生化工程(中文)总复习

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生化工程复习题

生化工程（12级）（一）填空题（10分左右）（二）单选题（15分左右）（三）判断题（10分左右）（三）名词解释（2-4题10分左右）1、相对热阻：指在相同条件下两种微生物热阻的比值。

2、能量偶联型生长：当有大量合成菌体材料存在时，微生物生长取决于ATP的供能，这种生长就是能量偶联型生长。

（YATP≥10g/mol）3、能量非偶联型生长：当缺少合成菌体的材料或存在生长抑制物质，这时的生长取决于合成菌体材料的供应或合成反应的进程，这种生长就是能量非偶联型生长。

（这时多余的ATP会被相应的酶水解，能量以废热的方式释放）（YATP<10g/mol）3、稀释率：在连续培养技术中，F/V被称为稀释率（dilution rate）用符号“D”表示。

μ=D4、临界氧浓度：微生物的比耗氧速率受发酵液中氧的浓度的影响，各种微生物对发酵液中溶氧浓度有一个最低要求，即不影响呼吸所允许的最低溶氧浓度，称为临界氧浓度，以Ccr表示。

5、轴功率：所谓搅拌器输入搅拌液体的功率，是指搅拌器以既定的转速回转时，用以克服介质的阻力所需要用的功率，或简称为轴功率。

它不包括机械传动的摩擦所消耗的功率，因此它不是电动机的轴功率或耗用功率。

6、呼吸商：RQ= CO2生成速率/O2消耗速率7、反馈补料8、非反馈补料9、呼吸强度：呼吸强度（比耗氧速率）QO2 ：单位质量干菌体在单位时间内消耗氧的量。

单位：mmolO2/（kg干菌体·h）。

10、CSTR反应器：均匀混合的生物反应器（全混式，CSTR）即连续搅拌反应器，又分为恒化器（chemostat）和恒浊器（turtitostat）两种，前者是使培养液中限制性营养物质保持恒定，后者是使培养液中的细胞浓度维持恒定。

11、细胞理论得率：菌体得率(细胞得率）=Y X/S=ΔX/(-ΔS)=(dX/dt)/(-dS/dt)=dX/(-dS)单位为g/g 或g/mol 反应过程中产生细胞的量除以反应过程中消耗基质的量。

生化工程复习题

1.k L a的测定（动态法）。

在发酵体系中，依据发酵液中氧的物料平衡规则，得到dC L/dt = k L a(C*-C L) –r其中C L发酵液氧浓度，C*发酵液体系的饱和氧浓度，k L a体积溶氧系数，r摄氧率，则：C L=(-1/ k L a)(dC L/dt +r)+C*首先，在某个时刻保持发酵液中的氧浓度维持在某个值，停止向培养液中通气，并维持搅拌，根据培养液中溶氧浓度的变化可以求出摄氧率。

当液体的溶氧浓度下降到一定程度时（不低于临界氧浓度），恢复通气，则培养液中的溶氧浓度逐渐升高，最后恢复到原先的水平。

根据恢复通气后溶解氧变化曲线，用图解法求出与一定溶解氧浓度对应的dC L/dt（即曲线的斜率），将C L对(dC L/dt＋r)作图可以得到一条直线，其斜率为-1/k L a，在C L轴上的截距为C*。

2.提高k L a的途径。

(1)增加搅拌转速N，以提高Pg，可有效的提高k L a；(2)增大通气量Q，以提高v s。

在原通气量较低时，提高Q可以显著提高k L a。

但当Q原已很高时，进一步提高Q，Pg将随之降低，其综合的效果将不会使k L a有明显提高，甚至可能降低。

有的调节措施是将两者结合起来；(3)为了提高N V，除了提高k L a之外，提高C*也是可行的方法之一。

通入纯氧，或在可能的条件下提高罐内操作压力，均可提高C*；(4)丝状菌的繁殖导致发酵液粘度的急剧上升和k L a的急剧下降。

过分地提高转速及通气速率可能导致菌丝体的机械破坏及液泛。

在此情况下可重复地放出一部分发酵液，补充新鲜灭菌的等体积培养基，这样可以使k L a大幅度回升。

在抗生素发酵中有这样的实例；(5)向发酵液中添加少量的水不溶性另一液相，氧在这一液相中具有比在水中高的多的溶解度，如常用的正十二烷，称为氧载体。

3.影响k L a的因素。

(1)物系的性质：粘度，扩散系数，表面张力(2)操作条件：温度，压力，通气量，搅拌转数(3)反应器的结构：反应器的结构型式，搅拌器结构，搅拌方式4.分析流加和连续两种方式各自的优缺点：i.流加发酵优点：(与间歇操作相比)1.可以解除基质的抑制、产物反馈抑制和分解代谢物阻遏；2.对于好氧培养，流加操作可避免一次性投糖过多造成细胞大量生长，耗氧过多，抑制通风搅拌设备不能匹配；3.在某些情况下减少菌体生成量，提高有用产物的转化率；4.维持添加的前体在低浓度水平上，可避免前体对细胞的毒副作用；5.可以进行某个时间段反应过程的动力学研究，研究流加操作是达到自动控制和最优控制的前提。

