生物分离工程期末计算题示例
生物分离工程期末复习题
填空题1. .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；2. 比表面积 和 孔径 是评价吸附剂性能的主要参数。
3. 层析操作必须具有 固定 相和 流动 相。
4. 溶质的分配系数大，则在固定相上存在的几率 大 ，随流动相的移动速度 小 。
5. 层析柱的理论板数越 多 ，则溶质的分离度越 大 。
6. 两种溶质的分配系数相差越 小 ，需要的越多的理论板数才能获得较大的分离度。
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；15. 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；16. 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 ；17. 晶体质量主要指 晶体大小 ， 形状 和 纯度 三个方面；18. 亲和吸附原理包括 配基固定化 ， 吸附样品 和 样品解析 三步；19. 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20. 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 ；21. SDS-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 分子形状 和 电荷 差异，而将 分子量 作为分离的依据；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 ；22. 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 ；23. 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 -；24. 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；25. 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 ，温度 、溶液浓度 、 搅拌速率 、和 交联度、膨胀度、颗粒大小 ；26. 离子交换操作一般分为 静态 和 动态 两种；27. 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 ；28. 双相电泳中，第一相是 等电聚焦 ；第二相是 SDS-PAGE ；29. 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 ； 30. 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 ； 31. 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ΔG S 和 体积过剩吉布斯自由能ΔG V 组成；32. 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；33. 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；34. 大孔网状吸附剂有 非极性 ， 中等极性 和 极性 三种主要类型； 35. 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 ；36. 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 ； 37. 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；38. 电泳后，样品的主要染色方法有 考马斯亮蓝 和 银染法 ；39. 电泳过程中，加入溴酚兰的目的是 指示蛋白的迁移位置 ；40. 固体可分为 晶体 和 无定形固体 两种状态；41. 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 ；42. 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；43. 影响晶体生长的主要因素有 杂质 、 搅拌 和 温度 ；44. IEC 操作多采用 线性梯度 洗脱和 逐次 洗脱。
