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第一章绪论一、生物化学的的概念：生物化学（biochemistry)是利用化学的原理与方法去探讨生命的一门科学，它是介于化学、生物学及物理学之间的一门边缘学科。
二、生物化学的发展：1．叙述生物化学阶段：是生物化学发展的萌芽阶段，其主要的工作是分析和研究生物体的组成成分以及生物体的分泌物和排泄物。
2．动态生物化学阶段：是生物化学蓬勃发展的时期。
就在这一时期，人们基本上弄清了生物体内各种主要化学物质的代谢途径。
3．分子生物学阶段：这一阶段的主要研究工作就是探讨各种生物大分子的结构与其功能之间的关系。
三、生物化学研究的主要方面：1．生物体的物质组成：高等生物体主要由蛋白质、核酸、糖类、脂类以及水、无机盐等组成，此外还含有一些低分子物质。
2．物质代谢：物质代谢的基本过程主要包括三大步骤：消化、吸收→中间代谢→排泄。
其中，中间代谢过程是在细胞内进行的，最为复杂的化学变化过程，它包括合成代谢，分解代谢，物质互变，代谢调控，能量代谢几方面的内容。
3．细胞信号转导：细胞内存在多条信号转导途径，而这些途径之间通过一定的方式方式相互交织在一起，从而构成了非常复杂的信号转导网络，调控细胞的代谢、生理活动及生长分化。
4．生物分子的结构与功能：通过对生物大分子结构的理解，揭示结构与功能之间的关系。
5．遗传与繁殖：对生物体遗传与繁殖的分子机制的研究，也是现代生物化学与分子生物学研究的一个重要内容。
第二章蛋白质的结构与功能一、氨基酸：1．结构特点：氨基酸(amino acid)是蛋白质分子的基本组成单位。
构成天然蛋白质分子的氨基酸约有20种，除脯氨酸为α-亚氨基酸、甘氨酸不含手性碳原子外，其余氨基酸均为L-α-氨基酸。
2．分类：根据氨基酸的R基团的极性大小可将氨基酸分为四类：①非极性中性氨基酸(8种)；②极性中性氨基酸(7种)；③酸性氨基酸(Glu和Asp)；④碱性氨基酸(Lys、Arg和His)。
二、肽键与肽链：肽键(peptide bond)是指由一分子氨基酸的α-羧基与另一分子氨基酸的α-氨基经脱水而形成的共价键(-CO -NH-)。
学校代码：10128学号：201120303009《水污染控制工程课程设计》说明书题目：生物膜—悬浮生长联合工艺处理生活污水工艺设计学生姓名:康博学院:能源与动力工程学院系别：环境科学与工程系专业：环境工程班级：环工11—2指导教师:李桂兰摘要生活污水主要是城市生活中使用的各种洗涤剂和污水、垃圾、粪便等,多为无毒的无机盐类，生活污水中含氮、磷、硫多，致病细菌多。
而且生活污水可以导致病原体污染、富营养化污染、酸、碱、盐污染。
由于家庭用水，初期雨水、洗涤等用水，使废水中的N,P严重超标，而且COD,BOD的值也在增加，为了减少这些指标的含量,我采用了A2/O工艺浸没式MBR来对废水中的N,P的去除。
膜生物反应器（MBR）是以酶、微生物或动植物细胞为催化剂进行化学反应或生物转化，同时借助膜分离技术装置不断的分离出反应产物并截留催化剂而进行反应的装置.污水处理中的MBR法是将膜分离技术中的超、微滤技术和活性污泥法有机结合的污水处理高新技术，主要有膜组件、生物反应器、物料输送三部分组成，其运行原理是利用反应器内大量的微生物有效地降解污水中各种有机物,使水质得到净化，并通过膜分离装置代替传统工艺中的二沉池，提高固液分离的效率，从而得到优质的出水，基本解决了传统的活性污泥法存在的污泥膨胀、污泥浓度低等因素造成的出水水质达不到中水回用要求的问题。
关键词:生活污水、MBR、A2/O工艺AbstractSewage is mainly used in all kinds of detergents and city life sewage, trash，waste, etc。
， are non-toxic inorganic salts, sewage containing nitrogen, phosphorus，sulfur, disease—causing bacteria。
Can lead to pathogens and sewage pollution and eutrophication pollution, acid， alkali, salt pollution。
高中生物生态工程的基本原理
生态工程是以生物学和生态学为基础，运用工程技术手段调节、修复和改善环境的一门交叉学科。
其基本原理包括生态系统的特征、工程手段的选择和应用以及生态系统的动态平衡。
首先，在生态工程中，了解和理解生态系统的特征是至关重要的。
生态系统是由生物群落和非生物环境组成的有机整体。
它包括物质和能量的循环，以及生物之间和生物与环境之间的相互作用。
生态工程师需要了解生态系统的结构、功能和相互关系，以便制定合理的工程方案。
其次，选择和应用适当的工程手段是生态工程的关键。
根据特定的问题和目标，生态工程师需要选择合适的工程手段，以达到修复、调节或改善环境的目的。
例如，植物修复是一种常用的生态工程手段，通过利用植物的生长和代谢特性，吸收和稀释有毒物质、固定土壤、保护土壤等。
