生化反应工程考试大纲

生化反应工程考试大纲
生物反应过程动力学和生物反应器是生物反应工程的核心内容。

生物反应过程动力学则包括酶催化反应动力学、细胞反应过程动力学和固定化生物催化反应过程动力学；生物反应器则包括理想生物反应器操作模型、工业生物反应器传的传递特性、混合特性和反应器的设计和放大。

一、酶催化反应过程动力学
M－M方程的动力学特征：速率与酶浓度、底物浓度的关系、动力学参数的含义及求法；
可逆抑制的酶催化反应动力学：竞争，非竞争和反竞争三种可逆抑制的动力学特点、表示方法及如何区分；
不可逆抑制动力学的特点；
底物抑制与活化（变构酶催化）的动力学特点和其主要参数；
酶失活动力学的主要特征。

二、细胞生长及反应动力学
细胞得率系数、最大得率系数和呼吸商得概念和求法；
描述细胞生长的黑箱模型、结构模型和非结构模型的概念；
Monod模型的动力学特征，μ、μmax和Ks的物理意义；
细胞不同生长阶段时μ的变化；
产物生成动力学的三种分类及其动力学特点；
底物消耗动力学的描述方法，Y
X/S 与Y
G
的关系；
三、固定化生物催化反应过程动力学
弄清空间效应、分配效应、扩散效应（包括外扩散和内扩散）、本征反应动力学和表观反应动力学的概念；
描述外扩散影响的无量纲数Da的物理意义以及用Da值判断反应过程的控制步骤；消除外扩散影响的方法；
描述内扩散影响的主要参数De、ф和η的定义，一级反应时ф1、η1的求法，用ф值大小判断反应的控制步骤；内扩散的消除方法；
表观梯勒模数Ф的定义；对一级M－M反应时Ф值的表示，用Ф值判断反应
控制步骤；
对一级反应，内外扩散同时存在时Bi、Da和ф1之间的关系，总有效因子的求法；
在扩散影响下的表观反应级数、表观化能和表观稳定性与其本征值有何变化及其变化原因。

四、生物反应器的操作模型
分批式、连续式和半分批式（流加操作）各自有何操作特点，流加操作对细胞反应有何特殊意义；
对BSTR，反应时间和辅助时间、反应时间的确定、反应器有效体积的确定；
对单级CSTR，D与τm的关系，D、Dopt、Dc和Cx、Cs、DCx的定义式及求的确定；
法，τm与V
R
对循环的单级CSTR，R和β的定义，D与μ的关系；
对CPFR，模型的特征，τp的求法，CPFR与CSTR的比较，CPFR与CSTR相串联的特征；
对流加操作，其操作过程中主要特征、恒速流加与指数流加各有何特点；
反应－分离相耦合对细胞反应的意义。

五、生物反应器的传递与混合特性
牛顿型流体与非牛顿型流体的主要差别；
氧在细胞反应中的传递阻力如何确定，大多情况下氧的传递阻力是什么；
细胞反应中供氧速率与耗氧速率的关系，即OTR与OUR的关系，Col、Col*、Colc之区别，Kla的动态测定法；
混合程度与混合尺度、宏观混合与微观混合，宏观流体与微观流体，混合过程主要机理；
2的意义，CSTR和CPFR的宏观混合特宏观混合模型：E(t)、F(t)、E和σ
t
征参数值；多重串联模型的模型参数；
微观混合的混合程度和混合时间的概念。

六、生物反应器的设计和放大
生物反应器具备的主要特点；
机械搅拌槽式反应器的结构特征、能量消耗、搅拌浆类型和搅拌功率计算的一般方法；
气升式反应器主要结构特征和其设计参数以及流体产生流体的动力；
固定床和滴流床反应器的特征，采用固定化生物催化剂，一级反应CPFR模型进行固定床生物反应器的设计方法；
膜式生物反应器的主要特征和分类；
动植物细胞培养的特点及其反应器选择；
生物反应器经验放大法中应用较多的是什么方法。