生化反应工程考试大纲

生化反应工程原理习题答案生化反应工程原理习题答案生化反应工程是一门研究生物化学反应在工业生产中应用的学科，它涉及到生物反应的原理、工艺、设备等方面。

在学习生化反应工程的过程中，习题是不可或缺的一部分。

下面将为大家提供一些生化反应工程原理习题的答案，希望对大家的学习有所帮助。

1. 什么是生化反应工程？答：生化反应工程是将生物化学反应应用于工业生产中的一门学科。

它研究的是如何利用生物体内的酶、微生物等生物催化剂，通过控制反应条件和优化工艺流程，实现高效、可持续的生物化学反应。

2. 生化反应工程的应用领域有哪些？答：生化反应工程广泛应用于食品、制药、化工等领域。

例如，生化反应工程可以用于生产食品添加剂、药物、酶制剂等。

此外，生化反应工程还可以应用于环境保护领域，例如利用微生物降解有机废水、废弃物等。

3. 生化反应工程中常用的反应器有哪些？答：生化反应工程中常用的反应器有批式反应器、连续流动反应器和固定床反应器等。

批式反应器适用于小规模实验室研究，连续流动反应器适用于大规模工业生产，固定床反应器适用于催化剂固定在固定床上的反应。

4. 生化反应工程中的反应条件有哪些因素？答：生化反应工程中的反应条件包括温度、pH值、反应物浓度、反应时间等。

这些因素会影响反应速率、产物选择性和产量等。

5. 什么是生化反应工程中的产物选择性？答：生化反应工程中的产物选择性是指在反应过程中产生的不同产物之间的选择性。

通过调节反应条件和优化催化剂等，可以控制产物的选择性，从而实现高效、经济的生化反应。

6. 生化反应工程中的酶催化反应有什么特点？答：生化反应工程中的酶催化反应具有高效、特异性和温和的特点。

酶作为生物催化剂，能够在相对较低的温度和中性条件下催化反应，具有较高的选择性和活性。

7. 生化反应工程中的微生物反应有什么特点？答：生化反应工程中的微生物反应具有较高的底物适应性和底物转化能力。

微生物通过代谢途径将底物转化为产物，具有较高的效率和产物选择性。

填空题1理想的酶反应器主要有两种：CPFR和CSTR2养的传递有串联模型和并联模型（不好这样说）3KLa中a大小取决于所设计的空气分布器，空气流动速率，反应器的体积和空气泡的直径等且空气泡的直径越小，越有利于传递4的物理意义是最大反应速率和最大传质速率之比。

Da准数越小，固定化酶表面浓度[S]s越是接近主题浓度[S],辨明最大传质速率越是大于最大反应速率，为反应控制。

Da准数越小，越好。

5内部扩散与催化反应是同时进行的，二者相互影响，外扩散通常是先于反应。

6影响固定化酶促反应的蛀牙因素是：分子构象的改变，位阻效应，微扰效应，分配效应和扩散效应7有效电子数：当1mol碳源完全氧化时，所需要氧的摩尔系数的4倍称为基质的有效电子数若碳源为葡萄糖，其完全燃烧是每摩尔葡萄糖需要6mol，所以有效电子数是24，氧化一个有效电子伴随着焓值变化109.0KJ.即8通过对细胞和环境之间能量的交换关系的研究，为培养基中（组分）的选择提供参考9影响酶催化反应的环境因素有（温度），（pH），浓度等。

影响酶催化反应的浓度因素有（底物浓度）和（效应物浓度）。

影响酶催化反应的最基本的因素是（浓度）。

10反应器放大的目的是使产品的（质优）和（成本低效益好）；必须使菌体在大中小型反应器中所处的外界环境（相同）。

11若要消除外扩散限制效应，最常用的方法是（）；若是要消除内扩散限制效应，最常用的方法是（）。

12影响机械通气搅拌发酵过程中体系溶氧系数的因素有（操作变量），（培养液的理化性质），（反应器的结构）。

13根据Garden模型，如果产物和细胞的速率-时间曲线的变化趋势同步，则该产物的生成模型是（）。

15对米氏方程的讨论当CS<<Km时，，属一级反应。

当CS>>Km时，，属零级反应。

当CS＝Km 时，。

Km在数量上等于反应速度达到最大反应速度一半时的底物浓度。

16K m值等于酶促反应速度为最大反应速度一半时的底物浓度，单位是mol/L。

试题库结构章节 试题分布名词解释 数学表达式 简答题图形题推导题判断题 计算题合计第一章 0 0 9 0 0 0 0 9 第二章 0 0 11 0 0 0 2 13 第三章 1 3 9 3 11 4 2 33 第四章 1 11 6 7 1 11 14 51 第五章 3 1 7 8 2 0 13 34 第六章 6 0 6 2 0 0 0 14 第七章 2 2 2 2 0 0 13 21 第八章 0 0 36 0 0 0 2 38 合计 13 17 86 22 14 15 46 213一、名词解释[03章酶促反应动力学]酶的固定化技术：[04章微生物反应动力学]有效电子转移：[05章微生物反应器操作]流加式操作：连续式操作：分批式操作：[06章生物反应器中的传质过程]粘度：牛顿型流体：非牛顿型流体塑性流体假塑性流体胀塑性流体[07章生物反应器]返混：停留时间：二、写出下列动力学变量（参数）的数学表达式[03章酶促反应动力学]1. Da准数：2. 外扩散效率因子：3. 内扩散效率因子：[04章微生物反应动力学]1. 菌体得率：2. 产物得率：3. 菌体得率常数：4. 产物得率常数：5. 生长比速：6. 产物生成比速：7. 基质消耗比速：8. 生长速率：9. 产物生成速率：10. 基质消耗速率：11. 呼吸商：[05章微生物反应器操作]1. 稀释率：[07章生物反应器]1. 停留时间：2. 转化率：三、简答题：[01章绪论]1．什么是生物反应工程、生化工程和生物技术？2．生物反应工程研究的主要内容是什么？3．生物反应工程的研究方法有哪些？4．解释生物反应工程在生物技术中的作用。

