生物分离工程孙彦14章部分答案
生物分离工程题目及答案
一、单选题1、凝聚与絮凝的主要原理为（）。
A.破坏胶体粒子的稳定性B.重力沉降C.筛分作用D.水化层作用我的答案：A2、凝集是指发酵液中的胶体粒子相互凝集成为直径为（）左右块状絮凝体的过程。
A.1mmB.3 mmC.5mmD.7mm我的答案：A3、生物悬浮液由（）组成。
A.水，培养基B.代谢产物C.生物碎片D.A，B和C我的答案：D4、下列物质不属于凝聚剂的有（）。
A.明矾B.石灰C.聚丙烯类D.硫酸亚铁我的答案：C5、其他条件均相同时，优先选用哪种固液分离手段（）A.离心分离B.过滤C.沉降D.超滤我的答案：B6、不能用于固液分离的手段为（）A.离心B.过滤C.双水相萃取D.超滤我的答案：D7、等密度区带离心的密度梯度中最大密度（）待分离的目标产物的密度。
A.大于B.小于C.等于D.以上均可我的答案：A8、差速区带离心的密度梯度中最大密度（）待分离的目标产物的密度。
A.大于B.小于C.等于D.以上均可我的答案：B9、下列哪项不属于发酵液的预处理（）A.加热B.调pHC.絮凝和凝聚D.离心我的答案：D10、能够除去发酵液中钙、镁、铁离子的方法是（）A. 过滤B.萃取C.离子交换D.蒸馏我的答案：C11、过滤的透过推动力是（）。
A.渗透压B.电位差C.自由扩散D.压力差我的答案：D12、颗粒与流体的密度差越小，颗粒的沉降速度（）A.越小B.越大C.不变D.无法确定我的答案：A二、填空题1、根据目标产物存在的位置：分为____________或____________。
根据目标产物存在的形式：分为____________或____________。
我的答案：第1空：胞内第2空：胞外第3空：活性产物第4空：包含体2、固液分离的主要方法有______和______。
发酵液预处理中，体积较小的细菌和酵母菌，采用________分离；细胞体积较大的丝状体（霉菌放线菌），采用________分离。
我的答案：第1空：离心分离第2空：过滤分离第3空：离心第4空：过滤3、为使过滤进行的顺利通常要加入__________。
生物分离工程试题及答案
生物分离工程试题及答案一、单项选择题（每题2分，共30分）1. 生物分离工程中，下列哪种方法不属于细胞破碎技术？A. 物理法B. 化学法C. 酶解法D. 离心法答案：D2. 在生物分离过程中，通常使用哪种类型的膜分离技术来分离蛋白质？A. 反渗透膜B. 超滤膜C. 纳滤膜D. 微滤膜答案：B3. 以下哪种色谱技术适用于生物大分子的分离？A. 离子交换色谱B. 凝胶渗透色谱C. 亲和色谱D. 所有选项答案：D4. 在生物分离工程中，哪种类型的离心机适用于收集细胞和细胞碎片？A. 管式离心机B. 碟片式离心机C. 连续流离心机D. 沉降离心机答案：B5. 以下哪种方法不适用于蛋白质的纯化？A. 盐析B. 透析C. 沉淀D. 蒸馏答案：D6. 在生物分离工程中，哪种类型的色谱柱适用于分离具有相似分子大小的蛋白质？A. 离子交换色谱柱B. 凝胶渗透色谱柱C. 亲和色谱柱D. 反相色谱柱答案：B7. 以下哪种技术不适用于蛋白质的定量分析？A. 紫外-可见光谱法B. 荧光光谱法C. 质谱法D. 核磁共振法答案：D8. 在生物分离工程中，哪种类型的膜分离技术适用于水和有机溶剂的分离？A. 反渗透膜B. 超滤膜C. 纳滤膜D. 微滤膜答案：C9. 以下哪种方法不适用于细胞的分离？A. 密度梯度离心B. 流式细胞术C. 磁珠分离D. 蒸馏答案：D10. 在生物分离工程中，哪种类型的色谱技术适用于分离具有相似电荷的蛋白质？A. 离子交换色谱B. 凝胶渗透色谱C. 亲和色谱D. 反相色谱答案：A11. 在生物分离工程中，哪种类型的色谱技术适用于分离具有相似疏水性的蛋白质？A. 离子交换色谱B. 凝胶渗透色谱C. 亲和色谱D. 反相色谱答案：D12. 