生物化学工程每章练习题 要点.docx

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生物化学工程每章练习题要点

1．绪论

1．生物分离工程在生物技术中的地位？

2、生物分离工程的特点是什么？

3、生物分离过程的一般流程？

4、不同生物物质分离提取常用的单元操作？

5.生化分离和化工分离的主要区别是什么?

6.对于氨基酸类物质通常采用哪些分离纯化方法？

并说明理由。

7.对于蛋白质类物质通常采用哪些分离纯化方法？

并说明理由。

8.提取与精制技术在现代生物化学工程中占有十分重要的地位，与传统化学化工中的分离过程相比，阐述生物技术产品对提取与精制技术的特殊要求及近几年来发展起来的一些新方法新技术。

2．发酵液预处理、细胞破碎及固液分离

一、名词解释

1.凝聚和絮凝

2．渗透压冲击法破碎细胞

3．高压匀浆细胞破碎法

4．超声波破碎法

5．差速离心

二、单项选择题

1.去除高价金属离子Mg2+，加入（）试剂。

（A）草酸（B）三聚磷酸钠（C）黄血盐

2.渗透压冲击法破碎细胞，属于（）。

（A）机械破碎法（B）非机械破碎法（C）化学法

3.去除高价金属离子Fe2+，加入（）试剂。

（A）草酸（B三聚磷酸钠（C）黄血盐（D）聚合铁

4.用超声波法破碎下列三种细胞，最难破碎的是（）。

（A）革兰氏阴性菌（B）革兰氏阳性菌（C）酵母

5.团状和丝状真菌的破碎不适宜采用（）。

（A）球磨法（B）溶酶法（C）高压匀浆法

6.下列细胞破碎法中，属于机械法的是（）。

（A）超声波法（B）渗透压冲击法（C）溶菌酶法

7.若采用连续式泡沫分离塔进行浮选分离操作，若过程的目的是尽量提高被分离的物质纯度，可选用（）。

（A）浓缩塔（B）提馏塔（C）复合塔

8.若采用连续式泡沫分离塔进行浮选分离操作，若过程的目的是尽量除尽被分离的物质，可选用（）。

（A）浓缩塔（B）提馏塔（C）复合塔

9.过滤和离心是常采用的固液分离方法，除此之外还可以采用（）。

（A）错流过滤法（B）凝胶过滤法（C）支撑型液膜分离法

10.当目标产物位于细胞质内时，适宜采用（）。

（A）酶溶法（B）渗透压冲击法（C）球磨法

三、填空题

1.酵母的细胞壁由糖、糖和蛋白质构成。

2.革兰氏阳性菌的细胞壁主要由糖层组成，而革兰阴性菌的细胞壁在此糖层的外侧还有分别由、及磷脂构成。

3.发酵液预处理常用的方法有、、。

4.工业上常用的细胞机械破碎方法有、。

5.去除高价金属离子Ca2+，加入试剂。

6.食品行业最常用的一种过滤助剂是，助滤剂的加入方式有、

两种。

7.机械法破碎细胞的方法有，，和。

8.细胞破碎机理可以分为：

，和。

9.动物、植物和微生物细胞三者相比，细胞更易破碎，是因为，易于破碎生物分离过程的特点。

10.采用化学和生物化学渗透法破碎细胞常用、和法。

11.当目标产物存在于细胞膜附近时，一般不采用机械法，也不考虑引入有毒物质的化学试剂法，可采用较温和的方法，如、和等。

12.分离因素是衡量离心程度的参数，用Z表示，Z=4π2N2r/g，式中N离心机的转速，r/s；r为离心半径，m；g为重力加速度。

如果离心机半径为0.20m，转速为4800r/min，则离心机的离心力为g。

13.硅藻土过滤机适合于固体含量少于、颗粒直径在5-100μm的悬浮液的过滤分离，用于河水、麦芽汁、酒类和饮料等的澄清。

四、简答题

1.食品和医药常用的絮凝剂有哪几种？

2.环丝氨酸发酵液用氧化钙和磷酸进行预处理，作用机理是什么？

3．酶法破碎细胞的机理及使用特点。

4.发酵液中含有大量发酵完毕的细菌，可采用哪些方法对料液进行预处理？

说明原因。

5.板框过滤和离心分离法的优缺点各是什么？

6.举例说明采用多种破碎法相结合提高破碎率的机理。

7．阐述破碎技术与上、下游过程相结合提高破碎率的机理。

8．说明发酵液有哪些预处理方法？

并说明作用原理。

9．比较高压匀浆法、球磨法破碎细胞的原理、特点及使用场合。