5. 为什么说代谢工程是建立在生化反应工程与分子生物学基础之上的？6. 何为系统生物学？7. 简述生化反应工程的发展史。

8. 如何理解加强“工程思维能力”的重要性。

9. 为什么在当今分子生物学渗入到各生物学科领域的同时，工程思维也成为当今从事生物工程工作人员共同关注的话题？[02章生物反应工程的生物学与工程学基础]1. 试说明以下每组两个术语之间的不同之处。

生化反应工程1.生物技术产品的生产过程主要由哪四个部分组成？答：1）原材料的预处理（2）生物催化剂的制备；（3）生化反应器及其反应条件的选择和监控；（4）产物的分离纯化。

2.什么是生化反应工程,生化反应工程的研究的主要内容是什么?定义：以生化反应动力学为基础，运用传递过程原理及工程学原理与方法，进行生化反应过程的工程技术分析、开发以及生化反应器的设计、放大、操作控制等综合边缘学科。

主要内容：建立生物反应过程动力学和生物反应器的设计，优化和放大。

3. 生化反应工程研究方法.经验模型法、半经验模型法、数学模型法；多尺度关联分析模型法（因次分析法）和计算流体力学研究法。

.在建立生物反应过程数学模型时，常按下述几个步骤进行： （1）反应过程的适当简化；（2）定量化研究； （3）过程分离原理；4）数学模型的建立。

理想的模型建立通常要考虑的因素1.要明确建立模型的目的2.明确地给出建立模型的假定条件3.希望所含有的参数，能够通过实验逐个确定4.模型应尽可能简单。

第1章 酶催化反应动力学1.有高效的催化活性2.有高度的专一性3.酶反应常需要辅因子的参与4.具有温和的反应条件5.酶的催化活性可被调控6.酶易变性与失活酶反应专一性机制：锁钥学说，诱导契合学说，过渡态学说。

什么叫抑制剂？任何能直接作用于酶并降低酶催化反应速率的物质称为酶的抑制剂1.M-M 方程的建立： E + S 11k k - [E 2k −−→E + P （1）快速平衡假设：2[],p ES r k C =11[],E S ES k C C kC -=[],EO E ES C C C =+得2m axE O S SP S SS S k C C rC r K C K C ==++（2）拟稳态假设：11[]2[]0E S ES ES k C C kC k C ---=得2m axEO S SP m Sm S k C C rC r K C K C ==++2. M-M 方程参数的确定：m ax20E rk C =，mK（1）微分法：* L-B 法 ：m axm ax111m SSK r rC r =+* E-H 法：m axss mSr r rK C =- H-W 法：m axm axSm S sC K C r rr=+E-C-B 法：m ax1m sSrK r C =+（2）积分作图法：m ax0m()lnSO S S S C r t C C KC =-+一级反应时，m axmlnSOSC rt K C = 零级反应时，max 0()S S r t C C =-3.有抑制的酶催化反应动力学----由方程推机理，抑制方式（1）竞争性抑制：E + S 11k k - [ES 2k −−→E + PE + I 33k k -−−−→←−−−[EI] 得m ax *SSI Smr C r KC =+，I *m IC 1+)K K mK=（（2）非竞争性抑制：E + S 11k k - [E2k −−→E + P ，E + I 33k k -−−−→←−−−[EI]， [ES] + I 4-4k k −−−→←−−−[SEI] , [EI] + S 5-5k k −−→←−− [SEI] 得 *max s m I SSr C r K C =+，I *m ax m ax I C /1+)K r r =（ （3）反竞争性抑制：E + S 11k k - [E2k −−→E + P ，[ES] + I 33k k -−−−→←−−−[SEI] 得m axI m IC 1+)K SSI S rC r K C =+（（4）底物抑制：E + S 11k k - [ES2k −−→E + P ，[ES] + S 33k k - [SES]得m axm 1+)SSS s S SIrC r C K C K =+（，,m axS C =4.双底物酶催化反应（了解）：S 1 + S 2 P 1 +P 2(1)随机机制：E + S 1 11k k - [ES 1]， E + S 2 2-2k k −−−→←−−−[ES 2]， [ES 1] +S 2 12k [ES 1S 2], [ES 2] +S 1 21k [ES 1S 2],[ES 1S 2]K−−→E +P 1+P 2 (2)乒乓机制: E + S 1 11k k - [ES 1]−−→ P 1 +E’,E’ + S 2 2-2k k −−−→←−−−[E’2] −−→ E +P 2(3)顺序机制：E + S 1 11k k - [ES 1]，[ES 1] +S 2 2k −−−→←−−−[ES 1S 2]，[ES 1S 2]3k −−→ E +P 1+P 2 5.酶的失活动力学：E adrk k −−→←−−E i()[]d r E O k k E a r d d rC tC k k ek k -+=++， 若为不可逆失活，Kr=0，0dK Ea E tC C e-=,K d =1/t d =ln2/t 1/2，K d 为衰变常数，t 1/2为半衰期第2章 细胞反应过程计量学1. 呼吸商：在一定时间内放出的二氧化碳量和消耗的氧气量的比 。

〇--〇--〇〇--〇--〇题答要不内线封密试卷代号：天津渤海职业技术学院2004——2005学年度第二学期期末考试一、填空（每空1分，共40分）1、生化反应过程的特点：；；；2、根据国际生物化学协会规定的分类方法，仅根据酶所催化反应的类型，可将酶分为六大类，即、、、、、。

