生化分離技術(shù)試題及答案生化分離技術(shù)試卷一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共30分）1.下列哪種物質(zhì)不是常用的助濾劑（）A.硅藻土B.珍珠巖C.活性炭D.纖維素2.鹽析法沉淀蛋白質(zhì)的原理是（）A.降低蛋白質(zhì)溶液的介電常數(shù)B.中和電荷，破壞水化膜C.與蛋白質(zhì)結(jié)合成不溶性蛋白鹽D.調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)溶液的等電點(diǎn)3.離子交換樹脂的交聯(lián)度越大，其（）A.交換容量越大B.溶脹性越大C.網(wǎng)孔越小D.對(duì)離子的選擇性越小4.超濾過程中，主要的推動(dòng)力是（）A.濃度差B.電位差C.壓力差D.溫度差5.以下關(guān)于親和色譜的說法錯(cuò)誤的是（）A.親和色譜分離的選擇性高B.配基與待分離的生物分子特異性結(jié)合C.親和色譜的載體必須具有良好的親水性D.親和色譜只能用于蛋白質(zhì)的分離6.萃取操作中，分配系數(shù)K是指（）A.溶質(zhì)在萃取相中的濃度與在萃余相中的濃度之比B.萃取劑與料液的體積比C.溶質(zhì)在萃取相中的質(zhì)量與在萃余相中的質(zhì)量之比D.萃取劑與溶質(zhì)的摩爾比7.凝膠過濾色譜中，最先流出柱子的是（）A.分子量最大的分子B.分子量最小的分子C.與凝膠親和力最大的分子D.與凝膠親和力最小的分子8.下列哪種干燥方法屬于對(duì)流干燥（）A.真空干燥B.冷凍干燥C.噴霧干燥D.紅外干燥9.離子交換色譜中，離子強(qiáng)度對(duì)交換平衡的影響是（）A.離子強(qiáng)度增大，交換吸附量增大B.離子強(qiáng)度增大，交換吸附量減小C.離子強(qiáng)度對(duì)交換吸附量無影響D.離子強(qiáng)度的影響與離子的價(jià)態(tài)有關(guān)10.以下關(guān)于反膠團(tuán)萃取的說法正確的是（）A.反膠團(tuán)是由表面活性劑在有機(jī)溶劑中形成的納米級(jí)的聚集體B.反膠團(tuán)萃取只能用于萃取蛋白質(zhì)C.反膠團(tuán)萃取不需要使用表面活性劑D.反膠團(tuán)萃取的選擇性不如傳統(tǒng)萃取11.超臨界流體萃取中，常用的超臨界流體是（）A.二氧化碳B.氧氣C.氮?dú)釪.氫氣12.吸附色譜中，吸附劑的吸附能力與（）有關(guān)A.吸附劑的比表面積B.吸附劑的孔結(jié)構(gòu)C.吸附劑的表面性質(zhì)D.以上都是13.以下哪種方法不屬于膜分離技術(shù)（）A.反滲透B.電滲析C.離子交換D.微濾14.鹽析操作中，常用的鹽是（）A.氯化鈉B.硫酸鈉C.硫酸銨D.碳酸鈉15.凝膠過濾色譜的分離原理是（）A.依據(jù)分子的大小和形狀不同進(jìn)行分離B.依據(jù)分子的電荷性質(zhì)不同進(jìn)行分離C.依據(jù)分子與固定相的親和力不同進(jìn)行分離D.依據(jù)分子的溶解度不同進(jìn)行分離二、多項(xiàng)選擇題（每題3分，共15分）1.常用的細(xì)胞破碎方法有（）A.機(jī)械破碎法B.物理破碎法C.化學(xué)破碎法D.酶學(xué)破碎法2.影響萃取效果的因素有（）A.萃取劑的性質(zhì)B.溫度C.pH值D.萃取時(shí)間3.離子交換樹脂的性能指標(biāo)包括（）A.