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1、学习必备欢迎下载1. 生物反应工程的定义: 一生物反应动力学为基础, 将传质过程原理、 设备工程学、 过程动态学及最优化原理等化学方法生物过程方面的知识相结合，进行生物反应过程分析与开发，以及生物反应器的设计、操作和控制。2. 生物反应动力学：主要研究生物反应速率和各种因素对反应速率的影响。生物反应器的研究内容：（1）生物反应器中的传递特质即传质、传热及动量；（ 2）生物器的设计与放大； （3）生物反应器的优化与控制，包括优化操作与优化设计。3. 生物反应器的研究内容（1-34 ）(1) 生物反应器中的传递特性。(2) 生物反应器的设计与放大。(3) 生物反应器的优化与控制。3. 酶促反应中竞
2、争性抑制动力学方程4. 酶促反应中非竞争性抑制动力学方程精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 7 页学习必备欢迎下载5. 酶促反应中反竞争性抑制动力学方程6. 判断酶促反应中竞争性抑制、非竞争性抑制、反竞争性抑制曲线竞争型非竞争型反竞争型精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 7 页学习必备欢迎下载7. 比较酶促反应中竞争性抑制、非竞争性抑制、反竞争性抑制Km 、rmax 的变化8. 双底物酶催化反应的机理有哪些？随机机制：两个底物S1和 S2随机地与酶相结合，
3、产物P1和 P2也随机地释放出来。许多激酶类的催化机制属于此种。顺序机制： 两个底物 S1和 S2与酶结合形成复合物是有顺序的，酶先与底物S1结合形成ES1复合物，然后ES1再与 S2结合形成具有催化活性的ES1S2。乒乓机制：最主要的特点是底物S1和 S2始终不同时与酶结合，其机理式。转氨酶9. 固定化酶的优点：(1) 可连续稳定地生产产物；(2) 反应产物地纯度高、质量好；(3) 生产的副产物少；(4) 反应的动力学常数、反应的最佳pH和反应温度可能按意愿经固定化调整；(5) 固定化酶、细胞在使用时可以再生或回收，可反复使用；(6) 容易实现连续自动控制，节约劳动力；(7) 可大大提高酶、
4、细胞的比生产能力10. 酶固定化的方法：（ 1）载体结合法：将酶或细胞利用共价键或离子键、物理吸附等方法结合于水不溶性载体上的一种固定化方法。水不溶性载体：纤维素、琼脂糖等多糖类或多孔玻璃、离子交换树脂等。（ 2）交联法：利用双功能试剂的作用，在酶分子之间发生交联、凝聚成网状结构，构成固定化酶 ( 细胞 ) （ 3）包埋法：将酶包埋在微细网格或半透性的聚合膜中，使酶分子不能从凝胶的网格中漏出，而小分子的底物和产物可自由通过凝胶网格。包埋法使用的载作主要有聚丙烯酰胺、卡拉胶、琼脂糖和海藻酸钠等。11. 单克莱尔准数物理意义？（ 2-2 ，-46 ）Da(Damkohler准数 ) 是C*的函数，
5、其物理意义是最大反应速率与最大传质速率之比。Da 1 ，CS 0, out 0过程为外扩散控制Da 1 CS C,out 1 过程为反应控制12. 提高固定化酶外扩散效率, 应设法减小Da准数。减小Da准数的措施 ？1、降低固定化酶颗粒的粒径，增大比表面积，但由于粒径减小会伴随压降增加，因此应用中综合考虑，确定合适的粒径。 2 、使固定化酶表面流体处于湍流状态以增大13. 西勒准数的物理意义 ：是表面反应速率与内扩散速率之比。对各类反应动力学与固定精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 7 页学习必备欢迎下载化酶的形状，普遍化的
6、的定义式为 : 14. 提高固定化酶内扩散效率的措施？应设法减小。减小的措施主要是适当降低固定化酶颗粒粒径。15. 什么是酶的半衰期？具有活性的酶浓度降至酶的总浓度一半的时间16. 呼吸商 ：CO2生成速率 /O2消耗速率17. 细胞得率 ：消耗1g 基质生成细胞的克数（指干细胞重），Yx/s =生成细胞的质量/消耗基质的质量18. 理想的微生物生长模型应具备条件：（1) 要明确建立模型的目的。使用模型的目的， 与其说是对微生物生长增殖的复杂现象有统一、 深刻的理解， 不如说是为了进行微生物反应器的设计，找到最佳操作条件和确定出反应过程的合理管理方法。(2) 明确地给出建立模型的假定条件，这样