3、M-M方程中的参数r p,max=k+2·C Eo,它表示了时的反应速率，r p,max （正比/反比）于酶的初始浓度C Eo，k+2又称为，表示。

4、M-M方程所表示的动力学关系中r s与C s的关系表示了三个不同动力学特点的区域：当时酶催化反应可近似看作为一级反应，r s= C s；当时酶催化反应可近似看作为零级反应，r s= C s，当C s与K m的数量关系出于上述两者之间的范围时，则符合关系式5、影响固定化酶动力学的因素包括效应、效应和效应。

6、细胞反应过程的主要特征：是反应过程的主体；其本质是复杂的；细胞反应是之间的反应，细胞也能进行。

7、间歇培养时细胞生长过程包括、、、和四个阶段。

8、在有氧条件下，杆菌在甲醇上生长，进行间歇培养时μmax=0.305h-1，则细胞质量倍增时间t d=9、细胞受热死亡的规律中最常见的是对数死亡律，细胞的死亡速率可用一级动力学表示，其积分式是10、细胞固定化的方法包括、、、、。

11、通用发酵罐内设置机械搅拌的目的首先是；其次是。

二、名次解释（每题2分，共10分）1、生物技术2、生化反应工程3、均相酶催化反应4、固定化酶5、酶的比活力三、简答题(每题5分，共15分)1、酶的催化共性2、固定化细胞培养的优点3、简述连续式操作反应器的优点与缺点〇--〇--〇〇--〇--〇题答要不内线封密四、计算题1、在一间歇操作的搅拌反应器中进行脲酶催化尿素分解为氨和二氧化碳的反应，动力学常数为K m=0.0266mol/L,当酶浓度为5g/L时的最大反应速率为1.33mol/(L·s),则在等温反应条件下当酶浓度为0.001g/L时的大反应速率为多少？（5分）2、某一酶催化反应的K m=4.7×10-5mol/L，r max=22μmol/（L·min）, Cs=2×10-4mol/L,CI=3×10-4mol/L,试分别计算在竞争性抑制、非竞争性抑制、反竞争性抑制三种情况下的反应速率和抑制程度。