(整理)生化工程总结新

生化工程总结一:符号解释ＫＬa:体积溶氧系数，液膜体积传质系数。

（是反应罐传氧速率大小的标志，是衡量耗氧培养罐传氧速率好坏的指标）KGa:气膜体积传质系数。

Kd：分解速率常数。

Km:米氏常数Pt:连续生长菌体的生产强度。

Ka:亚硫酸盐氧化值，溶氧系数。

Np:搅拌功率准数。

Rem:搅拌雷诺准数,8.314J/mol*k。

Nv:体积溶氧速率。

Dcrit:临界稀释速率。

qo2:比好氧速率，呼吸速率，呼吸强度。

Ko2:氧饱和常数。

dw/dr:剪切速度，剪切速率。

二、名词解释分批培养(间歇操作)：指在灭菌后的培养基中，接一种微生物，在一定的条件下培养微生物，在培养过程中不再向培养基中加入或移去主辅物料的培养方式。

恒化器：指具有恒定化学反应环境的反应器。

恒浊器：培养液中的细胞浓度保持恒定。

D值：是活的微生物在受热过程中减少到原来数目的1/10所需要的时间。

灭菌：指用物理或化学方法杀灭物料或设备中的一切生命物质的过程。

对数残留定律（微生物的热死灭动力学）：对培养基进行湿热灭菌时，培养基中的微生物受热死亡的速率与残存的微生物数量成正比。

分批灭菌：将配好的培养基打入发酵罐，通入蒸汽将培养基和所用的设备一起进行灭菌，也称实罐灭菌。

连续灭菌：将培养基在罐外连续进行加热，维持和冷却，然后进入发酵罐的灭菌方法。

连续培养（连续式操作）：操作时先进行一段时间的间歇培养，当反应器中的细胞浓度达到一定程度后（对数生长期），一边把新鲜营养物加入，一边把含有菌体和产物的介质从罐内放出。

失活：由于酶蛋白分子变性而引起的酶活力丧失的现象。

抑制：由于酶的必需基团化学性质的改变，但酶未变性，引起酶活力的降低或丧失。

效应物：凡能使酶分子发生别构作用的物质。

可逆抑制：抑制剂与酶以非共价键结合而引起酶活力降低或失活，能用物理方法除去抑制剂而使酶复性，这种抑制是可逆的。

构象效应：酶，三维空间结构；固定化，由于E载体的相互作用，引起酶活性部位发生扭曲变形，改变活性部位三维结构，减弱了结合力。

生化工程复习资料

生化工程绪论1、定义：生化工程是生物化学工程的简称，它是以生物技术从实验室规模扩大至生产规模为目的，以生物生产过程中带有共性的工程技术问题为核心的一门由生物科学与化学工程相结合的交叉学科。

它既是生物技术的一个重要组成部分，又是化学工程的一个分支学科。

2、单元操作：完成一道工序所需的一种方法和手段。

在研究单元操作时，经常用到下列五个基本概念，即物料衡算，能量衡算，物系的平衡关系，传递速率及经济核算等。

第一章灭菌技术1、抑制有害微生物的措施：2、除菌的方法包括①培养基的加热灭菌（包括常压或蒸汽高压加热法）②空气的过滤除菌③紫外线或电离辐射④化学药物灭菌第一节培养基的灭菌一、概述：发酵工业广泛应用蒸汽加热的方法处理大量培养基1、高温杀菌作用的种类：2、干热灭菌法：其中的灼烧是一种最彻底的方法，但是仅用于接种针等少数对象的灭菌。

3、湿热灭菌法：比干热灭菌法更有效。

细菌的芽孢最耐热，一般要在120℃下处理15min 才能杀死。

➢ 常压法：包括巴氏消毒法和间歇灭菌法等。

其中，巴氏消毒法是用于牛奶、啤酒、果酒和酱油等不能进行高温灭菌的液体的一种消毒方法，其主要目的是杀死其中无芽孢的病原菌（如牛奶中的结核杆菌或沙门氏菌），而又不影响它们的风味。

