2025年大學(xué)大三（生物工程）生物分離工程綜合測(cè)試試題及答案

（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：本卷共10小題，每小題3分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1.以下哪種生物分離技術(shù)常用于從發(fā)酵液中分離蛋白質(zhì)？A.離子交換色譜B.萃取C.過(guò)濾D.蒸餾2.生物分離工程中，超濾主要用于分離的物質(zhì)是？A.小分子有機(jī)物B.大分子蛋白質(zhì)C.細(xì)胞D.鹽類3.親和色譜的配基與目標(biāo)生物分子之間的作用主要是？A.共價(jià)鍵結(jié)合B.離子鍵結(jié)合C.疏水作用D.氫鍵作用4.蛋白質(zhì)等生物大分子在離子交換色譜中，其保留時(shí)間與以下哪個(gè)因素關(guān)系不大？A.離子強(qiáng)度B.pH值C.柱長(zhǎng)D.配基類型5.離心分離中，差速離心主要用于分離？A.不同沉降速度的顆粒B.密度不同的顆粒C.大小不同的顆粒D.電荷不同的顆粒6.以下哪種不是常用的生物分離介質(zhì)？A.硅膠B.瓊脂糖C.葡聚糖D.纖維素7.生物分離過(guò)程中，凝膠過(guò)濾色譜的分離原理是基于？A.分子大小不同B.電荷差異C.親和力不同D.分配系數(shù)不同8.離子交換樹(shù)脂的活性基團(tuán)帶正電荷時(shí)，屬于？A.陽(yáng)離子交換樹(shù)脂B.陰離子交換樹(shù)脂C.兩性離子交換樹(shù)脂D.中性離子交換樹(shù)脂9.萃取過(guò)程中，影響分配系數(shù)的主要因素不包括？A.溫度B.pH值C.萃取劑濃度D.柱體積10.以下哪種生物分離技術(shù)可用于蛋白質(zhì)的等電聚焦？A.電泳B.超濾C.離子交換色譜D.親和色譜第II卷（非選擇題共70分）二、填空題（共20分，每空2分）1.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、純化目標(biāo)生物產(chǎn)品，包括______、______、______等過(guò)程。2.離子交換色譜中，根據(jù)離子交換樹(shù)脂上活性基團(tuán)的性質(zhì)，可分為_(kāi)_____和______。3.親和色譜的特異性主要取決于______與______之間的相互作用。4.超濾膜的截留分子量是指能截留______以上的最小溶質(zhì)分子量。5.離心分離的主要設(shè)備有______和______。三、簡(jiǎn)答題（共20分，每題10分）1.簡(jiǎn)述離子交換色譜的基本原理及應(yīng)用。2.說(shuō)明凝膠過(guò)濾色譜的分離過(guò)程及特點(diǎn)。四、分析題（共15分）材料：在生物分離某蛋白質(zhì)的過(guò)程中，采用了離子交換色譜法。首先將發(fā)酵液進(jìn)行預(yù)處理后上樣到陽(yáng)離子交換樹(shù)脂柱。在洗脫過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)隨著洗脫液離子強(qiáng)度的增加，蛋白質(zhì)逐漸被洗脫下來(lái)。問(wèn)題：請(qǐng)分析該蛋白質(zhì)在陽(yáng)離子交換樹(shù)脂上的吸附和解吸過(guò)程，并解釋離子強(qiáng)度增加導(dǎo)致蛋白質(zhì)洗脫的原因。五、設(shè)計(jì)題（共15分）材料：現(xiàn)有一種新的生物活性蛋白質(zhì)，需要從細(xì)胞培養(yǎng)液中進(jìn)行分離純化。已知該蛋白質(zhì)的分子量約為50kDa，等電點(diǎn)為pH6.5，細(xì)胞培養(yǎng)液中含有多種雜質(zhì)蛋白和小分子物質(zhì)。問(wèn)題：請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)初步的生物分離純化方案，包括選擇合適的分離技術(shù)及簡(jiǎn)要說(shuō)明操作步驟。答案：第I卷選擇題答案：1.A2.B3.A4.C5.A6.A7.A8.A9.D10.A第II卷填空題答案：1.提取、分離、純化2.陽(yáng)離子交換樹(shù)脂、陰離子交換樹(shù)脂3.配基、目標(biāo)生物分子4.90%5.離心機(jī)、離心分離機(jī)第II卷簡(jiǎn)答題答案：1.離子交換色譜基本原理：基于離子交換樹(shù)脂上的活性基團(tuán)與溶液中離子之間的可逆交換反應(yīng)。應(yīng)用：可用于分離氨基酸、蛋白質(zhì)、核酸等生物大分子，以及抗生素、有機(jī)酸等小分子生物產(chǎn)品。2.凝膠過(guò)濾色譜分離過(guò)程：樣品進(jìn)入裝有多孔凝膠顆粒的色譜柱，小分子物質(zhì)可進(jìn)入凝膠顆粒內(nèi)部孔隙，在柱內(nèi)停留時(shí)間長(zhǎng)；大分子物質(zhì)不能進(jìn)入孔隙，直接隨洗脫液流出。特點(diǎn)：分離過(guò)程溫和，能保持生物大分子的活性，可根據(jù)分子大小進(jìn)行有效分離。第II卷分析題答案：該蛋白質(zhì)在陽(yáng)離子交換樹(shù)脂上的吸附是由于其帶負(fù)電荷，與陽(yáng)離子交換樹(shù)脂上帶正電荷的活性基團(tuán)發(fā)生靜電作用。隨著洗脫液離子強(qiáng)度增加，更多的離子與蛋白質(zhì)競(jìng)爭(zhēng)樹(shù)脂上的活性基團(tuán)，從而導(dǎo)致蛋白質(zhì)被洗脫下來(lái)。第II卷設(shè)計(jì)題答案：首先采用超濾去除小分子雜質(zhì)和部分分子量較小的雜質(zhì)蛋白。然后利用離子交換色譜，根據(jù)蛋白質(zhì)