2008-4生物反应工程A答案05级(标准 )

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考试方式：闭卷

太原理工大学《生物反应工程》A 试卷答案

适用专业：05级生物工程 考试日期： 2008-4- 时间： 120 分钟 共 6页

一．名词解释（每题3分,共30分)

1. 固定化酶的位阻效应

答：是载体的遮蔽作用（如载体的空隙大小、固定化位置或方法不当）给酶的活性中心或调节中心造成空间障碍，使底物和效应物无法与酶接触等引起的。

2. 单细胞微生物的世代时间 答：细胞两次分裂之间的时间。

3. 生物需氧量

答：一般有机物可被微生物所分解，微生物分解水中有机物需消耗氧，所消耗水中溶解氧的总量称为生物需氧量，为环境监测指标。

4. Y ATP

答：消耗1摩尔ATP 所获得的干菌体克数，g/mol.

5. 微生物生长动力学的非结构模型

答：不考虑细胞结构，每个细胞之间无差别，即认为细胞为单一成分。这种理想状态下建立起来的动力学模型称为非结构模型。

6. 恒浊法

答：指预先规定细胞浓度，通过基质流量控制以适应细胞的既定浓度的方法。

7. k L a

答：体积传质系数，1/s

8. 牛顿型流体

9. 答：剪切力与切变率比值为定值或剪切力与速度梯度成正比时称为牛顿型流体。

10.临界溶氧浓度

答;指不影响呼吸所允许的最低溶氧浓度。 11.非均衡生长

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/K

s

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速率之间的关系，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[S

in ]＞＞K

s

，所以根据Monod方程可以认为D

cri

≈μ

max

。

（√）

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。设酶促反应机制为：

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试推导其速率方程为

,[][]([])(1p M AX p m I

r S r I K S K =

++

推导：根据稳态学说有：

112[][][]()[]d S k E S k k ES dt

+-+=-+，（2分）；稳态时，

[]d S dt

=0，

又因为：0[][][][][]E E ES EI EIS =+++,（0.5分）；

[][][][][]

[]

I E I ES I k EI EIS =

=

,（0.5分）； [][][]

s E S k ES =

，（0.5分）；12

1

m k k k k -+=

，（0.5分）；

,m ax 02[],p r E k =2[]p r ES k =（0.5分）；

把上面式子整理可得：

,[][]([])(1p M AX p m I

r S r I K S K =

++

（0.5分）。

2. 试推导代谢产物的比生成速率（π）与微生物细胞的比生长速率（μ）、基质的

比消耗速率（γ）有如下关系：

π=

[]d P X dt

=Y P/X μ=-Y P/S γ

推导：

π=

[]d P X dt

=

[]//d P dX Xdt dX

=

Y P/X μ=

[]/[]/[]

d P d S Xdt d S =/[]P X d S Y X dt

?

=

-Y P/S γ

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3. 试推导在微生物恒化器法单级连续培养中，当达到稳态时，细胞的比生长速率等于稀释率，即 μ=D 其中稀释率D=

F V

，F 为培养液流入与流出速率，L/h;V 为反应器内培养液的体积，L 。

推导：对微生物菌体进行物料平衡计算：

dX V V X FX dt

μ?

=-，（2分）；方程两边同除以V 得：

dX F X X dt

V

μ=-

，因为D=

F V

（1分）；

所以

dX X D X dt

μ=-。达稳态时

dX dt

=0，所以有X D X μ-=0 所以D μ=（2分）。

4. 在微生物反应器的分批操作中，设静止期菌体浓度为X st ，死亡速率常数为K d ，推导残留菌体浓度与时间的关系式。

解：在考虑微生物生长的同时，也有一部分细胞死亡，此时Monod 方程 改写为：m ax []

[]

s S k S μμ

=

+-Kd,（2分）； 即

m ax []

[]

d s S dX X K X dt

k S μ=

-+。在衰退期，由于底物已全部

耗尽，因此，d dX K X dt

=-。（1分）；当ｔ＝０时，Ｘ＝Ｘｓｔ，（1分）；积分上式，则：d K t

st X X e

-=（1分）。

四．计算题（每题5分，共20分）

1.在啤酒酵母的生长实验中，消耗0.2kg 糖，得到0.0746kg 酵母细胞，释放出二氧化碳0.121kg ，并消耗了氧气0.0672kg ，求酵母细胞得率Y X/S 和呼吸商RQ 。 解：[]0.2,0.0746,S kg X kg ?=?=0.07460.373/[]

0.2

X S

X Y kg kg S ?∴=

=

=?（2.5分）

； ＲＱ＝

0.121100044 1.30.0672100032

?÷=?÷（2.5分）。

2.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 氨生成菌体48mol 、二氧化碳312mol 和水432mol 。求氧的消耗量和酵母菌体的化学组成。

解：根据题意写出如下反应方程式：

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261263221004848312432w X y z aO C H O N H C H O N C O H O ++→++（2分）；

元素平衡：Ｃ：100648312W ?=+（0.5分）

； Ｈ：10012483484322X

?+?=+?（0.5分）

； Ｏ：21006483122432a y +?=+?+（0.5

分）；

Ｎ：48148z ?=，（0.5分）；

又因为：ＲＱ＝

312a

（0.5分）；解上述方程得：

ａ＝３００；ｗ＝６； ｘ＝１０； ｙ＝３ 所以酵母的化学组成为：6103C H O N （0.5分）

3. 一种细菌连续（恒化器）培养中获得如下结果：

μ为比生长速率，[S]为限制性底物浓度，若反应适用Monod 方程，求μmax 和K s 。

解： 把Ｍｏｎｏｄ方程变形为：

m ax

m ax

1

1

1[]s

K S μ

μμ=

+

，（2分）；以1[]S 为横坐标，1μ

为纵坐标，作出如下图。

在纵坐标截距为３.４５，与横坐标相交于－７.３３，所以10.14/7.33

s K g L =

=（3分）。

（说明：由于本题属于作图求解，故所求数据稍有不同应得分）。

4.下表是在间歇操作的釡式反应器中进行的一组实验数据，试用Monod 方程拟合上述实验数据的菌体生成速率方程，并求其动力学参数。△t 为两次取样的时间间隔，[]S 为两次取样的平均基质浓度，X 为两次取样的菌体浓度。

