2023年春季学期。
生物分离工程》课程考试试卷(a卷)参***及评分标准。
注意：1、本试卷共 2 页； 2、考试时间： 110 分钟； 3、考试形式：闭卷；
4、姓名、学号必须写在指定地方。
一、单项选择(每小题2分，共10分)
1、为获得不变性的蛋白质，常用的方法有d ）
a、用三氯醋酸沉淀 b、用苦味酸沉淀 c、用重金属盐沉淀 d、低温盐析。
2、用大孔吸附树脂分离甜菊糖甙时选用的洗脱剂为b ）
a、水 b、含水醇 c、乙醇 d、氯仿。
3、下列操作常用于测定蛋白质亚基分子量的是b ）
a、凝胶过滤层析b、sds-聚丙烯酰胺凝胶电泳
c、常规聚丙烯酰胺凝胶电泳 d、琼脂糖凝胶电泳。
4、从某蛋白质溶液（mw=4,500 d）中除去无机盐，应选择下列哪种凝胶最合适？（ d ）
a、sephadex g-25（分级范围，1,000-5,000 d）
b、sephadex g-150（分级范围，5,000-400,000 d）
c、sephadex g-75（分级范围，3,000~70,000 d
d、sephadex g-15（分级范围，<1,500 d）
5、分配常数与分配系数的关系是c ）
a、完全相同 b、数值相同 c、分配常数是分配系数的一种特例
d、分配系数是分配常数的一种特例。
二、填空题（每空1分，共20分）
1、破碎细胞的目的是使细胞壁和细胞膜受到不同程度的破坏或破碎，释放其中的目标产物。
2、列出3种经常应用的初级分离技术有沉淀 , 萃取 ， 膜分离 。
3、截留率r= 1 ，表示溶质完全被截留；r= 0 ，表示溶质可自由透过膜。
4、利用溶质在互不相溶的两相之间分配系数不同而使溶质分离的方法称为萃取。
5、吸附操作按吸附作用力区分主要有三类，即物理吸附 、 化学吸附和离子交换 。
5、蛋白质复性过程包括包含体的分离纯化 、 包含体的溶解和包含体的复性等步骤。
7、一般亲和色谱操作分进料 、 杂质清洗 、 目标产物洗脱和色谱柱再生等4个步骤。
8、离子交换层析可采用线性梯度洗脱和逐次洗脱。
三、判断正误（正确的在题后括号内打“√”错误的打“×”每小题1分，共10分）
1、青霉素酰化酶、碱性磷酸酶是胞内酶，在收集菌体后需要进行细胞破碎。 （
2、以菌体或蛋白质浓缩为目的的膜分离操作中，膜的截留率越大，产物的浓缩倍数越小。 （
3、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。
4、henry型吸附平衡关系是在低浓度范围内成立。
5、在有机溶剂萃取中，弱酸性电解质的分配系数随ph降低而增大。 （
6、具有亲和作用的分子对之间的钥匙和锁孔的关系是产生亲和结合作用的充分条件。 （
7、溶质在两相达到萃取分配平衡时，溶质在两相中的浓度相等。
8、膨胀床可以直接处理菌体发酵液或细胞匀浆液，**目标产物。
9、离子交换剂对蛋白质的交换容量远低于其对无机离子的交换容量。 （
10、常用的蛋白质复性的方法其复性收率一般较低。
四、简答题（每小题7分，共35分）
1、什么是浓差极化，超滤过程浓差极化有何危害？如何改善？
答：膜分离操作中，所有溶质均被透过液传送到膜表面，不能透过膜的溶质受到膜的截留作用，在膜表面附近浓度升高。在膜表面附近溶质浓度高于主体浓度的现象谓之浓度极化。（3分）
浓差极化的产生使膜的截留率升高；小分子溶质透过率降低；（2分）
改善：采用错流操作，增大膜表面流速等。（2分）
2、影响蛋白质盐析的主要因素有哪些？试作简单分析。
答：（1）盐的种类：盐的种类主要影响cohn方程中的盐析常数ks，离子半径小，电荷数较多的离子的盐析效果较好。（2分）
