《生化分離工程》思考題及習(xí)題

《生化分離工程》思考題及習(xí)題第一章緒論何為生化分離工程bioseparation

engineering/下游加工過(guò)程,biotechnology？其主要研究那些內(nèi)容？生化分離技術(shù)依據(jù)的分離原理有哪些？生化分離工程有那些特點(diǎn)？其包括那幾種主要分離方法？何為傳質(zhì)分離過(guò)程？簡(jiǎn)述生化分離工程的發(fā)展趨勢(shì)。親和技術(shù)目前已衍生出那些子代分離技術(shù)？生化反應(yīng)與生化分離耦合技術(shù)有那些特點(diǎn)？為何在生物技術(shù)領(lǐng)域中往往出現(xiàn)“豐產(chǎn)不豐收”的現(xiàn)象？生物產(chǎn)品與普通化工產(chǎn)品分離過(guò)程有何不同？設(shè)計(jì)生物產(chǎn)品的分離工藝應(yīng)考慮哪些因素？初步純化與高度純化分離效果有何不同？如何除去蛋白質(zhì)溶液中的熱原質(zhì)？生物分離為何主張采用集成化技術(shù)？若每一步純化產(chǎn)物得率為90%，共6步純化得到符合要求產(chǎn)品，其總收率是多少？第二章預(yù)處理與固-液分離法發(fā)酵液預(yù)處理的目的是什么？主要有那幾種方法？何謂絮凝？何謂凝聚？各自作用機(jī)理是什么？絮凝劑可分為那三種？有那些因素影響絮凝過(guò)程？在生化工業(yè)中常用的過(guò)濾方式那兩種？各自有何特點(diǎn)？離心分離分那兩大類？各自有何特點(diǎn)及用途？常用離心法有那幾種？何謂密度梯度離心？其工作原理是什么？如何使用助濾劑?錯(cuò)流微濾與傳統(tǒng)過(guò)濾相比有何優(yōu)點(diǎn)？第三章細(xì)胞破碎法1、細(xì)菌細(xì)胞壁與真菌（酵母）細(xì)胞壁在組成上有何區(qū)別？2、細(xì)胞破碎主要有那幾種方法？3、機(jī)械法細(xì)胞破碎方法非機(jī)械破碎方法相比有何特點(diǎn)？4、何謂脂溶破碎法？其原理是什么？包括那幾種？5、酶法細(xì)胞破碎常用那幾種酶類？6、包涵體是如何產(chǎn)生的?如何使重組蛋白復(fù)性?7、如何測(cè)定細(xì)胞破碎程度？第四章沉淀法理解概念：鹽溶，鹽析常用的沉淀法有哪幾種？生產(chǎn)中常用的鹽析劑有哪些？其選擇依據(jù)是什么？何謂分步鹽析沉淀？有機(jī)沉淀法與鹽析沉淀法相比有何優(yōu)缺點(diǎn)？第五章溶劑萃取法1、何謂溶劑萃??？其分配定律的適用條件是什么？2、在溶劑萃取過(guò)程中pH值是如何影響弱電解質(zhì)的提?。?、何謂乳化液？乳化液穩(wěn)定的條件是什么？常用去乳化方法有那些？4、在發(fā)酵工業(yè)中，去乳化有何實(shí)際意義？5、理解概念：HLB，分配系數(shù)，分離因子，介電常數(shù)，帶溶劑6、生物物質(zhì)的萃取與傳統(tǒng)的萃取相比有哪些不同點(diǎn)？7、pH對(duì)弱電解質(zhì)的萃取效率有何影響？8、發(fā)酵液乳化現(xiàn)象是如何產(chǎn)生的？對(duì)分離純化產(chǎn)生何影響?如何有效消除乳化現(xiàn)象？9、什么叫超臨界流體？10、為何在臨界區(qū)附近，稍微改變流體的壓力和溫度，都會(huì)引起流體密度的大副變化？11、要提高超臨界流體萃取的效率，可以考慮哪些方面？12、名詞解釋：膠束/反膠束13、影響反膠束萃取蛋白質(zhì)的因素有哪些？