包括（）。

A. 离子强度B. pH值C. 温度D. 树脂类型答案：ABCD三、填空题1. 在生物分离过程中，______法是一种基于分子大小差异的分离技术。

答案：凝胶色谱2. 亲和层析法中，______是利用生物分子之间的特异性相互作用进行分离的技术。

答案：配体-受体3. 在逆流分配法中，______是影响分离效果的关键因素之一。

答案：两相密度差异四、简答题1. 描述离心法在生物分离中的应用及其优缺点。

答案：离心法在生物分离中主要用于分离不同密度的颗粒，如细胞、病毒和亚细胞组分等。

其优点包括操作简便、分离速度快、成本较低。

缺点是对于密度相近的颗粒分离效果不佳，且可能对生物分子造成损伤。

2. 简述离子交换层析法的基本原理及其在蛋白质分离中的应用。

生物分离工程习题库与答案一、单选题（共52题，每题1分，共52分）1.乳化液膜的制备中强烈搅拌（）。

A、应用在被萃取相与W/O的混合中B、是为了让浓缩分离充分C、应用在膜相与反萃取相的乳化中D、使内水相的尺寸变小正确答案：A2.在液膜分离的操作过程中，（）主要起到稳定液膜的作用。

A、表面活性剂B、膜溶剂C、载体D、增强剂正确答案：A3.真空转鼓过滤机工作一个循环经过（）。

A、过滤区、再生区、缓冲区、卸渣区B、过滤区、缓冲区、再生区、卸渣区C、缓冲区、过滤区、再生区、卸渣区D、过滤区、缓冲区、卸渣区、再生区正确答案：B4.适合小量细胞破碎的方法是（）A、超声破碎法B、高压挤压法C、高速珠磨法D、高压匀浆法正确答案：A5.分配层析中的载体（）。

A、能吸附溶剂构成固定相B、是流动相C、是固定相D、对分离有影响正确答案：A6.关于分配柱层析的基本操作错误()。

A、用硅藻土为载体，需分批小量地倒入柱中，用一端是平盘的棒把硅藻压紧压平B、分配柱层析适用于分离极性比较小、在有机溶剂中溶解度大的成分，或极性很相似的成分。

C、装柱分干法和湿法两种D、分配柱层析法使用两种溶剂，事先必须先使这两个相互相饱和正确答案：B7.以下哪项不是颗粒在离心力场中受到的力（）A、阻力B、重力C、离心力D、向心力正确答案：B8.下面哪一种是根据酶分子专一性结合的纯化方法（）。

A、亲和层析B、凝胶层析C、盐析D、离子交换层析正确答案：A9.蛋白质具有两性性质主要原因是（）A、蛋白质分子有一个羧基和一个氨基B、蛋白质分子有多个羧基和氨基；C、蛋白质分子有苯环和羟基D、以上都对正确答案：B10.关于疏水柱层析的操作错误()A、疏水柱层析分辨率很高、流速慢、加样量小B、洗脱后的层析柱再生处理，可用8mol/L尿素溶液或含8mol/L尿素的缓冲溶液洗涤，然后用平衡缓冲液平衡C、疏水层析柱装柱完毕后，通常要用含有高盐浓度的缓冲液进行平衡D、疏水层析是利用蛋白质与疏水性吸附剂之间的弱疏水性相互作用的差别进行分离纯化的层析技术正确答案：A11.乳化液膜的制备中强烈搅拌（）。

生物分离工程复习题一、名词解释1.初级分离:指从发酵液、细胞培养液、胞内抽提液(细胞破碎液)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和初步分离的下游加工过程。