化学反应工程综合复习资料一、填空题1.多级混合模型的唯一模型参数为 ,轴向扩散模型的唯一模型参数为 ;2.在均相反应动力学中,利用实验数据求取化学反应速率方程式的两种最主要的方法为和 ;3.反应级数 可能/不可能是0,基元反应的分子数 可能/不可能是0;4.测定非理想流动的停留时间分布函数时,两种最常见的示踪物输入方法为 和 ;5.某一级液相反应在间歇式反应器中进行,5min 转化率为50％,则转化率达到80％需时间__ ____min;6.某反应的速率方程式为n A A r kC -= mol/,则反应级数n 为2时,k 的单位为 _;7.某反应的计量方程为A R S →+,则其反应速率表达式 ;8.所谓“三传一反”是化学反应工程学的基础,其中“三传”是指 、 和 ,“一反”是指 ;9.完全混合反应器全混流反应器内物料的温度和浓度 ,并且 大于/小于/等于反应器出口物料的温度和浓度;10.在一个完整的气—固相催化反应的七大步骤中,属于本征动力学范畴的三步为 、和 ;二、选择题1.对于瞬时收率和总收率,下列正确的说法有 多项选择; A. 对于平推流反应器,反应的瞬时收率与总收率相等； B. 对于全混流反应器,反应的瞬时收率与总收率相等；C. 对于平推流反应器,反应的瞬时收率与总收率之间是积分关系；D. 对于全混流反应器,反应的瞬时收率与总收率之间是积分关系； 2.某反应速率常数的单位为m 3/,该反应为 级反应;A. 零级B. 一级C. 二级D. 不能确定. 3..对于平行反应SA RA 222111n ,E ,k n E ,k −−−→−−−−→−，,活化能E 1>E 2,反应级数n 1<n 2,如果目的产物是R 的话,我们应该在 条件下操作;A. 高温、反应物A 高浓度；B. 高温、反应物A 低浓度；C. 低温、反应物A 高浓度；D. 低温、反应物A 低浓度 4.关于E 函数和F 函数,下面正确的是 ;多项选择A. ⎰∞=0dt )t (E )t (FB. ⎰=t0dt )t (E )t (F ； C. dt /)t (dF )t (E = D. 1dt )t (E )(F 0==∞⎰∞5.t /t e t1)t (E -=是A. 平推流的E 函数B. 全混流的E 函数；C. 平推流串联全混流的E 函数D. 全混流串联平推流的E 函数 6.关于E 函数和F 函数,下面不正确的是 ;A. ⎰∞=0dt )t (E )t (F ；B. ⎰=t0dt )t (E )t (F ； C. dt /)t (dF )t (E =； D. 1dt )t (E )(F 0==∞⎰∞7.对于一级恒容和一级变容不可逆反应,下面叙述正确的是A. 在同一平推流反应器内、在同样条件下进行反应,反应的转化率是一样的；B. 在同一全混流反应器内、在同样条件下进行反应,反应的转化率是一样的；C. 在同一间歇式反应器内、在同样条件下进行反应,反应的转化率是一样的；D. 在同一平推流反应器或间歇式反应器内、在同样条件下进行反应,反应的转化率是一样的8.对于瞬时收率和总收率,下列正确的判断有多项选择;A. 对于平推流反应器,反应的瞬时收率与总收率相等；B. 对于全混流反应器,反应的瞬时收率与总收率相等；C. 对于平推流反应器,反应的瞬时收率与总收率之间是积分关系；D. 对于全混流反应器,反应的瞬时收率与总收率之间是积分关系；9.关于基元反应的认识,正确的是 ;A. 分子数可以是任意的整数；B. 基元反应的计量系数与对应物种的反应级数之间存在一一对应关系；C. 基元反应R2→意义是一样的；A2A→和RD. 基元反应的总反应级数可能是小数;10.对于瞬时收率和总收率,下列正确的判断是A. 对于全混流反应器,反应的瞬时收率与总收率相等；B. 对于平推流反应器,反应的瞬时收率与总收率相等；C. 对于平推流反应器,反应的瞬时收率与总收率之间是积分关系；D. 对于全混流反应器,反应的瞬时收率与总收率之间是积分关系；11.轴向分散系数与扩散系数,下面论述正确的是A. 两者实质上是相同的,都符合Fick定律；B. 两者实质上是不同的,轴向分散系数的定义实际上是借用了Fick定律的形式；C. 轴向分散系数是与流动有关系的；D. 扩散系数是物质本身的一种属性12.对于一个气固相催化反应,减小外扩散和内扩散影响的措施正确的是A. 提高反应器内气体的流速,减小催化剂颗粒的直径；B. 降低反应器内气体的流速,减小催化剂颗粒的直径；C. 降低反应器内气体的流速,增大催化剂颗粒的直径；D. 增加催化剂颗粒的直径,提高反应器内气体的流速13.对于化学反应的认识,下面正确的是A. 化学反应的转化率、目的产物的收率仅与化学反应本身和使用的催化剂有关系；B. 化学反应的转化率、目的产物的收率不仅与化学反应本身和使用的催化剂有关,而且还与反应器内流体的流动方式有关；C. 反应器仅仅是化学反应进行的场所,与反应目的产物的选择性无关；D. 反应器的类型可能直接影响到一个化学反应的产物分布14.关于非理想流动与停留时间分布,论述正确的是A. 一种流动必然对应着一种停留时间分布；B. 一种停留时间分布必然对应着一种流动；C. 一种停留时间分布可能对应着多种流动；D. 流动与停留时间分布存在一一对应关系15.对于一个串联反应,目的产物是中间产物,适宜的反应器是A. 全混流反应器B. 平推流反应器；C. 循环反应器D. 平推流与全混流串联在一起的反应器吸附等温的四个假定：均匀表面、单层吸附、吸附机理相同和无相互作用这几点应该说是非常苛刻的,实际情况很难满足上述要求;然而,对于多数的化学反应,应用这几点假定进行有关的推导,结果一般是可以接受的,其主要原因在于A. 实际反应过程中催化剂表面吸附物种的覆盖度很低；B. 实际的催化剂表面一般很平整；C. 实际的催化剂表面上活性位间的距离较远；D. 实际的催化剂表面上活性位的数量有限三、计算题1、在一反应器入口输入理想脉冲示踪物后,不同时间检测出口示踪物的浓度C,结果如下所示：现有某液相反应物A 在该反应器中进行分解反应,速率方程为：A A r kC -= , k = min -1,若用多级混合流模型预测时,该反应器的出口转化率为多少2、液体反应物AC A0＝1mol/L 通过两个串联的全混流反应器发生某不可逆反应,第一个反应器出口的浓度为 mol/L,两个反应器的体积比V 2/V 1=2,反应级数为2：A A r kC -=2mol/求第二个反应器出口的浓度;3、某一级液相反应A R →在一只全混流反应器中进行,转化率为90％,如果再串连一只同样的全混流反应器,使转化率仍维持在90％,试问处理量增加多少4、某速率常数为的一级不可逆反应在一非理想反应器内进行反应,示踪结果表明,t 和2θσ分别为17min 和;求用多级混合流模型预测的转化率;5、纯组分A 发生下述平行反应,A 的起始浓度为2mol/L, 反应在恒温的条件下进行,试确定在全混流反应器中目的产物S 所能达到的最大浓度;6、反应物A 反应首先生成R k 1=5 hr -1,R 进一步反应生成S k 2=3 hr -1和T k 3=1 hr -1;如果浓度为 mol/L 的纯A 在一个全混流反应器内进行反应,求R 浓度达到最大值的空时及R 的最大浓度;7、某速率常数为 min -1的一级不可逆反应在一非理想反应器内进行反应,示踪结果表明,t 和2θσ分别为15min 和;求用多级混合流模型预测的转化率;8、纯组分A 发生下述平行反应,A 的起始浓度为2mol/L,反应在恒温的条件下进行,试确定在平推流反应器中目的产物S 所能达到的最大浓度;四、推导题1.假设含反应物A 的新鲜原料进入体积为V 的全混流反应器进行反应,其组成为C A0,空时为τ,出口转化率为X A ,出口处的反应速率为-r A ,请推导全混流反应器的设计方程AA AX C r τ=-; 答案一、填空题1. 串联的全混区的个数N 、 Pe ＝zuLE 2. 积分法 、 微分法 ;3. 可能、不可能4. 脉冲法 、 阶跃法 ;5.6. m 3/ 7. 不能确定8. 质量传递 、 动量传递 和 热量传递 、反应动力学 9. 均一 、 等于10. 反应物吸附 、 表面反应、 反应产物的脱附二、选择题1. BC2. C3.. B4. BCD5. B6. A7. C8. BC9. B 10. AC 11. BCD 12. A 13. BD 14. AC 15. B 16. A三、计算题1、在一反应器入口输入理想脉冲示踪物后,不同时间检测出口示踪物的浓度C,结果如下所示：现有某液相反应物A 在该反应器中进行分解反应,速率方程为：A A r kC -= , k = min -1,若用多级混合流模型预测时,该反应器的出口转化率为多少 解：根据脉冲示踪数据可得：()()(()()i i i i i i i it C t t t C t t C t t C t ∆==∆∑∑∑∑等时间间隔）＝15min=222t tθσσ=＝故：2114.900.204N θσ=== 则：01110.959(1)AA NA C x C kt N=-=-=+ 2、液体反应物AC A0＝1mol/L 通过两个串联的全混流反应器发生某不可逆反应,第一个反应器出口的浓度为 mol/L,两个反应器的体积比V 2/V 1=2,反应级数为2：A A r kC -=2mol/求第二个反应器出口的浓度; 解：全混流反应器的设计方程：0A AAC C r τ-=- 得：010111221110.50.5A A A A A A C C C C V v r kC k τ---====- 所以：12k τ=同理：2121222022A A A A A A V C C C C v r kC τ--===- 由：22112V V ττ== 得：2124k k ττ==故：12224A A A C C C -= 解得： C A2＝L3、某一级液相反应A R →在一只全混流反应器中进行,转化率为90％,如果再串连一只同样的全混流反应器,使转化率仍维持在90％,试问处理量增加多少 解： 当反应在一个全混流反应器内进行时,根据全混流反应器的设计方程,有1111τ+=-k x A ……………….1 当两个等体积全混流反应器串联时,转化率不变,则有2)21(11τ+=-k x A (2)根据式1,得1τk =9；根据式2,得=τk 处理量之比等于空时的反比,即0100101, 2.08v v v v ττ==;也就是说,处理量为原来的倍,增加了倍;4、某速率常数为的一级不可逆反应在一非理想反应器内进行反应,示踪结果表明,t 和2θσ分别为17min 和;求用多级混合流模型预测的转化率;解：根据多级混合流模型无因次方差与N 之间的关系,有2/1N θσ==4根据一级不可逆反应多级混合流模型转化率的表达式,有5、纯组分A 发生下述平行反应,A 的起始浓度为2mol/L, 反应在恒温的条件下进行,试确定在全混流反应器中目的产物S 所能达到的最大浓度; 解：S 的瞬时收率： 对于全混流反应器: 0SS S A AC C C ϕΦ==-故：200()()()1A SA A S A A AC C C C C C C ϕ=-=-+ 令 0SA dC dC =,得：20320A A A C C C +-=解得：C A ＝1mol/L故：22,max 01()()(21)()0.25111A S A A A C C C C C =-=-=++mol/L 6.反应物A 反应首先生成R k 1=5 hr -1,R 进一步反应生成S k 2=3 hr -1和T k 3=1 hr -1;如果浓度为 mol/L 的纯A 在一个全混流反应器内进行反应,求R 浓度达到最大值的空时及R 的最大浓度;解：根据一级不可逆串联反应在全混流反应器中进行反应时中间物种最大浓度及达到最大浓度空时的公式,有=+=τ)(1321k k k opt hr说明：上述两公式也可通过对反应物A 和产物R 两次应用全混流反应器设计方程,求得产物R 的浓度表达式,然后R 的浓度对空时求导,并令导数为零,推导求出; 7.某速率常数为 min -1的一级不可逆反应在一非理想反应器内进行反应,示踪结果表明,t 和2θσ分别为15min 和;求用多级混合流模型预测的转化率;解：根据多级多级混合流模型知： 则：8.纯组分A 发生下述平行反应,A 的起始浓度为2mol/L,反应在恒温的条件下进行,试确定在平推流反应器中目的产物S 所能达到的最大浓度;解：22(1)S A S A A dC C dC C ϕ==-+对于平推流反应器：当S ϕ～C A 曲线下的面积最大,即A 完全转化C A ＝0时C S 最大,即：=四、推导题1.假设含反应物A 的新鲜原料进入体积为V 的全混流反应器进行反应,其组成为C A0,空时为τ,出口转化率为X A ,出口处的反应速率为-r A ,请推导全混流反应器的设计方程0A A AX C r τ=-; 解：针对反应器列出物料平衡方程：入方＝出方＋反应消失的量＋累积量全混流反应器为连续稳定流动式反应器,累积量为0,反应器中的浓度及反应速率均与出口处相同,其中：入方为：F A0出方为：F A ＝F A01－X A ,反应消失的量为：－r A V则得：00(1)()A A A A F F X r V =-+-即：0A A A F X r V =- 或者：00A A A A X V C F r τ==-。