第六章雙水相萃取1、何謂雙水相萃??？2、雙水相體系可分為那幾類？目前常用的體系有那兩種？3、為什么說(shuō)雙水相萃取適用于生物活性大分子物質(zhì)分離？4、影響雙水相萃取的因素有那些？當(dāng)電解質(zhì)存在，PH是如何影響雙水相萃取的？5、用雙水相萃取細(xì)胞破碎（勻漿）液時(shí)，一般是把目標(biāo)產(chǎn)物分布在上相，而細(xì)胞碎片、雜蛋白等雜質(zhì)分布在下相，為什么？6、何謂雙水相親和萃??？ 第七章膜分離法1、何謂膜分離？主要有那幾種膜分離方法？2、膜在結(jié)構(gòu)上可分為那幾種？膜材料主要用什么？3、膜組件在形式上有那幾種？各自有何優(yōu)缺點(diǎn)？4、為何說(shuō)非對(duì)稱性膜的發(fā)明為膜分離走向工業(yè)化奠定了基礎(chǔ)？5、簡(jiǎn)述微濾、超濾膜、反滲透膜在膜材料、結(jié)構(gòu)、性能及其應(yīng)用等方面的異同點(diǎn)6、膜分離的表征參數(shù)有那些？何謂膜截留分子量？7、何謂濃差極化現(xiàn)象？它是如何影響膜分離的？減少濃差極化現(xiàn)象的措施？8、膜的清洗及保存方法有那幾種？9、膜分離設(shè)備按膜組件形式可分為幾種？相比較的優(yōu)缺點(diǎn)？10、反滲透與超濾在分離機(jī)理上有何區(qū)別？11、超濾、反滲透膜分離主要有那些方面應(yīng)用？12、比較膜分離技術(shù)與親和層析技術(shù)的特點(diǎn)13、親和劑由哪幾部分組成？14、簡(jiǎn)述親和膜分離的過(guò)程？15、液膜由哪幾部分組成？各自的功能是什么？17、影響液膜穩(wěn)定性的因素有哪些？第八章吸附法1、吸附作用機(jī)理是什么？2、吸附法有幾種？各自有何特點(diǎn)？3、大孔網(wǎng)狀聚合物吸附與活性炭吸附劑相比有何優(yōu)缺點(diǎn)？4、影響吸附過(guò)程的因素有那些？5、何謂穿透曲線？6、膨脹床吸附的特點(diǎn)是什么？第九章離子交換法1、何謂離子交換法?一般可分為那幾種?2、離子交換樹脂的結(jié)構(gòu)、組成？按活性基團(tuán)不同可分為那幾大類？3、離子交換樹脂的命名法則是什么？4、離子交換樹脂有那些理化性能指標(biāo)？5、何謂真密度、濕真密度？6、大孔徑離子交換樹脂有那些特點(diǎn)？7、pH值是如何影響離子交換分離的？8、普通型離子交換樹脂為何不能用來(lái)分離提取蛋白質(zhì)分子？9、各類離子交換樹脂的洗滌、再生條件是什么？10、軟水、去離子水的制備工藝路線？11、對(duì)生物大分子物質(zhì)，離子交換劑是如何選擇的？12、理解概念：交換容量，工作交換容量，膨脹度，濕真密度，交聯(lián)度13、為何陰樹脂交換容量用動(dòng)態(tài)法測(cè)定而陽(yáng)樹脂用靜態(tài)法測(cè)定？第十章色層分離何謂色層分離法？可分為那幾大類？何謂保留值、分配容量K、分離度？色層圖中分離度有那幾種表示方法？層析劑有那幾種？各自有何特點(diǎn)？何謂親和色層分離法？親和力的本質(zhì)是什么？親和色層中常用的親和關(guān)系有那幾種？何謂疏水作用層析？其最大的特點(diǎn)是什么？柱層析法與固定床吸附法有何異同點(diǎn)？苯硼酸親和介質(zhì)用于分離哪些目標(biāo)物？原理是什么?凝膠層析分離機(jī)理是什么?親和層析的機(jī)理是什么？配基偶聯(lián)后殘留電荷對(duì)分離有何影響？如何消除？小分子配基為何需插入手臂？何謂色層分離法？