2025年中职（生物化工工艺）生物分离技术综合测试卷及解析.doc

2025年中职（生物化工工艺）生物分离技术综合测试卷及解析

（考试时间：90分钟 满分100分）
班级______ 姓名______

第I卷（选择题，共30分）
答题要求：本大题共10小题，每小题3分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1. 生物分离技术中，常用于蛋白质分离的方法是
A. 离子交换色谱
B. 萃取
C. 过滤
D. 蒸馏
2. 以下不是生物物质分离过程特点的是
A. 生物物质稳定性差
B. 生物物质浓度低
C. 生物物质易分离
D. 发酵液成分复杂
3. 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
4. 超滤过程中，主要的推动力是
A. 压力差
B. 浓度差
C. 电位差
D. 温度差
5. 亲和色谱的配基与目标生物分子之间的作用属于
A. 共价键结合
B. 离子键结合
C. 氢键结合
D. 疏水作用
6. 在离心分离中，离心机的转速越高，离心力
A. 越小
B. 不变
C. 越大
D. 先增大后减小
7. 盐析法沉淀蛋白质时，常用的盐是
A. 氯化钠
B. 硫酸钠
C. 硫酸铵
D. 硝酸铵
8. 凝胶过滤色谱中，最先被洗脱下来的是
A. 大分子物质
B. 小分子物质
C. 中等分子物质
D. 无法确定
9. 以下哪种膜分离技术孔径最小
A. 微滤
B. 超滤
C. 纳滤
D. 反渗透
10. 蛋白质等生物大分子在电场中的移动速度取决于
A. 分子大小
B. 电荷多少
C. 分子形状
D. 以上都是

第II卷（非选择题，共70分）

（总共4题，每题10分，答题要求）
1. 简述生物分离技术的主要任务。
2. 说明离子交换色谱的基本原理。
3. 超滤和微滤在分离原理上有何不同？
4. 分析盐析法沉淀蛋白质的影响因素。

（总共2题，每题15分，答题要求）
材料：在生物化工工艺中，对一种含有多种蛋白质的发酵液进行分离。采用离子交换色谱法，已知该发酵液中蛋白质A带正电荷，蛋白质B带负电荷，蛋白质C不带电荷。离子交换树脂为强酸性阳离子交换树脂。
1. 请分析该离子交换色谱分离这三种蛋白质的过程。
2. 若要提高蛋白质A的分离纯度，可采取哪些措施？

（总共2题，每题20分，答题要求）
材料：某生物化工企业在进行生物产品分离时，使用了超滤技术。超滤膜的截留分子量为10000Da。发酵液中含有多种物质，其中目标产物的分子量为15000Da，杂质1分子量为8000Da，杂质2分子量为20000Da。
1. 分析超滤后各物质的存在情况。
2. 若想进一步提高目标产物的回收率，可考虑哪些优化方法？

答案：
第I卷：ADDCACCAAD
第II卷：1. 生物分离技术的主要任务是从发酵液等生物体系中分离、纯化出目标生物产品，去除杂质，同时保持生物产品的活性和纯度。2. 离子交换色谱的基本原理是利用离子交换树脂上的活性基团与溶液中离子进行可逆交换。当含有不同离子的溶液通过树脂时，离子与树脂上的活性基团结合和解离，从而实现不同离子的分离。3. 超滤主要基于筛分原理，以压力差为推动力，截留分子量较大的大分子物质；微滤也是以压力差为推动力，截留粒径较大的颗粒、细胞等，其截留粒径比超滤大，主要分离对象的粒径范围不同。4. 盐析法沉淀蛋白质的影响因素有盐的种类、浓度、蛋白质的性质、温度、pH值等。不同盐类的盐析效果不同，盐浓度过低沉淀不完全，过高可能导致共沉淀等；蛋白质分子大小、形状等性质影响盐析效果；温度和pH值会影响蛋白质的稳定性和溶解度，从而影响盐析。
1. 该发酵液通过强酸性阳离子交换树脂时，蛋白质B带负电荷会与树脂上的阳离子交换而被吸附，蛋白质A带正电荷不被吸附，蛋白质C不带电荷也不被吸附。然后用适当的洗脱液洗脱，可将蛋白质A和C先洗脱下来，最后通过改变条件将蛋白质B洗脱。2. 可增加树脂的交换容量，选择更合适的洗脱条件，如改变洗脱液的离子强度、pH值等，延长吸附时间使蛋白质A更好地与树脂结合，提高分离纯度。
1. 超滤后，杂质1能透过超滤膜，目标产物和杂质2被截留。2. 可考虑优化超滤操作条件，如适当降低压力，延长过滤时间，提高回收率；对截留液进行多次循环超滤；选择更合适孔径的超滤膜，在保证截留目标产物的同时，尽量减少杂质的截留，提高回收率。