南昌大学《生物化学》考研大纲一、大纲说明(一) 课程说明课程总分150，闭卷（二）课程的学科性质、研究对象和任务生物化学（biochemistry）是研究生命化学的科学，它在分子水平探讨生命的本质，即研究生物体的分子结构与功能、物质代谢与调节及其在生命活动中的作用。

生物化学是在分子水平上阐明生命现象的科学，是生物技术、生物工程专业及其他生命科学专业和医学专业的重要基础课（专业必修课）。

现代的生化理论和技术有着广泛的实用价值。

当今生物化学越来越多的成为生命科学的共同语言，它已成为生命科学领域的前沿学科。

（三）课程的考试目的和要求这门课主要向学生传授生物大分子的化学组成、结构及功能(包括蛋白质、核酸、酶)；物质代谢及其调控（糖代谢、三羧酸循环、脂类代谢、氨基酸代谢、核苷酸代谢、生物氧化、物质代谢联系与调节）；遗传信息的贮存、传递与表达（DNA的生物合成、RNA的生物合成、蛋白质的生物合成、基因表达调控、基因重组与基因工程）。

为了学习和掌握生物化学的原理和方法，要求学生必须具有较好的生物学﹑物理学和化学方面的基础，能够将这些基础知识运用到生物化学的学习中，要求学生能从生物大分子的组成﹑结构和性质去认识结构与功能的关系；物质代谢和能量代谢的关系以及代谢调节的意义；基因信息传递的分子基础；重组DNA和基因工程技术等。

（四）课程选用的教材、考研测试的基本内容和重点教材：生物化学（上、下册），第三版，沈同、王镜岩编，高等教育出版社参考教材：郑集等主编，《生物化学》，高等教育出版社，第三版。