在生物分离工程中，哪种类型的膜分离技术适用于气体的分离？A. 反渗透膜B. 超滤膜C. 纳滤膜D. 气体分离膜答案：D13. 以下哪种方法不适用于核酸的纯化？A. 离心B. 电泳C. 沉淀D. 蒸馏答案：D14. 在生物分离工程中，哪种类型的色谱柱适用于分离具有相似电荷的核酸？A. 离子交换色谱柱B. 凝胶渗透色谱柱C. 亲和色谱柱D. 反相色谱柱答案：A15. 在生物分离工程中，哪种类型的膜分离技术适用于小分子有机物的分离？A. 反渗透膜B. 超滤膜C. 纳滤膜D. 微滤膜答案：C二、多项选择题（每题3分，共30分）16. 在生物分离工程中，以下哪些因素会影响蛋白质的沉淀？A. 温度B. pH值C. 离子强度D. 蛋白质浓度答案：ABCD17. 在生物分离工程中，以下哪些方法可以用于蛋白质的定量分析？A. 紫外-可见光谱法B. 荧光光谱法C. 质谱法D. 核磁共振法答案：ABC18. 在生物分离工程中，以下哪些因素会影响膜分离技术的效果？A. 膜材料B. 膜孔径C. 操作压力D. 温度答案：ABCD19. 在生物分离工程中，以下哪些方法可以用于细胞的分离？A. 密度梯度离心B. 流式细胞术C. 磁珠分离D. 蒸馏答案：ABC20. 在生物分离工程中，以下哪些因素会影响色谱技术的效果？A. 色谱柱类型B. 流动相类型C. 流速D. 温度答案：ABCD21. 在生物分离工程中，以下哪些方法可以用于核酸的纯化？B. 电泳C. 沉淀D. 蒸馏答案：ABC22. 在生物分离工程中，以下哪些因素会影响膜分离技术的选择性？A. 膜材料B. 膜孔径C. 操作压力D. 温度答案：AB23. 在生物分离工程中，以下哪些方法可以用于蛋白质的纯化？A. 盐析C. 沉淀D. 蒸馏答案：ABC24. 在生物分离工程中，以下哪些因素会影响色谱技术的选择性？A. 色谱柱类型B. 流动相类型C. 流速D. 温度答案：AB25. 在生物分离工程中，以下哪些方法可以用于核酸的定量分析？A. 紫外-可见光谱法B. 荧光光谱法C. 质谱法D. 核磁共振法答案：ABC三、判断题（每题2分，共20分）26. 生物分离工程中，细胞破碎技术的主要目的是释放细胞内的蛋白质和核酸。
生物分离工程习题库与答案
生物分离工程习题库与答案一、单选题（共52题，每题1分，共52分）1.乳化液膜的制备中强烈搅拌（）。
A、应用在被萃取相与W/O的混合中B、是为了让浓缩分离充分C、应用在膜相与反萃取相的乳化中D、使内水相的尺寸变小正确答案：A2.在液膜分离的操作过程中，（）主要起到稳定液膜的作用。
A、表面活性剂B、膜溶剂C、载体D、增强剂正确答案：A3.真空转鼓过滤机工作一个循环经过（）。
A、过滤区、再生区、缓冲区、卸渣区B、过滤区、缓冲区、再生区、卸渣区C、缓冲区、过滤区、再生区、卸渣区D、过滤区、缓冲区、卸渣区、再生区正确答案：B4.适合小量细胞破碎的方法是（）A、超声破碎法B、高压挤压法C、高速珠磨法D、高压匀浆法正确答案：A5.分配层析中的载体（）。
A、能吸附溶剂构成固定相B、是流动相C、是固定相D、对分离有影响正确答案：A6.关于分配柱层析的基本操作错误()。
A、用硅藻土为载体，需分批小量地倒入柱中，用一端是平盘的棒把硅藻压紧压平B、分配柱层析适用于分离极性比较小、在有机溶剂中溶解度大的成分，或极性很相似的成分。
C、装柱分干法和湿法两种D、分配柱层析法使用两种溶剂，事先必须先使这两个相互相饱和正确答案：B7.以下哪项不是颗粒在离心力场中受到的力（）A、阻力B、重力C、离心力D、向心力正确答案：B8.下面哪一种是根据酶分子专一性结合的纯化方法（）。
