2010生物反应工程习题
生物反应工程试题4及答案
Dm
制性基质
KS图 4
Scrit
S
Scrit 如图所示。
若 S<Scrit，此基质为限
五、简答题 （25 分） 1、莫诺方程与米氏方程的区别是什么？
答：莫诺方程与米氏方程的区别如下表所示。
莫诺方程： µ = µmax S KS + S
描述微生物生长
米氏方程： r = rmax S Km + S
描述酶促反应
经验方程
理论推导的机理方程
方程中各项含义：
方程中各项含义：
μ：生长比速(h-1) μmax：最大生长比速(h-1) S: 单一限制性底物浓度(mol/L) KS:半饱和常数(mol/L)
r：反应速率(mol/L.h) rmax：最大反应速率(mol/L.h) S：底物浓度(mol/L) Km：米氏常数(mol/L)
3、何谓恒化器，何谓恒浊器，二者有何区别？ 答：恒化器、恒浊器指的是两种控制方法。恒化器是通过控制流量而达 到相应的菌体浓度。恒浊器则是通过监测菌体密度来反馈调节流量。前 者通过计量泵、溢流管来保证恒定的流量；后者通过光电池监测细胞密 度，以反馈调节流量来保证细胞密度的恒定。恒化器便于控制，其应用 更为广泛。
4、影响 kLa 的因素有哪些，如何提高 kLa 或 Nv？
答：影响 kLa 的因素有： ①设备参数如设备结构尺寸、搅拌器直径； ②操作参数如搅拌转速、通风量； ③发酵液性质，如流变学性质。 提高 kLa 或 Nv 的措施有： ① 提高转速 N，以提高 Pg，从而提高 kLa。 ② 增大通风量 Q。当 Q 不大时，增大 Q 可明显提高 kLa；但当 Q 已较大时，继续提高 Q，将降低 Pg，其综合效果不会明显提高 kLa，甚至可能降低，因此有些调节措施是将提高转速 N 和增大 通风量 Q 二者结合。 ③ 为了提高 NV，除了提高 kLa 之外，提高 C*也是可行的方法之一。 通入纯氧或在可行的条件下提高罐内操作压力，均可提高 C*。 ④ 丝状菌的生长导致发酵液粘度的急剧上升和 kLa 的急剧下降。 过分提高转速和通气量可能导致菌丝体的机械破坏和液泛。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，这样可使 kLa 大幅度回升。 ⑤ 向发酵液中添加少量氧载体，可提高 kLa。
生物反应工程试题答案高中
生物反应工程试题答案高中一、选择题1. 生物反应工程主要研究的是：A. 生物物质的物理性质B. 生物体内化学反应的过程C. 生物过程的工程控制与优化D. 生物分子的结构与功能答案：C2. 下列哪个不是生物反应器的类型？A. 批次反应器B. 连续搅拌反应器C. 固定床反应器D. 热交换器答案：D3. 在生物反应过程中，细胞生长的最适pH值通常是多少？A. 4.0-6.0B. 6.0-7.0C. 7.0-8.0D. 8.0-10.0答案：C4. 以下哪种微生物是好氧型的？A. 乳酸菌B. 酵母菌C. 硫酸盐还原菌D. 硝化细菌答案：D5. 在生物反应工程中，通常用来表示细胞生长速率的参数是：A. 底物浓度B. 产物浓度C. 细胞密度D. 比生长速率答案：D二、填空题1. 生物反应工程的核心是利用__________原理来设计和控制生物过程，以达到提高生物产品产量和质量的目的。
答案：生物化学2. 在生物反应过程中，__________是影响细胞生长和产物形成的重要因素，需要严格控制。
答案：环境条件3. 生物反应器的设计需要考虑的因素包括温度、pH值、氧气供应、搅拌速度等，以确保生物过程的__________和效率。
答案：稳定性4. 通过__________技术可以有效地提高产物的浓度，这是现代生物反应工程中常用的一种方法。
答案：分离纯化5. 微生物代谢工程是一种通过基因工程手段改变微生物的__________，从而提高特定产物的产量。
答案：代谢途径三、简答题1. 简述生物反应工程在食品工业中的应用。
答：生物反应工程在食品工业中的应用主要包括利用微生物发酵生产酒类、啤酒、酸奶等传统食品，以及通过生物转化过程生产食品添加剂、酶制剂等。
此外，生物反应工程还用于开发新型食品和改善食品的营养价值和安全性。
2. 描述生物反应过程中底物抑制现象，并举例说明。
答：底物抑制是指在生物反应过程中，底物浓度过高时会抑制微生物的生长和代谢活动。
生物反应工程原理复习题答案
生物反应工程原理复习题答案一、选择题1. 生物反应器的基本类型包括：A. 搅拌槽式B. 填充床式C. 流化床式D. 所有以上选项2. 微生物生长的四个阶段包括：A. 滞后期B. 对数生长期C. 稳定期D. 衰减期E. 所有以上选项3. 以下哪个不是生物反应器操作模式？A. 批式操作B. 连续操作C. 半连续操作D. 周期性操作二、填空题1. 生物反应器的设计通常需要考虑_________、_________和_________三个主要因素。
