2025年大學(xué)《生物工程-生物分離工程》考試備考題庫及答案解析單位所屬部門：________姓名：________考場號：________考生號：________一、選擇題1.生物分離工程中，膜分離技術(shù)的核心原理是（）A.利用分子篩分效應(yīng)B.依靠重力沉降C.基于表面吸附作用D.通過化學(xué)反應(yīng)改變物質(zhì)性質(zhì)答案：A解析：膜分離技術(shù)主要利用半透膜的選擇透過性，根據(jù)分子大小、形狀、電荷等特性實(shí)現(xiàn)混合物中各組分的分離。分子篩分效應(yīng)是膜分離的核心原理，其他選項(xiàng)所述機(jī)制并非膜分離的主要原理。2.在生物反應(yīng)器中，增加攪拌速度的主要目的是（）A.提高傳質(zhì)效率B.降低能耗C.促進(jìn)微生物聚集D.減少熱積聚答案：A解析：攪拌可以增加反應(yīng)器內(nèi)流體混合程度，促進(jìn)底物和產(chǎn)物在微生物細(xì)胞間的傳遞，從而提高傳質(zhì)效率。雖然攪拌可能影響能耗、細(xì)胞聚集和熱量分布，但主要作用是改善傳質(zhì)。3.下列哪種方法最適合分離蛋白質(zhì)與多糖？（）A.離心沉降B.超濾C.透析D.電泳答案：C解析：透析利用半透膜選擇性地讓小分子（如多糖）通過，而大分子（如蛋白質(zhì)）被截留，從而實(shí)現(xiàn)分離。其他方法要么無法有效區(qū)分兩者，要么分離效率較低。4.在層析分離中，若要增加分離度，可以采取的措施是（）A.增加層析柱長度B.降低流動(dòng)相流速C.改變固定相類型D.以上都是答案：D解析：增加分離度可通過多種方式實(shí)現(xiàn)，包括增加層析柱長度、降低流動(dòng)相流速和選擇更合適的固定相類型。這些因素都會(huì)影響分離選擇性，從而提高分離度。5.生物分離工程中，"截留分子量"通常用于描述哪種分離技術(shù)的性能？（）A.超濾B.離心C.吸附D.電滲析答案：A解析：截留分子量是超濾膜的重要性能參數(shù)，表示膜能夠截留的最小分子尺寸。其他分離技術(shù)通常不使用該參數(shù)描述性能。6.下列關(guān)于生物精煉過程的描述，錯(cuò)誤的是（）A.通常包括提取、純化和濃縮三個(gè)階段B.純化階段主要去除雜質(zhì)C.提取階段通常在常溫常壓下進(jìn)行D.濃縮階段可以增加目標(biāo)產(chǎn)物濃度答案：C解析：生物精煉的提取階段常涉及高溫高壓條件（如發(fā)酵、萃取等），并非都在常溫常壓下進(jìn)行。其他選項(xiàng)均正確描述了各階段的功能。7.在生物分離過程中，"動(dòng)態(tài)吸附容量"是指（）A.固定相在靜態(tài)條件下的最大吸附量B.固定相在動(dòng)態(tài)流動(dòng)條件下的吸附能力C.每單位時(shí)間內(nèi)的吸附速率D.吸附劑表面的覆蓋率答案：B解析：動(dòng)態(tài)吸附容量指在流動(dòng)相存在時(shí)，固定相實(shí)際表現(xiàn)出的吸附能力，與靜態(tài)條件下的最大吸附量（靜態(tài)吸附容量）不同。8.下列哪種設(shè)備主要用于去除發(fā)酵液中的細(xì)胞？（）A.超濾器B.離心機(jī)C.透析器D.電滲析儀答案：B解析：離心機(jī)利用離心力場分離固體顆粒（如細(xì)胞），是去除發(fā)酵液中細(xì)胞的常用設(shè)備。其他設(shè)備主要用于分離不同分子大小的物質(zhì)。9.在色譜分離中，"洗脫劑強(qiáng)度"通常用哪種參數(shù)表示？（）A.體積分?jǐn)?shù)B.pH值C.沸點(diǎn)D.密度答案：A解析：洗脫劑強(qiáng)度常通過其體積分?jǐn)?shù)等濃度參數(shù)表示，體積分?jǐn)?shù)越高，洗脫能力越強(qiáng)。