《生物分离工程》题库+答案
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《生 物 分 离 工 程》 题 库 一、填充题 1.生物产品的分离包括 R不溶物的去除 ,1产物分离 ，P 纯化 和 P 精制 ； 2.发酵液常用的固液分离方法有 过滤 和 离心 等； 3.离心设备从形式上可分为 管式， 套筒式， 碟片式等型式; 4•膜分离过程中所使用的膜，依据其膜特性（孔径）不同可分为 微滤膜 , 超滤膜，纳滤膜 和 反渗透膜； 5. 多糖基离子交换剂包括 离子交换纤维素 和葡聚糖凝胶离子交换剂 两大类； 6. 工业上常用的超滤装置有 板式，管式，螺旋式和中空纤维式 ； 7. 影响吸附的主要因素有 吸附质的性质，温度 ，溶液pH值，盐的浓度 和吸附物的浓度与吸附剂的用量 ； 8. 离子交换树脂由 网络骨架（载体），联结骨架上的功能基团（活性 基—和 可交换离子 组成。 9. 电泳用凝胶制备时，过硫酸铵的作用是 引发剂（提供催化丙烯酰胺和双 丙烯酰胺聚合所必需的自由基） ； 甲叉双丙烯酰胺的作用是 交联剂（丙烯酰胺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族长链） ： TEME的作用是 增速剂 （催化过硫酸胺形成自由基而加速丙烯酰胺和双 丙烯酰胺的聚合 ）： 10影响盐析的因素有 溶质种类 ，溶质浓度，pH和温度 ； 11. 在结晶操作中，工业上常用的起晶方法有 自然起晶法 ， 刺激起晶法 和 晶
种起晶法 ； 12. 简单地说离子交换过程实际上只有 外部扩散、内部扩散和化学交换反应
步; 13. 在生物制品进行吸附或离子交换分离时，通常遵循 Langmuir吸附方程，其形式为 q°c q —— K c
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；常用的 固定相有Q辛烷基和十八烷基 5 ；常用的流动相有 乙腈 和 异丙醇； 15. 超临界流体的特点是与气体有相似的 粘度和扩散系数 ，与液体有相似的 密 基； 16. 离子交换树脂的合成方法有 加聚法 和 逐步共聚法 两大类; 17. 常用的化学细胞破碎方法有 渗透冲击法， 酶消化法，增溶法 ，脂溶法和 碱处理法； 18. 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； 19. 离子交换分离操作中，常用的洗脱方法有 静态洗脱 和 动态洗脱： 20. 晶体质量主要指晶体大小，形状和纯度三个方面; 21. 亲和吸附原理包括 配基固定化 ， 吸附样品 和 样品解析 三步; 22. 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 23. 盐析实验中用于关联溶质溶解度与盐浓度的 Cohn方程为lgS= B -Ksl ;当在一定 pH和温度下，改变体系离子强度（盐浓度）进行盐析的方法 称为 Ks盐析法；当在 一定离子强度下，改变 pH和温度进行盐析 称为B盐析法； 24. 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 ，金属螯合色 谱法 和 共价作用色谱法 ; 25.SDS-PAGE!泳制胶时，加入十二烷基磺酸钠（SDS的目的是消除各种待分离蛋白 的 分子形状 和 电荷 差异，而将 分子量 作为分离的依据； 26. 常用的蛋白质沉析方法有 等电点沉析法, 盐析法 和 有机溶剂沉析; 27. 常用的工业絮凝剂有 有机高分子聚合物 和无机高分子聚合物 两大
