生物分离工程期末考试试卷B

试卷编号：
一、名词解释题（本大题共3小题，每小题3分，总计9分）
1.Bioseparation Engineering：回收生物产品分离过程原理与方法。

2.双水相萃取：某些亲水性高分子聚合物的水溶液超过一定浓度后可形成两相，
并且在两相中水分均占很大比例，即形成双水相系统(two aqueous phase system)。

利用亲水性高分子聚合物的水溶液可形成双水相的性质，Albertsson于50年代
后期开发了双水相萃取法(two aqueous phase extraction)，又称双水相分配法(two aqueous phase partitioning)。

3.电渗：在电场作用下，带电颗粒在溶液中的运动。

二、辨别正误题并改正，对的打√，错的打×（本大题共15小题，每小题2分，总计30分）
1.壳聚糖能应用于发酵液的澄清处理是由于架桥作用。

错（不确定）
2.目前国内工业上发酵生产的发酵液是复杂的牛顿性流体,滤饼具有可压缩性。

错
3.盐析仅与蛋白质溶液PH和温度有关，常用于蛋白质的纯化。

错
4.超临界流体是一种介于气体和液体之间的流体，可用于热敏性生物物质的分离。

对
5.膜分离时，当截留率δ=1时,表示溶质能自由透过膜。

错
6.生产味精时，过饱和度仅对晶体生长有贡献。

对
7.阴离子纤维素类离子交换剂能用于酸性青霉素的提取。

对
8.卡那霉素晶体的生产可以采用添加一定浓度的甲醇来沉淀浓缩液中的卡那霉
素。

9.凝胶电泳和凝胶过滤的机理是一样的。

错
10.PEG-硫酸钠水溶液能用于淀粉酶的提取。

对
11.乙醇能沉淀蛋白质是由于降低了水化程度和盐析效应的结果。

对
12.冷冻干燥一般在-20℃—-30℃下进行，干燥过程中可以加入甘油、蔗糖等作为保
护剂。

对
13.反相层析的固定相和流动相都含有高极性基团，可用来分离生物物质。

错
14.大网格吸附剂由于在制备时加入致孔剂而具有大孔径、高交联度，高比表面积
的特点。

错（不确定）
15.PEG沉淀蛋白质是基于体积不相容性。

错
三、选择题（本大题共10小题，每小题2分，总计20分）
1.对于反胶束萃取蛋白质，下面说法正确的是：A
A 在有机相中，蛋白质被萃取进表面活性剂形成的极性核里
B 加入助溶剂，可用阳离子表面活性剂CTAB萃取带正电荷的蛋白质
C 表面活性剂浓度越高越好
D 增大溶液离子强度，双电层变薄，可提高反胶束萃取蛋白质的能力
2.能进行海水脱盐的是：C
A 超滤
B 微滤
C 反渗透
D 纳米过滤
3.电场溶液pH为8.5，电泳过程中下列中哪个蛋白质迁移速度最快：A
A pI=2.33
B pI=4.07
C pI=7.18
D pI=9.12
4.关于发酵液中的乳化现象，不正确的说法是：B
A 主要是由于蛋白质引起的
B 是W/O型乳状液
C 发酵液中存在表面活性剂
D 可以通过离心或在发酵液中加入SDS来降低乳化现象
5.含有-SH基的蛋白质用以下哪种方法分离效果最好？：A
A 共价色层
B 金属螯合色层
C 离子交换色层
D 疏水色层
6.对于喷雾干燥，下面说法不正确的是：B
A 产品不易被微生物污染
B 干燥时间超过1分钟
C 适合干燥热不稳定性产品
D 干燥温度超过100℃
7.不能形成过饱和溶液的是：D
A 冷却
B 蒸发溶剂
C 加入另一种溶剂降低溶质的溶解度
D 通过调节溶液的pH使产生溶解度增加的新物质
8.进行疏水吸附层析时，以下哪种条件比较合理：C
A 在有机溶剂存在时上柱，低盐溶液洗脱
B 在有机溶剂存在时上柱，高盐溶液洗脱
C 高盐溶液上柱，低盐溶液洗脱
D 低盐缓冲液上柱，低盐洗脱
9.亲和层析中，不正确的是：C
A 小分子配基需通过手臂与载体相连
B 载体经CNBr活化后才能与配基相连
C 配基与待分离物质结合后不能分开
D可选用抑制剂作为待分离酶的配基
10.SDS-PAGE中，不正确的是：B
A 几乎所有的蛋白质都呈椭圆形
B 依据蛋白质的pI不同将蛋白质分开
C 可以测定蛋白质分子量
D 所有蛋白质都带负电荷
四、填空题（本大题共26小空，每小空1分，总计26分）
1.发酵液预处理常用方法有加热＿、调节悬浮液的PH值＿、絮凝＿和凝集＿。

