生物反应工程原理 第三版 课后答案 (贾士儒)

第４０卷第３期　２０１２年２月　广州化工　Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｉｎｄｕｓｔｒｙ　Ｖｏ１．４０　Ｎｏ．３　Ｆｅｂｒｕａｒｙ．２０１２　浅谈如何上好生物反应工程课　韩培培，贾士儒，乔长晟　（天津科技大学生物工程学院，天津３００４５７）　摘　要：生物反应工程是一门实践性和应用性很强的工程学科。作者在实际教学过程中，发现学生普遍存在对于工程概念接　受起来存在障碍，本文从如何激发学生学习兴趣和帮助学生建立工程思维方面人手，介绍了作者在讲授生物反应工程这门课程的心　得体会和采取的教学措施。　关键词：生物反应工程；工程思维；授课　中图分类号：Ｇ４２１　文献标识码：Ａ　文章编号：１００１—９６７７（２０１２）０３—０１４８—０２　Ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅｓ　ｏｎ　Ｈｏｗ　ｔｏ　Ｔｅａｃｈ　Ｗｅｌｌ　Ｂｉｏｒｅａｃｔｉｏｎ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ＨＡＮ　Ｐｅｉ－ｐｅｉ，ＪＩＡ　Ｓｈｉ—ｍ，ＱＩＡＯ　Ｃｈａｎｇ—ｓｈｅｎｇ　（Ｔｉａｎｊｉｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｔｉａｎｊｉｎ　３００４５７，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂｉｏｒｅａｃｔｉｏｎ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｗａｓ　ａ　ｈｉｇｈｌｙ　ｐｒａｃｔｉｃａｌ　ａｎｄ　ａｐｐｌｉｅｄ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｄｉｓｃｉｐｌｉｎｅ．Ｄｕｒｉｎｇ　ｔｅａｃｈｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓ，ｉｔ　ｗａｓ　ｆｏｕｎｄ　ｔｈａｔ　ｔｈｅｒｅ　ｗｅｒｅ　ｄｉｆｆｉｃｕｌｔｉｅｓ　ｆｏｒ　ｓｔｕｄｅｎｔｓ　ｔｏ　ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｃｏｎｃｅｐｔｓ．Ｆｒｏｍ　ｔｈｅ　ｖｉｅｗ　ｏｆ　ｈｏｗ　ｔｏ　ｓｔｉｍｕｌａｔｅ　ｓｔｕｄｅｎｔ　ｉｎｔｅｒｅｓｔｓ　ｉｎ　ｌｅａｒｎｉｎｇ　ａｎｄ　ｈｅｌｐ　ｔｈｅｍ　ｅｓｔａｂｌｉｓｈ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｔｈｉｎｋｉｎｇ，ｔｈｅ　ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅｓ　ｏｆ　ｔｅａｃｈｉｎｇ　Ｂｉｏｒｅａｃ—　ｔｉｏｎ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｃｏｕｒｓｅ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｍｅａｓｕｒｅｓ　ｗｅｒｅ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：Ｂｉｏｒｅａｃｔｉｏｎ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ；ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｔｈｉｎｋｉｎｇ；ｔｅａｃｈｉｎｇ　提高教学质量是教学的永恒主题，但提高教学质量并不是　一件简单的事情。对于我们青年教师来说，我们需要从各个方　面做些实实在在的基础工作，认真仔细用好上好每一堂课是第　一步。下面笔者想结合自己所讲授的《生物反应工程》这堂课，　谈一点体会。　１　对于生物反应工程课程的理解　生物反应工程是一门以研究生物反应过程中带有共性的工　程技术问题的课程（或学科），是建立在生物学、化学、工程学、计　算机与信息技术等多学科为基础之上的，它以生物反应动力学　为基础，将传递过程原理、设备工程学、过程动态学及最优化原　理等化学工程学方法与生物反应过程的反应特性方面的知识相　结合，进行生物反应工程分析与开发，以及生物反应器设计、操　作和控制等。生物反应工程属工科科学，用自然科学的原理考　察、解释和处理工程实际问题，开展在理论解析和理论指导下的　实验研究；强调工程观点、定量运算、实验技能和设计能力的训　练；强调理论与实际相结合，提高学生分析问题、解决问题的能　力　Ｉ２　Ｊ。在以往的教学过程中，发现教学难点在动力学的讲解　和反应器参数的比拟放大上，往往导致学生觉得这门课枯燥难　懂，与工程生产联系不大，学习兴趣动力不足，难以建立起工程　观点，影响教学效果　。因此，如何在实际教学过程中激发学生　的学习兴趣，帮助学生建立起工程观点就显得尤为重要。　生物反应工程是一门工程类的学科，实践性和应用性很强。　在教学过程中，帮学生们理解本课程讲述的理论是从分子水平　或动力学模型的角度上回答和揭示微生物的生长、发酵过程中　在不同尺度，或不同规模下所表现的差异，使学生了解这种差异　作者简介：韩培培（１９８３一），女，讲师，主要从事生物反应工程与技术。　的主因与辅助因素，来帮助选择解决方案，增加课程的趣味性和　实用性的特色，让学生们了解这门课程是从实验室到工厂实际　之间的一门桥梁。此外，在教学中我们根据实际情况对课程内　容及授课目标进行了梳理，以生物反应过程及其放大为主线，让　学生对生物反应及其过程的量化有一定了解；掌握基本的工程　思维方法，能够从工程的角度分析、鉴别和判断一些生物现象产　生的原因；掌握生物反应工程基本理论，初步了解生物反应中传　质与反应间的相互关系以及生物反应过程的放大规律；了解生　物反应工程的前沿信息，通过实验的基本操作技能和基本理论　知识的强化，明确“生物反应工程”课程是对前续的微生物学、生　物化学和化工原理等课程的总结、提高，对于代谢工程、生物工　艺学和生物工程设备等后续课程，起支撑作用。通过对课程内　容的整理，使得课程体系更加明朗，教师教学脉络也更加清晰，　也使得学生能够更好的把握知识结构。　２　工程教学方法的新举措　在教学过程中，针对学生对工程概念接受起来普遍存在障　碍这一问题，我们通过如下办法，改变以往抽象的工程教学方　法。　（１）提出利用生物的适应性或可行性、可持续性、过程的量　化、经济性和效率等工程概念，来评价生物反应过程效率的工程　思维方法，通过具体的生物反应过程实例的讲解，使抽象的工程　理论形象化、具体化。　（２）根据自身的科学研究与相关研究的前沿信息，在制作多　媒体课件及讲解过程中先提出一些前沿问题或共性问题，再启发　（下转第１５４页）