罗盛纪等主编，《生物化学简明教程》，高等教育出版社，第三版。

张楚富主编，《生物化学原理》，高等教育出版社。

Garrtt，《生物化学》（影印版），高等教育出版社，第二版。

从生物化学和分子生物学不断发展与其应用范围日益扩大的实际考虑，根据国家教委对生物化学考研测试要求的精神，为密切结合考研测试需要，本课程主要考以下几方面内容：（1）生物大分子(包括蛋白质、酶及核酸等)的分子结构、主要理化性质，并在分子水平上阐述其结构与功能的关系；（2）物质代谢(包括糖类、脂类及蛋白质)的代谢变化，重点阐述主要代谢途径(减少逐步化学反应的讲解)、生物氧化与能量转换、代谢途径间的联系以及代谢调节原理及规律；（3）阐明遗传学中心法则所揭示的信息流向，包括DNA复制、RNA转录、翻译及基因表达调控；（4）概要地介绍重组DNA和基因工程技术（五）课程考研重点与难点本课程的考研重点与难点为以下三个方面：（1）生物大分子(包括蛋白质、酶及核酸等)的分子结构、主要理化性质，并在分子水平上阐述其结构与功能的关系；（2）物质代谢(包括糖类、脂类及蛋白质)的代谢变化，重点阐述主要代谢途径(减少逐步化学反应的讲解)、生物氧化与能量转换、代谢途径间的联系以及代谢调节原理及规律；（3）阐明遗传学中心法则所揭示的信息流向，包括DNA复制、RNA转录、翻译及基因表达调控。

北京化工大学
生化反应工程考题类型（只两题）
1、填空题
例：
对有抑制均相酶催化反应，当提高底物浓度时：
若该反应的抑制程度减小，则为（）抑制；若该反应的抑制程度增大，则为（）抑制；若该反应的抑制程度不变，则为（）抑制。

2、计算题
例：
在一间歇操作的反应器内进行一均相无抑制的酶催化反应：S P 已测得该酶的催化反应动力学参数为：
r max=9mol/(L.h)，Km＝6mol/L；
已知反应底物初始浓度为12mol/L，要求底物最终转化率为0.9。

试求：
1）达到上述转化率要求时，所需反应时间为多少？
2）若该酶在反应中有失活现象，并已测得该酶失活半衰期为4h，则要达到上述转化率所需的反应时间又为多少？
生物反应工程
参考书
1生物反应动力学与反应器（第三版）
戚以政汪叔雄编著
北京化学工业出版社2007.9
2 生物反应工程
戚以政夏杰编著
北京化学工业出版社2004.7。

2024西医综合考研大纲生化一、概述生物化学是医学教育的重要基础科学之一，对于掌握医学知识、提高临床诊断和治疗水平具有重要意义。

随着医学领域的不断发展，生物化学的内容也在不断更新和完善。

2024年西医综合考研大纲中的生化板块也有了一些新的变化和调整。

本文将对2024年西医综合考研大纲中的生化部分进行全面细致的解读和分析，帮助考生更好地备战考试。

二、生化部分的主要内容1. 基础概念：生化学的基本概念和原理，包括生物分子的结构和功能、代谢途径和调控等内容。

2. 蛋白质：蛋白质的结构、功能和生物合成，以及与疾病相关的蛋白质异常。

3. 酶与代谢：酶的特性与作用机制，以及代谢途径的调控和相关疾病的生物化学基础。

4. 核酸：核酸的结构与功能，基因表达调控的生化机制。

5. 生物膜与细胞信号传导：生物膜的结构和功能，信号传导通路和相关疾病的生化基础。

6. 糖生物化学：糖代谢的途径和调控，与疾病相关的糖代谢异常。

7. 脂质生化：脂质的结构与功能，与疾病相关的脂质代谢异常。

三、2024年西医综合考研大纲生化部分的变化和重点根据最新的考研大纲，生化部分的内容和要求有了一些新的变化和调整。

在备考中，考生需要特别重点关注以下几个方面：1. 跨学科知识的融合：生化学作为一门交叉学科，与生理学、病理学等学科有着密切的关联。

考研大纲强调了生化与临床医学的通联，考生需要掌握更多的跨学科知识，能够将生化原理和临床实践相结合。

2. 新的研究进展：随着科学技术的不断进步，生化领域的研究也在不断更新。

考研大纲中将会增加一些最新的生化研究进展，这些内容可能涉及到基因编辑、蛋白质工程等新技术和新领域，考生需要及时了解并掌握这些内容。

3. 临床意义的强调：生化不仅仅是一门纯理论性的学科，它对临床医学具有重要的指导意义。

考研大纲中会强调生化知识在临床诊断和治疗中的应用，考生需要深入理解生化与临床的关系，掌握临床意义的生化知识。

四、备考建议考生在备考2024年西医综合考研大纲生化部分时，可以采取以下几点策略：1. 系统学习：按照考研大纲的要求，建立系统的生化知识框架，深入掌握各个知识点的内容和要点，确保不遗漏任何重要内容。

2024西医综合生化考研大纲
2024西医综合生化考研大纲可能包括以下内容：
1. 酮体的生成、利用和意义。

2. 脂肪酸的合成过程，不饱和脂肪酸的生成。

3. 多不饱和脂肪酸的生理作用。

4. 磷脂的合成和分解。

5. 胆固醇的主要合成途径及调控。

胆固醇的转化。

胆固醇酯的生成。

6. 血浆脂蛋白的分类、组成、生理功能及代谢。

高脂血症的类型和特点。

7. 呼吸链的组成，氧化磷酸化及其影响因素，底物水平磷酸化，能量的贮存和利用。

8. 胞浆中NADH的氧化。

9. 过氧化物酶体和微粒体中的酶类。

10. 氨基酸的一般代谢（体内蛋白质的降解、氨基酸氧化脱氨基，转氨基及联合脱氨基）。

11. 氨基酸的脱羧基作用。

12. 体内氨的来源和转运。

13. 尿素的生成：鸟氨酸循环。

14. 一碳单位的定义、来源、载体和意义。

15. 含硫氨基酸和芳香族氨基酸的代谢及临床意义。

16. 嘌呤、嘧啶核苷酸的合成原料、主要合成过程和分解产物，脱氧核苷酸的生成。

此外，大纲还可能包括肌细胞的收缩机制，血液的组成和理化特性，心脏泵血功能等其他内容。

以上内容仅供参考，具体大纲还需以官方发布的信息为准。

建议及时关注相关网站获取最新信息。

1 补料分批培养主要应用在哪些情况中？① 生长非偶联型产物的生产② 高密度培养③ 产物合成受代谢物阻遏控制④ 利用营养缺陷型菌株合成产物⑤ 补料分批培养还适用于底物对微生物具有抑制作用等情况。