2. 在生物反应器中，_________是用来描述微生物生长速率的参数。
3. 微生物的代谢途径可以分为_________代谢和_________代谢。
三、简答题1. 简述批式操作和连续操作的区别。
2. 描述生物反应器中氧气传递的重要性及其影响因素。
四、计算题1. 假设一个生物反应器的体积为1000升，其中微生物的浓度为5克/升。
如果微生物的比生长速率为0.2/小时，计算1小时内生物量的增长量。
2. 给定一个流化床生物反应器，其气体流量为1000升/分钟，气体中氧气的体积分数为21%。
如果反应器的体积为5立方米，计算在30分钟内氧气的总传递量。
五、论述题1. 论述生物反应器中混合和传质的重要性，并举例说明如何优化这些过程。
2. 分析在工业生产中，为什么需要对生物反应器进行规模放大，并讨论规模放大过程中可能遇到的挑战。
六、案例分析题1. 某制药公司使用生物反应器生产抗生素。
在生产过程中，他们发现微生物的生长速率突然下降。
请分析可能的原因，并提出解决方案。
2. 一个废水处理厂使用活性污泥法处理工业废水。
请根据活性污泥法的原理，分析废水处理过程中可能出现的问题，并提出改进措施。
七、实验设计题1. 设计一个实验来评估不同搅拌速度对微生物生长速率的影响。
2. 设计一个实验来测定生物反应器中氧气的溶解度。
八、结束语通过本复习题的练习，希望能够帮助学生更好地理解和掌握生物反应工程的原理，为进一步的学习和研究打下坚实的基础。
生物反应工程习题精解
试根据稳态假设，求其速率方程式。 解：由题意可知：
rs = k4CES dC ES = k+1CE CS − k−1CES − k+2CES CS + k−2CSES + K +3CES = 0 dt dCSES = k C C − k C − k C = 0 +2 ES S −2 SES +2 SES dt C = C + C + C E ES SES E0
k + 2 & k − 1说 明 中 间 产 物 分 解 速 率 远 小 于 中 间 产 物 分 解 为 产 物 的 速 率 那么限制步骤在于中间产物的生成 ∴ 总 反 应 速 率 rs = k + 1C S C E
2.4 一分 批 进行的均相酶催化反应，底物的 初始 浓度为 3 × 10-5mol/l,Km=1 × 10-3mol/l,,经过 2min 后，底物转化了 5% ，假定该反应符合 M-M 方程，试问当
2.3 某酶催化反应机理式为
k+2 +1 !!! " E + S #!! →E + P ![ ES ] k
−1
k
若假定上述反应机理式中，k+1<<k+2 , k-1<<k+2 ,试推导其速率方程。 解： ∵ k + 2 & k + 1说 明 中 间 产 物 产 生 速 率 远 小 于 中 间 产 物 分 解 为 产 物 的 速 率
由上述方程组可推出：
⇒ CSES =
k+2 CES CS = KCES CS k−2 + k+3
4
生化反应工程试题库
试题库结构章节 试题分布名词解释 数学表达式 简答题图形题推导题判断题 计算题合计第一章 0 0 9 0 0 0 0 9 第二章 0 0 11 0 0 0 2 13 第三章 1 3 9 3 11 4 2 33 第四章 1 11 6 7 1 11 14 51 第五章 3 1 7 8 2 0 13 34 第六章 6 0 6 2 0 0 0 14 第七章 2 2 2 2 0 0 13 21 第八章 0 0 36 0 0 0 2 38 合计 13 17 86 22 14 15 46 213一、名词解释[03章酶促反应动力学]酶的固定化技术：[04章微生物反应动力学]有效电子转移：[05章微生物反应器操作]流加式操作：连续式操作：分批式操作：[06章生物反应器中的传质过程]粘度：牛顿型流体：非牛顿型流体塑性流体假塑性流体胀塑性流体[07章生物反应器]返混：停留时间：二、写出下列动力学变量（参数）的数学表达式[03章酶促反应动力学]1. Da准数：2. 外扩散效率因子：3. 内扩散效率因子：[04章微生物反应动力学]1. 菌体得率：2. 产物得率：3. 菌体得率常数：4. 产物得率常数：5. 生长比速：6. 产物生成比速：7. 基质消耗比速：8. 生长速率：9. 产物生成速率：10. 基质消耗速率：11. 呼吸商：[05章微生物反应器操作]1. 稀释率：[07章生物反应器]1. 停留时间：2. 转化率：三、简答题：[01章绪论]1．什么是生物反应工程、生化工程和生物技术？2．生物反应工程研究的主要内容是什么？3．生物反应工程的研究方法有哪些？4．解释生物反应工程在生物技术中的作用。
