生化反应工程期末试卷

武汉工程大学生物反应工程试题班级学号姓名

一、名词解释（5⨯2分）

底物的抑制作用

倍增时间t d

位阻效应

停留时间

反复分批操作

二、填空题（6⨯4）

1、K m是[ES]的分解速率与形成速率（k1）的比值，K m值的大小反映了

通过测定K m值可以判断酶的最适底物，其值最小者为

2、对竞争性抑制，抑制程度i=，底物浓度的增大可抑制剂的影响可；对非竞争性抑制，抑制程度i=，底物浓度的增大抑制剂的影响。

3、在细胞反应过程中，可将细胞反应视为生成多种产物的复合反应，根据“黑箱”计量模型和相应简化处理，细胞生长和产物形成的总反应式可表示为：

4、在同一测定条件下，固定化酶的催化活性一般等摩尔原酶的催化活性，固定后，酶的热稳定性

5、对于液体，由于其分子运动的平均自由程很小，组分在微孔内的扩散可视为

6、对一简单的S→P的液相反应，若要求单位时间内产量为P r，反应的初始浓度为c s0，其转化率为X s，则单位时间所处理反应物料的体积应为：F=。在分批操作中，若准备时间为t p，延迟时间t1，反应时间t r，静止时间t s，则一个周期时间，分批操作的搅拌槽式反应器的有效体积为V R=

三、计算题（4⨯9分）

1、某酶反应，其K m=0.01mol/L。为了求其最大反应速率r max值，现通过实验测得该反应进行5min时，底物已转化了10%，已知c so=3.4⨯10-4mol/L，并假定该反应可用M-M方程表示。试求：（1）最大反应速率r max为多少？（2）反应5min后，底物浓度为多少？

2、某酶固定在无微孔的球形载体上，已测得其本征动力学参数为：r max=4⨯10-5mol/(L∙s)，K m=2⨯10-5mol/L。现将其放在一底物浓度为c s0=1⨯10-5mol/L的液相反应器中进行反应，在该操作下流体的体积传质系数K L a为4⨯10-1s-1。

试求：（1）底物在固定化酶外表面上的反应速率为多少？

（2）该反应的外扩散有效因子为多少？

3、以甘油为底物进行阴沟气杆菌的分批培养。该反应动力学符合Monod方程，动力学参数为μmax=0.85h-1,K s=1.23⨯10-2g/L,Y X/S=0.53。反应开始时，即：t=0时，c xo=0.1g/L，c so=50g/L。若不考虑延迟期，试培养至6h的细胞浓度。

4、若在一中进行微生物反应，其速率方程为r x=2c s c x/(1+c s)[g/(m3∙h)。已知c xo=c po=0，c=3g/m3,V R=0.5m3，每生成1g微生物消耗2.5g底物S。

（1）试求在单一CSTR中在最佳操作条件下反应器中的底物浓度？

（2）若采用带循环的反应器系统，循环比为1/3，c xr /c xf=6试求在总反应系统的出口处底物的浓度c sf和菌体浓度c xf各位多少？

四、简答题（5 6分）

1、简述酶的抑制作用机理和酶的抑制剂（概念、种类、特点）。5分

2、Monod方程建立的几点假设是什么？

3、影响延迟期长短的因素有哪些？如何从实际生产中缩短延迟期？

4、流体扩散时，其在微孔内所受的扩散阻力主要来自于哪几个方面？某组分在微孔内的扩散属于何种机理该如何判断？

5、简述实施补料分批操作的目的及应用在哪些过程。