生物反应工程-贾士儒试卷
生物反应工程贾士儒试卷1
生物反应工程考试试卷（2003年6月）班级姓名成绩一、名词解释(10分)流加式操作：能量生长非偶联型：返混：搅拌器轴功率：固定化酶：二、请列出下列物理量的数学表达式(10分)停留时间：呼吸商：稀释率：Da准数：转化率：三、判断题(10分)1、单罐连续培养稳态下，D=μ。
( )2、流加培养达到拟稳态时，D=μ。
( )3、单罐连续培养，在洗出稀释率下，稳态时罐内底物浓度为零。
( )4、Da 准数是决定固定化酶外扩散效率的唯一参数，Da 准数越大，外扩散效率越高。
( )5．酶经固定化后，稳定性增加，活性增大。
( )四、图形题（15分）图1为酶促反应1/r ~1/S 曲线，指出曲线Ⅰ、Ⅱ中哪条代表竞争性抑制，哪条代表无抑制情况。
图2为流体的流变学曲线，试说出每条曲线所代表的流体类型。
图1 图2ⅠⅡ1/rd/d图3为连续培养的数学模型，请在图中标出临界稀释率D crit和最大生产强度下的稀释率D m。
图4为微生物生长模型，请图示说明如何判断限制性基质？图3 图4五、简答题（25分）1、莫诺方程与米氏方程的区别是什么？XDX2、CSTR、PFR代表什么含义？比较CSTR型和PFR型酶反应器的性能。
3、何谓恒化器，何谓恒浊器，二者有何区别？4、影响k L a的因素有哪些，如何提高k L a或N v？5、如何进行流加培养的控制、优化？六、计算题（30分）1、乙醇为基质，通风培养酵母，呼吸商RQ=0.6。
反应方程为：C2H5OH+aO2+bNH3 c（CH1。
75N0。
15O0。
5）+dCO2+ eH2O 求各系数a、b、c、d及菌体得率Y X/S。
2、推导非竞争性抑制酶促反应动力学方程。
3．某微生物的生长可用Monod方程来描述，并且m=0.5/h，K S=2g/L。
连续培养中，流加基质浓度S o=48g/L，Y X/S=0.45g/g，在稳定状态下，菌体的最大生产强度为多少？4、在一定的培养条件下培养大肠杆菌，测得实验数据如下表所示。
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。
最新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)= μtt=t d,, X/X0=2,所以td=ln2/μ13.缺15.缺第五章复习题第三章复习题4.解5．20.本文为网上收集整理所得，仅供大家参考学习之用。
中国轮廓图的画图要领描绘中国轮廓图，找出并熟记以下几个互相对应的点，就能画的快而准。
（1）找出帕米尔高原与辽东半岛（旅大）大致成东西对应的位置，这样就确定了中国的最西端与东北的最南端；（2）找出旅大与漠河大致成南北对应的相关位置，其南北距离大约为上述东西距离的1/3，这样就确定了东北（也是中国）的最北端；（3）根据漠河、帕米尔、雷州半岛三地大致成一个正三角形的相关位置，用以确定中国大陆的最南端；（4）根据东北角与西北角大致东西对应的事实，确定中国的东北端和西北端。
生物工程类试题及答案
生物工程类试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 生物工程中常用的基因编辑技术是：A. 基因克隆B. CRISPR-Cas9C. 基因测序D. 基因表达2. 下列哪项不是生物反应器的特点？A. 高效性B. 可重复性C. 单一性D. 可控性3. 基因工程中，用于连接目的基因与载体DNA的酶是：A. 限制性内切酶B. DNA聚合酶C. DNA连接酶D. 反转录酶4. 下列哪个不是生物工程在医药领域的应用？A. 基因治疗B. 生物制药C. 组织工程D. 基因测序服务5. 以下哪个不是生物工程中常用的生物材料？A. 胶原蛋白B. 聚乳酸C. 聚氯乙烯D. 聚己内酯二、填空题（每空2分，共20分）6. 生物工程中，______ 是指通过生物技术手段改造生物体，使其具有特定的生物学特性或功能。
7. 基因枪法是一种将外源基因直接导入植物细胞的方法，其原理是利用______ 将DNA射入细胞。
8. 酶工程中，固定化酶技术可以提高酶的______ 和 __________。
9. 生物传感器是一种将生物识别元件与______ 结合的装置，用于检测特定物质。
