1简述生物分离过程的特点
生物分离工程答案卷
江苏师范大学生物本科函授《生物分离工程》考试试卷命题人：沈洁审核人：一、名词解释(每题2分，共20分)1.凝聚：在电解质作用下，破坏细胞菌体和蛋白质等胶体粒子的分散状态，使胶体粒子聚集的过程。
2.过滤：是在某一支撑物上放过滤介质，注入含固体颗粒的溶液，使液体通过，固体颗粒留下，是固液分离的常用方法之一。
3.萃取过程：利用在两个互不相溶的液相中各种组分（包括目的产物）溶解度的不同，从而达到分离的目的4.反渗析：当外加压力大于渗透压时，水将从溶液一侧向纯水一侧移动，此种渗透称之为反渗透。
5.离子交换：利用离子交换树脂作为吸附剂，将溶液中的待分离组分，依据其电荷差异，依靠库仑力吸附在树脂上，然后利用合适的洗脱剂将吸附质从树脂上洗脱下来，达到分离的目的。
6.超临界流体：超临界流体是状态超过气液共存时的最高压力和最高温度下物质特有的点——临界点后的流体。
7.生物分离技术：是指从动植物与微生物的有机体或器官、生物工程产物（发酵液、培养液）及其生物化学产品中提取、分离、纯化有用物质的技术过程。
8.盐析：是利用不同物质在高浓度的盐溶液中溶解度的差异，向溶液中加入一定量的中性盐，使原溶解的物质沉淀析出的分离技术。
9.超滤：凡是能截留相对分子量在500以上的高分子膜分离过程称为超滤，它主要是用于从溶剂或小分子溶质中将大分子筛分出来。
10.色谱技术：是一组相关分离方法的总称，色谱柱的一般结构含有固定相（多孔介质）和流动相，根据物质在两相间的分配行为不同（由于亲和力差异），经过多次分配（吸附-解吸-吸附-解吸…），达到分离的目的。
二、选择(每题1分，共20分。
)1．HPLC是哪种色谱的简称（ C ）。
A．离子交换色谱 B.气相色谱 C.高效液相色谱 D.凝胶色谱2．针对配基的生物学特异性的蛋白质分离方法是（ C ）。
A.凝胶过滤B.离子交换层析C.亲和层析D.纸层析3．盐析法沉淀蛋白质的原理是（ B ）A.降低蛋白质溶液的介电常数B.中和电荷，破坏水膜C.与蛋白质结合成不溶性蛋白D.调节蛋白质溶液pH到等电点4．适合小量细胞破碎的方法是（ B ）高压匀浆法 B.超声破碎法 C.高速珠磨法 D.高压挤压法5．基因工程药物分离纯化过程中，细胞收集常采用的方法（ C ）A．盐析 B.超声波 C.膜过滤 D.层析6．氨基酸的结晶纯化是根据氨基酸的（ A ）性质。
生物分离技术
开展材料处理及抽提方法的选择试验； 进行分离纯化方法、程序的摸索及其分离 效果的评价； 进行产物均一性的测定； 进行中间试验和工业生产应用的放大设计， 确定最佳的分离方法。
2、分离纯化方法的选择 提取是分离纯化目的物的第一步 所选用的溶剂应对目的物具有最大溶解度 分离纯化是生化制备的核心操作 早期分离方法的选择原则是从低分辨能力 到高分辨能力 各种分离方法要交叉使用
二、生物分离技术的评价
分离效率及其选择性 产品质量 产品安全 生产工艺 生产成本
生物分离技术的作用与 发展趋向
一、生物分离技术的重要作用
生物分离技术是开展食品精深加工，生产 高价值加工品的必备技术。 生物分离技术是开展生物制药或生化产品 制备的必备技术。
生物分离技术是食品分析与检测的重要 手段或前期的手段。 生物分离技术是食品生物技术中必不可 少的重要组成部分和极为重要的过程环 节。 生物分离技术是开展生物活性物质研究 的必要手段。
制备型电动色谱技术 膨胀床色谱技术 灌注色谱技术
值得注意的方向
提高分离过程的选择性。主要是应用分子识 别与亲和作用来提高大规模分离技术的分离 精度，利用生物亲和作用的高度特异性与其 他分离技术如膜分离、双水相萃取、反胶团 萃取、沉淀分级、色谱和电泳等相结合，相 继出现了亲和过滤、亲和双水相萃取、亲和 反胶团萃取、亲和沉淀、亲和色谱和亲和电 泳等亲和纯化技术。这里特别需要指出的是 smartpolymer的研究和应用值得注意 非水介 质电泳有高分辨率、低焦耳热的特点．有助 于实现电泳技术的放大。
生物分离技术过程 与研究进展
内容
生物分离技术的基本含义 生物分离的基本原理 生物分离的一般工艺过程 生物分离技术的特点及作用
一、生物分离技术的基本含义
生物分离
一、名词解释：生物分离工程：是从微生物、动植物细胞及其生物化学产物中提取有用物质的技术。
过滤：是指在某一种支撑物上放置过滤介质，注入含固体颗粒的溶液，是液体通过固体颗粒留下，是固液分离的常用方法之一。
凝集：是指在某些电解质作用下，使扩散双电层的排斥电位降低，破坏胶体系统的分散状态，而使胶体粒子聚集的过程。
絮凝：是指在某些高分子絮凝剂存在下，在悬浮粒子之间产生架桥作用而使胶粒形成粗大的絮凝团的过程。
离心分离：离心分离是基于固体颗粒和周围液体密度存在差异，在离心场中使不同密度的固体颗粒加速沉降的分离过程，当静置悬浮液时，密度较大的固体颗粒在重力作用下逐渐下沉，这一过程也称为沉降。
离心过滤：是将料液送入有孔的转鼓并利用离心力场进行过滤的过程，以离心力为推动力完成过滤作业，兼有离心和过滤的双重作用。
萃取：利用溶质在互不相溶的两相之间分配系数的不同而使溶质得到纯化或浓缩的方法。
至少有一相为液相。
吸附：一种物质从一相移动到另外一相的现象称为吸附。
如果吸附仅仅发生在表面上，就称为表面吸附；如果被吸附的物质遍及整个相中，则称为吸收。
吸附等温线：固体吸附剂从溶液中吸附溶质达到平衡时，其吸附量与溶质浓度和温度有关。
当温度一定时，吸附量与浓度之间的函数关系。
膜：在一种流体相间有一层薄的凝聚相物质，把流体相分隔开来成为两部分，这一薄层物质称为膜。
膜本身是均一的一相或由两相以上凝聚物构成的复合体。
膜污染：原料液中的微粒或大分子与膜有理、化或机械作用而引起的在膜表面或孔内吸附、沉积造成膜孔径变小甚至堵塞的不可逆现象。
浓差极化：膜表面的浓度高于主体浓度的现象。
（是可逆的）蒸发：使含有不挥发性溶质的溶液沸腾汽化并移出蒸气，从而使溶液中溶质浓度提高的单元操作称为蒸发。
结晶：是从液相或气相生成形状一定、分子（或原子、离子）有规则排列的晶体的现象。
是新相生成的过程；是利用溶质之间溶解度的差别进行的一种分离操作。
重结晶：利用杂质和结晶物质在不同溶剂和不同温度下的溶解度不同，将晶体用合适得溶剂溶解再次结晶，从而使其纯度提高。
生物分离工程的特点
1、生物分离工程的特点；①成分复杂，固液分离困难；②浓度低，分离能耗大③收率低；④易失活；⑤不稳定性。
2、精制产品分离纯化一般流程1．胞外产品：发酵液→预处理→目的产物尽量进液相→→固液分离→收集液相 后→提取与精制2．胞内产品：发酵液 →预处理→除杂、改变液相性质→ 固－液分离→ 收集细胞或菌体 →细胞破碎 →目的产物进液相→ 固－液分离→ 收集液相 →后提取与精制3、生物悬浮液的特性：①悬浮物颗粒小，比重与液相相差不大；②固体粒子可压缩性大；③粘度大，含有蛋白质、多糖等胶体物质，大多为非牛顿型流体。
改性的目的：降低滤饼比阻，提高过滤与分离的速率。
4、凝聚：指在电解质作用下，由于胶粒间双电层排斥电位的降低，而使胶体体系不稳定的现象。
凝聚作用机理：加入电解质→电解质中的高价阳离子→对胶体周围离子的影响→双电层电位↓→胶体稳定性↓→发生凝聚5、阳离子对带负电荷的发酵液胶体粒子凝聚能力的次序为：Al3+>Fe3+>H+>Ca2+>Mg2+>K+>Na+>Li+6、絮凝：指在某些高分子絮凝剂存在下，基于桥架作用，使胶粒形成较大絮凝团的过程。
7、错流过滤（Cross-Flow Filtration)又称切向流过滤，是一种维持恒压下高速过滤的技术。
其操作特点是使悬浮液在过滤介质表面作切向流动，利用流动的剪切作用将过滤介质表面的固体（滤饼）移走。
8、珠磨法 细胞破碎率可用一级反应动力学表示 ：间歇操作：ln[1/(1-R )]=Kt连续操作： ln[1/(1-R )]=K τ其中τ=V /F 式中： R —破碎率（g/g ） K —反应速率常数(1/s) t —破碎时间(s)τ—平均停留时间(s) V —破碎室悬浮液体积（L ）F —进料速率(L/s)9、高压匀浆法破碎的动力学方程 KT —与温度等有关的破碎常数。
N —悬浮液通过匀浆器的次数。
P —操作压力。