类； 28. 典型的工业过滤设备有板框压滤机、垂直叶片式硅藻土过滤机和真 空转鼓过滤机 ； 29. 常用离心设备可分为 离心沉降设备 和离心过滤设备 两大类; 30. 根据物化理论，萃取达到平衡时，溶质在萃取相和萃余相中的 化学势 相 等； 31. 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 物理吸附、 化学吸附 和交换吸附; 32. 影响亲和吸附的因素有 配基浓度 、 空间位阻 、 配基与载体的结合位 点、微环境 和载体孔径 ； 33. 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 、弱酸
性—和 中强酸性 ；其典型的活性基团分别有—-SQH _、_ — COOH _、
-PO(OH)2 ；
34. 阴离子交换树脂按照活性基团分类，可分为强碱性、 弱碱性和中强碱性 ；
其典型的活性基团分别有RN (CH 3)3OH 一、一 NH 2、兼有以上两种基团; 35. DEAE Sepharose是 阴 离子交换树脂，其活性基团是
36. CM Sepharose是 阳 离子交换树脂，其活性基团是 -O-CH2COOH ； 37. 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、—溶 液pH、 有机溶剂、和 交联度、膨胀度、分子筛 ： 38. 离子交换操作一般分为 静态和动态 两种; 39. 蛋白质等生物大分子，在溶液中呈稳定的分散状态，其原因是由于静电斥力作用 和 水化膜层 ：
-O-C2H5 -NH -©日5)2, 40. 盐析用盐的选择需考虑 盐析作用要强 、盐析用盐需有较大的溶解度 、受温 度影响小、 盐必须是惰性的、 来源丰富、经济 等几个方面的因素; 41. 影响有机溶剂沉淀的因素有 温度、溶液pH、 离子强度、 样品浓度 和 金 属离子的助沉作用； 42. 常用的超滤装置有板式、管式、 螺旋式和 中空纤维式； 43. 依据电泳原理，现有电泳分离系统可分为 移动界面电泳、区带电泳 和稳态电泳； 44. 依据建立pH梯度的原理不同，等电聚焦（IEF）可分为 载体两性电解质电泳 和 同相电泳； 45. 双相电泳中，第一相是 等电聚焦 ；第二相是 SDS-PAGE ； 46. 结晶包括三个过程 过饱和溶液的形成、 晶核的形成 和 晶体生长 ； 47. 过饱和溶液的形成方法有热饱和溶液冷却、部分溶剂蒸发、真空蒸发冷却 法、 化学反应结晶法和盐析法； 48. 晶核自动形成时，体系总的吉布斯自由能的改变 △ G由 表面过剩吉布斯自由能△ G 和 体积过剩吉布斯自由能 △ G 组成； 49. 物料中所含水分可分为 机械结合水、物化结合水和化学结合水 三种; 50. 根据干燥曲线，物料干燥可分为 恒速干燥 和 降速干燥 两个阶段; 51. 工业生产中常用的助滤剂有 硅藻土 和 珍珠岩； 52. 液-液萃取从机理上分析可分为 物理萃取 和 化学萃取 两类; 53. 基本的离子交换过程由 外部扩散、 内部扩散和化学交换组成; 54. 吸附包括 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 ， 料液流出 和 解吸 四个过程组成; 55. 大孔网状吸附剂有 非极性，中等极性 和 极性 三种主要类型; 56. 亲和吸附剂表面连接的“手臂链”的作用是 降低空间位阻的影响 ： 57. 根据修饰基团的不同，离子交换树脂可分为强酸性阳离子交换树脂 ，强碱性阴离 子交换树脂，弱酸性阳离子交换树脂和弱碱性阴离子交换树脂 等四大类； 58. 