生物工藝下游試題及答案

一、單項選擇題1.以下哪種分離方法基于物質(zhì)在互不相溶的兩相之間分配系數(shù)的差異進(jìn)行分離？A.離子交換色譜B.萃取C.過濾D.離心答案：B2.在蛋白質(zhì)純化中，常利用蛋白質(zhì)的等電點進(jìn)行分離的方法是？A.親和色譜B.凝膠過濾色譜C.離子交換色譜D.等電聚焦電泳答案：D3.下列關(guān)于膜分離技術(shù)的說法，錯誤的是？A.超濾可以分離小分子有機物和無機鹽B.微濾主要用于分離微生物等較大顆粒C.反滲透可用于海水淡化D.納濾的截留分子量介于超濾和反滲透之間答案：A4.萃取過程中，分配系數(shù)K的定義是？A.溶質(zhì)在萃取相中的濃度與萃余相中的濃度之比B.萃余相中的濃度與萃取相中的濃度之比C.萃取劑與溶質(zhì)的質(zhì)量比D.溶質(zhì)與溶劑的體積比答案：A5.離子交換樹脂的活性基團(tuán)中，陽離子交換樹脂含有的活性基團(tuán)是？A.磺酸基B.季銨基C.伯胺基D.酚羥基答案：A6.凝膠過濾色譜中，最先被洗脫出來的是？A.分子量最小的分子B.分子量最大的分子C.電荷數(shù)最多的分子D.與凝膠親和力最強的分子答案：B7.工業(yè)上常用的過濾介質(zhì)不包括以下哪種？A.濾紙B.濾網(wǎng)C.硅藻土D.離子交換樹脂答案：D8.以下哪種方法不屬于蛋白質(zhì)沉淀方法？A.鹽析B.等電點沉淀C.超濾沉淀D.有機溶劑沉淀答案：C9.在親和色譜中，固定相上的配基與目標(biāo)分子之間的相互作用主要是？A.靜電作用B.氫鍵作用C.特異性的生物識別作用D.范德華力答案：C10.蒸發(fā)濃縮過程中，為了提高蒸發(fā)效率，通常采用的方法是？A.降低壓力B.增加溶液濃度C.減小加熱面積D.提高溶液的沸點答案：A二、多項選擇題1.以下屬于下游加工過程單元操作的有？A.細(xì)胞破碎B.離心分離C.色譜分離D.結(jié)晶答案：ABCD2.影響萃取效果的因素有？A.萃取劑的性質(zhì)B.溫度C.溶液的pH值D.萃取時間答案：ABCD3.離子交換色譜中，影響離子交換選擇性的因素包括？A.離子的電荷數(shù)B.離子的水化半徑C.離子交換樹脂的交聯(lián)度D.溶液的離子強度答案：ABCD4.凝膠過濾色譜的應(yīng)用包括？A.蛋白質(zhì)分子量測定B.蛋白質(zhì)脫鹽C.蛋白質(zhì)純度分析D.蛋白質(zhì)濃縮答案：ABC5.以下哪些是常用的細(xì)胞破碎方法？A.機械破碎法B.化學(xué)滲透法C.酶解法D.超聲破碎法答案：ABCD6.膜分離過程的推動力可以是？A.壓力差B.濃度差C.電位差D.溫度差答案：ABC7.蛋白質(zhì)沉淀方法中，鹽析法的優(yōu)點有？A.條件溫和B.沉淀的蛋白質(zhì)活性不易喪失C.分辨率高D.成本低答案：ABD8.親和色譜中常用的配基有？A.酶的底物B.抗體C.激素D.金屬離子答案：ABCD9.結(jié)晶過程中，影響晶體質(zhì)量的因素有？A.過飽和度B.溫度C.攪拌速度D.晶種答案：ABCD10.以下關(guān)于過濾的說法，正確的有？A.常壓過濾適用于濾液量大且固體含量較少的情況B.加壓過濾可以提高過濾速度C.真空過濾適用于過濾一些熱敏性物料D.助濾劑可以改善過濾性能答案：ABCD三、判斷題1.下游加工過程的目的是從發(fā)酵液或細(xì)胞培養(yǎng)液中分離、純化目標(biāo)產(chǎn)物，提高產(chǎn)物的濃度和純度。答案：對2.萃取過程中，分配系數(shù)K越大，說明溶質(zhì)在萃取相中的溶解度越小。答案：錯3.離子交換樹脂的交聯(lián)度越大，其網(wǎng)孔越大，交換速度越快。答案：錯4.凝膠過濾色譜是根據(jù)分子的大小進(jìn)行分離的，分子越大，在柱內(nèi)保留時間越長。答案：錯5.超濾膜的截留分子量越大，其孔徑越小。答案：錯6.鹽析法沉淀蛋白質(zhì)時，鹽的濃度越高，蛋白質(zhì)的溶解度越低。答案：對7.親和色譜具有高度的特異性，能從復(fù)雜混合物中選擇性地分離出目標(biāo)分子。答案：對8.結(jié)晶過程中，溶液的過飽和度越高，越有利于得到大顆粒晶體。答案：錯9.離心分離時，離心力越大，顆粒的沉降速度越慢。答案：錯10.細(xì)胞破碎后，釋放出的目標(biāo)產(chǎn)物通常直接進(jìn)行色譜分離，不需要進(jìn)行預(yù)處理。答案：錯四、簡答題1.簡述萃取過程的基本原理。答案：萃取是利用溶質(zhì)在互不相溶的兩相之間分配系數(shù)的差異，使溶質(zhì)從一相轉(zhuǎn)移到另一相的分離過程。