内容发布更新时间 : 2024/12/24 7:55:01星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

第一章 绪论 复习题

1.生物分离工程在生物技术中的地位？

在生物技术领域，一般将生物产品的生产过程称为生物加工过程，包括优良生物物种的选育、基因工程、细胞工程、生物反应过程（酶反应、微生物发酵、动植物细胞培养等）及目标产物的分离纯化过程，后者又称为下游加工过程。

生物产物的特殊性、复杂性和对生物产品要求的严格性。因此导致下游加工过程的成本往往占整个生物加工过程成本的大部分。

生物分离工程研究的根本任务：设计和优化分离过程，提高分离效率，减少分离过程步骤，缩短分离操作时间，达到提高海口收率与活性、降低生产成本的目的。 生物分离工程的特点是什么？

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

3.生物分离工程可分为几大部分，分别包括哪些单元操作？ 生物分离过程一般分四步： 1.固-液分离（不溶物的去除） 离心、过滤、细胞破碎 目的是提高产物浓度和质量 2.浓缩（杂质粗分）

离子交换吸附、萃取、溶剂萃取、反胶团萃取、超临界流体萃取、双水相萃取 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。 3．纯化

色谱、电泳、沉淀

以上技术具有产物的高选择性和杂质的去除性。 4．精制 结晶、干燥 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？ （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）主要杂质独特的物化性质是什么？ （6）不同分离方法的技术经济比较

上述问题的考虑将有助于优质、高效产物分离过程的优化。 5.生物分离效率有哪些评价指标？ 目标产品的浓缩程度——浓缩率m

2．目标产物的分离纯化程度——分离因子或分离系数α 3．回收率REC

第二章 细胞分离与破碎 复习题 1．简述细胞破碎的意义 一、细胞破碎的目的

由于有许多生化物质存在于细胞内部，必须在纯化以前将细胞破碎，使细胞壁和细胞膜受到不同程度的破坏（增大通透性）或破碎，释放其中的目标产物，然后方可进行提取。 细胞破碎方法的大致分类

破碎方法可归纳为机械破碎法和非机械破碎法两大类，非机械破碎法又可分为化学（和生物化学）破碎法和物理破碎法。 1．机械破碎

处理量大、破碎效率高速度快，是工业规模细胞破碎的主要手段。

细胞的机械破碎主要有高压匀浆、研磨、珠磨、喷雾撞击破碎和超声波破碎等。 2．化学（和生物化学）渗透破碎法 （1）渗透压冲击法（休克法）（2）增溶法（3）脂溶法（4）碱处理（5）酶溶（酶消化）法 3．物理破碎法

1）冻结－融化法（亦称冻融法） （2）干燥法

空气干燥法 真空干燥法 冷冻干燥法 喷雾干燥法 化学渗透法和机械破碎法相比有哪些优缺点？

化学渗透破碎法与机械破碎法相比优点：化学渗透破碎法比机械破碎法的选择性高，胞内产物的总释放率低，特别是可有效地抑制核酸的释放，料液的粘度小，有利于后处理过程。 化学渗透破碎法与机械破碎法相比缺点：化学渗透破碎法比机械破碎法速度低，效率差，并且化学或生化试剂的添加形成新的污染，给进一步的分离纯化增添麻烦。 第三章 初级分离 复习题

1．常用的蛋白质沉淀方法有哪些？

盐析沉淀,等电点沉淀,有机溶剂沉淀,热沉淀 影响盐析的主要因素有哪些？

1）离子强度：Ks和β值, 强度越大,蛋白质溶解度越小；

（2）蛋白质的性质:因相对分子质量和立体结构而异,结构不对称、相对分子质量大的蛋白质易于盐析；

（3）蛋白质的浓度：蛋白质浓度大，盐的用量小，共沉作用明显，分辨率低；蛋白质浓度小，盐的用量大，分辨率高；2.5%～3.0% 时最适合；

（4）pH值：通常调整到pI附近，盐浓度较大会对等电点产生较大影响，pH对不同蛋白质的共沉影响；

（5）温度：低盐浓度下，温度升高蛋白质溶解度升高；高盐浓度下，温度升高，多数蛋白质和肽溶解度反而下降。

对于特定的蛋白质，影响蛋白质盐析的主要因素是：无机盐的种类、浓度、温度和pH值。 何谓中性盐的饱和度？

硫酸铵的饱和度是指饱和硫酸铵溶液的体积占混合后溶液总体积的百分数。 盐析操作中，中性盐的用量（40% 硫酸铵饱和度）如何计算？ 要达到某一饱和度所需加入饱和硫酸铵溶液的体积可按下式计算： V=V0(S2－S1)/(1－S2)