a —微生物种类常数，对于酵母菌a 值可取2.210、简述采用多种破碎方法相结合提高破碎率的原理化学法与酶法取决于细胞壁膜的化学组成，机械法取决于细胞结构的机械强度，而化学组成又决定了结构的机械强度，组成的变化必然影响到强度的差异，这就是化学法与机械法相结合的原理。
生物分离工程题库答案
生物分离工程题库一、填充题1. 生物产品的分离包括R 不溶物的去除 ,I 产物分离 ,P 纯化和P精制；2. 发酵液常用的固液分离方法有过滤和离心等；3. 离心设备从形式上可分为管式 , 套筒式 , 碟片式等型式；4. 膜分离过程中所使用的膜,依据其膜特性孔径不同可分为微滤膜 , 超滤膜 , 纳滤膜和反渗透膜；5. 多糖基离子交换剂包括离子交换纤维素和葡聚糖凝胶离子交换剂两大类；6. 工业上常用的超滤装置有板式 , 管式 , 螺旋式和中空纤维式；7. 影响吸附的主要因素有吸附质的性质 , 温度 , 溶液pH值 , 盐的浓度和吸附物的浓度与吸附剂的用量；8. 离子交换树脂由网络骨架载体 , 联结骨架上的功能基团活性基和可交换离子组成;9. 电泳用凝胶制备时,过硫酸铵的作用是引发剂提供催化丙烯酰胺和双丙烯酰胺聚合所必需的自由基；甲叉双丙烯酰胺的作用是交联剂丙烯酰胺单体和交联剂甲叉双丙烯酰胺催化剂的作用下聚合而成的含酰胺基侧链的脂肪族长链；TEMED的作用是增速剂催化过硫酸胺形成自由基而加速丙烯酰胺和双丙烯酰胺的聚合；10 影响盐析的因素有溶质种类 , 溶质浓度 , pH 和温度；11.在结晶操作中,工业上常用的起晶方法有自然起晶法 , 刺激起晶法和晶种起晶法；12.简单地说离子交换过程实际上只有外部扩散、内部扩散和化学交换反应三步；13.在生物制品进行吸附或离子交换分离时,通常遵循Langmuir 吸附方程,其形式为cK c q q 0+= 14.反相高效液相色谱的固定相是 疏水性强 的,而流动相是 极性强 的；常用的固定相有C 8 辛烷基 和 十八烷基C 18 ；常用的流动相有 乙腈 和 异丙醇 ；15.超临界流体的特点是与气体有相似的 粘度和扩散系数 ,与液体有相似的 密度 ；16.离子交换树脂的合成方法有 加聚法 和 逐步共聚法 两大类；17.常用的化学细胞破碎方法有 渗透冲击法 , 酶消化法,增溶法 , 脂溶法和 碱处理法 ；18.等电聚焦电泳法分离不同蛋白质的原理是依据其 等电点 的不同；19.离子交换分离操作中,常用的洗脱方法有 静态洗脱 和 动态洗脱 ；20.晶体质量主要指 晶体大小 , 形状 和 纯度 三个方面；21.亲和吸附原理包括 配基固定化 , 吸附样品 和 样品解析 三步；22.根据分离机理的不同,色谱法可分为 吸附、离交、亲和、凝胶过滤色谱23.盐析实验中用于关联溶质溶解度与盐浓度的Cohn 方程为 lgS=β-K s I ；当 在一定pH和温度下,改变体系离子强度盐浓度进行盐析的方法 称为Ks 盐析法；当 在一定离子强度下,改变pH 和温度进行盐析 称为β盐析法；24.蛋白质分离常用的色谱法有 免疫亲和色谱法, 疏水作用色谱法 , 金属螯合色谱法 和 共价作用色谱法 ；电泳制胶时,加入十二烷基磺酸钠SDS 的目的是消除各种待分离蛋白的 分子形状 和 电荷 差异,而将 分子量 作为分离的依据；26.常用的蛋白质沉析方法有 等电点沉析法, 盐析法 和 有机溶剂沉析 ；27.常用的工业絮凝剂有 有机高分子聚合物 和 无机高分子聚合物 两大类；28.典型的工业过滤设备有 板框压滤机 、 垂直叶片式硅藻土过滤机 和 真空转鼓过滤机 ；29.常用离心设备可分为 离心沉降设备 和 离心过滤设备 两大类；30.根据物化理论,萃取达到平衡时,溶质在萃取相和萃余相中的 化学势 相等；31.根据吸附剂与吸附质之间存在的吸附力性质的不同,可将吸附分为 物理吸附 、 化学吸附 和 交换 吸附；32.影响亲和吸附的因素有 配基浓度 、 空间位阻 、 配基与载体的结合位点 、 微环境 和 载体孔径 ；33.阳离子交换树脂按照活性基团分类,可分为 强酸性阳离子交换树脂 、 弱酸性 和 中强酸性 ；其典型的活性基团分别有 3 、 COOH - 、2)(OH PO -；34.阴离子交换树脂按照活性基团分类,可分为强碱性、 弱碱性 和 中强碱性 ；其典型的活性基团分别有-+OH CH RN 33)(、2NH -、兼有以上两种基团；Sepharose 是 阴 离子交换树脂,其活性基团是25252)(H C NH H C O ----； Sepharose 是 阳 离子交换树脂,其活性基团是COOH CH O 2--； 37.影响离子交换选择性的因素有 离子水合半径 、 离子价 、 离子强度 、 溶液pH 、 有机溶剂 、和 交联度、膨胀度、分子筛 ；38.离子交换操作一般分为 静态 和 动态 两种；39.蛋白质等生物大分子,在溶液中呈稳定的分散状态,其原因是由于静电斥力作用 和 水化膜层 ；40.盐析用盐的选择需考虑 盐析作用要强 、 盐析用盐需有较大的溶解度 、 受温度影响小、 盐必须是惰性的、 来源丰富、经济 等几个方面的因素；41.影响有机溶剂沉淀的因素有 温度 、 溶液pH 、 离子强度、 样品浓度 和 金属离子的助沉作用；42.常用的超滤装置有 板式 、 管式 、 螺旋式 和 中空纤维式 ；43.依据电泳原理,现有电泳分离系统可分为 移动界面电泳、 区带电泳 和稳态电泳 ；44.依据建立pH 梯度的原理不同,等电聚焦IEF 可分为 载体两性电解质电泳 和同相电泳；45.双相电泳中,第一相是等电聚焦；第二相是 SDS-PAGE ；46.结晶包括三个过程过饱和溶液的形成、晶核的形成和晶体生长；47.过饱和溶液的形成方法有热饱和溶液冷却、部分溶剂蒸发、真空蒸发冷却法、化学反应结晶法和盐析法；48.晶核自动形成时,体系总的吉布斯自由能的改变ΔG由表面过剩吉布斯自由能ΔGS和体积过剩吉布斯自由能ΔGV组成；49.物料中所含水分可分为机械结合水、物化结合水和化学结合水三种；50.根据干燥曲线,物料干燥可分为恒速干燥和降速干燥两个阶段；51.工业生产中常用的助滤剂有硅藻土和珍珠岩；52.液－液萃取从机理上分析可分为物理萃取和化学萃取两类；53.基本的离子交换过程由外部扩散、内部扩散和化学交换组成；54.吸附包括将待分离的料液通入吸附剂中 , 吸附质被吸附到吸附剂表面 ,料液流出和解吸四个过程组成；55.大孔网状吸附剂有非极性 , 中等极性和极性三种主要类型；56.亲和吸附剂表面连接的“手臂链”的作用是降低空间位阻的影响；57.根据修饰基团的不同,离子交换树脂可分为强酸性阳离子交换树脂 ,强碱性阴离子交换树脂,弱酸性阳离子交换树脂和弱碱性阴离子交换树脂等四大类；58.根据聚合方法,离子交换树脂的合成方法可分为加聚法和缩聚法两类；59.根据聚合单体,离子交换树脂的合成方法可分为共聚法和均聚法两类；60.影响离子交换速度的因素有颗粒大小、交联度、温度、离子化合价、离子大小、搅拌速率和溶液浓度；61.分配色谱的基本构成要素有载体、固定相和流动相；62.反相色谱常用的流动相有乙腈和异丙醇等；63.反相色谱常用的固定相有 C8 和 C18等；系列的离子交换树脂的载体是琼脂糖凝胶注：葡聚糖凝胶sephadex系列；65.分子筛色谱凝胶色谱的主要应用是脱盐、生物大分子的分离；66.因重复被删67.根据膜材料的不同,常用的膜可分为 合成有机聚合物膜 和 无机材料膜 两类；68.根据膜结构的不同,常用的膜可分为 对称性膜 、 不对称膜 和 复合膜 三类；69.强制膜分离过程是指 超滤 和 反渗透 过程；70.电泳系统的基本组成有 电泳槽 、 电源 、 灌胶模具 、 外循环恒温系统 、 凝胶干燥器 、 电泳转移装置 、 电泳洗脱仪 和 凝胶扫描和摄录装置；71.电泳后,样品的主要染色方法有 考马斯亮蓝 和 银染法 ；－PAGE 电泳中,SDS 的加入是为了消除不同样品分子间 形状 和 电荷 的差异；加入二硫叔糖醇的目的是 强还原剂,破坏半胱氨酸间的二硫键 ；73.电泳过程中,加入溴酚兰的目的是 指示蛋白的迁移位置 ；74.固体可分为 晶体 和 无定形固体 两种状态；75.因重复被删76.结晶的前提是 溶液达到过饱和状态 ；结晶的推动力是 过饱和度 ；77.