7、才能明确模型的适用范围(3) 希望所含有的参数，能够通过实验逐个确定(4) 模型应尽可能地简单。19. 代谢产物的生成动力学的类型根据产物生成速率与细胞生长速率之间的关系， Gaden 将其分为三种类型：(a) 相关模型； (b) 部分相关模型；(c) 非相关模型相关模型：是指产物生成与细胞生长呈相关的过程。产物是细胞能量代谢的结果。此时产物通常是基质的分解代谢产物。例如：乙醇、葡萄糖酸等。部分相关模型：反应产物生成与基质消耗仅有间接的关系。产物是能量代谢的间接结果。在细胞生长期内，基本无产物生成。属于这类的有柠檬酸和氨基酸的生产等。非相关模型：产物的生成与细胞的生长无直接关系。在微生物生长阶
8、段，无产物积累，当细胞停止生长，产物却大量生成。属于这类的有青霉素等二级代谢产物的生产。20. 分批式操作的特点及其优缺点特点：微生物所处的环境不断变化；适合于少量多品种的发酵生产；发生杂菌污染时终止操作容易；可比较容易通过改变处理对策来改变运转条件变化或转产新产品；对原料组成要求较粗放等。优点： 设备制作费用低；同一设备可进行多种产品生产；发生杂菌污染或菌种变异概率低等缺点： 反应器非生产周期长；频繁灭菌易使检测装置损伤；每次培养均要接种导致生产成本增加；需要非稳定过程控制费用等21. 分批培养产生延迟期的原因21,2SSeqSCCssPPdCsDerrAV精选学习资料 - - - - -
9、- - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 7 页学习必备欢迎下载菌体适应培养基营养的改变；菌体适应培养基物理环境如温度、pH 以及渗透压等的变化等； 培养基中存在抑制剂或接种时带入了一些有害的代谢产物抑制菌体生长；接入的种子为孢子，孢子发芽需要一定时间；接种静止期或种龄较大的种子。22. 分批培养进入静止期的原因培养基中必须的营养物质耗尽；有害代谢产物的积累；氧的供应不足；生长因子不足；生长的空间不够等。23. 补料分批式操作（流加操作）的优缺点优点：同一套设备可进行多种产品生产；可任意控制反应器中的基质浓度；可确保微生物所需的环境；如果能够了解菌体在分批过程中的
10、性质，可获得产物高收率缺点：存在非生产周期；要较高的投入（需要控制和高价的检测装置）；人员操作加大了污染的危险；由于频繁染菌，易使检测装置损伤。24. 连续式操作的优缺点优点：可维持稳定的操作条件，从而使产率和产品质量保持相应稳定；能够有效实现机械化和自动化，降低劳动强度， 减少操作人员与病原微生物和毒性产物接触的机会；减少设备清洗、准备和灭菌等非生产占用时间，提高设备的利用率，节省劳动力和工时；可减少灭菌次数，延长测量仪器探头的寿命；容易对过程进行优化，有效地提高发酵产率缺点：对设备、 仪器及控制元器件的技术要求较高，从而增加投资成本；开放的系统和长周期发酵， 易造成杂菌污染；长周期连续发酵
11、易发生微生物变异，生长慢的高产菌株可逐渐被生长快的低产变异菌株取代，从而降低产率； 丝状菌体易附着在器壁上和在发酵液中结团，造成连续操作的困难。25. 临界稀释率临界稀释率DCri稀释率的改变并不是无止境的，而是有一个限度的；增大稀释率会造成菌体浓度下降，如果超过临界稀释率(DCri) ，则会出现“洗光” (washout) 现象26. 氧传递的停滞膜模型的基本论点是(6-53) A. 在气液两相间存在界面，界面两旁具有两层稳定的薄膜，即气膜和液膜。这两层稳定的薄膜在任何流体力学条件下，均呈滞流状态B. 在气液界面上，两相的浓度总是相互平衡（空气中氧的浓度与溶解在液体中的氧的浓度处于平衡状态）
12、 ，即界面上不存在氧传递阻力C. 在两膜以外的气液两相的主流中，由于流体充分流动，氧的浓度基本上是均匀的，也就是无任何传质阻力，因此，氧由气相主体到液相主体所遇到阻力仅存在于两层滞流膜中27. 影响氧传质速率的因素(6-59) 根据氧传递速率方程：OTR = kL a(C * -C ) 28. 影响氧的溶解度因素(6-60) 增加罐压；增加空气中氧的含量，进行富氧通气操作。29. 影响气液比表面积(a) 的因素 (6-62) 气液比表面积的大小取决于截留在培养液的气体体积以及气泡的大小。截留在液体中的气体越多，气泡的直径越小，那么气泡比表面积就越大。30. 影响氧传质系数kLa 的因素 (6-