2.反渗透:在外加压力驱动下，借助半透膜的选择截留作用，溶剂由高浓度溶液透过半膜向低浓度渗透称为反渗透。

3.超滤:超滤是根据高分子溶质之间或高分子与小分子溶质之间分子量的差别进行分离的方法。

4.反萃取:就是通过调节水相条件，将目标产物从有机相转入水相的萃取操作过程。

5.吸附:吸附是溶质从液相或气相转移到固相的现象，即利用吸附剂对液体或气体中某一组分具有选择性吸附的能力，使其富集在吸附剂表面。

6.离心沉降:是利用沉降设备使流体和颗粒旋转，在离心力的作用下，由于颗粒和流体间存在密度差，所以颗粒沿径向与流体产生相对运动，从而使颗粒和流体分离7.等电点沉淀:利用蛋白质在PH值等于其等电点的溶液中，溶解度下降的原理进行沉淀分级的方法。

8.萃取:利用溶质子互不相溶的，两相之间分配系数的不同而使溶质得到纯化或戓浓缩的方法称为萃取。

9.分离度:分离度又称分辨率，是表达两种洗脱曲线相邻的溶质相互分离的程度。

10.凝胶电泳:凝胶电泳是利用凝胶分子筛作用使分子大小不同的电解质得到分离的电泳分离方法11.做滤:微滤是一种从悬浮液中分离固形成分的方法，是根据料液中的固形成分与溶液溶质在尺寸上的差异进行分离的方法12.吸附操作:利用固体吸附的原理从液体或气体除去有害成分或提取回收有用目标产物的过程，一般包括待分离料液与吸附剂混合、吸咐质被吸附到吸附剂表面、料液流出、吸附质解吸回收等四个过程。

13.色谱:色谱是根据混合物中溶质在互不混溶的两相间分配行为的差別而引起移动速度的不同而进行分离的方法。

14.亲和沉淀:亲和沉淀是生物亲和作用与沉淀分离相结合的蛋白质类生物大分子的分离技术，包括一次作用亲和沉淀和二次作用亲和沉淀。

二、单选1.下列描述属于生物分离工程萌芽阶段的是( )A.Alexander FlemingB.1943年沉浸培养C.1953年，DWA双螺旋结构的发现D.Golden Time概念的提出2.下列不属于常用的物理性质分新技术质其机理的是( )A.重力B.生物亲和作用C.电泳D.热扩散3.下列不属于蛋白质变性的物理因素的是( )A.加热B.加压C.尿素D.脱水4.第一个含有外源基因的重组质粒在细菌内增殖成功在（）A.1971年B.1973年C.1975年D.1979年5.基于吸附剂与溶质间范德华力，无选择性、无需高活化能、吸附层可以是单层，也可以是多层、吸附和解吸附速度通常较快属于( )A.离子交换B.物理吸附C.化学吸附D.分子筛6.著香族吸附剂属于( )A.中等极性吸附树脂B.排性吸附剂C.非极性吸附树脂D.离子吸附树脂7.连续床介质为连续相。

生物分离工程期末复习题．填空题物理吸.1. 根据吸附剂与吸附质之间存在的吸附力性质的不同，可将吸附分为交换吸附；附、化学吸附和是评价吸附剂性能的主要参数。

2. 比表面积孔径和相。

3. 层析操作必须具有固定相和流动，随流动相的移动速度溶质的分配系数大，则在固定相上存在的几率4. 大。

小。

5. 层析柱的理论板数越多，则溶质的分离度越大，需要的越多的理论板数才能获得较大的小 6. 两种溶质的分配系数相差越分离度。

盐，7. 影响吸附的主要因素有吸附质的性质，温度溶液，pH值；的浓度和吸附物的浓度与吸附剂的用量（活性基）8. 离子交换树脂由网络骨架（载体）联结骨架上的功能基团，组成。