生物化学第三版习题答案

生物化学是生命科学中的一个重要分支，它研究生物体内化学过程和物质的变化。第三版的生物化学教材通常会包含许多习题，帮助学生巩固和深化对知识点的理解。以下是一些习题及其答案的示例，供参考：

习题1：酶的催化作用

问题：简述酶的催化作用原理。

答案：酶是生物体内催化化学反应的蛋白质，它们能够显著降低反应的活化能，从而加速反应速率。酶的催化作用原理主要基于其活性部位与底物的特异性结合，形成酶-底物复合物。这种结合使得底物分子在酶的活性部位发生结构变形，更易于反应。反应完成后，产物从酶上分离，酶恢复其原始状态，可以继续催化下一个底物分子。

习题2：DNA的复制

问题：描述DNA复制的基本过程。

答案：DNA复制是一个半保留的过程，包括以下步骤：首先，DNA双链被解旋酶解旋成两条单链；接着，DNA聚合酶识别复制起点，并在引物RNA的帮助下开始合成新的互补链；随后，新的链沿着模板链延伸，形成新的DNA双螺旋。最终，每个原始链都与新合成的链配对，形成两个完整的DNA分子。

习题3：氨基酸的结构和分类

问题：列举氨基酸的几种基本结构特征，并简述其分类。

答案：氨基酸是蛋白质的基本组成单元，具有以下基本结构特征：一个α-羧基、一个α-氨基、一个氢原子和一个侧链（R基）。根据侧链的化学性质，氨基酸可以分为20种标准氨基酸，主要分为四类：非极性疏水氨基酸、极性疏水氨基酸、酸性氨基酸和碱性氨基酸。

习题4：细胞呼吸

问题：简述有氧呼吸和无氧呼吸的区别。

答案：有氧呼吸和无氧呼吸是细胞产生能量的两种方式。有氧呼吸需要氧气作为最终电子受体，通过糖酵解、三羧酸循环（TCA循环）和电子传递链产生大量的ATP。无氧呼吸，又称为发酵，是在没有氧气的情况下进行的，通过糖酵解产生少量的ATP，同时产生酒精或乳酸作为代谢终产物。

习题5：基因表达调控

问题：解释基因表达调控的基本机制。

答案：基因表达调控是指细胞内控制基因转录为mRNA的过程，进而影响蛋白质的合成。调控机制包括转录前调控和转录后调控。转录前调控涉及DNA的甲基化、组蛋白修饰、转录因子的结合等，这些因素可以增强或抑制基因的转录。转录后调控则涉及mRNA的加工、稳定性、运输和翻译效率等。

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第八章 酶通论

提要

生物体内的各种化学变化都是在酶催化下进行的。酶是由生物细胞产生的，受多种因素调节控制的具有催化能力的生物催化剂。与一般催化剂相比有其共同性，但又有显著的特点，酶的催化效率高，具有高度的专一性，酶的活性受多种因素调节控制，酶作用条件温和，但不够稳定。