根据晶体生长扩散学说,晶体的生长包括 溶质通过扩散作用穿过靠近晶体表面的一个滞流层,从溶液中转移到晶体的表面 、 到达晶体表面的溶质长入晶面,使晶体增大,同时放出结晶热 和 结晶热传递回到溶液中 三个过程；78.影响晶体生长的主要因素有 杂质 、 搅拌 和 温度 ；79.超临界流体萃取过程中溶质与溶剂分离的常用方法有 改变温度 和 压力 ；80.常用于描述吸附过程的数学模型有 langmuir 吸附模型 和 freundlich 吸附模型 ,其形式分别为cK c q q 0+=和n Kc q =； 二. 讨论题1. 请结合图示简述凝胶排阻色谱分子筛的分离原理；答：凝胶排阻色谱的分离介质填料具有均匀的网格结构,其分离原理是具有不同分子量的溶质分子,在流经柱床是,由于大分子难以进入凝胶内部,而从凝胶颗粒之间流出,保留时间短；而小分子溶质可以进入凝胶内部,由于凝胶多孔结构的阻滞作用,流经体积变大,保留时间延长;这样,分子量不同的溶质分子得以分离.2.绘制结晶过程中饱和曲线和过饱和曲线图,并简述其意义；答：结晶过程中的饱和温度曲线和不饱和温度曲线的简图如右图所示：S-S曲线为饱和温度曲线,在其下方为稳定区,在该区域溶液为不饱和溶液,不会自发结晶；T-T曲线为过饱和温度曲线,在其上方为不稳定区,能够自发形成结晶；S-S曲线和T-T曲线之间为亚稳定区,在该区域,溶液为过饱和溶液,但若无晶种存在,也不能自发形成晶体3.何谓亲和吸附,有何特点答：亲和吸附是吸附单元操作的一种,它是利用亲和吸附剂与目标物之间的特殊的化学作用实现的高效分离手段;亲和吸附剂的组成包括：惰性载体、手臂链、特异性亲和配基; 亲和吸附的特点是高效、简便、适用范围广、分离速度快、条件温和,但载体制备难度大,通用性差,成本较高;4.简述结晶过程中晶体形成的条件；答：结晶过程包括过饱和溶液的形成、晶核的形成及晶体的生长三个过程,其中溶液达到过饱和状态是结晶的前提,过饱和度是结晶的推动力;5.试比较常规聚丙稀酰胺凝胶电泳与SDS PAGE的分离原理；答：常规聚丙烯酰胺凝胶电泳和SDS-PAGE均为凝胶电泳的一种;聚丙烯酰胺凝胶电泳分离蛋白质是依据其电荷性质、荷电量、分子形状和分子大小分子量差异实现分离的；SDS-PAGE由于加入了SDS和强还原剂DTT等,破坏了蛋白质分子的高级二级、三级、四级结构,并与蛋白质形成荷大量负电荷的聚合物,消除了不同蛋白质分子电荷及分子形状差异,而仅将分子量差异作为分离依据,常用于测定未知蛋白质的亚基分子量;6.简述生物分离过程的特点；答：①产品的品种很多；②生物物质分离的难度比一般化工产品大;7.试比较凝聚和絮凝两过程的异同；答：凝聚,从作用机理来看,是指胶体和分散系双电层压缩、ζ电位破坏、电性中和而脱稳并聚集为絮粒的过程;絮凝,从工艺上看,是指絮粒通过吸附、交联、网捕,聚结为大絮体沉降的过程;采用凝聚方法得到的凝聚体,颗粒常常是比较细小的,有时还不能有效地分离;8. 简述超临界流体萃取的原理及其特点；答：超临界流体萃取是利用超临界流体具有的类似气体的扩散系数,以及类似液体的密度溶解能力强的特点,利用超临界流体为萃取剂进行的萃取单元操作;其特点是安全、无毒、产品分离简单,但设备投资较大;9. 何谓反微团,反微团萃取其特点有哪些答：反微团是表面活性剂在非极性有机溶剂中形成的一种聚集体;反微团萃取是将表面活性剂溶于水中,使其浓度超过微团浓度优点：①极性“水核”具有较强的溶解能力；②生物大分子由于具有较强的极性,可溶解于极性水核中,防止与外界有机溶剂接触,减少变性作用；③由于“水核”的尺度效应,可以稳定蛋白质的立体结构,增加其结构的刚性,提高其反应能力;10. 何谓色谱的理论塔板数,如何计算答：理论塔板数反应不同时刻溶质在色谱柱中的分布以及分离度与柱高之间的关系; 22/1)(54.5W t N R = 2)(16bR W t N = N-理论塔板数 t R -保留时间 W 1/2半峰宽 W b -峰底宽 11. 简述疏水层析的原理,并说明基本操作步骤；答：在载体表面连接上疏水的直链碳链或其他疏水基团,可以与蛋白质的某些疏水基团相互作用,从而实现多组分的分离;在高盐浓度下,蛋白质表面的疏水区域暴露,固定相表面修饰了一些疏水基团,这样蛋白质的疏水部分即可与固定相发生较强的疏水相互作用,从而被结合在固定相表面,而一旦降低流动相的盐浓度即可实现蛋白质的洗脱;12. 简述等电点沉析的基本原理；答：两性电解质在溶液pH 处于等电点pI 时,分子表面净电荷为零,导致赖以稳定的双电层及水化膜的削弱或破坏,分子间引力增加,溶解度降低;调节溶液的PH 值,使两性溶质溶解皮下降,析出沉淀;13. 简述有机溶剂沉析的原理；答：向水溶液中加入一定量亲水性的有机溶剂,降低溶质的溶解度,使其沉淀析出的分离纯化方法称为有机溶剂沉析法;机理主要有两点：① 水性有机溶剂加入溶液后降低了介质的介电常数,使溶质分子间的静电引力增加,聚集形成沉淀;②水溶性的有机溶剂本身的水合作用降低了自由水的浓度,压缩了亲水溶质分子表面原有水合层的厚度,降低了它的亲水性,导致脱水聚集;14.简述盐析原理；答：①由于盐离子与蛋白质表面具相反电性的离子基团结合,形成离子对,盐离子部分中和了蛋白质的电性,是蛋白质分子之间排斥作用减弱而能相互靠拢,聚集起来；②由于中性盐的亲水性比蛋白质大,盐离子在水中发生水合而使蛋白质脱去了水合膜,暴露出疏水区域,由于疏水区域的相互作用,使其沉淀;15.结合SDS PAGE电泳的分离原理说明未知蛋白质分子量的测定方法；答：以不同分子量的标准蛋白进行SDS-PAGE电泳得到不同标准蛋白的电泳迁移率,制作标准曲线,然后对未知蛋白在相同条件下进行SDS-PAGE电泳,测定迁移率,从标准曲线得到相应的分子量;16.请说明在进行SDS PAGE电泳之前,样品的处理方法,并解释其原因；答：样品处理方法：加入SDS和还原剂DTT.原因：SDS-PAGE由于加入了SDS和强还原剂,破坏了蛋白质分子的高级结构,并与蛋白质形成带大量负电荷的聚合物,消除了不同蛋白质分子电荷及分子形状的差异,而仅将分子量差异作为分离的依据,常用于测定未知蛋白质的亚基分子量;17.简述载体两性电介质梯度等电聚焦IEF的分离原理；答：在支持介质中加入载体两性电解质,通以直流电后在两极之间形成稳定、连续和线性的pH梯度,当带电的蛋白质分子进入该体系时,便会产生移动,并聚集于相当其等电点的位置;18.何谓反渗透膜分离,其特点是什么答：反渗透过程是用一种半透膜把两种不同浓度的溶液隔开,只是纯溶剂通过膜,而低分子量的化合物被截留;因此,操作压力比超滤大得多;特点：操作压力大,适用于小分子物质浓缩,最常用于纯水的制备;19.结晶的必备条件是什么答：溶液达到过饱和状态20.细胞破碎时应注意的事项有哪些21.离子交换分离单元的基本过程有哪几部分答：①样品准备②离子交换剂和层析剂的制备③上样④目的蛋白的洗脱⑤洗脱液的鉴定和回收⑥离子交换剂的再生和储存22.简述反相色谱分离原理；答：在层析支持物上涂上一层高碳原子的疏水性强的烷烃类,洗脱液用极性强的溶剂,则被分离样品中的极性强的物质不被吸附,最先洗下来,得到较好的分离效果;23.试比较物理吸附与化学吸附过程；答：物理吸附吸附剂与吸附质之间的作用力是分子间作用力,物理吸附无选择性,吸附量可因物系不同而相差很多,可在低温下进行,不需要较高活化能,可以是单分子层也可以是多分子层;化学吸附在吸附质与吸附剂之间有电子转移,形成化学键,因此化学吸附需要较高的活化能,需要在较高温度下进行,化学吸附放出的热量很大,只能是单分子层吸附,且不易吸附和解吸,平衡慢,化学吸附选择性较强24.何谓强制膜分离过程主要包含哪些单元操作答：包括超滤和反渗透;25.简述活性炭的吸附规律答：活性炭是非极性吸附剂,因此在水溶液中吸附力最强,在有机溶剂中吸附力较弱;在一定条件下,活性炭对不同物质的吸附力不同,一般遵循下列规律：②极性基团多的化合物的吸附力大于极性基团少的化合物；②对芳香族化合物的吸附力大于脂肪族化合物；③性炭对分子量大的化合物的吸附力大于分子量小的化合物；④酵液的pH与活性炭的吸附率有关；⑤活性炭吸附溶质的量在达到平衡前一般随温度提高而增加,但在提高温度时应考虑到溶质对热的稳定性;。