5. 为什么说代谢工程是建立在生化反应工程与分子生物学基础之上的？6. 何为系统生物学？7. 简述生化反应工程的发展史。
8. 如何理解加强“工程思维能力”的重要性。
9. 为什么在当今分子生物学渗入到各生物学科领域的同时，工程思维也成为当今从事生物工程工作人员共同关注的话题？[02章生物反应工程的生物学与工程学基础]1. 试说明以下每组两个术语之间的不同之处。
生物反应工程试题答案解析
生物反应工程试题答案解析一、选择题1. 生物反应器中，通常用于好氧微生物培养的是哪种气体？A. 氧气B. 氮气C. 二氧化碳D. 氩气答案：A解析：在生物反应器中，好氧微生物需要氧气来进行呼吸作用，因此通常使用的气体是氧气。
氮气、二氧化碳和氩气在好氧微生物培养中不是必需的。
2. 下列哪种微生物代谢方式属于厌氧代谢？A. 硝化作用B. 反硝化作用C. 光合作用D. 有氧呼吸答案：B解析：反硝化作用是一种厌氧代谢过程，其中微生物将硝酸盐还原为氮气。
硝化作用是好氧微生物将氨转化为硝酸盐的过程。
光合作用是植物、藻类和某些细菌利用光能将二氧化碳转化为有机物的过程。
有氧呼吸是大多数生物在氧气存在的条件下进行的能量获取过程。
3. 在生物反应工程中，哪个参数是影响细胞生长和产物形成的关键因素？A. 温度B. pH值C. 氧气供应D. 所有以上选项答案：D解析：在生物反应工程中，温度、pH值和氧气供应都是影响细胞生长和产物形成的关键因素。
适宜的温度可以保证酶的活性和细胞的代谢活动，pH值影响酶的活性和微生物的生长环境，氧气供应对于好氧微生物的生长至关重要。
4. 以下哪种培养基成分不适合用于培养大肠杆菌？A. 蛋白胨B. 酵母提取物C. 氯化钠D. 葡萄糖答案：C解析：氯化钠通常用于培养基中以调节渗透压，但高浓度的氯化钠对大肠杆菌等许多微生物是有毒的，因此不适合用于培养大肠杆菌。
蛋白胨、酵母提取物和葡萄糖是常用的营养物质，可以提供碳源和氮源，促进大肠杆菌的生长。
二、填空题1. 在生物反应器的设计中，通常需要考虑的三个主要因素是________、________和________。
答案：温度、pH值、氧气供应解析：生物反应器的设计需要考虑多种因素，其中温度、pH值和氧气供应是影响微生物生长和产物形成的三个主要因素。
2. 微生物代谢可以分为________和________两种类型。
答案：好氧代谢、厌氧代谢解析：微生物代谢根据氧气的需求可以分为好氧代谢和厌氧代谢两种类型。
生物反应工程习题
生物反应工程做题思路第三章练习题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？2. 在啤酒酵母的生长试验中，消耗了0.2kg 葡萄糖和0.0672kg O2，生成0.0746kg 酵母菌和0.121kg CO2，请写出该反应的质量平衡式，计算酵母得率YX/S 和呼吸商RQ第四章习题1、1．答：连续培养的稳定状态，是指菌体的生长与反应液的排放、基质的流加与反应消耗及反应液排放、产物的生成与反应液排放达到了动态平衡，因此菌体浓度、基质浓度、产物浓度保持恒定并不一定是稳定状态。
如菌体因生长环境不利出现了死亡时，也满足，但不能说是稳定状态，此时是一种静止状态，而不是动态平衡。
3.一定的培养体系中细胞以一定的比生长速率进行生长繁殖，如果计划流加新鲜培养基，同时保证细胞的生长速率不变，请问如何确定新鲜培养基的流加速度。
设菌体生长比速为μ，菌体浓度为X，则菌体生长速率为μX。
为保证菌体生长速率不变，应采取指数流加方式，控制稀释率D = μ ，此时流加操作可达到拟稳态，菌体生长速率DX = uX 。
4. 试比较微生物分批培养与连续培养两种操作中的细胞生长速率。
微生物的生长可采用Monod方程表达。
5. 一种细菌连续（恒化器）培养中获得如下数据。
μ 为比生长速率，S 为限制性基质浓度，若反应适用Monod 方程，求Ks和μmax 。
6.面包酵母连续培养中，菌体浓度为10kg/m3，菌体生成速度为10kg/h，求流加培养基中基质（乙醇）浓度及培养液的量。
稀释率D=0.1 h-1,YX/S=0.5kg/kg（以细胞/基质计），可采用Monod 方程已知μ max = 0.15h-1,KS = 0.05kg /m37．连续培养是一个求微生物生长参数的好工具。
在一连续培养中，如果稀释率等于0.5h-1 时发生“冲出”现象。
