試卷A一、填充題（40分，每小題2分）生物產品的分離包括R_Removalofinsolubles ,I Isolation ,P_Purification, 和PPolishing 。發酵液常用的固液分離方法有—離心—和 過濾—等。離心設備從形式上可分為—管式—，碟片式 套筒—等型式。4?膜分離過程中所使用的膜，依據其膜特性（孔徑）不同可分也微濾膜超濾膜_納濾膜—和—反滲透膜—；多糖基離子交換劑包括_葡聚糖離子交換劑_和_離子交換纖維素兩大類。工業上常用的超濾裝置有板式，管式，螺旋卷式_和_中空纖維式—。影響吸附的主要因素有—吸附質的性質溫度_溶液pHd，一鹽濃度—吸附物濃度_和_吸附劑用量一。&離子交換樹脂由—載體_，_活性基團_和_可交換離子—組成。TOC\o"1-5"\h\z9.電泳用凝膠制備時，過硫酸銨的作用 引發劑 ；甲叉雙丙烯酰胺的作用 交聯劑 ；TEMED的作用 增速劑 ；10影響鹽析的因素有—溶質種類—，—溶質濃度_，_pH值和溫度：11.在結晶操作中，工業上常用的起晶方法有—自然起晶法—，—刺激起晶法—和—晶種起晶法 ；12?簡單地說，離子交換過程實際上只有—外部擴散—，—內部擴散 和—化學交換反應—三個步驟；在生物制品進行吸附或離子交換分離時，通常遵循 Langmuir吸附方程，其形式為 Q=q0C/（k+C） ；反相高效液相色譜的固定相是—非極性 的，而流動相是—極性 的；常用的固定相有和_q_；常用的流動相有—甲醇—和—乙睛_；188超臨界流體的特點是與氣體有相似的_粘度（擴散系數）與液體有相似的_密度_；16?離子交換樹脂的合成方法有—共聚（加聚）—和—均聚（縮聚）—兩大類；17?常用的化學細胞破碎方法有—滲透壓沖擊_增溶法—，_脂溶法_酶消化法和—堿處理法_；18?等電聚焦電泳法分離不同蛋白質的原理是依據其—等電點（pI）的不同；離子交換分離操作中，常用的洗脫方法有_pH梯度_和_離子強度（鹽）梯度_；晶體質量主要指—晶體大小 ，—晶體性狀—和—晶體純度三個方面；二.討論題（30分）請結合圖示簡述凝膠排阻色譜（分子篩）的分離原理。（6分）答：凝膠排阻色譜的分離介質（填料）具有均勻的網格結構，其分離原理是具有不同分子量的溶質分子，在流經柱床是，由于大分子難以進入凝膠內部，而從凝膠顆粒之間流出，保留時間短；而小分子溶質可以進入凝膠內部，由于凝膠多孔結構的阻滯作用，流經體積變大，保留時間延長。這樣，分子量不同的溶質分子得以分離。繪制結晶過程中飽和曲線和過飽和曲線圖，并簡述其意義。（6分）

答：結晶過程中的飽和溫度曲線和不飽和溫度曲線的簡圖如右圖所示：s-s曲線為飽和溫度曲線，在其下方為穩定區，在該區域溶液為不飽和溶液，不會自發結晶；T-T曲線為過飽和溫度曲線，在其上方為不穩定區，能夠自發形成結晶；S-S曲線和T-T曲線之間為亞穩定區，在該區域，溶液為過飽不穩區7T溫度蟲度過悒和度賺定城過愜和說圖10.1不穩區7T溫度蟲度過悒和度賺定城過愜和說圖10.11飽和曲線與過桅和曲線何謂親和吸附，有何特點？（6分）答：親和吸附是吸附單元操作的一種，它是利用親和吸附劑與目標物之間的特殊的化學作用實現的高效分離手段。親和吸附劑的組成包括：惰性載體、手臂鏈、特異性親和配基。親和吸附的特點是高效、簡便、適用范圍廣、分離速度快、條件溫和，但載體制備難度大，通用性差，成本較高。簡述結晶過程中晶體形成的條件（6分）答：結晶過程包括過飽和溶液的形成、晶核的形成及晶體的生長三個過程，其中溶液達到過飽和狀態是結晶的前提，過飽和度是結晶的推動力。試比較常規聚丙稀酰胺凝膠電泳與SDSPAGE的分離原理。（6分）答：常規聚丙烯酰胺凝膠電泳和SDS均為凝膠電泳的一種。