可分為那幾大類？簡(jiǎn)述柱層析系統(tǒng)的工藝流程。柱層析法與固定床吸附法有何異同點(diǎn)？層析柱洗脫方式有哪幾種？羥基磷灰石，疏水層析，金屬螯合層析以及共價(jià)層析的原理是什么？理解概念：電泳遷移率，電滲，電泳，SDS，雙向電泳，等電聚焦電泳。不連續(xù)電泳與連續(xù)電泳有何區(qū)別？十二烷基硫酸鈉（SDS）在SDS-聚丙烯酰胺電泳中起什么作用？第十一章結(jié)晶結(jié)晶的過(guò)程可分為幾步？何謂過(guò)飽和度？飽和度形成有那幾種方法？影響晶體的大小、形狀和純度有那些因素？結(jié)晶法與沉淀法相比較有何區(qū)別？綜合題已知某一氨基酸G是一酸性氨基酸，水溶性隨溫度升高而升高，pI=6.2，在中性和酸性條件下較穩(wěn)定。現(xiàn)有此氨基酸G發(fā)酵液，請(qǐng)用所學(xué)過(guò)的各種生化分離方法，設(shè)計(jì)一條最佳生產(chǎn)工藝路線，最終得到此氨基酸G的晶體。并詳細(xì)寫明各步驟的操作條件。已知某一酶E是能專一性地催化底物M，主要存在于大腸桿菌內(nèi)，其分子量一般為8萬(wàn)左右，等電點(diǎn)PI＝8.2，穩(wěn)定pH范圍為7.0—9.0?，F(xiàn)有一批含此酶的大腸桿菌發(fā)酵液，請(qǐng)用所學(xué)過(guò)的各種生化分離方法，設(shè)計(jì)一條最佳生產(chǎn)工藝路線，最終得到一層析純酶E凍干粉。并詳細(xì)寫明各步驟的操作條件。名詞解釋題介電常數(shù)液膜反膠束膠束超臨界流體膜的截留分子量電滲絮凝凝聚吸附等溫線分配系數(shù)各向異性膜雙水相萃取鹽析包涵體超離心法BioseparationEngineering/DownstreamProcessing細(xì)胞破碎膜分離濃差極化離子交換層析大網(wǎng)格吸附劑SDS親和層析）晶核冷凍干燥凝膠層析辨別正誤發(fā)酵產(chǎn)品生產(chǎn)中，分離和精制過(guò)程所需的費(fèi)用占生產(chǎn)成本的很小部分。酶工程和微生物工程是生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵。目前國(guó)內(nèi)工業(yè)上金霉素發(fā)酵生產(chǎn)的發(fā)酵液是復(fù)雜的牛頓性流體,濾餅具有可壓縮性。發(fā)酵液預(yù)處理的常用方法有調(diào)PH值，加熱和添加凝聚劑。西索霉素發(fā)酵液預(yù)處理的目的是為了除去高價(jià)無(wú)機(jī)離子和水溶性蛋白質(zhì)。甲殼素能應(yīng)用于發(fā)酵液的澄清處理是由于架橋作用。硫酸鋅能應(yīng)用于發(fā)酵液的預(yù)處理是基于雙電層排斥電位的降低。對(duì)微生物發(fā)酵液，高價(jià)陽(yáng)離子可使電動(dòng)電位降低。啤酒酵母破碎提取醇脫氫酶時(shí)，其主要阻力來(lái)自于多糖的交聯(lián)程度和壁厚。提取的主要依據(jù)是在溶劑中溶質(zhì)的溶解度的差異。乙醇能沉淀蛋白質(zhì)是由于降低了水化程度和鹽析效應(yīng)的結(jié)果。Ks鹽析僅與蛋白質(zhì)溶液離子強(qiáng)度有關(guān)，常用于蛋白質(zhì)粗品的分級(jí)沉淀。鹽析僅與蛋白質(zhì)溶液PH和溫度有關(guān)，常用于蛋白質(zhì)的純化。洗滌劑的HLB值一般小于5。在抗生素發(fā)酵中水溶性蛋白質(zhì)是引起發(fā)酵液乳化的主要原因.

