2025年大學（生物工程）生物分離工程模塊測試試題及答案

（考試時間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______第I卷（選擇題共40分）答題要求：請從每小題的四個選項中，選出一個最符合題意的答案，將其序號填在題后的括號內(nèi)。(總共20題，每題2分)1.生物分離工程中，以下哪種方法不屬于膜分離技術(shù)？（）A.超濾B.反滲透C.離子交換色譜D.微濾2.蛋白質(zhì)等生物大分子在離子交換色譜中的保留時間主要取決于（）A.分子大小B.電荷性質(zhì)C.疏水性D.吸附能力3.以下哪種物質(zhì)常用于親和色譜的配基？（）A.氯化鈉B.葡萄糖C.抗體D.硅膠4.在離心分離中，離心機的轉(zhuǎn)速與離心力的關(guān)系是（）A.轉(zhuǎn)速越高，離心力越小B.轉(zhuǎn)速越高，離心力越大C.兩者無關(guān)D.轉(zhuǎn)速與離心力呈線性關(guān)系5.生物分離工程中，萃取劑的選擇原則不包括（）A.對目標產(chǎn)物有高選擇性B.與料液互溶度大C.易于回收和循環(huán)利用D.價格昂貴6.超臨界流體萃取的優(yōu)點不包括（）A.萃取效率高B.能在低溫下操作C.無有機溶劑殘留D.設(shè)備成本低7.凝膠過濾色譜中，分子量大的物質(zhì)（）A.先流出B.后流出C.與分子量小的物質(zhì)同時流出D.無法確定流出順序8.離子交換樹脂的活性基團不包括（）A.磺酸基B.羧基C.羥基D.甲基9.以下哪種方法可用于蛋白質(zhì)的等電聚焦電泳?（）A.SDSB.毛細管電泳C.瓊脂糖凝膠電泳D.聚丙烯酰胺凝膠電泳10.生物分離工程中，吸附劑的吸附容量主要取決于（）A.吸附劑的比表面積B.吸附劑的孔徑C.吸附溫度D.吸附時間1.A2.B3.C4.B5.D6.D7.A8.D9.B10.A11.以下哪種酶可用于蛋白質(zhì)的水解分離？（）A.淀粉酶B.蛋白酶C.脂肪酶D.纖維素酶12.微濾膜的孔徑范圍一般為（）A.0.01-0.1μmB.0.1-1μmC.1-10μmD.10-100μm13.親和色譜中，目標產(chǎn)物與配基之間的相互作用屬于（）A.共價鍵B.離子鍵C.氫鍵D.特異性相互作用14.在色譜分離中，塔板理論可用于解釋（）A.分離效率B.分離速度C.分離選擇性D.分離成本15.以下哪種方法可用于去除生物樣品中的內(nèi)毒素？（）A.超濾B.離子交換C.活性炭吸附D.親和色譜16.生物分離工程中，結(jié)晶的主要目的是（）A.提高純度B.增加產(chǎn)量C.改變形態(tài)D.降低成本17.離心分離中，沉降系數(shù)與顆粒大小的關(guān)系是（）A.顆粒越大，沉降系數(shù)越小B.顆粒越大，沉降系數(shù)越大C.兩者無關(guān)D.沉降系數(shù)與顆粒大小呈線性關(guān)系18.離子交換色譜中，洗脫液的離子強度增加時（）A.目標產(chǎn)物的保留時間增加B.目標產(chǎn)物的保留時間減小C.目標產(chǎn)物的保留時間不變D.目標產(chǎn)物的洗脫順序改變19.超臨界流體的密度與壓力的關(guān)系是（）A.壓力越高，密度越低B.壓力越高，密度越高C.兩者無關(guān)D.壓力與密度呈線性關(guān)系20.凝膠過濾色譜的分離原理是基于（）A.分子大小不同B.電荷性質(zhì)不同C.疏水性不同D.吸附能力不同11.B12.C13.D14.A15.C16.A17.B18.B19.B20.A第II卷（非選擇題共60分）（一）填空題（共10分）答題要求：請在每題的橫線上填寫正確答案。(總共5題，每題2分)1.生物分離工程的主要任務(wù)是從發(fā)酵液等生物體系中分離、純化和精制目標______。2.離子交換色譜的固定相是______，流動相是______。3.親和色譜中，配基與目標產(chǎn)物之間的相互作用具有高度的______。4.離心分離的主要設(shè)備有______和______。5.