其他參數(shù)與洗脫強(qiáng)度無直接關(guān)系。10.生物分離工程中，"傳質(zhì)效率"的主要影響因素是（）A.設(shè)備成本B.操作溫度C.能源消耗D.工藝穩(wěn)定性答案：B解析：傳質(zhì)效率受溫度、濃度梯度、流體力學(xué)條件等因素影響，其中溫度是關(guān)鍵因素之一。其他選項(xiàng)屬于工程經(jīng)濟(jì)或操作層面考慮，而非傳質(zhì)本身。11.生物分離工程中，吸附法分離的驅(qū)動(dòng)力主要是（）A.重力B.濃度差C.電場力D.化學(xué)鍵合答案：D解析：吸附法分離基于吸附劑與目標(biāo)分子之間的化學(xué)鍵合（包括范德華力、氫鍵、離子鍵等）實(shí)現(xiàn)分離。重力、濃度差和電場力可能在某些吸附過程中伴隨出現(xiàn)或被利用，但不是主要的分離驅(qū)動(dòng)力。12.在生物反應(yīng)器設(shè)計(jì)中，增加溶解氧的主要目的是（）A.促進(jìn)微生物生長B.提高底物轉(zhuǎn)化率C.增加產(chǎn)物毒性D.降低攪拌能耗答案：A解析：大多數(shù)微生物生長和代謝需要氧氣作為電子受體。增加溶解氧可以保障微生物的正常生長繁殖，從而提高整體反應(yīng)效率。提高底物轉(zhuǎn)化率和增加產(chǎn)物毒性并非增加溶解氧的主要目的，降低攪拌能耗通常不是設(shè)計(jì)的主要目標(biāo)。13.下列哪種膜分離技術(shù)最適合從液體中去除氣體？（）A.微濾B.超濾C.納濾D.反滲透答案：D解析：反滲透膜具有極高的選擇透過性，能有效阻止氣體通過，同時(shí)允許水分子通過，因此最適合用于從液體中去除溶解氣體。其他膜孔徑較大，對氣體的截留效果有限。14.在層析分離中，若目標(biāo)產(chǎn)物與雜質(zhì)在固定相上的吸附力相近，增加流動(dòng)相強(qiáng)度可能導(dǎo)致（）A.分離度提高B.出峰時(shí)間縮短C.柱效降低D.分離時(shí)間延長答案：C解析：當(dāng)目標(biāo)產(chǎn)物與雜質(zhì)吸附力相近時(shí)，增加流動(dòng)相強(qiáng)度會(huì)使兩者都更快地被洗脫下來，導(dǎo)致它們在色譜圖上的峰靠得很近，分離度下降。柱效與流動(dòng)相強(qiáng)度關(guān)系復(fù)雜，但在此情境下，吸附力差異減小是主要矛盾。15.生物分離工程中，"生產(chǎn)能力"通常指（）A.設(shè)備處理量B.產(chǎn)品純度C.分離效率D.能耗水平答案：A解析：生產(chǎn)能力指分離設(shè)備在單位時(shí)間內(nèi)能夠處理的原料量或得到的產(chǎn)物量，是衡量設(shè)備處理能力的重要指標(biāo)。純度、效率、能耗屬于分離過程的其他性能參數(shù)。16.下列哪種設(shè)備不屬于過濾設(shè)備？（）A.超濾膜B.旋轉(zhuǎn)閃蒸器C.板框壓濾機(jī)D.離心分離機(jī)答案：B解析：旋轉(zhuǎn)閃蒸器主要用于蒸發(fā)和濃縮，其工作原理與過濾無關(guān)。超濾膜、板框壓濾機(jī)和離心分離機(jī)都屬于利用不同原理實(shí)現(xiàn)固液分離的過濾設(shè)備。17.在吸附分離過程中，為提高吸附劑利用率，常采用的策略是（）A.降低吸附溫度B.增加吸附劑用量C.優(yōu)化吸附條件D.減少吸附時(shí)間答案：C解析：優(yōu)化吸附條件（如選擇合適的吸附劑、調(diào)節(jié)溫度、壓力、pH值等）可以在保證分離效果的前提下，最大限度地提高吸附劑對目標(biāo)產(chǎn)物的吸附量，從而提高利用率。單純增加用量、改變溫度或時(shí)間并非最優(yōu)或普適的策略。