此外，还可以利用人工湿地、河流修复、海岸保护等工程手段，对环境进行修复和改善。
最后，生态系统的动态平衡是生态工程的目标之一、生态系统具有稳定性和动态平衡的特点，生态工程旨在通过调节和修复，使生态系统恢复到相对稳定的状态。
为了实现这一目标，需要掌握生态系统的演替规律和调节机制。
例如，在生物多样性保护中，保护和恢复生物多样性是保持生态系统稳定的关键因素之一
总之，生态工程的基本原理涉及到生态系统的特征、工程手段的选择和应用以及生态系统的动态平衡。
通过深入理解这些原理，生态工程师可以更好地解决环境问题，并为实现可持续发展做出贡献。
第19章代谢总论1、分解代谢: 有机营养物, 不管是从环境获得的, 还是自身储存的, 通过一系列反应步骤变为较小的, 较简单的物质的过程称为分解代谢。
2、合成代谢: 又称生物合成, 是生物体利用小分子或大分子的结构原件建造成自身大分子的过程。
3、ATP储存自由能为生物体的一切生命活动提供能量。
满足以下四方面的需要: ①生物合成、②肌肉收缩、③营养物逆浓度梯度跨膜运送、④在DNA、RNA、蛋白质能生物合成中, 以特殊方式起递能作用。
4、能够直接提供自由能推动生物体多种化学反应的核苷酸类分子除ATP外, 还有GTP, UTP, CTP。
GTP对G蛋白的活化, 蛋白质的生物合成, 蛋白质的寻靶作用, 蛋白质的转运等等都作为推动力提供自由能。
5、FMN, 黄素腺嘌呤单核苷酸, FAD, 黄素腺嘌呤二核苷酸, 它们是另一类在传递电子和氢原子中起作用的载体。
FMN和FAD都能接受两个电子和两个氢原子, 它们在氧化还原反应中, 特别是在氧化呼吸链中起着传递电子和氢原子的作用。
6、辅酶A, 简写为CoA, 分子中含有腺嘌呤、D-核糖、磷酸、焦磷酸、泛酸和巯基乙胺。
在水解时释放出大量的自由能。
第20章遗传缺欠症缺乏尿黑酸氧化酶, 导致酪氨酸的代谢中间物尿黑酸不能氧化而随尿排出体外, 在空气中使尿变成黑色。
苯丙酮尿症, 是苯丙氨酸发生异常代谢的结果, 这是尿中出现苯丙氨酸。
但酪氨酸的代谢仍然正常。
通过以上两种不正常的代谢现象, 是苯丙氨酸的代谢途径得到了阐明。
第21章生物能学1、高能磷酸化合物的类型.碳氧键..氮磷键型-如胍基磷酸化合物。
1.磷酸肌酸。
2.磷酸精氨酸..硫酯键型-活性硫酸基.1.3’-腺苷磷酸5’-磷酰硫酸.2.酰基辅酶A..甲硫键型-活性甲硫氨.2、ATP水解释放的自由能收到许多因素的影响。
当ph升高时ATP释放的自由能明显升高。
还受到Mg2+等其他一些2价阳离子的复杂的影响。
3、ATP在磷酸基团转移中作为中间递体而起作用。
黑曲霉发酵生产柠檬酸（中北)生物技术18083108 陈园园摘要：黑曲霉,半知菌亚门，丝孢纲,丝孢目，丛梗孢科，曲霉属真菌中的一个常见种。
广泛分布于世界各地的粮食、植物性产品和土壤中，是重要的发酵工业菌种。
大多数曲霉菌如泡盛曲霉、米曲霉、温氏曲霉、绿色木霉和黑曲霉都具有产柠檬酸的能力,而黑曲霉的产酸能力更强。
黑曲霉从土壤中分离培养，土壤来源有要求。
黑曲霉和黑根霉菌种用于发酵产柠檬酸，了解产物发酵生产的机理，柠檬酸发酵的发酵条件，掌握发酵过程步骤,了解产物提取的几种方法,学习利用沉淀法提取柠檬酸的原理,掌握沉淀法提取柠檬酸的方法是本次实验的目的要求。
关键词：黑曲霉、黑根霉、柠檬酸实验材料和试剂:样品：新鲜土壤样品（来源于食堂垃圾堆处)培养基:查氏培养基、马铃薯培养基无菌水：带有玻璃珠装有20mL无菌水三角瓶试剂：400U/mL庆大霉素液、10％苯酚、酚酞指示剂、碳酸钙、0。
1M NaOH 、0.1M H2SO4实验器材:无菌培养皿、培养箱、无菌吸管、无菌离心管、电子天平、记号笔、玻璃涂棒、酒精灯、火柴、圆底烧瓶、抽滤瓶、玻璃棒、抽滤设备、冰箱实验步骤一．黑曲霉、黑根霉菌种的分离和培养1。
黑曲霉的分离培养①土壤样品的采集用取样铲，将表层5cm左右的浮土除去，取5～25cm处的土样10～25g，装入事先准备好灭菌容器内扎好。
编号并记录地点、土壤质地、植被名称、时间及其他环境条件。
一般样品取回后应马上分离，以免微生物死亡。
②制平板：在融化好的查氏培养基中加入链霉素0。
2mL/瓶制3块PDA培养基、3块查氏培养基平板。
③制备土壤稀释液：1。
称取土壤2g，放入18mL带有玻璃珠的无菌水三角瓶中，同时加入3滴10％苯酚溶液，振荡5min，即为稀释10－1的土壤悬液。
2。
另取无菌离心管2支,用记号笔编上10－2、10－3、10－4，再加入0.9mL无菌水.取10－1的土壤稀释液，吸取0。
1mL加入第一只离心管中,并在试管内轻轻吹吸数次，使之充分混匀，即成10－2土壤稀释液。
专题二细胞工程（一）植物细胞工程概念：在无菌和人工控制的条件下，将离体的植物器官、组织、细胞培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其产生愈伤组织、丛芽，最终形成完整的植株。
1.理论基础（原理）：细胞全能性全能性表达的难易程度：受精卵＞生殖细胞＞干细胞＞体细胞；植物细胞＞动物细胞2.植物组织培养技术（1）原理：植物细胞的全能性，即具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞，都具有发育成完整个体的潜能。