是一种低温消毒法，包括LTH 法和HTST 法。

4、影响加压蒸汽灭菌效果的因素① 灭菌物体含菌量的影响。

（天然原料尤其是麸皮等植物性原料配成的培养基，一般含菌量较高，而用纯粹化学试剂配制成的组合培养基，含菌量低。

）➢ 灭菌：采用强烈的理化因素使任何物体内外部的一切微生物永远丧失其生长繁殖能力的措施。

分杀菌和溶菌两种。

杀菌指菌体虽死，形体尚存；溶菌指菌体杀死后其细胞发生溶化、消失的现象。

➢ 消毒：采用较温和的理化因素，仅杀死物体表面或内部一部分对人体有害的病原菌，而对被消毒的物体基本无害的措施。

➢ 高温致死原理：使微生物的蛋白质和核酸等生物大分子发生变性、破坏。

生化工程原理复习题及答案

生化工程原理复习题及答案一、名词解释1、生化工程：将生物技术的实验室成果经工艺及工程开辟，成为可供工业生产的工艺过程，常称为生化工程。

2、灭菌：是指用物理或者化学方法杀灭物料或者设备中的一切生命物质的过程。

3、惯性冲撞机制：气流中运动的颗粒，质量，速度，具有惯性，当微粒随气流以一定的速度向着纤维垂直运动时，空气受阻改变方向，绕过纤维前进，微粒由于惯性的作用，不能及时改变方向，便冲向纤维表面，并滞留在纤维表面。

4、细胞得率：是对碳的细胞得率。

=生成细胞量某细胞含碳量或者=消耗基质量某基质含碳量。

5、生物反应动力学：是研究在特定的环境条件下，微生物的生长、产物的生成、底物的消耗之间的动态关系及规律，以及环境因子对这些关系的影响。

生物反应工程：是一门以生物反应动力学为基础，研究生物反应过程优化和控制以及生物反应器的设计、放大与操作的学科。

6、返混：反应器中停留时间不同的物料之间的混合称为返混。

7、细非结构模型：8、非结构模型：如果把菌体视为单组分，则环境的变化对菌体组成的影响可被忽略，在此基础上建立的模型称为非结构模型。

结构模型：在考虑细胞组成变化基础上建立的微生物生长或者相关的动力学模型。

9、限制性底物：是培养基中任何一种与微生物生长有关的营养物，只要该营养物相对贫乏时，就可能成为限制微生物生长的因子，可以是C 源、 N 源、无机或者有机因子。

10、绝对过滤介质：绝对过滤介质的孔隙小于细菌和孢子，当空气通过时微生物被阻留在介质的一侧。

深层过滤介质：深层过滤介质的截面孔隙大于微生物，为了达到所需的除菌效果，介质必须有一定的厚度，因此称为深层过滤介质。

11、均衡生长:在细胞的生长过程中，如果细胞内各种成份均以相同的比例增加，则称为均衡生长。

非均衡生长:细胞生长时胞内各组分增加的比例不同，称为非均衡生长。

二、问答1、试述培养基灭菌通常具有哪些措施？灭菌动力学的重要结论有哪些？答：培养基灭菌措施有：(1)使用的培养基和设备需经灭菌。

生化工程自考总结

包埋法固定化酶：将酶包在凝胶微小格子内，或是将酶包裹在半透性聚合物膜内的固定化方法。

微生物消耗比率:单位时间内菌体对培养基的消耗率.细胞回流的单级恒化器:在反应器的出口处安装细胞分离器,分离出一部分细胞进行浓缩后打回到反应器中的单级恒化器.微生物的生长速率：单位时间内单位体积发酵液中菌体的增量。

反复分批补料培养法：在间歇培养的基础上，流加一种或几种底物或前体物进行培养，培养结束时不取出全部的发酵液，留下一部分发酵液作为种子，然后开始下一个补料培养过程的发酵方法。

氧的满足度：溶解氧浓度与临界溶氧浓度之比。

活塞流模型(PF):在反应器内与流体流向相垂直的横截面上的流速分布是均一的,即不存在返混。

活活塞流反应器:完全不存在返混的理想反应器/CSTR反应器:混合足够强烈,达到完全返混的理想反应器稀释率:培养基体积流北与培养液体积之比传氧速率:每单位界面上每小时的传氧量连续式全混流型反应器（CFSTR）：反应器内的返混足够强烈，因而反应器内物料的浓度处处相等，如果温度均一，反应速度也处处相等不随时间而变。

多级全混流釜模型（CFSTR－in-series）高径比不大，搅拌不充分的一个反应器，可以想象内部既有全混流成分，又存在活塞流成分。

等效N 个CFSTR串连。

扩散模型（Dispersion model）:高径比较大的反应器如短管或塔式反应器内的流体流动具不大的返混（活塞流和轴向扩散的叠加）阻截：细菌质量小，，紧随空气流地流线而向前运动，当空气流线中所挟带地微粒由于和纤维相接触而被捕集称为阻截。

扩散：微小的颗粒受到空气分子的碰撞，发生布朗运动，由于布朗运动，颗粒与介质碰撞而被捕集称为扩散。

型试验数据的放大，提高反应过程的产物的提纯等提供理论依据。

比拟缩小：将现有的生产规模发酵罐比拟缩小至试验实规模。

缩小原则：缩小的实验室规模反应器中所能提供的微生物代谢活动的环境条件，实现有大规模型反应器中能实现的。

意义：比拟缩小的实验室规模装置不但可以为现有的生产规模装置提供有效的生产菌株选育的场所，也可以为其工艺条件的优化提供服务。

生化工程复习题

一、名词解释1、珠磨:利用由高速转动的珠子所产生的剪切力而达到细胞破碎的过程2、包涵体:通过基因工程技术使一些基因在原核细胞表达时，蛋白质常常交联在一起，形成不溶性的聚集体，通常称为包涵体。