乳狀液常為W/O型。溶劑萃取法生產(chǎn)中成藥常遇到的困難是分配系數(shù)較低。溶劑萃取時(shí)，β越小表明分離效果越好。聚合物和硫酸鈉能形成兩相是由于鹽析作用引起的。PEG-硫酸鈉水溶液能用于慶大霉素的提取。UF操作最可能遇到的障礙是水通透量較低。膜分離時(shí)，當(dāng)δ=1時(shí),表示溶質(zhì)能自由透過(guò)膜。UF過(guò)程可采用毛細(xì)管流動(dòng)模型說(shuō)明。RO和NF過(guò)程一般采用擴(kuò)散-溶解模型說(shuō)明用110*4樹脂離交提取西索霉素時(shí)，PH值應(yīng)小于5.0。凝膠過(guò)濾只能應(yīng)用于脫鹽，不能用于分子量的測(cè)定。凝膠電泳中生物小分子運(yùn)動(dòng)速度更快。凝膠電泳和凝膠過(guò)濾的機(jī)理是一樣的。在蛋白質(zhì)提取時(shí)常用改變pH值的梯度洗脫法。改變PH

的洗脫一般采用逐次洗脫法。纖維素類離子交換劑能用于蛋白質(zhì)的提取是由于其骨架具有親水性。紙層析是一種分配層析。sephadex

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表示水滯留量為1.5克/克干膠。生產(chǎn)味精時(shí)，過(guò)飽和度僅對(duì)晶體生長(zhǎng)有貢獻(xiàn)?？敲顾鼐w的生產(chǎn)可以采用添加一定濃度的甲醇來(lái)沉淀濃縮液中的卡那霉素。納米膜含有負(fù)電荷親水基團(tuán)，能截留無(wú)機(jī)鹽。凝膠過(guò)濾層析可以將分子大小不同的物質(zhì)分離，小分子物質(zhì)先流出層析柱。冷凍干燥一般在-20℃—-30℃下進(jìn)行，干燥過(guò)程中可以加入甘油、蔗糖等作為保護(hù)劑。在飽和濃度下，晶體從溶液中析出。灌注層析分離中，生物大分子主要靠分離介質(zhì)的貫穿孔和擴(kuò)散孔來(lái)加大流速，提高分辨率，增大柱容量。在高鹽濃度下蛋白質(zhì)被吸附到疏水層析劑上，在低鹽濃度下蛋白質(zhì)解吸。反相層析的固定相和流動(dòng)相都含有高極性基團(tuán)，可用來(lái)分離生物物質(zhì)。與親和原理相結(jié)合的分離生物物質(zhì)的方法一般都要活化載體制備親和劑。極性分子與極性分子之間的吸引力屬于色散力，非極性分子與極性分子間的吸引力屬于誘導(dǎo)力，非極性分子與非極性分子間的吸引力屬于定向力。離心沉降過(guò)程中，粒子的沉降速度僅與液體性質(zhì)及粒子本身特性有關(guān)。選擇題非極性分子與非極性分子之間產(chǎn)生（）：A定向力B誘導(dǎo)力C色散力D氫鍵能截留有機(jī)小分子物質(zhì)而透過(guò)無(wú)機(jī)鹽的是（）：A微濾膜B超濾膜C反滲透膜D納米膜依據(jù)分子電離性質(zhì)（帶電性）的差異進(jìn)行分離的是（）：A疏水層析B共價(jià)層析C金屬螯合層析D離子交換法關(guān)于交聯(lián)度，下面說(shuō)法正確的是（）：A在離子交換樹脂的命名中，可以不寫出其交聯(lián)度值B交聯(lián)度高，表明合成離子交換樹脂所用的交聯(lián)劑二乙烯苯含量高C交聯(lián)度越高，合成的離子交換樹脂的孔徑也越大D高交聯(lián)度的離子交換樹脂可以用來(lái)分離生物大分子物質(zhì)除去注射藥品中的熱源物質(zhì)，常用（）：A凝膠過(guò)濾層析B電泳C離心D親和層析以下哪種措施不能提高過(guò)濾效率（）：A降低操作時(shí)流體的壓力降B降低床層的厚度C加熱，降低流體的黏度D在預(yù)分離流體中加入惰性助濾劑離心過(guò)程中，下面正確的是（）：A小顆粒物質(zhì)比大顆粒物質(zhì)先沉淀B離心速度越高，顆粒越易沉淀C料液黏度越大，顆粒越易沉淀D顆粒的沉降速度只與顆粒本身的密度有關(guān)，而與流體的密度無(wú)關(guān)對(duì)于反膠束萃取蛋白質(zhì)，下面說(shuō)法正確的是（）：A降低