和可交换离子提供催化丙烯酰胺和双丙引发剂（9. 电泳用凝胶制备时，过硫酸铵的作用是交联剂（丙烯酰胺烯酰胺聚合所必需的自由基）；甲叉双丙烯酰胺的作用是单体和交联剂甲叉双丙烯酰胺催化剂的作用下聚合而成的含酰胺基侧链的脂肪（催化过硫酸胺形成自由基而加速丙族长链）；TEMED的作用是增速剂烯酰胺和双丙烯酰胺的聚合；），溶质浓度，和pH 温度10. 影响盐析的因素有溶质种类；自然起晶法，刺激起晶法和11. 在结晶操作中，工业上常用的起晶方法有晶种起晶法；和化学交换反外部扩散、内部扩散12. 简单地说离子交换过程实际上只有三步；应吸附方程，其13. 在生物制品进行吸附或离子交换分离时，通常遵循Langmuircq0?q 形式为cK?14. 反相高效液相色谱的固定相是疏水性强的，而流动相是极性强的；15. 等电聚焦电泳法分离不同蛋白质的原理是依据其等电点的不同；2；动态洗脱16. 离子交换分离操作中，常用的洗脱方法有静态洗脱和三个方面；纯度，17. 晶体质量主要指晶体大小形状和三步；亲和吸附原理包括18. 配基固定化，吸附样品和样品解析19. 根据分离机理的不同，色谱法可分为吸附、离交、亲和、凝胶过滤色谱金属，20. 蛋白质分离常用的色谱法有免疫亲和色谱法，疏水作用色谱法共价作用色谱法螯合色谱法；和）的目的是消除各种待21. SDS-PAGE电泳制胶时，加入十二烷基磺酸钠（SDS 作为分离的依据；分子量分离蛋白的分子形状电荷和差异，而将强还原剂，破坏半胱氨酸间的二硫键；加入二硫叔糖醇的目的是配基与载体的结、配基浓度22. 影响亲和吸附的因素有空间位阻、；合位点微环境、和载体孔径、23. 阳离子交换树脂按照活性基团分类，可分为强酸性阳离子交换树脂H?SO；其典型的活性基团分别有、中强酸性弱酸性和3COOH?)OH(?PO、；2中强碱24. 阴离子交换树脂按照活性基团分类，可分为强碱性、弱碱性和??OH(RNCH)NH?；其典型的活性基团分别有兼有以上两种基团；、、性33225. 影响离子交换选择性的因素有离子水合半径、离子价、离子强度、交联度、膨胀度、颗粒大溶液、pH，温度、溶液浓度搅拌速率、和小；26. 离子交换操作一般分为静态和两种；动态和稳区带电泳27. 依据电泳原理，现有电泳分离系统可分为移动界面电泳、态电泳；；28. 双相电泳中，第一相是等电聚焦；第二相是SDS-PAGE ；和、晶核的形成过饱和溶液的形成29. 结晶包括三个过程晶体生长真空蒸、、部分溶剂蒸发30. 过饱和溶液的形成方法有热饱和溶液冷却发冷却法、化学反应结晶法和盐析法；31. 晶核自动形成时，体系总的吉布斯自由能的改变ΔG由表面过剩吉布斯自由能ΔG和体积过剩吉布斯自由能ΔG 组成；VS3组内部扩散和化学交换32. 基本的离子交换过程由外部扩散、成；，将待分离的料液通入吸附剂中，吸附质被吸附到吸附剂表面33. 吸附包括和解吸料液流出四个过程组成；三种主要类型；和极性非极性34. 大孔网状吸附剂有，中等极性；降低空间位阻的影响的作用是35. 亲和吸附剂表面连接的“手臂链”；生物大分子的分36. 分子筛色谱（凝胶色谱）的主要应用脱外循环恒灌胶模具37. 电泳系统的基本组成电泳槽电凝胶扫描、电泳洗脱仪和系统、凝胶干燥器、电泳转移装置和摄录装置；银染法；38. 电泳后，样品的主要染色方法有考马斯亮蓝和；39. 电泳过程中，加入溴酚兰的目的是指示蛋白的迁移位置无定形固体两种状态；固体可分为40. 晶体和过饱和溶液达到过饱和状态；结晶的推动力是41. 结晶的前提是；度溶质通过扩散作用穿过靠近晶体42. 根据晶体生长扩散学说，晶体的生长包括到达晶体表面的溶质长、表面的一个滞流层，从溶液中转移到晶体的表面三个结晶热传递回到溶液中入晶面，使晶体增大，同时放出结晶热和过程；温度；43. 影响晶体生长的主要因素有杂质、搅拌和逐次44. IEC操作多采用线性梯度洗脱。