生物分离工程
绪论1、生物分离工程的定义：从发酵液或酶反应液或动植物细胞培养液中分离、纯化生物产品的过程。
2、生物分离工程特点：1发酵液或培养液是产物浓度很低的水溶液；2培养液是多组分的混合物；3生化产品的稳定性差；4对最终产品的质量要求高。
3、生物分离工程可分为几大部分，分别包括哪些单元操作？答：1、发酵液的预处理与固液分离，过滤(filtration) 、离心(centrifugation) 2、初步纯化，沉淀(precipitation) 、萃取(extraction) 、吸附(adsorption )、膜分离(membrane separation) 3、高度纯化，色谱(chromatography )、电泳(electrophoresis) 4、成品加工，结晶(crystallization) 、干燥(drying)。
4、在设计下游分离过程前，必须考虑哪些问题方能确保我们所设计的工艺过程最为经济、可靠？答：1、产品价值2、产品质量3、产物在生产过程中出现的位置4、杂质在生产过程中出现的位置。
5、产品和主要杂质独特的物化性质6、不同分离方法的技术经济比较。
5、阐述生物分离工程的发展动向。
答、1、基础理论研究2、提高分离过程的选择性3、开发分离介质4、提高分离纯化技术5、清洁生产6、规模化、工程化研究6、分离效率的评价：目标产物的浓缩程度、分离纯化程度、回收率第二章细胞分离与破碎Cell isolation and disruption1 如何预处理发酵液？答：1.高价无机离子的去除方法去除钙离子：通常使用草酸。
去除镁离子：加入三聚磷酸钠，与镁离子形成络合物。
用磷酸盐处理，也能大大降低钙离子和镁离子的浓度。
去除铁离子：加入黄血盐，使其形成普鲁士蓝沉淀而除去。
2、杂蛋白质的除去：沉淀、吸附法、变性法、凝聚Coagulation和絮凝flocculation 3.有色物质的去除及其他：使用吸附剂去除有色物质(离子交换剂、离子交换纤维、活性炭等) 、用工业酶制剂可净化发酵产物，除去干扰性浑浊物、使用惰性助滤剂、加入反应剂2 凝聚和絮凝的区别答：凝聚：向胶体悬浮液中加入电解质，由于双电层电位降低，使胶体体系不稳定，胶体粒子间因相互碰撞而产生凝集(1mm左右)的现象。
生物制备分离的特点
刘耀玺 河南科技大学林业职业学院
一、生物物质与生物分离过程
生物物质指的是来源于生物中天然的或利用现代 生物工程技术以生物为载体合成的，从氨基酸、 多肽等低分子化合物到病毒、微生物活体制剂等 具有复杂结构和成分的一类物质。 它们存在于生物体内直接参与生物机体新陈代谢 过程，并能与生物各种机能产生生物活化效应， 因此也称为生物活性物质。而在生物产业中的生 物物质的制成品被称为生物产品。
2、化学性质 分子间的相互作用 如电渗析、离子交换色谱等 分子识别 如亲和色谱 化学热力学（化学平衡）、反应动力学（反应速度） 和光化学特性（激光激发作用）等，如化学吸附和化 学吸收，用激光激发的离子化作用可以进行同位素分 离等。 3、生物学性质 如利用生物分子（或生物分子的聚集体、细胞）间的 分子识别作用，可以进行生物分子的亲和分离，如亲 和分离；利用酶反应的立体选择性，对手性分子进行 选择性修饰，增大手性分子间理化性质的差别，为常 规分离手性分子创造条件等。
三、生物分离技术和原理
物质分离的本质是：有效识别混合物中不同溶 质间的物理、化学和生物学性质的差别，利用 能够识别这些差别的分离介质和（或）扩大这 些差别的分离设备实现溶质间的分离或目标组 分的纯化。 性质不同的溶质在分离操作中具有不同的传质 速率和（或）平衡状态，从而可实现彼此分离。 这些性质包括以下几个方面：
①生产成本
Hale Waihona Puke ②原料的组成和性质
③分离与纯化的步骤（采用的步骤越少越好） ④各种分离与纯化方法的使用程序（要根据产 品的特点设计各个步骤的先后次序。 ）
生物分离过程
生物分离过程第一章：绪论1.生物分离工程的一般流程：1)发酵液的预处理：（也称不溶物的去除）作用：将固相分离。
特点：采用凝聚和絮凝等技术来加速固相，液相分离，提高过滤速度。
方法：最基本的单元操作：过滤，离心。
2）产物的提取;作用：将目标物和与其性质差别较大的杂质分开，使产物的浓度有较大幅度的提高。
特点：多单元协同操作。
方法：沉淀，吸附，萃取，超滤等单元操作。
3）产物的精制：作用：高度纯化，除去与目标物性质相近的杂质。
特点：采用对目标物具有高选择性的分离方法。
方法：首选色谱分离技术：层析（柱层析，薄层层析），离子交换，亲和色谱，吸附色谱，电色谱。
4）成品的加工处理：作用：将上述分离纯化过程得到的产物进行最后加工使其成为商用成品。
特点：将产品根据用途，质量要求进行加工。
方法：浓缩，结晶和干燥。
2.生化分离过程特点：①生物材料成分复杂，产物浓度低，分离难度大；②产物稳定性差，分离纯化过程的操作条件要求严格；③产物易变质，难保存，分离过程必须快速高效；④质量要求高（药品或食品）。
第二章：发酵液的预处理3.1）预处理的目的：①改善发酵液的物理性质：流变性质、颗粒粒度②去除部分杂质：杂蛋白、多糖、高价无机离子等。
2）预处理的方法：①物理性质的改善：加热（降低黏度、去除杂蛋白），凝聚与絮凝（增大粒度），加助滤剂（改善过滤）；②杂质的去除：去杂蛋白（等电点、变性剂、吸附），去多糖（酶解），去离子（沉淀）。
4.凝聚，絮凝，盐析的异同点：凝聚：高价盐，不可逆中和，盐浓度低，去除杂蛋白。
絮凝：增大胶粒尺度，形成絮凝凝团粗大。
盐析：低价中性盐，可逆中和，破坏水化膜。
盐的用量大，浓度比较高，回收蛋白质。
（凝聚是在高价无机盐作用下，由于双电层排斥电位的降低，而使胶体体系不稳定的现象。
絮凝是指在某些高分子絮凝剂存在下，基于架桥作用，使胶粒形成粗大的絮凝团的过程，是一种以物理的集合为主的过程。
）第三章：细胞分离技术5.常见的细胞破碎的方法与特点：机械法四种方法较重要，适应性也是其特点6.破碎率的测定1）直接测定法: 细胞计数2）测定释放的蛋白质量或酶的活力或相对电导率第四章：沉淀技术7.常见的沉淀方法：（前三种重要）（1）盐析法：成本低，不需要特别昂贵的设备；操作简单、安全；不会引起蛋白质变性，经透析去盐后，能得到保持生物活性的纯化蛋白质；分离效果不理想，通常只是作为初步的分离纯化，还需要结合其它的纯化方法。
答案 生物化工分离技术试卷A【考试试卷答案】
答案 生物化工分离技术试卷A 【考试试卷答案】生物化工分离技术课程考试试卷A适用专业： 考试日期：试卷所需时间：120分钟 试卷总分： 100一、填空题（共15 小题，每空0．5 分，共20 分）1．发酵液常用的固液分离方法有（ 离心 ）和（ 过滤 ）等。
2．常用的蛋白质沉析方法有（等电点沉淀），（盐析）和（ 有机溶剂沉淀 ）。
3．为使过滤进行的顺利通常要加入（惰性助滤剂）。
4．阴离子交换树脂按照活性基团分类，可分为（强碱型），（弱碱型）和（中等强度）；5．膜分离过程中所使用的膜，依据其膜特性如孔径不同可分为 （微滤膜） ，（超滤膜），（纳滤膜）和（反渗透膜）。
6．工业上常用的超滤装置有（板式） ，（管式），（螺旋卷式）和（中空纤维式）。
7．影响盐析的因素有（溶质种类） ，（溶质浓度），（pH 值）和（温度）。
8.反相高效液相色谱的固定相是（非极性）的，而流动相是（极性）的。
9.常用离心设备可分为（离心沉降）和（离心过滤） 两大类。
10.蛋白质等生物大分子，在溶液中呈稳定的分散状态，其原因是由于（分子表面电荷）和（水化层）。
11.根据干燥曲线，物料干燥可分为（恒速干燥阶段）和（降速干燥阶段）两个阶段。
12.液－液萃取从机理上分析可分为（物理萃取）和（化学萃取）两类。
13.大孔网状吸附剂有（非极性）、（中等极性）和（极性）三种主要类型。
14.分配色谱的基本构成要素有（载体）、（固定相）和（流动相）。
15.根据膜结构的不同，常用的膜可分为（对称性膜）、（非对称膜）和（复合膜）三类。
二、名词解释（共 5 小题，每小题 4 分，共 20 分）1．分配系数：在一定温度、压力下，溶质分子分布在两个互不相溶的溶剂里，达到平衡后，它在两相的浓度为一常数叫分配系数。