18.生物精煉過程中，"下游加工"階段的主要任務(wù)不包括（）A.去除色素B.提高產(chǎn)品純度C.減少產(chǎn)品體積D.增加產(chǎn)品穩(wěn)定性答案：C解析：下游加工旨在進(jìn)一步純化產(chǎn)品、去除雜質(zhì)（如色素）、改善物理化學(xué)性質(zhì)（如穩(wěn)定性），并可能進(jìn)行濃縮或結(jié)晶，但通常不涉及顯著減少產(chǎn)品體積，體積減少更多發(fā)生在提取或濃縮階段。19.在色譜分離中，"保留時(shí)間"主要反映了（）A.目標(biāo)分子的溶解度B.目標(biāo)分子與固定相的相互作用強(qiáng)度C.流動(dòng)相的流速D.柱的物理尺寸答案：B解析：保留時(shí)間是指目標(biāo)分子從進(jìn)入色譜柱到被洗脫出來所需的時(shí)間。它主要取決于目標(biāo)分子與固定相之間的相互作用強(qiáng)度，相互作用越強(qiáng)，保留時(shí)間越長。20.下列關(guān)于生物分離工程中"綠色化"原則的描述，錯(cuò)誤的是（）A.減少溶劑使用B.降低能耗C.使用可再生資源D.優(yōu)先選用劇毒試劑答案：D解析：綠色化原則強(qiáng)調(diào)使用環(huán)境友好、低毒或無毒的試劑，減少對環(huán)境和操作人員的危害。優(yōu)先選用劇毒試劑明顯違背綠色化原則。減少溶劑使用、降低能耗和使用可再生資源都是綠色化的重要體現(xiàn)。二、多選題1.生物分離工程中，膜分離技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)包括（）A.分離效率高B.操作條件溫和C.通常可逆性好D.設(shè)備投資成本高E.可實(shí)現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)答案：ABCE解析：膜分離技術(shù)通常具有分離效率高、操作條件溫和（常在常溫常壓下進(jìn)行）、選擇性好、過程簡單、易于實(shí)現(xiàn)連續(xù)化和自動(dòng)化生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)。但其缺點(diǎn)也可能包括設(shè)備投資成本相對較高、膜易污染、濃縮倍數(shù)有限等。選項(xiàng)A、B、C、E是其突出的優(yōu)點(diǎn)。2.影響生物反應(yīng)器中傳質(zhì)效率的因素主要有（）A.攪拌速度B.溫度C.氧氣分壓D.反應(yīng)器結(jié)構(gòu)E.微生物代謝速率答案：ABCD解析：傳質(zhì)效率指反應(yīng)物向微生物細(xì)胞內(nèi)傳遞以及產(chǎn)物從細(xì)胞內(nèi)向外界傳遞的速率。攪拌速度影響混合和濃度梯度，溫度影響分子擴(kuò)散和酶活性，氧氣分壓影響氣體溶解和傳遞，反應(yīng)器結(jié)構(gòu)決定流型和組織傳質(zhì)阻力。微生物代謝速率是傳質(zhì)的目的，而非直接影響傳質(zhì)速率的因素。3.在生物分離過程中，吸附法分離通常需要考慮的因素有（）A.吸附劑種類B.吸附劑用量C.吸附溫度D.吸附時(shí)間E.洗脫條件答案：ABCDE解析：吸附分離是一個(gè)復(fù)雜過程，涉及選擇合適的吸附劑（A）、確定最佳吸附劑用量以保證目標(biāo)物充分吸附又避免浪費(fèi)（B）、控制適宜的吸附溫度以平衡吸附和解吸速率（C）、保證足夠的吸附時(shí)間以達(dá)到平衡或接近平衡狀態(tài)（D），以及設(shè)計(jì)有效的洗脫條件以實(shí)現(xiàn)吸附劑的再生和目標(biāo)物的回收（E）。4.生物精煉過程中，下游加工階段可能采用的技術(shù)包括（）A.