交換容量B.交聯(lián)度C.粒度D.選擇性系數(shù)4.以下屬于色譜分離技術(shù)的有（）A.離子交換色譜B.凝膠過濾色譜C.親和色譜D.吸附色譜5.干燥過程中，影響干燥速率的因素有（）A.物料的性質(zhì)B.干燥介質(zhì)的溫度C.干燥介質(zhì)的濕度D.干燥介質(zhì)的流速三、判斷題（每題2分，共20分）1.助濾劑的作用是增加濾餅的孔隙率，提高過濾速率。（）2.鹽析法沉淀蛋白質(zhì)時(shí)，鹽的濃度越高，沉淀效果越好。（）3.離子交換樹脂的交換容量只與樹脂的化學(xué)結(jié)構(gòu)有關(guān)，與外界條件無關(guān)。（）4.超濾可以截留所有的蛋白質(zhì)分子。（）5.親和色譜中，配基與待分離的生物分子的結(jié)合是不可逆的。（）6.萃取操作中，分配系數(shù)越大，萃取效果越好。（）7.凝膠過濾色譜中，分子越小，在柱內(nèi)停留的時(shí)間越短。（）8.超臨界流體萃取具有萃取效率高、選擇性好等優(yōu)點(diǎn)。（）9.吸附色譜中，吸附劑對(duì)不同物質(zhì)的吸附能力是相同的。（）10.膜分離技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是分離效率高、能耗低、操作簡(jiǎn)單等。（）四、簡(jiǎn)答題（每題10分，共20分）1.簡(jiǎn)述鹽析法的原理和影響鹽析的因素。2.簡(jiǎn)述親和色譜的基本原理和操作步驟。五、論述題（15分）論述膜分離技術(shù)在生化分離中的應(yīng)用及優(yōu)缺點(diǎn)。答案一、單項(xiàng)選擇題1.C解析：活性炭主要用于脫色、除臭等，不是常用的助濾劑。硅藻土、珍珠巖和纖維素是常用的助濾劑。2.B解析：鹽析法沉淀蛋白質(zhì)的原理是中和蛋白質(zhì)表面的電荷，破壞其水化膜，使蛋白質(zhì)分子相互聚集而沉淀。3.C解析：離子交換樹脂的交聯(lián)度越大，網(wǎng)孔越小，交換容量越小，溶脹性越小，對(duì)離子的選擇性越大。4.C解析：超濾過程中，主要的推動(dòng)力是壓力差，在壓力作用下，小分子物質(zhì)透過膜，大分子物質(zhì)被截留。5.D解析：親和色譜可用于多種生物分子的分離，如蛋白質(zhì)、核酸、多糖等，不只是用于蛋白質(zhì)的分離。6.A解析：萃取操作中，分配系數(shù)K是指溶質(zhì)在萃取相中的濃度與在萃余相中的濃度之比。7.A解析：凝膠過濾色譜中，分子量最大的分子不能進(jìn)入凝膠顆粒內(nèi)部，最先流出柱子。8.C解析：噴霧干燥屬于對(duì)流干燥，熱空氣與霧滴直接接觸進(jìn)行熱量和質(zhì)量傳遞。真空干燥是在減壓下進(jìn)行干燥，冷凍干燥是在低溫下使水分升華，紅外干燥是利用紅外線的輻射進(jìn)行加熱干燥。9.B解析：離子交換色譜中，離子強(qiáng)度增大，交換吸附量減小，因?yàn)楦唠x子強(qiáng)度會(huì)使離子與樹脂的結(jié)合力減弱。10.A解析：反膠團(tuán)是由表面活性劑在有機(jī)溶劑中形成的納米級(jí)的聚集體，可用于萃取多種生物分子，需要使用表面活性劑，其選擇性較高。11.A解析：超臨界流體萃取中，常用的超臨界流體是二氧化碳，因?yàn)樗哂信R界溫度接近室溫、無毒、不易燃等優(yōu)點(diǎn)。12.D解析：吸附劑的吸附能力與吸附劑的比表面積、孔結(jié)構(gòu)和表面性質(zhì)都有關(guān)。