10. 组织工程中，常用的支架材料包括天然材料和______ 材料。
三、简答题（每题10分，共30分）11. 简述基因工程的基本操作步骤。
12. 解释什么是生物反应器，并举例说明其应用。
13. 描述生物工程在环境保护中的应用。
四、论述题（每题15分，共30分）14. 论述生物工程在食品工业中的应用及其潜在的挑战。
15. 讨论生物工程在能源生产中的潜力和当前的限制因素。
答案一、选择题1. B2. C3. C4. D5. C二、填空题6. 转基因技术7. 高速微粒子8. 稳定性，重复使用性9. 信号转换元件10. 合成三、简答题11. 基因工程的基本操作步骤包括：目的基因的获取、载体的选择与构建、目的基因与载体的连接、转化宿主细胞、筛选含有重组DNA的细胞、目的基因的表达与检测。
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
生物反应工程试卷
生物反应工程试卷生物反应工程试卷篇一：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：td/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)= μtt=td,, X/X0=2,所以td=ln2/μ13.缺15.缺第五章复习题第三章复习题4.解5．生物反应工程试卷篇二：反应工程试卷一．在实验室无梯度反应器中进行等温一级气固催化反应：A?R，采用球形颗粒催化剂，其直径为4mm，催化剂颗粒体积为5mL，进料气体流量为Q0?0.4mL/s，CA042x?60%?0.1mol/L，出口转化率Af，DeA?10cm/s。
已知外扩散阻力可忽略，试求在上述反应条件下，催化剂的内扩散有效因子和以颗粒体积为基准的速率常数的值。
解：无梯度反应器就是CSTRxAf?xA0xAf?xA0xAf?xA0VPRAfkPCAfkPCA01xAf Q0CA0xAf?xA0VP50.6??∴Q0?kP1?xAf∴0.4?kP1?0.6∴?kP?0.12s12k0.222PssR40.124845∵∴内扩散严重DeA100.1299?10.1875kP??0.64s∴∴?s48?二．在一实验室无梯度反应器中进行等温一级气固催化反应：A?R，得到下列结果，试判断是否受内扩散阻力的影响（外扩散阻力已消除，T1?T2）：dp(mm) Q0(cm/s) xAf3 8 0.66 3 0.8 催化剂质量一定，CA0?100mol/m。
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。
2008-4生物反应工程A答案05级(标准-)
12.答：随着细胞质量的增加，菌体组成如蛋白质、RNA、DNA、细胞内含水量等的合成速度不成比例，这种生长称为非均衡生长。
二．判断题（每题2分，共30分）1. 米氏方程中饱和常数的倒数1/Ks可表示酶与底物亲和力的大小。
它的值越大，表示酶与底物亲和力越大。
（√）2. 稳态学说中所谓的稳态是指中间复合物ES的生成速率与分解速率相等，达到动态平衡。
（√）3. 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。
（√）4.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。
（×）5. 在酶促反应中，不同的反应时间就有不同的最佳反应温度。
（√）6. 固定化酶的分配系数Kp＞1,表示固定化酶固液界面外侧的底物浓度大于内侧的底物浓度。
（×）7. 微生物反应是自催化反应，即在目的产物生成的过程中生物自身要生长繁殖。
（√）8. Monod方程属于微生物生长动力学确定论的结构模型。
（×）9. 按产物生成速率与细胞生成的关系，次级代谢物的生成属于相关模型。
（×）10. 在微生物反应器的分批操作中，与其它操作方式相比，易发生杂菌污染。
（×）11. 流加操作的优点之一是可任意控制反应器中的基质浓度。
（√）12. 连续式操作一般适用于大量产品生产的场合。
（√）13. 在单级连续培养中，一般由于[Sin ]＞＞Ks，所以根据Monod方程可以认为Dcri≈μmax。
（√）14. 在连续培养中，如果一种杂菌进入反应器，它的比生长速率小于培养所使用菌的比生长速率，那么杂菌可被洗出。
