生物反应工程 贾士儒 试卷.doc

生物反应工程_贾士儒_试卷生物反应工程考试试卷(2004年4月)班级姓名成绩基本概念(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LuedukingandPiret模型,指出曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ代表的产物类型。ⅠⅡ1/μ1/SmQPⅠⅡⅢ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Dcrit和最大生产强度下的稀释率Dm。图4为微生物生长模型,请图示说明如何判断限制性基质?μSXDXX,DXD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??、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),在稀释率D=(1/h)条件下,连续培养Candidautilis,建立了化学平衡式,结果如下,求菌体得率YX/S。(4分)++++,在通风条件下连续培养Azotobactervinelandii,从实验数据中求得维持常数m=´10-3mol/,菌体得率常数YG=54g/mol。求氧的维持常数mo及氧对菌体的理论得率YGO。(6分)3、某种酶以游离酶形式进行酶促反应时所得动力学参数Km==10mol/()。该酶在某种载体颗粒表面固定化后进行同一酶促反应,所得动力学参数Km´=´=8mol/()。求底物浓度为1mol/L时,该固定化酶的效率因子η。(6分)4、推导底物抑制酶促反应动力学方程。(6分),底物流量F=,转化率c=80%,反应符合米氏方程,rm=×10-3mol/(),Km=。求(1)采用PFR型酶反应器所需体积。(2)采用单级CSTR型酶反应器所需体积。(10分)6、流加培养青霉菌中,为确保比生长速率μ=-1,按照指数式流加葡萄糖。菌体的生长可以用Monod方程表达,μm=-1,Ks=。流加开始时培养液体积V0=,菌体浓度为X0=,菌体得率YX/S=。求流加培养至20h时反应器内基质浓度和培养液体积,流加开始与20h时的流加速度。(8分)生物反应工程试卷标准答案(2004年4月)基本概念(8分)返混:不同停留时间的物料的混合,称为返混。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。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。有效电子转移:是指物质在氧化过程中伴随着能量释放所进行的电子转移。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:或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LuedukingandPiret模型,指出曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ代表的产物类型。ⅠⅡ1/μ1/SmQPⅠⅡⅢ图1图2曲线Ⅰ:竞争性抑制曲线Ⅰ:部分生长偶联型曲线Ⅱ:无抑制曲线Ⅱ:生长偶联型曲线Ⅲ:非生长偶联型图3为连续培养的数学模型,请在图中标出临界稀释率Dcrit和最大生产强度下的稀