3、冻融:细胞在低温下冷冻，然后在室温下融化，反复多次而使细胞破裂。

4、超滤:离介质同上，但孔径更小，为0.001~0.02 μm，分离推动力仍为压力差，在一定压力条件下，溶液中溶质依据分子量大小选择性透过半透性薄膜的过程。

5、反渗透:在一定压力条件下，溶液中溶剂选择性透过半透性薄膜的过程。

8、干燥:用热能加热物料，使物料中水分蒸发而干燥或者用冷冻法使水分结冰后升华而除去的单元操作9、惰性助滤剂：一种颗粒均匀、质地坚硬的不可压缩的粒状物质，用于扩大过滤表面的适应范围，减轻细小颗粒的快速挤压变形和过滤介质的堵塞。

10、结晶：溶液中的溶质在一定条件下因分子或离子有规则的排列而结合成晶体的过程。

11、超离心：根据物质的沉降系数、质量和形状不同，应用强大的离心力，将混合物中各组分分离、浓缩、提纯的方法称为超离心法。

12、透析：利用具有一定孔径大小、高分子溶质不能透过的亲水膜，通过浓度差的作用，使高分子溶液中的小分子溶质(例如无机盐)透膜，从而达到分离的目的。

这就是透析。

13、反胶束萃取：16、电渗：液体在电场中，对于固体支持介质的相对移动，称为电渗现象。

17、等电聚焦：利用蛋白质分子或其它两性分子的等电点不同，在一个稳定的、连续的、线性的pH梯度中进行蛋白质的分离和分析。

18、凝聚：破坏溶质胶体颗粒表面的双电层，破坏胶体系统的分散状态，使胶体粒子聚集成1mm大小块状凝聚体的过程。

19、絮凝：在絮凝剂高分子聚合电解质的作用下，胶体颗粒和聚合电解质交连成网，形成10 mm大小的絮凝团过程。

20、过滤：在一定的压力差下，将固液悬浮液通过一多孔性介质而实现固液分离的过程。

21、错流过滤：当进料液的流动方向和膜的压力方向垂直时的过滤方式称之为错流过滤22、细胞破碎：指选用物理、化学、酶或机械的方法来破坏细胞壁或细胞膜。

生化工程自考重点

第一章绪论1、重点1.1 生化工程的定义（识记）将生物技术的实验室成果经工艺及工程开发，成为可供工业生产的工艺过程，常称为生化工程1.2 生化工程的研究内容（识记）１、培养基灭菌、空气除菌、通气搅拌、反应器及比拟放大２、微生物的连续培养３、生物反应动力学４、固定化酶技术及应用2、次重点生化工程的发展历程（识记）生化工程学诞生于上世纪40年代。

早期的发酵工业只有较少种类的产品，其中厌氧发酵产品居多。

如酒类、乳酸。

厌氧发酵由于不大量供应氧气，染杂菌导致生产失败的机会较少，故而深层液体厌氧发酵早就具有相当大的规模。

那时只有少数的好氧发酵产品采用了深层液体发酵生产法，如面包酵母，醋酸。

前者因为酵母的比生长速率较高，后者因为醋酸的生成导致发酵液中pH降低，不易污染杂菌。

40年代前期，正好是第二次世界大战期间，战场上有成千上万的伤员需要救治，急需药物（非磺胺类）防止伤口感染。

早在1928年英国的学者Fleming发现了青霉素，1940年分离出纯品，1941～1942年在临床上应用，证明有非常好的疗效，这时急待将青霉素投入工业化生产。

第二章培养基灭菌和空气除菌1、重点（1）微生物的热死灭动力学（应用）（2）空气过滤设计（应用）2、次重点（1）分批灭菌的设计（应用）分批灭菌：就是将配制好的培养基放在发酵罐或其他装置中，通入蒸汽将培养基和所用设备一起进行加热灭菌的过程，通常也称为实罐灭菌。

（2）连续灭菌反应器的流体流动模型（理解）（3）连续灭菌设计（应用）连续灭菌：培养基在发酵罐外经过一套连续灭菌设备，以比分批灭菌高的温度和较短的时间进行快速连续加热灭菌，并快速冷却，再立即输入预先经过空罐灭菌后的发酵罐中3 、一般（1）空气除菌方法（理解）(加热灭菌,辐射灭菌,化学灭菌,静电除尘,介质过滤)（2）典型空气除菌流程（识记）(高空采风—空压机—贮罐—冷却器—总过滤器—分过滤器—净化空气—进罐)(北方)(湿度大时,应该在冷却器后加上油水分离器和除雾器)（3）新型过滤器（理解）(聚乙烯醇过滤器,折式过滤除菌器,高效烧结金属过滤器,绝对过滤器)第三章氧的供需1、重点（1）概念：比耗氧速率:单位质量的细胞（干重）在单位时间内消耗氧的量。

