生物工艺学第五章生物反应动力学

第七章配合物反应动力学

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第七章配合物反应动力学研究范围：取代、氧化还原、异构化、加成与消除、配体上进行的反应第一节配合物的反应类型 1、取代反应 [Cu(H2O>6]2+ + NH3 [Cu(NH3>4(H2O>2]2+ + H2Ob5E2RGbCAP [Mo(CO>6] + bipy [Mo(CO>4bipy] [Cr(H2O>6]3+ + Cl? [Cr(H2O>5Cl]2+ + H2O 2、氧化还原反应 [Os(bipy>3]2++ [Mo(CN>6]3?[Os(bipy>3]3+ + [Mo(CN>6]4?p1EanqFDPw 3、异构化反应 cis-[CoCl2(en>2]+ trans-[CoCl2(en>2]+ [Co(-ONO>(NH3>5]2+ [Co(-NO2>(NH3>5]2+ 4、加成和消除反应 [IrICl(CO>(PPh3>2] + H2 [IrIIIClH2(CO>(PPh3>2]DXDiTa9E3d [PtIICl2(NH3>2] + Cl2 [PtIVCl4(NH3>2] cis-[PtIVHCl2Me(PEt3>2] cis-[PtIICl2(PEt3>2] + CH4RTCrpUDGiT 5、配体的反应

第二节取代反应动力学定义：配离子中一个配体被另一个自由配体取代的反应。例：L5M-X+Y L5M-Y+X 一、取代的反应机理 1、SN1和SN2机理 <1）离解机理

生物工艺学(名词解释、简答题)

1生物工艺学：应用自然科学和工程学原理，依靠生物作用剂的作用将原料加工以提供产品或用以为社会服务的技术 2 发酵工程：生物学和工程学的结合，生物方面的各种工程的总称，技术的开发产业化。3，自然选育：利用微生物在一定的条件下自发变异的原理，通过分离筛选等方法，排除衰变型菌株，从中选择维持原菌落生产水的菌落，并获得纯种 4 随机筛选：将人工诱变或自然突变的菌株凭经验进行筛选，以从中挑选出目的菌株的过程 5 理性化筛选根据遗传学原理，设计选择性筛子，从将目的菌种筛出来 6目的筛选在理性化筛选的基础上，每一次摇瓶筛选都采用不同的技术指导，使变株的选出频率进一步提高以达到筛选的目的 7 杂交育种将两个基因型不同的菌株以吻合后使遗传物质重新组合，从中分离和筛选具有新性状的菌株 8 原生质体融合: 把两个亲本的细胞壁分别通过酶解作用加以瓦解，使菌体细胞在高渗环境中释放出只有原生质包裹的球状体，两亲本的原生质体在高渗条件下使之融合，由PEG作为助融剂，使期发生细胞融合，使两亲本基因由接触到交换，从而实现基因组合 9 简述传统生物技术与现在生物技术的区别：传统生物技术：利用现有生物、宏观水平、传统技术、注重产量的提高；现代生物技术：利用改造的生物、微观水平、以基因工程为代表的新技术、注重产量和质量的提高 10 简述发酵工艺的历史和特征、历史：天然发酵时期，对微生物本生与缺乏的认识；纯培养技术的建立，发酵技术的建立是第一个转折期，人为控制微生物的时代；通气搅拌技术的发展发酵工业第转折期，发酵工程的开端，青霉素发酵的开始；代谢控制发酵技术的建立，第三转折期，氨基酸，核苷酸的发酵；发酵原料的转换，糖质原料到非糖质原料；基因工程的运用；，广泛的生物产业，固定代细胞技术，单棵隆抗体。特征：常压常温下进行反应，反应条件温和，生产材料多价格低，以碳水化合物为主要的原料，不需要精制反应自动调节反应途径高度专一和选择性，对环境污染少，生产过程无害，可以不增加设备而增加产量，投资少见效快。11发酵工程的发展方向：1菌种的筛选及新的活性物质的筛选，2对微生物的生理代谢进行的研究，3使用新的发酵工艺和新的控制程序 12微生物来源的途径：传统生态途径：土壤筛选；现代遗传途径：对现有菌种进行改造；基因突变：诱发突变；基因重组：基因克隆，原生质体融合 14 获得菌种的方法步骤有哪些？1样品收集，2采集后处理，3菌种培养4纯化 15 纯种的常规分离方法有哪些？理平板划线法，倾倒平板法，涂布培养，毛细管法，小滴分离法，显微操作 16 富集培养的选择压力有哪些？温度，渗透压，氧气，光，PH与氧化还原电位，培养基抗生素 17 工业微生物分离的注意事项：培养基的来源，丰富，价格低；温度选择常温或偏高；不需要特殊的生产设备;菌种遗传稳定性好；发酵的浓度高，产物收率高；产物容易提取 18 菌种选育的含义基本原理及主要方法有哪些含义：把菌种进行诱变处理，用随机或理性方法获得目的变体。基本原理：根据微生物遗传变异的特性，利用自然选育，诱变育种，代谢控制，杂交育种，分子育种等方法，将菌种进一步纯化改变，以获得优良的品种。主要方法：自然选育，诱变育种，代谢控制，杂交育种，分子育种 19 摇瓶复筛的目的是什么？考查菌种生产的自然波动范围；考察菌种的稳定性；更接近生产工艺; 获得更的种子量

活性污泥法基本原理

活性污泥法的基本原理一．基本概念和工艺流程（一）基本概念 1．活性污泥法：以活性污泥为主体的污水生物处理。 2．活性污泥：颜色呈黄褐色，有大量微生物组成，易于与水分离，能使污水得到净化，澄清的絮凝体（二）工艺原理 1．曝气池：作用：降解有机物（BOD5） 2．二沉池：作用：泥水分离。 3．曝气装置：作用于①充氧化②搅拌混合 4．回流装置：作用：接种污泥 5．剩余污泥排放装置：作用：排除增长的污泥量，使曝气池内的微生物量平衡。混合液：污水回流污泥和空气相互混合而形成的液体。二．活性污泥形态和活性污泥微生物（一）形态： 1、外观形态：颜色黄褐色，絮绒状 2．特点：①颗粒大小：0.02－0.2mm ②具有很大的表面积。③含水率>99%，C<1%固体物质。④比重1.002－1.006，比水略大，可以泥水分离。 3.组成：