因此，微生物菌悬液的光密度，在4h 中由1.00 降到0.60。
生物反应工程试题及答案
生物反应工程试题及答案试题一：生物反应工程概述在生物反应工程中，我们利用生物体的代谢能力来合成化合物、转化物质或产生能量。
以下是对生物反应工程的一些基本概念的题目，请选择正确答案。
1. 生物反应工程是利用（）的能力实现生产和转化化合物的过程。
a) 生物体b) 化学物质c) 物理装置d) 电子设备2. 生物反应工程最主要的应用领域是（）。
a) 药物生产b) 石油化工c) 电子制造d) 金属冶炼3. 生物反应工程最重要的一项技术是（），通过它，可以以较低的能耗和环境影响生产大量化合物。
a) 化学合成b) 高压工艺c) 傅里叶变换d) 发酵4. 生物反应工程所处理的化工过程是（）。
a) 纯物理过程b) 纯化学反应c) 物理和化学相结合的过程d) 电子和光学相结合的过程5. 生物反应工程中，所使用的生物体通常是（）。
a) 细胞b) 分子c) 元素d) 蛋白质答案：1. a) 生物体2. a) 药物生产3. d) 发酵4. c) 物理和化学相结合的过程5. a) 细胞试题二：生物反应器设计生物反应器是生物反应工程中最关键的设备之一。
以下是关于生物反应器设计的问题，请回答问题并填写正确答案。
1. 生物反应器设计的目的是（）。
2. 生物反应器的主要组成部分包括（）3. 生物反应器的操作条件包括（）4. 生物反应器的分类方式有（）5. 生物反应器的性能评价指标有（）答案：1. 实现生物过程的控制和优化2. 反应器本体、搅拌装置、进料和排出装置、温度和pH控制装置等3. 温度、pH值、压力、氧气含量、营养物质浓度等4. 根据不同的特点和应用，可以分类为批式反应器、连续流动反应器、循环流化床反应器等5. 反应物转化率、产物收率、反应速率、混合程度等试题三：生物反应工程中的微生物应用微生物在生物反应工程中起着至关重要的作用。
请根据问题选择正确答案。
1. 微生物在生物反应中的作用是（）。
2. 哪种微生物常用于生物反应生产中的蛋白质？3. 哪种微生物常用于生物反应生产中的酒精？4. 哪种微生物常用于生物反应生产中的纤维素酶？5. 微生物工程常用的培养基包括（）。
生物反应工程复习
21. 莫诺方程的双倒数作图，得到的直线在横轴上的截距为______ ， 纵轴上的截距为______ 。 22. 在分批培养中，根据微生物生长速率的不同，可将其生长曲线 划分为 _____ 、 _____ 、 _____ 、 _____ 、 _____五个阶段。
23. 在传氧阻力中，____阻力是控制因素。 24. 双底物酶反应按动力学机制可分为___ 、 ___和 ___ 。 25. pH值影响酶活力的原因可能有以下几方面：影响 ____ ，影响____ ，影响____ ，影响____ 。 26. 固定化酶的优点包括____ ， ____ ， ____等。 27. 影响培养基灭菌的因素有___ ， ___ ， ___ ， ___ ， ___ ， ___ 。 28. 单级恒化器连续培养细胞的稳态操作条件____。 29. 生化工程模型可分为 ____ 、____。 30. 固定化酶（细胞）反应器____ 、 ____、 ____。
86. 单级恒化器连续培养某种酵母达一稳态后，流出液中菌体浓度 是培养时间的函数。 87. 动态法测量Kla不能用于有菌体繁殖的发酵液。 88. 控制好氧发酵的溶氧浓度一定小于微生物的临界溶氧值。 89. 微生物的比生长速率是指单位时间内菌体的增量。 90. 在单级连续培养中，一般由于[S0]＞＞Ks，所以根据Monod方程 可以认为Dcri≈μmax。 91. 分配效应是由于固定化载体与底物或效应物之间的的亲水性、 疏水性及静电作用引起微环境和宏观环境之间物质的不等分配， 改变了酶反应系统的组成平衡，从而影响反应速率的一种效应。 92. .固定化酶的表观速率是假定底物和产物在酶的微环境和宏观环 境之间的传递是无限迅速，也就是在没有扩散阻力情况下的反 应速率。 93. 在微生物培养过程中有可能存在多种限制性底物。 94、 间歇培养微生物的减速生长期，微生物的比生长速率小于零。 95、微生物营养细胞易于受热死灭，其比热死亡速率常数K值很高。
生物反应工程第二章作业
生物反应工程第二章2-4.下面是Monod在其发表论文时提供的另一组有关在乳糖溶液中进行菌种分批培养时得到的实验数据：试根据上述数据，按Monod方程确定其动力学参数。
