《生物工程下游技术》习题集绪论1.下游技术2.技术较适合于胞内活性物质和细胞碎片的分离。

3.技术在获取天然生物物质方面有独特的优势。

4.技术解决了生物大分子对PH、热、有机溶剂、金属离子等敏感的难题。

5.常用于生物大分子物质初步纯化的下游单元操作有：6.常用于小分子物质分离提取的下游单元操作有：7.常用于生物大分子物质高度纯化的下游单元操作有：8.常用于小分子物质高度纯化的下游单元操作有：9.某一目的蛋白在酵母中为分泌表达，该蛋白等电点为4.5,要求从发酵液中纯化得到固态的目的蛋白。

根据所学知识，设计一套较为合理的纯化工艺（画出工艺流程图）。

10.尽量减少分离提取的操作步骤，对于提高总收率是很重要的。

（）下游技术的理论基础1.以物理学过程为基础的分离操作，大致可分为平衡分离操作、拟平衡分离操作、非平衡分离操作。

其中，蒸发与干燥、萃取、结晶、离子交换都是，离心是，膜过滤是。

2.下游分离过程中，选择分离方法的依据是：3.从工程学的角度来说，物性差异越大，作为分离基础的实际利用价值越大。

（）4.分离操作中，属于平衡分离的操作，其最大分离度由平衡关系决定。

（）5.疏水性相互作用6.特异性相互作用预处理和固液分离1.改变发酵液过滤特性的主要方法有哪些？其主要机理如何？2.凝聚和絮凝、混凝3.下游技术对絮凝剂的化学结构的三个要求：、、。