溶液的介電常數(shù)，表面活性劑的HLB變小，形成的反膠束的半徑也小B加入助溶劑，可用陽(yáng)離子表面活性劑萃取帶正電荷的蛋白質(zhì)C表面活性劑濃度越高越好D增大溶液離子強(qiáng)度，可提高反膠束萃取蛋白質(zhì)的能力雙水相萃取中，下面說(shuō)法不正確的是（）：A兩相在靠近臨界點(diǎn)處的密度差較小，不易發(fā)生兩相分離B增加聚合物和鹽的濃度，系線長(zhǎng)度增大，雙水相間組成差別也越大，可以增大物質(zhì)在兩相間的分配C大分子物質(zhì)表面自由能大，分配系數(shù)大，利于用雙水相萃取來(lái)分離D雙水相中，隨聚合物分子量增大，蛋白質(zhì)的分配系數(shù)也增大下面說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）：A在超臨界流體中，溶質(zhì)的溶解度與流體的密度成正比B在超臨界流體中，改變操作壓力和溫度，流體的密度不會(huì)發(fā)生變化C超臨界流體是一種低黏度，高擴(kuò)散系數(shù)，適于分離沸點(diǎn)或熱敏性物質(zhì)的流體D要在40℃下萃取菲，在C2H4(臨界溫度9.4℃)、CO2(臨界溫度31.2℃)和NO(臨界溫度36.6℃)中，NO作為萃取菲的溶劑較合適不能形成過(guò)飽和溶液的是（）：A冷卻B蒸發(fā)溶劑C加入另一種溶劑降低溶質(zhì)的溶解度D通過(guò)調(diào)節(jié)溶液的pH使產(chǎn)生溶解度增加的新物質(zhì)進(jìn)行疏水吸附層析時(shí)，以下哪種條件比較合理（）：A在有機(jī)溶劑存在時(shí)上柱，低鹽溶液洗脫B在有機(jī)溶劑存在時(shí)上柱，高鹽溶液洗脫C高鹽溶液上柱，按低鹽，水和有機(jī)溶劑順序洗脫D低鹽緩沖液上柱，低鹽洗脫下面不是依據(jù)分子形狀和大小進(jìn)行生物物質(zhì)分離的方法是（）：A超速離心B膜分離C凝膠過(guò)濾層析D鹽析親和層析中，不正確的是（）：A小分子配基需通過(guò)手臂與載體相連B載體經(jīng)CNBr活化后才能與配基相連C配基與待分離物質(zhì)結(jié)合后不能分開D可選用抑制劑作為待分離酶的配基SDS中，不正確的是（）：A幾乎所有的蛋白質(zhì)都呈橢圓形B依據(jù)蛋白質(zhì)的pI不同將蛋白質(zhì)分開C可以測(cè)定蛋白質(zhì)分子量D所有蛋白質(zhì)都帶負(fù)電荷關(guān)于表面活性物質(zhì)，下面說(shuō)法正確的是（）：A水溶性蛋白質(zhì)是一種B其HLB越大，親水性越強(qiáng)C發(fā)酵液中的乳化現(xiàn)象與其有關(guān)，乳狀液常為W/O型D操作壓力最大的是：A超濾B微濾C反滲透D納米過(guò)濾膜分離過(guò)程中涉及相變的是：A超濾B滲透蒸發(fā)C親和膜過(guò)濾D反滲透不需要添加表面活性劑的生物分離方法是：A反膠束萃取B液膜分離C泡沫分離D雙水相萃取能制備超純水的是：A超濾B微濾C反滲透D納米過(guò)濾能分離細(xì)胞器的是：A密度梯度超速離心B差速高速離心C等密度常速離心D平衡等密度梯度中速離心對(duì)于噴霧干燥，下面說(shuō)法不正確的是：A產(chǎn)品不易被微生物污染B干燥時(shí)間超過(guò)1分鐘C適合干燥熱不穩(wěn)定性產(chǎn)品D干燥溫度超過(guò)100℃含有-SH基的蛋白質(zhì)用以下哪種方法分離效果最好？A共價(jià)色層B金屬螯合色層C離子交換色層D疏水色層不是利用物質(zhì)等電點(diǎn)差異進(jìn)行分離的方法是：A等電聚焦電泳B聚焦色層分離法C沉淀D納米膜依據(jù)物質(zhì)分子大小進(jìn)行分離的電泳方法是：A等速電泳B等電聚焦電泳CSDSD免疫電泳電場(chǎng)溶液pH為8.5，電泳過(guò)程中下列中哪個(gè)蛋白質(zhì)遷移速度最快：ApI=2.33BpI=4.07CpI=7.18DpI=9.12填空題發(fā)酵液預(yù)處理常用方法有＿，＿，＿

