2025年大学大三（生物工程）生物分离工程综合测试试题及答案

2025年大学大三（生物工程）生物分离工程综合测试试题及答案

（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：本卷共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.以下哪种生物分离技术常用于从发酵液中分离蛋白质？A.离子交换色谱B.萃取C.过滤D.蒸馏2.生物分离工程中，超滤主要用于分离的物质是？A.小分子有机物B.大分子蛋白质C.细胞D.盐类3.亲和色谱的配基与目标生物分子之间的作用主要是？A.共价键结合B.离子键结合C.疏水作用D.氢键作用4.蛋白质等生物大分子在离子交换色谱中，其保留时间与以下哪个因素关系不大？A.离子强度B.pH值C.柱长D.配基类型5.离心分离中，差速离心主要用于分离？A.不同沉降速度的颗粒B.密度不同的颗粒C.大小不同的颗粒D.电荷不同的颗粒6.以下哪种不是常用的生物分离介质？A.硅胶B.琼脂糖C.葡聚糖D.纤维素7.生物分离过程中，凝胶过滤色谱的分离原理是基于？A.分子大小不同B.电荷差异C.亲和力不同D.分配系数不同8.离子交换树脂的活性基团带正电荷时，属于？A.阳离子交换树脂B.阴离子交换树脂C.两性离子交换树脂D.中性离子交换树脂9.萃取过程中，影响分配系数的主要因素不包括？A.温度B.pH值C.萃取剂浓度D.柱体积10.以下哪种生物分离技术可用于蛋白质的等电聚焦？A.电泳B.超滤C.离子交换色谱D.亲和色谱第II卷（非选择题共70分）二、填空题（共20分，每空2分）1.生物分离工程的主要任务是从发酵液、细胞培养液等生物体系中分离、纯化目标生物产品，包括______、______、______等过程。2.离子交换色谱中，根据离子交换树脂上活性基团的性质，可分为______和______。3.亲和色谱的特异性主要取决于______与______之间的相互作用。4.超滤膜的截留分子量是指能截留______以上的最小溶质分子量。5.离心分离的主要设备有______和______。三、简答题（共20分，每题10分）1.简述离子交换色谱的基本原理及应用。2.说明凝胶过滤色谱的分离过程及特点。四、分析题（共15分）材料：在生物分离某蛋白质的过程中，采用了离子交换色谱法。首先将发酵液进行预处理后上样到阳离子交换树脂柱。在洗脱过程中，发现随着洗脱液离子强度的增加，蛋白质逐渐被洗脱下来。问题：请分析该蛋白质在阳离子交换树脂上的吸附和解吸过程，并解释离子强度增加导致蛋白质洗脱的原因。五、设计题（共15分）材料：现有一种新的生物活性蛋白质，需要从细胞培养液中进行分离纯化。已知该蛋白质的分子量约为50kDa，等电点为pH6.5，细胞培养液中含有多种杂质蛋白和小分子物质。问题：请设计一个初步的生物分离纯化方案，包括选择合适的分离技术及简要说明操作步骤。答案：第I卷选择题答案：1.A2.B3.A4.C5.A6.A7.A8.A9.D10.A第II卷填空题答案：1.提取、分离、纯化2.阳离子交换树脂、阴离子交换树脂3.配基、目标生物分子4.90%5.离心机、离心分离机第II卷简答题答案：1.离子交换色谱基本原理：基于离子交换树脂上的活性基团与溶液中离子之间的可逆交换反应。应用：可用于分离氨基酸、蛋白质、核酸等生物大分子，以及抗生素、有机酸等小分子生物产品。2.凝胶过滤色谱分离过程：样品进入装有多孔凝胶颗粒的色谱柱，小分子物质可进入凝胶颗粒内部孔隙，在柱内停留时间长；大分子物质不能进入孔隙，直接随洗脱液流出。特点：分离过程温和，能保持生物大分子的活性，可根据分子大小进行有效分离。第II卷分析题答案：该蛋白质在阳离子交换树脂上的吸附是由于其带负电荷，与阳离子交换树脂上带正电荷的活性基团发生静电作用。随着洗脱液离子强度增加，更多的离子与蛋白质竞争树脂上的活性基团，从而导致蛋白质被洗脱下来。第II卷设计题答案：首先采用超滤去除小分子杂质和部分分子量较小的杂质蛋白。然后利用离子交换色谱，根据蛋白质