生物分离工程复习题一、名词解释1.凝聚：在电解质作用下，破坏细胞菌体和蛋白质等胶体粒子的分散状态，使胶体粒子聚集的过程。

2.分配系数：在一定温度、压力下，溶质分子分布在两个互不相溶的溶剂里，达到平衡后，它在两相的浓度为一常数叫分配系数。

3.絮凝：指在某些高分子絮凝剂存在下，在悬浮粒子之间发生架桥作用而使胶粒形成粗大的絮凝团的过程4.过滤：是在某一支撑物上放过滤介质，注入含固体颗粒的溶液，使液体通过，固体颗粒留下，是固液分离的常用方法之一。

5.萃取过程：利用在两个互不相溶的液相中各种组分（包括目的产物）溶解度的不同，从而达到分离的目的6.吸附：是利用吸附剂对液体或气体中某一组分具有选择性吸附的能力，使其富集在吸附剂表面的过程。

7.反渗析：当外加压力大于渗透压时，水将从溶液一侧向纯水一侧移动，此种渗透称之为反渗透。

8.离心沉降：利用悬浮液或乳浊液中密度不同的组分在离心力场中迅速沉降分层，实现固液分离9.离心过滤：使悬浮液在离心力场作用下产生的离心力压力，作用在过滤介质上，使液体通过过滤介质成为滤液，而固体颗粒被截留在过滤介质表面，从而实现固液分离，是离心与过滤单元操作的集成，分离效率更高10.离子交换：利用离子交换树脂作为吸附剂，将溶液中的待分离组分，依据其电荷差异，依靠库仑力吸附在树脂上，然后利用合适的洗脱剂将吸附质从树脂上洗脱下来，达到分离的目的。

11.固相析出技术：利用沉析剂（precipitator）使所需提取的生化物质或杂质在溶液中的溶解度降低而形成无定形固体沉淀的过程。

12.助滤剂：助滤剂是一种具有特殊性能的细粉或纤维，它能使某些难以过滤的物料变得容易过滤13.色谱技术：是一组相关分离方法的总称，色谱柱的一般结构含有固定相（多孔介质）和流动相，根据物质在两相间的分配行为不同（由于亲和力差异），经过多次分配（吸附-解吸-吸附-解吸…），达到分离的目的。

14.有机溶剂沉淀：在含有溶质的水溶液中加入一定量亲水的有机溶剂，降低溶质的溶解度，使其沉淀析出。

生物工程专业《生物分离工程》复习题一、填空题 蛋白质分离的过程中会用到一些沉淀的方法，有：盐析法、等电点沉淀、有机溶剂沉淀等方 法，使目的蛋白与其它较大量的杂蛋白分开，这些方法的特点是简便、处理量大、既能除去 大量杂质，又能浓缩蛋白质，但分辨率低。

蛋白质胶体溶液稳定的因素：(1)、蛋白质表面具有水化层;(2)、蛋白质表面具有带 有同种电荷的静电斥力层;所以，当破坏这两个因素时，蛋白质从溶液中析出而产生沉淀。

降低发酵液或者其他物料体粘度的常用方法：加水稀释法、加热法 试举出四种常用的助滤剂：硅藻土、纤维素、石棉粉、珍珠岩、白土、炭粒、淀粉 3 固液分离是生物产品工厂中经常遇到的重要单元操作。