（2）过程：（3）用途：微型繁殖、作物脱毒、制造人工种子、单倍体育种、细胞产物的工厂化生产。
（4）地位：是培育转基因植物、植物体细胞杂交培育植物新品种的最后一道工序。
3.植物体细胞杂交技术（1）概念：将不同植物的体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，培育成新的植物体的技术。
细胞融合的生物学原理：细胞膜的流动性。
（2）过程：（3）诱导融合的方法：①物理法：离心、振动、电刺激等。
②化学法：一般用乙二醇(PEG)作为诱导剂诱导原生质体融合。
③融合成功的标志：杂种细胞再生出细胞壁。
（4）植物体细胞杂交的终点是培育成杂种植株，而不是形成杂种细胞就结束。
杂种植株特征：具备两种植物的遗传特征。
原因是杂种植株中含有两种植物的遗传物质。
（5）意义：克服了远缘杂交不亲和的障碍。
4.植物细胞工程的实际应用(1)植物繁殖的新途径：微型繁殖(快速繁殖)、作物脱毒、人工种子(2)作物新品种的培育：单倍体育种、突变体的利用、细胞产物的工厂化生产。
（二）动物细胞工程1. 动物细胞培养（1）概念：动物细胞培养就是从动物机体中取出相关的组织，将它分散成单个细胞，然后放在适宜的培养基中，让这些细胞生长和繁殖。
（2）动物细胞培养的流程：取动物组织块（动物胚胎或幼龄动物的器官或组织）→剪碎→用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养瓶中进行原代培养→贴满瓶壁的细胞重新用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞继续传代培养。
八年级生物上册期末考试复习提纲第五单元：生物圈中的其他生物第一章：各种环境中的动物一、知识结构12病毒3、微生物 细菌真菌二、各种生物类群常见代表生物藻类 如水绵 无种子 苔藓 如地钱 孢子植物植物的分类 蕨类 如肾蕨裸子植物 如油松、银杏 被子植物 玉米、向日葵 有种子种子植物注:（1）对动物的分类,除比较外部形态结构 还要比较内部构造和生理功能 （2）细菌真菌等的分类也是根据它们的形态结构特征进行 腔肠动物:珊瑚 软体动物:河蚌 环节动物:蚯蚓 节肢动物:蜘蛛 鱼类 两栖类:大鲵 有脊柱 爬行类:龟 鸟类 哺乳类 无脊柱 动物的分类 无脊椎动物 脊椎动物 藻类植物：水绵、衣藻、海带；苔藓植物：葫芦藓 蕨类植物：肾蕨裸子植物：油松、侧柏、水杉 单子叶植物：玉米双子叶植物：向日葵、花生、大豆 原生动物：草履虫腔肠动物：海蜇、水螅、珊瑚虫、水母 软体动物：河蚌、蜗牛、乌贼、田螺、鲍鱼、贝类鱼类：鲫鱼、带鱼、鳙鱼、海马两栖类：青蛙、蟾蜍、娃娃鱼、蝾螈爬行类：蜥蜴、壁虎、龟、蛇、扬子鳄鸟类：鸽子、猫头鹰、鸵鸟、野鸡哺乳类：猫、狗、蝙蝠、鲸鱼、鸭嘴兽、海豚三、各种动物的特征：（1）腔肠动物：有口无肛门（如海葵、海蛰、珊瑚虫）（2）软体动物：身体柔软，靠贝壳保护身体（如乌贼、章鱼、扇贝、蛾螺等）（3）甲壳动物：有坚硬外壳（水蚤、虾、蟹）（4）环节动物：身体由环状体节构成（如沙蚕、水蛭、蚯蚓等）（5）昆虫：身体可分为头（触角），胸（足3对，翅2对），腹（气管）（6）节肢动物门：身体有许多体节，体表有外骨骼，足和触角分节。
（节肢动物门包括昆虫纲、甲壳纲、蛛形纲、多足纲）（7）两栖动物门：幼体在水中生活用鳃呼吸，成体在陆地生活用肺兼用皮肤呼吸。
变态发育，皮肤裸露，能分泌黏液，有辅助呼吸作用，心脏有二心房一心室，体温不恒定（8）鸟纲：有喙无齿，被覆羽毛，前肢变成翼，骨中空，内充气体，心脏4腔，用肺呼吸，气囊辅助呼吸，体温恒定，生殖为卵生（9）哺乳动物门：体表被毛、牙齿有门、犬、臼齿的分化，体腔内有膈，用肺呼吸；心脏有4个腔，体温恒定，大脑发达，胎生哺乳。
人教版生物生物必修二教材课后习题答案第1章遗传因子的发现第1节《孟德尔的豌豆杂交实验（一）》（一）问题探讨1. 粉色。
因为按照融合遗传的观点，双亲遗传物质在子代体内混合，子代呈现双亲的中介性状，即红色和白色的混合色——粉色。
2. 提示：此问题是开放性问题，目的是引导学生观察、分析身边的生物遗传现象，学生通过对遗传实例的分析，辨析融合遗传观点是否正确。
有些学生可能举出的实例是多个遗传因子控制生物性状的现象（如人体的高度等），从而产生诸多疑惑，教师对此可以不做过多的解释。
只要引导学生能认真思索，积极探讨，投入学习状态即可。
（二）实验1. 与每个小组的实验结果相比，全班实验的总结果更接近预期的结果，即彩球组合类型数量比DD ∶Dd ∶dd=1∶2∶1，彩球代表的显性与隐性类型的数值比为3∶1。
因为实验个体数量越大，越接近统计规律。
如果孟德尔当时只统计10株豌豆杂交的结果，则很难正确地解释性状分离现象，因为实验统计的样本数目足够多，是孟德尔能够正确分析实验结果的前提条件之一。
当对10株豌豆的个体做统计时，会出现较大的误差。
2. 模拟实验的结果与孟德尔的假说是相吻合的。
