生物反应工程复习

9. 固定化酶的主要优点包括_____ 、 _____ 、 _____ 。 10. 连续发酵的稀释率D的定义是D = _____ ，其中F为 培养液流速，V为培养液体积 11. 细胞中酶活性的调节方式主要有_____ 、 _____ 、 _____ 、 _____ 、 _____五种方式。 12. 在对假单胞菌的分批培养中，消耗1mol的甲醇得细胞 13.1g（干重），则细胞对所消耗基质的得率系数 Yx/s 是 _____ g/mol 。 13. 酶的活性中心包括_____和_____两个功能部位，其中 _____直接与底物结合，决定酶的专一性。 _____是酶 的化学反应的部位，决定催化反应的性质. 14. 、工程上广泛采用的培养基灭菌方法有 ——和——。
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分批培养的优点是发酵周期短，菌种退化几率小。 连续培养的缺点是易染菌，菌种易退化。 酶固定化后活力大都提高，稳定性一般都下降。 L90越大，说明介质过滤性能越好。 有些酶反应在底物浓度升高时反应速率反而下降，表 现为高底物浓度抑制。 生化工程初步形成于青霉素由小规模实验生产到大规 模工业化生产的过程中。 对同一种微生物，其营养细胞和芽孢的比热死速率常 数k值有差别,因此有不同的死亡曲线。 一种酶有几种底物就有几种Km值。 酶的pH值~酶活性曲线均为钟罩形。 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
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正协同效应使酶与底物亲和力增加。 Ｋm是酶的特征常数。在任何条件下，Km是常数。 酶固定化后活力大都提高，稳定性一般都下降。 当［Ｓ］>>Ｋｍ时，反应速率趋向于Vmax，此时只 有通过增加［Ｅ］来增加反应速率。 增加不可逆抑制剂的浓度，可实现酶活性的完全抑制。 酶反应的温度系数高于一般反应的温度系数。 固定化细胞可以是处于生长状态的活细胞、休眠状态 的活细胞和死亡的细胞（细胞内的酶仍具活力）。 在单级连续培养中，有菌体循环比无菌体循环的发酵 效率高。 连续培养技术可筛选特殊微生物，如可富集到耐高温 或耐低温菌。 培养基中的油脂、糖、蛋白等有机物会削弱微生物的 耐热性。
21. 氧在培养液中的浓度很低，在好氧微生物的培养过程中，要使 溶解氧浓度达到或接近饱和值。 22. 亚硫酸钠氧化法是测定非培养状态下发酵罐内亚硫酸钠溶液的 体积溶氧系数，不是真实发酵液的体积溶氧系数。 23. 固定化的细胞可以是处于生长状态的活细胞、休眠状态的活细 胞和死亡的细胞（细胞内的酶仍有活力）。 24. 细胞生长的速率与细胞浓度无关，而细胞的比生长速率与细胞 浓度有关。 25. 分批灭菌适用于培养基较粘，含固形物质较多的情况。 26. 某种酶有几种底物，其中Km最小的底物为酶的最适底物。 27. 连续培养可用于研究细胞或微生物的遗传稳定性。 28. 在对数生长期，比生长速率μ达最大比生长速率μm。 29. 生化过程中能够离线分析测量的变量有酶活性、副产物和中间 产物浓度、生物细胞量、培养液粘度等。
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。
61. 重组DNA技术和细胞融合技术为代表的一系列新成就，成为第 三代生物技术产品。 62. 正协同效应使酶促反应速率增加。 63. 从鼠脑分离的己糖激酶可以作用与葡萄糖（Km=6×10-6 mol/L） 或果糖（Km=2×10-3 mol/L）。则己糖激酶对果糖的亲和力更 高。 64. Km是酶的特征常数，只与酶的性质有关，与酶浓度无关。 65. 有些酶反应在底物浓度高时，反应速度反而下降。 66. 生化工程是运用化学工程的原理与方法解决生物反应过程中出 现的普遍意义的特殊工程技术问题的一门学科。 67. 固定化增殖酵母细胞比固定化静止细胞生产乙醇生产能力差很 多。 68. 培养基中高浓度的盐类、色素会增加微生物的耐热性。 69. 细胞生长的速率与细胞浓度无关，而细胞的比生长速率与细胞 浓度有关。 70. 培养基连续灭菌操作容易提高温度，易实现高温短时灭菌法。
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11. 当Km=S时，V=（1/2）Vmax；当Km=2S时，V= Vmax。 12. 在几种基质中，KS最大的那种为微生物的最适基质。 13. μ与D的单位相同，所以是相同的概念。 14. 在对数生长期，细胞浓度与培养时间成直线函数关系。 15. 微生物只能利用溶解氧。 16. 速率与细胞浓度X无关，而比速率X有关。 17. 培养基灭菌最常使用的方法是湿热灭菌。 18. 在传氧阻力中，液膜阻力是控制因素。 19. 高温短时间灭菌即能快速地灭菌，又能有效地保存培养 基中的有效成分，这是灭菌动力学所得出的重要结论之 一。 20. 培养基中的油脂、糖、蛋白等有机物会增加微生物的耐 热性，而高浓度的盐类、色素则削弱微生物的耐热性。
71. 培养基间歇灭菌操作设备造价低廉，不需另外设置加 热、冷却装置，适用于小批量生产规模。
72. 生化过程中能够在线分析测量的变量有酶活性、副产 物和中间产物浓度、生物细胞量、培养液粘度等。 73. Monod方程属于微生物生长动力学确定论的结构模型。 74. pH愈低，培养基所需的灭菌时间愈短。
二、填空题
1. 酶固定化的方法有 ______ 、 ______ 、 ______和 ______等四种。 2. 培养基灭菌的方法主要有______ 、 ______和______ ， ______方法广泛使用。 3. .测定溶氧系数方法有_______和_______ 。 4. 对培养液通气时，氧从空气气泡传递到细胞要克服一 系列阻力，其中_______阻力是控制因素。 5. 生化工程是_______与_______两门学科相互渗透而形 成的一门新学科，而非生物化学工程。 6. 深层过滤除菌的机理比较复杂，是由多种机制构成的， 主要有_______ 、 _______ 、 _______、 _______、 _______五种机制。 7. 在对啤酒酵母的分批培养中，消耗1mol的葡萄糖得酵 母细胞90.0g（干重），则细胞对所消耗基质的得率系 数 Yx/s = _____ g/mol 。 8. μ为比生长速率，td为倍增时间，则td = _______。
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连续式操作一般适用于大量产品生产的场合 。
31. 在好氧性发酵中，目前趋向于应用溶氧系数相等的放大方 法。 32. 生化工程初步形成于青霉素由小规模实验生产到大规模工 业生产的过程中。 33. 培养基中的PH值愈低，所需的灭菌时间也愈短。 34. 氧的溶解度很低，但在培养过程中，不需要氧的浓度达到 或接近饱和值，而只要超过某一临界浓度即可，此时细胞 的呼吸强度保持恒定 35. 空气过滤除菌的介质有棉花纤维、玻璃纤维、颗粒状活性 炭、聚乙烯类树脂等 36. 在对数生长期，细胞浓度随培养时间呈对数增长关系。 37. 溶氧电极法只需单一的溶氧电极，就可以测得实际发酵系 统中的体积溶氧系数。 38. 有关放大的方法，都是基于某一关键性参数值不变为原则。 39. 连续灭菌多适用于液体培养基。 40. 连续培养技术可筛选特殊微生物，如可富集到耐高温或耐 低温菌
31. 微生物的比热死亡速率常数由微生物菌体 的 和 两个因素决定。 32. 单纤维捕集效率中，重要的三个机制 是 、 和 。 33. 发酵罐通气条件下的搅拌功率通常 不通气条 件下的搅拌功率。 34. Monod方程中动力学常数的求算常采 用 或 。 35. 酶和活细胞的固定化方法有——、—— 、 和 。
生物反应工程 复习