有机物：{具有代谢功能，活性的微生物群体Ma {微生物内源代谢，自身氧化残留物Me {源污水挟入的难生物降解惰性有机物Mi 无机物：全部有原污水挟入Mii （二）活性污泥微生物及其在活性污泥反应中作用 1．细菌：占大多数，生殖速率高，世代时间性20-30分钟； 2．真菌：丝状菌→污泥膨胀。 3．原生动物鞭毛虫，肉足虫和纤毛虫。作用：捕食游离细菌，使水进一步净化。活性污泥培养初期：水质较差，游离细菌较多，鞭毛虫和肉足虫出现，其中肉足虫占优势，接着游泳型纤毛虫到活到活性污泥成熟，出现带柄固着纤毛虫。 ☆原生动物作为活性污泥处理系统的指示性生物。 4．后生动物：（主要指轮虫）在活性污泥处理系统中很少出现。作用：吞食原生动物，使水进一步净化。存在完全氧化型的延时曝气补充中，后生动物是不质非常稳定的标志。（三）活性污泥微生物的增殖和活性污泥增长四个阶段： 1．适应期（延迟期，调整期）

第三章微生物反应动力学习题

第三章微生物反应动力学习题 1. 微生物反应的特点，其与化学反应的主要区别有那些？ 2．简要回答微生物反应与酶促反应的最主要区别？ 3. 进行微生物反应过程的物量衡算有何意义，请举例说明。 4．Monod 方程建立的几点假设是什么？Monod 方程与米氏方程主要区别是什么？ 5．举例简要说明何为微生物反应的结构模型？ 6. 以葡萄糖为单一碳源，进行某种微生物好氧或厌氧培养。已知此菌的比生长速率μ、葡萄糖的比消耗速率γ、细胞、葡萄糖、二氧化碳和各产物中的碳元素含量α1、α2、α3 和αi，利用这6 个常数给出此菌的与生长相关的物料衡算式。 7. 葡萄糖为碳源的复合培养基进行干酪乳杆菌的厌氧培养，1mol葡萄糖可生成乳酸或乙酸或乙醇或甲酸为0.05mol、1.05mol、0.94mol和1.76mol，试讨论各分解代谢的碳元素的恒算及生成ATP的摩尔数。 8. 荧光假单胞菌（Pseudomonas fluorescens）好氧培养中，已知：Y x/s=180g/mol,Y x/o=30.4g/mol,每消耗1mol葡萄糖可生成2molATP，氧化磷酸化的P：O比为1，求Y ATP？ 9. 在啤酒酵母的生长试验中，消耗了0.2kg 葡萄糖和0.0672kgO2，生成0.0746kg 酵母菌和 0.121kgCO2，请写出该反应的质量平衡式，计算酵母得率Y X/S 和呼吸商RQ。 10. 微生物物繁殖过程中分裂一次生成两个子细胞，也有4 分裂或8 分裂的，试证明当n 分裂时，有如下式子：，式中：为倍增时间，为世代时间。 11．分别采用含有蛋白胨和牛肉膏的复合培养基、含有20 余种氨基酸的合成培养基和基本培养基进行运动发酵单胞菌厌氧培养，碳源为葡萄糖，获得如下表所示结果。已知菌体的含碳量（以碳源/细胞计）为0.45g/g，求采用不同培养基时的Y KJ。 12. 葡萄糖为碳源进行酿酒酵母培养，呼吸商为1.04，氨为氮源。消耗100mol 葡萄糖和48mol氨，生成细胞48mol、二氧化碳312mol 和水432mol。求氧的消耗量和酵母细胞的化学组成。 13. 以葡萄糖为唯一碳源的最低培养基进行Candida utilis 培养，Y x/s=91.8g-细胞/mol 葡萄糖，求Y kJ。已知葡萄糖的燃烧热为2830KJ/mol。 15. 以葡萄糖为唯一碳源的基本培养基厌氧培养产气气杆菌, Yx/s= 26.1 g 细胞/mol 葡萄糖,试求分解代谢消耗葡萄糖的量占总消耗量的分率? 已知每克细胞含0.45g 碳,每mol 葡萄糖含72g 碳,且△S=△S 合成 +△S分解。 16.一个新发现的微生物在每一次细胞分裂时，可产生3个新细胞，由下列生长数据求：①此微生物的比生长速率μ(h-1)；②两个细胞分裂的平均间隔时间；③此微生物细胞的平均世代时间。时间/h 0 0.5 1.0 1.5 2.0 细胞干重/(g/L) 0.10 0.15 0.23 0.34 0.51

活性污泥法的反应动力学原理及其应用

活性污泥法的反应动力学原理及其应用活性污泥法反应动力学可以定量或半定量地揭示系统内有机物降解、污泥增长、耗氧等作用与各项设计参数、运行参数以及环境因素之间的关系。它主要包括：① 基质降解的动力学，涉及基质降解与基质浓度、生物量等因素的关系；② 微生物增长动力学，涉及微生物增长与基质浓度、生物量、增长常数等因素的关系；③ 还研究底物降解与生物量增长、底物降解与需氧、营养要求等的关系。在建立活性污泥法反应动力学模型时,有以下假设：① 除特别说明外，都认为反应器内物料是完全混合的，对于推流式曝气池系统，则是在此基础上加以修正；② 活性污泥系统的运行条件绝对稳定；③ 二次沉淀池内无微生物活动，也无污泥累积并且水与固体分离良好；④ 进水基质均为溶解性的，并且浓度不变，也不含微生物；⑤ 系统中不含有毒物质和抑制物质。一、活性污泥反应动力学的基础——米—门公式与莫诺德模式 1、米—门公式 Michaelis—Menton 提出酶的“中间产物”学说，通过理论推导和实验验证，提出了含单一基质单一反应的酶促反应动力学公式，即米—门公式： S K S v m += m ax ν 式中：v ——酶促反应中产物生成的反应速率； m ax v ——产物生成的最高速率； m K ——米氏常数（又称饱和常数，半速常数）； S ——基质浓度。