序号△ t/h Cs/(g/L) Cx/(g/L)△Cx平均Cx1/Cs X 10A3 平均Rx平均Cx/Rx1 0.52 158 15.8 22.8 7 19.3 6.329113924 13.46154 1.4337142 0.38 124 22.8 29.2 6.4 26 8.064516129 16.84211 1.543753 0.32 114 29.2 37.8 8.6 33.5 8.771929825 26.875 : 1.2465124 0.37 94 37.8 48.5 10.7 43.15 10.63829787 28.91892 1.4921035 0.36 25 48.5 59.6 11.1 54.05 40 30.83333 1.7529736 0.37 19 59.6 66.5 6.9 63.05 52.63157895 18.64865 3.3809427 0.38 2 66.5 67.8 1.3 67.15 500 3.421053 :19.62846平均Rx= △ CX t平均Cx/Rx=Ks/ max(1/Cs)+1/ 卩max251/Cs*10A32-4.平均Cx/Rx-1/Cs 关系作图可得：卩max=0・97山八-1)Ks=36(g/h)0 5 02 11600100 200 300 400 5002-5•得：⑴口 max =0・299山八-1)K s =0 ・269(g/h)(2) Y x/s =(C xt -C xo )/(C so -C st )=0.65(3) t d =ln2/ 卩 max =0・693/0・299=2.318(h)2-6 •在一连续操作的机械搅拌实验反应器中用乳糖培养大肠杆菌，该 反应器体积为1L ，加入乳糖的初试浓度为 Cs0=160mg/L 。
生物反应工程复习题答案
生物反应工程复习题答案1. 什么是生物反应器？请简述其基本组成。
答：生物反应器是一种用于生物过程的设备，它提供了适宜的环境，使生物催化剂（如细胞、酶等）能在其中进行生物转化反应。
其基本组成包括反应容器、搅拌器、温度控制系统、pH控制系统、气体交换系统和监测系统。
2. 描述微生物培养过程中的两种主要生长阶段，并解释它们的特点。
答：微生物培养过程中的两种主要生长阶段是滞后阶段和指数生长阶段。
滞后阶段是指微生物接种到培养基后，由于需要适应新环境和合成生长所需的酶，生长速率较慢。
指数生长阶段是指微生物适应环境后，以恒定的速率快速繁殖，细胞数量呈指数增长。
3. 简述酶催化反应的特点。
答：酶催化反应具有高度的专一性，即一种酶只能催化特定的底物反应；酶催化反应具有高效性，酶的催化效率远高于非生物催化剂；酶催化反应具有温和的反应条件，通常在常温、常压和中性pH下进行；酶催化反应具有可逆性，酶可以反复使用，直到失活。
4. 什么是发酵过程？请列举发酵过程中常用的几种微生物。
答：发酵过程是指利用微生物的代谢活动，将原料转化为有用产物的过程。
常用的微生物包括酵母菌、乳酸菌、醋酸菌和霉菌等。
5. 描述细胞培养中常用的两种培养基，并说明它们的用途。
答：细胞培养中常用的两种培养基是基础培养基和完全培养基。
基础培养基提供了细胞生长所需的基本营养成分，如氨基酸、维生素和无机盐等。
完全培养基则在基础培养基的基础上添加了血清、生长因子等成分，以促进细胞的增殖和分化。
6. 什么是生物反应工程中的搅拌？它在生物反应器中起什么作用？答：搅拌是生物反应工程中的一种操作，通过机械搅拌器在反应器内产生流体的循环流动。
搅拌的作用包括促进气体交换、提高传热效率、防止细胞沉淀和提高反应器的混合均匀性。
7. 简述生物反应器中温度控制的重要性。
答：温度控制对于生物反应器中的生物过程至关重要，因为生物催化剂（如酶和细胞）的活性和稳定性受温度影响。
适宜的温度可以提高反应速率和产物产量，而不适宜的温度可能导致生物催化剂失活或产生副产物。
生物反应工程原理习题答案(部分)贾士儒版
第四章复习题
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？
答：Monod方程建立的基本假设：微生物生长中，生长培养基中只有一种物质的浓度（其他组分过量）会影响其生长速率，这种物质被称为限制性基质，并且认为微生物为均衡
生长且为简单的单一反应。
Monod 方程与米氏方程的主要区别如下表所示：
Monod 方程与米氏方程的区别
5．举例简要说明何为微生物反应的结构模型？
答：由于细胞的组成是复结的，当微生物细胞内部所含有的蛋白质、脂肪、碳水化合物、核酸、维生素等的含量随环境条件的变化而变化时，建立起的动力学模型称为结构模型。
8.缺
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YX/S 和呼吸商RQ。