根据聚合方法，离子交换树脂的合成方法可分为 加聚法 和 缩聚法 两类; 59. 根据聚合单体，离子交换树脂的合成方法可分为 共聚法 和 均聚法 两类; 60. 影响离子交换速度的因素有 颗粒大小 、 交联度 、 温度、 离子化合 价、 离子大小、 搅拌速率 和 溶液浓度 ; 61. 分配色谱的基本构成要素有 载体、 固定相 和 流动相： 62. 反相色谱常用的流动相有 乙腈 和 异丙醇 等; 63. 反相色谱常用的固定相有_C^_和C 18_等； 64.Sepharose系列的离子交换树脂的载体是 琼脂糖凝胶 注：葡聚糖凝胶（sephadex 系列） ； 65. 分子筛色谱（凝胶色谱）的主要应用是 脱盐、生物大分子的分离 ； 66. 因重复被删 67. 根据膜材料的不同，常用的膜可分为 合成有机聚合物膜 和 无机材料膜 —两类； 68. 根据膜结构的不同，常用的膜可分为 对称性膜 、不对称膜 和 复合膜 三类； 69. 强制膜分离过程是指 超滤和 反渗透过程; 70. 电泳系统的基本组成有 电泳槽、电源、 灌胶模具、外循环恒温系统 、 凝胶干燥器、电泳转移装置、电泳洗脱仪和凝胶扫描和摄录装置; 71. 电泳后，样品的主要染色方法有 考马斯亮蓝 和 银染法 ； 72.SDS- PAGE!泳中，SDS的加入是为了消除不同样品分子间 形状 和电荷的 差异；加入二硫叔糖醇的目的是 强还原剂，破坏半胱氨酸间的二硫键 ； 73. 电泳过程中，加入溴酚兰的目的是 指示蛋白的迁移位置 ； 74. 固体可分为晶体和 无定形固体两种状态; 75. 因重复被删 76. 结晶的前提是 溶液达到过饱和状态：结晶的推动力是过饱和度 ： 77. 根据晶体生长扩散学说，晶体的生长包括溶质通过扩散作用穿过靠近晶体表面的 一个滞流层，从溶液中转移到晶体的表面 、 到达晶体表面的溶质长入晶面，使晶 体增大，同时放出结晶热 和 结晶热传递回到溶液中 三个过程； 78. 影响晶体生长的主要因素有 杂质、 搅拌 和 温度 ； 79. 超临界流体萃取过程中溶质与溶剂分离的常用方法有 改变温度 和 压力； 80. 常用于描述吸附过程的数学模型有 Iangmuir 吸附模型和freundlich 吸附模 型，其形式分别为4=业和q=Kcn ; — K +c
二.讨论题 1. 请结合图示简述凝胶排阻色谱（分子筛）的分离原理； 答：凝胶排阻色谱的分离介质（填料）具有均匀的网格结构，其分离原理是具有不同 分子量的溶质分子，在流经柱床是，由于大分子难以进入凝胶内部，而从凝胶颗粒之 间流出，保留时间短；而小分子溶质可以进入凝胶内部，由于凝胶多孔结构的阻滞作 用，流经体积变大，保留时间延长。这样，分子量不同的溶质分子得以分离 • 2. 绘制结晶过程中饱和曲线和过饱和曲线图，并简述其意义； 答：结晶过程中的饱和温度曲线和不饱和温度曲线的简图如右图所示： S-S曲线为饱和温度曲线，在其下方为稳定区，在该区域溶液为不饱和溶液，不会自发 结晶； T-T曲线为过饱和温度曲线，在其上方为不稳定区，能够自发形成结晶； S-S曲线和T-T曲线之间为亚稳定区，在该区域，溶液为过饱和溶液，但若无晶种存在， 也不能自发形成晶体
3. 何谓亲和吸附，有何特点？ 答：亲和吸附是吸附单元操作的一种，它是利用亲和吸附剂与目标物之间的特殊的化 学作用实现的高效分离手段。亲和吸附剂的组成包括：惰性载体、手臂链、特异性亲 和配基。 亲和吸附的特点是高效、简便、适用范围广、分离速度快、条件温和，但载体制备难 度大，通用性差，成本较高。
4. 简述结晶过程中晶体形成的条件； 答：结晶过程包括过饱和溶液的形成、晶核的形成及 晶体的生长三个过程，其中溶液达到过饱和状态是结 晶的前提，过饱和度是结晶的推动力。