蒸發(fā)濃縮B.結(jié)晶純化C.色譜分離D.超濾E.離心分離答案：BCD解析：下游加工旨在進(jìn)一步純化目標(biāo)產(chǎn)物，去除殘留的雜質(zhì)或溶劑。常用的技術(shù)包括色譜分離（C）、超濾（D）等精細(xì)分離技術(shù)，以及結(jié)晶純化（B）以獲得高純度固體產(chǎn)品。蒸發(fā)濃縮（A）主要用于去除大量水分，有時(shí)也作為下游加工的一部分，但主要用于濃縮而非精細(xì)純化。離心分離（E）主要用于固液分離，可能用于下游加工的某個(gè)環(huán)節(jié)，但不是主要的純化技術(shù)。5.影響層析分離分離度的因素主要有（）A.固定相種類B.流動(dòng)相種類C.柱長D.流動(dòng)相流速E.樣品濃度答案：ABCD解析：層析分離的分離度是衡量分離效果的關(guān)鍵參數(shù)，受多種因素影響。主要包括固定相和流動(dòng)相的選擇（A、B），柱長（C），流動(dòng)相流速（D），以及樣品加載量等。樣品濃度（E）主要影響峰形和檢測限，對分離度的直接影響較小，除非濃度過高導(dǎo)致過載。6.生物分離工程中，超濾和微濾的主要區(qū)別在于（）A.膜的孔徑大小B.截留分子量范圍C.應(yīng)用目的D.操作壓力E.分離原理答案：AB解析：超濾和微濾都屬于壓力驅(qū)動(dòng)膜分離技術(shù)，其核心區(qū)別在于膜孔徑大小和相應(yīng)的截留分子量范圍。微濾的孔徑較大，通常用于去除細(xì)胞、菌體等較大顆粒；超濾的孔徑較小，可截留蛋白質(zhì)、多糖等大分子物質(zhì)。應(yīng)用目的（C）和操作壓力（D）兩者都可能不同，但不是它們定義上的根本區(qū)別。分離原理（E）對于兩者都是壓力驅(qū)動(dòng)下的篩分。7.在生物反應(yīng)器設(shè)計(jì)中，需要監(jiān)測的關(guān)鍵參數(shù)通常包括（）A.溫度B.pH值C.溶解氧D.底物濃度E.產(chǎn)物濃度答案：ABCDE解析：為了確保生物反應(yīng)器的穩(wěn)定運(yùn)行和目標(biāo)產(chǎn)物的高效合成，需要實(shí)時(shí)監(jiān)測一系列關(guān)鍵參數(shù)。這包括反映微生物生長環(huán)境條件的溫度（A）、pH值（B）、溶解氧（C），以及反映代謝過程狀態(tài)的底物濃度（D）和產(chǎn)物濃度（E）。8.吸附分離過程中，吸附劑再生的主要目的有（）A.釋放已吸附的目標(biāo)物B.恢復(fù)吸附劑結(jié)構(gòu)C.提高吸附劑重復(fù)使用率D.增加吸附劑比表面積E.減少吸附劑用量答案：ABC解析：吸附劑再生的主要目的是將已吸附的目標(biāo)物解吸下來（A），以便回收目標(biāo)物或處理廢棄物；同時(shí)，通過再生過程可以去除吸附劑上積累的雜質(zhì)，恢復(fù)其部分吸附性能，延長使用壽命（B），從而提高吸附劑的重復(fù)使用率（C）。吸附劑的結(jié)構(gòu)、比表面積（D）和用量（E）主要在制備或選擇階段考慮，再生過程的主要目的不是顯著改變這些固有屬性。9.生物分離工程中，"純化"的目的是（）A.去除雜質(zhì)B.提高產(chǎn)品純度C.回收目標(biāo)產(chǎn)物D.增加產(chǎn)品產(chǎn)量E.降低生產(chǎn)成本答案：ABC解析：純化的核心目的是將目標(biāo)產(chǎn)物與混合物中的其他組分（包括雜質(zhì)和原料）分離開來，去除或減少雜質(zhì)（A），從而顯著提高目標(biāo)產(chǎn)物的純度（B）。同時(shí)，純化過程也伴隨著目標(biāo)產(chǎn)物的回收（C）。