生化分離每章練習題

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上第一章 緒論1生物分離工程在生物技術中的地位？2、生物分離工程的特點是什么？3、生物分離過程的一般流程？ 4、不同生物物質分離提取常用的單元操作？ 5. 生化分離和化工分離的主要區(qū)別是什么?6. 對于氨基酸類物質通常采用哪些分離純化方法？并說明理由。7. 對于蛋白質類物質通常采用哪些分離純化方法？并說明理由。8. 提取與精制技術在現代生物化學工程中占有十分重要的地位，與傳統(tǒng)化學化工中的分離過程相比，闡述生物技術產品對提取與精制技術的特殊要求及近幾年來發(fā)展起來的一些新方法新技術。第二章發(fā)酵液預處理、細胞破碎及固液分離一、名詞解釋1. 凝聚和絮凝答：（1）凝聚：在中性鹽的

2、作用下，可以使菌體表面雙電位層排斥，電位下降（即中和沉淀物質的電荷）。 （2）凝絮：向含菌的料液中加入高分子絮凝劑，可使菌體之間產生架橋作用而產生較大的凝聚顆粒。2滲透壓沖擊法破碎細胞答：是較溫和的一種破碎細胞的方法，將細胞放在高滲透壓的介質中，達到平衡后介質突然被稀釋或者將細胞轉入水中或緩沖液中，由于滲透壓的突然變化，水迅速進入細胞內，引起細胞壁的破裂。滲透壓沖擊法僅對細胞壁較脆弱的或者細胞壁預先用酶處理的或合成受抑制而強度減弱時才是適合的。3高壓勻漿細胞破碎法答：細胞懸浮液在高壓作用下，從閥座與閥之間的環(huán)隙高速噴出后撞擊到碰撞環(huán)上，細胞受到高速撞擊作用后，急劇釋放到低壓環(huán)境中，從而在撞擊力

3、和剪切力等綜合作用下破碎。此法不適用于團狀或絲狀真菌、較小的革蘭氏陽性菌及含有包含體的基因工程菌。適用于酵母菌和大多數細菌細胞的破碎。4超聲波破碎法答：細胞的破碎是由于超聲波的空穴作用，從而產生一個極為強烈的沖擊波壓力，由它引起的粘滯性漩渦在介質的懸浮細胞上造成了剪切應力，促使細胞內液體發(fā)生流動，從而使細胞破碎。適用于多數微生物細胞的破碎。5答：主要采用逐漸提高離心速度的方法分離不同大小細胞器的方法。二、單項選擇題1. 去除高價金屬離子Mg2+，加入 ( B) 試劑。(A) 草酸 (B) 三聚磷酸鈉 (C) 黃血鹽2. 滲透壓沖擊法破碎細胞，屬于 ( B )。 (A) 機械破碎法 (B) 非機

4、械破碎法 (C) 化學法3. 去除高價金屬離子Fe3+，加入 (C ) 試劑。(A) 草酸 (B 三聚磷酸鈉 (C) 黃血鹽 （D）聚合鐵4. 用超聲波法破碎下列三種細胞，最難破碎的是 ( C)。(A) 革蘭氏陰性菌 (B) 革蘭氏陽性菌 (C) 酵母5. 團狀和絲狀真菌的破碎不適宜采用 (C )。(A) 球磨法 (B) 溶酶法 (C) 高壓勻漿法6. 下列細胞破碎法中，屬于機械法的是 ( A)。(A) 超聲波法 (B) 滲透壓沖擊法 (C) 溶菌酶法7. 若采用連續(xù)式泡沫分離塔進行浮選分離操作，若過程的目的是盡量提高被分離的物質純度，可選用 ( A )。(A) 濃縮塔 (B) 提餾塔 (C)

5、 復合塔8. 若采用連續(xù)式泡沫分離塔進行浮選分離操作，若過程的目的是盡量除盡被分離的物質，可選用 ( B )。(A) 濃縮塔 (B) 提餾塔 (C) 復合塔9. 過濾和離心是常采用的固液分離方法，除此之外還可以采用 ( A )。(A) 錯流過濾法 (B) 凝膠過濾法 (C) 支撐型液膜分離法10. 當目標產物位于細胞質內時，適宜采用 ( A )。(A) 酶溶法 (B) 滲透壓沖擊法 (C) 球磨法三、填空題1. 酵母的細胞壁由 葡聚糖 糖、 甘露糖 糖和蛋白質構成。2. 革蘭氏陽性菌的細胞壁主要由 肽聚 糖層組成，而革蘭陰性菌的細胞壁在此糖層的外側還有分別由 脂蛋白 、 脂多糖 及磷脂構成。3

6、. 發(fā)酵液預處理常用的方法有 加熱法 、 調節(jié)pH法 、 凝聚和絮凝 。4. 工業(yè)上常用的細胞機械破碎方法有 高壓勻漿法 、 珠磨機法 。5. 去除高價金屬離子Ca2+，加入 草酸或草酸鈉 試劑。6. 食品行業(yè)最常用的一種過濾助劑是硅藻土，助濾劑的加入方式有助濾劑用量等于懸浮液中固體含量、 預先鋪一層助濾劑兩種。7. 機械法破碎細胞的方法有 高壓勻漿法 ，球磨法， 噴霧撞擊法 和 超聲波破碎 。8. 細胞破碎機理可以分為：壓縮/撞擊破碎 ， 剪切破碎 和 化學滲透。9. 動物、植物和微生物細胞三者相比，動物細胞更易破碎，是因為 沒有細胞壁，只有由脂質和蛋白質組成的細胞膜，易于破碎生物分離過程的

7、特點。10. 采用化學和生物化學滲透法破碎細胞常用酸堿處理 、化學滲透、和 酶溶 法。11. 當目標產物存在于細胞膜附近時，一般不采用機械法，也不考慮引入有毒物質的化學試劑法，可采用較溫和的方法，如 自溶作用 、 滲透壓沖擊法 和 反復凍融法 等。12. 分離因素是衡量離心程度的參數，用Z表示，Z = 42N2r/g，式中N離心機的轉速，r/s；r為離心半徑，m；g為重力加速度。如果離心機半徑為0.20 m，轉速為4800 r/min，則離心機的離心力為 g。（自己代公式）13. 硅藻土過濾機適合于固體含量少于 0.1% 、顆粒直徑在5-100 m的懸浮液的過濾分離，用于河水、麥芽汁、酒類和飲