因为甲、乙小桶内的彩球代表孟德尔实验中的雌、雄配子，从两个桶内分别随机抓取一个彩球进行组合，实际上模拟雌、雄配子的随机组合，统计的数量也足够大，出现了3∶1的结果。
但证明某一假说还需实验验证。
（三）技能训练提示：将获得的紫色花连续几代自交，即将每次自交后代的紫色花选育再进行自交，直至自交后代不再出现白色花为止。
（四）旁栏思考题不会。
因为满足孟德尔实验条件之一是雌、雄配子结合机会相等，即任何一个雄配子（或雌配子）与任何一个雌配子（或雄配子）的结合机会相等，这样才能出现3∶1的性状分离比。
（五）练习基础题1.B。
2.B。
3. （1）在F1水稻细胞中含有一个控制合成支链淀粉的遗传因子和一个控制合成直链淀粉的遗传因子。
在F1形成配子时，两个遗传因子分离，分别进入不同配子中，含支链淀粉遗传因子的配子合成支链淀粉，遇碘变橙红色；含直链淀粉遗传因子的配子合成直链淀粉，遇碘变蓝黑色，其比例为1∶1。
化学反应工程原理化学反应工程是化学工程领域的一个重要分支，它研究的是化学反应在工程领域中的原理和应用。
化学反应工程原理是化学工程师必须要掌握的基础知识之一，它涉及到反应动力学、热力学、传质和传热等多个方面的知识，对于理解和设计化工过程具有重要意义。
在化学反应工程中，反应动力学是一个重要的概念。
它研究的是化学反应速率与反应物浓度之间的关系，以及影响反应速率的因素。
在实际工程中，我们需要通过实验数据来确定反应的速率方程，从而进行反应器的设计和操作。
另外，反应热力学也是化学反应工程中不可忽视的一部分，它研究的是化学反应的热效应，包括反应热、热平衡、热传导等内容。
在设计反应器时，我们需要考虑到反应的放热或吸热特性，以便合理地控制反应温度，保证反应的顺利进行。
除了反应动力学和热力学外，传质和传热也是化学反应工程中的重要内容。
传质研究的是反应物在反应器中的传输过程，包括物质的扩散、对流等。
传热则是指反应过程中产生的热量的传递过程，包括传热系数、传热表面积等参数的计算。
在反应器的设计和操作中，我们需要考虑到传质和传热的影响，以保证反应物质和能量的充分利用。
化学反应工程原理的研究不仅仅是为了理解化学反应的基本规律，更重要的是为了指导工程实践。
在化工生产中，我们需要根据反应物性质、反应条件等因素，选择合适的反应器类型和操作参数，以提高反应的效率和产率。
同时，对于一些复杂的反应体系，如多相反应、催化反应等，我们还需要结合反应工程原理，设计和优化反应器结构，以实现工程化的应用。
总之，化学反应工程原理是化学工程师必须要掌握的基础知识之一，它涉及到反应动力学、热力学、传质和传热等多个方面的知识。
通过对化学反应原理的深入理解，我们可以更好地指导工程实践，提高化工生产的效率和质量，为实现可持续发展做出贡献。
生物化学原理在中医药中的应用【摘要】:从发扬中医学角度来说，掌握生物化学理论和技术，不仅能更深刻理解人体的生长、发育、壮盛、衰老等问题，而且从蛋白质、核酸的分子结构变化来探讨疾病的诊断、治疗和预防，无疑会起到如虎添翼的作用。
同时，生物化学技术在中药的发展中也有不可或缺的作用。
关键词：生物化学原理中药分子技术医疗生物化学主要研究生物体分子结构与功能、物质代谢与调节以及遗传信息传递的分子基础与调控规律，是运用化学理论和技术来研究组成生物体的基本成分及其在生物体内进行的化学变化规律的一门科学，从而揭示生命现象的化学本质。
中医是通过辨证论治来治疗病人也是对生命活动的概括。
因此，随着时代科技的发展，生物化学在中医药中的应用越来越广泛。
一、中医诊断与生物化学的联系心气虚与物质代谢，心气虚证患者：红细胞SOD活性明显下降、血清LPO 含量显著升高，推测由于红细胞SOD活性下降不能保护心肌免受超氧自由基的攻击，以至于产生心气虚的临床症状。
心气虚患者血浆核酸总量及DNA、RNA含量均低于正常对照组，提示心气虚患者蛋白质合成功能有一定的障碍。
脾虚患者：柠檬酸刺激后唾液淀粉酶活性下降，血清胃泌素和胰淀粉酶均显著下降，胃肠蠕动紊乱，小肠吸收功能低下。
这说明脾虚患者的胃肠功能的确紊乱。
木糖排泄率较正常人显著降低，而且食少、腹胀满、大便不调、神疲气短等脾虚四大症状与木糖排泄率有一致性的规律。
血清蛋白酶及其同工酶和胰脂肪酶均显著下降，且食欲减退、食后腹胀与大便溏泻等脾气虚的三个主症与之呈正相关，表明胰腺外分泌功能的降低可视为脾气虚证的特异性诊断标志之一，且淀粉酶总活性的降低取决于胰淀粉酶同工酶的下降，而与唾液淀粉酶无关，为脾气虚证诊断提供了一个更准确更有效的实验指标。
用生物化学方法分析气滞血瘀病人中血液生化指标的变化发现此类病人血乳酸的含量增高。
运用活血化瘀中药治疗后，可以发现体内血乳酸含量明显降低。
运用活血化瘀药后由于微循环得到改善，组织细胞缺氧缓解，体内血乳酸恢复正常。
选修3《现代生物科技专题》知识点总结专题1 基因工程基因工程的概念基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外DNA重组和转基因技术，赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。