增加產(chǎn)量（D）和降低成本（E）是分離工程的總體目標(biāo)，但不是純化過程本身的主要直接目的。10.影響生物分離工程中下游加工效率的因素有（）A.原料預(yù)處理效果B.純化工藝選擇C.設(shè)備匹配度D.操作條件控制E.目標(biāo)產(chǎn)物穩(wěn)定性答案：ABCDE解析：下游加工效率受多個(gè)因素影響。原料預(yù)處理的徹底性（A）直接影響后續(xù)純化效果；純化工藝路線和具體技術(shù)的選擇（B）是效率的基礎(chǔ)；所使用的設(shè)備（如層析柱、膜組件、結(jié)晶罐等）與工藝的匹配度（C）至關(guān)重要；精確控制各種操作條件（如溫度、pH、流速等）（D）是保證效率的關(guān)鍵；目標(biāo)產(chǎn)物在分離純化過程中的穩(wěn)定性（E）也直接影響最終回收率和純度，進(jìn)而影響整體效率。11.生物分離工程中，膜分離技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域包括（）A.細(xì)胞分離B.蛋白質(zhì)純化C.液體濃縮D.氣體分離E.固體干燥答案：ABCD解析：膜分離技術(shù)因其高效、選擇性好的特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于多種領(lǐng)域。微濾和超濾可用于細(xì)胞、菌體等大顆粒物質(zhì)的分離（A）；超濾和納濾可用于蛋白質(zhì)、多糖等大分子物質(zhì)的純化（B）；反滲透可用于溶液的濃縮和脫鹽（C）；反滲透膜也能用于脫除氣體中的水分或特定氣體（D）。固體干燥（E）通常不屬于膜分離技術(shù)的范疇，而是通過熱能去除水分的過程。12.影響生物反應(yīng)器中混合效果的因素有（）A.攪拌槳形式B.攪拌轉(zhuǎn)速C.反應(yīng)器幾何形狀D.流體粘度E.溫度控制精度答案：ABCD解析：混合效果是生物反應(yīng)器設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，影響傳質(zhì)和傳熱效率。攪拌槳形式（A）、攪拌轉(zhuǎn)速（B）決定了攪拌功率和流場特性；反應(yīng)器幾何形狀（C）影響流動(dòng)路徑和死角形成；流體粘度（D）影響流動(dòng)阻力；這些因素共同決定了混合的程度。溫度控制精度（E）主要影響熱傳遞效率，雖然混合與傳熱密切相關(guān)，但精度本身不是混合效果的直接影響因素。13.在生物分離過程中，吸附法與吸收法的主要區(qū)別在于（）A.分離原理B.作用力類型C.目標(biāo)物質(zhì)狀態(tài)D.設(shè)備結(jié)構(gòu)E.解吸方法答案：ABC解析：吸附法基于吸附劑與目標(biāo)分子間的分子間作用力（如范德華力、氫鍵等）實(shí)現(xiàn)分離，通常用于從氣體或液體中富集或去除特定分子（A、B、C）。吸收法基于溶質(zhì)在溶劑中溶解度的差異實(shí)現(xiàn)分離，通常發(fā)生在氣液界面或液液界面，目標(biāo)物質(zhì)通常以分子形式溶解（C）。兩者作用力類型不同（B），目標(biāo)物質(zhì)狀態(tài)有時(shí)也不同（C）。設(shè)備結(jié)構(gòu)（D）和解吸方法（E）可以相似（如柱式設(shè)備）或不同，并非本質(zhì)區(qū)別。14.生物精煉過程中，提取階段可能采用的方法有（）A.萃取B.蒸餾C.溶劑萃取D.離心分離E.電滲析答案：ABC解析：提取階段旨在從原料中釋放并初步分離目標(biāo)產(chǎn)物。常用的方法包括利用相似相溶原理的萃取（A）、基于揮發(fā)性差異的蒸餾（B）、以及作為萃取方式之一的溶劑萃?。–）。離心分離（D）主要用于固液分離，常在提取后或預(yù)處理中使用。