2）盐的浓度：盐的浓度直接影响了离子强度，合理的盐的饱和度对蛋白质的盐析效果有很大的影响。
2分）3）温度：温度是获得理想盐析沉淀分级的重要参数。主要反映在对β的影响上。
根据离子强度高、低，温度的升高会有不同影响。在低离子强度溶液或纯水中，蛋白质的溶解度在一定温度范围内一般随温度升高而增大。在高离子强度溶液中，温度影响相反。
（2分）
4）ph值：在蛋白质等电点的溶液中，蛋白质的溶解度最小。(1分)
3、有机溶剂萃取中乳化现象形成的原因，常用破乳方法有哪些？
答：原因：发酵液中存在的蛋白质和固体颗粒等物质，这些物质具有表面活性剂的作用，使有机溶剂和水的表面张力降低，油或水易于以微笑野地的形式分散与水相或油相中。（3分）
破乳方法：过滤和离心分散，加热，稀释法，加入电解质，吸附法。（4分）
4、普通型离子交换树脂为何不能用来分离提取蛋白质分子？用于蛋白质等生物大分子的离子交换剂有何特性？
答：普通的离子交换树脂疏水性高、交联度大、孔隙小和电荷密度高。（4分）
用于蛋白质类生物大分子吸附分离的离子交换剂必须具有很高的亲水性和较大的孔径，减少蛋白质的非特异性吸附，容易进入离子交换剂的内部，提高大分子实际吸附容量。（3分）
5、试比较离子交换层析和疏水相互作用层析在分离原理、上样和洗脱操作时盐浓度等方面的差异？
答：离子交换层析是利用离子交换剂为固定相，根据荷电溶质与离子交换剂之间静电相互作用力的差别进行溶质分离的洗脱层析法。（2分）
疏水性相互作用层析是利用表面偶联弱疏水性基团(疏水性配基)的疏水性吸附剂为固定相，根据蛋白质与疏水性吸附剂间的弱疏水性相互作用的差别进行蛋白质类生物大分子分离纯化的洗脱层析法。（2分）
离子交换层析采用低盐浓度上样，高盐浓度洗脱；疏水相互作用层析采用高盐浓度上样，低盐浓度洗脱。（3分）
五、论述题（共25分）
1、双水相萃取操作中，影响待萃物分配系数的因素有哪些？试作简要分析。（12分）
答：（1）成相聚合物和浓度。
成相聚合物的相对分子量和浓度是影响分配平衡的重要因素。降低聚合物的相对分子量，会增加蛋白质在该项的分配系数。成相系统的总浓度越高，系统越长，蛋白质越容易分配于其中的某一相。（4分）
2）盐的种类和浓度。
该因素主要影响在相间电位和蛋白质的疏水性。相间电位为负的磷酸盐溶液，对负电荷的蛋白质有较大的分配系数。盐浓度不仅影响蛋白质的表面疏水性，而且扰乱双水相体系。
分配系数会增大。（4分）
3）ph值。
ph值会影响蛋白质的解离度，改变蛋白质表面的电荷数，因而会改变分配系数。不同盐由于相间电位不同，随ph值的变化对分配系数的影响不一样。（2分）
4）温度。当双水相系统远离临界点足够远时，温度的影响很小。（2分）
2、阐述凝胶过滤色谱的分离原理，并分析影响凝胶过滤层析的主要因素。（13分）
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。
（5分）
主要影响因素：（1）流动相流速；（2）样品容量：进样体积和样品的浓度将明显地影响蛋白质的分离度；（3）待分离样品的相对分子质量；（4）凝胶粒度。（8分）
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6 在工业萃取过程中如何防止乳化的产生？p74 7 结合公式 39和5 46，掌握单级萃取 多级错流和多级逆流萃取过程的计算。掌握并能延伸习题 4。8 结合图5 13试述双水相萃取的原理？p81 82 9 结合图5 14解释双水相体系的相图。p82 10 常见的双水相体系有哪些？p83 11 影响双...
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