和＿。(加熱法、調(diào)節(jié)發(fā)酵液pH值、加入凝聚或絮凝、加入惰性助濾劑)微生物發(fā)酵液多屬＿流體,過(guò)濾時(shí)濾餅屬＿。（非牛頓流體，可壓縮性濾餅）polyacrylamide

/PEG/殼聚糖用于發(fā)酵液預(yù)處理是基于＿。絮凝是利用＿作用使發(fā)酵液中溶質(zhì)形成大顆粒而沉降，生化、食品行業(yè)常用的絮凝劑有以＿為代表的有機(jī)絮凝劑和以＿為代表的無(wú)機(jī)絮凝劑。高壓勻漿器用于細(xì)胞破碎是由于＿和＿而造成細(xì)胞破裂,影響其破碎效果的主要因素有＿、＿和＿。球磨法是基于＿的原理而用于細(xì)胞破碎的。測(cè)定其細(xì)胞破碎率的方法有＿和

＿。細(xì)胞破碎主要阻力來(lái)自于＿，細(xì)菌破碎主要阻力緣于＿，酵母破碎主要阻力來(lái)自于＿。影響破碎難易程度的重要因素有＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿＿＿。乳狀液有兩種類型,水溶性蛋白質(zhì)引起的乳化常為＿型,HLB值較大則形成＿型,在發(fā)酵液中＿是引起發(fā)酵液乳化的主要原因.

其作用相當(dāng)于＿,SDS主要用于破壞＿型的乳狀液。生化工程中常用的兩水相系統(tǒng)有＿和＿;兩水相萃取適用于＿。膜分離過(guò)程主要依據(jù)＿和＿進(jìn)行分離，其實(shí)質(zhì)近似于＿過(guò)程，在生化、食品行業(yè)中常用的四種類型為＿、＿、＿和＿。

UF法在蛋白質(zhì)提取中,主要用于＿和＿＿。UF操作最可能遇到的障礙＿和＿。當(dāng)截留率δ=1時(shí),表示＿,當(dāng)δ=0時(shí),表示＿＿＿＿＿＿。蛋白質(zhì)和離子交換劑的結(jié)合是通過(guò)

＿而結(jié)合,離子交換層析劑有＿和＿。明礬用于凈化河水的原理為＿。離子交換樹脂提取抗生素的關(guān)鍵在于＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿,合適的PH選擇應(yīng)滿足＿＿＿＿＿＿＿＿＿,＿＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿等三個(gè)條件。提取的主要依據(jù)是＿，通常采用＿和＿方式進(jìn)行。凝膠過(guò)濾主要應(yīng)用于＿,＿和＿。凝膠過(guò)濾時(shí)＿先自柱中流出,凝膠電泳中＿運(yùn)動(dòng)速度更快,凝膠電泳是基于＿和＿雙重機(jī)理,常用的凝膠劑有＿和＿。柱層析洗脫的方式有＿

、＿、和＿。共價(jià)作用層析主要依靠＿的原理,吸附層析是基于＿的機(jī)理，sephadex

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表示＿＿