2020年生物分离与纯化技术模拟试卷五答案

生物分离与纯化技术模拟试卷五答案
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一、名词解释（每小题3分，共15分）
1．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
2．固相析出技术：利用沉析剂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。

3．乳化液膜系统：乳化液膜系统由膜相、外相和内相三相组成，膜相由烷烃物质组成，最常见的外相是水相，内相一般是微水滴。

4．反相色谱：是指固定相的极性低于流动相的极性，在这种层析过程中，极性大的分子比极性小的分子移动的速度快而先从柱中流出。

5．等电点：是两性物质在其质点的净电荷为零时介质的pH 值,溶质净电荷为零，分子间排斥电位降低，吸引力增大，能相互聚集起来，沉淀析出，此时溶质的溶解度最低。

二、单选题（每小题1分，共15分）
1．在蛋白质初步提取的过程中，不能使用的方法（C ）。

A 、双水相萃取
B 、超临界流体萃取
C 、有机溶剂萃取
D 、反胶团萃取
2．离子交换法是应用离子交换剂作为吸附剂，通过（A ）将溶液中带相反电荷的物质吸附在离子交换剂上。

A 、静电作用 B 、疏水作用 C 、氢键作用 D 、范德华力 3．丝状（团状）真菌适合采用（A ）破碎。

A 、珠磨法
B 、高压匀浆法
C 、A 与B 联合
D 、A 与B 均不行 4．真空转鼓过滤机工作一个循环经过（A ）。

A 、过滤区、缓冲区、再生区、卸渣区
B 、缓冲区、过滤区、再生区、卸渣区
C 、过滤区、缓冲区、卸渣区、再生区
D 、过滤区、再生区、缓冲区、卸渣区 5．阴离子交换剂（C ）。

A 、可交换的为阴、阳离子
B 、可交换的为蛋白质
C 、可交换的为阴离子
D 、可交换的为阳离子 6．凝胶色谱分离的依据是（B ）。

A 、固定相对各物质的吸附力不同
B 、各物质分子大小不同
C 、各物质在流动相和固定相中的分配系数不同
D 、各物质与专一分子的亲和力不同
7．依离子价或水化半径不同，离子交换树脂对不同离子亲和能力不同。

树脂对下列离子亲和力排列顺序正确的有（A ）。

A 、Fe3+>Ca2+>Na+ B 、Na+ >Ca2+> Fe3+ C 、硫酸根>柠檬酸根>硝酸根 D 、硝酸根>硫酸根>柠檬酸根 8．乳化液膜的制备中强烈搅拌（B ）。

A 、是为了让浓缩分离充分
B 、应用在被萃取相与W/O 的混合中
C 、使内水相的尺寸变小
D 、应用在膜相与反萃取相的乳化中 9．盐析法纯化酶类是根据（ B ）进行纯化。

A.根据酶分子电荷性质的纯化方法
B.调节酶溶解度的方法
C.根据酶分子大小、形状不同的纯化方法
D.根据酶分子专一性结合的纯化方法 10．以下哪项不是颗粒在离心力场中受到的力（ C ） A.离心力 B. 向心力 C.重力 D. 阻力
11．关于精馏回流比控制，对于一定的分离任务，以下正确的两项是（A ） A 、若回流比变大，则精馏能耗增大； B 、若回流比变大，则精馏能耗减小； C 、若回流比变大，则所需理论塔板数变大； D 、若回流比变小，则所需理论塔板数变小。

12．其他条件均相同时，优先选用那种固液分离手段（B ） A. 离心分离 B 过滤 C. 沉降 D.超滤
13．蛋白质溶液进行有机溶剂沉淀，蛋白质的浓度在（A ）范围内适合。

A. 0.5％～2％ B1％～3％ C. 2％～4％ D. 3％～5％ 14．超滤技术常被用作（C ）
A. 小分子物质的脱盐和浓缩 B 小分子物质的分级分离 C. 小分子物质的纯化 D.固液分离 15．通过改变pH 值从而使与离子交换剂结合的各个组分被洗脱下来，可使用（A ）
A. 阳离子交换剂一般是pH 值从低到高洗脱 B 阳离子交换剂一般是pH 值从高到低洗脱 C. 阴离子交换剂一般是pH 值从低到高 D. 以上都不对 三、判断题（每小题1分，共10分） 1．溶剂萃取中的乳化现象一定存在。

（×）
2．用冷溶剂溶出固体材料中的物质的方法又称浸煮。

（× ）
3．在生物制剂制备中，常用的缓冲系统有磷酸盐缓冲液；碳酸盐缓冲液；盐酸盐缓冲液；醋酸盐缓冲液等。

（× ） 4．蛋白质变性，一级、二级、三级结构都被破坏。

（× ）
5．不同高分子化合物的溶液相互混合可形成两相或多相系统，如葡聚糖与聚乙二醇（PEG ）按一定比例与水混合后，溶液先呈浑浊状态，待静置平衡后，逐渐分成互不相溶的两相，上相富含PEG ，下相富含葡聚糖。

