生化反应工程试题
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（1）微生物的热阻：微生物对热的抵抗力称为热阻。是指微生
物在某一特定条件(主要是温度和加热方式)下的致死时
间。表征不同微生物对热抵抗能力强弱的指标。
（2）有效电子数：1摩尔碳源完全氧化时，所需的氧的摩尔数
的4倍，称为该基质的有效电子数。
（3）k L a ：以(C *-C)为推动力的体积溶氧系数(h -1)
（4）混合：指的是相同停留时间、不同空间位置的物料之间的
一种以达到均匀状态为目的过程。
（5）停留时间：指反应物料从进入反应器时算起，至离开反应
器时为止所经历的时间。）
（6）写出定义式：
细胞生长得率Yx/s=生成细胞的质量（干重）/消耗底物的质
量 选择性
1.何为生化工程，生化工程的研究内容有哪些？
生化工程全称是生物化学工程（Biochemical
Engineering)，是为生物技术服务的化学工程。它是利用化学工
程原理和方法对实验室所取得的生物技术成果加以开发，使之成
为生物反应过程的一门学科，是生物化学与工程学相互渗透所形
成的一门新学科。它应用工程学这一实践技术，以生物体细胞
()S S a P S sp p
-=0
（包括微生物细胞、动物细胞、植物细胞）作为研究的主角、生物化学作为理论基础，从动态、定量、微观的角度，广泛而深刻地揭示了生物工业的过程。所以生化工程是化学工程的一个分支，也是生物工程的一个重要组成部分。
具体的研究内容：
①原料预处理：即底物（酶催化反应中的作用物）或培养基(发酵过程中的底物及营养物，也称营养基质)的制备过程，包括原料的物理、化学加工和灭菌过程。
②生物催化剂的制备：生物催化剂是指游离或固定化的活细胞或酶，微生物是最常用的活细胞催化剂，酶催化剂则从细胞中提取出来。
③生物反应的主体设备：即生物反应器，凡反应中采用整体微生物细胞时，反应器则称发酵罐；凡采用酶催化剂时，则称为酶反应器。另还有适用于动植物细胞大量培养的装置。
④生物化工产品的分离和精制：这一部分常称下游加工，是生化分离工程的主要内容。主要探讨生化工业中生物制品分离和纯化的工程技术，以及生化分离过程中一些主要的分离单元操作和分离工程领域的新技术。
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2 请采用稳态法推导米氏方程。
答：对单底物酶促反应 P S →，根据酶－底物中间复合物假
说，其反应机制可表示为：
P E ES S E k k k +→⇔+-2
11
下面采用稳态法推导其动力学方程。
几点假设：
（1）C S >>C E ，中间复合物ES 的形成不会降低C S 。
（2）不考虑EP P E ⇔+这个可逆反应。
（3）C S >>C E 中间复合物ES 一经分解，产生的游离酶立
即与底物结合，使中间复合物ES 浓度保持衡定，即
0=dt
dC ES 。 根据稳态法假设建立动力学方程：
ES C k r 2=
0211=--=-ES ES S E ES C k C k C C k dt
dC ES E E C C C +=0
解之，得
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S S E C k k k C C k r ++=-1
2102 令02max E C k r =，121k k k K m +=
- 则S m S C K C r r +=
max 3 简述双膜理论的基本观点。
答：双膜理论的基本观点为：
(1) 在气液两个流体相间存在界面，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动力学条
件下，均呈滞流状态；
(2) 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，即界面上不存在
氧传递阻力。
(3) 在两膜以外的气液两相的主流中，由于液体充分流动，
氧的浓度基本上是均匀的，也就是说无任创传质阻力，因此，氧
由气相主体到液相主体所遇到阻力存在于两层滞流膜中。
4在某种水解酶的作用下葡萄糖-6-硫酸可以分解为葡萄糖和硫
酸。在一定的酶浓度下，测得M-M 方程中的参数Km=6.7×10-
4mol/l ，r max =3×10-7mol/(l ·min)。对该反应，半乳糖-6-硫酸是一竞
争性抑制剂。当C S =2×10-5mol/l ，C I =1×10-5mol/l 时，测得反应
速率r SI =1.5×10-9mol/(l ·min)。试求K mI 和K I 值。
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解：由题意可得：
mol/L
1098.310
2102103105.1355
79max -----⨯=⨯+⨯⨯⨯=⨯+=mI mI s
I m s
SI k k C k C r r
mol/L
1002.21098.3)1011(107.6)1(73
54----⨯=⨯=⨯+⨯=+=I I I I m mI k K K C k k
5 乙醇为基质，好氧培养酵母，反应式为
O eH dCO O N cCH bNH aO OH H C 225.015.075.13252++→++
呼吸商6.0=RQ 。求系数a 、b 、c 、d 、e 。 解：已知6.0==a
d RQ 根据元素平衡式，有
C ： d c +=2
H ： e c b 275.136+=+
O ： e d c a ++=+25.021
N ： C b 15.0=
联立(1)~(5)式求解，得
a =2.394
b =0.085
c =0.564
d =1.436
e =2.634
所以，反应式为
