2025年大學(xué)（生物工程）生物分離工程期末試題及答案

（考試時(shí)間：90分鐘滿分100分）班級(jí)______姓名______第I卷（選擇題共30分）答題要求：每題只有一個(gè)正確答案，請(qǐng)將正確答案的序號(hào)填在括號(hào)內(nèi)。(總共10題，每題3分)w1.下列哪種分離方法不屬于基于物質(zhì)顆粒大小差異的分離技術(shù)？（）A.過濾B.離心C.離子交換色譜D.膜分離w2.在生物分離工程中，常用于蛋白質(zhì)等大分子分離的凝膠過濾色譜，其分離原理主要是基于（）。A.分子的電荷差異B.分子的大小差異C.分子的親和力差異D.分子的疏水性差異w3.以下哪種物質(zhì)在生物分離中可作為親和配基用于親和層析？（）A.氯化鈉B.葡萄糖C.抗體D.乙醇w4.離子交換樹脂在使用前通常需要進(jìn)行預(yù)處理，其目的不包括（）。A.去除雜質(zhì)B.調(diào)整樹脂的離子強(qiáng)度C.活化樹脂D.改變樹脂的孔徑大小w5.超濾過程中，影響截留率的主要因素不包括（）。A.溶質(zhì)分子大小B.操作壓力C.溫度D.溶劑的種類w6.對(duì)于生物活性物質(zhì)的提取，以下哪種方法能較好地保持其活性？（）A.高溫提取B.強(qiáng)酸提取C.低溫提取D.強(qiáng)堿提取w7.在雙水相萃取中，常用的兩種聚合物不包括（）。A.聚乙二醇B.葡聚糖C.聚丙烯酰胺D.聚乙烯醇w8.結(jié)晶過程中，晶核形成的速率與哪些因素?zé)o關(guān)？（）A.過飽和度B.溫度C.攪拌速度D.溶劑的顏色w9.蛋白質(zhì)透析時(shí)，透析袋的截留分子量主要取決于（）。A.透析袋的材質(zhì)B.透析時(shí)間C.透析溫度D.緩沖液的pH值w10.以下哪種色譜方法屬于反相色譜？（）A.硅膠柱色譜B.離子交換色譜C.疏水作用色譜D.凝膠過濾色譜第II卷（非選擇題共70分）w11.（10分）簡(jiǎn)述生物分離工程的主要任務(wù)及重要性。w12.（15分）比較離子交換色譜和親和色譜的原理及應(yīng)用特點(diǎn)。w13.（15分）材料題：某生物工程公司從發(fā)酵液中提取一種酶，發(fā)酵液中含有多種雜質(zhì)和其他蛋白質(zhì)。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一種合理的分離流程來(lái)獲得高純度的目標(biāo)酶，并說(shuō)明每一步驟的原理。w14.（15分）材料題：在蛋白質(zhì)純化過程中，采用了超濾和離子交換色譜相結(jié)合的方法。已知超濾的截留分子量為10kDa，離子交換樹脂為強(qiáng)陽(yáng)離子交換樹脂。請(qǐng)分析超濾和離子交換色譜在該純化過程中的作用，并說(shuō)明可能遇到的問題及解決方法。w15.（15分）論述題：隨著生物制藥產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，對(duì)生物分離技術(shù)的要求越來(lái)越高。請(qǐng)闡述當(dāng)前生物分離技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)以及未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。答案：w1.Cw2.Bw3.Cw4.Dw5.Dw6.Cw7.Cw8.Dw9.Aw10.Cw11.生物分離工程的主要任務(wù)是從發(fā)酵液、細(xì)胞培養(yǎng)液等生物體系中分離、純化和精制生物產(chǎn)品，包括蛋白質(zhì)、酶、核酸、多糖等。重要性在于它是生物工程產(chǎn)業(yè)鏈的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，直接影響生物產(chǎn)品的質(zhì)量、產(chǎn)量和成本，對(duì)于生物制藥、生物食品、生物能源等領(lǐng)域的發(fā)展至關(guān)重要。通過有效的分離技術(shù)，可以獲得高純度、高活性的生物產(chǎn)品，滿足市場(chǎng)需求。w12.離子交換色譜原理：基于離子交換樹脂上可解離基團(tuán)與溶液中離子間的交換作用。應(yīng)用特點(diǎn)：可分離帶電生物分子，如蛋白質(zhì)、核酸等，操作簡(jiǎn)便，成本較低，但選擇性相對(duì)較弱。親和色譜原理：利用生物分子間的特異性親和力，如抗原與抗體結(jié)合。應(yīng)用特點(diǎn)：選擇性高，能一步獲得高純度目標(biāo)產(chǎn)物，但配基制備成本高，應(yīng)用范圍有限。w13.首先采用離心去除發(fā)酵液中的細(xì)胞碎片等固體雜質(zhì)。原理：利用離心力使固體顆粒沉降。然后進(jìn)行超濾，截留大分子雜質(zhì)和目標(biāo)酶。原理：基于膜的孔徑大小篩分作用。接著進(jìn)行離子交換色譜，根據(jù)酶與雜質(zhì)電荷差異分離。原理：利用離子交換樹脂與帶電分子的交換作用。最后通過凝膠過濾進(jìn)一步純化，去除少量雜質(zhì)。原理：根據(jù)分子大小差異分離。w14.超濾作用：去除大于10kDa的大分子雜質(zhì)，濃縮目標(biāo)蛋白質(zhì)?？赡軉栴}：膜污染，解決方法是定期清洗膜。離子交換色譜作用：根據(jù)蛋白質(zhì)電荷差異進(jìn)一步分離純化?？赡軉栴}：非特異性吸附，可優(yōu)化緩沖液條件