8、料等的澄清。四、簡答題1. 食品和醫(yī)藥常用的絮凝劑有哪幾種？答：（1）陰離子型：聚丙烯酸鈉、聚苯乙烯磺酸 （2）無機高分子聚合物絮凝劑：聚合鋁鹽、聚合鐵鹽 （3）天然有機高分子絮凝劑：丹寧、明膠、殼聚糖2. 環(huán)絲氨酸發(fā)酵液用氧化鈣和磷酸進行預處理，作用機理是什么？答：環(huán)絲氨酸發(fā)酵液用氧化鈣和磷酸處理產生磷酸鈣沉淀，能使懸浮物凝聚，磷酸根離子還可出去鎂離子3酶法破碎細胞的機理及使用特點。答：（1）機理：利用酶反應，分解破壞細胞壁上特殊的鍵，從而達到破壁目的 （2）使用特點:專一性強，發(fā)生酶解的條件溫和，內含物成分不易受到破壞，細胞破壞程度可以控制，適用于多種微生物；但易造成產物抑制作用，酶水解費

9、用較貴，通用性差，一般適用于實驗室規(guī)模的研究。4. 發(fā)酵液中含有大量發(fā)酵完畢的細菌，可采用哪些方法對料液進行預處理？說明原因。答：用凝聚或絮凝的方法。設法增加懸浮液中固體粒子的大小，提高其沉降速度或者采用加熱法降低其粘度以利于過濾。 因為菌體細小過濾困難，且由于菌體自溶，蛋白質及其他有機粘性物質的存在造成濾液混濁，濾速極慢。5. 板框過濾和離心分離法的優(yōu)缺點各是什么？答：項目板框過濾優(yōu)點過濾面積大；推動力較大幅度的進行調整并能耐受較高的壓力差；結構簡單價格低；動力消耗少缺點不能連續(xù)操作，設備笨重，勞動強度大；衛(wèi)生條件差；非生產的輔助時間長，阻礙了過濾效率的提高離心分離法優(yōu)點分離速度快，分離效率

10、高，液相澄清度好，操作衛(wèi)生條件好缺點設備投資高，能耗大真空轉鼓過濾機優(yōu)點能連續(xù)操作，能實現自動化控制缺點壓差較小，主要適用于霉菌的發(fā)酵過濾6. 舉例說明采用多種破碎法相結合提高破碎率的機理。答：酶溶法與高壓勻漿法、超聲波法破碎等相結合。先用酶溶法處理面包酵母，然后再用高壓勻漿破碎法處理，總破碎率在95%以上，若單用高壓勻漿法處理，破碎率只有32%左右。7闡述破碎技術與上、下游過程相結合提高破碎率的機理。答：與上游過程相結合：發(fā)酵培養(yǎng)過程中，培養(yǎng)基、生長期、操作參數等因素都對細胞壁、膜的結構與組成有一定影響。在生長后期，加入某種能抑制或阻止細胞壁物質合成的抑制劑，繼續(xù)培養(yǎng)一段時間后，新生成的細胞

11、壁有缺陷，利于破碎，可提高破碎率。 與下游過程相結合：細胞破碎和固液分離密切相關，對于可溶性產品而言，碎片必須除凈，否則會造成曾吸住超濾膜阻塞，縮短設備使用壽命。8說明發(fā)酵液有哪些預處理方法？并說明作用原理。（1）、無機離子的去除：1）Ca2+，草酸、草酸鈉，形成草酸鈣沉淀，注意回收草酸 2）Mg2+，三聚磷酸鈉，形成三聚磷酸鈉鎂可溶性絡合物；3）Fe3+，黃血鹽，普魯士藍沉淀4）Fe2+，赤血鹽，滕氏藍沉淀（2）蛋白質的除去： 1）Savage去除蛋白質，該法條件溫和可避免多糖的降解 2）三氯乙酸去除蛋白質 3）蛋白質酶去除蛋白質（3）改善培養(yǎng)液的性能：1）加熱法：除去某些熱敏性蛋白，降低粘

12、度，利于過濾 2）調節(jié)pH值：改變雜蛋白帶電性能 3）凝聚：中和電荷，工業(yè)上常用陽離子型絮凝劑中和細菌表面的負電荷4）絮凝：是通過靜電引力、范德華力和氫鍵作用，強烈吸附在膠粒表面9比較高壓勻漿法、球磨法破碎細胞的原理、特點及使用場合。答：（1）高壓勻漿法原理：細胞懸浮液在高壓作用下，從閥座與閥之間的環(huán)隙高速噴出后撞擊到碰撞環(huán)上，細胞受到高速撞擊作用后，急劇釋放到低壓環(huán)境中，從而在撞擊力和剪切力等綜合作用下破碎。 球磨法原理：它是將細胞懸浮液與玻璃小珠或氧化鋯一起快速攪拌或研磨，使達到細胞某種程度的破碎 （2）高壓勻漿法破碎特點：破碎過程中能耗與操作壓力呈線性相關，對酶活影響不大。 球磨法破碎特

13、點：微球填充率高，微珠與目標細胞直徑比大；但在破碎期間樣品溫度迅速升高，可通過二氧化碳來冷卻容器得到解決 （3）高壓勻漿法使用范圍：不適用于團狀或絲狀真菌、較小的革蘭氏陽性菌及含有包含體的基因工程菌。適用于酵母菌和大多數細菌細胞的破碎。 球磨法適用范圍：適用于所有微生物細胞。10比較機械法和非機械法破碎細胞的優(yōu)缺點。答：比較項目機械法非機械法破碎機理切碎細胞溶解局部壁膜碎片大小細小較大內含物釋放全部部分粘度高（核酸多）低（核酸少）時間、效率時間短、效率高時間長、效率低設備需專用設備不需專用設備通用性強差但專一性強經濟性成本低成本高適用范圍工業(yè)規(guī)模、實驗室部分工業(yè)規(guī)模、實驗室五、綜合設計與論述題