13.C解析：離子交換不屬于膜分離技術(shù)，反滲透、電滲析和微濾都屬于膜分離技術(shù)。14.C解析：鹽析操作中，常用的鹽是硫酸銨，因?yàn)樗娜芙舛却螅瑢?duì)蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性影響小。15.A解析：凝膠過濾色譜的分離原理是依據(jù)分子的大小和形狀不同進(jìn)行分離，分子大小不同在凝膠柱內(nèi)的保留時(shí)間不同。二、多項(xiàng)選擇題1.ABCD解析：常用的細(xì)胞破碎方法包括機(jī)械破碎法（如高壓勻漿、珠磨等）、物理破碎法（如超聲破碎等）、化學(xué)破碎法（如酸堿處理等）和酶學(xué)破碎法（如溶菌酶處理等）。2.ABCD解析：影響萃取效果的因素有萃取劑的性質(zhì)、溫度、pH值、萃取時(shí)間等。萃取劑的性質(zhì)決定其對(duì)溶質(zhì)的溶解能力，溫度、pH值會(huì)影響溶質(zhì)的存在狀態(tài)和分配系數(shù)，萃取時(shí)間影響萃取的平衡程度。3.ABCD解析：離子交換樹脂的性能指標(biāo)包括交換容量、交聯(lián)度、粒度和選擇性系數(shù)等。交換容量反映樹脂的交換能力，交聯(lián)度影響樹脂的結(jié)構(gòu)和性能，粒度影響樹脂的柱性能，選擇性系數(shù)表示樹脂對(duì)不同離子的選擇性。4.ABCD解析：離子交換色譜、凝膠過濾色譜、親和色譜和吸附色譜都屬于色譜分離技術(shù)，它們依據(jù)不同的分離原理進(jìn)行物質(zhì)的分離。5.ABCD解析：干燥過程中，影響干燥速率的因素有物料的性質(zhì)（如含水量、孔隙率等）、干燥介質(zhì)的溫度、濕度和流速等。溫度越高、濕度越低、流速越快，干燥速率通常越快。三、判斷題1.√解析：助濾劑可以增加濾餅的孔隙率，降低濾餅的阻力，從而提高過濾速率。2.×解析：鹽析法沉淀蛋白質(zhì)時(shí)，鹽的濃度并非越高越好，過高的鹽濃度可能會(huì)使蛋白質(zhì)變性，而且會(huì)增加后續(xù)處理的難度。3.×解析：離子交換樹脂的交換容量不僅與樹脂的化學(xué)結(jié)構(gòu)有關(guān)，還與外界條件如溫度、離子強(qiáng)度等有關(guān)。4.×解析：超濾有一定的截留分子量范圍，只能截留大于其截留分子量的蛋白質(zhì)分子，對(duì)于小分子蛋白質(zhì)可能會(huì)透過膜。5.×解析：親和色譜中，配基與待分離的生物分子的結(jié)合是可逆的，通過改變條件可以使它們分離。6.√解析：萃取操作中，分配系數(shù)越大，說明溶質(zhì)在萃取相中的濃度越高，萃取效果越好。7.×解析：凝膠過濾色譜中，分子越小，越容易進(jìn)入凝膠顆粒內(nèi)部，在柱內(nèi)停留的時(shí)間越長(zhǎng)。8.√解析：超臨界流體萃取具有萃取效率高、選擇性好、操作條件溫和等優(yōu)點(diǎn)。9.×解析：吸附色譜中，吸附劑對(duì)不同物質(zhì)的吸附能力不同，這是實(shí)現(xiàn)分離的基礎(chǔ)。10.√解析：膜分離技術(shù)具有分離效率高、能耗低、操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。四、簡(jiǎn)答題1.鹽析法的原理和影響鹽析的因素原理：鹽析法是利用不同蛋白質(zhì)在不同鹽濃度下溶解度不同的特性進(jìn)行分離的方法。