4.发酵液中的高价金属离子，如Ca2+，Fe2+，Mg2+，分别采用、、去除。

5.发酵液中杂蛋白质的常采用、、方法去除。

6.发酵液中固液分离常采用、单元操作，优先考虑。

7.按照过滤机理不同，过滤操作可以分为和。

8.在澄清过滤中，起着主要的过滤作用，在滤饼过滤中，起着主要的过滤作用。

9.常用的离心设备：10.常用的过滤设备：微生物细胞破碎1.常用细胞破碎方法主要有：、、、、。

2. 常用细胞破碎方法(珠磨法、高压匀浆法、超声破碎法、酶溶法、化学渗透法)的原理、特点及适用性。

3. 举例说明采用多种破碎方法相结合提高破碎率的机理。

4.破碎技术与上、下游过程相结合提高破碎率的机理。

5.一般说来，酵母菌较细菌难破碎，处于静止状态的细胞较处于快速生长状态的细胞难破碎，在复合培养基上培养的细胞比在简单合成培养基上培养的细胞较难破碎。

（）6.简述可用于生物发酵液中细菌和酵母菌的细胞破碎的方法。

沉淀法1. 盐析与盐溶2.等电点沉淀法3.用于蛋白质初步分离纯化的沉淀法主要有哪几种，简述其机理？4.简述盐析法提取生物大分子操作的盐析剂、步骤及注意事项。

溶剂萃取和浸取1.溶剂萃取与浸取2.萃取是通过溶质在两个相之间的竞争性溶解（分配）而实现的。

（）3.苯在水中几乎不溶，但苯分子上引入—OH后，溶解度明显增加，这是因为与苯相比，苯酚的分子结构与水的分子结构更相似。

（）4.一个良好的萃取溶剂应该具备的条件是什么？5.生物工程上常用的萃取溶剂有类、类、类。

6.影响溶剂萃取的因素有哪些？7.萃取剂对溶质A和杂质B分离能力的大小可用表征。

8.分离因数ß=K产物/K杂质，ß越大，产物与杂质越容易分离。

（）9.工业上溶剂萃取的操作方式分别有哪几种？试简述其区别。

10.为提高萃取收率，工业上常采用多级萃取，试从方法、流程、优点、缺点、收率等方面介绍两种常用的多级萃取操作。

11.在工业上，除非有特殊说明，否则，应采用萃取流程。

12.乳化与去乳化13.常用的去乳化方法：14.表面活性剂使乳浊液稳定的条件：15.简述溶剂萃取操作中乳化后的两种夹带现象。

16.工业发酵液中，是引起乳化的主要原因，由蛋白质引起的乳化多为O/W型。

17.常用的萃取设备：18.简述采用溶剂萃取法提取抗生素操作的萃取剂、步骤及注意事项。

19.运用所学知识，论述生物工业常用的三种萃取技术的异同点。

超临界流体萃取1.超临界流体2.超临界流体萃取3.超临界流体萃取原理4.超临界流体萃取的特性：。

如压力增加，增加，溶解物质的能力，利于；压力下降，利于。

5.在超临界流体萃取中，主要是溶剂流体的大幅度增加导致溶剂对溶质的作用力大幅度增加从而形成了溶解物质的能力，这个特性给溶剂流体的回收、溶剂与萃取物(溶质)的分离带来方便。

6.在超临界流体萃取中，主要是溶剂流体密度的大幅度增加导致溶剂对溶质的作用力大幅度增加从而形成了溶解物质的能力。

（）7.超临界CO2的工作区域：。

8.超临界CO2为何有较好的物质萃取能力? 超临界CO2在生物工业有何应用？9.超临界CO2的萃取工作区为何常选在临界点附近?10.超临界CO2的应用：11.简述采用超临界萃取法提取啤酒花操作的萃取剂、步骤及注意事项。

12.展望超临界CO2萃取技术在我国生物和食品工业上的发展前景。

双水相萃取1.普通的溶剂萃取法不适宜分离提纯蛋白质，其原因是：（1），（2）。

2.生物工程中常用的双水相体系主要有：，等体系。

3.聚乙二醇（PEG）/葡聚糖（Dex）体系的相图是一条双节线。

双节线下方为，双节线上方即为，两相分别有不同的组成和密度。

上相主要含，下相主要含。

4.在双水相体系中，通常将目的蛋白质分配在，而细胞碎片分配在。

5.双节线的位置和形状与聚合物的相对分子质量有关。

聚合物Dex的相对分子质量越高，相分离所需的浓度越低；两种聚合物相对分子质量相差越大，双节线的形状越不对称。

（）6.要成功地运用双水相萃取方法提取胞内酶，应满足哪些基本条件？7.在恒温桓压条件下，影响物质在聚乙二醇（PEG）/葡聚糖（Dex）双水相体系中分配的因素主要有哪些?分配系数K分别怎样变化?8.请自行设计双水相萃取法提取乙醇脱氢酶的操作流程及操作要点。

9.双水相萃取技术的应用。

膜分离过程1.膜分离过程的实质是物质通过膜的不同而得到分离。

2.膜分离过程的推动力是。

3.简介非对称膜的结构与特性。

4.渗透与透析5.渗透与反渗透6.纳滤与反渗透7.如果在渗透实验装置的膜两侧造成一个压力差，并使其大于渗透压，就会发生溶剂倒流，使得浓度较高的溶液进一步浓缩，这一现象就叫。