14、1、 若目標蛋白質產品在細胞內，試設計一系列的提取、純化步驟，最終獲取粉末狀高附加值的蛋白質產物，并分析使用原因。答：預處理（去除無機離子，可溶性蛋白，改善培養(yǎng)液性能）細胞破碎（高壓勻漿法、酶溶法、超聲波破碎法結合使用，提高破碎率）固液分離（過濾、離心、沉降）提取（沉淀、萃取、膜分離）濃縮（蒸發(fā)、超濾、吸附、沉淀）純化（層析、電泳）成品化（干燥、無菌過濾）2. 若目標多糖產品在細胞外，試設計一系列的提取、純化步驟，最終獲取粉末狀高附加值的多糖產物，并分析使用原因。答：固液分離（微濾）提取（有機溶劑萃?。┘兓善坊?、細胞破碎方法的分類？每種方法適用于哪些場合？各有何優(yōu)缺點？分類適用場合及優(yōu)缺點

15、機械法高壓勻漿法破碎率較高，可大規(guī)模生產，不適用于團狀或絲狀真菌、較小的革蘭氏陽性菌及含有包含體的基因工程菌。適用于酵母菌和大多數細菌細胞的破碎。球磨法破碎率較高，可大規(guī)模操作，適用于大多數微生物細胞的破碎，但大分子目的產物易失活且過程產熱高噴霧撞擊法破碎率高，活性保留率高，不適用于冰凍敏感產物超聲波破碎法對酵母菌效果差，破碎過程升溫劇烈，但破碎能力強，適用于多數微生物細胞的破碎，不適合大規(guī)模操作非機械法化學滲透法具有一定選擇性，漿液易分離，但釋放率較低，通用性差酶溶法具有高度專一性，條件溫和，漿液易分離，但溶酶價格高，通用性差干燥法條件劇烈，易引起大分子物質失活滲透壓法破碎率較低，常與其他方

16、法結合使用，條件溫和反復凍融法破碎率較低，不適合對冰凍敏感的產物第三章初級分離一、名詞解釋1. 鹽析和鹽溶答：（1）鹽溶：蛋白質在低離子強度的溶液中，蛋白質吸附鹽離子后，帶電表層使蛋白質分子間相互排斥，而使蛋白質分子與水分子之間的相互作用加強，從而使蛋白質溶解度增大，致使沉淀蛋白溶解的現象。 （2）鹽析：蛋白質在高離子強度的溶液中，無機離子與蛋白質表面電荷中和，使蛋白質分子間的排斥力減弱；此外中性鹽親水性答，使蛋白質脫水化膜，疏水區(qū)暴露，由于疏水區(qū)相互作用使蛋白質溶解度下降，從而產生沉淀的現象。2. Ks鹽析和鹽析答：（1）Ks鹽析：在一定pH和溫度條件下，改變體系離子強度進行鹽析的方法，由于

17、蛋白質對離子強度的變化非常敏感，易產生共沉淀現象，因此常用于提取液的前處理。 （2）鹽析：在一定離子強度下，改變pH和溫度進行鹽析的方法。由于蛋白質溶解度變化緩慢，且變化幅度小，因此分辨率高，常用于初步的純化。3. 有機溶劑沉淀答：降低水溶液的介電常數，減小溶劑的極性，從而削弱了溶劑分子與蛋白質分子間的相互作用力，導致蛋白質的溶解度降低而沉淀。由于使用的有機溶劑與水互溶，它們在溶解于水的同時從蛋白質分子周圍的水化層中奪走了水分子，破壞了蛋白質分子的水膜，因而發(fā)生沉淀作用的現象。二、單項選擇題1. 與硫酸銨相比，硫酸鈉做鹽析劑的主要缺點是 (B )。 (A) 易使蛋白質變性(B) 溶解度低 (C

18、) 殘留在食品中會影響食品風味2. 十六烷基三甲基季銨鹽的溴化物（CTAB）適宜用來沉淀 (A )多糖。 (A) 酸性 (B) 堿性 (C) 中性3. 有機溶劑法常用于沉淀 (B)。(A) 蛋白質 (B) 多糖 (C) 氨基酸4. 蛋白質沉淀常用的鹽析劑是 ( C)。(A) K3PO4 (B) Na2SO4(C) (NH4)2SO45. 鹽析法常用于沉淀 (A )。(A) 蛋白質 (B) 多糖 (C) 氨基酸三、填空題1. 分離提取蛋白質常采用的單元操作是 層析 ，純化蛋白質常采用的單元操作是 色譜 。2. 等電點沉淀適用于 疏水性大 的蛋白質的分離。與鹽析相比，等電點沉淀的優(yōu)點是 無需后繼的

19、脫鹽操作 。3. 硫酸銨是最常用的蛋白質鹽析劑，其主要優(yōu)點是 溶解度大 、 分離效果好、 、不易引起變性，但硫酸銨有如下缺點 pH高時放氨，pH難控制 、 干擾pH、蛋白質的測定 、 腐蝕性強，后處理困難、 臨床醫(yī)療有毒性 。4. 描述鹽析沉淀的Cohn經驗方程是lgS=- Ks，除與蛋白質的種類有關，式中還與蛋白質種類和溫度 和pH 有關，Ks與 蛋白質和無機鹽種類 有關。5. 蛋白質鹽析沉淀后，脫除無機鹽的方法主要有 透析 、凝膠層析、 超濾 和電滲析。6.硫酸銨是最常用的蛋白質鹽析劑，其優(yōu)點是溶解度大 、 分離效果好、 不易引起變性 。7. 有機溶劑沉淀的優(yōu)點是：有機溶劑密度較低，易于沉