當(dāng)含有溶質(zhì)的原料液與萃取劑接觸時，溶質(zhì)會在原料液和萃取劑形成的兩相之間進(jìn)行分配。分配系數(shù)K決定了溶質(zhì)在兩相中的分配比例，通過多次萃取操作，可實現(xiàn)溶質(zhì)的富集與分離，從而達(dá)到從原料液中提取目標(biāo)產(chǎn)物的目的。2.簡述離子交換色譜的分離原理。答案：離子交換色譜基于離子交換樹脂上的活性基團(tuán)與溶液中離子之間的靜電相互作用。離子交換樹脂帶有固定的電荷基團(tuán)，如陽離子交換樹脂含磺酸基等酸性基團(tuán)，陰離子交換樹脂含季銨基等堿性基團(tuán)。當(dāng)樣品溶液流經(jīng)樹脂柱時，溶液中的離子與樹脂上的活性基團(tuán)發(fā)生離子交換反應(yīng)，根據(jù)離子電荷數(shù)、水化半徑等差異，不同離子與樹脂的親和力不同，從而實現(xiàn)離子的分離。3.簡述凝膠過濾色譜的分離原理。答案：凝膠過濾色譜的固定相是具有一定孔徑范圍的多孔凝膠顆粒。當(dāng)樣品溶液進(jìn)入色譜柱后，不同大小的分子在凝膠顆粒的孔內(nèi)外分布情況不同。大分子不能進(jìn)入凝膠孔內(nèi)，只能在凝膠顆粒之間的空隙中流動，先被洗脫出來；小分子可以進(jìn)入凝膠孔內(nèi)，在柱內(nèi)停留時間較長，后被洗脫。依據(jù)分子大小的差異，實現(xiàn)不同分子的分離。4.簡述蛋白質(zhì)沉淀方法中的鹽析法原理。答案：鹽析法是利用中性鹽（如硫酸銨等）對蛋白質(zhì)溶解度的影響。當(dāng)中性鹽加入蛋白質(zhì)溶液中時，鹽離子與水分子結(jié)合，降低了溶液中自由水分子的濃度，使蛋白質(zhì)的水化膜變薄。同時，鹽離子的存在改變了蛋白質(zhì)表面的電荷分布，導(dǎo)致蛋白質(zhì)分子間的相互作用增強，蛋白質(zhì)溶解度降低而沉淀析出。不同蛋白質(zhì)在不同鹽濃度下沉淀，從而實現(xiàn)蛋白質(zhì)的初步分離。五、討論題1.討論在生物產(chǎn)品的下游加工過程中，如何選擇合適的分離純化方法。答案：選擇合適的分離純化方法需綜合多方面因素。首先要考慮目標(biāo)產(chǎn)物的性質(zhì)，如分子大小、電荷性質(zhì)、溶解度、穩(wěn)定性等。分子大小不同可選擇凝膠過濾等；電荷性質(zhì)差異適合離子交換色譜。產(chǎn)物的穩(wěn)定性決定操作條件的溫和程度。其次是原料液的組成，若雜質(zhì)多，需多種方法組合。再者，生產(chǎn)規(guī)模和成本也很關(guān)鍵，大規(guī)模生產(chǎn)要考慮方法的經(jīng)濟(jì)性。還要結(jié)合分離目的，是粗分還是精細(xì)純化。總之，要權(quán)衡多種因素，設(shè)計出高效合理的分離純化流程。2.闡述膜分離技術(shù)在生物下游加工中的優(yōu)勢與局限性。答案：膜分離技術(shù)優(yōu)勢明顯。它操作條件溫和，能減少對生物活性物質(zhì)的破壞，適合熱敏性、生物活性強的產(chǎn)物。無相變，能耗低，降低生產(chǎn)成本。設(shè)備簡單，可連續(xù)操作，易于放大。如超濾用于蛋白質(zhì)脫鹽等。但也有局限性。膜容易污染，導(dǎo)致通量下降，需要頻繁清洗或更換，增加成本和操作復(fù)雜性。截留分子量范圍有限，對某些物質(zhì)分離選擇性不高。膜的制備和維護(hù)要求高，部分膜材料價格昂貴，限制了其更廣泛應(yīng)用。3.討論親和色譜在生物大分子分離純化中的應(yīng)用及特點。答案：親和色譜在生物大分子分離純化中應(yīng)用廣泛。可用于分離蛋白質(zhì)、核酸等。比如利用抗原-抗體特異性結(jié)合分離抗體；用底物與酶的親和性純化酶。其特點突出，具有高度特異性，能從復(fù)雜體系中快速、高效分離出目標(biāo)分子，純度高。條件溫和，能保持生物大分子活性。操作相對簡便，分離效率高。但也存在一些不足，如配基的選擇和制備較復(fù)雜，成本較高，且柱子再生和維護(hù)要求嚴(yán)格，限制了其大規(guī)模應(yīng)用。4.談?wù)劶?xì)胞破碎方法的選擇依據(jù)以及不同方法的適用范圍。答案：細(xì)胞破碎方法選擇依據(jù)細(xì)胞類型、細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)、目標(biāo)產(chǎn)物性質(zhì)等。機械破碎法如高