生物性状分离计算试题及答案
生物性状分离计算试题及答案1. 假设有一对纯合的显性性状亲本（AA）与一对纯合的隐性性状亲本（aa）进行杂交，后代的基因型和表现型比例是什么？2. 如果上述杂交后代自交，其后代的基因型和表现型比例又是什么？3. 一个杂合子（Aa）与另一个杂合子（Aa）杂交，其后代的基因型和表现型比例是什么？4. 已知某植物的花色由一对等位基因控制，显性基因A控制红色花色，隐性基因a控制白色花色。
如果一个红色花色的植物（Aa）与一个白色花色的植物（aa）杂交，后代的表现型比例是什么？5. 假设一个杂合子（Aa）自交了三代，求第四代中纯合子（AA或aa）所占的比例。
答案1. 显性性状亲本（AA）与隐性性状亲本（aa）杂交，后代的基因型全部为杂合子（Aa），表现型全部为显性性状。
2. 杂合子（Aa）自交，后代的基因型比例为AA:Aa:aa=1:2:1，表现型比例为显性性状:隐性性状=3:1。
3. 两个杂合子（Aa）杂交，后代的基因型比例为AA:Aa:aa=1:2:1，表现型比例同样为显性性状:隐性性状=3:1。
4. 红色花色的植物（Aa）与白色花色的植物（aa）杂交，后代的基因型比例为Aa:aa=1:1，表现型比例为红色花色:白色花色=1:1。
5. 杂合子（Aa）自交三代后，第四代中纯合子（AA或aa）所占的比例可以通过以下步骤计算得出：- 第一代：Aa自交，AA:Aa:aa=1:2:1- 第二代：Aa自交，AA:Aa:aa=1/4:1/2:1/4- 第三代：Aa自交，AA:Aa:aa=1/8:3/8:3/8- 第四代：AA和aa的比例为1/8+3/8*1/4=1/4，即25%。
结束语通过以上试题及答案，我们可以看到孟德尔的分离定律在实际遗传问题中的应用。
希望这些练习能帮助学生更好地理解性状分离的计算方法，并在遗传学的学习中取得进步。
生物分离工程每章节期末重点名词及习题
一、绪论1、生物分离工程的特点是什么？生物分离工程：是指从发酵液、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。
又称为下游加工过程。
特点：○1产品品种很多.○2物质分离的难度比一般化工产品大.○3常无固定操作方法可循;○4生物材料组成非常复杂, 分离操作步骤多，成本高却不易获得高收率。
2、生物分离工程可分为几大部分，分别包括哪些单元操作？答：分为不溶物的去除（过滤、离心，使产物浓度和质量得到了提高）、产物粗分离（离子交换、吸附、萃取，目的去除体系中大部分杂质，提高目标产物浓度）、纯化（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）、精制（结晶技术和色谱分离，目的是提高产物浓度，形成最终产品形态）。
二、过滤.凝聚：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，使胶体粒子聚集的过程。
凝聚和絮凝的区别——在电介质作用下，破坏溶质胶体颗粒表面的双电层，破坏胶体系统的分散状态，使胶体粒子聚集的过程。
凝聚：简单电解质降低胶体间的排斥力。
从而范德华引力起主导作用，聚合成较大的胶粒，粒子的密度越大，越易分离。
絮凝：指在某些高分子絮凝剂存在下，在悬浮粒子之间发生架桥作用而使胶粒形成粗大的絮凝团的过程助滤剂：为防止滤渣堆积过于密实，使过滤顺利进，而使用的细碎程度不同的不溶性惰性材料。
重力沉降式固液分离设备：矩形水平流动池、圆形水平流动池、垂直流动式沉降池、斜板式沉降池发酵液为何需要预处理？处理方法有哪些？由于发酵液和生物溶液是高粘度的非牛顿型流体，所以过滤是相当困难的，高黏性的可压缩滤饼有事呈难渗透的胶体，使过滤难以进行，菌丝体尤其如此。
预处理的的方法：加热法（较稳定的产物）、凝聚和絮凝（明矾、氧化铝、氧化镁、多糖）、助滤剂上的吸附（硅藻土、珍珠岩、活性炭）、调节PH值。
三、离心和沉降离心：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。
生物分离工程试题及答案