中间产物学说：P E ES S E +??+ 米门公式的图示： 2、莫诺德模式 ① 莫诺德模式的基本形式： Monod 于1942年和1950年曾两次进行了单一基质的纯菌种培养实验，也发现了与上述酶促反应类似的规律，进而提出了与米门公式想类似的表达微生物比增殖速率与基质浓度之间的动力学公式，即莫诺德模式： S K S s +?= m ax μ μ 式中： ( )x dt dx /=μ——微生物的比增殖速率，d kgVSS kgVSS ?/； m ax μ——基质达到饱和浓度时，微生物的最大比增殖速率， S ——反应器内的基质浓度，mg/l ； s K ——饱和常数，也是半速常数。随后发现，用由混合微生物群体组成的活性污泥对多种基质进行微生物增殖实验，也取得了符合这种关系的结果。可以假定：在微生物比增殖速率与底物的比降解速率之间存在下列比例关系： v max v=v max O K m

生物工艺学教案及讲稿1.2.3.4

第1讲绪论教学内容：1. 绪论 §1-1 生物技术的定义和性质 §1-2 生物技术的发展及应用概况 §1-3 生物技术的发展趋势目的要求：1. 掌握生物工艺学的定义，特点，生物技术概念的范畴 2. 了解生物技术的发展及应用概况 3. 了解生物技术在各个领域的应用及发展趋势教学重点和难点：1、生物技术的定义，内涵 2、生物技术的发展及应用概况教学方法：课堂讲授为主，自学结合内容提要及课时分配：1、生物技术的定义和性质（20′） 2、生物技术的发展及应用概况（60′） 3、生物技术的发展趋势（20′）作业： 1. 由国际经济与发展组织（IECDO）提出的有关生物技术的定义有何特点？ 2. 教材中把生物技术的发展分为四个时期，它们各有哪些主要代表性技术和产品？主讲教师：授课班级：授课日期：2010.9.7 导入新课：介绍生物工艺学的内涵，教材包括得主要内容，重点要学习的章节和内容，强调学习生物工艺学的重要意义。 1 绪论 1.1 生物技术的定义 ⑴1919年匈牙利艾里基提出：“凡是以生物机体为原料，无论其用何种生产方法进行产品生产的生物技术”都属于生物技术； ⑵20世纪70年代末，80年代初提出的定义倾向于：必须采用基因工程等一类具有现代生物技术内涵或以分子生物学为基础的技术； ⑶国际经济合作与发展组织（IECDO）在1982年提出定义：应用自然科学和工程学的原理，依靠生物作用剂的作用，将物料进行加工以提供产品或用以为社会服务的技术；在国际经济合作与发展组织（IECDO）提出生物技术定义的特点：生物作用剂：指从活的或死的微生物、动物或植物的机体、组织、细胞、体液以致分泌物以及上组分中提取出来的生物催化剂——酶或其他生物活性物质；提供的产品：可以是工业、农业、医药、食品等产品；被作用的物料：可以是有关的生物机体或其中的有关器官，如细胞、体液以及极少量必须的无机物质；应用的自然科学：可以是生物学、化学、物理学等以及相关的分支学科，交叉学科；应用的工程学：可以是化学工程、机械工程、电气工程、电子工程； 1.2 生物技术的发展及应用概况生物技术的发展分为四个时期：经验生物技术时期；近代生物技术的形成和发展时期；近代生物技术的全盛时期，现代生物技术的建立和发展时期； 1.2.1 经验生物技术时期（人类出现到19世纪中期）生物技术的发展和利用可以追溯到1000多年（甚至4000多年）以前如酒类的酿造，豆粮

活性污泥反应动力学

13.3 活性污泥反应动力学及应用 13.3.1 概述活性污泥反应动力学能够通过数学式定量地或半定量地揭示活性污泥系统内有机物降解、污泥增长、耗氧等作用与各项设计参数、运行参数以及环境因素之间的关系。在活性污泥法系统中主要考虑有机物降解速度、微生物增长速度和溶解氧利用速度。目前，动力学研究主要内容包括：（1）有机底物降解速度与有机物浓度、活性污泥微生物量之间的关系。（2）活性污泥微生物的增殖速度与有机底物浓度、微生物量之间的关系。（3）微生物的耗氧速率与有机物降解、微生物量之间的关系。 13.3.2 反应动力学的理论基础（1）有机物降解与活性污泥微生物增殖曝气池是一个完整的反应体系，池内微生物增殖是微生物合成反应和内援代谢两项胜利活动的综合结果，即：微生物增殖速率= 降解有机物合成的生物量速率—内源代谢速率式中，Y——产率系数，即微生物降解1kgBOD所合成的MLSS量，kgMLSS/kgBOD； K d——自身氧化率，即微生物内源代谢的自身减少率；对于完全混合式活性污泥系统，曝气池中的微生物量物料平衡关系式如下：每日池内微生物污泥增殖量=每日生成的微生物量—每日自身氧化掉的量 ∴ 式中，S0——原水BOD浓度； S e——处理出水BOD浓度； Q——日处理水量，m3/d； V——曝气池容积，m3； X——曝气池中污泥平均浓度，mg/L。两边除以VX ，式子变为而 q称为BOD比降解速率，其量纲与污泥负荷相同，单位一般用kgBOD/（kgMLSS?d）表示。即， θc为泥龄。可见高去除负荷下，污泥增长很快，导致排泥加快，污泥龄就短，生物向不够丰富，因此原水的可生化性要好。