V—所需加入饱和硫酸铵溶液的体积； V0——待盐析溶液的体积；

S1——待盐析溶液的原始饱和度； S2—所需达到的硫酸铵的饱和度。 简述盐析的原理。

水溶液中蛋白质的溶解度一般在生理离子强度范围内（0.15~0.2mol/Kg）最大，而低于或高于此范围时溶解度均降低。蛋白质（酶）等生物大分子物质在高离子强度的溶液中溶解度降低，产生沉淀的现象称为盐析 (盐析是在高浓度的中性盐存在下，蛋白质（酶）等生物大分子物质在水溶液中的溶解度降低，产生沉淀的过程。)

简述有机溶剂沉析的原理。

1．降低了溶质的介电常数，使溶质之间的静电引力增加，从而出现聚集现象，导致沉淀。 2．由于有机溶剂的水合作用，降低了自由水的浓度，降低了亲水溶质表面水化层的厚度，降低了亲水性，导致脱水凝聚。

乙醇：沉析作用强，挥发性适中，无毒常用于蛋白质、核酸、多糖等生物大分子的沉析； 丙酮：沉析作用更强，用量省，但毒性大，应用范围不广； 特点：（1）介电常数小，60%乙醇的介电常数是48，丙酮的介电常数是22 （2）容易获取

简述等电点沉析的原理。

蛋白质是两性电解质，当溶液pH值处于等电点时，分子表面净电荷为0，双电层和水化膜结构被破坏，由于分子间引力，形成蛋白质聚集体，进而产生沉淀。 第四章 膜分离 复习题 1．膜分离技术的概念

利用膜的选择性（孔径大小），以膜的两侧存在的能量差作为推动力，由于溶液中各组分透过膜的迁移率不同而实现分离的一种技术 膜的概念

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。

1．膜本身是均一的一相或由两相以上凝聚物构成的复合体。可是固态或液态或气态。 2．被膜分开的流体相物质是液体或气体。

3．膜的厚度应在0.5mm以下，否则不能称其为膜。 根据膜孔径大小，膜分离技术的分类

在生物分离领域应用的膜分离法包括微滤(Microfiltration，MF)、超滤(U1trafiltration，UF)、反渗透(Reverrse osmosis，RO)、纳滤（Nanofiltration, NF）、透析(Dialysis，DS)、电渗析(E1ectrodialysis，KD)和渗透气化(Pervaporation，PV) 基本的膜材料有哪些？

1．天然高分子材料膜 2．合成高分子材料膜 3．无机（多孔）材料膜 5．常用的膜组件有哪些？

要有管式、平板式、螺旋卷式和中空纤维(毛细管)式等四种 何谓反渗透？实现反渗透分离的条件是什么？其特点有哪些？ 二、超滤和反渗透

目的：将溶质通过一层具有选择性的薄膜，从溶液中分离出来。

分离时的推动力都是压差，由于被分离物质的分子量和直径大小差别及膜孔结构不同，其采用的压力大小不同。

反渗透膜的操作压力高达10 MPa 1．超滤和反渗透操作中的渗透压

由于超滤和反渗透过程都是用一种半透膜把两种不同浓度的溶液隔开（淡水或盐水），因此都存在渗透压。

渗透压的大小取决于溶液的种类、浓度和温度；

一般说来，无机小分子的渗透压要比有机大分子溶质的渗透压高得多。 2．实现超滤和反渗透的条件

超滤：需要增加流体的静压力，改变天然过程的方向，才可能发生含有低分子量化合物的溶剂流通过膜，此时的推动力是流体静压力与渗透压的压差；

pp?p0?patm

pp ——操作压 p0 ——渗透压 patm ——大气压

反渗透：过程类似于超滤，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。

pp?p0??patm