（√ ）
6．离子交换剂可以分为3部分：高分子聚合物基质、电荷基团和被交换离子。

（× ）
7．由于pH 值可能对蛋白的稳定性有较大的影响，故一般通常采用改变离子强度的梯度洗脱（√ ）
8．盐析一般可在室温下进行，当处理对温度敏感的蛋白质或酶时，盐析操作要在低温下（如0℃～4℃）进行。

（√ ）
9．采用凝胶过滤分离蛋白质主要取决于蛋白质分子的大小，先将蛋白质混合物上柱然后进行洗脱，小分子的蛋白质由于所受排阻力较小首先被洗脱出来。

( × )
10．树脂使用后不可再回收。

（×）
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四、填空题（每小题1分，共15分）
1．常用的化学细胞破碎方法有（渗透冲击），（酶消化法），（增溶法），（脂溶法）和（碱处理法）。

2．多糖基离子交换剂包括（葡聚糖离子交换剂）和（离子交换纤维素）两大类。

3．工业上常用的超滤装置有（板式），（管式），（螺旋卷式）和（中空纤维式）。

4．超临界流体的特点是与气体有相似的（粘度（扩散系数）），与液体有相似的（密度）。

5．离子交换树脂的合成方法有（共聚（加聚））和（均聚（缩聚））两大类；
五、简答题（每小题7分，共35分）
1．在运用离子交换技术提取蛋白质时，为什么要使用多糖基离子交换剂？
答:因为离子交换树脂孔径小,大分子蛋白质难以进入。

同时，树脂内部主要为疏水性，对亲水性的蛋白质会产生影响。

而多糖基离子交换剂没有上述问题。

2．怎样进行离子交换树脂的预处理及转型。

答：物理处理：水洗、过筛，去杂，以获得粒度均匀的树脂颗粒；
化学处理：转型（氢型或钠型）
阳离子树脂酸—碱—酸
阴离子树脂碱—酸—碱
最后以去离子水或缓冲液平衡
3．简述凝胶色谱的分离原理。

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。

4．何谓反微团，反微团萃取？其特点有哪些？
答：胶束是表面活性剂在非极性有机溶剂中形成的一种聚集体
当表面活性剂浓度超过临界微团浓度时，表面活性剂会在水溶液中形成聚集体
微团和反微团
1、微团：表面活性剂的极性头朝外，疏水的尾部朝内，中间形成非极性的“核”
2、反微团：表面活性剂的极性头朝内，疏水的尾部向外，中间形成极性的“核”
3、反微团的优点
（1）极性“水核”具有较强的溶解能力。

（2）生物大分子由于具有较强的极性，可溶解于极性水核中，防止与外界有机溶剂接触，减少变性作用。

（3）由于“水核”的尺度效应，可以稳定蛋白质的立体结构，增加其结构的刚性，提高其反应性能。

因此，可作为酶固定化体系，用于水不溶性底物的生物催化
5．膜分离技术的类型和定义？
答：膜分离过程的实质是物质透过或被截留于膜的过程，近似于筛分过程，依据滤膜孔径大小而达到物质分离的目的，故而可以按分离粒子大小进行分类：（1）微滤：以多孔细小薄膜为过滤介质，压力为推动力，使不溶性物质得以分离的操作，孔径分布范围在0.025~14μm之间；
（2）超滤：分离介质同上，但孔径更小，为0.001~0.02 μm，分离推动力仍为压力差，适合于分离酶、蛋白质等生物大分子物质；
（3）反渗透：是一种以压力差为推动力，从溶液中分离出溶剂的膜分离操作，孔径范围在0.0001~0.001 μm之间；（由于分离的溶剂分子往往很小，不能忽略渗透压的作用，故而成为反渗透）；
（4）纳滤：以压力差为推动力，从溶液中分离300~1000小分子量的膜分离过程，孔径分布在平均2nm；
（5）电渗析：以电位差为推动力，利用离子交换膜的选择透过性，从溶液中脱除或富集电解质的膜分离操作；
六、案例分析题（共10分）
简述pH对发酵液过滤特性的影响，并举例说明。

答：（1） pH直接影响发酵液中某些物质的电离程度和电荷性质，因此适当调节pH值可以改善发酵液的过滤特性。

（2）
氨基酸和蛋白质在酸性条件下带正电，碱性条件下带负电，等电点时净电荷为零，两性物质在等电点下的溶解度最小，
等电点沉淀法在生物工业分离中广泛使用。

（3）如味精生产，利用等电点沉淀法提取谷氨酸，一般蛋白质也在酸性范
围达到等电点；膜分离中可通过调整pH值改变易吸附分子的电荷性质，减少膜堵塞和膜污染；此外，细胞、细胞碎片及某些胶体物质等在特定pH下也可能趋于絮凝而成为较大颗粒，有利于过滤进行。