基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，又叫做DNA 重组技术。
操作水平：DNA分子水平原理：基因重组优点：1.突破物种界限 2.定向改造生物的遗传特性（一）基因工程的基本工具1.“分子手术刀”——限制性核酸内切酶（限制酶）（1）来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。
（2）功能：能够识别特定的核苷酸序列，并在特定的切点切割，因此具有专一性。
（3）作用的化学键：切割磷酸二酯键(4)结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端。
2.“分子缝合针”——DNA连接酶(1)作用：将两个具有相同粘性末端的DNA片段连接起来，形成重组DNA（2）连接的化学键：磷酸二酯键（3）与DNA聚合酶作用的异同:DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯键。
DNA连接酶是连接两个DNA片段的末端，形成磷酸二酯键。
DNA连接酶DNA聚合酶不同点连接的DNA 双链单链模板不要模板要模板连接的对象2个DNA片段单个脱氧核苷酸添加到已存在的单链DNA片段上相同点作用实质形成磷酸二酯键化学本质蛋白质3.“分子运输车”——运载体（1）载体具备的条件：①能在受体细胞中复制并稳定保存。
②具有一至多个限制酶切点，供外源DNA片段插入。
③具有标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。
（2）最常用的载体是质粒,它是一种环状DNA分子。
（3）其它载体：噬菌体、动植物病毒(二)基因工程的基本操作程序第一步：目的基因的获取1.从基因文库中获取（不知道目的基因的核苷酸序列的情况下采用）2.人工合成。
常用方法有：（1）反转录法（已经获得mRNA的情况下采用）（2）化学合成法（知道目的基因的核苷酸序列、基因比较小的情况下采用）3.PCR技术扩增目的基因（知道目的基因两端的核苷酸序列、基因比较大的情况下采用）（1）PCR的含义：是一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术。
生物反应工程期末总结一、引言生物反应工程是化学工程学科中的一个重要分支，也是联合应用多种学科知识的一门交叉学科。
它研究的对象是利用微生物、酶和细胞等生物催化剂来进行各种生化反应的工程化过程。
该课程的学习使我对生物反应工程有了更深入的理解，并具备了一定的实践能力。
在期末考试前夕，我对该课程所学内容进行了总结。
二、我所学到的知识1. 基础概念的掌握在本学期的学习过程中，我通过系统的学习，对生物反应工程相关的基础概念有了更深入的了解。
我明白了生物反应工程是利用微生物、酶和细胞等生物催化剂进行生化反应的工程过程，并了解了其在生产中的重要性。
同时，我还学习了一些关键的概念，如酶动力学、微生物培养基、生物催化剂的选择等等。
这些基础概念的掌握为我进一步的学习和实践奠定了坚实的基础。
2. 生物反应工程的设计与控制在生物反应工程课程的学习过程中，我了解了生物反应工程的设计与控制的基本原理和方法。
我明白了在生产过程中，如何设计合适的反应器并控制反应条件，以提高生产效率和产率。
同时，我还学习了一些典型的生物反应工程的应用案例，并在实验室中进行了模拟实验，进一步巩固了所学的知识。
3. 工艺参数的优化在生物反应工程的实践中，我了解了工艺参数的优化方法。
通过调整反应温度、反应时间、底物浓度等参数，可以提高反应产率和选择性。
当然，优化的方法并不是一成不变的，根据具体情况需要不断调整和改进。
通过实践，我对工艺参数的优化有了更深入的理解，并掌握了一些常用的优化方法。
4. 生物反应工程的应用前景在现代工业中，生物反应工程有着广阔的应用前景。
通过生物催化剂进行的生化反应，能够高效地产生所需的产品，同时也具有环境友好、能源节约的特点。
因此，在制药、食品、化工等领域都有着广泛的应用。
掌握了生物反应工程相关的知识，不仅是对一门学科的学习，也是为未来的人才培养和工业发展服务的。
三、我在实验中的收获与体会在生物反应工程课程的实验中，我学到了很多实践的技能和理论知识。
膜生物反应器处理系统设计1.基本组成1。
处理系统应由膜组件、生物反应池、供气系统、控制系统、进出水管路、在线清洗系统等组成。
2。
工艺参数2.1反应器的容积可按污泥负荷或容积负荷计算确定。
2。
2反应器装置内必须保证一定的活性污泥浓度和水力停留时间.平均停留时间应根据原水水质和处理要求设定确定。
生物反应池的容积设计可参照活性污泥法，结合反应器的污泥负荷或容积负荷参数计算。
池容按污泥负荷计算时可采用下列公式:V=24L j Q/1000F w N w池容积按容积负荷计算时可采用下列公式：V=24L j Q/1000F V式中 V--反应器的有效容积(m3）Lj-—反应器进水的BOD（mg/L)Q——反应器设计处理水流量（m3/h）Fw-—反应器的BOD污泥负荷（kg/kg·d)Nw-—反应器内污泥平均浓度MLSS（g/L）Fv——反应器内BOD容积负荷（kg/m3·d）2。