2．胶团：两性表面活性剂在非极性有机溶剂中亲水性基团自发地向内聚集而成的，内含微小水滴的，空间尺度仅为纳米级的集合型胶体。
3．膜的浓差极化：是指但溶剂透过膜，而溶质留在膜上，因而使膜面浓度增大，并高于主体中浓度。
生物分离工程题库
《生物分离工程》题库一、填充题1. 生物产品的分离包括R ，I ，P 和P ；2. 发酵液常用的固液分离方法有和等；3. 离心设备从形式上可分为，，等型式；4. 膜分离过程中所使用的膜，依据其膜特性（孔径）不同可分为，，和；5. 多糖基离子交换剂包括和两大类；6. 工业上常用的超滤装置有，，和；7. 影响吸附的主要因素有，，，，和；8. 离子交换树脂由，和组成。
9. 电泳用凝胶制备时，过硫酸铵的作用是；甲叉双丙烯酰胺的作用是；TEMED的作用是；10 影响盐析的因素有，，和；11.在结晶操作中，工业上常用的起晶方法有，和；12.简单地说，离子交换过程实际上只有，和三步；13.在生物制品进行吸附或离子交换分离时，通常遵循Langmuir吸附方程，其形式为；14.反相高效液相色谱的固定相是的，而流动相是的；常用的固定相有和；常用的流动相有和；15.超临界流体的特点是与气体有相似的，与液体有相似的；16.离子交换树脂的合成方法有和两大类；17.常用的化学细胞破碎方法有，，，，和；18.等电聚焦电泳法分离不同蛋白质的原理是依据其的不同；19.离子交换分离操作中，常用的洗脱方法有和；20.晶体质量主要指，和三个方面；21.亲和吸附原理包括，和三步；22.根据分离机理的不同，色谱法可分为，，和；23.盐析实验中用于关联溶质溶解度与盐浓度的Cohn方程为；当称为Ks盐析法；当称为β盐析法；24.蛋白质分离常用的色谱法有，，和；25.S DS PAGE电泳制胶时，加入十二烷基磺酸钠（SDS）的目的是消除各种待分离蛋白的和差异，而将作为分离的依据；26.常用的蛋白质沉析方法有，和；27.常用的工业絮凝剂有和两大类；28.典型的工业过滤设备有、和；29.常用离心设备可分为和两大类；30.根据物化理论，萃取达到平衡时，溶质在萃取相和萃余相中的相等；31.根据吸附剂与吸附质之间存在的吸附力性质的不同，可将吸附分为、、和吸附；32.影响亲和吸附的因素有、、、和；33.阳离子交换树脂按照活性基团分类，可分为、和；其典型的活性基团分别有、、；34.阴离子交换树脂按照活性基团分类，可分为、和；其典型的活性基团分别有、、；35.DEAE Sepharose是离子交换树脂，其活性基团是；36.CM Sepharose是离子交换树脂，其活性基团是；37.影响离子交换选择性的因素有、、、、、和；38.离子交换操作一般分为和两种；39.蛋白质等生物大分子，在溶液中呈稳定的分散状态，其原因是由于和；40.盐析用盐的选择需考虑、、、等几个方面的因素；41.影响有机溶剂沉淀的因素有、、、和；42.常用的超滤装置有、、和；43.依据电泳原理，现有电泳分离系统可分为、和；44.依据建立pH梯度的原理不同，等电聚焦（IEF）可分为和；45.双相电泳中，第一相是；第二相是；46.结晶包括三个过程、和；47.过饱和溶液的形成方法有、、、和；48.晶核自动形成时，体系总的吉布斯自由能的改变ΔG由和组成；49.物料中所含水分可分为、和三种；50.根据干燥曲线，物料干燥可分为和两个阶段；51.工业生产中常用的助滤剂有和；52.液－液萃取从机理上分析可分为和两类；53.基本的离子交换过程由、、和组成；54.吸附包括，，和四个过程组成；55.大孔网状吸附剂有，和三种主要类型；56.亲和吸附剂表面连接的“手臂链”的作用是；57.根据修饰基团的不同，离子交换树脂可分为，，和等四大类；58.根据聚合方法，离子交换树脂的合成方法可分为和两类；59.根据聚合单体，离子交换树脂的合成方法可分为和两类；60.影响离子交换速度的因素有、、、、、和；61.分配色谱的基本构成要素有、和；62.反相色谱常用的流动相有和等；63.反相色谱常用的固定相有和等；64.Sepharose系列的离子交换树脂的载体是；65.分子筛色谱（凝胶色谱）的主要应用是、；66.影响有机溶剂沉析的主要因素有、、、、和；67.根据膜材料的不同，常用的膜可分为和两类；68.根据膜结构的不同，常用的膜可分为、和三类；69.强制膜分离过程是指和过程；70.电泳系统的基本组成有、、、、、、和；71.电泳后，样品的主要染色方法有和；72.SDS－PAGE电泳中，SDS的加入是为了消除不同样品分子间和的差异；加入二硫叔糖醇的目的是；73.电泳过程中，加入溴酚兰的目的是；74.固体可分为和两种状态；75.结晶过程包括、和三个过程；76.结晶的前提是；结晶的推动力是；77.根据晶体生长扩散学说，晶体的生长包括、和三个过程；78.影响晶体生长的主要因素有、和；二. 讨论题1.请结合图示简述凝胶排阻色谱（分子筛）的分离原理；2.绘制结晶过程中饱和曲线和过饱和曲线图，并简述其意义；3.何谓亲和吸附，有何特点？4.简述结晶过程中晶体形成的条件；5.试比较常规聚丙稀酰胺凝胶电泳与SDS PAGE的分离原理；6.简述生物分离过程的特点；7.试比较凝聚和絮凝两过程的异同；8.简述超临界流体萃取的原理及其特点；9.何谓反微团，反微团萃取？其特点有哪些？10.何谓色谱的理论塔板数，如何计算？11.简述疏水层析的原理，并说明基本操作步骤；12.简述等电点层析的基本原理；13.简述有机溶剂沉析的原理；14.简述盐析原理；15.结合SDS PAGE电泳的分离原理说明未知蛋白质分子量的测定方法；16.请说明在进行SDS PAGE电泳之前，样品的处理方法，并解释其原因；17.简述载体两性电介质梯度等电聚焦（IEF）的分离原理；18.何谓反渗透膜分离，其特点是什么？19.结晶的必备条件是什么？20.请绘制典型的物料干燥速率曲线简图，并说明恒速干燥阶段及降速干燥阶段的特点；三.计算题1、用醋酸戊酯从发酵液中萃取青霉素，已知发酵液中青霉素浓度为0.2Kg/m3，萃取平衡常数为K=40，处理能力为H=0.5m3/h，萃取溶剂流量为L=0.03m3/h，若要产品收率达96%，试计算理论上所需萃取级数。
生物分离工程复习纲要
生物分离工程复习纲要--裴武第一章绪论1、生物分离工程在生物技术中的地位？答：生物技术的主要目标是利用培养微生物、动物细胞、植物细胞来生产对人有用的产品，而分离纯化过程是生物产品工程的重要环节。
因此，生物分离工程是生物技术的重要组成部分，是生物技术转化为生产力所不可缺少的重要环节，在生物技术研究和产业发展中发挥着重要作用，其技术进步程度对于保持和提高各国在生物技术领域内的经济竞争力有至关重要的作用。
2、生物分离工程的特点是什么？答：生物分离是从生物材料、微生物的发酵液、生物反应液或动植物细胞的培养液中分离并纯化有关产品（如具有药理活性作用的蛋白质等）的过程，又称为下游加工过程。
生物工程的主要特点是生物制品多种多样; 常无固定操作方法可循;生物材料组成非常复杂, 分离操作步骤多，不易获得高收率; 培养液（或发酵液）中所含目的物浓度很低，而杂质含量却很高; 分离进程必须保护化合物的生理活性; 生物活性成分离开生物体后，易变性、破坏。
3、生物分离工程可分为几大部分，分别包括哪些单元操作？答：生物分离工程可分为可分为不溶物的去除、产物分离、产品的纯化及产品的精制四大部分。
不溶物的去除包括过滤、离心和细胞破碎，通过这些单元操作使产物浓度和质量得到了提高。
产物分离包括离子交换吸附、萃取等。
其中萃取又分为溶剂萃取、反微团萃取、超临界流体萃取和双水相萃取等。
以上分离过程不具备特异性，只是进行初分可提高产物浓度和质量。
产品的纯化包括色谱、电泳、沉淀等单元操作，这些技术具有产物的高选择性和杂质的去除性。
产品的精制包括结晶及干燥等单元操作。
4、在设计下游分离过程前，必须考虑哪些问题方能确保我们所设计的工艺过程最为经济、可靠？答：在设计下游分离过程前，通常要注意以下几个问题：1)生物材料的组成成分非常复杂，有数百种甚至更多，各种化合物的形状、大小、相对分子质量和理化性质都各不相同，有的迄今还是未知物，而且这些化合物在分离时仍在不断的代谢变化中。
1 第一章 绪论 生物分离工程.