A、亲和层析B、凝胶层析C、盐析D、离子交换层析正确答案：A9.蛋白质具有两性性质主要原因是（）A、蛋白质分子有一个羧基和一个氨基B、蛋白质分子有多个羧基和氨基；C、蛋白质分子有苯环和羟基D、以上都对正确答案：B10.关于疏水柱层析的操作错误()A、疏水柱层析分辨率很高、流速慢、加样量小B、洗脱后的层析柱再生处理，可用8mol/L尿素溶液或含8mol/L尿素的缓冲溶液洗涤，然后用平衡缓冲液平衡C、疏水层析柱装柱完毕后，通常要用含有高盐浓度的缓冲液进行平衡D、疏水层析是利用蛋白质与疏水性吸附剂之间的弱疏水性相互作用的差别进行分离纯化的层析技术正确答案：A11.乳化液膜的制备中强烈搅拌（）。
《生物分离工程》综合题库答案
生物工程设备习题集2答案2009-07-26 18:28一、填空题a)Removal of insolubles, Isolation, Purification, Polishinga)Removal of insolubles, Isolation, Purification, Polishingb)离心，过滤c)管式，套筒式，碟片式d)吸附介质的制备，吸附，洗脱e)葡聚糖离子交换剂，离子交换纤维素f)板式，管式，螺旋卷式，中空纤维式g)吸附剂的性质，吸附质的性质，温度，溶液pH值，盐浓度，吸附物浓度和吸附剂用量h)载体，活性基团，可交换离子i)引发剂，交联剂，增速剂j)溶质种类，溶质浓度，pH值，温度，k)吸附色谱，分配色谱，离子交换色谱，凝胶色谱l)lgS＝β－K s I；保持体系温度、pH值不变，仅改变溶液离子强度进行的盐析操作；保持离子强度不变，改变温度、pH值进行的盐析操作；m)热饱和溶液冷却，蒸发溶剂，真空蒸发冷却，化学反应结晶，盐析n)金属螯合色谱，共价色谱，离子交换色谱，疏水作用色谱o)共聚（加聚），均聚（缩聚）p)pH梯度，离子强度（盐）梯度q)电荷，分子形状，分子量r)自然起晶法，刺激起晶法，晶种起晶法s)液体，固定在固相载体表面的液体t)盐析，等电点沉析，有机溶剂沉析二、讨论题二、讨论题a)何谓超临界流体萃取，并简述其分离原理答：超临界流体萃取是利用超临界流体具有的类似气体的扩散系数，以及类似液体的密度（溶解能力强）的特点，利用超临界流体为萃取剂进行的萃取单元操作。
其特点是安全、无毒、产品分离简单，但设备投资较大。
b)何谓免疫亲和层析，简述亲和免疫层析介质的制备过程答、免疫亲和层析是利用亲和技术和色谱分离集成产生的一种高效色谱分离技术，其分离原理是通过抗原-抗体之间特异性的相互作用，从而实现高效的分离。
层析介质的制备过程包括：抗体的制备、抗体提取、载体活化，手臂链的连接、抗体的连接等步骤。
生物分离工程：01-绪论(2008)
Bi os e p ar at ion生物分离工程林东强/张林浙江大学化学工程与生物工程学系生物工程研究所玉泉校区教10 -5113Tel: 87951982e-mail: lindq@2008.4-2008.7B i o s e p a 教材《生物分离工程》第二版孙彦编著化学工业出版社2005B i o s e p a 教材《生物分离工程》第一版孙彦编著化学工业出版社1998B i o s e p a 主要参考书《生物分离原理及应用》欧阳平凯主编化学工业出版社，1999B i o s e p a 主要参考书《生化分离工程》严希康编著俞俊棠主审化学工业出版社，2001B i o s e p a 主要参考书《生物工程下游技术》第二版刘国诠主编化学工业出版社，2003B i o s e p a 主要参考书《生物分离过程科学》刘铮、詹劲等翻译清华大学出版社，2004B i o s e p a 主要参考书Bioseparations Science and Engineering Roger G. Harrison et alOxford University Press , Inc.ISBN: 0-19-512340-92003.B i o s e p a 学科和技术基础化工分离过程？