10．比较机械法和非机械法破碎细胞的优缺点。

五、综合设计与论述题

1.细胞破碎方法的分类？

每种方法适用于哪些场合？

各有何优缺点？

2.若目标蛋白质产品在细胞内，试设计一系列的提取、纯化步骤，最终获取粉末状高附加值的蛋白质产物，并分析使用原因。

3.若目标多糖产品在细胞外，试设计一系列的提取、纯化步骤，最终获取粉末状高附加值的多糖产物，并分析使用原因。

3．初级分离

一、名词解释

1.盐析和盐溶

2.Ks盐析和β盐析

3.有机溶剂沉淀

二、单项选择题

1.与硫酸铵相比，硫酸钠做盐析剂的主要缺点是（）。

（A）易使蛋白质变性（B）溶解度低（C）残留在食品中会影响食品风味

2.十六烷基三甲基季铵盐的溴化物（CTAB）适宜用来沉淀（）多糖。

（A）酸性（B）碱性（C）中性

3.有机溶剂法常用于沉淀（）。

（A）蛋白质（B）多糖（C）氨基酸

4.蛋白质沉淀常用的盐析剂是（）。

（A）K3PO4（B）Na2SO4（C）（NH4）2SO4

5.盐析法常用于沉淀（）。

（A）蛋白质（B）多糖（C）氨基酸

三、填空题

1.分离提取蛋白质常采用的单元操作是，纯化蛋白质常采用的单元操作是。

2.等电点沉淀适用于的蛋白质的分离。

与盐析相比，等电点沉淀的优点是。

3.硫酸铵是最常用的蛋白质盐析剂，其主要优点是、、，但硫酸铵有如下缺点、、、。

4.描述盐析沉淀的Cohn经验方程是lgS=β-Ks，除与蛋白质的种类有关，式中β还与和有关，Ks与有关。

5.蛋白质盐析沉淀后，脱除无机盐的方法主要有、、和。

6.硫酸铵是最常用的蛋白质盐析剂，其优点是、、。

7.有机溶剂沉淀的优点是：

有机溶剂密度较低，易于沉淀分离；与盐析法相比，沉淀产品不需。

脱盐

8.盐析后蛋白质的脱盐方法中适用于实验室的方法有、，适用于工业规模化生产的方法有、。

9.多糖常用两种沉淀剂是、。

10.盐析实验中用于关联溶质溶解度与盐浓度的Cohn方程为；当改变称为Ks盐析法；当改变和称为β盐析。

四、简答题

1.简述盐析法和有机溶剂沉淀法的原理。

2.蛋白质可以采用哪些方法进行沉淀？

并说明各种方法的特点。

3.（NH4）2SO4作盐析剂沉淀蛋白质的优缺点是什么？

4.如何利用Ks、β盐析法进行多种蛋白质的分级分离？

5.采用盐析法沉淀蛋白质，分别说明适用于工业和实验室操作的脱盐方法。

4．膜分离

一、名词解释

1.纳滤

2.截留分子量

3.渗滤（又称透析过滤）

4.渗透汽化

5.表观截留率

6.超滤浓差极化

7.复合膜

8.电渗析的浓差极化

9.反渗透

10.电渗析

11.膜污染

12.膜的真实截留率

用公式表达）

二、单项选择题

1.纯水制备过程中，用于脱除水中的无机盐，适用的膜分离操作是（）。

（A）反渗透（B）纳滤（C）超滤

2.纳滤膜分离法适用分离的分子量范围分别是：

（）。

（A）1000以上（B）1000以下（C）1000～10000

3.常用于超滤的是（）膜。

（A）无机膜（B）聚酰胺（C）醋酸纤维素（D）聚砜

4.对电泳汽车工件进行淋洗后的溶液中的漆料进行浓缩回收，可采用（）膜装置。

（A）反渗透（B）纳滤（C）超滤（D）微滤

5.用于脱除水中的无机盐，适用的膜分离操作是（）。

（A）反渗透（B）纳滤（C）超滤（D）微滤

6.用膜进行分离操作时，温度越高，流速越快，截流率（）。

（A）越高（B）越低（C）不变

7.微滤可用于截留分离（）。

（A）蛋白质（B）盐分（C）细菌

8.纯净水的制造，可采用___装置分离掉盐分。

（A）超滤（B）反渗透（C）渗透汽化

9.线性分子比球形分子的截留率（）。

（A）高（B）低（C）相同

10.单位体积过滤面积大，膜一旦损坏不能更换的膜组件是（）。

（A）平板式（B）中空纤维式（C）管式

11.反渗透的膜材料一般采用（）。

（A）对称膜（B）非对称膜（C）复合膜

12.对于蛋白质，多糖的回收和浓缩可采用（）法。