原料液中常存在降解目标产物的杂质， 如可水解目标蛋白质的蛋白酶。
4 生物产品要求高质量
生物产物一般用作医药、食品和化妆品， 与人类生命息息相关。因此，要求分离纯 化过程必须除去原料液中含有的热原 （pyrogen)及具有免疫原性的异性蛋白等 有害人类健康的物质，并且防止这类物质 在操作过程中从外界混入。
分离，又称速度分离法。动力为压力差、电位梯度和磁场 梯度，如超滤、反渗析、电渗析、电泳和磁泳
扩散分离根据溶质在两相中分配平衡状态的差异实现分 离，又称平衡分离法。动力为偏离平衡态的浓度差，如蒸 馏、蒸发、吸收、萃取、结晶、吸附和离子交换等。
四、生物分离工程的一般步骤和单元操作
1、一般步骤
1) 发酵液的预处理与固液分离； 2) 初步纯化（或称产物的的提取）； 3) 高度纯化（产物的精制）； 4) 成品加工。
2、一般工艺过程：
发酵液
预处理
加热 调pH值 絮凝
碎片分离
离心分离 萃取 过滤 错流过滤
初步纯化
沉淀 吸附 萃取 超滤
细胞分离
沉降
离心分离 过滤
错流过滤
高度纯化
层析 亲和
离子交换 憎水
吸附 电泳
胞外产物
细胞破碎
匀化 研磨 溶胞
成品加工
无菌过滤 超虑 冷冻干燥 喷雾干燥
结晶
五、生物技术加工过程的选择标准
2 化学性质
化学热力学：化学平衡 反应动力学：反应速率 光化学性质：激光激发、离子化
3 生物学性质
分子识别：生物亲和力、生物学识别 传输性质：生物膜运输 反应、响应、控制：酶反应、免疫系统
机械分离：非均相 大小、密度差异，如过滤、重力沉淀、 离心沉淀
生物分离工程思考题
《分离》PPT思考题及部分答案分离概述1生物产品与普通化工产品分离过程有何不同？生物下游加工过程特点：<1>：发酵液组成复杂，固液分离困难——这是生物分离过程中的薄弱环节<2>:原料中目标产物含量低，有时甚至是极微量——从酒精的1/10到抗菌素1/100,酶1/100万左右，成本高。
<3> :原料液中常伴有降解目标产物的杂质——各种蛋白酶降解基因工程蛋白产物，应快速分离。
<4>：原料液中常伴有与目标产物性质非常相近的杂质——高效纯化技术进行分离。
<5>：生物产品稳定性差——严格限制操作条件，保证产物活性。
<6>：分离过程常需要多步骤操作，收率低，分离成本高——提高每一步的产物收得率，尽可能减少操作步骤。
<7>:各批次反应液性质有所差异——分离技术具有一定的弹性。
2设计生物产品的分离工艺应考虑哪些因素？⑴产品的性质（2）成本（3）工艺步骤（4）操作程序（5）生产方式（6）生产规模（7）产品稳定性（8）环保和安全3初步纯化与高度纯化分离效果有何不同？（1）初步纯化是将目标物和与其性质有较大差异的杂质分开，使产物的浓度有较大幅度的提高，可采用沉淀、吸附、萃取、超滤等单元操作.（2）高度纯化主要是除去与目标物性质相近的杂质，是产品的精制过程，可采用层析（柱层析和薄层层析）、离子交换、亲和色谱、吸附色谱、电色谱.4如何除去蛋白质溶液中的热原质？（1）生产过程无菌（2）所有层析介质无菌（3）所用溶液无菌（4）亲和层析（多粘菌素）5生物分离为何主张采用集成化技术？6纯化生物产品的得率是如何计算的？若每一步纯化产物得率为90%，共6步纯化得到符合要求产品，其总收率是多少？得率二产品中目标产物总量/原料中目标产物总量总收率=（90%）6=53.1441%发酵液预处理1发酵液为何需要预处理？处理方法有哪些？1、发酵产物浓度较低，大多为1%—10%,悬浮液中大部分是水；2、悬浮物颗粒小，相对密度与液相相差不大；3、固体粒子可压缩性大（细胞在很大程度上属于可压缩的粘稠物料）；4、液相粘度大，大多为非牛顿型流体；5、性质不稳定，随时间变化，如易受空气氧化、微生物污染、蛋白质酶水解等作用的影响。
动植物细胞分裂时的特点
动植物细胞分裂时的特点如下：
1. 间期：在细胞分裂之前，动植物细胞都会经历间期，即细胞生长和DNA合成阶段。
间期可以分为G1期、S期和G2期。
2. 有丝分裂：动植物细胞分裂时都会经历有丝分裂过程，即染色体排列、纺锤体形成、染色体分离和细胞质分裂等阶段。
3. 细胞质分裂：动植物细胞在分裂时都会发生细胞质分裂，即将一个细胞分裂成两个新的细胞。
在动物细胞中，细胞质分裂通过收缩环的形成来实现；而在植物细胞中，细胞质分裂通过形成细胞板来实现。
4. 细胞核重建：在细胞分裂过程中，原有的细胞核会消失，然后在新的细胞中重建。
在动物细胞中，细胞核重建过程较快；而在植物细胞中，由于存在细胞壁，细胞核重建过程较慢。
5. 分裂结果：动植物细胞分裂后，会形成两个新的细胞，每个新细胞都具有与母细胞相同的染色体数量和基因组成。
生物高考知识点有丝分裂
生物高考知识点有丝分裂有丝分裂是一种细胞分裂方式，它在生物界中广泛存在，并且在高考的生物考试中经常被提及。
有丝分裂是细胞增殖的基础，同时也是保证生物个体的基因稳定性的重要过程。
本文将介绍有丝分裂的基本过程、重要特点以及与有丝分裂相关的一些概念和实验方法。
一、有丝分裂的基本过程有丝分裂可以分为四个连续性的阶段，即前期、中期、后期和末期。
在前期，细胞的染色体开始凝缩成为可见的条状结构，核膜逐渐破裂。
接着，进入中期，细胞的纺锤体形成，而染色体被纺锤体纤维连接。
在后期，染色体逐渐排列在细胞的中心平面，进而分离为两个相同的染色体。
最后，在末期，细胞分离成为两个细胞，每个细胞都包含相同数量和类型的染色体。
二、有丝分裂的重要特点1. 染色体复制：有丝分裂开始前，细胞中的每一条染色体都经历了一次复制，形成了由两个姐妹染色单体组成的染色体。
2. 有丝纺锤体的形成：有丝纺锤体是由细胞器官纺锤体微管组成的结构，其主要功能是将染色体在细胞中进行分离和运输。
3. 染色体分离：在有丝分裂的过程中，纺锤体微管通过与染色体连接，将染色体分离为两个相同的染色体。
4. 细胞分裂：最终，细胞会分裂为两个完全相同的细胞，每个细胞都包含相同数量和类型的染色体。
三、与有丝分裂相关的概念和实验方法1. 染色体数目：有丝分裂中的染色体数目在不同物种中是有差异的。
例如，人类体细胞的染色体数目是46条，而根据植物种类的不同，染色体数目可高达数千条。
2. 纺锤体的功能：纺锤体的主要功能是将染色体分离为两组，确保每个新生细胞都具备与母细胞相同的遗传物质。
3. 细胞周期：细胞周期是指细胞从诞生到分裂再到后续再生的完整过程，其被分为G1期、S期、G2期和M期四个阶段。
M期即有丝分裂期，是细胞周期中重要的分裂过程。
4. 显微镜观察：有丝分裂的各个阶段通常需要借助光学显微镜进行观察。
通过高倍率显微镜，我们可以清晰地观察到染色体在细胞中的分离和排列。
总结起来，有丝分裂是生物高考中非常重要的知识点。
1简述生物分离过程的特点
1简述生物分离过程的特点生物分离过程是指利用物理、化学、生物学等方法将生物体产物中的一种或多种化合物、分子、细胞等分离纯化出来的过程。
它具有以下特点：一、分离纯化对象的多样性生物分离过程的分离对象广泛，可以是化合物、分子、细胞、组织、器官以及整个生物体等。
分离对象的种类不同，在分离纯化过程中，所采用的分离方法也会有所差异。
二、选择性生物分离过程需要选择性地将分离对象与其他物质分开。
由于生物体分泌产物的复杂性和多样性，常常需要采用多步分离方法，例如，蛋白质纯化通常从酶法纯化、离子交换层析、凝胶过滤层析、逆流层析等多步操作，才能达到较高的纯度和收率。
生物体产物分离纯化方法多种多样，包括溶解沉淀、超滤、离子交换层析、气相色谱、液相色谱、电泳、薄层色谱、极性萃取、不极性萃取等。