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根据细胞生长动力学，细胞的生长速率可表示为：X dX r X dt

μ==，

由Monod 方程变形为：

m ax

m ax

11[]s

X

K X r S μμ=+ ，（3分）；根据实验提供的数据，在很短的实验时间间隔内，上式可表示为： X X r t

?=

?，

m ax

m ax

11[]s

X

K X r S μμ=

+

以

1[]

X

X r S

作图，图为一条直线，表明微生物的生长符合Monod 方程，并由该图确定动力学参数：

10.033s

k -

=-，∴30.3S k ∴=，

m ax m ax

1

1.350.74μμ=∴=0.74[]30.3[]

X S X r X S μ∴==

+

0.74[]30.3[]

X S X r X S μ∴==

+（2分）（说明：由于本题属于作图求解，故所求数据稍有不同应

得分）。

生物反应工程期末总结

绪论 1.生物技术产品的生产过程主要由哪四个部分组成？ （1）原材料的预处理； （2）生物催化剂的制备； （3）生化反应器及其反应条件的选择和监控； （4）产物的分离纯化。 2.什么是生化反应工程,生化反应工程的研究的主要内容是什么? 定义：以生化反应动力学为基础，运用传递过程原理及工程学原理与方法，进行生化反应过程的工程技术分析、开发以及生化反应器的设计、放大、操作控制等综合边缘学科。 主要内容：生物反应动力学和生物反应器的设计，优化和放大 3. 生物反应过程的主要特点是什么？ 1.采用生物催化剂，反应过程在常温常压下进行，可用DNA重组及原生质体融合技术制备和改造 2.采用可再生资源 3.设备简单，能耗低 4.专一性强，转化率高，制备酶成本高，发酵过程成本低，应用广，但反应机理复杂，较难控制，反应液杂质较多，给提取纯化带来困难。 4. 研究方法 经验模型法、半经验模型法、数学模型法；多尺度关联分析模型法（因次分析法）和计算流体力学研究法。 第1章 1. 酶作为生物催化剂具有那些催化剂的共性和其独特的催化特性？谈谈酶反应专一性的机制。 催化共性:降低反应的活化能，加快生化反应的速率；反应前后状态不变. 催化特性:高效的催化活性;高度的专一性; 酶反应需要辅因子的参与;酶的催化活性可被调控;酶易变性与失活。 机制：锁钥学说；诱导契合学说 2. 什么叫抑制剂？ 某些物质，它们并不引起酶蛋白变性，但能与酶分子上的某些必需基团（主要是指活性中心上的一些基团）发生化学反应，因而引起酶活力下降，甚至丧失，致使酶反应速率降低，能引起这种抑制作用的物质称为抑制剂。 3. 简单酶催化反应动力学（重点之重点） 4．酶动力学参数的求取方法(L-B法、E-H法、H-W法和积分法) L-B法: E-H法： H-W法： 积分法： S S ) (1) S c mI s m s s I I m i K C K ↓ ?++

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？ Ⅰ Ⅱ 1/μ Ⅰ Ⅱ

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？ X DX

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 +1.18H2O

20084生物反应工程A答案05级标准

考试方式：闭卷 太原理工大学《生物反应工程》A 试卷答案 适用专业：05级生物工程 考试日期： 2008-4- 时间： 120 分钟 共 6页 一．名词解释（每题3分,共30分) 1. 固定化酶的位阻效应 答：是载体的遮蔽作用（如载体的空隙大小、固定化位置或方法不当）给酶的活性中心或调节中心造成空间障碍，使底物和效应物无法与酶接触等引起的。 2. 单细胞微生物的世代时间 答：细胞两次分裂之间的时间。 3. 生物需氧量 答：一般有机物可被微生物所分解，微生物分解水中有机物需消耗氧，所消耗水中溶解氧的总量称为生物需氧量，为环境监测指标。 4. Y ATP 答：消耗1摩尔ATP 所获得的干菌体克数，g/mol. 5. 微生物生长动力学的非结构模型 答：不考虑细胞结构，每个细胞之间无差别，即认为细胞为单一成分。这种理想状态下建立起来的动力学模型称为非结构模型。 6. 恒浊法 答：指预先规定细胞浓度，通过基质流量控制以适应细胞的既定浓度的方法。 7. k L a 答：体积传质系数，1/s 8. 牛顿型流体 9. 答：剪切力与切变率比值为定值或剪切力与速度梯度成正比时称为牛顿型流体。 10.临界溶氧浓度 答;指不影响呼吸所允许的最低溶氧浓度。 11.非均衡生长 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/K s 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速率之间的关系，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[S in ]＞＞K s ，所以根据Monod 方程可以认为D cri ≈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。设酶促反应机制为： 试推导其速率方程为

《生物分离工程》复习内容提要

2009级《生物分离工程》复习内容提要 第一章绪论：重点节：第二节、第三节 1、生物分离工程的一般流程Page4 2、生物分离纯化工艺过程的选择依据Page5 3、生物分离过程的特点Page6 第二章发酵液的预处理：重点节：第一节 1、发酵液的一般特性Page9 2、发酵液预处理的要求Page10-11 3、发酵液预处理的方法Page11-16 4、凝集&絮凝Page11-12 5、转筒真空过滤机的结构和工作原理Page27-28 第三章细胞分离技术：重点节：第二节