20、淀分離；與鹽析法相比，沉淀產品不需 脫鹽 。8. 鹽析后蛋白質的脫鹽方法中適用于實驗室的方法有 透析 、凝膠層析，適用于工業(yè)規(guī)?；a的方法有 超濾 、 電滲析 。9. 多糖常用兩種沉淀劑是 乙醇 、 丙酮。10. 鹽析實驗中用于關聯(lián)溶質溶解度與鹽濃度的Cohn方程為 lgS=-Ks；當改變 體系離子強度而pH和溫度不變時的鹽析沉淀稱為Ks鹽析法；當改變pH 和 溫度 稱為鹽析。四、簡答題1. 簡述鹽析法和有機溶劑沉淀法的原理。答：（1）鹽析法：無機離子與蛋白質表面電荷中和，形成離子對，部分中和了蛋白質的電性，使蛋白質分子之間的排斥力減弱，從而使能夠相互靠攏；中性鹽親水性大，使蛋白質脫去水化膜

21、，疏水區(qū)暴露，由于疏水區(qū)的相互作用而導致沉淀。 （2）有機溶劑沉淀：降低水溶液的介電常數，減小溶劑的極性，從而削弱了溶劑分子與蛋白質分子間的相互作用力，導致蛋白質的溶解度降低而沉淀。由于使用的有機溶劑與水互溶，它們在溶解于水的同時從蛋白質分子周圍的水化層中奪走了水分子，破壞了蛋白質分子的水膜，因而發(fā)生沉淀作用的現象2. 蛋白質可以采用哪些方法進行沉淀？并說明各種方法的特點。答：（1）鹽析沉淀：溶解度大，分離效果好，不易引起變性，價格便宜，廢液不污染環(huán)境；但pH較難控制，且采取的鹽析劑腐蝕性強，后處理困難，影響食品風味而且臨床醫(yī)療有毒性。 （2）等電點沉淀：適用于疏水性較大的蛋白質，無需后繼的脫

22、鹽操作，但不能獲得較高的回收率。 （3）有機溶劑沉淀：分辨能力比鹽析法高，沉淀不需脫鹽，有機溶劑密度低與沉淀物易于分離，在生化制備中應用比鹽析法廣；但對某些具有生物活性的大分子容易引起變性失活，操作需在低溫下進行。 （4）熱沉淀：在較高溫度下，熱穩(wěn)定性差的蛋白質發(fā)生不可逆的變性沉淀。（5）非離子聚合物沉淀：沉淀蛋白較好，對后續(xù)步驟影響較小，一般不必除去，但沉淀回收困難。（6）聚電解質沉淀：一類溫和的沉淀方法。（7）成鹽類復合物沉淀：容易導致活性蛋白的不可逆變性3. (NH4)2SO4作鹽析劑沉淀蛋白質的優(yōu)缺點是什么？答：（1）優(yōu)點：溶解度大且受溫度影響?。环蛛x效果好；不易引起變性，有穩(wěn)定酶與蛋

23、白質的作用；價格便宜，廢液不污染環(huán)境。 （2）缺點：pH高時放氨且pH難控制；干擾pH、蛋白質的測定；腐蝕性強后處理困難；臨床醫(yī)療有毒性。4. 如何利用Ks、鹽析法進行多種蛋白質的分級分離？答：先用鹽析法對蛋白質進行初級分離，再對其進行Ks鹽析法分離。Ks鹽析法由于蛋白質對離子強度的變化非常敏感，易產生共沉淀現象，因此用于提取液的前處理。鹽析法由于溶質溶解度變化緩慢且變化幅度小，因此分辨率更高，用于初步純化。5. 采用鹽析法沉淀蛋白質，分別說明適用于工業(yè)和實驗室操作的脫鹽方法。答：透析、凝膠層析用于實驗室；差旅、電滲析適用于工業(yè)操作。（1）透析是利用膜兩側的濃度差從溶液分理出小分子物質的過程（

24、2）凝膠層析是利用凝膠過濾介質為固定相，根據料液中的溶質相對分子質量的差別進行分離的液相層析法（3）超濾使利用膜的篩分性質一壓差為推動力，主要用于處理不含固形成分的料液，其中相對分子質量較小的溶質和水分子透過膜，而相對分子質量較大的溶質被截留。（4）電滲析是利用分子的荷電性質和分子大小的差別進行分離的膜分離方法。第四章膜分離一、名詞解釋1. 納濾：答：是一種介于反滲透和超濾之間的壓力驅動膜分離過程，利用膜的篩分性質以壓差為推動力的膜分離過濾技術。2. 截留分子量答：一般講截留曲線上截留率為0.9的溶質的相對分子質量定義為截留分子量。3. 滲濾（又稱透析過濾）4. 滲透汽化答：是指液體混合物在膜

25、兩側組分的蒸汽分壓差的推動力下，透過膜并部分蒸發(fā)，從而達到分離目的的一種膜分離方法。5. 表觀截留率答：R=（Cb-Cp）/Cb = 1-Cp/Cb，其中Cp為透過液的濃度，Cb為主體料液的濃度6. 超濾濃差極化答：是在超濾過程中，溶劑和小分子透過膜，而大分子溶質則被膜所阻攔并不斷積累在膜表面上，使溶質在膜表面附近濃度高于主體濃度的現象。7. 復合膜答：表面活性層和支撐層材料不同的膜，膜表面活性層起膜分離作用，支撐層孔徑很大，對流體無透過阻力。8. 電滲析的濃差極化答：又稱衰竭極化，是指溶液中離子濃度極低，迫使水溶液產生氫離子和氫氧根離子的現象。9. 反滲透答：又稱逆滲透，一種以壓力差為推動力

26、，從溶液中分離出溶劑的膜分離操作。對膜一側的料液施加壓力，當壓力超過它的滲透壓時，溶液會逆著自然滲透的方向作反向滲透。10. 電滲析答：利用離子交換膜對離子的選擇透過性而使溶液中的陰陽離子與溶劑分離，使溶液中的離子有選擇的分離或富集的過程稱為電滲析，11. 膜污染答：由于凝膠極化引起的凝膠層或溶質在膜表面形成吸附層、膜孔堵塞、膜內溶質吸附等原因，使膜的通過量大幅度下降，分離效果降低等情況，稱為膜污染。12. 膜的真實截留率（用公式表達）答：R0=(Cm-Cp)/Cm = 1-Cp/Cm Cm表示膜的極化濃度；Cp表示透過液的濃度二、單項選擇題1.純水制備過程中，用于脫除水中的無機鹽，適用的膜分