當(dāng)向蛋白質(zhì)溶液中加入大量中性鹽時(shí)，鹽離子會(huì)中和蛋白質(zhì)表面的電荷，破壞其水化膜，使蛋白質(zhì)分子相互聚集而沉淀。影響因素：鹽的種類：不同的鹽對(duì)蛋白質(zhì)的鹽析效果不同，一般來說，離子價(jià)數(shù)越高、離子半徑越小的鹽，鹽析能力越強(qiáng)。常用的鹽是硫酸銨。鹽的濃度：在一定范圍內(nèi)，鹽濃度越高，蛋白質(zhì)的溶解度越低，但過高的鹽濃度可能會(huì)使蛋白質(zhì)變性。溫度：一般來說，溫度升高，蛋白質(zhì)的溶解度降低，但對(duì)于某些對(duì)溫度敏感的蛋白質(zhì)，過高的溫度可能會(huì)導(dǎo)致其變性。pH值：pH值會(huì)影響蛋白質(zhì)的帶電狀態(tài)，當(dāng)pH值接近蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)時(shí)，蛋白質(zhì)的溶解度最低，鹽析效果最好。2.親和色譜的基本原理和操作步驟基本原理：親和色譜是利用生物分子之間的特異性親和力進(jìn)行分離的一種色譜方法。將具有特異性親和力的配基固定在載體上，制成親和吸附劑。當(dāng)含有待分離生物分子的樣品通過親和柱時(shí)，待分離的生物分子會(huì)與配基特異性結(jié)合，而其他雜質(zhì)則不與配基結(jié)合，直接流出柱子。然后通過改變條件（如pH值、離子強(qiáng)度等），使待分離的生物分子與配基的結(jié)合力減弱，從而將其從柱上洗脫下來。操作步驟：親和吸附劑的制備：選擇合適的載體和配基，將配基通過化學(xué)方法固定在載體上。裝柱：將親和吸附劑裝入色譜柱中。平衡：用平衡緩沖液平衡柱子，使柱子達(dá)到穩(wěn)定的狀態(tài)。上樣：將含有待分離生物分子的樣品加入到柱子中，使待分離生物分子與配基結(jié)合。洗滌：用洗滌緩沖液洗滌柱子，去除未結(jié)合的雜質(zhì)。洗脫：用洗脫緩沖液洗脫結(jié)合在柱子上的待分離生物分子。再生：用再生緩沖液再生柱子，使柱子恢復(fù)到原來的狀態(tài)，以便下次使用。五、論述題膜分離技術(shù)在生化分離中的應(yīng)用及優(yōu)缺點(diǎn)應(yīng)用蛋白質(zhì)的分離和濃縮：超濾可以截留蛋白質(zhì)分子，實(shí)現(xiàn)蛋白質(zhì)的濃縮和脫鹽；微濾可以去除蛋白質(zhì)溶液中的微生物和顆粒雜質(zhì)。酶的分離和純化：利用膜的截留作用，可以將酶與其他小分子雜質(zhì)分離，同時(shí)可以對(duì)酶進(jìn)行濃縮。病毒的去除：納濾和反滲透可以去除生物制品中的病毒，提高產(chǎn)品的安全性。發(fā)酵液的澄清：微濾和超濾可以去除發(fā)酵液中的細(xì)胞、細(xì)胞碎片和不溶性雜質(zhì)，得到澄清的發(fā)酵液。生物分子的分級(jí)分離：根據(jù)膜的孔徑大小不同，可以對(duì)生物分子進(jìn)行分級(jí)分離，如分離不同分子量的蛋白質(zhì)、多糖等。優(yōu)點(diǎn)分離效率高：膜分離技術(shù)可以根據(jù)分子的大小、電荷、親疏水性等進(jìn)行分離，分離精度高。能耗低：膜分離過程一般不需要加熱或相變，能耗較低。操作簡(jiǎn)單：膜分離設(shè)備操作簡(jiǎn)單，易于控制，可以連續(xù)化生產(chǎn)。不破壞生物活性：膜分