1、差速离心&密度梯度离心Page31 2、比较不同细胞破碎方法（机械法、化学法、物理法和酶溶法）的原理和优缺点Page34-39 3、比较珠磨法、高压匀浆法和超声波细胞破碎法的优缺点Page34-36 4、细胞破碎的方法主要有哪些？选择破碎方法时应考虑哪些因素？（自己总结） 5、蛋白质复性及其主要复性方法（稀释与透析、色谱、反胶束）Page41-45 第四章沉淀技术：重点节：第三节 1、盐析的原理Page51 2、K s和β分级盐析法Page52 3、什么是饱和度？盐析沉淀操作曲线的制作实验步骤Page54 4、盐析操作计算Page53-54 5、主要的沉淀方法（盐析、有机溶剂、等电点、变性沉淀等）及其优缺点比较Page27-28

第五章萃取技术：重点节：第二节（二）、第三节（二、三）、第四节（一、二、四）、第六节（一、二）、第八节（一、二、三、四） 1、萃取分配系数、相比、萃取分离系数Page65 2、单级萃取、多级逆流萃取、多级错流萃取理论收率和萃余率的计算Page67-70 3、物理萃取&化学萃取Page72-73 4、水相条件如何影响有机溶剂萃取过程Page73-74 5、有机溶剂萃取剂的选择原则Page74 6、解释双水相相图Page81 7、常用的双水相系统有哪些？Page80-81 8、什么是道南电位Page82，试述道南平衡理论在双水相萃取、纳滤膜分离机制和离子交换 树脂分离机制解释中的应用。（自己总结） 9、影响双水相分配系数的主要因素有哪些？Page83-84

生物反应工程复习资料

生物反应工程原理复习资料 生物反应过程与化学反应过程的本质区别在于有生物催化剂参与反应。 生物反应工程是指将实验室的成果经放大而成为可提供工业化生产的工艺工程。 酶和酶的反应特征 酶是一种生物催化剂，具有蛋白质的一切属性；具有催化剂的所有特征；具有其特有的催化特征。 酶的来源：动物、植物和微生物 酶的分类：氧化还原酶、水解酶、裂合酶、转移酶、连接酶和异构酶 酶的性质：1）催化共性：①降低反应的活化能②加快反应速率③不能改变反应的平衡常数。 2)催化特性：①较高的催化效率 ②很强的专一性 ③温和的反应条件 易变性和失活 3）调节功能：浓度、激素、共价修饰、抑制剂、反馈调节等 固定化酶的性质 固定化酶：在一定空间呈封闭状态的酶，能够进行连续反应，反应后可以回收利用。 与游离酶的区别： 游离酶----一般一次性使用（近来借助于膜分离技术可实现反复使用） 固定化酶--能长期、连续使用（底物产物的扩散过程对反应速率有一定的影响；一般情况下稳定性有所提高；以离子键、物理吸附、疏水结合等法固定的酶在活性降低后，可添加新鲜酶溶液，使有活性的酶再次固定，“再生”活性） 固定化对酶性质的影响：底物专一性的改变 、稳定性增强 、最适pH 值和最适温度变化、动力学参数的变化 单底物均相酶反应动力学 米氏方程 快速平衡法假设：（1）CS>>CE ，中间复合物ES 的形成不会降低CS （2）不考虑 这个可逆反应（3） 为快速平衡， 为整个反应的限速阶段，因此ES 分解成产物不足以 破坏这个平衡 稳态法假设：（1）CS>>CE ，中间复合物ES 的形成不会降低CS （2）不考虑 这个可逆反应（3）中间复合物ES 一经分解，产生的游离酶立即与底物结合，使中间复合物ES 浓度保持衡定，即 P E ES S E k k k +→+?-2 1 1 P E ES +←ES S E ?+P E ES +→P E ES +←0=dt dC ES

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2 Ⅰ Ⅱ 1/r d /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？ X DX

2、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。

生物反应工程考试试卷标准答案

生物反应工程考试试卷标准答案 一、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。 二、请列出下列物理量的数学表达式 (10分) 停留时间：f V = τ 呼吸商：22/O CO Q Q RQ = 稀释率：V F D = Da 准数： m m N r Da = 转化率：0 0S S S t -= χ 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 4 S crit 如图所示。 若S

最新生物反应工程期末总结

L-B 法: E-H法：H-W r p 1 r p 1 K m r max r max 1 C s C s C s r K m K r max r s C s 绪论 1.生物技术产品的生产过程主要由哪四个部分组成？ （1）原材料的预处理； （2）生物催化剂的制备； （3）生化反应器及其反应条件的选择和监控； （4）产物的分离纯化。 2.什么是生化反应工程 , 生化反应工程的研究的主要内容是什么 ? 定义：以生化反应动力学为基础，运用传递过程原理及工程学原理与方法，进行生化反应过程的工程技术分析、开发以及生化反应器的设计、放大、操作控制等综合边缘学科。主要内容：生物反应动力学和生物反应器的设计，优化和放大 3.生物反应过程的主要特点是什么？ 1.采用生物催化剂，反应过程在常温常压下进行，可用DNA重组及原生质体融合技术制 备和改造 2.采用可再生资源 3.设备简单，能耗低 4.专一性强，转化率高，制备酶成本高，发酵过程成本低，应用广，但反应机理复杂，较难控制，反应液杂质较多，给提取纯化带来困难。 4.研究方法经验模型法、半经验模型法、数学模型法；多尺度关联分析模型法（因次分析法）和计算流体力学研究法。 第1章 1.酶作为生物催化剂具有那些催化剂的共性和其独特的催化特性？谈谈酶反应专一性的机制。 催化共性: 降低反应的活化能，加快生化反应的速率；反应前后状态不变. 催化特性:高效的催化活性; 高度的专一性; 酶反应需要辅因子的参与; 酶的催化活性可被调控; 酶易变性与失活。 机制：锁钥学说；诱导契合学说 2.什么叫抑制剂？ 某些物质，它们并不引起酶蛋白变性，但能与酶分子上的某些必需基团（主要是指活性中心上的一些基团）发生化学反应，因而引起酶活力下降，甚至丧失，致使酶反应速率降低，能引起这种抑制作用的物质称为抑制剂。 3.简单酶催化反应动力学（重点之重点） 4．酶动力学参数的求取方法（L-B 法、 E-H法、 H-W法和积分法）

