6 6. 单从细胞直径的角度，细胞___________，所需的压力或剪切力越大，细胞越难破碎。 7. 当离子强度较高时，蛋白质溶解度的对数与离子强度之间呈_________关系。
8. 降低蛋白质周围的 和 厚度，可以破坏蛋白质溶液的稳定性，实现蛋白质沉淀。 9. 常用的有机溶剂沉淀剂有 、 。 10. 常用的盐析作用的盐有 、 。 11. pH值接近蛋白质等电点有利于 盐析效果。
12. 盐析常数KS值随蛋白质 或 而增大，盐析沉淀结构不对称的高相对分子质量蛋白质所需的盐
较低，对特定蛋白质影响盐析的主要因素是 ， ， 和 。 13. Cohn方程中，Ks越 ，β值越 ，盐析效果越好。
14. 由于菌体细胞体积很小，沉降速度很慢。因此，实用上需使菌体细胞 后在进行沉降操作。 15. 细胞的非机械破碎方法有 ， ， 。
16. 细胞的机械破碎主要有 、 、 和 等方法。 17. 高压匀浆中影响细胞破碎的因素主要有 、 和
18. 蛋白质的沉淀可采用恒温条件下添加各种不同试剂的方法：__________、__________、__________。 19. 蛋白质沉淀常用的方法有： 、 、 及 20. 工业上常用的离心机有以下两种：______________、________________。
21. cohn经验方程中可知，溶解度与强度之间的关系是：_______________________________
22. 细胞破碎方法主要分为______和______，其中应用最为广泛的是_______、_______、_______、_______和
______。
23. 过滤的透过速度可用公式
表达，式中A为_________，△p为________，Q为________，μ
L_________，Rm为________，Rc为________。 24. 发酵液常用的固液分离方法有 和
25. 分离因数是衡量离心程度的参数，用Z表示，写出其表达式 26. 防止蛋白质沉淀的屏障主要有 和 。
27. 蛋白质溶液的pH在其等电点时，蛋白质的静电荷数
28. 等电点沉淀的操作条件是 和 。由于蛋白质的等电点多在偏 性的范围内，故等
电点沉淀操作中，多通过加 调节PH值
29. 等电点沉淀适用于 较大的蛋白质，所以等电点沉淀不如盐析沉淀应用广泛，但该法仍不失为有效的蛋
白质初级分离手段。
30. 有机溶剂沉淀时，蛋白质的相对分子质量越 ，则有机溶剂用量越 ；在溶液等电点附近，则溶剂用
量越
31. 过滤前的预处理需加入＿＿＿，使用的方法有两种：一是＿＿＿＿＿＿＿＿，二是＿＿＿＿＿＿＿＿。滤液的透过阻力来自两个方面，即＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
32. 革兰氏阳性菌的细胞壁主要由＿＿＿＿＿组成，革兰氏＿性菌的细胞壁比革兰氏＿性菌坚固，较难破碎。 33. 酶溶法分为＿＿＿＿＿和＿＿＿＿。其中＿＿＿＿＿适用于革兰氏＿性菌细胞壁的分解，应用于革兰氏＿性菌时，需辅助＿＿＿＿＿使之更有效地作用于细胞壁。
7
34. 当目标产物存在于细胞膜附近时，可采用较温和的方法，如＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿＿＿等；当目标产物存在于细胞之内时，则需采用强烈的＿＿＿＿＿＿＿＿；当目标产物处于与细胞膜或细胞壁结合的状态时，采用＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
35. 蛋白质的溶解度与离子强度的关系曲线上存在最大值，该最大值在＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿出现，在＿＿＿＿＿此离子强度的范围内，溶解度随离子强度的增大迅速＿＿＿＿
36. 影响蛋白质盐析的主要因素有＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿、＿＿＿＿和＿＿＿＿＿。最常用的盐析沉淀剂是＿＿＿＿＿
37. 物质的溶解度随温度的升高而＿＿＿＿，但在离子强度较高的溶液中，升高温度有利于某些蛋白质的失水，因此温度升高，蛋白质的溶解度＿＿＿＿＿。
38. 在pH值接近蛋白质等电点的溶液中，蛋白质的溶解度＿＿＿＿，所以调节溶液PH值在＿＿＿＿＿附近有利于提高盐析效果。
39. 诱使杂蛋白变性沉淀的重要手段是＿＿＿＿＿＿＿＿或＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 40. 助滤剂主要有 、 、 、 等 41. 工业最常用的过滤设备有 、 。