27、離操作是 ( A)。 (A) 反滲透 (B) 納濾 (C) 超濾2. 納濾膜分離法適用分離的分子量范圍分別是：（B）。 (A) 1000以上 (B) 1000以下 (C) 1000100003. 常用于超濾的是 ( D) 膜。 (A) 無機膜 (B) 聚酰胺 （C）醋酸纖維素 （D）聚砜4. 對電泳汽車工件進行淋洗后的溶液中的漆料進行濃縮回收，可采用 (C) 膜裝置。 (A) 反滲透 (B) 納濾 (C) 超濾 (D) 微濾5. 用于脫除水中的無機鹽，適用的膜分離操作是 (A)。 (A) 反滲透 (B) 納濾 (C) 超濾 (D) 微濾6. 用膜進行分離操作時，溫度越高，流速越快，截流率 (

28、B)。 (A) 越高 (B) 越低 (C) 不變7. 微濾可用于截留分離 ( C )。(A) 蛋白質 (B) 鹽分 (C) 細菌8. 純凈水的制造，可采用_B_裝置分離掉鹽分。 (A) 超濾 (B) 反滲透 (C) 滲透汽化 9. 線性分子比球形分子的截留率 ( B)。?(A) 高 (B) 低 (C) 相同10. 單位體積過濾面積大，膜一旦損壞不能更換的膜組件是 ( B)。 (A) 平板式 (B) 中空纖維式 (C) 管式11. 反滲透的膜材料一般采用 (C)。(A) 對稱膜 (B) 非對稱膜 (C) 復合膜12. 對于蛋白質，多糖的回收和濃縮可采用 (B ) 法。(A) 反滲透 (B) 超濾

29、 (C) 微濾13. 對于膜分離操作，溫度升高，截留率 ( C )。(A) 增加 (B) 不變 (C) 降低14. 超濾分離過程中，溶劑的透過是以 (A) 為推動力。 (A) 壓力差 (B) 濃度差 (C) 溫度差 (D) 電位差15. 復合膜與非對稱膜的區(qū)別在于 ( C )。 (A) 復合膜表面的孔徑比非對稱膜表面的孔徑?。?B) 復合膜截面孔隙是均勻的，非對稱膜則相反；(C) 復合膜的表層與支撐層材料不同，非對稱膜材料相同。16. 膜的真實截留率要 ( B ) 表觀截留率。(A) 低于 (B) 高于 (C) 等于三、填空題1按膜截面的孔道結構均勻度來分，膜可分為 對稱膜 和 非對稱膜 。2

30、.常用的膜組件有 管式膜組件 、 平板式膜組件 、 螺旋式膜組件 、 中空纖維膜組件 。3. 反滲透常用的有機膜材料是 醋酸纖維素 和 芳香族聚酰胺，超濾常用的有機膜材料是 聚砜、聚丙烯晴 。4. 無機膜材料的優(yōu)點是 機械強度高 、 耐化學試劑和耐有機溶劑，主要缺點是不易加工、 造價高。5. 膜濃縮分為開路循環(huán)和閉路循環(huán)，其中閉路循環(huán)的優(yōu)點是 膜組件中的U不依靠料液泵供應，且U可進行獨立優(yōu)化設計（節(jié)省能源） 。6. 電滲析的濃差極化膜面濃度低于主體溶液濃度。7. 膜表面流速增大，則截留率降低。8. 濃差極化可以通過攪拌和 提高流速等方法，使之減弱。9. 牌號為D312×7樹脂名稱是_

31、大空型弱堿性丙烯酸系的交換樹脂，交聯(lián)度為7。10. 對于膜分離操作，截留率隨溫度的升高而越近。四、簡答題1. 膜污染的清洗方法有哪些？答：（1）物理洗滌：泡沫球擦洗，水浸洗，氣液清洗，脈沖清洗，超聲波處理。 （2）化學洗滌：EDTA，表面活性劑，酶洗滌劑，酸堿洗滌劑。2. 無機膜材料和有機膜材料各有何優(yōu)缺點？答：（1）無機材料：優(yōu)點是機械強度高，耐高溫，耐化學試劑和耐有機溶劑；缺點是不易加工，造價高。 （2）有機膜材料：天然高分子材料中醋酸纖維素有截留能力強的優(yōu)點，缺點是使用的最高溫度和pH有限；合成高分子材料中聚砜優(yōu)點為耐高溫，使用pH范圍廣，耐氯能理強，可調節(jié)孔徑范圍，缺點是耐壓能力較低。

32、3影響膜截留率大小的因素有哪些？答：（1）被分離物質的分子量 （2）分子特性：線型、球型，直鏈、支鏈，荷電膜，吸附作用，蛋白質的等電點（3）其他高分子溶液共存時，R（4）操作條件：TR； uR；pI時，R； 形成凝膠層時R4闡述超濾和反滲透的作用機理。答：（1）超濾：是根據膜的篩分性質及分子溶質之間或高分子與小分子溶質之間相對分子質量的差別進行分離的方法；主要處理不含固形成分的料液，其中相對分子質量較小的溶質和水分子透過膜，而相對分子質量較大的溶質被截留。（2）反滲透：又稱逆滲透，一種以壓力差為推動力，從溶液中分離出溶劑的膜分離操作。對膜一側的料液施加壓力，當壓力超過它的滲透壓時，溶液會逆著自

33、然滲透的方向作反向滲透。5. 以海水脫鹽為例，畫出電滲析工作原理圖。答：見課本五、綜合設計與論述題1欲采用膜法分離濃縮果汁，試設計一套完整而合理的膜法分離方案。答：將稀果汁經過納濾膜納濾，濃縮得到含有一些有機酸、二元糖和少量的單糖的濃縮液，然后再將所濾得果汁再經過反滲透膜操作得到果汁中的無機鹽和剩余單糖的濃縮液，以上兩步所得到的濃縮液混合即得到濃縮的果汁。2. 分析微濾、超濾、納濾和反滲透的異同點及使用場合。項目反滲透(RO)微濾（MF）超濾（UF）納濾（NF）英文全名Reverse OsmosisMicrofiltrationUltrafiltrationNltrafiltration傳質推