生物工艺学2

第一章 1、生物工艺学定义: A 国际经济合作及发展组织定义: 生物技术是应用自然科学及工程学的原理，依靠生物作用剂（一般称为生物催化剂，是游离或固定化细胞、酶的总称）的作用将物料进行加工以提供产品和为社会服务的技术。 B生物工艺学，也称生物技术，是指以现代生命科学为基础，结合其他基础学科的科学原理，采用先进的工程技术手段，按照设计改造生物体或生物原料，为人类生产出所需要产品或达到某种目的的技术。 2、先进的工程技术手段：是指基因工程、细胞工程、酶工程和发酵工程、（生化工程）新技术。 3、发酵工程：是将微生物学、生物化学和化学工程的基本原理有机的结合起来，利用微生物的生长和代谢活动来生产各种有用物质的工程技术，是生物技术产业化的重要环节。发酵(广义):任何通过大规模培养微生物来生产产品的过程。 4、酶工程：它是从应用的角度出发研究酶，是在一定的生物反应装置中利用酶的催化性质进行生物转化的技术。其内容包括酶的生产、酶的分离纯化、酶分子修饰、酶固定化、酶反应动力学、酶反应器、酶的应用。 5、生物工艺学特点：(1)是一门综合性学科；(2)采用生物催化剂；(3)采用可再生资源为主要原料，原料来源丰富，价格低廉，过程中废物的危害性小，但由于原料成分难以控制，会给产品质量带来一定的影响。 6、生物反应的一般过程： 7、生物反应过程的工业生产主要有以下三种：酶催化反应过程；细胞反应过程；废水的生物处理过程。第二章 1、醋酸杆菌AS 1.41：是我国酿醋工业常用菌种之一。产醋酸量6%～8%，可将醋酸进一步氧化为CO2和H2O。最适生长温度28～30℃，耐酒精浓度8%。 2、酵母菌：兼性厌氧有氧条件下，将可发性糖类通过有氧呼吸作用彻底氧化为CO2和H2O，释放大量能量供菌体繁殖；无氧条件下，使可发酵性糖类通过发酵作用（EMP途径）生成酒精和CO2，释放较少能量供细胞繁殖。 3、工业微生物菌种选育：通过各种手段获得代谢调控机制不完善的菌株，以改良菌种的特性，使其符合工业生产的要求。 4、诱变育种：是通过人工处理微生物，使之发生突变，并运用合理的筛选程序和方法，把适合人类需要的伏良菌株选育出来的过程。 5、理性筛选：是指运用遗传学、生物化学的原理，根据产物已知的或可能的生物合成途径、代谢调控机制和产物分子结构来进行设计和采用一些筛选方法，以打破原有的代谢调控机制，来获得高产突

配合物的反应动力学

第五章配合物的反应动力学化学反应动力学研究的内容包括反应速率和反应机理。研究配合反应动力学主要有两个目的：一是为了把具有实用意义的化学反应最大效率地投入生产，必须研究这一反应所遵循的动力学方程和反应机理，从而获得必要的认识，以利于设计工艺设备和流程。二是希望通过化学反应动力学的研究，寻找化学变化时从作用物到产物过程中所发生的各步反应模式，在广泛实验基础上概括化学微观变化时所服从的客观规律性。化学反应可能以各种不同的速率发生，有些反应慢得无法测定其变化，而另有一些反应则又太快，是人们难以测量其速率。根据不同的反应速率，可选用不同的实验技术来研究。适合于一般反应的实验方法有：直接化学分析法，分光光度法，点化学方法或同位素示踪法。五十年代以来，应用快速放映动力学的测定方法来研究配合物，大大扩充了配合物动力学的研究领域，目前已发展了二十多种快速实验技术，如横流法、淬火法、核磁共振和弛豫法等等。其中有些方法可以测量半衰期达到10-10秒的速度，接近于分子的扩散速度。在化学反应中，通常发生旧的化学键的断裂核心的化学键的形成，因而从反应物到生成物的过程中，通常要发生反应物分子的靠近，分子间碰撞，原子改变位置，电子转移直到生成新的化合物，这种历程的完整说明叫做反应机理。反应机理是在广泛的实验基础上概括出的化学反应微观变化时所服从的客观规律性。它不是一成不变的，当新的信息被揭露或当新的概念在新科学领域得到发展的时候，反应机理也会随之变化。研究反应机理可以采用许多手段，如反应速率方程、活化热力学参数、同位素示踪法等。有关配合物反应的类型很多，有配合物中金属离子的氧化还原反应、取代反应，配合物中配体得宠排（消旋化作用和异构化作用）以及配体所进行的各种反应、配位催化等。本章主要介绍配合物取代反应和盐化还原反应的动力学特性。第一节配合物的取代反应取代反应是配合物中金属-配体键的断裂和代之以新的金属-配体键的生成的一种反应。这种反应在配位化学中是极为普遍和重要的，是制备许多配合物的一个重要方法。对于不同配位数的配合物发生取代反应的情况也不完全相同。配位数为4和6的配合物取代反应研究得比较充分，在讨论具体取代反应前，先介绍几个有关的名词。一、取代反应中的几个名词的说明 1．活化配合物和中间化合物过渡态理论认为，反应物与一个设想的所谓活化配合物之间达到平衡，而这一活化配合物在整个反应中以同样的反应速率常数分解成产品，形成活化配合物所需的总能量是活化能。从反应物到产物所经过的能量最高点称过渡态。而活化配合物和过渡态是有区别的，过渡态是一个能态，活化配合物是设想在这一能态下存在的一个化合物。另外，有一些反应，从反应物到产物之间会生成一种中间化合物。如图5-1所示。从反应物到产物之间生成了一个中间化合物，它是客观存在的一个化合物，在许多反应体系中能把它分离出来，或采用间接方法推断出来。 2．活化配合物和惰性配合物配合物的取代反应速率差别很大，快的反应瞬间完成，慢的反应要几天，甚至几个月，所以在动力学上，将一个配离子中的某一配体能迅速被另一配体所取代的配合物称为活性配合物，而如果配体发生取代反应的速率很慢称为惰性配合物。但活性配合物和惰性配合物之间也没有明显的分界线，需要用一个标准来衡量。目前国际上采用H.Taube所建议的标准：即在反应温度为25℃，各反应物浓度均为0.1mol·L-1的条

