生物分离工程练习题1

1、生物分离工程练习题绪论1. 生物分离过程包括 目标产物的提取 、 浓缩 、 纯化 。2. 生物分离过程的显著特点是什么？1、条件温和2、安全性、卫生性要求高3、方法需要具有高选择性4、对原料高度浓缩3. 评价一个分离过程的效率主要有三个标准， 目标产物的浓缩程度 、 分离纯化程度 、 回收率 。4. 图中f表示流速，c表示浓度；下标t和x分别表示目标产物和杂质。c、p和w分别表示原料、产品和废料。写出产品浓缩率m、分离因子、回收率rec的计算公式。书本第九页第一章 细胞分离与破碎1. 在细胞分离中，细胞的密度s越 大 ，细胞培养液的密度l 越 小 ，则细胞沉降速率越大。2. 过滤中推动力要克服

2、的阻力有 过滤介质 阻力和 滤饼 阻力，其中 滤饼 占主导作用。3. 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4. 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5. 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6. 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7. 重力沉降过程中，固体颗粒受到 重力 ， 浮力 ， 流体

3、摩擦阻力 的作用，当固体匀速下降时，三个力的关系 平衡 8. 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9. 区带离心包括 差速 区带离心和 平衡 区带离心。10. 管式和碟片式离心机各自的优缺点。管式，优点:离心力较大 缺点：沉降面积小，处理能力降低碟片式，优点：沉降面积大 缺点：转速小，离心力较小11. 单从细胞直径的角度，细胞 直径越小 ，所需的压力或剪切力越大，细胞越难破碎12. 细胞的机械破碎主要方法有 高压匀浆 、 珠磨 、 喷雾撞击破碎、 超声波破碎 13. 细胞的化学破碎技术包括 酸碱处理 、 酶溶 、 化学试剂处理 。第二章 初级分离1. 防止蛋

4、白质沉淀的屏障有 蛋白质周围水化层 和 双电层 。2. 判断：当蛋白质周围双电层的电位足够大时，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。（正确）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. .在cohn方程中，logs=-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6. 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.零7

5、. 蛋白质溶液的ph在其等电点时，蛋白质的静电荷数为 0 。8. 判断： 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（错） 9. .判断： 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。（错）10. .在cohn方程中，logs=-ksi中，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11. 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。（×）因为亲水性强的蛋白在水中的溶解度很大，等电点时也不易沉淀，所以只适用于疏水性强的蛋白质(酪

6、蛋白)。12. 。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13. 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14. 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15. 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。16. 疏水性氨基酸量高的蛋白质的疏水区 大 ，疏水性 强

7、，因此，蛋白质表面由不均匀分布的荷电基团形成的 荷电区 、 亲水区 和 疏水区 构成。17. 名词解释 盐析:蛋白质在高离子强度的溶液中溶解度的降低、发生沉淀的现象等电点沉淀：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18. 影响盐析的因素有哪些？无机盐种类：相同离子强度下，不同种类的盐对蛋白质的盐析效果不同。主要影响盐析常数ks浓度ph值和温度：对蛋白质溶解度的影响反映在对值的影响第四章 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

8、。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

9、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

10、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

11、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.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.为零24.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，

12、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25. 论述：分离影响膜分离速率的因素。操作形式、流速、压力、料液浓度（书本74页）26. 膜分离过程中影响截留率的因素有哪些？p72分子特性：相对分子质量相同时，呈线状的分子截留率较低，有支链的分子截留率较高，球形分子的截留率最大。其他高分子溶质的影响：当两种以上高分子溶质共存时，其中某一溶质的截留率要高于其单独存在的情况操作条件：温度升高，黏度下降，则截留率降低。膜表面流速增大，则浓度极化现象减轻，截留率减小。27. 膜污染的主要原因是什么？p811、凝胶极化引起的凝胶层，阻力为

13、rg2、溶质在膜表面的吸附层，阻力为ras3、膜孔堵塞，阻力为rp4、膜孔内的溶质吸附，阻力为rap28. 名词解释 膜组件：由膜、固定膜的支撑、间隔物以及收纳这些部件的容器构成的一个单元 浓度极化：在膜分离操作中，所有溶质均被透过液传送到膜表面上，不能完全透过膜的溶质受到膜的截留作用，在膜表面附近浓度升高。在膜表面附近浓度高于主体浓度的现象。 凝胶极化：当分离含有菌体、细胞或其他固形成分的料液时，在膜表面形成凝胶层的现象。 膜的截留相对分子质量：截留曲线上截留率为0.9的溶质的相对分子质量 错流过滤：又称切线流过滤，料液的流动方向与膜面平行，流动的剪切作用可大大减轻浓度极化现象或凝胶层厚度，

14、使透过通量维持在较高的水平。30. 膜的孔道特性包括孔径、孔径分布、孔径率第五章 萃取1.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2.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3.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4.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。5.henry型平衡关系，y=mx在 低 浓度范围内适用。6.langmuir型平衡方程，在 高

15、浓度范围适用。7.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。8.有机溶剂的选择原则为 相似相容性原则 。9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。（对） 萃取分率是表示萃取相与原料液中溶质的量之比。（对） 萃余分率是表示萃余相与原料液中溶质的量之比。（对）10.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11.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12.青霉素是

16、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13.双水相相图中，系线 越长 ，两相间的性质差别 越大 。14.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。15.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16.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。17.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。（）18.疏水因