電滲析（E）是膜分離技術(shù)，主要用于離子型物質(zhì)分離，通常不作為提取階段的主要方法。15.在層析分離中，影響柱效的因素有（）A.固定相顆粒大小B.固定相顆粒孔隙度C.流動(dòng)相流速D.柱長E.樣品加載量答案：ABCD解析：柱效（理論塔板數(shù)）是衡量層析柱分離能力的指標(biāo)，受多種因素影響。固定相顆粒大?。ˋ）和孔隙度（B）影響液相傳質(zhì)阻力，顆粒越小、孔隙越合理，柱效通常越高。流動(dòng)相流速（C）影響洗脫時(shí)間，過快會(huì)降低柱效。柱長（D）增加，理論上柱效也增加，但受其他因素限制。樣品加載量（E）過高會(huì)導(dǎo)致過載，反而使柱效下降。因此，A、B、C、D均影響柱效。16.生物分離工程中，"下游加工"的復(fù)雜性主要源于（）A.目標(biāo)產(chǎn)物性質(zhì)多樣B.原料組成復(fù)雜C.純化步驟多D.回收率要求高E.設(shè)備投資巨大答案：ABCD解析：下游加工的復(fù)雜性體現(xiàn)在多個(gè)方面。目標(biāo)產(chǎn)物種類繁多，性質(zhì)各異（A），需要采用不同的分離純化策略。原料通常含有大量雜質(zhì)，成分復(fù)雜（B），增加了分離難度。為了獲得高純度產(chǎn)品，往往需要串聯(lián)多個(gè)純化步驟（C），過程冗長。同時(shí)，下游加工需要嚴(yán)格控制各步驟的回收率（D），以保證經(jīng)濟(jì)性，這也增加了操作難度。雖然設(shè)備投資可能巨大（E），但這更多是工程經(jīng)濟(jì)問題，而非過程本身的復(fù)雜性根源。17.影響生物分離工程中吸附劑選擇的關(guān)鍵因素有（）A.吸附容量B.吸附選擇性C.化學(xué)穩(wěn)定性D.物理穩(wěn)定性E.再生能耗答案：ABCDE解析：選擇合適的吸附劑是吸附分離成功的關(guān)鍵。吸附容量（A）決定了單位質(zhì)量吸附劑能吸附多少目標(biāo)物，直接影響處理量。吸附選擇性（B）指吸附劑對目標(biāo)物與其他組分的吸附能力差異，選擇性越高，分離越容易?；瘜W(xué)穩(wěn)定性（C）確保吸附劑在接觸原料和洗脫劑時(shí)不會(huì)發(fā)生不可逆的化學(xué)變化。物理穩(wěn)定性（D）包括機(jī)械強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，保證吸附劑在操作過程中不粉化或破損。再生能耗（E）影響吸附劑的使用成本和可持續(xù)性，是重要的經(jīng)濟(jì)性考量因素。18.生物反應(yīng)器設(shè)計(jì)中，增加反應(yīng)器容積傳質(zhì)系數(shù)的方法有（）A.提高攪拌轉(zhuǎn)速B.增加攪拌器直徑C.使用高效攪拌槳D.減少液膜厚度E.降低反應(yīng)液粘度答案：ABCDE解析：容積傳質(zhì)系數(shù)（kLa）是衡量氣液傳質(zhì)效率的參數(shù)，表示單位體積反應(yīng)液單位時(shí)間內(nèi)吸收的氣體量。提高攪拌轉(zhuǎn)速（A）、增加攪拌器直徑（B）、使用高效攪拌槳（C）都能增強(qiáng)混合，減小氣液界面處的濃度邊界層厚度，從而提高傳質(zhì)速率和kLa值。減少液膜厚度（D）是提高傳質(zhì)效率的直接體現(xiàn)。降低反應(yīng)液粘度（E）能減小流體流動(dòng)阻力，改善傳質(zhì)條件，同樣有助于提高kLa值。19.生物分離工程中，"綠色化"原則的要求包括（）A.減少溶劑使用B.使用可再生資源C.消除廢棄物排放D.降低能耗E.優(yōu)先選用劇毒試劑答案：ABD解析：生物分離工程的綠色化旨在減少對環(huán)境的影響和提高資源利用效率。