解：假设反应的质量平衡式为：
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：t d/t g= ln 2/ lnn ，式中：td 为倍增时间，tg为世代时间。
dX/Xdt=μ, 边界条件，t=0,X=X0,
积分得ln(X/X0)= μt
t=t d,, X/X0=2,所以td=ln2/μ
13.缺
15.缺
第五章复习题
第三章复习题4.解
5．
20.。
生物反应工程第二版课后习题答案
生物反应工程第二版课后习题答案生物反应工程第二版课后习题答案生物反应工程是一门研究利用生物体进行工程化生产的学科，它涉及到生物体的生理学、微生物学、化学工程学等多个学科的知识。
生物反应工程的目标是通过合理设计和优化反应条件，提高生物体的生产能力和产物质量，从而实现高效、可持续的生产。
在学习生物反应工程的过程中，课后习题是检验学生对知识掌握程度的重要方式。
下面是《生物反应工程第二版》课后习题的答案，供大家参考。
第一章：生物反应工程概述1. 生物反应工程是一门研究利用生物体进行工程化生产的学科。
2. 生物反应工程的目标是通过合理设计和优化反应条件，提高生物体的生产能力和产物质量。
3. 生物反应工程涉及到生物体的生理学、微生物学、化学工程学等多个学科的知识。
第二章：微生物生长动力学1. 微生物生长动力学是研究微生物生长和代谢的数量关系的学科。
2. 在生物反应工程中，通常使用生长速率方程来描述微生物生长的动力学过程。
3. 常见的生长速率方程有Monod方程、麦克斯韦方程等。
第三章：反应器设计与操作1. 反应器是进行生物反应工程的核心设备，其设计与操作对反应过程的效果有重要影响。
2. 常见的反应器类型有批式反应器、连续流动反应器、气液循环反应器等。
3. 反应器的设计应考虑反应物的输送、温度、pH值等因素。
第四章：质量传递与传质过程1. 质量传递是指物质在反应器中的传输过程，包括物质的输送和扩散。
2. 传质过程对反应的速率和效果有重要影响，需要进行合理的设计和优化。
3. 常见的传质方式有对流传质、扩散传质等。
第五章：反应动力学与反应机理1. 反应动力学是研究反应速率与反应物浓度之间关系的学科。
2. 反应机理是指反应过程中发生的化学反应步骤和反应物之间的转化关系。
3. 反应动力学和反应机理的研究对于反应过程的优化和控制具有重要意义。
总结起来，生物反应工程是一门综合性学科，涉及到生物体的生理学、微生物学和化学工程学等多个学科的知识。
第五章生物反应工程习题.答案
生物反应器的种类和特点 生物反应器的操作原理 生物反应器的控制参数 生物反应器的优化与放大
定义：将游离酶或细胞通过物理或化学方法固定在一定空间内的技术。 目的：提高酶的稳定性、反复使用性、分离纯化及控制反应条件等。 固定化方法：吸附法、包埋法、交联法、共价结合法等。 应用：在生物反应工程中，用于构建生物催化剂，提高生物反应的效率和产物收率。
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应用：细胞的大规模培养技术在生物医药、生物农业、生物环保等领域有着 广泛的应用，如疫苗生产、生物农药制备、生物燃料生产等。
生物反应器的类型和特点：介绍不同类型的生物反应器，如搅拌罐式反应器、固定床式反应 器、流化床式反应器等，并阐述各自的特点和应用范围。
生物反应器的设计原则：介绍生物反应器的设计原则，包括细胞生长和产物合成的动力学、 氧的传递和消耗、剪切力、pH值等参数的控制和优化。
生物反应器的放大技术：阐述生物反应器的放大技术，包括实验室规模的反应器与生产规模 的反应器之间的差异，以及放大过程中需要考虑的因素和解决方法。
生物反应器的操作和控制：介绍生物反应器的操作和控制方法，包括进料速度、搅拌速度、 温度、pH值等参数的控制和调整，以及如何避免染菌和提高细胞密度的方法。
重组蛋白药物的生产
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定义：在生物反应工程中，细胞的大规模培养技术是指通过一定的生物反应 器，在一定的条件下，对细胞进行大规模的培养和繁殖。
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原理：细胞的大规模培养技术主要基于细胞生长和代谢的原理，通过控制培 养条件，如温度、pH、氧气浓度等，促进细胞的生长和繁殖。
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技术流程：细胞的大规模培养技术包括细胞适应、细胞接种、细胞培养、细 胞收获等步骤。