34、動力壓差(1-10MPa)壓差(0.05-0.5MPa)壓差(0.1-1.0MPa)壓差(0.52.0MPa)膜孔徑無孔0.1-10m0.11nm分離原理溶解擴散篩分篩分篩分被分離分子量<1000/<3001000-1063001000膜材料醋酸纖維素（怕過酸、過堿）、芳香族聚酰胺（怕）、聚苯并咪唑、磺化聚苯醚、聚芳砜、聚醚酮、聚芳醚酮、聚四氟乙烯等醋酸纖維素、PVC聚砜，聚丙烯腈應用舉例鹽、氨基酸、糖的濃縮，淡水制造菌體、細胞和病毒的分離蛋白質、多肽和多糖的回收和濃縮，病毒的分離鹽、氨基酸、糖的濃縮，淡水制造運用領域（1）海水、苦咸水的淡化制取生活用水，硬水軟化制備鍋爐用水，高純

35、水的制備。（2）在醫(yī)藥、食品工業(yè)中用以濃縮藥液、果汁、咖啡浸液等。（3）印染、食品、造紙等工業(yè)中用于處理污水。（1）微粒和細菌的過濾（2）微粒和細菌的檢測（1）純水的制備。（2）汽車、家具等制品電泳涂裝淋洗水的處理。（3）食品工業(yè)中的廢水處理。（4）果汁、酒等飲料的消毒與澄清。（5）在醫(yī)藥和生化工業(yè)中用于處理熱敏性物質。（6）造紙廠的廢水處理。（1）海水及苦咸水的淡化（2）果汁生產（3）在醫(yī)藥行業(yè)可用于氨基酸生產、抗生素回收等方面（4）在石化生產的催化劑分離回收3利用所學知識設計一純水生產流程，畫出流程圖，寫出設計理由。（1）流程：自來水保安器活性炭反滲透裝置陽離子交換柱陰離子交換柱普通過濾純

36、水分裝（2）自來水初過濾，用保安器進行除過濾，去除大粒子不可溶雜質，再經活性炭吸附色素、有機物質、異味等，然后進入反滲透裝置進行過濾除鹽，再依次經過陽、陰離子交換樹脂，最后進行一次普通過濾再進行分裝。第五章萃取一、名詞解釋1表面活性劑的HLB值答：即親水親油平衡值，是用來表示表面活性劑親水或親油能力的大小。公式為:HLB=(親水基部分的分子量)/（表面活性劑的分子量）*100/52反膠團萃取答：是利用表面活性劑在非極性有機溶劑中形成的膠團聚集體而萃取已在有機相中變性的蛋白質等大分子物質3液膜萃取的反向遷移答：向膜相內加入流動載體，使供能物質與目標溶質遷移方向相反的載體輸送方式4雙水相萃取答：某

37、些親水性高分子聚合物的水溶液超過一定濃度后可形成兩相，并且在兩相中的水分均占有很大比例，即形成雙水相系統(tǒng)。利用不同物質在兩相中分配系數的差異進行的分離，稱為雙水相萃取5超臨界流體萃取答：當一種流體處于其臨界點的溫度和壓力之下，則稱之為超臨界流體。將超臨界流體作為萃取溶劑的萃取技術稱為超臨界流體萃取。6液膜萃取的同向遷移答：向膜相內加入流動載體，使供能物質與目標溶質遷移方向相同的載體輸送方式7. 乳狀液膜萃取答：乳狀液膜根據成膜液體的不同，分為（W/O）/W型和（O/W）/O型兩種。利用液膜將與之不能互溶的液體分隔開來，是其中一側的液體中的溶質選擇性的透過液膜進入另一側，實現溶質之間的分離技術。

38、8. 親和雙水相萃取 答：是指在成相高聚物上歐聯(lián)親和性配基，以提高溶質的分配系數，將這種成相高聚物作為萃取劑的技術稱之為親和雙水相萃取。9. 支撐性液膜萃取答：是將多孔高分子支撐體浸在膜溶劑中，使膜溶劑充滿支撐層的孔隙形成液膜。支撐液膜分割料液相和反萃相，實現滲透溶質的選擇性萃取回收或除去。 二、單項選擇題1. 液膜萃取中，采用二-2-乙基己基磷酸（D2EHPA）為流動載體，能夠輸送 (B)。 (A) 陰離子 (B) 陽離子 (C) 陰離子和陽離子2. 用AOT做表面活性劑用于反膠團萃取，與目標產品的等電點相比較，萃取時適宜的pH應該 (B)。 (A) 大于等電點 (B) 小于等電點 (C)

39、不受影響3. 超臨界CO2流體萃取啤酒花香味成分，適宜的操作條件可能是 ( A )。 (A) 31.3，7.38 MPa (B) 40，10 MPa (C) 31.3，73.8 MPa4. 紅霉素屬弱堿性物質，用有機溶劑萃取時，適宜在 ( B)下進行。 (A) 酸性 (B) 堿性 (C) 中性5. 對于(W/O)/W (水-油-水)型液膜萃取體系，適宜的表面活性劑的HLB值范圍是 (A )。(A) 3-6 (B) 8-15 (C) 6-86. 制備乳狀液膜的適宜的攪拌速度為 ( B) r/min。 (A) 200 (B) 20* (C) 20*07.與多級逆流萃取相比，分餾萃取可顯著提高目標產

40、物的 ( B )。 (A) 濃度 (B) 純度 (C) 收率8. CO2的超臨界點是 (B )。 (A) 31.3，73.8 MPa (B) 31.3，7.38 MPa (C) 33.3，73.8 MPa9. 超臨界CO2流體適宜分離的物系是 ( C )。 (A) 蛋白質 (B) 多糖 (C) 脂肪酸 10. 工業(yè)上液膜萃取采用的有效的破乳方式是 (B)。(A) 化學破乳 (B) 靜電破乳 (C) 離心或過濾11. 限制PEG/DEX工業(yè)化的主要原因是 (B )。(A) PEG粘度大，價格高 (B) DEX粘度大，價格高 (C) PEG粘度大，DEX價格高12. 超臨界流體SC-CO2萃取過程