要求包括：采用無溶劑或少溶劑工藝（A）、使用可再生或生物基資源（B）、提高資源回收利用率、減少廢棄物排放（C的一部分）、采用節(jié)能技術(shù)或工藝（D）。優(yōu)先選用劇毒試劑（E）顯然違背綠色化原則，應(yīng)選用低毒或無毒試劑。20.在生物分離過程中，層析分離的優(yōu)勢包括（）A.分離選擇性好B.可實(shí)現(xiàn)高純度分離C.操作條件溫和D.通用性強(qiáng)E.通常適用于大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)答案：ABCD解析：層析分離技術(shù)具有多方面的優(yōu)勢。利用目標(biāo)分子與固定相/流動(dòng)相間微弱的相互作用差異，可以實(shí)現(xiàn)良好的分離選擇性（A），并可能達(dá)到很高的純度（B）。許多層析過程在常溫常壓下進(jìn)行，對目標(biāo)產(chǎn)物和生物催化劑相對溫和（C）。層析方法種類繁多，適用于不同性質(zhì)的目標(biāo)物（D），具有較好的通用性。然而，層析（尤其是色譜）通常需要消耗大量寶貴吸附劑，且對于大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)，成本和效率往往是挑戰(zhàn)，并非總是首選（E）。但選項(xiàng)A、B、C、D是其公認(rèn)的優(yōu)勢。三、判斷題1.超濾和反滲透都屬于壓力驅(qū)動(dòng)膜分離技術(shù)，但超濾膜的孔徑通常比反滲透膜大。（）答案：正確解析：超濾和反滲透都是利用壓力差驅(qū)動(dòng)物質(zhì)通過選擇性膜進(jìn)行分離的技術(shù)。其核心區(qū)別在于膜孔徑的大小，超濾膜的孔徑通常在幾納米到幾十納米之間，主要用于截留大分子物質(zhì)如蛋白質(zhì)、多糖以及膠體、細(xì)胞等；而反滲透膜的孔徑則更小，通常在幾埃到幾納米之間，能夠截留離子和小分子物質(zhì)。因此，超濾膜的孔徑確實(shí)通常比反滲透膜大。2.在生物反應(yīng)器中，提高攪拌速度可以無限提高傳質(zhì)效率。（）答案：錯(cuò)誤解析：攪拌速度的提高確實(shí)能增強(qiáng)混合，減小濃度梯度，從而提高傳質(zhì)效率。但是，攪拌速度過高會(huì)導(dǎo)致能量消耗急劇增加，可能引起剪切力對微生物的損傷，并且過強(qiáng)的湍流可能反而導(dǎo)致傳質(zhì)效率下降（例如形成大的渦流導(dǎo)致短路），甚至使反應(yīng)器內(nèi)層化。因此，存在一個(gè)最佳攪拌速度范圍，并非越高越好，不能無限提高傳質(zhì)效率。3.吸附分離過程是不可逆的。（）答案：錯(cuò)誤解析：吸附分離過程通常是可逆的。吸附劑與吸附質(zhì)之間的作用力（如分子間作用力）在一定條件下是平衡的，當(dāng)改變條件（如降低溫度、改變壓力、使用洗脫劑）時(shí)，已吸附的吸附質(zhì)可以被解吸下來，從而使吸附劑再生。正是這種可逆性，使得吸附分離過程可以循環(huán)使用吸附劑。4.生物精煉的下游加工階段通常比提取階段簡單。（）答案：錯(cuò)誤解析：生物精煉的下游加工階段（也稱為分離純化階段）通常比提取階段更為復(fù)雜。提取階段的目標(biāo)是將目標(biāo)產(chǎn)物從復(fù)雜的原料基質(zhì)中初步分離出來，方法相對直接。而下游加工則需要采用一系列精細(xì)的分離純化技術(shù)（如層析、結(jié)晶、膜分離等），去除各種雜質(zhì)，以獲得高純度的目標(biāo)產(chǎn)物，過程通常涉及更多步驟和更嚴(yán)格條件的控制。5.層析分離的分離度只與固定相有關(guān)。