2025年大学（生物工程）生物分离工程模块测试试题及答案

2025年大学（生物工程）生物分离工程模块测试试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题共40分）答题要求：请从每小题的四个选项中，选出一个最符合题意的答案，将其序号填在题后的括号内。(总共20题，每题2分)1.生物分离工程中，以下哪种方法不属于膜分离技术？（）A.超滤B.反渗透C.离子交换色谱D.微滤2.蛋白质等生物大分子在离子交换色谱中的保留时间主要取决于（）A.分子大小B.电荷性质C.疏水性D.吸附能力3.以下哪种物质常用于亲和色谱的配基？（）A.氯化钠B.葡萄糖C.抗体D.硅胶4.在离心分离中，离心机的转速与离心力的关系是（）A.转速越高，离心力越小B.转速越高，离心力越大C.两者无关D.转速与离心力呈线性关系5.生物分离工程中，萃取剂的选择原则不包括（）A.对目标产物有高选择性B.与料液互溶度大C.易于回收和循环利用D.价格昂贵6.超临界流体萃取的优点不包括（）A.萃取效率高B.能在低温下操作C.无有机溶剂残留D.设备成本低7.凝胶过滤色谱中，分子量大的物质（）A.先流出B.后流出C.与分子量小的物质同时流出D.无法确定流出顺序8.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9.以下哪种方法可用于蛋白质的等电聚焦电泳?（）A.SDSB.毛细管电泳C.琼脂糖凝胶电泳D.聚丙烯酰胺凝胶电泳10.生物分离工程中，吸附剂的吸附容量主要取决于（）A.吸附剂的比表面积B.吸附剂的孔径C.吸附温度D.吸附时间1.A2.B3.C4.B5.D6.D7.A8.D9.B10.A11.以下哪种酶可用于蛋白质的水解分离？（）A.淀粉酶B.蛋白酶C.脂肪酶D.纤维素酶12.微滤膜的孔径范围一般为（）A.0.01-0.1μmB.0.1-1μmC.1-10μmD.10-100μm13.亲和色谱中，目标产物与配基之间的相互作用属于（）A.共价键B.离子键C.氢键D.特异性相互作用14.在色谱分离中，塔板理论可用于解释（）A.分离效率B.分离速度C.分离选择性D.分离成本15.以下哪种方法可用于去除生物样品中的内毒素？（）A.超滤B.离子交换C.活性炭吸附D.亲和色谱16.生物分离工程中，结晶的主要目的是（）A.提高纯度B.增加产量C.改变形态D.降低成本17.离心分离中，沉降系数与颗粒大小的关系是（）A.颗粒越大，沉降系数越小B.颗粒越大，沉降系数越大C.两者无关D.沉降系数与颗粒大小呈线性关系18.离子交换色谱中，洗脱液的离子强度增加时（）A.目标产物的保留时间增加B.目标产物的保留时间减小C.目标产物的保留时间不变D.目标产物的洗脱顺序改变19.超临界流体的密度与压力的关系是（）A.压力越高，密度越低B.压力越高，密度越高C.两者无关D.压力与密度呈线性关系20.凝胶过滤色谱的分离原理是基于（）A.分子大小不同B.电荷性质不同C.疏水性不同D.吸附能力不同11.B12.C13.D14.A15.C16.A17.B18.B19.B20.A第II卷（非选择题共60分）（一）填空题（共10分）答题要求：请在每题的横线上填写正确答案。(总共5题，每题2分)1.生物分离工程的主要任务是从发酵液等生物体系中分离、纯化和精制目标______。2.离子交换色谱的固定相是______，流动相是______。3.亲和色谱中，配基与目标产物之间的相互作用具有高度的______。4.离心分离的主要设备有______和______。5.超临界流体萃取中，常用的超临界流体有______和______。（二）简答题（共20分）答题要求：请简要回答问题，要点清晰，语言简洁。(总共4题，每题5分)1.简述膜分离技术的优点。2.说明蛋白质在离子交换色谱中的分离原理。3.简述亲和色谱的基本操作步骤。4.离心分离的影响因素有哪些？（三）论述题（共15分）答题要求：请详细阐述问题，观点明确，论述合理，结合相关知识进行分析。论述生物分离工程中不同分离方法的联合应用及其优势。（四）材料分析题（共15分）材料：在生物分离工程中，对某发酵液进行处理以分离其中的目标蛋白质。首先采用离心分离去除大部分细胞碎片，然后通过超滤进一步浓缩蛋白质溶液，接着使用离子交换色谱进行初步纯化，最后通过亲和色谱得到高纯度的目标蛋白质。问题：1.离心分离在整个分离过程中的作用是什么？2.超滤浓缩蛋白质溶液的原理是什么？3.离子交换色谱初步纯化的依据是什么？（五）设计题（共20分）答题要求：请根据给定的条件和要求，设计一个合理的生物分离工艺流程。现有一种生物活性肽，存在于发酵液中，杂质主要为蛋白质、多糖和小分子盐类。请设计一个从发酵液中分离纯化该生物活性肽的工艺流程，并说明各步骤的作用。1.产物2.离子交换树脂；缓冲溶液3.特异性4.离心机；超速离心机5.二氧化碳；氮气（二）简答题1.膜分离技术不发生相变化，能耗低；分离效率高，可在分子水平上进行分离；设备简单，操作方便，易于自动化；无相态变化，不引入新的杂质，能保持产品的生物活性。2.蛋白质是两性电解质，在不同pH值下带有不同电荷。离子交换色谱固定相带有可交换离子，当蛋白质溶液通过时，根据蛋白质所带电荷与固定相离子的静电作用，不同电荷的蛋白质被吸附在固定相上，然后用不同离子强度的缓冲液洗脱，使蛋白质按电荷差异实现分离。3.首先选择合适的配基与载体偶联制成亲和吸附剂；将含有目标产物的样品上样，目标产物与配基特异性结合；用适当的洗脱剂洗脱，使目标产物与配基分离；对洗脱液进行后续处理得到目标产物。4.离心力大小，与转速和颗粒质量等有关；颗粒大小和形状，大颗粒沉降快；介质密度和黏度，影响颗粒沉降速度；离心时间，足够时间使颗粒沉降。（三）论述题生物分离工程中不同分离方法联合应用很常见。比如先采用离心或过滤去除固体杂质，为后续分离创造良好条件。超滤可用于浓缩和初步分离，根据分子大小不同实现分离。离子交换色谱利用电荷差异进一步纯化。亲和色谱则基于特异性相互作用得到高纯度产物。联合应用优势在于能充分发挥各方法长处，提高分离效率和纯度，减少杂质干扰，更有效地从复杂体系中获得目标产物，满足不同生物制品的分离需求。（四）材料分析题1.离心分离去除大部分细胞碎片，使发酵液初步澄清，减少后续分离的杂质干扰，为后续超滤、色谱分离等操作提供更纯净的料液。2.超滤浓缩蛋白质溶液的原理是利用膜的孔径大小，只允许水分子等小分子通过，蛋白质等大分子被截留在膜的一侧，从而实现蛋白质溶液的浓缩。3.离子交换色谱初步纯化依据是蛋白质的电荷性质差异，不同蛋白质在特定pH值下带不同电荷，与离子交换树脂上的可交换离子发生静电作用，从而实现初步分离。（五）设计题工艺流