2.生化工程中常用的两水相系统有高聚物-高聚物＿和高聚物-盐＿。

3.柱层析洗脱的方式有恒定洗脱＿、分步洗脱＿、和梯度洗脱＿。

4.结晶包括过饱和溶液的形成＿、晶核生成＿和晶体的生长＿三个过程,其中浓度
差＿是结晶的推动力。

5.凝胶过滤主要应用于脱盐＿、分级分离＿和分子量测定＿。

6.液膜体系由溶剂＿、表面活性剂＿和添加剂＿三部分组成。

7.若酶A能专一性地催化底物M，分子量为6000，pI=4.5，在pH=7.5的发酵液中，
该酶带负电荷，可以用阴离子交换树脂吸附；在电场中，该酶将向正极
迁移；将溶液pH调至PI 该酶将发生沉淀；若溶液中还含有分子量为10500的
蛋白质B，则此混合液通过Sephadex层析柱时，蛋白质B 最先从层析柱中被
洗脱下来，在SDS-PAGE中，与前沿指示剂距离最近的是酶A ；为了提高膜
分离酶A的选择性，可以在膜上引入该酶作用的底物，使与酶A能发生特异
性识别反应。

五、简述题（本大题共3小题，每小题5分，共15分）
1.在进行胞内抗生素提取时，常采用微波、超声波破碎、研磨、ＳＤＳ处理和酶
解法等方法进行微生物细胞的破碎，请说明他们的作用机理？
答:微波——极性分子在加热中吸收微波发出的热量，温度升高，蒸发，产生压力，将壁和膜破碎，进一步加热，细胞干燥，收缩。

超声波破碎——空穴现象。

在相当高的输入声能下，液体各个成核部位会形成许多小气泡。

在声波膨胀中，这些气泡会增大，而在压缩相中气泡被压缩，直到不能压缩时，气泡破裂，释放出猛烈的震波。

在气泡发生空穴现象的破碎期间，大量声能被转化成弹性波形式的机械能，引起局部的剪切梯度使细胞破碎。

研磨：
Sds处理——变性剂。

它能破裂蛋白质分子中的氢键和疏水作用，是多肽链处于展开状态。

2.当采用UF法生产牛奶时,常出现通透量持续下降的现象,请解释并列出解决的方
法？
答：实际膜分离操作中，由于溶质的吸附、膜孔的堵塞以及后述的浓度极化或凝胶极化现象的产生，都会造成透过的附加阻力，使透过通量大幅度降低。

解决方法：根据料液性质选择膜孔径适当、不易堵塞、溶质吸附作用小的亲水膜。

（答降低浓度极化的方法）
3.当对蛋白质进行沉淀处理时,可能采用有机溶剂沉淀、盐析、PI沉淀、非离子型
聚合物沉淀和聚电解质沉淀等方法，请比较这五种方法的分离原理？
答：有机溶解沉淀——机理；a 介电常数 b 溶剂化（蛋白质结合水被取代）
c 疏水基团暴露并有机溶剂疏水基团结合形成疏水层
盐析——机理：（1）破坏水化膜，（2）中和电荷
PI沉淀——pH>pI, 负电荷；pH<pI, 正电荷；pH=pI, 净电荷为零,溶解度最低
非离子型聚合物沉淀——机理：PEG 分子从溶剂排斥蛋白质，优先水合。

聚电解质沉淀——机理：静电与架桥。