一、判断题（对的打√，错的打×）（每 题1-1.5分，共15分） 二、填空题（每空1分，共10分） 三、名词解释（每题2-3,共20分） 四 、简答题（共20-30分） 五、计算题（证明题）（共20-30分）
内

容
绪论


培养基灭菌
生化反应动力学


酶及微生物细胞固定化
15. 生化工程学科创立的基础是_____ 。 16. 培养基在保温设备中的流动情况有_____ 、 _____ 、 _____ 三种。 17. 酶促反应动力学的双倒数作图（Lineweaver—Burk作图法）， 得到的直线在横轴上的截距为_____ ，纵轴上的截距为 _____ 。 18. 体积溶氧系数kLa的测定方法主要有_____ ， _____ 。 19. 氧溶解的过程是气体吸收过程，因此可用气体吸收的基本 理论____理论阐述。 20. 温度对酶活力影响有以下两个方面：一方面____ ，另一方 面____ 。
氧的供需


空气除菌
微生物发酵动力学

比拟放大
一、判断题
1. 2. 3. 4. 5. 在对数生长期，细胞浓度与培养时间成直线函数关系。 米氏方程为理论方程，monod方程为经验方程。 酶固定化后活力大都提高，稳定性一般都下降。 L90为过滤除菌效率为90%时过滤介质的厚度。 灭菌计算中，常取灭菌度Ns=10-3，其含义为灭菌后每罐 培养基中残留的活菌数为 1/1000个。 比拟放大就是按比例放大。 单位菌体浓度的耗氧速率为呼吸强度。 微生物细胞的固定化以包埋法为主。 在单级连续培养中，有菌体循环比无菌体循环的发酵效 率高。 单级恒化器是具有恒定化学环境的反应器。
75. 亚硫酸钠氧化法是测定非培养状态下发酵罐内亚硫酸 钠溶液的体积溶氧系数，不是真实发酵液的体积溶氧 系数。

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76. 单级连续培养中，如果调整成μ（比生长速率）> D（稀释速率 ），最终将发生“冲出”现象。即细 胞被全部洗出（wash out)。 77. 限制性底物是指培养基中浓度最小的物质。 78 亚硫酸盐氧化法可以用于测量真实发酵液的Kla。 79. 对培养基进行热灭菌必须以霉菌的孢子为杀灭对 象。 80. 在一定温度下，各种不同微生物的比热死亡速率 常数值相等。 81. 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。 82. 返混是指不同停留时间物料之间的混合。 83. 间歇培养好氧微生物时，菌体耗氧速率是常数。 84. 单级恒化器的稀释速率可以任意调整大小。 85.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。