（√）15. 动物细胞的培养方式有悬浮培养和贴壁培养两种方式。
（√）三．推证题（每题5分，共20分）（只要每步推导正确，最后得证即可得分）1. 利用稳态法建立非竞争性抑制动力学方程。
生物反应工程计算题解析
生物反应工程计算题解析《生物反应工程》讲稿（生物反应工程与生物反应器）课程简介：1绪论1.1生物反应工程的发展过程20世纪40年代抗菌素工业诞生，对无菌操作、通风溶氧技术十分拍切，吸引了大量化学工程人员参与技术攻关，于是有微生物学、生物化学、化学工程形成了一门交叉学科——生物化学工程（生化工程），当初的生化工程研究的核心，通风搅拌无菌操作。
1942年monod研究连续发酵，研究的目的就是提高发酵速率，60-70年代，单细胞蛋白生产，污水处理的重视，对菌体生长速率、底物的反应速率等的研究越来越重视，于是人们就把微生物反应动力学的研究与生物反应器结合起来形成了生化工程的一个重要分支-——生物反应工程。
这门课（生物反应工程）是一门以生物反应动力学为基础，研究生物反应器的设计、放大和生物反应过程的优化操作和控制的学科。
生物反应工程课程有好多名称，在上世纪80年代初，江南大学（原轻工业学院）王鸿祺教授给研究生开设了《生化反应动力学与生化反应器》，科技大学贾士儒教授给研究生开设了《生物反应工程与生物反应器》，后来改为《生物反应工程原理》。
90年代出版了高校教材《生物化工原理》，化工大学戚以政、王叔雄编著了《生化反应动力学与反应器》（1995年第二版），以后有编写了《生物反应工程》。
本学学院最早给研究生开这门课名称是《生物反应工程与生物反应器》，2010年改为《生物反应工程》。
1.2生物反应工程的主要容1）生物反应动力学研究生物反应过程速率及其影响因素，是理论基础。
微观动力学（本征动力学，是研究分应的固有速率，与温度、浓度、PH、催化剂等有关，与传递无关。
另一种反应是宏观动力学，也称反应器动力学。
与反应器的传质、传热及物料流动类型有关。
实验室研究可以看作微观动力学，从工程角度要研究的是宏观动力学。
2）生物反应器设计、优化与放大（设计包括结构型式、操作方式及尺寸的确定），实际生物反应器设计是将生化反应动力学特征和生化反应器特征结合的设计。
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。
生物反应工程试题 及答案
一、基本概念(8分)返混：酶的固定化技术：能量生长偶联型：有效电子转移：二、写出下列概念的数学表达式(8分)停留时间：稀释率：转化率：Da准数：外扩散效率因子：菌体得率：产物生成比速：菌体得率常数：三、判断题(8分)1、竞争性抑制并不能改变酶促反应的最大反应速率。
( )2、Da准数是决定固定化酶外扩散效率的唯一准数，Da准数越大，外扩散效率越高。
( )3、流加培养达到拟稳态时，D=μ。
( )4、单罐连续培养，在洗出稀释率下，稳态时罐内基质浓度为零。
( )5、连续培养微生物X过程中，污染了杂菌Y，若μX>μY，则杂菌Y不能在系统中保留。
( )四、图形题（12分）图1为微生物生长动力学1/μ~1/S曲线，指出曲线Ⅰ、Ⅱ中哪条代表竞争性抑制，哪条代表无抑制情况。
图2为产物的Lueduking and Piret模型，指出曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ代表的产物类型。
图1图2曲线Ⅰ：曲线Ⅰ：曲线Ⅱ：曲线Ⅱ：曲线Ⅲ：图3为连续培养的数学模型，请在图中标出临界稀释率D crit和最大生产强度下的稀释率D m。
图4为微生物生长模型，请图示说明如何判断限制性基质？ⅠⅡ1/μⅠⅡXDX图3 图4五、简答题（24分）1、莫诺方程与米氏方程的区别是什么？2、影响固定化酶促反应的主要因素有哪些？3．举例说明连续培养的应用？4．CSTR、PFR代表什么含义？比较CSTR型和PFR型酶反应器的性能。
六、计算题（40分）1．以葡萄糖为限制性基质，在稀释率D = 0.08 (1/h)条件下，连续培养Candida utilis，建立了化学平衡式，结果如下，求菌体得率Y X/S。