42. 根据转速或离心力的不同，离心机可以分为 ， , 。 43. 离心设备从形式上可分为 , ， , 。 44. 常用助滤剂有 ， ， 。
45. 蛋白质是____________，蛋白质表面由不均匀分布的荷电基团形成的_________、__________和_________。 46. 固液分离采用最多的手段是 、 。
47. 微生物发酵液的特点是 , ， , 等。 四、判断题
1. 生物分离中常用的超速离心机转速可达到30000转以上。 （ ） 2. 用盐析法进行沉淀时，离子强度越大，蛋白质的溶解度越大。 （ ） 3. 影响蛋白质溶解度的因素有很多，当温度升高时蛋白质的溶解度减小。 （ ） 4. 絮凝可以形成细小的絮凝体。 （ ） 5. 高压匀浆法的影响因素是增大压力和增加破碎次数。 （ ） 6. 非机械法的优点是破碎后的细胞外形保持完整易于后面的分离并且细胞的通透性高。（ ） 7. 温度和PH值对蛋白质溶解度的影响反映在cohn方程中是对β值得影响。 （ ） 8. 破碎细胞必须克服的主要阻力是连接细胞壁的网状结构的共价键。 （ ） 9. 与结晶相比，沉淀是不定型的固体颗粒，构成成分简单，沉淀的纯度远低于结晶。 （ ） 10. 区带离心的密度梯度一般可用蔗糖配制。 （ ） 11. 革兰氏阴性菌的细胞壁主要由肽聚糖层组成。 （ ） 12. 珠磨的细胞破碎效率髓细胞种类而异，但都随搅拌速度和悬浮液停留时间的增大而减小。 13. 化学渗透比机械破碎效率高。 （ ）
14. 当蛋白质周围双电层的ζ点位足够大时，静电排斥作用抵御蛋白质分子之间的分子间力，使蛋白质溶液处于稳
定状态而难以沉淀。 （ ）
8
15. 蛋白质水溶液中离子强度在生理离子强度（0.15～0.2mol·kg）之外，蛋白质的溶解度降低而发生沉淀的现
象称为盐析。 （ ）
-1
16. 在高离子强度时，升温会使蛋白质的溶解度下降，有利于盐析沉淀，因此常采用较高的操作温度。
（ ）
17. 利用在其等电点的溶液中蛋白质的溶解度最低的原理进行分离，称为等电点沉淀，而不必考虑溶液的离子浓度
的大小。 （ ）
18. 无论是亲水性强，还是疏水性强的蛋白质均可采用等电点沉淀。 （ ）
19. 凝聚、絮凝是目前工业最常见的预处理方法之一。它们都是通过降低胶粒的双电层电位，使胶粒凝集的现象。
（ ）
20. 革兰阳性菌的细胞壁比革兰阴性菌的较难破碎。 ( ) 21. 板框过滤机适用于原液中的固体含量在10%以上。 ( ) 22. 细胞破碎的阻力主要来自于细胞间的范德华力。 ( )
23. 沉淀和结晶都是由溶解度降低引起的。 ( ) 24. 蛋白质在Ph值为其等电点时溶解度最低。 ( ) 25. 蛋白质沉淀的两大障碍是水化层和双电层。 ( ) 26. 盐析沉淀后无须进行脱盐处理。 ( ) 27. 有机溶剂沉淀必须在低温下进行。 ( ) 28. 蛋白质的溶解度在生理离子强度范围内最大。 ( ) 29. 等电点沉淀适用于疏水性较小的蛋白质，无须脱盐。 ( ) 30. 在Cohn经验方程
( )
中，
值只随蛋白质相对分子质量的增大而增强。
31. 硫酸铵价格便宜，溶解度大且受温度影响很小，具有稳定蛋白质的作用，是最常用的盐盐。
（ ）
32. 原料目标产物的浓度越高，所需的能耗越高，回收成本越大。 （ ） 33. 生物分离过程中，原料液中的目标产物的浓度一般很低，有时是极微量的。 （ ） 34. 液固沉降中固体颗粒只受重力和浮力的作用。 （ ） 35. 菌体直径越小，重力沉降速度越大。 （ ） 36. 离心沉降既可用于液固也可用于液液分离。 （ ） 37. 离心设备的旋转半径越大，转数越高，离心力越大。 （ ） 38. 细胞破碎分为机械破碎和化学破碎。 （ ） 39. 超声波的细胞破碎效率与细胞浓度无关。 （ ） 40. 沉淀是物理环境的变化引起溶质的溶解度降低，生成固体的现象。 （ ） 41. 蛋白质是两性高分子电解质。 （ ） 42. 盐析过程中溶解度与离子强度之间呈线性关系。 （ ） 43. 基因工程产品大多是胞内产物。 （ ） 五、简答题
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1.影响过滤速度的因素有哪些？如何提高过滤速度？
过滤是利用薄片型多孔性介质截留固液悬浮液中的固体粒子，进行固液分离的方法。 dQ/dt=AΔP/μL(Rm+Rc)
影响过滤速度的因素有：过滤面积、介质两侧压差、滤液粘度、介质和滤饼的阻力（阻力越大，过滤速度越大）适当增加过滤面积，提高介质两侧压力差，加入助滤剂均可提高过滤速度
提高过滤速度：一般要对滤液进行絮凝或聚凝处理等预处理，改变料液的性质，降低滤饼的阻力；此外，可在料液中加入助滤剂提高过滤速度，但是当以菌体细胞的收集为目的时，使用助滤剂会给分离纯化操作带来麻烦，故需谨慎种行事。