生化工程期末考试复习

一．问答题（20分两道）1.生化工程的发展：1. 第一代微生物发酵技术－纯培养技术建立人为控制发酵过程，简单的发酵罐（以厌氧发酵和表面固体发酵为主），生产酵母、酒精、丙酮、丁醇、有机酸、酶制剂等2．第二代微生物发酵技术－深层培养技术建立➢1928年英国弗莱明发现点青霉可以产生抑制葡萄球菌生长的青霉素➢20世纪40年代：青霉素的大量需求－需氧发酵工业化生产建立了高效通气搅拌供氧（深层培养）技术、无菌空气的制备技术及大型生物反应器灭菌技术，促进了生物制品的大规模工业化－进入微生物发酵工业新阶段微生物学，生物化学与化学工程相结合，标志着生物化学工程（Biochemical Engineering）的诞生2. 生化工程的概念：定义：运用化学工程学原理方法, 将生物技术实验成果进行工程化、产业化开发的一门学科。

实质：研究生物反应过程中的工程技术问题，是微生物学、生物化学与化学工程结合。

3.奠定生化工程学科基础的两个关键技术①通气搅拌解决了液体深层培养时的供氧问题。

②抗杂菌污染的纯种培养技术：无菌空气、培养基灭菌、无污染接种、大型发酵罐的密封与抗污染设计制造。

4．高温灭菌机理：微生物受热死亡的活化能ΔE比营养成分受热分解的活化能ΔE’大。

ΔE大，说明反应速率随温度变化也大；当温度升高，微生物死亡速度比营养成分分解速度快。

故采取高温瞬时，有利于快速杀灭菌体，而且减少营养的破坏。

养分虽因温度增高破坏也增加，但因灭菌时间大为缩短，总破坏量因之减少。

5. 深层过滤除菌机理：深层过滤：一定厚度的介质，介质的孔径一般大于细菌，其主要由于滞留作用截获微粒，使空气净化。

滞留作用机制主要构成为：1．惯性碰撞滞留作用：一定质量的颗粒随气流运动，若遇到纤维，由于惯性力作用直线前进，最终碰撞到纤维，摩擦、黏附作用被停滞于纤维表面。

2．阻拦滞留作用：当V< V c 时, 气流流过纤维，纤维周围产生滞流层，微小颗粒在滞流层接触纤维，由于摩擦黏附作用被纤维阻拦滞留的现象。

《生化工程》重点

生化工程（讲义）1.概念：生化工程或生物化工全称是生物化学工程（B i o c h e m i c a l E n g i n e e r i n g)是为生物技术服务的化学工程。

它是利用化学工程原理和方法对实验室所取得的生物技术成果加以开发，使之成为生物反应过程的一门学科，是生物化学与工程学相互渗透所形成的一门新学科。

2.组成：生化反应工程由四部分组成：1原料的预处理：包括原材料的选择，必要的物理化学方法加工，培养基的配制和灭菌。

2生物催化剂的制备：包括菌种的选择扩大培养和接种，酶催化反应中酶的选择、固定化。

3生化反应器及反应条件的选择和监控4产物的分离纯化（包括初提纯和精提纯）, 这部分工序也常称为下游加工过程.3.研究内容（具体）：生化工程技术包括生物反应器和传感器设计、生物反应的程序控制、产品分离精制技术等。

二、生物技术的发展简史1.传统生物技术：（1863年之前）早期的发酵工业以厌氧发酵产品居多，如酒类(公元前4000年的夏朝)。

厌氧发酵由于不大量供应氧气，染杂菌导致生产失败的机会较少，故而深层液体厌氧发酵早就有相当大的规模。

产品：酿酒、制醋、酱、酱油、泡菜、奶酪。

特点：地方性、经验性、偶然性2.巴斯德时期（1863—1940）酿酒等的厌氧发酵的发展及少数的好氧发酵产品采用了深层液体发酵生产，如面包酵母，醋酸。

前者因为酵母的比生长速率较高，后者因为醋酸生长导致发酵液中p H值降低，不易污染杂菌。

为何当时没有产生生化工程？厌氧发酵及简单的好氧发酵采用一般的化学工程原理、方法和设备已能应付，尚不需解决更多的特殊的工程技术问题，也就是说，还不具备建立生化工程这一新学科的必要性和条件。

3抗生素时期（1941—1960，近代生物技术产品开始出现于本世纪40年代）1928年F l e n m i n g（英国人弗莱明）发现青霉素；1940年由弗洛里F l o r e y和钱恩C h a i n提取并经临床证实青霉素具有卓越疗效和低毒1941年英美合作开发青霉素1943年开发青霉素生产工艺成功产品：抗生素等。