41、中，常加入一些夾帶劑，如：甲醇、水，目的是 (B )。(A) 增加CO2的親脂性 (B) 提高對極性物質的萃取性 (C) 清洗被萃取物質13. 對于O/( W/O) 型乳狀液膜萃取體系，表面活性劑的親水親油平衡值HLB的選取范圍為( A)。 (A) 8-15 (B) 6-8 (C) 3-614. 對于脂肪酸的分離，適宜采用 ( B ) (A) 雙水相萃取法 (B) 有機溶劑萃取法 (C) 乳狀液膜采取法15. 對于W/(O/W) 型乳狀液膜萃取體系，表面活性劑的親水親油平衡值HLB選取范圍為(C)。 (A) 8-15 (B) 6-8 (C) 3-6三、填空題1. 常用的雙水相體系是 PEG/D

42、X和 PEG/硫酸銨。2. 液膜萃取機理，可分為 單純 遷移、 反萃相化學反應促進遷移、 膜相載體輸送輸送。3. 超臨界流體有較好的物質萃取能力是因為密度 接近液體和粘度 接近氣體。4. 對于弱堿性紅霉素，采用萃取法分離，萃取操作適于在 堿性 條件下進行，反萃取適于在 酸性條件下進行。5. 對于生物活性大分子，可以采用的萃取方法有 雙水相萃取， 反膠團萃取。6. 液膜萃取的優(yōu)點有傳質推動力大，速率高，試劑消耗量少，選擇型好，分離效果好 。7. SC-CO2的萃取操作通常選在31.3，7.38 MPa。8. 工業(yè)上液膜萃取采用的有效的破乳方式是 靜電破乳 。9. AOT常用作反膠團萃取的表面活性

43、劑，是因為AOT： 具有雙鏈，極性基團較小，形成反膠束時不需加助表面活性劑 。10. 超臨界流體SC-CO2萃取過程中，若想提高對極性物質的萃取性，常加入 夾帶劑。 四、簡答題1. 超臨界流體為何有較好的物質萃取能力？其萃取工作區(qū)為何通常選在臨界點附近？答：（1）超臨界流體密度接近液體，萃取能力強；粘度接近氣體，傳質能力好 （2）在臨界點附近，流體的密度隨溫度、壓強變化顯著萃取能力強。2. 影響反膠束萃取蛋白質的主要因素有哪些？答：（1）反膠束相：表面活性劑的種類、濃度；有機溶劑的種類；助表面活性劑的種類、濃度 （2）水相：pH值；離子的種類、強度 （3）目標蛋白質：蛋白質的等電點、分子量、濃

44、度；蛋白質表面的電荷分布 （4）環(huán)境：系統(tǒng)的溫度、壓力3. 對于反膠束萃取，AOT常用作表面活性劑的優(yōu)點是什么？如何調節(jié)pH值對蛋白質進行萃取和反萃?。看穑海?）優(yōu)點：具有雙鏈，極性基團較小，形成反膠束時不需加入助表面活性劑，并且形成的反膠束較大，有利于大分子蛋白質進入。 （2）AOT為一種陰離子表面活性劑，因此在萃取時應調節(jié)pH，使pH<pI,從而使蛋白質帶正電，有利于萃取進行；在進行反萃取時應調節(jié)pH<pI，使蛋白質帶負電。 4. 肌紅蛋白的等電點為7.0，利用PEG/DEX系統(tǒng)萃取肌紅蛋白時，當系統(tǒng)中分別含有磷酸鉀和氯化鉀時，分配系數隨pH如何變化？為什么？答：5. 對于反膠

45、團萃取，AOT常用作表面活性劑的優(yōu)點是什么？如何調節(jié)pH對蛋白質進行萃取和反萃??？ 答：同“3“第六章 吸附分離技術和理論一、名詞解釋1固定床的穿透曲線答：在固定床的吸附操作中，讓待分離的混合物連續(xù)的通過分離柱，以流出液的體積為橫坐標，以流出液的濃度C（或C/C0）為縱坐標作圖所得的曲線，即為固定床穿透曲線。/吸附過程中吸附柱進口溶質濃度的變化曲線稱為穿透曲線。2膨脹床吸附答：膨脹床使液固相返混程度較低的液固流化床，兼有固定床和流化床的優(yōu)點，流體的固相介質基本可以懸浮在膨脹床內的固定位置，流體流動狀態(tài)與固定床相近，目標產物由良好的吸附效率，當流體流速大于最小流速，床層膨脹空隙率增大，高度調節(jié)器

46、上升。3模擬移動床吸附答：相本身不移動，而移動切換液相的入口和出口位置，如同移動床一樣，產生于移動床吸附相同的效果的吸附操作中，稱為模擬移動床4樹脂的交聯(lián)度 答：交聯(lián)度表示樹脂中交聯(lián)劑的百分含量，即樹脂的交聯(lián)能力，與孔隙和機械強度有關。5移動床吸附答：吸附操作中，固相可以連續(xù)輸入和排出吸附塔，與料液形成逆流接觸流動，可實現連續(xù)穩(wěn)態(tài)吸附操作，這種操作稱為移動床吸附。6樹脂的濕堆積密度答：樹脂堆積后有空隙，因此樹脂的密度由真密度、堆積密度，每種密度都有干濕之分，而濕堆積密度是指樹脂充分溶脹后的堆積密度。7吸附等溫線答：當溶質在液固兩相間達到吸附平衡時，吸附劑上的平衡吸附質濃度q使吸附后溶質濃度c和