（A）反渗透（B）超滤（C）微滤

13.对于膜分离操作，温度升高，截留率（）。

（A）增加（B）不变（C）降低

14.超滤分离过程中，溶剂的透过是以（）为推动力。

（A）压力差（B）浓度差（C）温度差（D）电位差

15.复合膜与非对称膜的区别在于（）。

（A）复合膜表面的孔径比非对称膜表面的孔径小；（B）复合膜截面孔隙是均匀的，非对称膜则相反；（C）复合膜的表层与支撑层材料不同，非对称膜材料相同。

16.膜的真实截留率要（）表观截留率。

（A）低于（B）高于（C）等于

三、填空题

1．按膜截面的孔道结构均匀度来分，膜可分为和。

2.常用的膜组件有、、、。

3.反渗透常用的有机膜材料是和，超滤常用的有机膜材料是。

4.无机膜材料的优点是、，主要缺点是、。

5.膜浓缩分为开路循环和闭路循环，其中闭路循环的优点是。

6.电渗析的浓差极化膜面浓度主体溶液浓度。

7.膜表面流速增大，则截留率。

8.浓差极化可以通过和等方法，使之减弱。

9.牌号为D312×7树脂名称是____。

10.对于膜分离操作，截留率随温度的升高而。

四、简答题

1.膜污染的清洗方法有哪些？

2.无机膜材料和有机膜材料各有何优缺点？

3．影响膜截留率大小的因素有哪些？

4．阐述超滤和反渗透的作用机理。

5.以海水脱盐为例，画出电渗析工作原理图。

五、综合设计与论述题

1．欲采用膜法分离浓缩果汁，试设计一套完整而合理的膜法分离方案。

2.分析微滤、超滤、纳滤和反渗透的异同点及使用场合。

3．利用所学知识设计一纯水生产流程，画出流程图，写出设计理由。

5．萃取

一、名词解释

1．表面活性剂的HLB值

2．反胶团萃取

3．液膜萃取的反向迁移

4．双水相萃取

5．超临界流体萃取

6．液膜萃取的同向迁移

7.乳状液膜萃取

8.亲和双水相萃取

9.支撑性液膜萃取

二、单项选择题

1.液膜萃取中，采用二-2-乙基己基磷酸（D2EHPA）为流动载体，能够输送（）。

（A）阴离子（B）阳离子（C）阴离子和阳离子

2.用AOT做表面活性剂用于反胶团萃取，与目标产品的等电点相比较，萃取时适宜的pH应该（）。

（A）大于等电点（B）小于等电点（C）不受影响

3.超临界CO2流体萃取啤酒花香味成分，适宜的操作条件可能是（）。

（A）31.3℃，7.38MPa（B）40℃，10MPa（C）31.3℃，73.8MPa

4.红霉素属弱碱性物质，用有机溶剂萃取时，适宜在（）下进行。

（A）酸性（B）碱性（C）中性

5.对于（W/O）/W（水-油-水）型液膜萃取体系，适宜的表面活性剂的HLB值范围是（）。

（A）3-6（B）8-15（C）6-8

6.制备乳状液膜的适宜的搅拌速度为（）r/min。

（A）200（B）2000（C）20000

7.与多级逆流萃取相比，分馏萃取可显著提高目标产物的（）。

（A）浓度（B）纯度（C）收率

8.CO2的超临界点是（）。

（A）31.3℃，73.8MPa（B）31.3℃，7.38MPa（C）33.3℃，73.8MPa

9.超临界CO2流体适宜分离的物系是（）。

（A）蛋白质（B）多糖（C）脂肪酸

10.工业上液膜萃取采用的有效的破乳方式是（）。

（A）化学破乳（B）静电破乳（C）离心或过滤

11.限制PEG/DEX工业化的主要原因是（）。

（A）PEG粘度大，价格高（B）DEX粘度大，价格高（C）PEG粘度大，DEX价格高

12.超临界流体SC-CO2萃取过程中，常加入一些夹带剂，如：

甲醇、水，目的是（）。

（A）增加CO2的亲脂性（B）提高对极性物质的萃取性（C）清洗被萃取物质

13.对于O/（W/O）型乳状液膜萃取体系，表面活性剂的亲水亲油平衡值HLB的选取范围为（）。

（A）8-15（B）6-8（C）3-6

14.对于脂肪酸的分离，适宜采用（）．

（A）双水相萃取法（B）有机溶剂萃取法（C）乳状液膜采取法

15.对于W/（O/W）型乳状液膜萃取体系，表面活性剂的亲水亲油平衡值HLB选取范围为（）。