3反应器处理污水的设计参数应由试验确定。
膜生物反应器不同于一般活性污泥的特点是反应池中的污泥浓度高,可达到8000～20000mgMLSS/L。
因此其容积负荷较高，而相应的污泥负荷较低，污泥龄长。
在无实验数据时，可按表1选取。
表1膜生物反应器污水处理设计参数表3原水水质及处理效果膜组件技术说明2。
5当对出水的氨氮或总氮有严格限制时,反应器应具备脱氮功能。
可采用间歇曝气工艺或设置脱氮区。
2.6当对出水的除嗅或脱色有严格要求时，后处理装置应具有除嗅或脱色功能.可采用活性炭或化学氧化处理工艺. 3。
系统调试膜处理装置在正式运行前必须进行系统高调试.调试可按下列步聚进行：3.1系统空车调试.先检查各种设备的安装是否符合设计要求，特别是曝气池中的膜组件安装是否符合设计要求以及曝气管是否在同一高程上,其误差不得超过设计规定值。
然后按照说明书的规定，对各种设备进行空车调试，达到要求后方可转入下一步。
3.2清水联动试车。
试车前应检查反应器池水位高度是否满足设计要求，观察反应器系统自动控制及其他机械设备的运行状况。
1—3章：二、填空题(26分，每空1分）1、Cohn方程logS=β-KsI中，Ks越,β值越，盐析效果越好。
2、固液分离的主要方法有和 .3、对发酵液进行预处理方法主要有、、、、 .4、根据过滤机理的不同，过滤操作可分为和两种类型5、盐析的操作方法有、、。
6、核酸的沉淀方法主要有、、、。
7、蛋白质胶体溶液的稳定性主要靠、等因素稳定.8、为使过滤进行的顺利通常要加入。
9、典型的工业过滤设备有和。
10、常用的蛋白质沉析方法有、和。
4-5章:二、填空（25分）1、常用离心设备可分为和两大类；2、在一个转子中，将粒子沉降下来的效率可以用来描述.3、超离心法是根据物质的、和不同，应用强大的离心力，将混合物中各组分分离、浓缩、提纯的方法。
4、密度梯度离心中，制备密度梯度的常用方法有、、 .5、反胶团的制备方法有、、 .6、工业萃取所需设备主要包括、、三部分。
7、当表面活性剂为非离子型时，体系的温度要时才产生浊点分离现象，温度在（浊点温度以下）时为单相；当表面活性剂为两性离子型时，体系的温度则要时才产生浊点分离现象，温度在（浊点温度以上)时为单相。
8、双水相萃取工艺流程主要包括、、。
9、超临界流体用于萃取的主要优点在于其既具有液体的又具有气体的。
10、超临界CO2萃取工艺流程主要有、和。
6—7章：二、填空（21。
5分，每空0.5分)1、泡沫分离是以作为分离介质,以组分之间的作为分离依据，利用气体在溶液中的鼓泡来达到浓集物质的一种新型分离技术。
2、泡沫分离过程中，有两个主要的传质过程：一个是在鼓泡区内，传质是在进行；二是在泡沫区内，传质是在进行。
3、泡沫分离技术中气泡的产生方法有、和。
4、泡沫分离过程中主要的设备是和。
5、阳离子交换树脂按照活性基团分类,可分为、和；其典型的活性基团分别有、和。
6、蛋白质分离常用的层析方法有、、和 .7、离子交换分离操作中，常用的梯度洗脱方法有和。
8、多糖基离子交换剂包括和两大类。
2 乙酸钠投加量的计算在缺氧反硝化阶段，污水中的硝态氮( NO3 －N) 在反硝化菌的作用下，被还原为气态氮( N2) 的过程。
反硝化反应是由异养型微生物完成的生化反应，它们在溶解氧浓度极低的条件下，利用硝酸盐( NO3 － N) 中的氧作为电子受体，有机物( 碳源) 为电子供体。
在实际工程中，若进入反硝化段的污水BOD5∶N ＜ 4∶1 时，应考虑外加碳源，BOD5 /N≥4，可认为反硝化完全。
当碳源不足时，系统投加的碳源量可根据对应去除的硝态氮量进行计算，计算公式如下:碳源投加剂量( mg /L) = ( 4 － CBOD5 /Cn) × Cn/η其中: CBOD5为进水的BOD5浓度，mg /L;CN为进水的硝酸盐浓度，mg /L;η为投加碳源的BOD5当量。
乙酸钠的BOD5当量为0. 52( mgBOD/mg 乙酸钠) ［2］，故当投加乙酸钠作为碳源时，投加剂量( mg /L) = ( 4 － CBOD5 /CN) × CN /0. 52。
以青岛某污水处理厂改扩建工程为例，设计处理水量为160 000 m3 /d，设计出水水质达到国家一级A 标准，其进出水水质主要指标见表1:表1 污水处理厂进出水水质指标CODcr( mg /L) BOD5( mg /L) SS( mg /L) TN( mg /L) TP( mg /L) 进水水质 750 350 400 70 9出水水质≤50 ≤ 10 ≤10 ≤15 ≤0. 5本工程中污水厂原建有A 段曝气池，污水经过A 段曝气池后，BOD5的去除率按25% 计，故进入反应池污水中的BOD5浓度为262. 5 mg /L，BOD5∶N = 3. 75 ＜ 4，故应该外加碳源，乙酸钠投加剂量: ( 4 －3. 75) × 70 /0. 52 = 33. 7 mg /L，日投加量为5 384． 6kg /d。
再根据购置的乙酸钠的纯度，即可计算所需的乙酸钠原料日投加量。
1.微生物反应与酶促反应的主要区别？答：微生物反应与酶促反应的最主要区别在于，微生物反应是自催化反应，而酶促反应不是。