生物分离工程试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1. 生物分离工程中常用的离心分离技术不包括以下哪一项？A. 差速离心B. 密度梯度离心C. 过滤离心D. 沉降离心答案：C2. 在生物分离过程中，以下哪种方法不适用于细胞破碎？A. 高压均质机B. 超声波C. 酶解法D. 渗透压调节答案：D3. 以下哪种物质不适合作为色谱分离的固定相？A. 硅胶B. 离子交换树脂C. 活性炭D. 聚丙烯酰胺凝胶答案：C4. 在蛋白质的盐析过程中，通常使用的盐类是？A. 高浓度的氯化钠B. 高浓度的硫酸铵C. 低浓度的氯化钠D. 低浓度的硫酸铵答案：B5. 以下哪种方法不是蛋白质纯化中常用的层析技术？A. 凝胶渗透层析B. 离子交换层析C. 亲和层析D. 电泳答案：D6. 以下哪种设备不适用于大规模生物分子的分离？A. 超滤膜B. 离心机C. 色谱柱D. 微孔滤膜答案：D7. 在蛋白质的提取过程中，通常使用的缓冲液pH值范围是？A. 4-5B. 6-8C. 8-10D. 10-12答案：B8. 以下哪种物质不是生物分离过程中常用的稳定剂？A. 甘油B. 蔗糖C. 氯化钠D. 柠檬酸钠答案：C9. 在生物分离工程中，以下哪种方法不适用于蛋白质的定量分析？A. 紫外-可见光谱法B. 比色法C. 高效液相色谱法D. 电泳答案：D10. 以下哪种设备在生物分离过程中不常用于浓缩和纯化？A. 蒸发器B. 冷冻干燥机C. 超滤膜D. 蒸馏塔答案：D二、多项选择题（每题3分，共15分）1. 生物分离工程中常用的过滤技术包括以下哪些？A. 微滤B. 超滤C. 纳滤D. 反渗透答案：A、B、C2. 以下哪些因素会影响蛋白质的沉淀？A. 温度B. pH值C. 离子强度D. 蛋白质浓度答案：A、B、C、D3. 在生物分离工程中，以下哪些是影响色谱分离效果的因素？A. 固定相的性质B. 流动相的流速C. 温度D. 样品的浓度答案：A、B、C4. 以下哪些是生物分离过程中常用的浓缩技术？A. 蒸发B. 冷冻干燥C. 超滤D. 离心答案：A、B、C5. 以下哪些是生物分离工程中常用的检测方法？A. 紫外-可见光谱法B. 比色法C. 高效液相色谱法D. 电泳答案：A、B、C、D三、简答题（每题10分，共30分）1. 简述生物分离工程中常用的沉淀技术有哪些？答：生物分离工程中常用的沉淀技术包括盐析法、有机溶剂沉淀法、等电点沉淀法和变性沉淀法。
生物分离工程期末试题华南理工大学
生物分离工程期末试题华南理工大学一、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V，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6=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℃一30℃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。
生物分离工程期末试题及答案
生物分离工程期末试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 生物分离工程中常用的色谱技术有哪些？A. 凝胶渗透色谱B. 离子交换色谱C. 亲和色谱D. 所有选项2. 以下哪种不是生物分离过程中常用的离心方法？A. 差速离心B. 等密度离心C. 沉降离心D. 过滤离心3. 膜分离技术中，哪种膜的孔径最小？A. 微滤膜B. 超滤膜C. 纳滤膜D. 反渗透膜4. 在亲和色谱中，常用的配体有哪些？A. 蛋白质B. 多肽C. 核酸D. 所有选项5. 以下哪种方法不是用于蛋白质的纯化？A. 电泳C. 透析D. 离心6. 凝胶渗透色谱中，分子大小与洗脱速度的关系是什么？A. 分子越大，洗脱速度越快B. 分子越小，洗脱速度越快C. 分子大小与洗脱速度无关D. 以上都不正确7. 离子交换色谱中，离子强度对分离效果有何影响？A. 离子强度越高，分离效果越好B. 离子强度越低，分离效果越好C. 离子强度对分离效果无影响D. 离子强度适中时，分离效果最佳8. 亲和色谱中，配体与目标分子的结合力是什么？A. 静电作用B. 范德华力C. 特异性结合D. 疏水作用9. 以下哪种不是膜分离技术的优点？A. 操作简便B. 选择性高C. 能耗低D. 需要大量溶剂10. 以下哪种方法可以用于蛋白质的定量分析？A. 紫外-可见光谱法B. 凝胶渗透色谱D. 透析答案：1-5 D,D,D,D,A；6-10 A,D,C,D,A二、简答题（每题10分，共30分）1. 简述生物分离工程的基本过程。
2. 描述膜分离技术在生物制药中的应用。
3. 解释亲和色谱的原理及其在蛋白质纯化中的应用。
三、计算题（每题25分，共50分）1. 假设某蛋白质样品通过凝胶渗透色谱进行纯化，已知样品的分子量为50kDa，色谱柱的孔径为100nm。