生化工程教学汇总

第一章绪论一生化工程由来1. 传统的发酵业－天然发酵酿酒：BC 2100 古巴比伦Hammurabi典籍记载；中国商代“酒池肉林”，酿酒业已很发达，BC1300前；古罗马，希腊，埃及，印度等都有相关记载；用于制作面包和储存食品奶酪；2．第一代微生物发酵技术－纯培养技术建立1680年荷兰：列文虎克（40－150倍）显微镜观察到微生物：细菌、酵母等1857年法国：巴斯德（Pasteur）证明酒精发酵是由于酵母引起。

1897年德国：毕希纳酵母细胞磨碎－酵母汁使糖液发酵产生酒精－酵母体内的酶德国：柯赫发明了固体培养基－获得细菌的纯培养物人为控制发酵过程，简单的发酵罐（以厌氧发酵和表面固体发酵为主），生产酵母、酒精、丙酮、丁醇、有机酸、酶制剂等3．第二代微生物发酵技术－深层培养技术建立1928年英国弗莱明发现点青霉可以产生抑制葡萄球菌生长的青霉素20世纪40年代：青霉素的大量需求－需氧发酵工业化生产建立了高效通气搅拌供氧（深层培养）技术、无菌空气的制备技术及大型生物反应器灭菌技术，促进了生物制品的大规模工业化－进入微生物发酵工业新阶段微生物学，生物化学与化学工程相结合，标志着生物化学工程（Biochemical Engineering）的诞生1964年，Aiba认为通气搅拌与放大是生化工程学科的核心，其中比拟放大是焦点1973年，Aiba从发酵过程的物理现象解析与设备开发转向对微生物反应的定量研究－反应动力学研究生化工程逐渐细化为生物反应工程、生化控制工程、生化分离工程、生化系统工程4．第三代微生物发酵技术－微生物工程1953年Waston, Crick发现了DNA双螺旋结构1973年转基因技术的建立利用微生物生产胰岛素、干扰素、生长激素、抗生素和疫苗等多种医疗保健药物，生产天然杀虫剂、细菌肥料和微生物除草剂等农用生产资料；生产氨基酸、香料、生物高分子、酶、维生素和单细胞蛋白等二发酵工程的组成发酵工程三部分组成：上游工程（上游技术），发酵工程（中游技术）和下游工程（下游技术）。

《生化工程》期末总复习

第八章电泳与磁性生物分离
• 1. 什么叫电渗现象？ • 2. 理解几种典型的电泳技术的基本原理—
—SDS-PAGE、IEF、双向电泳（2DPAGE）、毛细管电泳及自由电泳（FFE）。在SDS-PAGE中，SDS的主要作用是什么？ • 3.简述磁性分离技术的基本原理、特点、操作步骤及其在生物大分子分离纯化中的应用。
第一章绪论
• 生化工程(生物分离工程)的流程与单元操作
第一章绪论
• 生物分离工程的特点 • 蛋白三步纯化策略
• 捕获 • 初步纯化 • 精纯
第二章过滤和离心
• 一、基本概念
• 1、凝聚、絮凝、助滤剂 • 2、澄清过滤与滤饼过滤 • 3、常规过滤与错流过滤 • 4、差速离心法与密度梯度离心法 • 5、速率区带离心法与等密度离心法
体含义。 • 12. 凝胶过滤色谱的操作过程与吸附色谱有那些主要区别？ • 13. 凝胶过滤色谱主要应用于那些方面？ • 14. 疏水作用色谱的基本原理是什么？ • 15. 疏水作用色谱与离子交换色谱有何区别与联系？ • 16. 反相色谱的基本原理是什么？ • 17. 分析反相色谱与疏水作用色谱的区别与联系。
《生化工程》学时） • 2 过滤和离心（2学时） • 3 细胞破碎（2学时） • 4 沉淀与结晶（4学时） • 5 膜分离技术（6学时） • 6 萃取技术（6学时） • 7 色谱分离技术（16学时） • 8 电泳与磁性生物分离（2学时） • 9 溶剂去除与干燥（2学时）
• 二、思考题
• 1.按照膜孔径大小，膜分离技术主要分为哪几类？试述各种膜分离技术的原理、特点及其在生物工业中的应用。
• 2. 什么叫膜污染？什么叫浓差极化？在实际应用中如何减少浓差极化？ • 3. 在实验室经常用到的膜分离技术有哪些？分别用在何处？ • 4. 结合微滤、超滤及纳滤的特点，举例说明它们在工业中的实际应用。