表面活性剂在细胞破碎的应用

学校代码：__11059__学号：1302021035 Hefei University 下游处理技术 XIAYOUC HULIJIS HUZONGS HU 论文题目：表面活性剂在细胞破碎的应用 学位类别：本科 学科专业：生物技术 作者姓名：刘壮 导师姓名：于宙 完成时间：2016.4.29

表面活性剂在细胞破碎的应用 摘要 表面活性剂的结构中有一个亲水基团，通常是离子；一个疏水基团，通常是烃基。表面活性剂的结构特性赋予了其既能和水也能和脂类作用的特性。表面活性剂是一类具有表面活性的物质，溶于溶液后，能显著降低液体表面张力，并能改变溶液的增溶能力。细菌细胞壁的主要成分是肽聚糖，同时也含有蛋白质和脂质。用表面活性剂处理后可增大细胞壁的通透性[1]，这就是表面活性剂在细胞壁的破碎的原理。而细胞破碎是提取胞内产物的必由之路。本文将重点讲述表面活性剂在细胞破碎的应用。 关键词：表面活性剂；cmc；原理 沿革 在工业生产中有些目标产物不再发酵液中，而在生物体中，尤其是基因工程菌产生的大多数蛋白质不会被分分泌到发酵液中，而是在细胞内乘积。脂类物质和一些抗生素也是包含在细菌体中。这时就需要进行细胞破碎。 细胞破碎的方法很多，但是他们适用的范围和破碎效率不同。许多方法仅适合与实验室和小规模破碎。目前工业上生产应用最广泛的是高压匀浆法和珠磨法，由于他们处理量大，速度非常快而备受青睐。但是由于消耗机械能而产生大量的热量，使料液温度升高，容易造成生物活性的丧失容易造成活性物质的破坏[2]。化学方法如增溶法，通过添加表面活性剂，溶解细胞壁的脂，造成细胞壁通透性的改变，从而达到细胞破碎的目的。通过添加表面活性剂要比上述两种方法相对温和。表面活性剂处理制成细胞悬液后可用离心分离除去细胞碎片，在用其他方法如吸附柱或萃取剂分离制得产品。

生物反应工程原理习题解答

所求产物生成速率为： 3ES2r k c = （1） （1）快速平衡法 1E S 1ES1k c c k c -= 1 ES1E S 1 k c c c k -= （2） 2ES12ES2k c k c -= 2 ES2ES12 k c c k -= （3） 将（2）式代入（3）式，有 12 ES2E S 12 k k c c c k k --= 代入（1）式，得 123 E S 12 k k k r c c k k --= （2）拟稳态法 ES2 2ES13ES22ES20dc k c k c k c dt -=--= （4） ES1 1E S 2ES21ES12ES10dc k c c k c k c k c dt --=+--= （5） 将（4）式与（5）式相加，得 1E S 1ES13ES20k c c k c k c ---= （6） 由（4）式，则 32 ES1ES22 k k c c k -+= 代入（6）式，解得： 12 ES2E S 131223 k k c c c k k k k k k ---=++ 代入（1）式，得： 123 E S 131223k k k r c c k k k k k k ---=++ 2-2 解 所求产物生成速率为：

3ESS 4ES r k c k c =+ （1） ES 1E S 1ES 2ES S 2ESS 3ESS 4ES 0dc k c c k c k c c k c k c k c dt --=--++-= 即 ()()1E S 124ES 23ESS 0S k c c k k c k c k k c ---++++= （2） ESS 2ES S 2ESS 3ESS 0dc k c c k c k c dt -=--= 即 2ES S ESS 23k c c c k k -=+ （3） 代入（2）式，求得： 1E S ES 14 k c c c k k -=+ （4） 代入（3）式，求得： ()() 2 12E S ESS 2314k k c c c k k k k --= ++ （5） 将式（4）和（5）代入（1）式，有 ()() 212314E S E S 231414k k k k k r c c c c k k k k k k ---=++++ 2-3 解 线性拟合方程，23.34 1.8410y x -=+?， max 0.299 mol/(L min)r =?，3m 5.5010 mol/L K -=?。计算结果与使用最小二乘法的结果完全相同。 2-4 解 由，max S0 * m S0 r c r K c = +，有 ()()max S0 * 3m 3.9810 mol/L r r c K r --= =? 由，*I m m I 1c K K K ?? =+ ??? ，有