请计算该蛋白质在色谱柱中的洗脱体积，并解释其洗脱速度。
2. 某生物制药厂使用超滤膜进行蛋白质浓缩，已知膜的截留分子量为100kDa，蛋白质溶液的初始浓度为1mg/mL，体积为1L。
生物分离工程期末试题及答案
生物分离工程期末试题及答案一、选择题1. 以下不属于生物分离工程中常用的分离方法是：a) 超滤分离b) 离心分离c) 色谱分离d) 干燥分离答案：d) 干燥分离2. 生物分离工程中常用的离心机是依据下列哪种原理工作的：a) 重力沉降b) 渗透压差c) 离心力d) 磁性分离答案：c) 离心力3. 下列哪种分离方法常用于酵母细胞的分离：a) 色谱分离b) 超滤分离c) 离心分离d) 蒸馏分离答案：c) 离心分离4. 生物分离工程中使用的常见层析柱包括：a) 凝胶过滤柱b) 脱盐柱c) 亲和层析柱d) 隔离柱答案：c) 亲和层析柱5. 毛细管电泳是一种基于什么原理的分离方法？a) 电动力b) 电荷性c) 分子大小d) pH值答案：b) 电荷性二、简答题1. 请简要概述生物分离工程的基本原理。
生物分离工程是一种将生物材料中的目标物或产物与其他物质分离的工艺。
其基本原理是根据目标物与其他物质的分子大小、电荷性、亲和性等差异，利用不同的分离方法实现分离纯化。
常用的分离方法包括离心分离、超滤分离、层析分离、电泳分离等。
2. 生物分离工程中的超滤分离是如何实现的？超滤分离是利用滤膜的孔径大小将溶液分离为不同的分子量区域。
通过对溶液进行压力驱动，将大分子物质、悬浮物和杂质滤除，只保留小分子物质或溶质。
超滤膜的孔径可以根据需要选择，一般在10纳米至0.1微米之间。
3. 请解释离心分离的原理及其在生物分离工程中的应用。
离心分离是利用离心力将样品中的悬浮物或颗粒分离出来的方法。
离心分离的原理是根据离心力的作用使样品中的重质颗粒或固体沉降到离心管底部，而轻质物质则稳定地悬浮在上层。
离心分离在生物分离工程中广泛应用于细胞分离、蛋白质纯化等方面。
4. 请简述层析分离的工作原理及其在生物分离工程中的应用。
层析分离是一种基于溶质在固定相和流动相之间的相互作用力差异进行分离纯化的方法。
其工作原理是将样品溶液通过固定相填充的柱子，利用流动相将不同性质的溶质进行选择性分离。
生物分离工程计算
三、问答题1、什么是生物技术下游加工过程？从发酵液或酶反应液或动植物细胞培养液中提取、分离、纯化、富集生物产品的过程。
2、针对分离对象而言，生物分离过程有何特点（1）发酵液或培养液是产物浓度很低的水溶液：发酵液中生物产品的浓度很低，而杂质含量却很高，如发酵液 (0.1-10g/L) 或培养液(5-50mg/L)，青霉素（4.2%）、庆大霉素（0.2%）、干扰素（<50ug/ml，0.005%）胰岛素0.002%。
这使分离所需能量以及产品价格大大提高。
（2）培养液是多组分的混合物：培养液是一个复杂的多相体系，含有菌体、未消耗尽的固体培养基等固体成分和大量的液相；未消耗完的培养基成分，包括各种无机盐和有机物；除所需产物外，还含有其他副产物以及色素等杂质，有些杂质的性质与产物很接近。
很难通过单一手段将产物分离和纯化。
（3）生化产品的稳定性差：许多发酵产品具有生理活性，很容易变性失活，如原料液中常存在降解目标产物的蛋白酶、菌体也可能自溶、容易被杂菌污染：遇热、极端pH 值、有机溶剂会引起失活或分解，特别是蛋白质的生物活性与一些辅因子、金属离子的存在和分子的空间构型有关。
甚至剪切力也会影响空间构型和使分子降解，对蛋白质的活性有很大影响，因此，分离过程中的pH值、温度和搅拌等条件必须特别注意。
发酵液放罐后，应及时快速操作，要求采用快速的分离纯化方法除去影响目标产物稳定性的杂质。
（4）对最终产品的质量要求高：对产物的要求：保持生物产物的活性、纯度要求高，当生物技术产品是食品或药物时，要求无污染物、无对映体、无病毒、无热原、无致敏原等。
3、生物分离工程的一般步骤是什么？各步骤中的单元操作主要有哪些？一般包含四个步骤，如图所示。
预处理中有加热、调pH、絮凝等单元操作；细胞分离中有沉降、离心、过滤、错流过滤等操作步骤；细胞破碎中有均质化、研磨、溶胞等单元操作；细胞碎片分离中有离心、萃取、过滤、错流过滤等单元操作；初步纯化中有沉淀、吸附、萃取、超滤等单元操作；高度纯化中有层析、离子交换、亲和、疏水、吸附、电泳等单元操作；成品加工中有无菌过滤、超滤、冷冻干燥、喷雾干燥、结晶等单元操作。
生物分离试题及答案