化工单元操作Separation processUnit operationB i o s e p a 课程内容和安排第1章、绪论（3课时）第2章、细胞分离和破碎（3课时）第3章、初级分离（3课时）第5章、萃取（6课时）第6章、吸附（6课时）第7章、层析（9课时）第8章、亲和纯化（3课时）第4章、膜分离（6课时）第9章、电泳（3课时）第10章、蛋白质复性（3课时）第11-12章、结晶和干燥（3课时）教材：《生物分离工程》第二版，孙彦编著B i o s e p a ra t i on生物分离工程第一章. 绪论B i o s e p a ra t i on生物工程的地位生命科学生命科学生物技术产业生物技术产业生物工程生物工程BioengineeringB i o s e p a ra t i on围绕生物技术产品的相关技术支撑产品发酵工程基因工程细胞工程蛋白质工程或酶工程微生物工程菌蛋白质或酶动、植物个体或细胞优良的动植物品系生物分离工程B i o s e p a ra t i on生物分离工程的发展20世纪后半叶20世纪上半叶20世纪中叶20世纪前生物分离技术的发展生物技术的发展B i o s e p a ra t i on生物技术的发展历史20世纪前利用自然界中的微生物来制酒、酱、面包、奶酪等各种食物疾病的预防我国古代的酿酒作坊种牛痘预防天花不分离或简单分离B i o s e p a 生物技术的发展历史20世纪上半叶（1900-1940）筛选和培养微生物来生产特殊的产品，典型例子发酵生产丙酮/丁醇/乙醇德国科学家Weizmann 将筛选获得的厌氧菌株用于工业化发酵1940年,丁醇和丙酮的年产量已经超过45,000 和90,000 吨。
生物分离工程三版孙彦
产物的不溶及聚合已
成为结构基因组计划
Crystallized
Expressed
Purified
Crystal Structure NMR Structure
In PDB
Soluble
发展的制约因素。
生物分离技术与化工分离技术 的区别
化工分离技术：获得纯的化学物质 生物分离技术：在得到纯的生物物质同时，还必
《生物工程下游技术》 刘国诠主编，1993年 《Bioseparation Process Science》 Antonio A. Garcí a等
第一章 绪论
授课内容
生物下游加工技术简介
生物下游加工过程的特点
分离机理和分离操作
生物物质
分离效率的评价
学习目的和要求
总体要求：对本课程具有比较初步的认识； 掌握：生物下游加工技术的特点；生物分离
生物分离工程的萌芽
Golden Time概念的提出 血液制品的生产
生命科学的发展带动生物工程的进步
1953年，DNA双螺旋结构的发现 1972年，美国斯坦福大学构建了第一个重 组DNA分子 1996年，克隆羊“多利”诞生在英国的罗 斯林研究所 1990-2006，人类基因组计划 现在，生物信息、生物芯片、胚胎干细胞等
反应、响应、控制
免疫系统
机械分离 对象：非均相物系， 原理： 根据物质大小、 密度的差异进行分离 传质分离 对象：均相物系；
过滤 重力沉降 离心沉降 输送分离 原理：根据溶质在外力 作用下产生的移动速度 的差异实现分离 反渗透 反渗析 超滤
分 离 过 程
（速度分离法） 推动力：压力差、电位 梯度和磁场梯度 扩散分离 原理：根据溶质在两相 中分配平衡状态的差异 实现分离 （平衡分离法） 推动力：偏离平衡态的 浓度差 结晶 吸收、吸附和离子交换 萃取 蒸馏、蒸发 电泳和磁泳
生物分离工程三版孙彦共25页
生物分离工程三版孙彦
31、园日涉以成趣，门虽设而常关。 32、鼓腹无所思。朝起暮归眠。 33、倾壶绝余沥，窥灶不见烟。
34、春秋满四泽，夏云多奇峰，秋月 扬明辉 ，冬岭 秀孤松 。 3就是财富 ❖ 丰富你的人生
生物分离工程(三版)(孙彦)02
区带形成条件
离心条件
在最前的沉降物质达到管底 前停止，短时间，低速度
使各组分沉降到其平衡的密 度区，长时间，高速度
细胞分离－离心设备分类