（）答案：錯(cuò)誤解析：層析分離的分離度（Resolution,Rs）是衡量分離效果的關(guān)鍵參數(shù)，它不僅與固定相的性質(zhì)（如類型、粒度、孔徑等）密切相關(guān)，還與流動(dòng)相的性質(zhì)（如種類、極性、梯度等）、分離溫度、柱長、流速、樣品加載量等多種因素有關(guān)。固定相和流動(dòng)相的選擇是決定分離度的首要因素，但其他條件同樣重要。6.生物分離工程中，"生產(chǎn)能力"指的是單位時(shí)間內(nèi)設(shè)備能夠處理的原料量或得到的產(chǎn)物量。（）答案：正確解析：生產(chǎn)能力（Productivity）是評價(jià)分離設(shè)備效率的重要指標(biāo)，通常定義為在單位時(shí)間內(nèi)（如每小時(shí)或每天）設(shè)備能夠處理的原材料數(shù)量或能夠生產(chǎn)得到的產(chǎn)品數(shù)量。這個(gè)指標(biāo)反映了設(shè)備的處理能力和經(jīng)濟(jì)性。7.離心分離機(jī)主要用于從液體中分離固體顆粒，其分離效率主要取決于離心力大小。（）答案：正確解析：離心分離機(jī)利用離心力場使密度或尺寸不同的顆粒在流體中發(fā)生沉降或分離。離心力的大小與旋轉(zhuǎn)速度和旋轉(zhuǎn)半徑成正比，是影響分離效率的主要因素。離心力越大，小顆粒或輕質(zhì)液滴與中心軸的距離就越遠(yuǎn)，沉降或分離速度越快，效率越高。8.吸附劑的比表面積越大，其吸附容量就一定越高。（）答案：錯(cuò)誤解析：吸附容量是指單位質(zhì)量或單位體積吸附劑所能吸附的物質(zhì)量。吸附劑的比表面積（單位質(zhì)量或體積的表面積）是影響吸附容量的重要因素，但并非唯一因素。吸附容量還取決于吸附劑與吸附質(zhì)之間的相互作用力強(qiáng)度、吸附質(zhì)的性質(zhì)、吸附溫度和壓力等。例如，即使比表面積很大，如果吸附劑與吸附質(zhì)的相互作用力很弱，吸附容量也不會(huì)高。9.生物分離工程的目標(biāo)是獲得單一純凈的化合物。（）答案：錯(cuò)誤解析：生物分離工程的目標(biāo)是根據(jù)實(shí)際需求，將生物原料中的目標(biāo)產(chǎn)物進(jìn)行分離、純化、濃縮或回收，以滿足不同應(yīng)用的要求。這些要求可能是獲得高純度的單一化合物（如藥物），也可能是獲得含有一定純度目標(biāo)產(chǎn)物的混合物（如飼料、工業(yè)酶制劑），或是提取有價(jià)值副產(chǎn)物。因此，目標(biāo)并非總是獲得單一純凈的化合物。10.溫度對生物分離過程中的傳質(zhì)和反應(yīng)都有顯著影響。（）答案：正確解析：溫度是影響生物分離過程的重要因素。對于傳質(zhì)過程，溫度影響流體粘度、擴(kuò)散系數(shù)以及溶解度，從而影響傳質(zhì)速率。對于涉及化學(xué)反應(yīng)的分離過程（如吸附和解吸），溫度直接影響反應(yīng)速率和平衡常數(shù)，進(jìn)而影響分離效率和選擇性。因此，溫度控制對于優(yōu)化生物分離過程至關(guān)重要。四、簡答題1.簡述生物分離工程中吸附法的基本原理及其主要步驟。答案：吸附法的基本原理是利用吸附劑表面與目標(biāo)分子之間存在的范德華力、氫鍵、離子鍵等分子間作用力，將目標(biāo)分子從混合物（液體或氣體）中選擇性地富集到固體吸附劑表面；主要步驟包括：準(zhǔn)備原料，選擇合適的吸附劑，將原料與吸附劑接觸進(jìn)行吸附，使目標(biāo)分子吸附在吸附劑表面；分離吸附了目標(biāo)分子的吸附劑與未吸附的組分，常用方法有洗滌、過濾或離心；最后對吸附劑進(jìn)行再生，即解除目標(biāo)分子與吸附劑之間的作用力，使其恢復(fù)吸附能力，以便循環(huán)使用。2.生物反應(yīng)器設(shè)計(jì)中，