聚丙烯酰胺凝膠電泳分離蛋白質是依據其電荷（性質、荷電量）、分子形狀和分子大小（分子量）差異實現分離的；SDS由于加入了SDS和強還原劑（DTT等），破壞了蛋白質分子的高級（二級、三級、四級）結構，并與蛋白質形成荷大量負電荷的聚合物，消除了不同蛋白質分子電荷及分子形狀差異，而僅將分子量差異作為分離依據，常用于測定未知蛋白質的亞基分子量。三.計算題（30分）-I—Ofe徒岡1川細pmleiis：wt*KcliKleti尿由anil怦彳一^SnnUpi>uUii這 臼‘枚業ndmtrd-anted1-I—Ofe徒岡1川細pmleiis：wt*KcliKleti尿由anil怦彳一^SnnUpi>uUii這 臼‘枚業ndmtrd-anted廠kL40x0.03宀,解：由題設，可求出萃取系數E，即：E= = =2.4En+1—E根據P= =96%，得n=4En+1—12、應用離子交換樹脂作為吸附劑分離抗菌素，飽和吸附量為0.06Kg（抗菌素）/Kg（干樹脂）；當抗菌素濃度為0.02Kg/m3時，吸附量為0.04Kg/Kg；假定此吸附屬于Langmuir等溫吸附，求料液含抗菌素0.2Kg/m3時的吸附量（10分）解：由題設，根據Langmuir吸附等溫式可求出K值，即：qC0.06x0.02q= 0 = =0.04,k=0.01K+Ck+0.02則當料液含抗菌素0.2Kg/m3時的吸附量可計算如下:0.06x0.2q= =0.057kg/kg0.01+0.23、一種耐鹽細胞其能積累細胞內低分子量鹵化物,適應高滲透壓，能在含有0.32mol/LNaCl,0.02mol/LMgCl,0.015mol/LCaC^,0.01mol/LFeC^的培養基這培養，當其從含鹽量高的培養基中轉移至清水中，在數分鐘內能將胞內產物釋放出來，試估計細胞膜所受滲透壓的大小。（設操作溫度為25°C）（10分）解：細胞所受滲透壓按照下式計算：P-P=-RToutin Ci=—8.314X298X（0.32X2+0.02X3+0.015X3+0.01X4）X103=—1.94X106Pa試題（B）卷一、填充題（40分，每小題2分）生物產品的分離包括—Removalofinsolubles ,—Isolation,Purification, 和_Polishing 。發酵液常用的固液分離方法有:—離心—和—過濾 等。離心設備從形式上可分為—管式_套筒式_碟片式—等型式。親和吸附原理包括—吸附介質的制備吸附—和—洗脫—三步。多糖基離子交換劑包括—葡聚糖離子交換劑_和_離子交換纖維素—兩大類。工業上常用的超濾裝置有一板式_管式_螺旋卷式_和_中空纖維式_。影響吸附的主要因素有—吸附質的性質溫度—，一溶液pH值一鹽濃TOC\o"1-5"\h\z度—，一吸附物濃度 和—吸附劑用 。&離子交換樹脂由—載體—，—活性基團—和—可交換離子—組成。9.電泳用凝膠制備時，過硫酸銨的作用—引發劑 ；甲叉雙丙烯酰胺的作用是—交聯劑 ；TEMED的作用 增速劑 ；10影響鹽析的因素有_溶質種類_，—溶質濃度_，_pH值—和—溫度—；根據分離機理的不同，色譜法可分為—吸附色譜—，—分配色譜_離子交換色譜—和—凝膠色譜 。鹽析實驗中用于關聯溶質溶解度與鹽濃度的Cohn方程為_lgS=B—KsI_；當保持體系溫度、pH值不變，僅改變溶液離子強度進行的鹽析操作稱為兀鹽析法；當保持離子強度不變，改變溫度、pH值進行的鹽析操作 稱為B鹽析法。過飽和溶液的形成方式有：—熱飽和溶液冷卻—，—蒸發溶劑—，—真空蒸發冷卻—，—化學反應結晶—和—鹽析 。蛋白質分離常用的色譜法有_金屬螯合色譜共價色譜離子交換色譜—和—疏水作用色譜—。離子交換樹脂的合成方法有—共聚（加聚）—和—均聚（縮聚）—兩大類；離子交換分離操作中常用的洗脫方法有_pH梯度—和—離子強度（鹽）梯度_。