此外，二者还有以下区别：（1）酶促反应由于其专一性，没有或少有副产物，有利于提取操作，对于微生物反应而言，基质不可能全部转化为目的产物，副产物的产生不可避免，给后期的提取和精制带来困难，这正是造成目前发酵行业下游操作复杂的原因之一。
（2）对于微生物反应，除产生产物外，菌体自身也可是一种产物，如果其富含维生素或蛋白质或酶等有用产物时，可用于提取这些物质。
（3）与微生物反应相比，酶促反应体系较简单，反应过程的最适条件易于控制。
微生物反应是利用活的生物体进行目的产物的生产，因此，产物的获得除受环境因素影响外，也受细胞因素的影响，并且微生物会发生遗传变异，因此，实际控制有一定难度。
（4）酶促反应多限于一步或几步较简单的生化反应过程，与微生物反应相比，在经济上有时并不理想。
微生物反应是生物化学反应，通常是在常温、常压下进行；原料多为农产品，来源丰富。
（5）微生物反应产前准备工作量大，相对化学反应器而言，反应器效率低。
对于好氧反应，需氧，故增加了生产成本，且氧的利用率不高。
（6）相对于酶反应，微生物反应废水有较高BOD值。
2. 何为连续培养的稳定状态？当时，一定是微生物连续培养的稳定状态吗？答：连续培养是将细胞接种于一定体积的培养基后，为了防止衰退期的出现，在细胞达最大密度之前，以一定速度向生物反应器连续添加新鲜培养基；与此同时，含有细胞的培养物以相同的速度连续从反应器流出，以保持培养体积的恒定。
连续培养的稳定状态时，此时反应器的培养状态可以达到恒定，细胞在稳定状态下生长。
在稳定状态下细胞所处的环境条件如营养物质浓度、产物浓度、pH值可保持恒定，细胞浓度以及细胞比生长速率可维持不变。
稳定状态可有效的延长分批培养中的对数生长期。
理论上讲，该过程可无限延续下去。
细胞很少受到培养环境变化带来的生理影响，特别是生物反应器的主要营养物质葡萄糖和谷氨酰胺，维持在一个较低的水平，从而使他们的利用效率提高，有害产物积累有所减少。
当时，不一定是连续培养的稳定状态。
最主要的是菌种易于退化。
可以设想，处于如此长期高速繁殖下的微生物，即使其自发突变几率极低，也无法避免变异的发生，尤其发生比原生产菌株生长速率高、营养要求低和代谢产物少的负变类型。
其次是易遭杂菌污染。
可以想象，在长期运转中，要保持各种设备无渗漏，尤其是通气系统不出任何故障，是极其困难的。
在高的稀释率下，虽然死细胞和细胞碎片及时清除，细胞活性高，最终细胞密度得到提高；可是产物却不断在稀释，因而产物浓度并未提高；尤其是细胞和产物不断的稀释，营养物质利用率、细胞增长速率和产物生产速率低下。
此时，即使满足公式条件，也不再是连续培养的稳定状态了。
因此，不能完全以此来观测连续培养的稳定状态。
3．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，可假定反应的质量平衡式为：解得， 300 = b ，即氧的消耗量为300mol 。
微生物反应过程反应方程式：碳源+氮源+氧=菌体+有机产物+CO 2+H 2O为了表示出微生物反应过程中各物质和各组分之间的数量关系，最常用的方法是对各元素进行原子衡算。
如果碳源由C 、H 、O 组成，氮源为NH 3，细胞的分子式定义为CHxOyNz ，忽略其他微量元素P 、S 和灰分等，此时用碳的定量关系式表示微生物反应的计量关系是可行的。
2232fCO O eH N O dCH N O cCH bNH aO O CH w v u z y x n m +++→++式中CHmOn 为碳源的元素组成，CHxOyNz 是细胞的元素组成，CHuOvNw 为产物的元素组成。
下标m 、n 、u 、v 、w 、x 、y 、z 分别代表与一碳原子相对应的氢、氧、氮的原子数。
对各元素做元素平衡，得到如下方程：wdzc b N fe vd yc a n O eud xc b m H fd c C +=+++=+++=+++=:22:23:1: O 2的消耗速率与CO 2的生成速率可用来定义好氧培养中微生物生物代谢机能的重要指标之一的呼吸商(respiratory quotient )，其定义式为： 22O CO RQ =平衡生长条件下微生物细胞的生长速率r x 的定义式为式中X 为微生物的浓度，μ为微生物的比生长速率，其除受细胞自身遗传信息支配外，还受环境因素所影响。
由上式可知，μ与倍增时间(doubling time) t d 的关系为：dd t t 693.02ln ==μ4. 提高好氧发酵供氧能力的手段有机械搅拌,通风等方法,这俩种方法那种更有利于提高供氧？为什么？答：两种供氧方式各有长处和不足，适当选取供氧方式能提高供氧效率。
影响发酵罐中氧气传递的因素有三个：（1）操作条件（搅拌转速，通气量）；（2） 发酵罐的结构和几何参数；（3） 物料的物化性质。
机械搅拌可以从下列几个方面改善溶氧速率：（1）把大的空气气泡打成微小气泡，增加了接触面积，而且小气泡的上升速度要比大气泡慢，因此接触时间就增长。
（2）使液体作涡流运动，气泡作螺旋运动上升，延长了气泡的运动路线，即增加了气泡的接触时间。