酶的未来发展：随着科技的不断进步，酶的发掘与优化将成为生物反应工 程领域的重要研究方向
生物反应工程试题及答案
生物反应工程试题及答案一、单项选择题（每题2分，共10题）1. 生物反应器中，搅拌桨的主要作用是：A. 提供氧气B. 混合均匀C. 维持pH值D. 控制温度答案：B2. 以下哪项不是生物反应器设计时需要考虑的因素？A. 反应器的体积B. 反应器的材质C. 反应器的形状D. 反应器的颜色答案：D3. 在生物反应过程中，细胞的代谢途径可以通过以下哪种方式进行调控？A. 基因工程B. 物理刺激C. 化学刺激D. 以上都是答案：D4. 以下哪种培养方式不属于好氧培养？A. 深层培养B. 表面培养C. 静态培养D. 通气培养答案：C5. 在生物反应器中，溶解氧的浓度通常用以下哪个参数表示？A. DOB. ODC. OD600D. pH答案：A6. 以下哪种微生物适合于在厌氧条件下生长？A. 酵母菌B. 乳酸菌C. 放线菌D. 以上都是答案：B7. 在生物反应器的操作中，以下哪项不是常见的操作模式？A. 批式操作B. 连续操作C. 半连续操作D. 间歇操作答案：D8. 以下哪种营养物质不是微生物生长所必需的？A. 碳源B. 氮源C. 维生素D. 重金属答案：D9. 在生物反应器的设计中，以下哪种类型的反应器不适合于大规模生产？A. 搅拌罐式反应器B. 气升式反应器C. 塔式反应器D. 实验室规模反应器答案：D10. 在生物反应过程中，以下哪种因素不会影响细胞的生长速率？A. 温度B. pH值C. 氧气供应D. 重力答案：D二、填空题（每空1分，共10分）1. 生物反应器中，搅拌桨的转速通常会影响______的分布，进而影响细胞的生长和产物的合成。
答案：氧气2. 在生物反应器的设计中，通常需要考虑______和______的平衡，以保证微生物的生长和产物的合成。
答案：氧气供应；营养物质3. 微生物的代谢途径可以通过______的方式进行调控，以提高目标产物的产量。
答案：基因工程4. 在生物反应器的操作中，______操作模式适合于连续生产，而______操作模式适合于小规模或间歇性生产。
生物反应工程第三章答案
第3章 固定化酶催化反应过程动力学一、基本内容：酶的固定化是为了解决游离酶分子在催化反应过程中不易回收、稳定性差、操作成本太高而采用的一种方法。
酶固定化后必然会对其催化反应动力学有一定的影响。
因此，本章主要分析来阐明固定化酶与游离酶催化反应动力学的区别，并对重要的扩散效应进行了详尽的研究。
1、固定化酶是通过物理或化学方法，将游离酶转变成为在一定空间内其运动受到完全约束、或受到局部约束的一种不溶于水，但仍具有活性的酶。
主要优点有：易于分离、可反复使用、增加稳定性、提高机械强度、便于生产连续化和自动化、降低酶催化反应操作成本等。
2、酶的固定化方法有：吸附法、包埋法、共价法、交联法。
每种固定化方法均有利有弊，要根据实际情况进行选择。
3、影响固定化酶动力学的因素有：空间效应（包括构象效应和位阻效应）、分配效应（包括亲水效应、疏水效应和静电效应）和扩散效应（包括外扩散效应和内扩散效应）。
不同因素对酶动力学影响结果见下图：游离酶固定化酶改变的本征速率和动力学参数固有速率和动力学参数宏观速率和动力学参数本征速率和动力学参数空间效应分配效应扩散效应4、固定化酶催化反应外扩散效应。
固定化酶与溶液中底物反应过程包括三步：（1）底物从液相主体扩散到固定化酶表面；（2）底物在固定化酶表面进行反应；（3）产物从固定化酶表面扩散到液相主体。
其中酶催化反应速率可由M －M 方程表示max SiSi m S r C R K C =+0()S Si i；底物由液相扩散到催化剂表面速率可表示为Sd L R k a C C =−。
在稳态时，应存在Si Sd R R =，即max 0()SiL S Si m S r C k a C C K C −=+i。
5、固定化酶催化反应外扩散效应影响下反应速率的求解。
主要包括两个方面：由表面浓度C Si 求解和由有效因子E η求解。
（1）表面浓度C Si 求解。
由式max max00max 0002()10Si SiL S Si S Si m Si L m SiSi m S S S L S SS S Sr C r C k a C C C C K C k a K C C K r C K C C k aC C C C K C K C −=⇒−=++−⇒+引入＝，＝，定义Da=可得：＝Da +（＋Da-1）＝S K −Da-1当a>0时，取“＋”号，当a<0时，取“-”号。