生物工艺学复习资料

一、名词解释菌种的扩大培养 . 生长因子，临界氧浓度诱变育种，.培养基 .前体，. 反复补料培养.呼吸商， . 临界稀释率，空气的相对湿度补料分批培养，. 竞争性抑制，. 培养基的分批灭菌，. 发酵. Ks .空气湿含量，.合适诱变剂量，. 倒种，. 自然选育，生物反应动力 VVM 二、单项选择题 1.对于不产孢子的菌丝体来说，那种方法最为理想且保存时间长。 A 菌丝速冻法 B 沙土管保藏法 C真空冷冻干燥法 D 液氮超低温保存法 2.下面出现那种异常情况最可能是噬菌体污染了。 A pH上升 B pH下降，菌丝体畸变 C pH下降，菌丝体消解 D pH上升，菌丝体畸变 3.下面那种诱变剂在不同pH下以不同机制进行诱变，并有“超诱变剂”之称。 A NTG B 快种子 C 氮芥 D 亚硝酸 4. 进行淀粉酶生产的活动过程中，我们应当选用那种原料作为碳源。 A 乳糖 B 淀粉 C葡萄糖 D 蔗糖 5.种子罐的种子移植到发酵罐中主要采用（）法。 A 差压法 B 火焰接种法 C 微孔接入法 D 紫外无菌接种 6.下面哪个选项能够表达接种龄（）。 A 对数后期 B 对数中期 C 对数前期 D 培养12小时 7.种子的总量为50m3,发酵罐培养液消后体积为500m3请问接种量为（） A 9.9% B 10% C 91% D 50m3 8.分批培养过程中，不考虑抑制作用，减速期的长短下面那种说法正确（）。 A Ks值越大减速期越长 B Ks值越大减速期越短 C u max越大减速期越短 D u max越大减速期越长 9. 初级代谢产物或分解代谢产物的形成速率和菌体生长多为（）。 A 生长关联型 B非生长关联型 C部分生长关联型 D 和菌体浓度相关型 10.连续培养时，容易遭到那种杂菌的污染（）。 A 杂菌一次污染量太多 B比生长速率大 C 杂菌比生长速率小D 对数期的杂菌 11.对于产孢子能力强、孢子发芽快、生长繁殖旺盛的菌种主要采用（）直接作为种子罐的种子。 A 菌丝体 B 孢子 C 子实体 D 芽孢 12. 发酵罐的装料体积500m3为从一级种子罐到发酵罐的接种量都为10%，第一级种子罐装料体积为50升，请问种子罐发酵级数（）。 A 5级 B 6级 C 7级 D 4级 13. 次级代谢产物的形成速率和菌体生长多为（）。 A 生长关联型B非生长关联型 C部分生长关联型 D 和菌体浓度无关

生物工艺学论文

课程论文题目：微生物发酵与白酒酿造课程名称：生物工艺学评阅成绩：评阅意见：成绩评定教师签名：日期：年月日

微生物发酵与白酒酿造学生：摘要：生物技术的基础是发酵技术，而发酵技术的基础是酿造技术。微生物在通常情况下用肉眼看不见，也摸不着，个体极其微小，但是与人类的生活息息相关；白酒芳香醇厚，其色，香，味，格，与中国传统文化均有着不可分割的关系，在中国历史文化中源远流长。那么，微生物与白酒有着何种联系？微生物如何在白酒酿造过程中起作用的？其作用的机理是什么？综述起来，微生物发酵技术在未来白酒酿造中有怎样的发展前景呢？这值得人们去探讨。关键词：微生物；白酒；发酵；酿造一﹑发酵的概念及发展史发酵工程是指采用工程技术手段，利用生物（主要是微生物）和有活性的离体酶的某些功能，为人类生产有用的生物产品，或直接用微生物参与控制某些工业生产过程的一种技术。随着科学技术的进步，发酵技术也有了很大的发展，并且已经进入能够人为控制和改造微生物，使这些微生物为人类生产产品的现代发酵工程阶段。现代发酵工程作为现代生物技术的一个重要组成部分，具有广阔的应用前景。而微生物发酵即是指利用微生物，在适宜的条件下，将原料经过特定的代谢途径转化为人类所需要的产物的过程。微生物发酵生产水平主要取决于菌种本身的遗传特性和培养条件。生物工程实现了工业化生产（近代发酵工程），最后以微生物生命活动为中心研究、设计和指导工业发酵生产（现代发酵工程），跨入生物工程的行列。原始的手工作坊式的发酵制作凭借祖先传下来的技巧和经验生产发酵产品，体力劳动繁重，生产规模受到限制，难以实现工业化的生产。于是，发酵界向农业化学和化学工程学习，对发酵生产工艺进行了规范，以机器生产代替了人工，把作坊式的发酵生产成功地推上了工业化生产的水平。发酵生产与化学和化学工程的结合促成了发酵生产的第一次飞跃。通过发酵工业化生产的几十年实践，人们逐步认识到发酵工业过程是一个随着时间变化的、非线性的、多变量输入和输出的动态的生物学过程，按照化学工程的模式来处理发酵工业生产的问题，往往难以收到预期的效果。从化学工程的角度来看，发酵罐也就是生产原料发酵的反应器，发酵罐中培养的微生物细胞只是一种催化剂，按化学工程的正统思维，微生物当然难以发挥其生命特有的生产潜力。于是，追溯到作坊式的发酵生产技术的生物