（A）8-15（B）6-8（C）3-6

三、填空题

1.常用的双水相体系是和。

2.液膜萃取机理，可分为迁移、迁移、输送。

3.超临界流体有较好的物质萃取能力是因为密度和粘度。

4.对于弱碱性红霉素，采用萃取法分离，萃取操作适于在条件下进行，反萃取适于在条件下进行。

5.对于生物活性大分子，可以采用的萃取方法有，。

6.液膜萃取的优点有。

7.SC-CO2的萃取操作通常选在。

8.工业上液膜萃取采用的有效的破乳方式是。

9.AOT常用作反胶团萃取的表面活性剂，是因为AOT：

。

10.超临界流体SC-CO2萃取过程中，若想提高对极性物质的萃取性，常加入。

四、简答题

1.超临界流体为何有较好的物质萃取能力？

其萃取工作区为何通常选在临界点附近？

2.影响反胶束萃取蛋白质的主要因素有哪些？

3.对于反胶束萃取，AOT常用作表面活性剂的优点是什么？

如何调节pH值对蛋白质进行萃取和反萃取？

4.肌红蛋白的等电点为7.0，利用PEG/DEX系统萃取肌红蛋白时，当系统中分别含有磷酸钾和氯化钾时，分配系数随pH如何变化？

为什么？

5.对于反胶团萃取，AOT常用作表面活性剂的优点是什么？

如何调节pH对蛋白质进行萃取和反萃取？

6．吸附分离技术和理论

一、名词解释

1．固定床的穿透曲线

2．膨胀床吸附

3．模拟移动床吸附

4．树脂的交联度

5．移动床吸附

6．树脂的湿堆积密度

7．吸附等温线

8．树脂的交换容量

二、单项选择题

1.弱酸性阳离子交换树脂适宜交换的pH范围是（）。

（A）1-9（B）1-14（C）5-14

2.当强酸阳离子交换树脂由Na+型变成H+型时，或当强碱阴离子交换树脂由Cl-型变成OH-型时，其体积会（）。

（A）增大（B）不变（C）缩小

3.207×5树脂是（）交换树脂。

（A）强酸性阳离子（B）强碱性阴离子（C）弱酸性阳离子

4.混合床树脂的再生方式是（）。

（A）用自来水浮选，分离出两种树脂，分别用酸碱再生（B）用盐水浮选，分离出两种树脂，分别用酸碱再生（C）不需要分层，先酸洗，再碱洗

5.301×5树脂是（）交换树脂。

（A）强酸性阳离子（B）强碱性阴离子（C）弱酸性阳离子（D）弱碱性阴离子

6.固定床吸附的穿透点是指流出液浓度为起始进料浓度的（）。

（A）50%（B）5-10%（C）90%

7.计算离子交换器中装载树脂所需湿树脂的重量时，要使用（）密度。

（A）干真（B）湿真（C）湿视（D）真实

8.固定床吸附操作应该在（）处停止操作。

（A）刚开始漏出（B）饱和点（C）穿透点

9.D005×7树脂是（）交换树脂。

（A）大孔强酸性苯乙烯系阳离子（B）凝胶强碱性酚醛系阴离子（C）大孔强酸性丙烯酸系阳离子

10.将混合的阴阳离子交换树脂用浓盐水进行浮选，上层是（）交换树脂。

（A）阴离子（B）阳离子（C）阴阳混合离子

11.与活性炭相比，吸附树脂的特点是（）。

（A）选择性高，易于解吸（B）选择性低，易于解吸（C）选择性高，不易于解吸

12.阳离子树脂床失效后，最先穿透树脂层的阳离子是（）。

（A）Fe3+（B）Ca2+（C）Na+

13.遇到不同类型的树脂混在一体，可以利用它们（）的不同进行简单的分离。

（A）酸碱性（B）粒度（C）密度

14.谷氨酸的等电点pI=3.22，采用阳离子交换树脂进行回收时，适宜的树脂类型是（）。

（A）D001（B）201（C）312

15.牌号为101×6树脂的是（）。

（A）大孔强酸性树脂（B）弱酸性凝胶树脂（C）弱碱性凝胶树脂

16.洗脱曲线的形状出现前陡直后拖尾，说明吸附过程是（）。

（A）优惠吸附（B）非优惠吸附（C）平衡吸附

17.阴离子交换树脂的堆积密度要（）阳离子交换树脂的堆积密度。

（A）高于（B）等于（C）低于

18.活性炭可用于吸附溶液中的（）。

（A）脂肪酸（B）无机盐（C）水分

19.吸附等温线方程，低浓度吸附时常采用（）方程。

（A）Henry线性（B）Langmuir（C）Freundlich

