生物分离工程工程师考试试卷及答案

生物分离工程工程师考试试卷及答案填空题（每题1分，共10分）1.离心分离的核心原理是利用______与______的差异。2.阳离子交换树脂的活性基团为______（如磺酸基）。3.反渗透的驱动力是______。4.发酵液预处理常用絮凝剂举1例：______。5.亲和层析依赖______与配体的特异性结合。6.节能蒸发设备是______蒸发器。7.分配系数K=溶质在______相浓度/______相浓度。8.冷冻干燥的两个阶段：______和______。9.蛋白质盐析常用盐类：______。10.色谱保留时间反映溶质与______的相互作用强度。单项选择题（每题2分，共20分）1.属于扩散分离的是（）A.离心B.过滤C.电泳D.反渗透2.阳离子树脂再生剂常用（）A.NaOHB.HClC.NaClD.氨水3.截留分子量最小的膜分离是（）A.微滤B.超滤C.纳滤D.反渗透4.发酵液过滤困难主因是（）A.菌体少B.黏度大C.温度高D.pH稳5.配体固定化常用（）A.吸附B.共价结合C.包埋D.交联6.提高蒸发传热效率的措施是（）A.降蒸汽压B.增料液黏度C.定期除垢D.减传热面积7.K>1说明溶质（）A.易溶于萃取相B.易溶于萃余相C.分配均匀D.难分离8.硫酸铵浓度越高，蛋白质溶解度（）A.越高B.越低C.不变D.先升后降9.冷冻干燥升华温度应（）A.高于共熔点B.低于共熔点C.等于沸点D.高于沸点10.电泳分离依据是（）A.分子大小B.分子电荷C.分子密度D.分子溶解度多项选择题（每题2分，共20分）1.生物分离基本步骤包括（）A.预处理B.提取C.纯化D.精制2.常用离心设备（）A.管式B.碟片式C.卧式D.板框压滤机3.膜分离技术含（）A.微滤B.超滤C.纳滤D.反渗透4.发酵液预处理方法（）A.加热B.调pHC.絮凝D.过滤5.离子交换层析类型（）A.阳离子B.阴离子C.亲和D.疏水6.亲和层析配体类型（）A.抗原B.抗体C.酶底物D.金属离子7.蒸发影响因素（）A.蒸汽压B.料液浓度C.传热面积D.真空度8.蛋白质沉淀方法（）A.盐析B.有机溶剂沉淀C.等电点沉淀D.变性沉淀9.冷冻干燥优点（）A.保活性B.稳定性好C.含水量低D.能耗低10.色谱检测方法（）A.紫外B.折光C.电导D.质谱判断题（每题2分，共20分）1.转速越高，离心分离效果越好（）2.离子交换容量与交联度无关（）3.反渗透可用于海水淡化（）4.絮凝剂使胶体颗粒聚集变大（）5.亲和层析仅用特异性洗脱（）6.多效蒸发比单效能耗低（）7.液液萃取两相必须互不相溶（）8.盐析可用于蛋白质粗分离（）9.冷冻干燥解析阶段除结合水（）10.带正电分子电泳向负极移动（）简答题（每题5分，共20分）1.简述发酵液预处理目的及常用方法。2.离子交换层析基本原理是什么？3.微滤与超滤的主要区别？4.蛋白质盐析原理及影响因素？讨论题（每题5分，共10分）1.生物分离中如何选择合适的分离方法？2.膜分离在生物分离中的应用及存在问题？答案部分填空题答案1.颗粒密度；介质密度2.酸性基团3.压力差4.聚丙烯酰胺（或硫酸铝钾）5.目标产物6.多效7.萃取；萃余8.升华；解析9.硫酸铵10.固定相单项选择题答案1.C2.B3.D4.B5.B6.C7.A8.B9.B10.B多项选择题答案1.ABCD2.ABC3.ABCD4.ABC5.AB6.ABCD7.ABCD8.ABCD9.ABC10.ABCD判断题答案1.×2.×3.√4.√5.×6.√7.√8.√9.√10.√简答题答案1.目的：去除菌体/碎片、胶体，降低黏度，改善过滤性能，利于后续分离。方法：①加热（变性蛋白质，降黏度）；②调pH（接近等电点沉淀杂质）；③絮凝（加聚丙烯酰胺使胶体聚集）；④加助滤剂（硅藻土提高过滤速度）；⑤离心（初步除大颗粒）。2.利用离子交换树脂上的可交换离子，与溶液中带相同电荷的溶质离子可逆交换。树脂分阳离子（含-SO3H等酸性基团，交换阳离子）和阴离子（含-NH3OH等碱性基团，交换阴离子）。溶质与树脂结合后，用洗脱剂（调pH/离子强度）置换，实现分离。3.①截留范围：MF（0.1-10μm颗粒，分子量>10^5）；UF（1-100nm分子，分子量10^3-10^6）；②孔径：MF（0.1-10μm）；UF（1-100nm）；③应用：MF（除菌、澄清）；UF（浓缩蛋白质/多糖）；④压力：MF（0.1-0.5MPa）；UF（0.1-1MPa）。4.原理：高浓度中性盐（硫酸铵）破坏蛋白质水化膜和双电层，降低溶解度沉淀。影响因素：①盐浓度（越高溶解度越低）；②pH（近等电点效果好）；③温度（4℃减少变性）；④蛋白浓度（适当避免共沉淀）；⑤盐类型（硫酸铵常用，因溶解度高、变性小）。讨论题答案1.需综合考虑：①产物特性（分子量、电荷、稳定性，如蛋白避免高温）；②杂质性质（菌体/核酸的去除难易）；③工艺要求（纯度、回收率、生产规模）；④成本（设备投资/运行费，如膜分离贵但能耗低）；⑤环境（废水/试剂毒性）。例：蛋白粗分离用盐析，精制用亲和层析；小分子用萃取/结晶。2.应用：①MF/UF（发酵液除菌、蛋白浓缩）；②纳滤（分离寡糖/多肽、脱盐