（4分）0.314C6H12O6+0.75O2+0.19NH3CH1.82N0.19O0.47 +0.90CO2 +1.18H2O2．以葡萄糖为唯一碳源，在通风条件下连续培养Azotobacter vinelandii，从实验数据中求得维持常数m=0.9×10-3mol/g.h，菌体得率常数Y G=54g/mol。
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_贾士儒_试卷2
生物反应工程考试试卷（2004年4月）班级姓名成绩一、基本概念(8分)返混：酶的固定化技术：能量生长偶联型：有效电子转移：二、写出下列概念的数学表达式(8分)停留时间：稀释率：转化率：Da准数：外扩散效率因子：菌体得率：产物生成比速：菌体得率常数：三、判断题(8分)1、竞争性抑制并不能改变酶促反应的最大反应速率。
( )2、Da准数是决定固定化酶外扩散效率的唯一准数，Da准数越大，外扩散效率越高。
( )3、流加培养达到拟稳态时，D=μ。
( )4、单罐连续培养，在洗出稀释率下，稳态时罐内基质浓度为零。
( )5、连续培养微生物X过程中，污染了杂菌Y，若μX>μY，则杂菌Y不能在系统中保留。
( )四、图形题（12分）图1为微生物生长动力学1/μ~1/S曲线，指出曲线Ⅰ、Ⅱ中哪条代表竞争性抑制，哪条代表无抑制情况。
图2为产物的Lueduking and Piret模型，指出曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ代表的产物类型。
图1 图2曲线Ⅰ：曲线Ⅰ：曲线Ⅱ：曲线Ⅱ：曲线Ⅲ：图3为连续培养的数学模型，请在图中标出临界稀释率D crit和最大生产强度下的稀释率D m。
图4为微生物生长模型，请图示说明如何判断限制性基质？ⅠⅡ1/μⅠⅡ图3 图4 五、简答题 （24分）1、莫诺方程与米氏方程的区别是什么？2、影响固定化酶促反应的主要因素有哪些？XDX3．举例说明连续培养的应用？4．CSTR、PFR代表什么含义？比较CSTR型和PFR型酶反应器的性能。
六、计算题（40分）1．以葡萄糖为限制性基质，在稀释率D = 0.08 (1/h)条件下，连续培养Candida utilis，建立了化学平衡式，结果如下，求菌体得率Y X/S。
（4分）0.314C6H12O6+0.75O2+0.19NH3CH1.82N0.19O0.47 +0.90CO2 +1.18H2O2．以葡萄糖为唯一碳源，在通风条件下连续培养Azotobacter vinelandii，从实验数据中求得维持常数m=0.9 10-3mol/g.h，菌体得率常数Y G=54g/mol。
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。
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生物反应工程考试试卷（2003年6月）班级姓名成绩一、名词解释(10分)流加式操作：能量生长非偶联型：返混：搅拌器轴功率：固定化酶：二、请列出下列物理量的数学表达式 (10分)停留时间：呼吸商：稀释率：Da准数：转化率：三、判断题(10分)1、单罐连续培养稳态下，D=μ。
( )2、流加培养达到拟稳态时，D=μ。
( )3、单罐连续培养，在洗出稀释率下，稳态时罐内底物浓度为零。
( )4、Da 准数是决定固定化酶外扩散效率的唯一参数，Da 准数越大，外扩散效率越高。
( )5．酶经固定化后，稳定性增加，活性增大。
( )四、图形题（15分）图1为酶促反应1/r~1/S 曲线，指出曲线Ⅰ、Ⅱ中哪条代表竞争性抑制，哪条代表无抑制情况。
图2为流体的流变学曲线，试说出每条曲线所代表的流体类型。
图1 图2ⅠⅡ1/r1/Sσd ω /d γ1 234曲线1： 曲线2： 曲线3： 曲线4：曲线Ⅰ： 曲线Ⅱ：图3为连续培养的数学模型，请在图中标出临界稀释率D crit 和最大生产强度下的稀释率D m 。
图4为微生物生长模型，请图示说明如何判断限制性基质？图3 图4五、简答题 （25分）1、莫诺方程与米氏方程的区别是什么？XDXX ，D XDμS2、CSTR、PFR代表什么含义？比较CSTR型和PFR型酶反应器的性能。
3、何谓恒化器，何谓恒浊器，二者有何区别？4、影响kL a的因素有哪些，如何提高kLa或Nv？5、如何进行流加培养的控制、优化？六、计算题（30分）1、乙醇为基质，通风培养酵母，呼吸商RQ=0.6。