如果膜只阻挡大分子，而大分子的渗透压是不明显的，这种情况叫做超滤。

8.渗透与透析过程的推动力是。

9.纳滤、反渗透、超滤及微滤过程的推动力是。

10.以多孔细小薄膜为过滤介质，使不溶物浓缩过滤的操作为微滤；按粒径选择分离溶液中所含的微粒和大分子的膜分离操作为；从溶液中分离出溶剂的膜分离操作为反渗透。

11.超滤、反渗透、微滤及纳滤膜，按照膜孔径范围从大到小排序为：。

12.滤膜应具有的两个基本特性是：和。

13.生物工程常用的膜材料是：和。

14.生物工程中制膜的最重要的方法是：相转变法。

其基本过程如下：。

15.膜的结构主要通过溶剂蒸发和沉淀时的动力学参数来确定。

富含聚合物的浇铸掖缓慢沉淀形成一个海绵状的膜结构；由聚合物浓度低的浇铸液快速凝胶，形成指状的膜结构；当沉淀速度非常慢时，可得到对称膜。

16.膜的主要性能参数有：、、17.膜的水通量：18.膜的截留率：19.膜的截断曲线：20.膜的截断分子量(Mw)：21.影响膜的使用寿命的主要因素有：、、、。

22.简述影响膜的使用寿命的主要因素及控制措施。

23.膜的压密作用：24.膜的水解作用：25.膜的浓差极化26.膜的污染：27.膜的污染引起水通量降低是不可逆的，而浓差极化是可逆的。

（）28.更易引起浓差极化。

更易引起压密。

29.在生物工程中，超滤过程常常将两种操作模式结合起来，即开始时采用浓缩过滤模式，达到一定浓度后，转变为模式。

30.简述生物工程中超滤膜的操作方式。

31.生物工程中超滤过程可以采用间歇操作与连续操作。

在间歇操作中，又分为模式和模式两种。

32.膜分离装置的核心部分是膜组件(或膜件)，即膜的规则排列，良好的膜组件应具备哪些条件？33.根据膜组件的形式或排列方式，可以把膜区分为、、和四种。

34.运用所学知识，论述生物工业常用的四种膜过滤过程的异同点。

液膜分离1．液膜主要分为三类：，，。

工业应用主要是。

2．乳化液膜的膜相组成及作用；对液膜相成分的要求？3．乳化液膜的分离机制：4．乳化液膜的一般工艺流程：5．工业破乳最常用的方法：6．乳化液膜操作中的不利因素有那些？7．构思一个用于发酵工业废水处理的液膜技术方案。

离子交换法1.离子交换树脂由、、三部分组成。

其中，决定了此树脂的主要性能。

2.离子交换树脂中决定了此树脂的主要性能。

3.根据离子交换树脂所带的可交换的活性离子性质，离子交换树脂大体上可分为树脂和树脂。

4.离子交换过程的推动力是。

5.按照官能团及活性离子来划分，离子交换树脂主要分为哪几类？各有何特点？如何实现它们的转型与再生？6.树脂的再生：7.强酸性树脂和强碱性树脂在转变成钠型和氯型后，在使用时就不再有强酸性及强碱性。

但它们仍具有这些树脂的其他典型性能，如强离解性和工作的pH范围宽等。

（）8.钠型阳离子交换树脂再生为氢型时，常采用强酸。

（）9.氯型阴离子交换树脂再生为羟型时，常采用强碱。

（）10.弱酸性树脂和氢离子结合能力很强，再生成氢型较容易，耗酸量少。

（）11.弱碱性树脂和OH—离子结合能力较强，再生成羟型较容易，耗碱量少。

（）12.弱酸性树脂生成的盐RCOONa很易水解，呈碱性，所以用水洗不到中性，一般只能洗到pH9—10左右。

（）13.弱碱性树脂生成的盐RNH3CL易水解。

呈酸性，所以用水洗不到中性，一般只能洗到pH5－6左右。

（）14.强酸性树脂的离解能力很强，在酸性或碱性溶液中都能离解和产生离子交换作用，使用时的pH没有限制。

再生一般用强酸(如HCL)进行。

（）15.弱酸性树脂由于离解性较弱，在低PH值下，难以离解和进行离子交换，只能在碱性、中性或微酸性溶液中发挥作用。

（）16.强碱性树脂的离解性很强，在酸性或碱性溶液中都能离解和产生离子交换作用，使用的pH没有限制，再生一般用强碱(如NaOH)进行。

（）17.弱碱性树脂的离解能力较弱，只能在低pH值(如pHl—9)下工作，可以用NaCO3、NH4OH等再生。

（）18.按骨架结构不同，离子交换树脂可分为树脂和树脂。

19.凝胶型树脂20.大孔型树脂：21.树脂的交联度22.按骨架结构不同，型号为101×4的离子交换树脂为树脂，其中，4表示：；型号为D101的离子交换树脂为树脂，其中，D表示。

23.生化用离子交换树脂的种类主要有、等。

24.工业制备无盐纯水的方法主要有哪几种？25.钠型强酸性阳树脂用再生，氢型强酸性树脂用再生，氯型强碱性阴树脂主要用溶液再生，羟型强碱性阴树脂用溶液再生。

26.对于强酸性或强碱性树脂，滴定曲线有一段是水平的，到某一点即突然升高或降低，这表明树脂上的宫能团已经饱和；而对于弱碱性或弱酸性树脂，则无水平部分，曲线逐步变化。

（）27.影响离子交换树脂选择性的因素主要有哪些？28.简介离子交换法的工作过程及操作要点。