生物分离试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 生物分离中常用的层析技术不包括以下哪一项？A. 凝胶层析B. 离子交换层析C. 亲和层析D. 离心分离答案：D2. 凝胶层析中，分子通过凝胶颗粒的孔隙时，以下哪种分子最先被洗脱？A. 分子量最大的分子B. 分子量最小的分子C. 分子量中等的分子D. 所有分子同时被洗脱答案：B3. 离子交换层析中，哪种离子的蛋白质会最先被洗脱？A. 带正电荷的蛋白质B. 带负电荷的蛋白质C. 电荷中性的蛋白质D. 电荷最少的蛋白质答案：A4. 亲和层析中，目标蛋白质与哪种物质的结合最为特异？A. 配体B. 凝胶颗粒C. 缓冲液D. 杂质蛋白答案：A5. 在蛋白质分离过程中，哪种方法可以用于去除核酸？A. 凝胶层析B. 离子交换层析C. 超滤D. 亲和层析答案：C6. 离心分离中，哪种离心机适用于分离细胞和细胞碎片？A. 低速离心机B. 中速离心机C. 高速离心机D. 超速离心机答案：A7. 电泳技术中，哪种电泳可以用于分离蛋白质和核酸？A. 纸电泳B. 凝胶电泳C. 等电聚焦电泳D. 毛细管电泳答案：B8. 在蛋白质纯化过程中，哪种方法可以用于确定蛋白质的纯度？A. SDS-PAGEB. Western blotC. ELISAD. 质谱分析答案：A9. 哪种方法可以用于测定蛋白质的分子量？A. 凝胶层析B. 质谱分析C. 等电聚焦电泳D. 紫外光谱分析答案：B10. 在蛋白质纯化过程中，哪种方法可以用于去除蛋白质中的盐分？A. 凝胶层析B. 离子交换层析C. 亲和层析D. 透析答案：D二、填空题（每空1分，共20分）1. 生物分离的目的是将目标________从复杂的生物样品中分离出来，并去除________杂质。
答案：分子，非目标2. 凝胶层析的原理是基于分子的________大小差异进行分离的。
答案：分子量3. 离子交换层析中，蛋白质的分离是基于其________性质的差异。
生物分离工程期末(附答案)
期末考试复习题吸附法和离子交换1、吸附作用机理是什么？按作用力可分为哪几种？答：固体表面分子(或原子)处于特殊的状态。
固体内部分子所受的力是对称的，故彼此处于平衡。
但在界面分子的力场是不饱和的，即存在一种固体的表面力，它能从外界吸附分子、原子、或离子，并在吸附表面上形成多分子层或单分子层。
按作用力可分为：物理吸附，化学吸附和离子交换2、吸附法有几种？各自有何特点？答：吸附法按吸附作用力分主要有三类，物理吸附、化学吸附和离子交换。
特点：物理吸附基于吸附剂与溶质之间的分子间作用力即范德华力。
溶质在吸附剂上吸附与否或吸附量的多少主要取决于溶质与吸附剂极性的相似性和溶剂的极性。
一般物理吸附发生在吸附剂的整个自由表面，被吸附的溶质可通过改变温度、PH和盐浓度等物理条件脱附。
化学吸附释放大量的热，吸附热高于物理吸附。
化学吸附一般为单分子层吸附，吸附稳定，不易脱附，故洗脱化学吸附质一般需采用破坏化学结合的化学试剂为洗脱剂。
化学吸附具有高选择性离子交换吸附所用吸附剂为离子交换剂。
离子交换剂表面含有离子基团或可离子化基团，通过静电引力吸附带有相反电荷的离子，吸附过程发生电荷转移。
离子交换的吸附质可以通过调节PH或提高离子强度的方法洗脱。
3、大孔网状聚合物吸附与活性炭吸附剂相比有何优缺点？答：大孔网状聚合物吸附剂机械强度高，使用寿命长，选择性能好，吸附质容易吸附，并且阻力小，常应用于抗生素和维生素B12等的分离浓缩过程。
4、影响吸附过程的因素有那些？答：影响吸附的因素（1）吸附速度由于大分子分子量大，扩散慢，且吸附时常伴随着分子构型的变化，故其吸附速度慢，这就给讨论大分子吸附带来困难。
（2）分子量的影响对孔性固体，分子量增加，吸附量减少。
对大孔或非孔固体α=1只有1个吸附点α=0表示大分子完全平躺。
（3）溶剂的影响在溶剂中，大分子较伸展，吸附量减少。
若溶剂产生竞争吸附，吸附量减少。
（4）温度的影响存在着温度升高使吸附量下降和温度升高使吸附量升高两种情况。
生物分离试题及答案
生物分离试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 生物分离的最终目标是什么？A. 提取生物样品B. 纯化目标分子C. 分离细胞D. 以上都是2. 离心分离技术中，最常用的离心方式是什么？A. 差速离心B. 等速离心C. 密度梯度离心D. 速率区带离心3. 凝胶色谱法中，分子大小与洗脱速度的关系是什么？A. 分子越大，洗脱越快B. 分子越小，洗脱越快C. 无关系D. 以上都不对4. 电泳技术中，电场强度与带电粒子迁移速度的关系是什么？A. 电场强度越大，迁移速度越慢B. 电场强度越大，迁移速度越快C. 无关系D. 以上都不对5. 亲和层析法中，配体与目标分子的结合方式是什么？A. 非特异性结合B. 特异性结合C. 随机结合D. 以上都不对二、简答题（每题10分，共30分）6. 描述离子交换层析的基本原理及其在生物分离中的应用。