酶的化学本质除有催化活性的RNA分子之外都是蛋白质。根据酶的化学组成可分为单纯蛋白质和缀合蛋白质是由不表现酶活力的脱辅酶及辅因子（包括辅酶、辅基及某些金属离子）两部分组成。脱辅酶部分决定酶催化的专一性，而辅酶（或辅基）在酶催化作用中通常起传递电子、原子或某些化学基团的作用。

根据各种酶所催化反应的类型，把酶分为六大类，即氧化还原酶类、转移酶类、水解酶类、裂合酶类、异构酶类和连接酶类。按规定每种酶都有一个习惯名称和国际系统名称，并且有一个编号。

酶对催化的底物有高度的选择性，即专一性。酶往往只能催化一种或一类反应，作用于一种或一类物质。酶的专一性可分为结构专一性和立体异构专一性两种类型。用“诱导契合说”解释酶的专一性已被人们所接受。

酶的分离纯化是酶学研究的基础。已知大多数酶的本质是蛋白质，因此用分离纯化蛋白质的方法纯化酶，不过要注意选择合适的材料，操作条件要温和。在酶的制备过程中，没一步都要测定酶的活力和比活力，以了解酶的回收率及提纯倍数，以便判断提纯的效果。酶活力是指在一定条件下酶催化某一化学反应的能力，可用反应初速率来表示。测定酶活力及测酶反应的初速率。酶活力大小来表示酶含量的多少。

20世纪80年代初，Cech和Altmsn分别发现了某些RNA分子具有催化作用，定名为核酶（ribozyme）。有催化分子内和分分子间反应的核酶。具有催化功能RNA的发现，开辟了生物化学研究的新领域，提出了生命起源的新概念。根据发夹状或锤头状二级结构原理，可以设计出各种人工核酶，用作抗病毒和抗肿瘤的防治药物将会有良好的应用前景。

抗体酶是一种具有催化能力的蛋白质，本质上是免疫球蛋白，但是在易变区赋予了酶的属性。根据酶催化的过度态理论，设计各种过度态类似物作为半抗原免疫动物，筛选具有催化活性的单抗。抗体酶具有酶的一切性质。现已研制出催化多种反应的抗体酶。抗体酶的发现，不仅为酶的过度态理论提供了有力的实验证据，而且抗体酶将会得到广泛的应用。

生物化学第三版课后习题答案

生物化学第三版课后习题答案

生物化学是研究生物体内化学反应的科学，它研究了生物体内各种生物大分子的结构、性质和功能，以及生物体内化学反应的机制和调控。生物化学的课后习题对于学生的学习和理解非常重要，通过解答习题，可以帮助学生巩固所学知识，提高问题解决能力。下面是生物化学第三版课后习题的答案。

第一章：绪论

1. 生物化学的研究对象是什么？

答：生物化学的研究对象是生物体内的化学物质，包括蛋白质、核酸、碳水化合物、脂类等。

2. 生物化学的研究方法有哪些？

答：生物化学的研究方法包括分离纯化、鉴定结构、测定性质、研究功能、探索机制等。

第二章：氨基酸和蛋白质

1. 什么是氨基酸？

答：氨基酸是构成蛋白质的基本单位，它由氨基、羧基和侧链组成。

2. 氨基酸的分类有哪些？

答：氨基酸可以根据侧链的性质分为非极性氨基酸、极性氨基酸和带电氨基酸。

第三章：核酸

1. 核酸的组成单位是什么？

答：核酸的组成单位是核苷酸，它由糖、碱基和磷酸组成。

2. 核酸的功能有哪些？ 答：核酸的功能包括存储遗传信息、传递遗传信息和参与蛋白质合成等。

第四章：碳水化合物

1. 碳水化合物的分类有哪些？

答：碳水化合物可以根据分子中含有的糖单位数目分为单糖、双糖和多糖。

2. 碳水化合物的功能有哪些？

答：碳水化合物的功能包括提供能量、构建细胞壁和参与细胞信号传导等。

第五章：脂类

1. 脂类的分类有哪些？

答：脂类可以根据分子中含有的酯键数目和酸基的性质分为简单脂类、复合脂类和衍生脂类。

2. 脂类的功能有哪些？

答：脂类的功能包括提供能量、构建细胞膜和参与信号传导等。

第六章：酶

1. 酶的特点是什么？

答：酶是生物体内的催化剂，具有高效、高选择性和高度专一性的特点。

2. 酶的分类有哪些？

答：酶可以根据催化反应类型分为氧化还原酶、转移酶、水解酶和合成酶等。

通过解答以上习题，可以帮助学生巩固对生物化学知识的理解和掌握。同时，习题的答案也为学生提供了参考，帮助他们更好地完成学习任务。生物化学是一门重要的学科，它对于理解生命现象和解决生物问题具有重要意义。希望通过这些习题的解答，能够帮助学生更好地理解生物化学的知识，提高他们的学习成绩和科学素养。