（3）使发酵液呈湍流运动，从而减少气泡周围液膜的厚度，减少液膜阻力，因而增大KLa 值。
（4）使菌体分散，避免结团，有利于固液传递中的接触面积的增加，使推动力均一。
同时，也减少菌体表面液膜的厚度，有利于氧的传递。
优点: 搅拌功率高，具有良好的气液分散功能，因而溶氧速度高。
缺点： 过度强烈的搅拌，产生的剪切作用大，对细胞损伤，特别对丝状菌的发酵类型，更应考虑到剪切力对菌体细胞的损伤。
对于单细胞生物如球状或杆状的细菌、酵母、等耐受剪切力比较强，宜采用机械搅拌供氧； 通气供氧：把无菌的空气通过喷嘴或喷孔喷射进发酵液中，通过气液混合物的湍流作用而使空气泡分割细碎，同时由于形成的气液混合物密度较低故向上运动，而上部的发酵液则下沉，形成循环流动，实现混合和传质。
优点：反应溶液分布均匀，综合循环速率高；较高的溶氧速率和溶氧效率 较高的气含量和比气液接触面积；剪切力小没有机械搅拌叶轮，故剪切力小。
缺点：通风的增加也是有限的；蒸发量大；中间挥发性代谢产物带走对于丝状菌的耐受能力弱；动物细胞对剪切特别敏感。
所以宜采用通气供氧。
5.水-有机溶剂构成的双液相生物反应体系在生物反应体系中占有重要位置，具有广泛的应用领域。
双液相生物反应体系中除酶促反应体系外，还有微生物反应体系。
以C11β-羟基化反应的研究为例，该反应中不仅需要C11β-羟基化酶，还需要辅酶和细胞膜的磷脂双分子层的协同作用。
这样的生物转化反应是不能通过将酶提纯后再进行的。
因此，直接利用微生物反应体系更具优势。
因此，此时采用温和压力技术进行C11β-羟基化反应是否可行？答：温和压力技术是根据微生物本身特性，通过在生物反应的一定阶段施加温和压力（0.1～1.0Mpa），使细胞代谢通量沿着目的产物方向加强，或者提高特定酶促反应效率的一种新的生物加工方法。
温和压力催化改变了传统微生物发酵和生物催化过程中压力作为常量的做法。
由于该技术整合了高压技术与生物催化两项技术的优点，从而提高生物催化效率。
通过选择适宜的加压介质和加压方式，可以使微生物活性基本不受影响。
压力可以改善难溶底物在水相中的溶解性，增进微生物细胞膜的通透性，提高基质、产物的传质速率，改变微生物胞内代谢流，最终达到提高产物发酵水平的目的。
目前，开展温和压力生物催化的报道甚少。
天津科技大学生化工程研究室在国家自然基金及天津市自然科学重点基金的资助下完成的相关研究结果表明：温和压力生物催化在理论和技术上是可行的，其中利用温和压力提高生物产物——海藻糖的专利已获得授权；在0.1～1.0MPa温和压力条件下氢化可的松的转化率较常压提高了15％左右（发明专利），并且能够有效降低副产品的生成。
这些为温和压力的商业化提供了必要的技术保证。
蓝色犁头霉是生物法转化生产氢化可的松的常用菌种之一，由于甾体生物转化过程中甾体底物与犁头霉生物酶系分别位于油-水两相，从而大大降低了氢化可的松的转化效率。
氢化可的松的生产是一种典型的生物催化反应，该反应不但涉及反应底物溶解性低的问题，而且还涉及到高耗氧、辅酶再生等问题，在微生物法转化生产氢化可的松的过程中，除了微生物自身的转化能力外，氧气的供给、底物在水中的溶解性以及辅酶的再生是限制转化反应的主要因素，如何有效地解决或缓解以上问题便成了在现有生产菌株基础上提高氢化可的松转化率的关键。
目前常采用的添加有机溶剂的方法、β环状糊精包埋及添加表面活性剂等方法，提高底物在水中的溶解性。
采用温和压力技术，其优势在于：（1）温和压力技术可以提高底物的溶解速率主要体现在两方面：一压力对底物的影响，物理学上，压力是独立于温度、化学组分的重要参量。
压力可以有效地使物质的原子间距离缩短、相邻电子的轨道重叠增加，进而改变物质的晶体结构、电子结构和原(分)子间的相互作用，达到温和压平衡态，形成全新的物质状态。
二压力对细胞膜的影响，使细胞膜通透性增加，从而使一些酶更容易的从胞内流向胞外，加快了与底物的融合和反应。
（2）改善了菌丝团结构常压条件下菌丝球形态完整、致密，菌丝球边缘菌丝较短，菌球边缘较平整，几乎无游离的菌丝。
而在加压条件下菌丝球形态比较松散，菌球外边缘的菌丝较长，菌球相对比较独立，有少量菌丝互相连接，发酵液中有少量游离的菌丝。
以上变化说明温和压力可以改变蓝色犁头霉的菌丝形态。
考虑到氢化可的松前体R.S.A的难溶性，菌丝球之间保持一定的孔隙会增大R.S.A与菌丝球间的有效接触面积，有助于提高底物与细胞的传质效率。
只要在保证菌丝活力的前提下，温和压力处理通过改变菌丝球形态，促进培养基中基质的传递效率，进而影响菌丝球的氢化可的松转化能力。
（3）增加生产菌株的细胞膜通透性细胞膜主要由磷脂和蛋白质分子组成，通过氢键和疏水键维持其结构，在压力的作用下，细胞膜双层结构的容积随着每一磷脂分子横切面积的缩小而收缩，使通透性增大。
菌丝球在温和压力的作用下，胞内电解液、内容物(蛋白质、核酸)不断外渗，从而导致细胞悬浮液的电导率、A260，和A280随压力变化而变化，在0.5MPa 压力下，细胞膜通透性显著增强，各指标均高于常压对照。
而此时菌丝球仍保持很高的生物活力(相对生物活力为97.8%)。
这就说明，0.5MPa的压力处理可以在保证菌丝球生物活力的前提下，显著提高了细胞膜的通透性。