7. 简述超滤技术在蛋白质纯化中的作用。
8. 阐述亲和层析法在生物分子纯化中的优势。
三、计算题（每题25分，共50分）9. 假设你正在进行凝胶色谱法实验，已知蛋白质A的相对分子质量为68,000，蛋白质B的相对分子质量为45,000。
如果蛋白质A的洗脱体积为100ml，求蛋白质B的预期洗脱体积。
10. 在电泳实验中，已知样品带电粒子的迁移距离为15cm，电场强度为100V/cm，迁移时间为30分钟。
求该带电粒子的迁移速度。
答案一、选择题1. 答案：B2. 答案：A3. 答案：A4. 答案：B5. 答案：B二、简答题6. 离子交换层析是利用带电粒子在离子交换介质上的吸附能力不同，通过改变介质的离子强度或pH值，实现分离。
在生物分离中，常用于蛋白质、核酸等的纯化。
7. 超滤技术通过半透膜的孔径大小，实现分子大小的筛选，常用于去除小分子杂质或浓缩大分子样品。
8. 亲和层析法利用目标分子与特定配体之间的特异性结合，实现高度选择性的分离，具有纯化效率高、操作简便等优点。
三、计算题9. 假设洗脱体积与分子质量的对数成反比关系，即Ve = V0 / (Mw)^n。
生物分离工程练习题
生物分离工程练习题（1）一、填充题（40分，每小题2分）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，和三个步骤；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；三.计算题（30分）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？（10分）2、应用离子交换树脂作为吸附剂分离抗菌素，饱和吸附量为0.06 Kg（抗菌素）/Kg（干树脂）；当抗菌素浓度为0.02Kg/m3时，吸附量为0.04Kg/Kg；假定此吸附属于Langmuir等温吸附，求料液含抗菌素0.2Kg/m3时的吸附量（10分）3、一种耐盐细胞其能积累细胞内低分子量卤化物，适应高渗透压，能在含有0.32mol/LNaCl, 0.02mol/LMgCl2,0.015mol/LCaCl2, 0.01mol/LFeCl3的培养基这培养，当其从含盐量高的培养基中转移至清水中，在数分钟内能将胞内产物释放出来，试估计细胞膜所受渗透压的大小。
生物分离计算题
(3.6)
上式适用于球形粒子， 上式适用于球形粒子，即Re <1 时成立 • Re=dρν/µ<1 (3.3)
• • • • • • • •
例3：用管式离心机分离发酵液中的大肠杆菌细胞，已知离心管内径 0.127m, 高0.73m。转速为16000r/min。生产能力为Q= 0.2 m3/h。求： （1）细胞沉降速度 （2）若细胞破碎后，微粒直径降低一倍，细胞浆液粘度升高一倍。估 算用上述离心机处理的能力。 解： （1)应用管式离心机生产能力计算公式， Q=νg(2πlR2ω2/g） vg ＝Qg /(2πlR2ω2） ＝ (0.2 /3600) ×9.81/（2π×0.73×0.1272 ×(16000×2π/60)2 ) ＝ 2.62 × 10-9 m/s (2)细胞破碎后，离心机特性参数没有变化，所以：
吸附量的计算
• 例：应用离子交换树脂作为吸附剂分离抗 菌素，饱和吸附量为0.06 Kg（抗菌素）/Kg （干树脂）；当抗菌素浓度为0.02Kg/m3时， 吸附量为0.04Kg/Kg；假定此吸附属于 Langmuir等温吸附，求料液含抗菌素 0.2Kg/m3时的吸附量
• 解答：以Langmuir等温吸附公式计算，q= q0c/(K+c) • 式中， q0 和K 为常数， 两边求倒数 1/q = 1/q0 + K/q0c • 将饱和吸附量为0.06 Kg（抗菌素）/Kg（干 树脂）知道，q0 ＝ 0.06, • 将 抗菌素浓度为0.02Kg/m3时，吸附量为 0.04Kg/Kg带入公式，K = 0.01 • 故， 1/q = 1/0.06 + 1/6c ，将 c= 0.2Kg/m3 带入 得 q= 0.057 Kg/Kg.