生物反应工程习题
⽣物反应⼯程习题1-6 试根据下列实验数据确定r max、K m和K I值，并说明该酶反应是属于竞争性抑制还是属于⾮竞争性抑制。
1-7 某⼀酶反应K m=4.7×10-5mol/L，r max=22 µmol/(L·min)，c S=2×10-4 mol/L，c I=5×10-4 mol/L，K I=5×10-5 mol/L。
试分别计算在竞争性抑制、⾮竞争性抑制和反竞争性抑制三种情况下的反应速率和抑制程度。
1-8 Eadie测量了存在和不存在某种抑制剂情况下⼄酰胆碱在某酶作⽤下进⾏⽔解反应的初始速率，数据如下：（1）判断该抑制作⽤是竞争性还是⾮竞争性？（2）⽤L-B法求在有抑制剂存在时的动⼒学参数。
1-10 在某种⽔解酶的作⽤下葡萄糖-6-硫酸可以分解为葡萄糖和硫酸。
在⼀定的酶浓度下，测得M-M⽅程中的的参数Km=6.7×10-4 mol/L，r max=3×10-7 mol/(L·min)。
对该反应，半乳糖-6-硫酸是⼀竞争性抑制剂。
当c S0=2×10-5mol/L，cI0=1×10-5 mol/L时，测得反应速率r SI=1.5×10-9mol/(L·min)。
试求K*m 和K I的值。
第⼆章习题2-1 以葡萄糖为底物进⾏⾯包酵母的培养，其反应⽅程式可⽤下式表达。
612623610322C H O + 3O + NH C H NO () + H O + CO a b c d →酵母试求其计量关系式中的系数a 、b 、c 和d 。
2-2 在需氧条件下，以⼄醇为底物进⾏酵母⽣长的反应式可表⽰为：2523 1.7040.1490.40822C H OH + O + NH CH N O + CO + H Oa b c d e →试求：（1）当RQ=0.66时，a 、b 、c 、d 和e 的值；（2）确定Y X/S 和Y X/O 值。
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要生产30gΒιβλιοθήκη 酵母/升,如何确定生长培养基配方?
14.G(能源,碳源) 水氮源,培养酵母(好气),消耗100gG,5.1g 和46.6g ,得43.3g酵母(种子量从略),产生41.1g 若得酵母为0.3mol,求其分子式.
15.培养基分批灭菌的体积10 ,杂菌 个孢子/ml,设灭菌失败机率 ,求预热终端和保温
灭菌后仍存活的芽孢数.
16.发酵中染了一个细菌,其繁殖一代需30min,求15hr后污染数?
4.某一发酵罐实装发酵液7l,通气量1:1(标态),操作压力0.3kg/cm ,在某一发酵时间内,发酵液溶
解氧饱和度25%,空气进入的氧含量21%,排出废气中氧气量19.8%,求此时微生物摄氧率和发酵罐的通气效率,K a？(设在该培养温度下,发酵液在1atm下的溶解氧饱和浓度为0.2mmol/l)
5.在发酵过程中提高罐压有何利敝?
6.在发酵过程中那些因素可使溶解氧降至接近零,应采取何相应措施?
7.为何K a的数值可衡量通气效率,从那些方面提高K a值?
8.讨论:只用一种溶氧仪如何测K a,饱和溶解氧浓度?
9.以G为限制性碳源培养某一生物,若只考虑生长,G浓度与其比生长速度关系如下表
表示:
S(mmol/l) 0.08 0.19 0.44 6.61 8.66 12.70
V(mmol/ ) 0.49 0.67 0.79 1.08 1.14 1.26
求：碳最大比消耗速度V 饱和常数Ks?
10.以G为碳源,在溶解氧水平较高条件下培养某微生物,若测得 =54gdrycell/ ,
m=0.9* ,当比生长速度分别为
0.067 从所得数据说明什么问题?
11.当用碳水化合物生产单细胞蛋白时,经实验得如下碳源准化学平衡式:
1.为何生产上提倡对培养基进行高温（快速）灭菌?
2.高温快速灭菌，培养基中营养物质是否会破坏更多？为何？
3.某一微生物繁殖一代时间230min，其最大比生长速度为0.35 ， =0.007mmol/l，如果溶解氧成为生长限制性因素，那么溶解氧浓度应维持多少？如果已知菌体浓度可达10g/l，摄氧率为20mmol/ ，那么其最大呼吸强度为多少?
,在单细胞蛋白中其他元素及灰
分含量约15%,为维持生长和生命活动,底物比消耗速度V=0.39g s/gdry ,计算生长得率
Yx/s和比生长速度。
12.培养酵母时如溶解氧浓度较低,在稳定条件下,酵母比生长速度 有何关
系?用数学关联式讨论.
13.微生物细胞典型元素组成:元素C N P S Mg
细胞干重(%) 50 7 2 0.7 0.5