生化工程复习资料

生化工程复习资料一，名词解释。

生化工程: 是为生物技术服务的化学工程。

利用化学工程原理和方法对实验室所取得的生物技术成果加以开发，使之成为生物反应过程的一门学科，是生物化学与化学工程相互渗透所形成的一门新学科。

生物反应动力学：是研究在特定的环境条件下，微生物的生长、产物的生成、底物的消耗之间的动态关系及规律，以及环境因子对这些关系的影响。

工程上的灭菌：是指用物理或化学因子杀灭有生活能力的细菌营养体和芽孢或孢子的方法。

消毒：是消除病原微生物的措施。

灭菌的目的：纯种发酵.培养基灭菌的目的：杀灭培养基中的微生物，为后续发酵过程创造无菌的条件灭菌的方法：1.化学试剂灭菌2.电磁波、射线灭菌紫外线、阴极射线、X射线、γ射线3.加热灭菌（包括常压或蒸汽高压加热法）火焰灭菌、干热灭菌、湿热灭菌。

工业上培养基灭菌使用的方法是湿热灭菌；湿热灭菌简便、有效、经济。

间歇灭菌法：又称丁达尔灭菌法或分段灭菌法。

适用于不耐热培养基的灭菌。

方法是：将待灭菌的培养基在80～100℃下蒸煮15～60分钟，以杀死其中所有微生物的营养细胞，然后置室温或37℃下保温过夜，诱导残留的芽孢发芽，第二天再以同法蒸煮和保温过夜，如此连续重复3天，即可在较低温度下达到彻底灭菌的效果。

培养基灭菌的要求：因发酵系统而不同，1）达到要求的无菌程度即可以接受的范围2）尽量减少营养成分的破坏，在灭菌过程中，培养基组分的破坏，是由两个基本类型的反应引起的：培养基中不同营养成分间的相互作用；对热不稳定的组分如氨基酸和维生素等的分解。

致死时间：在致死温度下杀死全部微生物所需要的时间热阻:指微生物在某一条件下的致死时间。

致死温度：杀死微生物的极限温度相对热阻：在相同条件下两种微生物热阻的比值。

对数残存定律:在灭菌过程中，活菌逐渐减少，其减少量随残存活菌数的减少而逐减，即微生物热死亡速率与任一瞬间残存活菌数成正比。

1/10衰减时间D值：活的微生物在受热过程中减少到原来数目的1/10 (N/N0=1/10)所需要的时间。

生化工程知识点

生物反应工程知识点第一章绪论*生物反应过程：将生物技术的实验室成果经工艺及工程开发而成为可供工业生产的工艺过程。

技术产品的生产过程。

生物反应过程最重要特征：有生物催化剂的参与*由四部分组成：原材料的预处理---生物催化剂的制备---生物反应器及反应条件的选择与监控---产品的分离纯化。

整个生物反应过程以生物反应器为核心把反应前与后称为上游加工和下游加工。

重点内容：1）建立生物反应过程动力学，以确定包括传质因素影响在内的生物反应过程的宏观速率；2）建立与设计生物反应器，以保证为生物反应过程提供适宜的物理和化学环境，实现反应过程的优化。

反应过程的特点：1）采用可再生资源为主要原料，来源丰富，价格低廉，原料成分难以控制。

2）反应条件温和。

3）生物催化剂易失活，难以长期使用。

4）生产设备较简单、能耗较低。

5）反应基质与产物浓度不能太高，生产效率较低。

6）反应机理复杂，较难检测与控制。

7）反应液杂质多，分离提纯困难1.2.2.1生物反应动力学①本征动力学：（微观动力学）它是指没有传递等工程因素影响时，生物反应固有的速率。

该速率除反应本身的特性外，只与反应组分的浓度、温度、催化剂及溶剂性质有关，而与传递因素无关。

②宏观动力学：（反应器动力学）它是指在一反应器内所观测得到的总反应速率及其影响因素，这些影响因素包括反应器的形式和结构、操作方式、物料的流动与混合、传质与传热等。

研究方法（细胞反应动力学模型--数学模型方法）：机理模型（结构模型）、半经验模型、经验模型生物技术的最终目的：建立工业生产过程，并且又以生化反应过程为核心。

第二章均相酶催化反应动力学酶催化作用的特点：高效的催化活性；高度的专一性；催化作用条件温和；酶活性的不稳定性（易变性失活）；常需要辅因子的参与（金属离子、辅酶、辅底物）；酶活性的可调节性（酶浓度调节、共价修饰调节、抑制调节、反馈调节、神经体液调节、别构调节）酶催化反应类型：氧化还原酶类；转移酶类；水解酶类；裂合酶类；异构酶类；合成酶类（连接酶类）酶的转化数Kcat:每个酶分子每分钟催化底物转化的分子数，是酶催化效率的一个指标催化周期T=1/KcatKm 是酶的特征常数之一，一般只与酶的性质有关，而与酶的浓度无关，可用于鉴定酶。

生化工程期末考试整理

⽣化⼯程期末考试整理⽣化⼯程期末考试整理题型：1、填空（20分）；2、选择（20分）；3、问答题（20分）；4、计算（40分）。

第⼀章绪论1、⽣化⼯程学科的产⽣：①传统的发酵业-混沌时期；②发酵⼯业⾛向科学（1857年巴斯德证明了酒精是由活的酵母发酵引起的）；③发酵⼯程的早期阶段（厌氧发酵、好氧发酵）；④⽣化⼯程学的起点（1928年由Fleming发现青霉素）。

