生物反应工程 贾士儒 试卷2.docx

生物反应工程_贾士儒_试卷2.docx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)稀释率:Da准数:菌体得率:菌体得率常数:停留吋间:转化率:外扩散效率因了:产物生成比速: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=uo( )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过程屮,污染了杂菌Y,若Ux>Uy,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/卩〜1/S曲线,指出曲线1、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。图2曲线I:曲线II:曲线I:曲线II:曲线IIL图3为连续培养的数学模型,请在图中标出临界稀释率De和最大生产强度下的稀释率Dm。图4为微牛物牛长模型,请图示说明如何判断限制性基质?图3 图4五、简答题(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?举例说明连续培养的应用?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)以葡萄糖为限制性基质,在稀释率D=(l/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)++—++,^Azotobactervinelandii,从实验数据中求得维持常数m=,菌体得率常数YG=54g/molo求氧的维持常数及氧对菌体的理论得率Ygo。(6分)3、某种IW以游离嗨形式进行IW促反应时所得动力学参数Km==10mol/(L*min)o该卿在某种载体颗粒表面固定化后进行同一促反应,所得动力学参数Km=/=8mol/(L・min)。求底物浓度为lmol/L吋,该固定化酶的效率因子qo(6分)4、推导底物抑制酶促反应动力学方程。(6分)•水解生成葡萄糖,底物流量F=,转化率咒=80%,反应符合米氏方程,rm=-3mol/(),Km=⑴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,为确保比生长速率卩=",按照指数式流加葡萄糖。菌体的生长可以用Monod方程表达,|im=,Ks==,菌体浓度为Xo=,菌体得率Yx/s=,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)二、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:当冇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屮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)转化率:〔=匹£或力二也二So S祈外扩散效率因子:77,h=—ro产物生成比速:QP=—pXdtDa准数:Da=4N,”菌体得率:Yx,s=%-aS菌体得率常数:dX("S)g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。(V)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。(X)3、 流加培养达到拟稳态时,D=uo(V)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。(X)5、 连续培养微生物X过程中,污染了杂菌Y,若》x>»y,则杂菌Y不能在系统屮保留。(J)四、 图形题(12分)图1为微生物生长动力学1/卩〜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。图2曲线I:竞争性抑制曲线II:无抑制曲线I:部分生长偶联型曲线II:生t偶联型曲线III:非生长偶联型图3为连续培养的数学模型,