⑥ 此外，如果产物黏度过高或水分蒸发过大使传质受到影响时，可以补加水分降低发酵液黏度或浓度。

2比较理想酶反应器CSTR型与CPFR型的性能？A 停留时间的比较：在相同的工艺条件下进行同一反应，达到相同转化率时，两者所需的停留时间不同，CSTR型的比CPFR型反应器的要长，也就是前者所需的反应器体积比后者大。

另外，以对两反应器的体积比作图可知，随反应级数的增加，反应器的体积比急剧增加。

B 酶需求量的比较：对一级动力学：转化率越高，CSTR中所需酶的相对量也就越大。

另外，比值还依赖于反应级数，一级反应时其比值最大，0 级反应时其比值最小。

C酶的稳定性：0级反应时，CSTR与CPFR内酶活力的衰退没有什么区别。

但如果反应从0 级增至一级，那么，两种反应器转化率下降的差别就变得明显。

CPFR产量的下降要比CSTR快得多，因而CPFR中酶的失活比CSTR中更为敏感。

但是，如上所述，在某些场合，操作条件相同，要得到同样的转化率，CSTR所需酶的数量远大于CPFR所需的量。

D 反应器中的浓度分布：CSTR与CPFR中的底物浓度分布。

由图可知，在CPFR中，虽然出口端浓度较低，但在进口端，底物浓度较高；CSTR中底物总处于低浓度范围。

如果酶促反应速率与底物的浓度成正比，那么对于CSTR而言，由于整个反应器处于低反应速率条件下，所以其生产能力也低。

3试着分析目前连续式操作难以大规模应用的原因？连续培养的工业生产应用的受限原因(连续培养的应用主要集中在研究领域)。

(1)杂菌污染问题。

因连续培养以长期、稳定连续运转为前提，在整个培养过程中，必需不断地供给无菌的新鲜培养基，好氧发酵时，必需同时供给大量的无菌空气，这两种供给的过程中极易带来杂菌的污染，长期保持连续培养的无菌状态非常困难。

判断题1．对化学反应来说，温度越高，反应速率越大，因此高温操作,可使反应器体积最小。

2．多个PFR 串联或多个CSTR 串联，其流型仍为活塞流或全混流。

3．对于零级反应,由于反应速率与反应物浓度无关，因此催化剂内扩散阻力对宏观反应速率无影响.4．在进行均相反应动力学实验时,既可以在间歇反应器中进行，也可以在连续流动反应器中进行,但由于反应器操作方式不同，因此所得的反应动力学方程形式也是不同的。

5．多级全混釜串联，串联釜数增多,返混程度增大，釜数接近无穷多，返混程度接近全混流。

6.釜式反应器间歇操作改成连续操作后，由于省去了辅助时间，因此一定能提高产量.7．在绝热式固定床反应器中进行一级不可逆反应，由于西勒（Thiele)模数与反应物浓度 无关，因此内扩散有效因子在床内为常数.8．由于全混釜的停留时间分布比任意非理想流动反应器的都宽，因此NFR t CSTR t )()(22σσ>9。

一自催化反应P A k−→−,若其反应速率与反应物A 和产物P 的反应级数均大于零，则在达到相同的转化率时，所需的V PFR 总是小于V CSTR .10。

气固催化反应的本征速率方程是指排除了吸附和脱附阻力后的速率方程.11．在一绝热反应器中，仅当进行一级反应时，其反应温度和转化率的关系才呈线性。

12。

在流化床中气泡是贮存反应物的主要场所,因此化学反应也主要发生在气泡中。

13. 流体的混合态无论对一级反应还是二级反应的反应结果均无影响。

14．在相同的温度下，一级连串不可逆反应A→P→Q ，在间歇反应器中进行时P 的收率总是高于在全混流中进行的P 的收率。

15．因为单一反应就是基元反应，因此反应级数与化学计量系数相同。

16．无论是一级反应还是二级反应,流体的混合态对反应结果无影响。

17．填料塔具有较大的相界面积，适用于快速反应，而鼓泡塔储液量大，适用于慢速反应。

18．可逆反应在管式反应器中进行时,反应温度应沿着最佳温度线操作，使反应器体积最小。

《生化反应工程专论》复习题一、名词解释 1、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。

2、固定化酶的位阻效应是载体的遮蔽作用（如载体的空隙大小、固定化位置或方法不当）给酶的活性中心或调节中心造成空间障碍，使底物和效应物无法与酶接触等引起的。

3、Y ATP消耗1摩尔ATP 所获得的干菌体克数，g/mol.4、微生物生长动力学的非结构模型不考虑细胞结构，每个细胞之间无差别，即认为细胞为单一成分。

这种理想状态下建立起来的动力学模型称为非结构模型。

5、搅拌器轴功率是指搅拌器以既定的速度转动时,用以克服介质的阻力所需要的功率。

6、搅拌器输入搅拌液体的功率是指搅拌器以既定的速度转动时,用以克服介质的阻力所需要的功率。

也称搅拌器的轴功率7、深层过滤的对数穿透定律进入滤层的微粒数与穿透滤层的微粒数之比的对数是滤层厚度的函数。

21lnN KL N =- 8、搅拌雷诺准数雷诺准数是惯性力与液体粘滞力之比,即Re du ρμ=,而在搅拌容器中,液体的代表速度 u= n Di ,并以搅拌器直径 Di 代替管径 d,此时的雷诺准数称为搅拌雷诺准数2Re i nD m ρμ=9、全挡板条件是指在一定转数下再增加罐内附件而轴功率仍保持不变。

