2025年大学四年级（生物工程）生物分离工程试题及答案.doc

2025年大学四年级（生物工程）生物分离工程试题及答案

（考试时间：90分钟 满分100分）
班级______ 姓名______

第I卷（总共10题，每题3分，每题只有一个选项符合题意）
答题要求：请将正确答案的序号填在括号内。

1. 生物分离工程中，以下哪种方法常用于蛋白质的初步分离？（ ）
A. 离子交换色谱
B. 亲和色谱
C. 超滤
D. 离心

2. 关于萃取操作，下列说法错误的是（ ）
A. 萃取剂的选择要考虑与原溶剂互不相溶
B. 萃取过程中溶质在两相中的分配系数越大越好
C. 萃取效率只与萃取剂有关
D. 萃取可用于分离液体混合物

3. 以下哪种是常用的细胞破碎方法？（ ）
A. 加热
B. 超声破碎
C. 过滤
D.结晶

4. 离子交换树脂的活性基团不包括（ ）
A. 磺酸基
B. 羧基
C. 羟基
D. 甲基

5. 在生物分离工程中，超滤主要用于分离（ ）
A. 小分子和大分子
B. 气体和液体
C. 不同颜色的物质
D. 不同密度的物质

6. 亲和色谱的配基与目标生物分子之间的作用是（ ）
A. 共价键结合
B. 离子键结合
C. 疏水作用
D. 特异性亲和力

7. 以下哪种方法可用于蛋白质的等电点沉淀？（ ）
A. 调节pH值
B. 加入盐类
C.加热
D. 搅拌

8. 凝胶过滤色谱中，最先被洗脱出来的是（ ）
A. 大分子物质
B. 小分子物质
C. 中等分子物质
D. 都有可能

9. 生物分离工程中，干燥操作主要是为了去除（ ）
A. 水分
B. 杂质
C. 色素
D. 气体

10. 以下哪种不是常用的色谱固定相？（ ）
A. 硅胶
B. 氧化铝
C. 活性炭
D. 滤纸

第II卷

二、填空题（总共5题，每题4分，把答案填在题中横线上）
1. 生物分离工程的主要任务是从______或______中分离、纯化生物产品。
2. 萃取操作中，分配系数K =______。
3. 离子交换树脂由______、______和______三部分组成。
4. 超滤的截留分子量一般在______之间。
5. 亲和色谱的基本原理是利用配基与______之间的特异性亲和力进行分离。

三、简答题（总共3题，每题10分）
1. 简述离心分离的原理及常见的离心设备类型。
2. 说明离子交换色谱的分离过程及影响分离效果的因素。
3. 阐述超滤在生物分离中的应用及优点。

四、分析题（总共2题，每题15分）
材料：某生物工程公司要从发酵液中分离纯化一种蛋白质。发酵液中含有多种杂质和其他蛋白质。
1. 请设计一个初步的分离方案，说明采用哪些方法及顺序。
2. 分析每种方法在该分离过程中的作用。

五、综合题（总共1题，20分）
材料：现有一种新发现的生物活性物质，存在于细胞培养液中，含量较低，杂质较多。
要求：设计一套完整的生物分离工程流程，包括细胞破碎、初步分离、进一步纯化等步骤，并说明各步骤的原理和选择该方法的原因。

答案：
一、1. C 2. C 3. B 4. D 5. A 6. D 7. A 8. A 9. A 10. D
二、1. 发酵液、培养液 2. 溶质在萃取相中的浓度/溶质在萃余相中的浓度 3. 骨架、活性基团、可交换离子 4. 1000-1000000 5. 目标生物分子
三、1. 离心分离原理：在离心力作用下，不同密度或大小的颗粒在离心介质中沉降速度不同而实现分离。常见离心设备类型：低速离心机、高速离心机、超速离心机。
2. 离子交换色谱分离过程：样品中的离子与离子交换树脂上的可交换离子进行交换。影响分离效果因素：树脂类型、离子强度、pH值、流速等。
3. 超滤在生物分离中的应用：分离蛋白质、核酸等生物大分子与小分子杂质。优点：操作简单、无相变、分离效率高、能保持生物大分子活性等。
四、1. 可先采用离心去除细胞碎片等较大颗粒杂质；再用超滤截留蛋白质，去除小分子杂质；然后用离子交换色谱进一步分离纯化该蛋白质。
2. 离心作用是初步去除不溶性杂质；超滤利用膜的截留作用分离大分子蛋白质与小分子杂质；离子交换色谱通过离子交换作用进一步纯化目标蛋白质，去除其他蛋白质杂质。
五、细胞破碎可采用超声破碎，利用超声空化效应使细胞破碎释放活性物质。初步分离用超滤，截留活性物质，去除小分子杂质。进一步纯化可用亲和色谱，利用配基与活性物质特异性结合，去除其他杂质。选择超声破碎是因其高效温和；超滤操作简单且能分离大小分子；亲和色谱特异性强，能有效纯化目标活性物质。