生物分离工程总结2

1，生物分离工程：是指从发酵液，酶反应液或动植物细胞培养液中分离，纯化生物产品的过程。它描述了生物产品的分离，纯化过程的原理，方法和设备，因为它处于整个生物产品生产过程的后端，所以也称为生物工程下游技术。2，凝集：通过加入无机盐，在无机盐作用下，发酵液中的胶体脱稳并使粒子相互凝集成块状絮凝体的过程。3，絮凝：指某些高分子絮凝剂能在悬浮粒子之间产生桥梁作用，使胶粒形成粗大絮凝团的过程。4，离心分离：是指在离心场的作用下，将悬浮液中的固相和液相加以分离的方法。5，过滤：发酵液通过一种多孔介质，固体颗粒被截留的过程。6，滤饼过滤：固体颗粒沉积于过滤介质表面形成滤渣层。7，深层过滤：固体颗粒进入并沉积于多孔孔道内，溶液经孔道缝隙流过滤渣。8，细胞破碎：是采用一定的方法，在一定程度上破坏细胞壁和细胞膜，使细胞内容物包括目的产物成分释放出来的技术，是分离纯化细胞内合成的非分泌型生化物质的基础。9，机械破碎法：通过机械运动产生的剪切力使组织细胞破碎。10，物理破碎法：通过各种物理因素作用，使组织细胞的外层结构破坏，使细胞破碎。生物分离工程（下游加工过程）11，化学破碎法：通过各种化学试剂对细胞膜的作用，使组织细胞的外层结构破坏，使细胞破碎。12，通过细胞本身酶系或外加酶催化剂的催化作用，使外层结构破坏。13，超声破碎法：在超声波作用下，液体发生空化作用，空穴的形成，增大和闭合产生极大的冲击波和剪切力，使细胞破碎。14，空化作用：指存在于液体中的微气核空化泡在声波作用下发生变化，声压达到一定值，在声波纵向传插负压区，空泡化增大，在声波传播的正压区，空泡闭合，在反复增大，闭合中，空泡化崩溃，崩溃的瞬间，产生巨大的剪切力。15，酶解法：利用溶解细胞壁的酶处理菌体细胞，使细胞壁受到破坏后，再利用渗透压冲击等方法破坏细胞膜。16，酶解—自溶作用：利用生物体自身产生的酶来溶胞，而不需要外加其他酶。17，自溶作用：改变其生长环境，可诱发产生过剩的这种酶或激发产生其他的自溶酶，以达到自溶作用。18，包含体：一种蛋白质不溶性聚集体，包括目标蛋白，菌体蛋白等。目标蛋白的一级结构是正确的但立体结构是错误的，所以没有生物活性。19，沉淀：是指溶液中加入沉淀剂使溶质溶解度降低，生成无定形固体从溶液中析出的过程。20，盐析法：蛋白质在高离子强度的溶液中溶解度降低，以至于从溶液中沉淀出来的方法。21，等电点沉淀法：利用蛋白质在pH等于其等电点的溶液中溶解度下降的原理进行沉淀。22，萃取：利用溶质在互不相溶的溶解度不同，用一种溶剂把溶质从它与另一种溶剂所组成的溶液中提取出来的方法。23，分配定律：在恒温恒压下，溶质在互不相溶的；两相中分配，达到分配平衡后，如果其在两相中的相对分子质量相等，则其在两相中的平衡浓度之比为一常数，称为分配系数k。k=a/c2=萃取相中的浓度/翠余相的浓度。24，超临界流体：是指物质处于其临界温度和临界压力以上而形成的一种特殊状态的流体。25，超临界流体萃取：也叫气体萃取，流体萃取，稠密气体萃取或蒸馏萃取。作为一种分离过程的开发和应用，是基于一种溶剂对固体和液体的萃取能力和选择性在超临界状态下较之在常温常压下可获得极大的提高。它是利用超临界流体，即温度和压力略超过或靠近临界温度和临界压力，介于气体和液体之间的流体，作为萃取剂，从固体或液体中萃取出某种高沸点或热敏性成分，以达到分离和纯化的目的。26，膜分离过程：是具有选择透过性的天然或合成薄膜为分离介质，在膜两侧的推动力作用下，原料液体混合物或气体混合物中的某个或某些组分选择性地透过膜，使混合物达到分离，分级，提纯，富集和浓缩的过程。27，水通量：指纯水在一定温度，压力下（,25℃），单位时间，单位膜面积透过的水的量。 28微滤：以压力差为推动力，截留水中粒径在~ 10m之间的颗粒物的膜分离技术。29，超滤：在压力差的驱动下，用可以阻挡不同大小分子的滤板或滤膜将液体过滤的方法。30，纳滤：以压力差为推动力，介于反渗透和超滤之间的截留水中粒径为纳米级颗粒物的一种膜分离技术。

生物反应工程复习 ()

生物反应工程原理复习资料 生物反应过程与化学反应过程的本质区别在于有生物催化剂参与反应。 生物反应工程是指将实验室的成果经放大而成为可提供工业化生产的工艺工程。 酶和酶的反应特征 酶是一种生物催化剂，具有蛋白质的一切属性；具有催化剂的所有特征；具有其特有的催化特征。 酶的来源：动物、植物和微生物 酶的分类：氧化还原酶、水解酶、裂合酶、转移酶、连接酶和异构酶 酶的性质：1）催化共性：①降低反应的活化能②加快反应速率③不能改变反应的平衡常 数。 2)催化特性：①较高的催化效率 ②很强的专一性 ③温和的反应条件 易变性 和失活 3）调节功能：浓度、激素、共价修饰、抑制剂、反馈调节等 固定化酶的性质 固定化酶：在一定空间呈封闭状态的酶，能够进行连续反应，反应后可以回收利用。 与游离酶的区别： 游离酶----一般一次性使用（近来借助于膜分离技术可实现反复使用） 固定化酶--能长期、连续使用（底物产物的扩散过程对反应速率有一定的影响；一般情况下稳定性有所提高；以离子键、物理吸附、疏水结合等法固定的酶在活性降低后，可添加新鲜酶溶液，使有活性的酶再次固定，“再生”活性） 固定化对酶性质的影响：底物专一性的改变 、稳定性增强 、最适pH 值和最适温度变化、动力学参数的变化 单底物均相酶反应动力学 米氏方程 快速平衡法假设：（1）CS>>CE ，中间复合物ES 的形成不会降低CS （2）不考虑 这个可逆反应（3） 为快速平衡， 为整个反应的限速阶段，因此ES 分解成产物不足以破坏这个平衡 稳态法假设：（1）CS>>CE ，中间复合物ES 的 形成不会降低CS （2）不考虑 双倒数法（Linewear Burk ）： 对米氏方程两侧取倒数 得 以 作图 得一直线，直线斜率为 ，截距为 根据直线斜率和截距可计算出Km 和rmax 抑制剂对酶反应的影响： 失活作用（不可逆抑制） 抑制作用（可逆抑制 ）：竞争抑制 、反竞争抑制 、非竞争抑制 、 混合型抑制 竞争抑制反应机理： 非竞争抑制反应机理： 可逆抑制各自的特点：P37 多底物均相酶反应动力学 (这里讨论：双底物双产物情况 ) 强制有序机制 S m C r K r r 111max max +=S C r 1~1Q P B A +→+P E ES +←ES S E ?+P E ES +→0=dt dC ES