为达到最佳的分离效果，需要根据分离对象的性质和要求选择合适的分离方法。
四、产品质量的关键生物分离过程的核心是纯化和提高产品质量，不仅要得到目标产物，而且要尽可能消除或降低杂质、毒性物质和有害成分，使得产物的活性和生物学活性得到最大化的保持。
因此，分离过程中要进行有效的监控和质量控制，确保最终产品的质量符合规定的标准。
五、工艺的复杂性生物分离过程的生产工艺比较复杂，需要耗费大量的人力、物力和财力。
因此，需要进行工艺的优化和改进，以提高分离效率和产量，降低成本，提高经济效益。
总之，生物分离过程是一项关键的技术，对于从生物产物中提纯出目标物质的制药、生物工程和食品行业具有重要的应用价值。
了解生物分离过程的特点和优缺点，能够有效地指导制定适合该工艺的生产方案。
简述生化分离的一般流程和主要特点
简述生化分离的一般流程和主要特点下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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1生物分离过程的特点
1．生物分离过程的特点。
2．凝聚和絮凝的作用原理。
3．双水相萃取的基本原理以及分配系数的影响因素。
4．解释超滤过程中的“浓差极化”现象。
5．以枯草杆菌为菌中发酵生产蛋白酶，拟用过滤法分离菌体，为强化过滤过程，请问可采取那些措施？6．离子交换过程应包括哪几步？试简要说明内部扩散控制与外部扩散控制的操作条件。
7．线性色谱与非线性色谱的区别？8．简述硅胶HPLC填料的化学修饰与改性，为什么硅胶可以改性及主要改性的化学反应。
9．简述高效亲和色谱填料的工作原理及有多少中类型的配基。
10．简述有机高分子类型HIC，IEC，RPC，SEC的HP LC填料的工作原理。
11．简述羟基磷灰石作为色谱填料的工作原理及其论证。
何谓C点，P点？12．简述径向色谱柱的工作原理，并比较径向色谱柱与轴向色谱柱的优缺点。
13．简述电泳分离的工作原理，比较高效液相色谱与电泳分离的相同与差别。
14．蛋白质检测的主要项目，蛋白质化学分析新发展技术主要有哪几种？蛋白质的纯度如何定义？何谓蛋白质复性？并列举五种复性方法。
15．简述膜分离的微滤，超滤，反超滤，电渗析分离机理及分离对象。
16．如何进行填料性能的评价？①物化性质的表征②填料色谱性能的表征17．简述细胞破碎的方法18．理想斯托克斯公式：19．Leff,Lmin,HPLC,SEC,HIC,RPLC,AFC,IEC,LC,TLC20．非线性色谱时的峰形21．GFC，介质骨架种类。
多糖类，合成大分子与合成高聚物混合22．蛋白质（IEP）等电点23．IEC物理性能评价。
1 生物分离过程的特点？P65答：（1）目标产物浓度普遍较低，悬浮液中大部分是水。
（2）组分成分非常复杂，含有细胞，细胞碎片，蛋白质，核酸等。
（3）分离过程容易发生失活现象，PH，离子强度，温度等变化常常造成产物失活。
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简答题1.简述生物分离过程的特点。
答：（1）产品丰富：产品的多样性导致分离方法的多样性；（2）绝大多数生物分离方法来源于化学分离；（3）生物分离一般比化工分离难度大：※成分复杂；※悬液中的目标产物浓度低；※生物活性条件相对温和；※生物产品要求高质量；※获得高纯度的干燥产品；※卫生。
因此，生物分离过程往往成本很高，在某些产品的生产过程中，分离成本可能占到总成本的80％以上。
（补充：常无固定操作方法可循；生物材料组成非常复杂；分离操作步骤多，不易获得高收率；培养液（或发酵液）中所含目的物浓度很低，而杂质含量却很高；分离进程必须保护化合物的生理活性；生物活性成分离开生物体后，易变性、破坏；基因工程产品，一般要求在密封环境下操作。
）2.简述超临界流体萃取的原理及其特点。
答：超临界流体萃取是利用超临界流体具有的类似气体的扩散系数，以及类似液体的密度（溶解能力强）的特点，利用超临界流体为萃取剂进行的萃取单元操作。
利用超临界流体的特殊性质，使其在超临界状态下，与待分离的物料接触，萃取出目的产物，然后通过降压或升温的方法，使萃取物得到分离。
其特点是密度接近液体，萃取能力强；粘度接近气体，传质性能好；且安全、无毒、产品分离简单，但设备投资较大。
3.常用的蛋白质沉淀方法有哪些？简述其作用机理。
（１）有机溶剂法：破坏蛋白质分子的水化层，使之聚集成更大的分子团而沉淀。
（２）盐析：破坏蛋白质分子水化层，电荷中和，使之聚集成更大的分子团。
（３）化学沉淀法：通过化学试剂与目的产物形成新的化合物，改变溶解度而沉淀。
4.何谓ELISA？简述其分析过程。
答：ELISA即酶联免疫吸附测定，是以免疫学反应为基础，将抗原、抗体的特异性反应与酶对底物的高效催化作用结合起来，灵敏性很高的一种新型的免疫酶测定技术。
ELISA过程是在一种固相载体——聚苯乙烯微量滴定板中进行的，每加入一种试剂孵育后，可通过洗涤除去多余的游离反应物，从而保证试验结果的特异性与稳定性。
抗原吸附在固相载体上被称为包被，加待测抗体，再加相应酶标记抗体，生成“抗原-待测抗体-酶标记抗体”的复合物，再与该酶的底物反应生成有色产物，待测抗体的定量与有色物质产生成正比，因此借助分光分度仪计测定其吸光度，可计算出抗体的量。
5.结合SDS -PAGE电泳的分离原理说明未知蛋白质分子量的测定方法。
答:SDS-PAGE是凝胶电泳的一种，其分离原理是基于不同分子量的蛋白质（亚基）在电场中的迁移率不同，因此利用该技术测定未知蛋白质（亚基）的分子量是十分方便的，具体的方法是利用标准分子量MARK，与样品一同电泳，染色后根据标准分子MARK中已知分子量蛋白质的迁移率与其分子量的对数值作图，可得一标准曲线并拟合方程，再结合未知蛋白质的迁移率即可计算得到大致的分子量。
6.常用的层析方法有哪些？请叙述其分离原理。
⑴离子交换层析（IEC）基本原理：通过带电的溶质分子与离子交换剂中可交换的离子进行交换，从而达到分离的目的。
⑵疏水色谱（HIC）基本原理：主要是利用蛋白质分子表面上的疏水区域和介质中的疏水基团之间的相互作用，无机盐的存在能使相互作用力增强。
⑶亲和层析（AC）基本原理：是利用固定化配基与目的蛋白质之间特异的生物亲和力进行吸附，如抗体与抗原、受体与激素、酶与底物之间的作用。
⑷凝胶过滤基本原理：是以具有大小一定的多孔性凝胶作为分离介质，小分子能进入孔内，在柱中缓慢移动，而大分子不能进入孔内，快速移动，利用这种移动差别可使大分子与小分子分开。
7.何谓萃取的分配系数？其影响因素有哪些？分配系数：在一定温度、一定压力下，某一溶质在互不相溶的两种溶剂间分配时，达到平衡后，在两相中的浓度之比为一常数，这个常数称为分配系数。
乳化作用。
pH值：影响弱酸或弱碱药物的分配系数和药物的稳定性。
温度和时间：药物的稳定性、分配系数。
盐析作用：盐析剂与水分子结合，游离水分子减少，药物在水相中溶解度降低，易转入有机相；降低有机溶剂在水中的溶解度；萃余相比重增大，利于分相。
溶剂的种类和用量及萃取方式。