47、溫度T的函數，q=f（C.T）,一般吸附操作在恒溫下進行，此時q只是c的函數，q與c的關系曲線稱為吸附等溫線8樹脂的交換容量答：是單位質量的干燥離子交換劑或單位體積的濕離子交換劑所能吸附的離子的物質的量，是表示離子交換能力的主要參數之一。二、單項選擇題1. 弱酸性陽離子交換樹脂適宜交換的pH范圍是 ( C)。 (A) 1-9 (B) 1-14 (C) 5-142. 當強酸陽離子交換樹脂由Na+型變成H+型時，或當強堿陰離子交換樹脂由Cl-型變成OH-型時，其體積會 ( A )。 (A) 增大 (B) 不變 (C) 縮小3. 207×5樹脂是 ( B ) 交換樹脂。 (A) 強酸性陽離

48、子 (B) 強堿性陰離子 (C) 弱酸性陽離子4. 混合床樹脂的再生方式是(B) 。(A) 用自來水浮選，分離出兩種樹脂，分別用酸堿再生 (B) 用鹽水浮選，分離出兩種樹脂，分別用酸堿再生 (C) 不需要分層，先酸洗，再堿洗5. 301×5樹脂是 (D ) 交換樹脂。(A) 強酸性陽離子 (B) 強堿性陰離子 (C) 弱酸性陽離子 (D) 弱堿性陰離子6. 固定床吸附的穿透點是指流出液濃度為起始進料濃度的 (B)。(A) 50% (B) 5-10% (C) 90%7. 計算離子交換器中裝載樹脂所需濕樹脂的重量時，要使用 (C) 密度。(A) 干真 (B) 濕真 (C) 濕視 （D）真

49、實8. 固定床吸附操作應該在 ( C) 處停止操作。(A) 剛開始漏出 (B) 飽和點 (C) 穿透點9. D005×7樹脂是 (A ) 交換樹脂。(A) 大孔強酸性苯乙烯系陽離子 (B) 凝膠強堿性酚醛系陰離子 (C) 大孔強酸性丙烯酸系陽離子10. 將混合的陰陽離子交換樹脂用濃鹽水進行浮選，上層是 (A ) 交換樹脂。(A) 陰離子 (B) 陽離子 (C) 陰陽混合離子11. 與活性炭相比，吸附樹脂的特點是 (A)。 (A) 選擇性高，易于解吸 (B)選擇性低，易于解吸 (C)選擇性高，不易于解吸12. 陽離子樹脂床失效后，最先穿透樹脂層的陽離子是 (C )。 (A) Fe3+

50、(B) Ca2+ (C) Na+ 13. 遇到不同類型的樹脂混在一體，可以利用它們 ( C ) 的不同進行簡單的分離。(A) 酸堿性 (B) 粒度 (C) 密度 14. 谷氨酸的等電點pI=3.22，采用陽離子交換樹脂進行回收時，適宜的樹脂類型是( A )。(A) D001 (B) 201 (C) 31215. 牌號為101×6樹脂的是 (B )。(A) 大孔強酸性樹脂 (B) 弱酸性凝膠樹脂 (C) 弱堿性凝膠樹脂16. 洗脫曲線的形狀出現前陡直后拖尾，說明吸附過程是 ( A)。(A) 優(yōu)惠吸附 (B) 非優(yōu)惠吸附 (C) 平衡吸附17. 陰離子交換樹脂的堆積密度要 (C) 陽離子

51、交換樹脂的堆積密度。(A) 高于 (B) 等于 (C) 低于18. 活性炭可用于吸附溶液中的 (A )。(A) 脂肪酸 (B) 無機鹽 (C) 水分19. 吸附等溫線方程，低濃度吸附時常采用 (A ) 方程。(A) Henry線性 (B) Langmuir (C) Freundlich20. 102樹脂的骨架是 (B )。(A) 丙烯酸系 (B) 苯乙烯系 (C) 酚醛系21. 牌號為D301×7樹脂是 (C )。(A) 大孔強酸性樹脂(B) 強堿性凝膠樹脂(C) 大孔弱堿性樹脂22. 聚苯乙烯能用作 (C ) 樹脂的骨架。(A) 陽離子 (B) 陰離子 (C) 陽離子和陰離子23.

52、 牌號為D112×7樹脂是 ( B )。(A) 大孔強酸性樹脂 (B) 大孔弱酸性樹脂 (C) 強堿性凝膠樹脂24. 牌號為001樹脂適宜操作的pH范圍為 ( A )。(A) 1-14 (B) 1-9 (C) 5-1425. 312樹脂的骨架是 (C)。(A) 丙烯酸系 (B) 苯乙烯系 (C) 酚醛系三、填空題（10分，每題1分）1. Freundlich吸附等溫線方程式為 q=k，0<<1（在k的左上角），采用 對數作圖法 的方法計算方程中的參數。2. 對弱堿性陰離子交換樹脂適宜交換的pH范圍是19 。3. 優(yōu)惠型吸附是指 洗脫曲線出現前陡后拖尾現象 。4. 活性炭做

53、吸附劑的特點是 憎水性，脫色、脫臭，可用于除去多種雜質，不能用于非水系統(tǒng) 。5. D102樹脂的名稱是大孔型強酸性苯乙烯系的陽離子交換樹脂 。6. Langmuir吸附等溫線方程式為，采用雙倒數作圖法方法計算方程中的參數。7. 混合床離子交換樹脂，反洗后，樹脂分為兩層，上層為陰離子交換樹脂 樹脂。8. 谷氨酸的等電點是pI=3.22，當pH<3.22時，應采用 陽離子樹脂進行回收。9. 牌號為112樹脂適宜操作的pH范圍為514_。10. 欲分離溶液中的Ca2+，可選用陰離子 類型的樹脂。四、簡答題1與固定床和流化床相比，膨脹床操作的優(yōu)缺點？答：（1）優(yōu)點：與流化床相比：流體流動狀態(tài)接近平推流的方式，軸向飯混較低，效率高與固定床相比：可直接處理具體發(fā)酵液或細胞勻漿液，從而可節(jié)省離心或過濾等預處理過程。 （2）缺點：操作復雜和繁瑣，對操作人員技能和熟練程度要求高；料液中的核酸、細胞碎片等可與介質相互作用，造成介質顆粒聚集，甚至造成溝流和床層塌陷；料液中大量的雜質對介質污染嚴重