生物分离工程部分习题和答案新编完整版

生物分离工程部分习题 和答案新编 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】

第一章导论 一解释名词 生物下游加工过程（生物分离工程），生物加工过程 1 、生物下游加工过程（生物分离工程）：从发酵液、酶反应液或动/植物细胞培养液中将目标产物提取、浓缩、分离、纯化和成品化的过程。（ppt 第一章、课本page 1） 2、生物加工过程：一般将生物产品的生产过程叫生物加工过程，包括优良生物物种的选育、基因工程、细胞工程、生物反应工程及目标产物的分离纯化过程。（课本page 1） 二简答题 1 生物产品与普通化工产品分离过程有何不同？（生物下游加工过程特点是什么？）答：生物下游加工过程特点： <1>：发酵液组成复杂，固液分离困难——这是生物分离过程中的薄弱环节 <2>：原料中目标产物含量低，有时甚至是极微量——从酒精的1/10到抗菌素 1/100， 酶1/100万左右，成本高。 <3>：原料液中常伴有降解目标产物的杂质——各种蛋白酶降解基因工程蛋白产物， 应快速分离。 <4>：原料液中常伴有与目标产物性质非常相近的杂质——高效纯化技术进行分离。 <5>：生物产品稳定性差——严格限制操作条件，保证产物活性。 <6>：分离过程常需要多步骤操作，收率低，分离成本高——提高每一步的产物收得 率，尽可能减少操作步骤。 <7>：各批次反应液性质有所差异——分离技术具有一定的弹性。 2 生物分离工程在生物技术中的地位？ 答：生物技术的主要目标产物是生物物质的高效生产，而分离纯化是生物产品工程的重要环节，而且分离工程的质量往往决定整个生物加工过程的成败，因此，生物分离纯化过程在生物技术中极为重要。 3 分离效率评价的主要标准有哪些？各有什么意义？（ppt） 答：根据分离目的的不同，评价分离效率主要有3个标准：

生物分离工程考试重点

第一章绪论（5分） P8思考题：1、5、6 1、生物分离工程：是指从发酵液、酶反应液或动植物细胞培养液中分离、纯化生物产品的过程。P1 2、生物分离纯化过程的一般流程可分为几大部分?分别包括哪些单元操作？P4 答：一、发酵液的预处理（固液分离）：单元操作：过滤和离心； 二、产物的提取（初纯化）：单元操作：沉淀、吸附、萃取、超滤； 三、产物的精制（高度纯化）：单元操作：层析（包括柱层析和薄层层析）、离子交换、亲和色谱、吸附色谱、电色谱； 四、成品的加工处理：单元操作：浓缩、结晶和干燥； 第二章发酵液的预处理（2分） 1、发酵液预处理的方法：凝集和絮凝、加热法、调节PH法、加水稀释法、加入助滤剂法、加吸附剂法或加盐法、高价态无机离子去除的方法、可溶性杂蛋白质去除的方法、色素及其他杂质去除的方法。P11 2、凝集：指在投加的化学物质(如水解的凝集剂、铝、铁的盐类或石灰等)作用下，发酵液中的胶体脱稳并使粒子相互凝集成为1mm大小块状絮凝体的过程。P11 3、絮凝：指某些高分子絮凝剂能在悬浮粒子之间产生桥梁作用，使胶粒形成粗大絮凝团的过程。P12 4、具体方法中常采用的物质试剂：P14~15 调节PH法：一般采用草酸等有机酸或某些无机的酸碱； 高价态无机离子去除的方法： ①、Ca2＋的去除：常采用的酸化剂为草酸； ②、Mg2＋的去除：采用加入磷酸盐，是Mg＋生成磷酸镁沉淀的方法； ③、Fe3＋的去除：采用加入黄血盐，生成普鲁士蓝沉淀的方法。 5、影响发酵液过滤的因素：P17 一、菌种：决定发酵液中各种悬浮粒子的大小和形状； 二、发酵液黏度：通常发酵液黏度越大，分离速度越慢 影响其因素有：①发酵条件、②放罐时间、③发酵染菌、④发酵液的PH、温度 6、错流过滤：料液流动方向与过滤介质平行的过滤，常用的过滤介质为微孔滤膜或超滤膜，主要适用于悬浮粒子细小的发酵液，如细菌发酵液的过滤。P18