基因工程001 基因工程操作的三大基本元件是【】I 供体II 受体III 载体IV 抗体V 配体ＡI + II + IIIＢI + III + IVＣII + III + IVＤII + IV + VＥIII + IV + V002 根据当今生命科学理论，基因工程的用途是【】I 分离纯化基因 II 大量生产生物分子 III 构建新型物种 IV 提高基因重组效率Ａ I + II + IIIＢ I + II + IVＣ I + III + IVＤ II + III + IVＥ I + II + III + IV003 基因工程的三大理论基石是【】Ａ经典遗传学、细胞生物学、微生物学Ｂ分子遗传学、分子生物学、生化工程学Ｃ动物学、植物学、微生物学Ｄ生物化学、生化工程学、化学工程学Ｅ生理学、仿生学、免疫学004 根据基因工程的定义，下列各名词中不能替代基因工程的是【】Ａ基因诱变Ｂ分子克隆Ｃ DNA重组Ｄ遗传工程Ｅ基因无性繁殖005 基因工程的单元操作顺序是【】Ａ增，转，检，切，接Ｂ切，接，转，增，检Ｃ接，转，增，检，切Ｄ检，切，接，增，转Ｅ切，接，增，转，检006 生物工程的上游技术是【】Ａ基因工程及分离工程Ｂ基因工程及发酵工程Ｃ基因工程及酶工程Ｄ基因工程及细胞工程Ｅ基因工程及蛋白质工程007 基因工程作为一种技术诞生于【】Ａ上世纪 50 年代初Ｂ上世纪 60 年代初Ｃ上世纪 70 年代初Ｄ上世纪 80 年代初Ｅ上世纪 90 年代初008 利用基因工程扩增基因是依据【】Ａ基因定向重排Ｂ强化启动基因Ｃ增强子重组Ｄ SD 顺序的存在Ｅ载体自主复制009 第一个由重组大肠杆菌生产的人类蛋白（多肽）药物是【】Ａ生长激素（Growth hormone）Ｂ胰岛素（Insulin）Ｃ干扰素（Interferon）Ｄ白细胞间溶菌素（Interleukin）Ｅ生长激素释放抑制素（Somatostatin）010 下列有关基因的叙述，错误的是【】Ａ蛋白质是基因表达的唯一产物Ｂ基因是 DNA 链上具有编码功能的片段Ｃ基因也可以是 RNAＤ基因突变不一定导致其表达产物改变结构Ｅ基因具有方向性011 限制性核酸内切酶是由细菌产生的，其生理意义是【】Ａ修复自身的遗传缺陷Ｂ促进自身的基因重组Ｃ强化自身的核酸代谢Ｄ提高自身的防御能力Ｅ补充自身的核苷酸消耗012 天然 PstI 限制性内切酶的来源是【】ＡBacillus amyloliquefaciensＢEscherichia coliＣHaemophilus influenzaeＤProvidencia stuartiiＥStreptomyces lividans013 根据酶切活性对盐浓度的要求，限制性核酸内切酶可分成【】Ａ 2 大类Ｂ 3 大类Ｃ 4 大类Ｄ 5 大类Ｅ 6 大类014 下列五个 DNA 片段中含有回文结构的是【】Ａ GAAACTGCTTTGACＢ GAAACTGGAAACTGＣ GAAACTGGTCAAAGＤ GAAACTGCAGTTTCＥ GAAACTGCAGAAAG015 下列五个 DNA 片段，最可能含有 SstI 酶切位点的是【】Ａ GGAGAGCTCTＢ GAGCACATCTＣ CCCTGTGGGAＤ ATCCTACATGＥ AACCTTGGAA016 从dam 型大肠杆菌受体细胞中分离出的质粒 DNA 能被 BamHI 、 BglII 和 Sau3AI 降解（如果上述酶切位点存在），但对 BclI 和 MboI 不敏感（尽管上述酶切位点存在），其原因是【】Ａ Dam 甲基化酶使 BclI 和 MboI 识别序列甲基化，但对 BamHI 、 BglII 以及 Sau3AI 不起作用Ｂ Dam 甲基化酶既可使 5'-GATC-3' 序列中的腺嘌呤 N 6 甲基化，也可使胞嘧啶 C 5 甲基化，这两种甲基化作用对限制性内切酶活性的影响不同Ｃ Dam 甲基化酶能使所有 5'-GATC-3' 序列中的腺嘌呤 N 6 甲基化，但不同的限制性内切酶对这种甲基化作用的敏感性不同Ｄ Dam 甲基化酶的作用位点在 5'-GATC-3' 序列内部，但该酶与 DNA 靶序列的结合还依赖于 5'-GATC-3' 序列左右两端的其它碱基组成Ｅ Dam 甲基化酶既能使 5'-GATC-3' 序列中的腺嘌呤 N 6 单甲基化，也能使其双甲基化，只有后者才能抵御相应限制性内切酶的切割作用017 T 4 -DNA 连接酶是通过形成磷酸二酯键将两段 DNA 片段连接在一起，其底物的关键基团是【】Ａ 2' -OH 和 5' -PＢ 2' -OH 和 3' -PＣ 3' -OH 和 2' -PＤ 3' -OH 和 5' -PＥ 5' -OH 和 3' -P018 下列 DNA 片段中，通过加热并用 S1 核酸酶处理即可使 DNA 断裂的是【】Ａ CCGATCAAGCTGTTCCCGGAGGTGCCCGCCCTAAGGAGACTCGGTGGCTAGTTCGACAAGGGCCTCCACGGGCGGGATTCCTCTGAGCCAＢ AAGGTCGGCGGGTTCCCACCCGTGAGCATCGGGCCTTGCCGTTATTTCCAGCCGCCCAAGGGTGGGCACTCGTAGCCCGGAACGGCAATAＣ TATGATCATCCGCCGGGTGTCACTGATCCATGGCCCAAGGGTTTCATACTAGTAGGCGGCCCACAGTGACTAGGTACCGGGTTCCCAAAGＤ GAGGATCCCTTTGCGATTCACCTAGGGTATCTCTGTAGGGCCTAGCTCCTAGGGAAACGCTAAGTGGATCCCATAGAGACATCCCGGATCＥ GCATCGGCCCCCGGTAAATATTCTCGGGGCGGGTAGCCGCCTAGTCGTAGCCGGGGGCCATTTATAAGAGCCCCGCCCATCGGCGGATCA019 Bal31 工具酶是一种【】Ａ只切双链 DNA 的外切酶Ｂ双链单链 DNA 均切的外切酶Ｃ双链单链 DNA 和 RNA 均切的外切酶Ｄ双链单链 RNA 均切的外切酶Ｅ只切双链 RNA 的外切酶020 下列有关连接反应的叙述，错误的是【】Ａ连接反应的最佳温度为37 ℃Ｂ连接反应缓冲体系的甘油浓度应低于 10%Ｃ连接反应缓冲体系的 ATP 浓度不能高于 1mMＤ连接酶通常应过量 2-5 倍Ｅ DTT 可以维持连接酶的结构021 某一质粒的多克隆位点上含有下列单一限制性内切酶识别序列： AluI 、 BglII 、 ClaI 、 DpnI 、 EcoRV ，若将含有 EcoRI 粘性末端的外源基因克隆在这个质粒上，并保留 EcoRI 酶切位点，则合适的插入位点是【】Ａ AluIＢ BglIIＣ ClaIＤ DpnIＥ EcoRV022 若将含有 5' 末端 4 碱基突出的外源 DNA 片段插入到含有 3' 末端 4 碱基突出的载体质粒上，又必须保证连接区域的碱基对数目既不增加也不减少，则需用的工具酶是【】I T 4 -DNA 聚合酶 II Klenow III T 4 -DNA 连接酶 IV 碱性磷酸单酯酶Ａ IIIＢ I + IIIＣ II + IIIＤ I + II + IIIＥ I + II + III + IV023 若载体 DNA 用 M 酶切开，则下列五种带有 N 酶粘性末端的外源 DNA 片段中，能直接与载体拼接的是【】M NＡ A/AGCTT T/TCGAAＢ C/CATGG ACATG/TＣ CCC/GGG G/GGCCCＤ G/GATCC A/GATCTＥ GAGCT/C G/AGCTC024 下列各组分别用两种不同的限制性内切酶切开的 DNA 片段经补平并连接后，其重组分子内能产生 ClaI 限制性内切酶酶切位点的是【】Ａ BglII / BamHIＢ HindIII / BamHIＣ MluI / BamHIＤ SpeI / BamHIＥ XbaI / BamHI025 质粒 DNA 和外源 DNA 各用两种限制性内切酶切开，经连接转化后获得重组子。