要达到全挡板条件必须满足下式要求：(0.1~0.12)0.5b Dn n D D⋅=⋅= D-发酵罐直径，b-挡板宽度，n-挡板数10、气体截留率在通风液体中由于充气而导致的体积增加率。

通风前液体体积为 V L ,通风时体积的增加量为 V g ,则气体截留率为g L gV V V ε=+二、简答题1、简述生化反应工程中涉及到的工程学基本概念（1）恒算概念：通过质量衡算、热量衡算、动量衡算达到物料和能量有效集成。

质量、热量和动量衡算概念是保证技术上可行性和经济上合理性的重要工程措施和环节。

（2）速率概念：速率问题是理论上正确性和技术上可行性的一个重要衡量标志和判断标准，也是技术先进性的反映，更是生物反应工艺、工程探索结果的表现。

绪论1、重点1) 生化工程的定义（识记）将生物技术的实验室成果经工艺及工程开发，成为可供工业生产的工艺过程，常称为生化工程2 )生化工程的研究内容（识记）１、培养基灭菌、空气除菌、通气搅拌、反应器及比拟放大２、微生物的连续培养３、生物反应动力学４、固定化酶技术及应用2、次重点生化工程的发展历程（识记）生化工程学诞生于上世纪40年代。

早期的发酵工业只有较少种类的产品，其中厌氧发酵产品居多。

如酒类、乳酸。

厌氧发酵由于不大量供应氧气，染杂菌导致生产失败的机会较少，故而深层液体厌氧发酵早就具有相当大的规模。

那时只有少数的好氧发酵产品采用了深层液体发酵生产法，如面包酵母，醋酸。

前者因为酵母的比生长速率较高，后者因为醋酸的生成导致发酵液中pH降低，不易污染杂菌。

40年代前期，正好是第二次世界大战期间，战场上有成千上万的伤员需要救治，急需药物（非磺胺类）防止伤口感染。

早在1928年英国的学者Fleming发现了青霉素，1940年分离出纯品，1941～1942年在临床上应用，证明有非常好的疗效，这时急待将青霉素投入工业化生产。

第二章培养基灭菌和空气除菌1、重点1）微生物的热死灭动力学（应用）2）空气过滤设计（应用）2、次重点1）分批灭菌的设计（应用）分批灭菌：就是将配制好的培养基放在发酵罐或其他装置中，通入蒸汽将培养基和所用设备一起进行加热灭菌的过程，通常也称为实罐灭菌。

2）连续灭菌反应器的流体流动模型（理解）3）连续灭菌设计（应用）连续灭菌：培养基在发酵罐外经过一套连续灭菌设备，以比分批灭菌高的温度和较短的时间进行快速连续加热灭菌，并快速冷却，再立即输入预先经过空罐灭菌后的发酵罐中3 、一般1）空气除菌方法（理解）(加热灭菌,辐射灭菌,化学灭菌,静电除尘,介质过滤)2）典型空气除菌流程（识记）(高空采风—空压机—贮罐—冷却器—总过滤器—分过滤器—净化空气—进罐)(北方) (湿度大时,应该在冷却器后加上油水分离器和除雾器)3）新型过滤器（理解）(聚乙烯醇过滤器,折式过滤除菌器,高效烧结金属过滤器,绝对过滤器)第三章氧的供需1、重点（1）概念：比耗氧速率:单位质量的细胞（干重）在单位时间内消耗氧的量。

天津市高等教育自学考试课程考试大纲课程名称：生化反应工程课程代码：3283第一部分课程性质与目标一、课程性质与特点《生化反应工程》是高等教育自学考试生物技术（生物制药方向）专业的一门专业课，是在完成生物化学、微生物学、物理化学和化工原理等课程后开设的必修课程之一。

本课程的学习对全面掌握生物技术进行生化工程的研究开发起着重要的作用。

本课程重点论述了生化反应过程动力学和生化反应器两个方面。

前者着重论述了均相酶催化反应、固定化酶催化反应和细胞反应过程的基本动力学规律，并重点探讨了传递因素对反应动力学的影响及处理方法；对于生化反应器的设计和分析，则重点讨论了三种理想反应器，并适当介绍了对非理想流动反应器的处理方法。

通过学习可以使学生对于生化反应工程有较系统的认识，达到熟悉并掌握该课程的基本任务、内容、研究对象和研究方法。

本大纲是根据国家教育部制定的高等教育自学考试生物技术专业本科生培养目标编写的，立足于培养高素质人才，适应生物制药专业的培养方向。

本大纲叙述的内容尽可能简明，便于自学。

二、课程目标与基本要求本课程的目标和任务是使学生通过本课程的自学和辅导考试，进行有关生化反应工程的基础理论、基本知识的考察和训练，并了解现代生化反应的进展，为今后的学习和工作打下坚实的基础。

课程基本要求如下：1、了解生化反应工程的特点、任务、研究的对象及研究的内容和方法。

2、掌握均相酶催化反应、固定化酶催化反应动力学的规律和动力学方程、传递因素对反应动力学的影响及其处理方法。

3、掌握细胞反应过程计量学、细胞反应过程动力学的规律及动力学方程。

4、了解生化反应器的种类、基本设计方程和动物细胞培养反应器的种类。

掌握三种理想生化反应器、半间歇半连续反应器的设计式和相关的计算。

5、学习生化反应器的流动模型与放大，了解停留时间的定量描述和理想流动模型。

掌握停留时间分布密度、分布密度函数及统计特征值的计算，熟悉三种非理想流动模型及相应的计算。