反应方程为：C 2H5OH+aO2+bNH3c（CH1。
75N0。
15O0。
5）+dCO2+ eH2O求各系数a、b、c、d及菌体得率YX/S。
2、推导非竞争性抑制酶促反应动力学方程。
3．某微生物的生长可用Monod方程来描述，并且m =0.5/h，KS=2g/L。
连续培养中，流加基质浓度So =48g/L，YX/S=0.45g/g，在稳定状态下，菌体的最大生产强度为多少？4、在一定的培养条件下培养大肠杆菌，测得实验数据如下表所示。
求该条件下,大肠杆菌的最大比生长速率μm 和半饱和常数KS。
S(mg/L)613334064102122153170221210μ(h-1)0.060.120.240.310.430.530.600.660.690.700.735．以葡萄糖为唯一碳源，在通风条件下连续培养Azotobacter vinelandii，从实验数据中求出碳源维持常数m=0.910-3mol/g.h，碳源对菌体的理论得率YG =54g/mol，氧的维持常数mo=5.410-3mol/g.h，氧对菌体的理论得率YGO =14.5g/mol。
计算与能量衡算相应的维持常数m/、mo/，YG/、YGO/。
生物反应工程考试试卷标准答案四、名词解释(10分)流加式操作：先将一定量基质加入反应器内，在适宜条件下将微生物菌种接入反应器中，反应开始，反应过程中将特定的限制性基质按照一定要求加入反应器内，以控制限制性基质浓度保持一定，当反应终止时取出反应物料的操作方式。
能量生长偶联型：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，这种生长就是能量生长偶联型。
返混：不同停留时间的物料的混合，称为返混。
搅拌器轴功率：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用的功率，简称轴功率。
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。
酶的固定化技术：是指将水溶性酶分子通过一定的方式如静电吸附、共价键等与载体结合，制成固相酶的技术。
五、请列出下列物理量的数学表达式 (10分)停留时间：fV =τ 呼吸商：22/O CO Q Q RQ = 稀释率：VF D =Da 准数： mmN r Da =转化率：00S S S t-=χ 六、判断题(10分)1、单罐连续培养稳态下，D=μ。
( √ )2、流加培养达到拟稳态时，D=μ。
( √ )3、单罐连续培养，在洗出稀释率下，稳态时罐内底物浓度为零。
( )4、Da 准数是决定固定化酶外扩散效率的唯一参数，Da 准数越大，外扩散效率越高。
( )5．酶经固定化后，稳定性增加，活性增大。
()四、图形题（15分）图1为酶促反应1/r~1/S 曲线，指出曲线Ⅰ、Ⅱ中哪条代表竞争性抑制，哪条代表无抑制情况。
图2为流体的流变学曲线，试说出每条曲线所代表的流体类型。
ⅠⅡ1/rσ1 234图1 图2图3为连续培养的数学模型，请在图中标出临界稀释率D crit 和最大生产强度下的稀释率D m 。
图4为微生物生长模型，请图示说明如何判断限制性基质？图3图4 S crit 如图所示。
若S<S crit ，此基质为限制性基质曲线1：宾汉流体曲线2：胀塑性流体 曲线3：牛顿型流体 曲线4：拟塑性流体曲线Ⅰ：竞争性抑制 曲线Ⅱ：无抑制μSμm0.5μmK S S critXDXX ，D XD crit D m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：SK SS +=m ax μμ米氏方程：SK Sr r m +=m ax描述微生物生长 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： 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) K S :半饱和常数(mol/L)方程中各项含义：r ：反应速率(mol/L.h) r max ：最大反应速率(mol/L.h) S ：底物浓度(mol/L) K m ：米氏常数(mol/L)适用于单一限制性底物、不存在抑制的情况 适用于单底物酶促反应不存在抑制的情况2、CSTR 、PFR 代表什么含义？比较CSTR 型和PFR 型酶反应器的性能。
