生物分离工程试卷

南京工业大学生物分离工程试题（ A ）卷

一、填充题（40分，每小题2分）

1. 生物产品的分离包括R ，I ，P 和P 。

2. 发酵液常用的固液分离方法有和等。

3. 离心设备从形式上可分为，，等型式。

4. 膜分离过程中所使用的膜，依据其膜特性（孔径）不同可分为，和；

5. 多糖基离子交换剂包括和两大类。

6. 工业上常用的超滤装置有，，和。

7. 影响吸附的主要因素有，，，，和。

8. 离子交换树脂由，和组成。

9. 电泳用凝胶制备时，过硫酸铵的作用是；甲叉双丙烯酰胺的作用

是；TEMED的作用是；

10 影响盐析的因素有，，和；

11.在结晶操作中，工业上常用的起晶方法有，和；

12.简单地说，离子交换过程实际上只有，和三个步骤；

13.在生物制品进行吸附或离子交换分离时，通常遵循Langmuir吸附方程，其形式为；

14. 反相高效液相色谱的固定相是的，而流动相是的；常用的固定相有和；常用的流

动相有和；

15.超临界流体的特点是与气体有相似的，与液体有相似的；

16.离子交换树脂的合成方法有和两大类；

17.常用的化学细胞破碎方法有，，，和；

18.等电聚焦电泳法分离不同蛋白质的原理是依据其的不同；

19.离子交换分离操作中，常用的洗脱方法有和；

20. 晶体质量主要指，和三个方面；

三.计算题（30分）

1、用醋酸戊酯从发酵液中萃取青霉素，已知发酵液中青霉素浓度为0.2Kg/m3，萃取平衡常数为K=40，处理能力为H=0.5m3/h，萃取溶剂流量为L=0.03m3/h，若要产品收率达96%，试计算理论上所需萃取级数？（10分）

2、应用离子交换树脂作为吸附剂分离抗菌素，饱和吸附量为0.06 Kg（抗菌素）/Kg（干树脂）；当抗菌素浓度为0.02Kg/m3时，吸附量为0.04Kg/Kg；假定此吸附属于Langmuir等温吸附，求料液含抗菌素0.2Kg/m3时的吸附量（10分）

3、一种耐盐细胞其能积累细胞内低分子量卤化物，适应高渗透压，能在含有0.32mol/LNaCl, 0.02mol/LMgCl2, 0.015mol/LCaCl2, 0.01mol/LFeCl3 的培养基这培养，当其从含盐量高的培养基中转移至清水中，在数分钟内能将胞内产物释放出来，试估计细胞膜所受渗透压的大小。（设操作温度为25℃）（10分）

答案

1、Removal of insolubles, Isolation,

Purification, Polishing

2、离心，过滤

3、管式，套筒式，碟片式

4、微滤膜，超滤膜，纳滤膜，反渗透膜

5、葡聚糖离子交换剂，离子交换纤维素

6、板式，管式，螺旋卷式，中空纤维式

7、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

8、载体，活性基团，可交换离子

9、引发剂，交联剂，增速剂

10、溶质种类，溶质浓度，pH值，温度，11、自然起晶法，刺激起晶法，晶种起晶法

12、外部扩散，内部扩散，化学交换反应

13、Q＝q0C/(k+C)

14、非极性，极性，C18，C8，甲醇，乙睛

15、粘度（扩散系数），密度

16、共聚（加聚），均聚（缩聚）

17、渗透压冲击，增溶法，脂溶法，酶消化法，碱处

理法

18、等电点（pI）

19、pH梯度，离子强度（盐）梯度

20、晶体大小，晶体性状，晶体纯度

二、讨论题

1、请结合图示简述凝胶排阻色谱（分子筛）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。

2、绘制结晶过程中饱和曲线和过饱和曲线图，并简述其意义

答：结晶过程中的饱和温度曲线和不饱和温度曲线的简图如右图所示：

S-S曲线为饱和温度曲线，在其下方为稳定区，在该区域溶液为不饱和溶液，

不会自发结晶；

T-T曲线为过饱和温度曲线，在其上方为不稳定区，能够自发形成结晶；

S-S曲线和T-T曲线之间为亚稳定区，在该区域，溶液为过饱和溶液，但

若无晶种存在，也不能自发形成晶体；

3、何谓亲和吸附，有何特点？

答：亲和吸附是吸附单元操作的一种，它是利用亲和吸附剂与目标物之

间的特殊的化学作用实现的高效分离手段。亲和吸附剂的组成包括：惰

性载体、手臂链、特异性亲和配基。

亲和吸附的特点是高效、简便、适用范围广、分离速度快、条件温和，但载体制备难度大，通用性差，成本较高。

4、简述结晶过程中晶体形成的条件

答：结晶过程包括过饱和溶液的形成、晶核的形成及晶体的生长三个过程，其中溶液达到过饱和状态是结晶的前提，过饱和度是结晶的推动力。

5、比较常规聚丙稀酰胺凝胶电泳与SDS PAGE的分离原理

答：常规聚丙烯酰胺凝胶电泳和SDS-PAGE均为凝胶电泳的一种。

聚丙烯酰胺凝胶电泳分离蛋白质是依据其电荷（性质、荷电量）、分子形状和分子大小（分子量）差异实现分离的；

SDS-PAGE由于加入了SDS和强还原剂（DTT等），破坏了蛋白质分子的高级（二级、三级、四级）结构，并与蛋白质形成荷大量负电荷的聚合物，消除了不同蛋白质分子电荷及分子形状差异，而仅将分子量差异作为分离依据，