超臨界流體萃取中，常用的超臨界流體有______和______。（二）簡答題（共20分）答題要求：請簡要回答問題，要點清晰，語言簡潔。(總共4題，每題5分)1.簡述膜分離技術(shù)的優(yōu)點。2.說明蛋白質(zhì)在離子交換色譜中的分離原理。3.簡述親和色譜的基本操作步驟。4.離心分離的影響因素有哪些？（三）論述題（共15分）答題要求：請詳細闡述問題，觀點明確，論述合理，結(jié)合相關(guān)知識進行分析。論述生物分離工程中不同分離方法的聯(lián)合應(yīng)用及其優(yōu)勢。（四）材料分析題（共15分）材料：在生物分離工程中，對某發(fā)酵液進行處理以分離其中的目標蛋白質(zhì)。首先采用離心分離去除大部分細胞碎片，然后通過超濾進一步濃縮蛋白質(zhì)溶液，接著使用離子交換色譜進行初步純化，最后通過親和色譜得到高純度的目標蛋白質(zhì)。問題：1.離心分離在整個分離過程中的作用是什么？2.超濾濃縮蛋白質(zhì)溶液的原理是什么？3.離子交換色譜初步純化的依據(jù)是什么？（五）設(shè)計題（共20分）答題要求：請根據(jù)給定的條件和要求，設(shè)計一個合理的生物分離工藝流程?，F(xiàn)有一種生物活性肽，存在于發(fā)酵液中，雜質(zhì)主要為蛋白質(zhì)、多糖和小分子鹽類。請設(shè)計一個從發(fā)酵液中分離純化該生物活性肽的工藝流程，并說明各步驟的作用。1.產(chǎn)物2.離子交換樹脂；緩沖溶液3.特異性4.離心機；超速離心機5.二氧化碳；氮氣（二）簡答題1.膜分離技術(shù)不發(fā)生相變化，能耗低；分離效率高，可在分子水平上進行分離；設(shè)備簡單，操作方便，易于自動化；無相態(tài)變化，不引入新的雜質(zhì)，能保持產(chǎn)品的生物活性。2.蛋白質(zhì)是兩性電解質(zhì)，在不同pH值下帶有不同電荷。離子交換色譜固定相帶有可交換離子，當?shù)鞍踪|(zhì)溶液通過時，根據(jù)蛋白質(zhì)所帶電荷與固定相離子的靜電作用，不同電荷的蛋白質(zhì)被吸附在固定相上，然后用不同離子強度的緩沖液洗脫，使蛋白質(zhì)按電荷差異實現(xiàn)分離。3.首先選擇合適的配基與載體偶聯(lián)制成親和吸附劑；將含有目標產(chǎn)物的樣品上樣，目標產(chǎn)物與配基特異性結(jié)合；用適當?shù)南疵搫┫疵?，使目標產(chǎn)物與配基分離；對洗脫液進行后續(xù)處理得到目標產(chǎn)物。4.離心力大小，與轉(zhuǎn)速和顆粒質(zhì)量等有關(guān)；顆粒大小和形狀，大顆粒沉降快；介質(zhì)密度和黏度，影響顆粒沉降速度；離心時間，足夠時間使顆粒沉降。（三）論述題生物分離工程中不同分離方法聯(lián)合應(yīng)用很常見。比如先采用離心或過濾去除固體雜質(zhì)，為后續(xù)分離創(chuàng)造良好條件。超濾可用于濃縮和初步分離，根據(jù)分子大小不同實現(xiàn)分離。離子交換色譜利用電荷差異進一步純化。親和色譜則基于特異性相互作用得到高純度產(chǎn)物。聯(lián)合應(yīng)用優(yōu)勢在于能充分發(fā)揮各方法長處，提高分離效率和純度，減少雜質(zhì)干擾，更有效地從復(fù)雜體系中獲得目標產(chǎn)物，滿足不同生物制品的分離需求。（四）材料分析題1.離心分離去除大部分細胞碎片，使發(fā)酵液初步澄清，減少后續(xù)分離的雜質(zhì)干擾，為后續(xù)超濾、色譜分離等操作提供更純凈的料液。2.超濾濃縮蛋白質(zhì)溶液的原理是利用膜的孔徑大小，只允許水分子等小分子通過，蛋白質(zhì)等大分子被截留在膜的一側(cè)，從而實現(xiàn)蛋白質(zhì)溶液的濃縮。3.離子交換色譜初步純化依據(jù)是蛋白質(zhì)的電荷性質(zhì)差異，不同蛋白質(zhì)在特定pH值下帶不同電荷，與離子交換樹脂上的可交換離子發(fā)生靜電作用，從而實現(xiàn)初步分離。（五）設(shè)計題工藝流