13、64) 和(6-84) 搅拌：采用机械搅拌是普通提高溶氧系数的行之有效的方法。空气线速度：空气的线速度增大，增加了溶氧，氧传递系数KL相应地也增大。过大的空气线速度会使搅拌桨叶不能打散空气，气流形成大气泡在轴的周围逸出，使搅拌效率和溶氧速率都大大降低。空气分布管：空气分布管的型式、喷口直径及管口与罐底距离的相对位置对氧溶解速率有精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 7 页学习必备欢迎下载较大的影响。培养液的性质：微生物的生命活动，引起培养液的性质的改变，特别是粘表面张力、离子液度、密度、扩散系数等，从而影响到气泡的大小、气泡的
14、稳定性，进而对氧传递系数KL带来很大的影响。发酵液粘度：的改变还会影响到液体的湍流性以及界面或液膜阻力，从而影响到氧传递系数 KL。当发酵液浓度增大时，粘度也增大，氧传递系数KL就降低。发酵液中泡沫的大量形成会使菌体与泡沫形成稳定的乳浊液，影响到氧传递系数。表面活性剂 ： 培养液中消泡用的油脂等具有亲水端和疏水端的表面活性物质分布在气液界面，增大了传递的阻力，使氧传递系数KL等发生变化，离子强度：一般在电解质溶液中生成的气泡比在水中小得多，因而有较大的比表面积。在同一气液接触的发酵罐中，在同样的条件下，电解质溶液的氧传递系数KL比水大，而且随电解质浓度的增加，KL也有较大的增加。菌体浓度：影响
15、 kLa 的因素可分为三部分：操作变量：包括温度、压力、通风量、转速（搅拌功率）等；反应液的理化性质：包括反应液的粘度、表面张力、氧的溶解度、反应液的组成成分、反应液的流动状态、发酵类型等；反应器的结构：指反应器的类型、反应器各部分尺寸的比例、空气分布器的形式等。31. 化学法测定溶解氧(6-73) 碘量法（GB7489-87）MnSO4+2NaOH=Mn（OH ）2+Na2SO42Mn （OH ）2+O2=2H2MnO3 H2MnO3 十 Mn （OH ）2MnMnO3+2H2O （棕色沉淀）加入浓硫酸使棕色沉淀（MnMn03 ）与溶液中所加入的碘化钾发生反应，而析出碘，溶解氧越多，析出的碘
16、也越多，溶液的颜色也就越深。2KI+H2SO4=2HI+K2SO4 MnMnO3+2H2SO4+2HI=2MnSO4+I2+3H2O I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6 再以淀粉作指示剂，用硫代硫酸钠滴定释放出的碘，来计算溶解氧的含量32. 提高氧传递速率Na的途径提高氧传递速率Na的两条途径：一是提高氧传质推动力（C*-C）; 二是提高kLa值。33. 停留时间 (7-40)： 是指反应物料进入反应器时算起，至离开反应器时为止所经历的时间。34. 选择性选择性(7-43) ：Sp（selectivity）是在有副反应发生的复合反应中，能够转变为目的产物的底物变化总量中，实际上转
17、变为目的产物的比率。35. 生物反应器的放大方法（7-79 ）生物反应器的放大方法可分为: （1）数学模拟放大； （2）因次分析法放大； （3）经验法则放大 ( 包括反复实验法、部分解析法放大等) 。36 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？最基本假设：微生物生长中，生长培养基中只有一种物质的浓度（其它组分过量）会影响其生长速率， 这种物质被称为限制性( 生长 ) 基质。并且认为微生物为均衡生长且为简单的单一反应。米氏是机理方程，而 Monod方程是经验性方程。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 7 页学习必备欢迎下载精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 7 页