20.102树脂的骨架是（）。

（A）丙烯酸系（B）苯乙烯系（C）酚醛系

21.牌号为D301×7树脂是（）。

（A）大孔强酸性树脂　　（B）强碱性凝胶树脂　　（C）大孔弱碱性树脂

22.聚苯乙烯能用作（）树脂的骨架。

（A）阳离子（B）阴离子（C）阳离子和阴离子

23.牌号为D112×7树脂是（）。

（A）大孔强酸性树脂　　（B）大孔弱酸性树脂　　（C）强碱性凝胶树脂

24.牌号为001树脂适宜操作的pH范围为（）。

（A）1-14（B）1-9（C）5-14

25.312树脂的骨架是（）。

（A）丙烯酸系（B）苯乙烯系（C）酚醛系

三、填空题（10分，每题1分）

1.Freundlich吸附等温线方程式为，采用的方法计算方程中的参数。

2.对弱碱性阴离子交换树脂适宜交换的pH范围是。

3.优惠型吸附是指。

4.活性炭做吸附剂的特点是。

5.D102树脂的名称是。

6.Langmuir吸附等温线方程式为，采用方法计算方程中的参数。

7.混合床离子交换树脂，反洗后，树脂分为两层，上层为树脂。

8.谷氨酸的等电点是pI=3.22，当pH<3.22时，应采用树脂进行回收。

9.牌号为112树脂适宜操作的pH范围为____。

10.欲分离溶液中的Ca2+，可选用类型的树脂。

四、简答题

1．与固定床和流化床相比，膨胀床操作的优缺点？

2．离子交换树脂的预处理方法?

3．活性炭和大孔吸附树脂的吸附特性有什么不同？

大孔吸附树脂和离子交换树脂的结构有什么区别?

4．采用反渗透法和离子交换树脂法脱盐，各有何优缺点？

5．膨胀床与移动床吸附的异同点。

6．谷氨酸的等电点为3.22，如果想利用离子交换树脂法进行分离提取，如何选取树脂种类？

操作条件？

说明理由。

7.影响固定床操作穿透曲线形状的因素有哪些？

并说明是如何影响的？

8．什么是移动床吸附操作，画出操作原理图。

五、综合设计与论述题

1．六种吸附和离子交换方法的优缺点及适用场合？

7．液相色谱

一、名词解释

1．凝胶过滤层析

2．色谱分离度

3．疏水性作用层析

4．反相层析

5．离子交换层析

6.梯度洗脱

7．亲和层析

8.羟基磷灰石层析

9.疏水相作用层析

10.层析聚焦

二、单项选择题

1.疏水性作用层析用于纯化蛋白质时，蛋白质的吸附进料需在（）盐溶液中进行，洗脱则主要采用（b）流动相离子强度的线性梯度洗脱法或阶段洗脱法。

（A）升高（B）降低（C）低浓度（D）高浓度

2.通常色谱的分离度≥（）就认为两种物质得到较完全的分离。

（A）1.5（B）1.0（C）0.75

3.层析操作，最常采用的分离操作方式是（）。

（A）洗脱法（B）迎头法（C）顶替法

4.欲分离纯化单糖、二元糖和三元糖，宜选用（）凝胶。

（A）SephadexG15（B）Bio-gel-P-1000（C）Sepharose6B

5.凝胶过滤层析中，被分离物质是按照分子量（）的顺序依次洗脱出来。

（A）从小到大（B）恒定不变（C）从大到小

6.SepharoseA-25凝胶的基质是（）。

（A）琼脂糖凝胶（B）葡聚糖凝胶（C）聚丙烯酰胺凝胶

7.反相层析洗脱时，采用（）有机溶剂如甲醇或乙醇等浓度的方法。

（A）降低（B）不变的（C）增加

8.灌通色谱效率高的原因是（）。

（A）粒度减少，表面积大（B）减少扩散途径，扩散快（C）提高了流速

9.S-SephadexC-15是（）交换剂。

（A）弱酸性葡聚糖阳离子（B）强酸性琼脂糖阳离子（C）强酸性葡聚糖阳离子

10.层析柱一般加入的样品体积不大于凝胶总床体积的（）。

（A）0.5%-1%（B）20%-40%（C）5％-10％

11.据统计，约有（）的有机物可以用液相色谱法分析。

（A）20%（B）50%（C）70-80%

12.样品中各组分的出柱顺序与流动相的性质无关的色谱是（）。

（A）离子交换色谱（B）环糊精色谱（C）亲和色谱（D）凝胶色谱

13.气相色谱的流动相