萃取级数的计算
生物分离考试题及答案
生物分离考试题及答案生物分离是生物化学和分子生物学中常用的技术，用于从复杂的生物样品中分离出特定的生物分子，如蛋白质、核酸、多糖等。
以下是一份生物分离考试题及答案。
一、选择题（每题2分，共20分）1. 离心技术中，哪种类型的离心机用于分离细胞和细胞器？A. 微量离心机B. 台式离心机C. 制备型离心机D. 超速离心机答案：D2. 在凝胶电泳中，哪种类型的凝胶用于分离DNA？A. 琼脂糖凝胶B. 聚丙烯酰胺凝胶C. 淀粉凝胶D. 硅胶凝胶答案：A3. 以下哪种方法不是蛋白质分离技术？A. SDS-PAGEB. 离子交换层析C. 凝胶过滤层析D. 核磁共振答案：D4. 亲和层析中，亲和配体的特异性结合是利用了哪种分子间相互作用？A. 静电作用B. 疏水作用C. 范德华力D. 特异性识别答案：D5. 以下哪种物质不是用于蛋白质纯化的缓冲液成分？A. TrisB. EDTAC. 甘油D. 硫酸铵答案：C二、简答题（每题10分，共30分）1. 描述凝胶过滤层析的原理及其在蛋白质纯化中的应用。
答案：凝胶过滤层析（也称为分子筛层析或凝胶渗透层析）是基于分子大小的分离技术。
它使用多孔凝胶颗粒作为固定相，样品中的分子根据其大小通过凝胶颗粒的孔隙。
较小的分子能够进入孔隙，因此路径更长，移动速度较慢；而较大的分子则主要在孔隙外移动，路径较短，移动速度较快。
这种技术常用于去除样品中的大分子杂质，或根据大小分离蛋白质。
2. 解释什么是SDS-PAGE，并说明它在蛋白质分析中的重要性。
答案：SDS-PAGE（十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳）是一种用于分离蛋白质的电泳技术。
SDS是一种阴离子表面活性剂，能够使蛋白质带负电并展开其结构，从而在电场中以相同的速度迁移。
聚丙烯酰胺凝胶作为固定相，根据蛋白质的分子量进行分离。
SDS-PAGE在蛋白质分析中非常重要，因为它可以提供蛋白质的分子量信息，用于蛋白质纯度的鉴定和蛋白质表达量的估计。
生物分离工程期末考试题及答案
生物分离工程期末考试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 生物分离工程中，常用的分离方法不包括以下哪一项？A. 离心分离B. 膜分离C. 蒸馏分离D. 沉淀分离2. 在层析技术中，下列哪项不是色谱法的类型？A. 凝胶渗透层析B. 离子交换层析C. 吸附层析D. 蒸馏层析3. 以下哪种物质不适合用于凝胶渗透层析？A. 蛋白质B. 核酸C. 多肽D. 离子4. 膜分离技术中，反渗透膜主要用于分离什么物质？A. 蛋白质B. 核酸C. 离子D. 细胞5. 以下哪种设备不是用于生物分离的？A. 离心机B. 层析柱C. 蒸馏塔D. 超滤装置二、填空题（每空2分，共20分）6. 生物分离工程中，_________是利用不同物质在不同介质中的溶解度差异进行分离。
7. 凝胶渗透层析通常用于分离_________大小不同的分子。
8. 反渗透膜分离技术主要利用的是_________原理。
9. 在离子交换层析中，离子交换柱中的_________可以吸附带电的分子。
10. 超滤技术通常用于分离_________和大分子。
三、简答题（每题10分，共30分）11. 简述离心分离技术的原理及其在生物分离中的应用。
12. 解释什么是超滤技术，并说明其在生物制药中的重要性。
13. 描述离子交换层析的过程，并举例说明其在生物分离中的具体应用。
四、计算题（每题15分，共30分）14. 假设有一个蛋白质溶液，其浓度为2g/L，需要通过超滤装置进行浓缩，超滤装置的截留分子量为10kDa，求浓缩后的蛋白质浓度。