分类方法 处理量 温度 转速 名称 实验室用离心机，工业用离心机 常温离心机、冷冻离心机 低速离心机、高速离心机、超速离心机
转子结构
管式、碟式
细胞分离－常用离心设备
模型校正
形态校正：颗粒的形状系数 速度校正：空隙率函数
S
F ( )
A AP
提高重力沉降的途径
加入中性盐：双电层排斥电位降低 加入高分子絮凝剂：架桥作用形成大絮凝图 引入外力
细胞分离－重力沉降理论
模型校正
形态校正 速度校正
提高重力沉降的途径
加入中性盐； 加入高分子絮凝剂 引入外力
原核细胞
革兰氏阳性菌 细 胞 壁 由 肽 聚 糖 层 组 成 ， 壁 厚 约 1 5 ～ 5 0 nm， 肽 聚 糖 含 量 为 40~90%，细胞壁较革兰氏阴性菌坚固。 细胞壁在肽聚糖的外侧还有分别由（1）脂蛋白和（2）磷脂和脂多 糖构成的两层外壁层，外壁层厚度越8～10 nm。
革兰氏阴性菌
胞内产物释放
细胞分离－重力沉降理论
理论假设
细胞或细胞碎片按照球形颗粒处理； 颗粒在无限稀释的溶液中进行沉降，颗粒 之间无相互干扰
受力分析
球形颗粒重力fg
液体的浮力fb 颗粒运动方向相反的阻力 fs
细胞分离－重力沉降理论
重力：
1 3 f g d p s g 6
1 3 f b d p L g 6
胞内产物释放
－机械破碎之珠磨
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1.0-10MPa
0.1-1.0MPa
0.05-0.5MPa
盐、氨基酸、糖的 蛋白质、多肽、多糖的 菌体、细胞和
浓缩；淡水制造 回收浓缩；分离病毒
病毒的分离
进水水质TDS、 水通量
截留相对分子质量 膜平均孔径
膜的选择性透过、筛分原理
相同点 传质推动力
压差
通量模型
科泽尼方程，浓度极化或凝胶极化模型
第四章 膜分离 4.2
所以Cohn方程为：log S 9.378 1.107 I
第三章 初级分离
当C3＝3.5 mol时， I3＝1 / 2 （2 3.512＋3.5 22） ＝10.5 mol / L 所以log S3 9.378 1.107 10.5 2.246 g / L 即S3＝5.6810－3 g / L
这次的作业，有好几位同学证明题没有做
第四章 膜分离
4.1
反渗透（RO）
超滤（UF）
微滤（MF）
结构
无明显孔道、海绵 有明显孔道、多为指 有明显孔道、弯 状结构，不对称膜 状结构，不对称膜 曲孔道，对称膜
截留尺寸 0.1-1nm小分子 1-50nm生物大分子 10nm-10μm
差别
操作压差 应用范围 型号分类 操作原理
cT
cT 0
exp[(1
RT
)
VD V
]
③
cC
cC 0
exp[(1
Rc
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
)
VD V
]
④
由蛋白质纯度为95％，即：
cT 95% cT cC
⑤
把③④代入⑤ ，又VD Qt 得：
Q
cT
cT 0
exp[(1
RT
) V
t]
95%
cT cC
cT
0
exp[(1
RT
)
Q V
t
]
cC
0
exp[(1
Rc
)
Q V
t
]
1 exp[(1 0.99) 0.5 t]
1 exp[(1 0.99)
0.5
3.14
1.125
10
24
0.2 2.5 105
103
6.023
1023
/
6
2.84 104
又v 1.3 103 Kg /(m * s), P 750Kg /(m * s)
V
[P V
v]1 /
2
759.55,由式C
C0
exp(
4
[ P
V
v]1 / 2 t ) （式3.21）
求得：t＝2002.24S
同理，当T 323.15K时
C A / C A,0 exp(kD, At )＝53.6％
CB / CB,0 exp(kD,Bt ) 28.7％
第三章 初级分离
3.4