生物工艺学名词解释

名词解释： 1、初级代谢产物：细胞通过代谢活动产生的均匀生长和繁殖的必须物质，如蛋白质、氨基酸、核苷酸、多糖、脂质、维生素等。 2、次级代谢产物：细胞在生长的稳定期所产生的化学结构复杂，对细胞本身无明显生理功能的物质，如抗生素、毒素、激素、色素、生物碱素。 3、基因工程菌：主要指以微生物为操作对象，通过基因工程技术获得的表达外源基因或过量表达或抑制表达自身基因的工程生物，包括细菌、放线菌等原核细胞微生物换个酵母、丝状真菌等真核细胞微生物。 4、诱变育种：指采用物理、化学的因素使微生物DNA的碱基排列发生改变，以使排列错误的DNA莫板形成异常的遗传信息，造成某些蛋白质结构变异，而使细胞功能发生改变。 5、前体：某些化合物加到发酵培养基中，能直接被微生物在生物合成过程结合到产物分子中去，而其自身的结构并没有多大变化，但产物的量却因加入而有较大的提高。在一定条件下前体物质可控制生产菌的合成方向和增加抗生素的产量 6、糖化：利用糖化酶（也称葡萄糖淀粉酶）将淀粉液化产物糊精及低聚糖进一步水解成葡萄糖的过程。液化：用a-淀粉酶将淀粉转化为糊精和低聚糖，使淀粉可溶性增加的过程。 7、淀粉的糊化：是指淀粉受热后，淀粉颗粒膨胀，晶体结构消失，互相接触变成糊状液体，即使停止搅拌，淀粉也不会再沉淀的现象。 8、老化：分子间氢键已断裂的糊化淀粉又重新排列形成新的氢键的过程，即复结晶过程。 9、初级代谢：与生物生存有关的，涉及能量产生和能量消耗的代谢类型，产物都是有机体且是必不可少的物质，如单糖、核苷酸、脂肪酸以及蛋白质、核酸、多糖、脂类等。 10、次级代谢:某些微生物为了避免代谢过程中，某种代谢产物的积累造成的不利作用，而产生的一类有利于生存的代谢类型，通常是在生长后期产生，产物种类很多著名的是抗生素。 11、菌种衰退：菌种在培养或保藏过程中，由于自发突变的存在，出现某些原有优良生产性状的劣化、遗传标记的丢失等现象，称为菌种衰退。 12、菌种的保藏：主要是通过控制低温、干燥、缺氧等条件，使微生物营养体或休眠体处于不活泼状态，维持最低代谢水平，尽可能保证活力和不发生变异。 13、菌种的复壮：狭义：菌种已经发生衰退，再通过纯种分离和性能测定等方法，从衰退的群体中找出尚未衰退的少数个体，以达到恢复该菌种原有典型性状的一种措施。广义：指在菌种的生产性能尚未衰退前就经常有意识地进行纯种分离和生产性的测定工作，使菌种的生产性能逐步提高，所以，这实际上是一种利用自发突变从生产中不断进行选种的工作。 14、回复突变：变异菌株因遗传组成的自身修复，使原有的遗传障碍解除，代谢途径发生变化，从而恢复原有的特性，表现出原育种过程中已获得优良性状的退化。 15、种子的扩大培养：将保存在沙土管和冷冻干燥管中处于休眠状态的生产菌种接入试管斜面活化后，再经过扁瓶或摇瓶及种子罐逐级扩大培养，最终获得一定数量和质量的纯种过程。16、生长因子：微生物生长不可缺少的微量的有机物（微量的一类调节微生物正常代谢所必需，但不能用简单的碳、氮源自行合成的有机物）。 17、DE值：淀粉水解程度及糖化程度。是指葡萄糖（所有测定的还原糖权当葡萄糖来计算）占干物质的百分率 21、固态发酵：固态发酵是微生物在没有或基本没有游离水的固态基质上的发酵方式，固态基质中气、液、固三相并存，即多孔性的固态基质中含有水和水不溶性物质同。 22、灭菌：指利用物理和化学的方法杀灭或除去物料及设备中一切生命物质的过程。而消毒是指用物理或化学的方法杀死物料、容器、器具内外的病源微生物。 23、微生物能量代谢的中心任务：把外界环境中多种形式的最初能源转换成生命活动能使用的通用能源一ATP

第六章生化反应动力学剖析

第六章生物反应动力学基础（张婷婷）请对发现的文字错误及格式等进行修订，同时对我蓝色标出的要求进行补充完善。。注意此章节中公式编辑器所编辑的公式均可正常显示并编辑，所以不用更改为word 格式。辛苦了，谢谢！孔秀琴一、底物降解速率底物降解速率即每天每公斤活性污泥能降解多少公斤的BOD 5,其单位为： d kgVSS kgBOD ?/5，是反映生物反应器处理能力的重要参数。生物反应系统中，反应器容积等重要参数是根据系统的底物降解速率（污泥负荷）来确定的。底物降解速率的函数关系式如下： S k S v Xdt dS s +=max （6-1）式中： Xdt dS —比降解速率，单位 d -1 m a x v —最大比底物降解速率，即单位微生物量利用底物的最大速率 K S —饱和常数 X —微生物浓度 S —底物浓度环境工程中，一般S 较小，当S K S ≤≤时，分母略去S ，并令 2max k k s =υ，,即可得下式： S k Xdt dS 2= （6-2）上式积分可得：错误！未找到引用源。 t X t S S ??-=2k 0e （6-3）那么已降解的底物含量为：）（t X k t S S S S ??-?=-=2e -100 （6-4）式中：?S —降解的有机底物浓度

0S —初始的有机底物浓度 t S —t 时刻剩余的有机底物浓度上式中，因一般生物系统活性污泥浓度x 为定值，所以可令12k X k =，同时把已降解的底物浓度用BOD t 浓度代替，初始底物浓度用BOD U 代替,，即得下式： )1(1t k u t e BOD BOD ?-= （6-5）即得5日生化需氧量和总需氧量之间的换算关系式：（6-6）因C o 20时，23.01 =k ，则可得到： u BOD BOD 68.05= 环境工程中，用污泥负荷来表示有机物（底物）的降解速率，是特定工艺处理能力的度量参数。在工程设计中，在确定生物反应器的容积及排泥量等关键数据时，污泥负荷是重要的设计参数，其值的选取直接关系到整个工程的造价。根据工程参数所确定的污泥负荷定义式如下： Xt S S XV S S Q N e e ) ()(00-=-= （6-7）式中：N —污泥负荷，单位kg/kgVSS ﹒d V —反应器的有效容积，单位m 3 污泥负荷即底物比降解速率，其函数关系式也可写作 S k S k S N s 2max =+=υ （6-8）二、微生物增殖有机底物经过微生物降解作用后，其中一部分经氧化产能代谢为H 20和CO 2、小分子的有机物等，一部分则通过微生物合成作用转变为新的细胞物质，表现为微生物的增殖，同时微生物还通过内源呼吸作用而不断衰亡，表现为污泥的衰减。所以底物降解和微生物增殖之间存在着必然联系。生物反应系统需要根据微生物的增殖速率来确定泥龄、进而确定剩余污泥排放量等重要数据，所以其相互之间的关系可用下式表示： d K Xdt dS Y Xdt dX -= （6-9）

