1、生化反應工程試題（總5頁）-本頁僅作為文檔封面使用時請直接刪除即可-內頁可以根據需求調整合適字體及大小-（1）微生物的熱阻：微生物對熱的抵抗力稱為熱阻。是指微生 物在某一特定條件（主要是溫度和加熱方式）下的致死時 間。表征不同微生物對熱抵抗能力強弱的指標。（2）有效電子數：1摩爾碳源完全氧化時，所需的氧的摩爾數 的4倍，稱為該基質的有效電子數。（3）kLa：以©-0為推動力的體積溶氧系數（hj（4）混合：指的是相同停留時間、不同空間位置的物料之間的 一種以達到均勻狀態為目的過程。（5）停留時間：指反應物料從進入反應器時算起，至離開反應 器時為止所經歷的時間。）（6）寫出定義式：細胞生

2、長得率Yx/s二生成細胞的質量（干重）/消耗底物的 質量s = p選擇性'心（S°-S）1.何為生化工程，生化工程的研究內容有哪些？生化工程全稱是生物化學工程（BiochemicalEngineering）,是為生物技術服務的化學工程。它是利用化學工 程原理和方法對實驗室所取得的生物技術成果加以開發，使之成 為生物反應過程的一門學科，是生物化學與工程學相互滲透所形 成的一門新學科。它應用工程學這一實踐技術，以生物體細胞（包括微生物細胞、動物細胞、植物細胞）作為研究的主角、生 物化學作為理論基礎，從動態、定量、微觀的角度，廣泛而深刻 地揭示了生物工業的過程。所以生化工程是化學工

3、程的一個分 支，也是生物工程的一個重要組成部分。具體的研究內容： 原料預處理：即底物（酶催化反應中的作用物）或培養 基（發酵過程中的底物及營養物，也稱營養基質）的制備過程，包 括原料的物理、化學加工和滅菌過程。 生物催化劑的制備：生物催化劑是指游離或固定化的活細 胞或酶，微生物是最常用的活細胞催化劑，酶催化劑則從細胞中 提取出來。 生物反應的主體設備：即生物反應器，凡反應中采用整體 微生物細胞時，反應器則稱發酵罐；凡采用酶催化劑時，則稱為 酶反應器。另還有適用于動植物細胞大量培養的裝置。 生物化工產品的分離和精制：這一部分常稱下游加工，是生化 分離工程的主要內容。主要探討生化工業中生物制品分離

4、和純化 的工程技術，以及生化分離過程中一些主要的分離單元操作和分 離工程領域的新技術。2請采用穩態法推導米氏方程。答：對單底物酶促反應STP,根據酶一底物中間復合物假 說，其反應機制可表示為：E + S ES > E + P下面采用穩態法推導其動力學方程。幾點假設：(1) Cs»Ce,中間復合物ES的形成不會降低CSo(2) 不考慮E + POEP這個可逆反應。(3) CS»CE中間復合物ES-經分解，產生的游離酶立即 與底物結合，使中間復合物ES濃度保持衡定，即根據穩態法假設建立動力學方程:= kCECs -kCES f =0Ceo = Ce + Ces解之，得kg

5、CEo'sk、+ k，小&貝 |J r =K,”+C$3簡述雙膜理論的基本觀點。答：雙膜理論的基本觀點為：(1) 在氣液兩個流體相間存在界面，界面兩旁具有兩層穩定 的薄膜，即氣膜和液膜，這兩層穩定的薄膜在任何流體動力學條 件下，均呈滯流狀態；(2) 在氣液界面上，兩相的濃度總是相互平衡，空氣中氧的 濃度與溶解在液體中的氧的濃度處于平衡狀態，即界面上不存在 氧傳遞阻力。(3) 在兩膜以外的氣液兩相的主流中，由于液體充分流動， 氧的濃度基本上是均勻的，也就是說無任創傳質阻力，因此，氧 由氣相主體到液相主體所遇到阻力存在于兩層滯流膜中。4在某種水解酶的作用下葡萄糖-6-硫酸可以分解為

6、葡萄糖和硫 酸。在一定的酶濃度下，測得M-M方程中的參數Km= X 10' mol/l, rTOX=3X10_7niol/(l min)。對該反應,半乳糖-6-硫酸是 競爭性抑制劑。當 Cs=2X 10 moI/1 , CF1 X10'5mol/I 時，測 得反應速率rsl= X 10 mo I / (I min)o試求心和值。解：由題意可得：a _s15x10_9 = 3x10- x2xlO-kntl +2xlO'5kn!l =3.98xlO3mol/L5 = 5 (1 + J) = 6.7 x 10-4 (1 += 3.98x 10K、k, =2.02xl0-7mo

7、l/L 5乙醇為基質，好氧培養酵母，反應式為CH5OH + aO +bNH? t cCH、75A0 l5O05 +dCO +eHO 呼吸商RQ = 0.6。求系數a、b、c、dx eo解：已知RQ=- = 0.6a根據元素平衡式，有C： 2 = c + dH： 6 + 3Z? = 1.75c + 2e0：1 + 2a = 0.5c + 2d + eN： Z? = 0.15C聯立氣5）式求解，得d=所以，反應式為6采用合成培養基，在1*生物反應器中進行大腸桿菌分批培 養，菌體的生長變化可利用Monod方程描述，已知pmix =0.93勺嚴,心=0.7 lkg/nF,基質初始濃度為5（kg/F, 菌體初始濃度X。=O.lk/myx/s = 0.6kg/kg （以細胞/基質 計），求當80%的基質已反應時所需時間。解：根據菌體得率的定義v _x-x。X" So-S80%基質已反應時菌體濃度X = X（）+ 儀小（S。一S） = 0.1 + 0.6x50x80% = 24.1（/衛）80%基質已反應時基質濃度S = 50（l-x） = 50x （1-80%） = 10（焙/F）所以在整個反應過程中，S»Ks，