（式3.13-式3.15）
第三章 初级分离
(2)沉淀颗粒直径达到100m时，假设生长过程中
粒子总体积不变, 则：＝d 3CN /（6 式3.19）
I1
1 2
Ci
Zi2
1 2
(2.8
22
2
2.8 12
)
8.4mol
/
dm 3
同理，当溶菌酶的浓度为30mol/dm3时，I2＝9.0mol/dm3
由Cohn方程 log S KS I 得 log1.2 KS 8.4（1） log 0.26 KS 9.0（2） 由（1）和（2）解得：KS 1.107, 9.378
生物分离工程 2~5章作业
第二章 细胞分离与破碎
2.2
(式2.34), 得：
(式2.32) (式2.33)
方法一：
(式2.33a) 求出多个Ki, 求均值： 忽略介质比阻α，未考虑虚拟体积V0和虚拟时间t0
方法二： 线性回归：
• Q2-t 做线性回归：
，得K, 忽略虚拟体积的影响。
• 加入原点对Q2-t 做线性回归，比不包括原点时回归数据的相关度增加了。
第三章 初级分离
3.
第三章 初级分离
dm3
dm3
dm3
dm3
有的同学没有注意到题中离子强度用硫酸铵浓度表示； 第二小题中计算杂蛋白沉淀量直接用 mx=100×(5-S’)计算，而没有考虑到体积 的变化
第三章 初级分离
3.3 将温度带入求出 A 和 B的热变性速率常数，后直接套用 公式3.8
即 c = c0 exp (-kDt ) 及 残留率定义c / c0
解：根据C C0 exp(kDt)得C / C0 exp(kDt)
当T 293.15K时，
C A / C A,0 exp(kD, At )
exp(2.3 1029 exp(
200
) 10 60)
8.314 293.15
＝99.97％
CB / CB,0 exp(kD,Bt ) 99.99％
第二章 细胞分离与破碎
方法三： 二次回归：
利用二次回归所得拟合方程最为精确，也为恒压过滤中介质比阻可以忽略提供依据
第二章 细胞分离与破碎
2.3
第二章 细胞分离与破碎 – 第二次作业
第二章 细胞分离与破碎
2.4
∵细胞破碎率：
(式2.44a)
第二章 细胞分离与破碎
2.5 解： （1）对于珠磨法间歇破碎操作，细胞破碎动力学为 已知S = 90% = 0.9，k = 0.048 min-1，代入数据得：
由②积分得：
dV Qdt
V
t
dV 0.5 dt
V0
0
t V V0 1000 196.78 1606 (s)
0.5
0.5
（2）透析过滤： 保持料液量不变，则目标蛋白和小分子溶质得物料衡算为：
V
dcT dt
QcT (1 RT )
V
dcC dt
QcC (1 Rc )
VD Qt
积分得：
（式4.24）
第四章 膜分离
4.3 推导稳态操作条件下，表达超滤膜表面浓度极化层浓度分布 的微分方程
（式4.24）
第四章 膜分离
4.5 解： （1）开路循环：由
d (Vc) dt
Qc(1
RT
)
①
dV Qdt
②
得：
c (V0 )RT c0 V
代入数据得：
5
1000
(
) 0.99
1V
V 196.78(mL)
t = ln10/0.048 = 48.0 min （2）对于连续操作，使破碎率达到90%的平均停留
时间等于间歇操作时的破碎操作时间，即t = 48.0 min， 又 t = V/Q Q = V/t = 10/48 = 0.208 dm3.min-1。
第三章 初级分离
3.1 解：溶解酶浓度为2.8 mol/dm3时，
已知：A和B的热变性速率常数
分别为k D , A
2.3 1029
exp(
200 ) RT
kD,B
5.6 1037
exp(
250 ) RT
求：T 293.15K时，t 10 min, CA / CA,0和CB / CB,0
T 323.15K时，t 10 min, CA / CA,0和CB / CB,0