2、两个关键技术-奠定⽣化⼯程学科基础①通⽓搅拌解决了液体深层培养时的供氧问题。

②抗杂菌污染的纯种培养技术：⽆菌空⽓、培养基灭菌、⽆污染接种、⼤型发酵罐的密封与抗污染设计制造。

☆3、⽣物化学⼯程定义：运⽤化学⼯程学原理⽅法, 将⽣物技术实验成果进⾏⼯程化、产业化开发的⼀门学科。

实质：研究⽣物反应过程中的⼯程技术问题，是微⽣物学、⽣物化学与化学⼯程结合。

第⼆章培养基灭菌1、培养基灭菌⽬的：发酵过程要求纯培养2、灭菌与消毒的区别消毒是指⽤物理或化学⽅法杀死物料、容器、器具内外的病原微⽣物。

⼀般只能杀死营养细胞⽽不能杀死细菌芽孢。

例如，⽤于消毒⽜奶、啤酒和酿酒原汁等的巴⽒消毒法，是将物料加热⾄60℃维持30min，以杀死不耐⾼温的物料中的微⽣物营养细胞。

灭菌是⽤物理或化学⽅法杀死或除去环境中所有微⽣物，包括营养细胞、细菌芽孢和孢⼦。

消毒不⼀定能达到灭菌要求，⽽灭菌则可达到消毒的⽬的。

3、灭菌⽅法☆4、湿热灭菌☆原理：由于蒸汽具有很强的穿透⼒，⽽且在冷凝时会放出⼤量的冷凝热（潜热），很容易使蛋⽩质凝固⽽杀死各种微⽣物。

灭菌条件：121℃，30min。

灭菌不利⽅⾯：同时也会破坏培养基中的营养成分，甚⾄会产⽣不利于菌体⽣长的物质。

因此，在⼯业培养过程中，除了尽可能杀死培养基中的杂菌外，还要尽可能减少培养基中营养成分的损失。

5、分批灭菌 (batch sterilization) 、实罐灭菌(实消)：☆定义：利⽤热空⽓或⾼压蒸汽对培养基与发酵罐同时灭菌。

生化工程整理

绪论海洋生化工程：以海洋生物学为基础，利用陆地生化工程和工程原理，将海洋生物技术实验室研究成果推向产业化的一门新兴的综合性学科。

生化工程（生物分离）的对象:1、胞外产品: 产物作为细胞的代谢产物被分泌于培养液中2. 胞内产品: 产物被留在细胞内部a. 以包涵体(inclusion bodies)形式存在b. 在细胞周质内或细胞的其它部位3. 天然产物: 不需经过细胞培养或发酵的体系，包括固体物、固体的提取物以及各类溶液分离分类：机械分离、输送分离、平衡分离微藻及微藻生物技术微藻生物技术:概念：以微藻生物学为基础，利用微藻生物体系和工程原理，提供商品和社会服务的综合性科学。

本质：利用太阳能大量生产生物量，用作人类的有机资源。

微藻：概念:指在显微镜下才能辨别其形态的微小藻类类群。

微藻的特点：具有叶绿素等光合器官；分裂式繁殖，周期短，易大规模培养；可用海水、咸水或半咸水培养；富含蛋白质、脂肪和碳水化合物等；能合成生物活性物质。

光生物反应器：概念：指能用于光合微生物及具有光合能力的组织或细胞培养的一类装置，与一般的生物反应器有相似的结构，有光、温度、溶解氧、CO2、pH值和营养物质等培养条件的调节和控制系统。

开放式光生物反应器优缺点：优点：构建简单、成本低廉、操作简便缺点：易受外界环境影响，难以保持较适宜的温度和光照会受到灰尘、昆虫及杂菌的污染，不易保持高质量的单藻培养光能及CO2利用率不高，无法实现高密度培养密闭式光生物反应器的优点无污染，能实现单种、纯种培养培养条件容易控制培养密度高，易收获适合于所有微藻的光自养培养，尤其适合于微藻代谢产物的生产有较高的光照面积与培养体积之比，光能和CO2利用率高等微藻的生长动力学研究是实现高密度培养、降低生产成本的理论基础。

微藻的生长动力学：1、微藻生长的特点：微藻是生化反应过程的主体2、微藻生长的本质：复杂的酶催化体系3、微藻的生长过程：复杂的反应过程微藻生物量产量的测量1、藻体细胞计数：血球计数板计数2、吸光度值：最适波长；藻细胞密度与吸光度值的关系曲线3、生物量干重的测量：方法：取10ml培养液在4500r/min的转速下离心15min后弃上清液，以pH=4的酸化水洗2遍后用PallA/B膜过滤，于105℃烘至恒重后以精密分析天平称量。

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