生物工艺学试题及答案

一、名词解释（10分2分/个全是啤酒）啤酒比较乱 1啤酒生成过程对原料粉碎度有何要求？粉碎时要求麦芽的皮完整而不碎，胚乳适当细，并注意提高粗细3的均匀性。辅助原料（如大米）的粉碎越细越好，以增加浸出物的得率。对麦芽粉碎的要求，根据过滤设备的不同而不同。对于过滤槽，是以麦皮作为过滤介质，所以粉碎度要求较高，粉碎时皮壳不可太碎，以免因过碎造成麦槽层的渗透性变差，造成过滤困难，延长过滤时间，由于麦皮中含有苦味物质，色素，单宁等有害物质，粉碎过细会使啤酒色泽加深，口味变差也会影响麦汁得率。因此在麦芽粉碎时要尽可能大的使麦皮不受破坏。如果采用压滤机，则要适宜细粉碎。 *2.糖化工艺条件的改变对麦汁组分的影响？（1）麦芽的质量及粉碎度：糖化力强溶解良好的麦芽糖化时间短形成可发酵性糖多；优质麦芽或溶解良好的麦芽，粉碎度的粗细对糖化影响小，反之麦芽质量差则影响大（2）非发芽谷物的添加：种类，支链直链淀粉比例，糊化，液化程度及添加数量对麦汁组成影响大，非发芽谷物含量超过35%将延长糖化时间降低麦汁中可发酵性糖的比例，如果麦汁质量差含淀粉酶活性低不但会延长糖化时间，麦汁组成差，还会导致发芽谷物淀粉的利用率降低（3）糖化温度的影响:影响麦汁中可发酵性糖的比例和糖化时间，还会影响浸出物的收率（4）糖化醪pH：对于啤酒的糖化一般在63~70℃范围内α-淀粉酶和β-淀粉酶的最适pH范围较宽，可在pH5.2-5.5范围内波动，影响不大（5）糖化醪浓度：糖化时原料加水比越小则糖化醪浓度越大，糖化醪粘度也增大，会影响酶对作用基质的渗透，从而降低淀粉的水解速率，降低最终产物-还原糖的积累，也会抑制酶对淀粉的作用，当糖化醪浓度超过40%会降低浸出物收率，可发酵性糖含量也会降低，糖化时间延长。 3.如何操作能使麦汁清亮透明？（1）贮酒温度不宜过高，酵母不能太老以免造成酵母自溶使啤酒浑浊（2）控制好后发酵使CO2产生较多就可以促进酵母凝聚沉淀加速澄清（3）贮藏温度越低越能减少大分子物质的溶解促进澄清；恒定的温度和罐压可防止啤酒对流保持澄清（4）贮藏容器越小垂直度越高越有利于澄清（5）控制啤酒中的高分子氮的含量等 4.麦汁过滤速度受哪些因素影响？从理论上说，使用过滤槽时，麦汁过滤速度和影响因素之间的关系为： K ——和过滤速度有关的常数△P ——麦糟层的压力差fa ——麦糟层的可渗透性d ——麦糟层的厚度μ——麦汁粘度（或用文字叙述过滤速度和各因素之间的关系）提高麦汁过滤速度的措施有：降低麦汁粘度（浓度、糖化完全、保温）、控制麦糟层的厚度（投料量、糟层平整）、控制麦糟层的可渗透性（麦皮不碎、控制辅料量、糖化完全、合理耕糟）、控制合适的压力差（结构合理、滤速适宜）等。 5.麦汁煮沸的意义一是麦汁煮沸可以在以下几方面稳定麦汁：（1）杀死破坏性微生物（2）减少凝固性氮，从而提高胶体稳定性（3）提取酒花中的有效物质，赋予啤酒独特的香味和风味。（4）麦汁过滤结束后水分偏大，煮沸可以将多余得到水分蒸发出去，使麦汁浓度达到预定目标。二是通过麦汁煮沸可以把麦汁中的可凝固蛋白分离出来，使后期操作没有蛋白质析出，导致啤酒外观不合格。三是通过煮沸可以把酒花的有效成分充分溶解到麦汁中，起到固定香型作用。四是起到杀菌作用，使麦汁发酵前就处于无菌状态，让发酵过程是一个纯种发酵的过程，有利于啤酒口味的纯正。

第五章配合物反应动力学

第五章配合物反应动力学研究范围：取代、氧化还原、异构化、加成与消除、配体上进行的反应本章只讲述：取代反应和氧化还原反应第一节：取代反应动力学例：L5M-X+Y L5M-Y+X 一、取代的反应机理 1、离解机理（SN1机理，D）慢 a．L5M-X = L5M+ X（配位数下降6 5） b．L5M+Y=L5M-Y 速率方程：d[L5M-Y]/dt = k[L5M-X] 速率与Y的浓度无关，是对[L5M-X]的一级反应 2、缔合机理（SN2机理，A）慢 a、L5M-X+Y = L5MXY（配位数升高6 7） b、L5MXY = L5M-Y + X 反应速率：d[L5M-Y]/dt = k[L5M-X][Y] 动力学上属于二级反应。 * SN1和SN2是两种极限情況，大多数反应都是按照这两种极限情况的中间机理进行的。 3、交换机理（I）离解机理是旧键断裂，缔合机理是新键形成，前者是先破后立，后者是先立后破，在实际的取代反应中旧键的断裂与新键的形成是同时发生的。取代反应最可能进行的方式是：取代的配体接近的同时，被取代的配体逐渐离去，即配合物发生取代反应时配位数没有变化，新键的生成和旧键断裂同时进行，彼此相互影响，这种机理称交换机理或称I机理。 I机理又可进一步分为I a和I d机理： I d机理是取代反应中离去配体的影响大于进入配体的影响。 I a机理是取代反应中进入配体的影响大于离去配体的影响。