SDSPAGE電泳制膠時，加入十二烷基磺酸鈉（SDS）的目的是消除各種待分離蛋白的—電荷—和—分子形狀—差異而將—分子量—作為分離的依據。工業上常用的起晶方法有—自然起晶法刺激起晶法—和_晶種起晶法_。高效液相色譜分離方法中，液-液色譜是以—液體 作為流動相；以—固定在固相載體表面的液體 作為固定相。常用的蛋白質沉析方法有—鹽析_，—等電點沉析—和—有機溶劑沉析_。二、討論題（30分）1、 何謂超臨界流體萃取，并簡述其分離原理答：超臨界流體萃取是利用超臨界流體具有的類似氣體的擴散系數，以及類似液體的密度（溶解能力強）的特點，利用超臨界流體為萃取劑進行的萃取單元操作。其特點是安全、無毒、產品分離簡單，但設備投資較大。2、 何謂免疫親和層析，簡述親和免疫層析介質的制備過程答、免疫親和層析是利用親和技術和色譜分離集成產生的一種高效色譜分離技術，其分離原理是通過抗原-抗體之間特異性的相互作用，從而實現高效的分離。層析介質的制備過程包括：抗體的制備、抗體提取、載體活化，手臂鏈的連接、抗體的連接等步驟。3、 簡述SDSPAGE電泳測定未知蛋白分子量的方法答：SDS是凝膠電泳的一種，其分離原理是基于不同分子量的蛋白質（亞基）在電場中的遷移率不同，因此利用該技術測定未知蛋白質（亞基）的分子量是十分方便的，具體的方法是利用標準分子量MARK，與樣品一同電泳，染色后根據標準分子MARK中已知分子量蛋白質的遷移率與其分子量的對數值作圖，可得一標準曲線并擬合方程，再結合未知蛋白質的遷移率即可計算得到大致的分子量。4、 何謂等電點沉析法答：蛋白質再等電點下的溶解度最低，根據這一性質，再溶液中加入一定比例的有機溶劑，破壞蛋白質表面的水化層和雙電層，降低分子間斥力，加強了蛋白質分子間的疏水相互作用，使得蛋白質分子得以聚集成團沉淀下來。5、 繪制結晶過程中，飽和曲線和過飽和曲線圖，并簡述其意義

答：結晶過程中的飽和溫度曲線和不飽和溫度曲線的簡圖如右圖所示：s-s曲線為飽和溫度曲線，在其下方為穩定區，在該區域溶液為不飽和溶液，不會自發結晶;T-T曲線為過飽和溫度曲線，在其上方為不穩定區，能夠自發形成結晶;S-S曲線和T-T曲線之間為亞穩定區，在該區域，溶液為過飽和溶液，但若無晶種存在，也不能自發形成晶體;三?計算題（30分）1.用管式離心機從發酵液中分離大腸桿菌細胞，已知離心管的內徑為0.15m,高0.8m,轉速為18,000r/min,生產能力為Q=0.3m不飽和溶液，不會自發結晶;T-T曲線為過飽和溫度曲線，在其上方為不穩定區，能夠自發形成結晶;S-S曲線和T-T曲線之間為亞穩定區，在該區域，溶液為過飽和溶液，但若無晶種存在，也不能自發形成晶體;三?計算題（30分）1.用管式離心機從發酵液中分離大腸桿菌細胞，已知離心管的內徑為0.15m,高0.8m,轉速為18,000r/min,生產能力為Q=0.3m3/h。求細胞的離心沉降速度V。（10分）解：由題設，根據Qg(0.3/3600)x9.817T'亞龍區TTB'蒸星維晶臥度過飽和度議定區過悔和濃度溫度圖10.1-1施和曲纜與過樋和曲韁v—g 2兀1R2①2 2兀X0.8x0.152x(18000x2兀/60)2=2.038X10-9m/s2.應用離子交換樹脂作為吸附劑分離抗菌素，飽和吸附量為0.06Kg（抗菌素）/Kg（干樹脂）；當抗菌素濃度為0.02Kg/m3時，吸附量為0.04Kg/Kg；假定此吸附屬于Langmuir等溫吸附，求料液含抗菌素0.2Kg/m3時的吸附量（10分）解：由題設，根據Langmuir吸附等溫式可求出K值，即：q0C 0.06x0.02q—K°^C—k+002—0.04,k—0.0