培养基、发酵液、某些中间产物和半 成品等都需进行固液分离。

固液分离的方法很多，根据颗粒收集的方式不同，可分为两大类 型：沉降和浮选、过滤。

在沉降和浮选所组成的第一类中，液体受限于一个固定的或旋转的容器而颗粒在液体里自由 移动，分离是由于内、外力场的加速作用产生的质量力施加在颗粒上造成的，这种力场可能 是重力场、离心力场或磁场。

生化工业常用的过滤设备主要有加压叶滤机、板框过滤机和回转真空过滤机等。

机械破碎中细胞所受的机械作用力主要有压缩力和剪切力o细胞破碎是使细胞内容物包括目的产物成分释放出来的技术，常用的机械法有：珠磨法、直 压匀浆法、超声破碎法、X-卿法;常用的非机械法有：酶溶法、化学渗透法、渗透压法、 冻结融化法、干燥法10. 不宜采用高压匀浆法破碎的微生物细胞有：易造成堵塞的团状或丝状真菌、较小的革兰氏阳 性菌、以及含有包含体的基因工程菌。

超临界萃取过程的分类：等温法、等压法、吸附法。

12. 一般认为浸取经历三阶段：浸润阶段、溶解阶段、扩散阶段13. 反胶团的制备方法有：液液接触法、注入法、溶解法。

14. 常用的离子交换剂的基质有：纤维素、交联葡聚糖、琼脂糖和聚苯乙烯。

15. 离子交换层析介质DEAE-sephadex A-25，其中DEAE 代表二乙基氨基:sephadex 代表交联 葡聚糖。

生物分离工程期末试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 生物分离工程中常用的色谱技术有哪些？A. 凝胶渗透色谱B. 离子交换色谱C. 亲和色谱D. 所有选项2. 以下哪种不是生物分离过程中常用的离心方法？A. 差速离心B. 等密度离心C. 沉降离心D. 过滤离心3. 膜分离技术中，哪种膜的孔径最小？A. 微滤膜B. 超滤膜C. 纳滤膜D. 反渗透膜4. 在亲和色谱中，常用的配体有哪些？A. 蛋白质B. 多肽C. 核酸D. 所有选项5. 以下哪种方法不是用于蛋白质的纯化？A. 电泳C. 透析D. 离心6. 凝胶渗透色谱中，分子大小与洗脱速度的关系是什么？A. 分子越大，洗脱速度越快B. 分子越小，洗脱速度越快C. 分子大小与洗脱速度无关D. 以上都不正确7. 离子交换色谱中，离子强度对分离效果有何影响？A. 离子强度越高，分离效果越好B. 离子强度越低，分离效果越好C. 离子强度对分离效果无影响D. 离子强度适中时，分离效果最佳8. 亲和色谱中，配体与目标分子的结合力是什么？A. 静电作用B. 范德华力C. 特异性结合D. 疏水作用9. 以下哪种不是膜分离技术的优点？A. 操作简便B. 选择性高C. 能耗低D. 需要大量溶剂10. 以下哪种方法可以用于蛋白质的定量分析？A. 紫外-可见光谱法B. 凝胶渗透色谱D. 透析答案：1-5 D,D,D,D,A；6-10 A,D,C,D,A二、简答题（每题10分，共30分）1. 简述生物分离工程的基本过程。

2. 描述膜分离技术在生物制药中的应用。

3. 解释亲和色谱的原理及其在蛋白质纯化中的应用。

三、计算题（每题25分，共50分）1. 假设某蛋白质样品通过凝胶渗透色谱进行纯化，已知样品的分子量为50kDa，色谱柱的孔径为100nm。

请计算该蛋白质在色谱柱中的洗脱体积，并解释其洗脱速度。

2. 某生物制药厂使用超滤膜进行蛋白质浓缩，已知膜的截留分子量为100kDa，蛋白质溶液的初始浓度为1mg/mL，体积为1L。