D ML n X + Y ML n + X +Y ML n Y + X (1) (3) X (7) I ML n ML n X …… Y (4) Y ML n Y …… X (2) A X (6) MLn (5) Y D 机理:途径（1)→（3)→（7） A 机理:途径（1)→（2)→（5)→(6)→(7) I 机理:途径（1)→（2)→（4）→(6)→(7) 二、活性与惰性配合物及取代机理的理论解释配离子发生配位体交换反应的能力, 是用动力学稳定性的概念来描述的, 配体交换反应进行得很快的配合物称为活性的配合物, 而那些交换反应进行得很慢或实际上观察不到交换的配合物则称为惰性配合物。事实上, 这两类配合物之间并不存在明显的界限。 1、活性与惰性配合物 1）定义：配体可被快速取代的配合物，称为活性配合物；配体取代缓慢的配合物，称为惰性配合物 0.1M ）在25℃时反应，t 1/2>1min ，称为惰性配合物；t 1/2<1min ，称为活性配合物。 2）与热力学稳定常数的关系活性与惰性是动力学上的概念，不可与稳定性混为一谈。惰性配合物也可能是热力学不稳定的配合物。如：[Co(NH 3)6]3+，在室温的酸性水溶液中为一惰性配合物，H 2O 取代NH 3需几周时间，但 [Co(NH 3)6]3+ +6H 3O +=[Co(H 2O)6]3++6NH 4+ 反应平衡常数K=1025, 极不稳定。

生物工艺学习题完整版

生物工艺学习题 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】

选择题（1）绪论 1、通风搅拌技术的建立是发酵技术的（）。a．第一转折期b．第二转折期 c．第三转折期 2、近代生物技术全盛时期起始标志是（）工业的开发获得成功。 a．丙酮丁醇b．青霉素 c．人工胰岛素（2）菌种、菌种选育及保藏 1、产生抗生素的主要微生物类群是（）。 a．细菌b．放线菌 c．真菌 2、在微生物常规分离纯化中，涂布法主要适于（）。a．细菌 b．霉菌 c．放线菌 3、下面不属于诱变因子的是（）。 a．紫外线 b．噬菌体c．氯化锂 4、在诱变育种中，金属化合物的作用是（）。a．无作用 b．诱变c．增变 5、在抗噬菌体菌株的选育中，菌株抗性的来源是（）。 a．噬菌体的存在 b．环境的影响c．基因突变 6、有效诱变因子的判别主要指标是（）。a．营养缺陷型的诱发率 b．死亡率 c．菌型变异 7、放线菌的育种方法与（）相似。a．霉菌 b．细菌 c．酵母菌 8、一般来说，斜面孢子的冷藏时间为（）。a．10天以内 b．1个月以内c．1年以内 9、在原生质体融合中，原生质体钝化是指经钝化后其存活率（）。a．接近于零b．为零c．不受影响（3）代谢及调控 1、下列产物中，属于次级代谢产物的是（）。a．蛋白质 b．丙酮酸c．麦角生物碱（4）培养基 1、下列培养基成分中，只能提供碳源的是（）。a．葡萄糖 b．酵母抽提物 c．甘蔗糖蜜 2、维生素、氨基酸等热敏性物质通常采用（）方法实现无菌化。a．微孔滤膜过滤b．巴氏消毒 c．蒸汽灭菌 3、效应剂在什么时候加入才能起作用（）。 a．基础培养基中b．菌体生长期 c．产物生产期p63 4、CaCO 在培养基中主要作用是（）。 a．营养成分b．缓冲剂 c．加固培养基 3 5、在含有氨氮和硝基氮的培养基中，被优先利用的是（）。 a．硝基氮b．氨氮c．同时被利用 6、在发酵培养基中，比较起来，哪种培养基氮源最丰富（）。a．孢子培养基b．种子培养基c．发酵培养基（5）消毒、灭菌及过滤除菌（6）种子制备工艺 1、在抗生素发酵中，大多数品种的接种量为（）。 a．5-10% b．7-15%c．10-20% 2、在菌种的纯度考察中，主要菌型比例应占（）。 a．100% b．80%以上c．90%以上 3、在种子扩大培养过程中，级数是（）。a．愈少愈好 b．愈多愈好 c．三次最好（7）发酵工艺 1、下列产品发酵类型属于非生长关联型的是（）。 a．脂肪酶 b．柠檬酸c．杀假丝菌素 2、抗生素的生产属于（）发酵类型。 a．生长关联型b．非生长关联型 c．混合型

11第七章配合物反应动力学19页

第七章配合物反应动力学研究范围：取代、氧化还原、异构化、加成与消除、配体上进行的反应本章只讲述：取代反应和氧化还原反应第一节：取代反应动力学定义：配离子中一个配体被另一个自由配体取代的反应。例：L5M-X+Y L5M-Y+X 一、取代的反应机理 1、离解机理（SN1机理）慢 a．L5M-X = L5M+Y（配位数下降6 5） b．L5M+Y=L5M-Y 速率方程：d[L5M-Y]/dt = k[L5M-X] 速率与Y的浓度无关，是对[L5M-X]的一级反应。 2、缔合机理（SN2机理）慢 a、L5M-X+Y = L5MXY（配位数升高6 7） b、L5MXY = L5M-Y + X 反应速率：d[L5M-Y]/dt = k[L5M-X][Y] 动力学上属于二级反应。

* SN1和SN2是两种极限情況，大多数反应都是按照这两种极限情况的中间机理进行的。二、活性与惰性配合物及理论解释 1、活性与惰性配合物 1）定义：配体可被快速取代的配合物，称为活性配合物；配体取代缓慢的配合物，称为惰性配合物划分标准：配合物与反应试剂（浓度均为0.1M）在25℃时反应，t1/2>1min，称为惰性配合物；t1/2<1min，称为活性配合物。 2）与热力学稳定常数的关系活性与惰性是动力学上的概念，不可与稳定性混为一谈。惰性配合物也可能是热力学不稳定的配合物。如：[Co(NH3)6]3+，在室温的酸性水溶液中为一惰性配合物，H2O取代NH3需几周时间，但 [Co(NH3)6]3+ +6H3O+=[Co(H2O)6]3++6NH4+ 反应平衡常数K=1025, 极不稳定。而活性配合物也可能是热力学极其稳定的，例： [Ni(CN)4]2- + CN-* = [Ni(CN)3(CN)*]2- + CN- 反应速度极快。但：[Ni(CN)4]2- + 6H2O = [Ni(H2O)6]2+ + 4CN- 反应平衡常数K=10-22 ,极其稳定。