17、子hf是描述 上相 与 下相 之间疏水性的差异的参数。19.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。20.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.趋近于零21.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22.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。（书本119

18、页到122页）23.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.1 d.0<m<124.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1 d.趋近于零25.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 。26.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27.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

19、.不利于 d.以上答案都不对28.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。29.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。30.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31.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 。32.名词解释 萃取：利用液体或超临界流体为溶剂提取原料中目标产物的分离纯化操作 反萃取：调节水相条件

20、，将目标产物从有机相转入水相的萃取操作 分配定律：即溶质的分配平衡规律，在恒温恒压条件下，溶质在互不相溶的两相中达到分配平衡时，如果其在两相中的相对分子质量相等，则其在两相中的平衡浓度之比为常数，称为分配常数。 物理萃取：即溶质根据相似相溶的原理在两相间达到分配平衡，萃取剂与溶质之间不发生化学反应 化学萃取：利用脂溶性萃取剂与溶质间的化学反应生成脂溶性复合分子实现溶质向有机相分配 萃取因子：萃取平衡后萃取相和萃余相中溶质量之比 双水相系统：某些亲水性高分子聚合物的水溶液超过一定浓度后形成两相，并且在两相中水分均占很大比例33 论述影响双水相分配系数的因素。（书本122页到124页）1、成相聚合

21、物的相对分子质量和浓度是影响分配平衡的重要因素。若降低聚合物的相对分子质量，则蛋白质易分配于富含该聚合物的相中。2、盐的种类和浓度对分配系数的影响主要反映在对相间电位和蛋白质疏水性的影响3、由于ph值影响蛋白质的解离度，调节ph值可改变蛋白质的表面电荷数，因而改变分配系数。4、温度影响双水相系统的相图，因而影响蛋白质的分配系数。第六章 吸附分离技术和理论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： 兰格缪尔的单分子层吸附理论的要点是什么？吸附剂表面有许多活性点，每个活性点具有相同的能量，只能吸附一个分子，并且

22、被吸附的分子间无相互作用。4.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5.生物分离过程常用的吸附剂有 活性炭 、 硅胶 、 有机高分子吸附剂 6.离子交换剂分 阳离子交换剂 和 阴离子交换剂 ，前者对阳离子具有交换能力，活性基团为 酸 性；后者对 阴 离子具有交换能力，活性基团为 碱 性。7.物理吸附中溶质能否在吸附剂上吸附或吸附量的多少取决于 溶质与吸附剂极性的相似性 和 溶剂的极性 。7.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？p1861、蛋白质的相对分子质量大，树脂孔道对其空间排阻作用大，不能与所有的离子交换活性

23、中心接触2、离子交换吸附的蛋白质分子会妨碍其他蛋白质与未吸附蛋白质的离子基团发生作用，并阻碍蛋白质扩散进入到其他交换区域3、蛋白质带多价电荷，在离子交换中一般可与多个离子交换基发生作用8. 名词解释 吸附操作：利用固体吸附的原理从液体或气体中除去有害成分或分离回收有用目标产物的过程。 吸附剂：吸附操作中使用的一般为多孔微粒或多孔膜，具有很大的比表面积的固体材料。 离子交换量：单位质量的干燥离子交换剂或单位体积的湿离子交换剂所能吸附的一价离子的物质的量。 吸附等温线：一般吸附操作在恒温度下进行，即温度保持不变。此时q只是c的函数，q与c的关系曲线。（q吸附剂上的平衡吸附质浓度，c液相游离溶质浓度

24、） 穿透曲线（会看穿透曲线图）：吸附过程中吸附柱出口溶质浓度的变化曲线（书本212页） 穿透时间：达到穿透点所用的操作时间 洗脱剂：破坏化学键合的化学试剂 吸附带：吸附柱中液相(或固相)溶质浓度从c0（或q0）到0的分布区域。9. 阳离子交换剂交换容量的测定方法（书本186页）10 滴定曲线的测定方法。（会看滴定曲线图）（书本186页）11. 能识别不同类型的吸附等温线。（书本189页到192页）12.移动床的工作原理（读懂图6.35）（书本239到240页）液相色谱1.层析操作必须具有 流动 相和 固定 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

25、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.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6.gfc(凝胶过滤层析)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7.凝胶的分级范围越小，则分离度 a 。 a.越大 b.越小 c.小于1 d.小于08.iec（离子交换层析）操作多采用 线性梯度 洗脱和 逐次 洗脱。9.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

26、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。5.简答： 为什么凝胶过滤层析通常采用恒定洗脱法？ 10. 简答： 为什么离子交换层析很少采用恒定洗脱法？14.简答： 线性梯度洗脱法和逐次洗脱法优缺点是什么？线性梯度洗脱法：优点：流动相离子强度连续增大，不出现干扰峰，操作范围广缺

27、点：需要特殊的调配浓度梯度的设备逐次洗脱法：优点：利用切换不同盐浓度的流动相溶液进行洗脱，不需要特殊梯度设备，操作简便缺点：因为流动相的浓度不连续变化，容易出现干扰峰。此外，容易出现多组分洗脱峰重叠的现象，因此洗脱操作参数的设计较困难。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？具有亲和作用的分子对之间具有“钥匙”和“锁孔”的关系，同时还需要分子或原子水平的各种相互作用是产生亲和作用的充分必要条件。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