答：CSTR 代表连续全混流酶反应器。
PFR 代表连续活塞式酶反应器。
CSTR 型和PFR 型酶反应器的性能比较：1）达到相同转化率χ时，PFR 型酶反应器所需停留时间较短。
2）在相同的停留时间达到相同转化率时，CSTR 型反应器所需酶量要大大高于PFR 型反应器。
因此一般来说，CSTR 型反应器的效果比PFR 型差，但是，将多个CSTR 型反应器串联时，可克服这种不利情况。
3）与CSTR型酶反应器相比，PFR型酶反应器中底物浓度较高，而产物浓度较低，因此，发生底物抑制时，PFR型酶反应器转化率的降低要比CSTR型剧烈得多；而产物抑制对CSTR型酶反应器影响更显著。
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kL a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kL a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k L a 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k L a 大幅度回升。
⑤ 向发酵液中添加少量氧载体，可提高k L a 。
5、如何进行流加培养的控制、优化？答：流加培养的控制方法有反馈控制和无反馈控制，前者又包括直接反馈控制和间接反馈控制。
流加培养优化是指控制适当的稀释率或菌体生长比速，是生产强度和得率尽可能最大。
大量的菌体时产生产物的前提，因此在菌体生长阶段，应控制较高的生长比速，使菌体量快速增长。
进入产物生成阶段后，应控制较低的菌体生长比速，以减少基质的消耗，并保证“壮龄”细胞在细胞群体中占绝大多数。
进行流加培养优化时，还应考虑以下边界条件： 1)最大比生长速率m μ。
流加操作拟定态要求m D μ<。
2)临界比生长速率crit μ，应满足crit D μ>，保证“壮龄”细胞在细胞群体中占绝大多数。
3)发酵罐最大允许细胞浓度。
4)细胞对底物的耐受力。
六、计算题（30分）1、乙醇为基质，通风培养酵母，呼吸商RQ=0.6。
反应方程为： C 2H 5OH+aO 2+bNH 3 c （CH 1。
75N 0。
15O0。
5）+dCO 2+ eH 2O求各系数a、b、c、d及菌体得率YX/S。
解：根据元素平衡式有：C： 2 = c + d (1) H: 6+3b=1.75c+2e (2) O: 1+2a=0.5c+2d+e (3) N: b=0.15c (4)已知RQ=0.6，即d=0.6a (5)以上5式联立求解，得a=2.394b=0.085c=0.564d=1.436e=2.634因此反应式为：C2H5OH+2.394O2+0.085NH30.564（CH1。
75N0。
15O0。
5）+1.436CO2+ 2.634H2O菌体得率YX/S=0.56423.85/46=0.292、推导非竞争性抑制酶促反应动力学方程。
3．某微生物的生长可用Monod 方程来描述，并且m=0.5/h ，K S =2g/L 。
连续培养中，流加基质浓度S o =48g/L ，Y X/S =0.45g/g ，在稳定状态下，菌体的最大生产强度为多少？ 解：D m =m[1-K S 1/2/(K S +S 0)1/2]=0.4(1/h)(DX)m =D m Y X/S (S 0-S)= D m Y X/S [S 0-K S D m /(m-D m )]=7.2(g/L.h)因此在稳定状态下菌体的最大生产强度为7.2g/L.h4、在一定的培养条件下培养大肠杆菌，测得实验数据如下表所示。
求该条件下,大肠杆菌的最大比生长速率μm 和半饱和常数K S 。
解：计算S/μ，列入数据表。
S(mg/L) 6 13 33 40 64 102 122 153 170 2μ(h -1)0.06 0.12 0.240.31 0.43 0.530.600.660.69S/μ(mg.h/L) 100 108.3 137.5 129 148.8 192.5 203.3 231.8 246.4 3绘制S S~曲线。