2.什么是分离因数？据此离心机可以分为哪几类？影响离心分离速度的因素还有哪些？
分离因数是指离心设备所能达到的离心力与重力加速度的比值，用Z表示。Z=4π2N2r/g
根据分离因数的不同，可将离心机分为低速离心机（2000g~7000g）、高速离心机（8000g~80000g）、超离心机（100000g~600000g） 离心速度：Vs=dp2 (ρs-ρL)rω2/18μL
Δρ增大，Vs增大；Δρ存在时，dp增大，Vs增大；μL增大，Vs减小； Δρ较小，dp不大，μL较大，只能通过增加离心力提高分离效率。 3.说明机械破碎法和非机械破碎法的优缺点？
机械破碎法：
（1） 机械破碎法破碎强度大，细胞破碎完全
（2） 机械破碎法需要高的能量，并且产生高温的剪切力，易使不稳定产品变性失活； （3） 被破碎的有机体或释放物是非专一的，并且产生碎片的大范围分布，细胞破碎处理难 非机械破碎法：
（1） 条件比较温和，有一定的选择性，细胞外型较为完整，易于分离
（2） K低，产物释放速度低，处理时间长，通用性差，不适用于大规模细胞破碎，最后需分离 4.简述选择细胞破碎方法的原则？
一般原则 （1）、仅破坏或破碎目标产物的位置周围，当目标产物存在于细胞膜附近时，可采用较温和的方法，如酶溶法（包括自溶法），渗透压冲击法和冻结融化发等，当目标产物存在于细胞质内时，则需采用强烈的机械破碎法 （2）、选择性溶解目标产物，当目标产物处于与细胞膜或细胞壁结合的状态时，调节溶液pH值，离子强度或添加与目标产物具有亲和性的试剂如螯合剂，表面活性剂等，使目标产物容易溶解释放，同时，溶液性质应使其他杂质不易溶出，另外，机械法和化学法并用可使操作条件更温和，在相同的目标产物释放率的情况下，降低细胞的破碎程度。
5说明一条包含体分离和蛋白质复性常用的工艺路线。
包含体：外源基因表达的产物不能分泌到细胞外，而且在细胞内凝聚成没有生物活性的固体颗粒，在显微镜下观察呈深色点，其主要由蛋白质构成，其一级结构有活性，但立体结构没有活性，所以整体没有活性。 工艺路线：细胞破碎 离心 分离出包含体 变性剂 溶解包含体 去除变性剂或稀释
目标产物的复原和复性 目标产物的纯化 产品
包含体的分离可以由机械法和非机械法得到，通过机械破碎离心提取包含体加变性剂溶解包含体，最后除去变性剂复性，也可通过化学破碎溶解包含体，离心除去变性剂，使包含体复性
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七、计算题
溶菌酶在2.8Mol/L和3.0Mol/L硫酸铵溶液中的溶解度分别是1.2g/L和0.26g/L，试计算溶菌酶在3.5Mol/L硫酸铵溶液中的溶解度。
第四章 萃取
一、名词解释
萃取：是利用液体或超临界流体为溶剂提取原料中目标产物的分离纯化操作。 反萃取：通过调节水相条件，将目标产物从有机相转入水相的萃取操作成为反萃取。
分配系数：在恒温恒压条件下，溶质在互不相容的两相中达到分配平衡时，其在两相中的浓度之比为一常数，该常数称为分配系数。即K=溶质在萃取相中的浓度/溶质在萃余相中的浓度=C2/C1。
分离因子：萃取剂对溶质A和B的选择或分离能力可以用分离因子表示。即α=(C2A/CIA)/(C2B/C1B)=KA/KB (C:浓度；下标1,2分别表示萃余相和萃取相；A、B：溶质；α越大，A和B越容易分离，分离效果越好)
超临界流体：物质均具有其固有的临界温度和临界压强，在P-T相图上称为临界点，在临界点以上物质处于即非液体也非气体的超临界状态，这时的物质称为超临界流体。
化学萃取：化学萃取是指利用脂溶性萃取剂与溶质之间的化学反应生成脂溶性复合因子实现水溶性溶质向有机相的分配，主要用于一些氨基酸和极性较大的抗生素的萃取。
双水相体系：某些亲水性高分子聚合物的水溶液超过一定浓度后可形成两相，并且在两相水分均占有很大比例，即形成双水相系统。
萃取因子：即萃取平衡后萃取相和萃余相中质量之比。用E表示。
盐效应：由于同一双水相系统中添加不同的盐产生的相间电位不同，故分配系数与静电荷数的关系因无机盐而异，这称为盐效应。 二、选择
1. 萃取利用的是物质在两相之间的___B___不同来实现分离或纯化。 A.溶解度比
B.分配系数
C.分离系数
D.稳定常数
2. 下列搭配中不适合双水相萃取的是____C__。 A.聚乙二醇/磷酸盐 C.聚乙二醇/丙三醇
B.葡聚糖/甲基纤维素 D. 聚乙二醇/葡聚糖
3. 荷电溶质分配系数的对数与溶质的净电荷数成___A___关系，称为______。 A.正比/盐效应
B.指数/塞曼效应 D.反比/法拉第效应
C.非线性/道南效应
4. 对于超临界流体萃取，溶解萃取物时通常__C____；分离萃取物时通常______。