生物分离工程完整版

一、选择题： 1、生物分离过程的一般步骤包括___D____。 A、预处理和固液分离 B、初步纯化 C、高度纯化和成品加工 D、A，B和C 2、生物悬浮液常用的预处理方法有：____D_____。 A、加热法 B、调节悬浮液的pH值的大小 C、凝聚和絮凝 D、A，B和C 3、有机溶液沉淀是利用亲水性的有机溶剂______A____，从而降低溶质的溶解度来实现的。 A、降低水的活度 B、降低溶质的浓度 C、增加水化层厚度 D、提高介质的介电常数 5、反胶团萃取是利用两性表面活性剂在____B___有机溶剂中亲___C___性基团自发向内形成反微团的的原理而实现的。 A、极性 B、水 C、非极性 D、脂 6、双水相萃取是利用_________B_________的原理。 A、物质在互不相溶的两相间的分配系数的差异 B、物质在互不相溶的两水相间的分配系数的差异 C、物质在互不相溶的两相间的溶解度的差异 D、物质在互不相溶的两水相间的溶解度的差异 7、反渗透膜分离的原理是______B________。 A、利用反渗透膜，使溶液中的水能通过而使溶质浓缩的过程 B、利用渗透膜，使溶 液中的水能通过而使溶质浓缩的过程C、利用渗透膜，使溶液中的溶质能通过而水分子被截留的过程D、利用反渗透膜，使溶液中的溶质能通过而水分子被截留的过程 8、电泳分离是利用物质的__B__差异进行分离的方法。 A、在力场中沉降速度 B、在电场中泳动速度 C、pI D、相对分子质量 9、细胞的化学破碎的推动力为____B_______。 A、胞内外的蒸汽压差 B、胞内外的渗透压差 C、机械力 D、浓度差 二、填空题

分离工程知识点总结

生物分离工程知识点总结（2014.12.11）： 一、概论： 1.生物分离工程的特点 （1）目的产物来源和种类广泛，成分复杂 （2）目的产物含量少,浓度低 （3）生化产品的稳定性差，对操作条件要求严格：热、极端pH值和有机溶剂等会引起变性失活；化学和微生物降解 （4）产品的质量要求高 2．纯度、回收率和纯化倍数的定义 纯度： 1.）生物技术产品的质量主要看产品的纯度和均一性,在纯化过程中需着重考虑产品最终纯度要求。 2.）纯度受分析方法精确度的限制， 3.）分离纯化过程中纯度可用于评价分离效果但不一定代表产品质量。 回收率 单步操作回收率：操作后目标产物的总量与操作前目标产物总量比值，用％表示 总回收率：经分离纯化得到的最终产物的总量与初始原料中产物的总量的比值，用％表示；总回收率等于各步操作的回收率的乘积 纯化倍数：纯化倍数：操作后纯度/操作前纯度 单步纯化倍数取决于所采用的纯化方法和纯化效果 总纯化倍数高低取决于目的蛋白含量比例和纯化效果 【矛盾：总纯化倍数越高，需要的分离纯化步骤越多，总回收率越低】3.分离纯化的一般步骤

不同产物、同一产物不同技术路线采用的纯化工艺不同，但分离纯化的主要工艺步骤仍具有共同性： 1.）原材料的预处理：将目的产物从原始材料中提取出来 2.）固-液分离：固体杂质的去除 3.）目的产物分离：从提取物中去除可溶性杂质 4.）目的产物纯化：去除残留杂质使目标产物达到所需纯度 5.）对目标产物进行必要的后加工(修饰、加稳定剂、佐剂) 4.分离纯化的原则和目标 分离纯化的原则： （1) 尽可能简单、低耗、高效、快速。 （2) 分离步骤尽可能少。 （3) 避免相同原理的分离技术多次重复出现 （4) 尽量减少新化合物进入待分离的溶液。引起新的化学污染；蛋白质的变性失活 （5) 合理的分离步骤次序：先高通量，后低通量；先低选择性，后高选择性；先低成本，后高成本。 分离纯化的目标 （1）最小化操作体积；（2）最少化操作步骤（3）组合不同机理分离技术 分离纯化三部曲：“ 1.提取；将目标产品从原料中初步纯化；浓缩和提高稳定性 (如：去除蛋白水解酶)；去除主要杂质。【重速度和处理量】 2.纯化：进一步去除杂质，纯化目标产品【重收率和处理量】 3.精制：去除痕量杂质；调整产品保存条件；保证试剂安全性【重分辨率】5.概念 1．）什么是生物分离工程？ 为提取生物产品时所需的原理、方法、技术及相关硬件设备的总称，指从发酵液、动植物细胞培养液、酶反应液和动植物组织细胞与体液等中提取、分离纯化、富集生物产品的过程。 分离－强调将不同物质分离开；纯化－强调产品纯度不断增加 2.）生物分离工程的单元操作 单元操作：完成一道工序所需的一种方法和手段。 目的产物与杂质之间在各物理化学和生物学性质上存在差异。利用各种差异选用不同的分离方法可将目的产物分离出来。 利用混合物不同组份间分配系数的差异，将其分配到两个或更多物相中，如盐析、沉淀、层析、萃取等； 在单一物相中利用不同物理力场将混合物中各组份分配到不同区域中去，如超速离心、超滤等 可利用来进行分离的性质有：分子大小、分子量、分子形状、溶解度、电荷性、疏水性以及与配基亲和力等

