生物分离工程复习及解答.docx

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生物分离工程复习及解答

《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。

9.Langmuir型平衡方程，

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（①pH②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pH9.8降至pH5.5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：

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

33.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

，要使蛋白质分配于富含PEG的上相中，应调节pHB。

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7

37.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pHB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pHC，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0

9.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.NaCl

9.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.SDS

11.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

时，则微小晶体会自动溶解；当微小晶体的半径

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。

《生化分离工程》复习题

第一章绪论

1.何为生物物质分离工程？

其主要研究那些内容？

目标产物的提取，浓缩，纯化及成品化的过程。

研究内容：

适宜分离方法的选择：

分离工艺流程和操作条件的确定和优化：

分离设备的选型与设计。

2.生物物质分离技术依据的分离原理有哪些

压力差，筛分；液液相平衡；浓度差，电荷；离心力。

3.生物物质分离工程有那些特点？

其包括那几种主要分离方法？

产物浓度低；杂质多；稳定性差；生物安全性要求高。

扩散分离；差速分离；机械分离。

4.何为传质分离过程？

一类以质量传递为主要理论基础、用于各种均相混合物分离的单元操作

5.简述生物物质分离工程的一般流程。

第二章预处理与固-液分离法

1.发酵液预处理的目的是什么？

主要有那几种方法？

（1）改变培养液的物理性质，提高固液分离率。

（2）尽可能使产物转入后处理的某一相中。

（3）去除培养液中的部分杂质。

1.热处理2.调酸（等电点）3.电解质处理（凝聚）4.添加凝聚剂（絮凝）5.添加助滤剂6.添