15. 给定一个离子交换层析实验，柱子的体积为100mL，流速为1mL/min，样品体积为5mL，求样品通过柱子所需的时间。
答案：一、选择题1. C2. D3. D4. D5. C二、填空题6. 溶剂萃取7. 分子8. 选择性渗透9. 离子交换树脂10. 小分子三、简答题11. 离心分离技术是利用离心力将混合物中的不同组分按密度分离。
生物分离工程期末复习题
生物分离工程期末复习题填空题1. 为了提高最终产品的回收率一是（提高每步分离效率），二是（减少分离步骤）。
2. 评价一个分离过程效率的三个主要标准是：（浓缩率），（分离系数）和（产品回收程度）3?生物产品的分离过程包括发酵液的预处理和（液固分离），（产品的提取），（产品的精制）和（产品的加工处理）。
4?生化反应所起的作用是产生目的产物，指标是（产率）和（转化率），而生物分离解决的是如何从反应液中获取这些物质，涉及的是（收率）和（纯度）。
5?生物分离的主要任务：从发酵液和细胞培养液中以（最高的效率），（理想的纯度）和（最小的能耗）把目的产物分离出来。
6?生物分离过程的特点包括：（生物分离过程的体系特殊），（生物分离过程的工艺流程特殊），（生物分离过程的成本特殊）。
7. 物质分离的本质是识别混合物中不同溶质间（物理），（化学）和（生物）性质的差别利用能识别这些差别的（分离介质）和扩大这些差别的（分离设备）8. 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）9. 平衡分离是根据溶质在两相间（分配平衡）的差异实现分离；溶质达到分配。
平衡为扩散传质过程，推动力仅取决于系统的（热力学性质）。
10. 差速分离是利用外力驱动溶质迁移产生的（速度差）进行分离的方法。
1. 在细胞分离中，细胞的密度越（大），细胞培养液的密度越（小），则细胞沉降2. 区带离心包括（差速）区带离心和（等密度）区带离心。
3. 为使过滤进行的顺利通常要加入（惰性助滤剂）。
4. 发酵液常用的固液分离方法有（离心）和（过滤）等。
5?常用离心设备可分为（离心沉降）和（离心过滤）两大类；6?常用的工业絮凝剂有（无机絮凝剂）和（有机絮凝剂）两大类。
7. 工业生产中常用的助滤剂有（硅藻土）和（珍珠岩粉）。
8. 重力沉降过程中，固体颗粒受到（重力），（浮力），（摩擦阻力）的作用，固体匀速下降时，三个力的关系（重力=浮力+摩擦阻力）。
9. 发酵液预处理的方法包括：（凝集），（絮凝），（加热法）；（调节pH法），（加水稀释法），加入（助滤剂）和（吸附剂）。
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2013/6/26 生物分离工程计算题 10生工一
一、请计算赖氨酸在pH1-14时，其各种粒子的百分率。
要求写出赖氨酸的解离平衡，并用origin 软件画出其粒子的百分率与pH 的关系图。
二、（NH 4）2SO 4的溶解度在0-30℃变化很少，在水中饱和溶液的浓度约为4.05mol/L ，在20℃饱和溶液为533g/L ，但加入（NH 4）
2SO 4体积会增大，1L 水中加入（NH 4）2SO 4至饱和，
体积增至1.425L ，则于20℃时，使1LM1摩尔浓度（NH 4）2SO 4溶液增至M2，所需加入的（NH 4）2SO 4的质量为G 。
请推导公式：
212533()4.050.3M M G M -=-
三、
1、弱酸101×4钠型树脂吸附链霉素的容量为7.00meq/g 干Na 型，而其总交换容量为9.35mmol/g （干H 型），试求其相对交换容量。
2、有一弱酸性物质，已知其pK a =2.5，易溶于乙醇、丙酮中，在中性下较稳定，pH 过低或过高时都不稳定，尤其在碱性下稳定性更差。
试讨论应选用何种离子交换树脂来提取较为合适，决定其吸附和洗脱条件，并说明原因。