生物反应工程原理作业答案

简答题 1、说明动物细胞培养反应器中流体剪切力的主要来源？ P210 主要来源为：机械剪切力、气体搅拌剪切力 2、说明固定化酶反应的Φ模数的物理意义，它与那些变量与参数有关？ P103 Φ = 表面浓度下的反应速率 / 内扩散速率 = 最大反应速率的特征值 / 最大内扩散速率的特征值 一级反应：e 1V P P 1D k S V =Φ Φ1 = Φ1 (V P ，S P ，k V1，D e ) Φ与内扩散速率、反应速率、内扩散阻力、对反应速率的限制程度、有效因子η等有关，而内扩散的有效因子又和颗粒粒度、颗粒活性、孔隙率、孔径、反应温度等有关 3、哪些传递过程特性与流体流动的微观效应有关？ P223，P298 7-30，PPT P1图 4、从反应器内物料混合的角度说明反应器放大过程中传递过程特性的变化？ P235 有流体流变特性、流体剪切作用、传质特性、氧的传递、质量传递 5、说明生物反应器中对流体剪切力的估计参数有哪些？ P210 通过混合，可使反应器中物料组成与温度、pH 分布更趋于均匀，可强化反应体系的传质与传热，使细胞或颗粒保持悬浮状态 (1) 宏观混合：机械搅拌反应物流发生设备尺寸环流，物料在设备尺度上得到混合，对连续流动反应器即为返混 (2) 微观混合：物料微团尺度上的混合，反映了反应器内物料的聚集状态 6、生物反应器操作选择补料分批培养的理由有哪些？ P131，P177 (1) 积分剪切因子 I ．SF = ΔμL / Δx = 2πNd / (D -d) (2) 时均切变率 γave (3) 最小湍流漩涡长度λ 7、说明临界溶氧浓度的生理学意义？ P62，P219 补料分批操作的特点是：可调节细胞反应过程环境中营养物质的浓度，一方面可避免某些营养成分的初始浓度过高而出现底物抑制的现象；另一方面又可防止某些限制性营养成分在反应过程中被耗尽而影响细胞生长及产物形成。同时还可解除产物的反馈抑制及葡萄糖的分解阻遏效应等。故在细胞反应过程中，实施流加操作可有效对反应过程加以控制，以提高反应过程的水平。

制药工艺学重点归纳总结含典型习题

制药工艺学重点归纳总结含典型习题 一、名词解释： 1. 类型反应法：指利用常见的典型有机化学反应与合成方法进行合成工艺路线设计的方法。（主要包括功能基形成的单元反应和特殊反应，以及各类物质的通用合成方法。有明显类型结构特点以及功能基特点的化合物，可采用此种方法进行设计。） 2. 分批灭菌：指将配置好的培养基放在发酵罐或其他装置中，通入蒸气将培养基和所用设备一起进行灭菌的操作过程。 连续灭菌：指培养基在发酵罐外经过一套灭菌设备连续的加热灭菌，冷却后送入已灭菌的发酵罐的工艺过程。 3. 清污分流：指将清水（间接冷却水、雨水、生活用水等）、污水（包括药物生产过程中排放的各种废水）分别经过各自的管道进行排泄或储留，以利于清水的套用和污水的处理。 4. 质量作用定律：当温度不变时，化学反应的瞬间反应速率与直接参与反应的物质瞬间浓度的乘积成正比，并且每种反应物浓度的指数等于反应式中各反应物的系数。 5. 转化率：对于某一组分来说，反应所消耗的物料量与投入反应物料之比称为该组分的转化率。 收（产）率：某主要产物实际产量与投入原料计算的理论产量的比值。 选择性：各种产物、副产物中，主产物所占比率或者百分率。 【收率＝转化率×选择性】 6. 清洁生产：指将整体预防的环境策略持续应用于生产过程的产品中，以减少对人类和环境的风险的一种生产模式。 7. 第一类污染物：指能在环境或生物体蓄积，对人体健康产生长远不良影响者。（《污水综合排放标准》中规定的此类污染物有13种：总汞，烷基汞，总镉，总铬，六价铬，总砷，总铅，总镍，苯并（a）芘，总铍，总银，总α放射性，总β放射性） 8. 对映体过量：指在两个对映体的混合物中，其中一个对映体相对于另一个而过量的 百分数，表征对映体的光学纯度。 非对映体过量：指在两个非对映体的混合物中，其中一个非对映体相对于另一个而过量的百分数，表征非对映体的光学纯度。 二、问答题： 1. 当设计和选择了较为合理的药物合成路线后，怎样进行药物合成工艺的研究？如何得到适合的反应配料比？ 答：在药物合成路线的设计和选择完成后，还要进行最佳工艺条件的优化和选择，包括：○1

生物反应工程期末总结

生物反应工程期末总结 Document number：NOCG-YUNOO-BUYTT-UU986-1986UT

绪论 1.生物技术产品的生产过程主要由哪四个部分组成 （1）原材料的预处理； （2）生物催化剂的制备； （3）生化反应器及其反应条件的选择和监控； （4）产物的分离纯化。 2.什么是生化反应工程,生化反应工程的研究的主要内容是什么 定义：以生化反应动力学为基础，运用传递过程原理及工程学原理与方法，进行生化反应过程的工程技术分析、开发以及生化反应器的设计、放大、操作控制等综合边缘学科。 主要内容：生物反应动力学和生物反应器的设计，优化和放大 3. 生物反应过程的主要特点是什么 1.采用生物催化剂，反应过程在常温常压下进行，可用DNA重组及原生质体融合技术制备和改造 2.采用可再生资源 3.设备简单，能耗低 4.专一性强，转化率高，制备酶成本高，发酵过程成本低，应用广，但反应机理复杂，较难控制，反应液杂质较多，给提取纯化带来困难。 4. 研究方法 经验模型法、半经验模型法、数学模型法；多尺度关联分析模型法（因次分析法）和计算流体力学研究法。 第1章 1. 酶作为生物催化剂具有那些催化剂的共性和其独特的催化特性谈谈酶反应专一性的机制。 催化共性:降低反应的活化能，加快生化反应的速率；反应前后状态不变. 催化特性:高效的催化活性;高度的专一性; 酶反应需要辅因子的参与;酶的催化活性可被调控;酶易变性与失活。 机制：锁钥学说；诱导契合学说 2. 什么叫抑制剂 某些物质，它们并不引起酶蛋白变性，但能与酶分子上的某些必需基团（主要是指活性中心上的一些基团）发生化学反应，因而引起酶活力下降，甚至丧失，致使酶反应速率降低，能引起这种抑制作用的物质称为抑制剂。 3. 简单酶催化反应动力学（重点之重点） 4．酶动力学参数的求取方法(L-B法、E-H法、H-W法和积分法) L-B法: E-H法：H-W法：