生物反应工程复习重点(无习题)

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1、1.生物反应工程的定义:一生物反应动力学为基础,将传质过程原理、设备工程学、过程动态学及最优化原理等化学方法生物过程方面的知识相结合，进行生物反应过程分析与开发，以及生物反应器的设计、操作和控制。2.生物反应动力学：主要研究生物反应速率和各种因素对反应速率的影响。生物反应器的研究内容：（1）生物反应器中的传递特质即传质、传热及动量；（2）生物器的设计与放大；（3）生物反应器的优化与控制，包括优化操作与优化设计。3.生物反应器的研究内容（1-34）(1)生物反应器中的传递特性。(2)生物反应器的设计与放大。(3)生物反应器的优化与控制。3.酶促反应中竞争性抑制动力学方程4

2、.酶促反应中非竞争性抑制动力学方程5.酶促反应中反竞争性抑制动力学方程6.判断酶促反应中竞争性抑制、非竞争性抑制、反竞争性抑制曲线竞争型非竞争型反竞争型7.比较酶促反应中竞争性抑制、非竞争性抑制、反竞争性抑制Km、rmax的变化8.双底物酶催化反应的机理有哪些？随机机制：两个底物S1和S2随机地与酶相结合，产物P1和P2也随机地释放出来。许多激酶类的催化机制属于此种。顺序机制：两个底物S1和S2与酶结合形成复合物是有顺序的，酶先与底物S1结合形成ES1复合物，然后ES1再与S2结合形成具有催化活性的ES1S2。乒乓机制：最主要的特点是底物S1和S2始终不同时与酶结合，其

3、机理式。转氨酶9.固定化酶的优点：(1)可连续稳定地生产产物；(2)反应产物地纯度高、质量好；(3)生产的副产物少；(4)反应的动力学常数、反应的最佳pH和反应温度可能按意愿经固定化调整；(5)固定化酶、细胞在使用时可以再生或回收，可反复使用；(6)容易实现连续自动控制，节约劳动力；(7)可大大提高酶、细胞的比生产能力10.酶固定化的方法：（1）载体结合法：将酶或细胞利用共价键或离子键、物理吸附等方法结合于水不溶性载体上的一种固定化方法。水不溶性载体：纤维素、琼脂糖等多糖类或多孔玻璃、离子交换树脂等。（2）交联法：利用双功能试剂的作用，在酶分子之间发生交联、凝聚成网状结

4、构，构成固定化酶(细胞)（3）包埋法：将酶包埋在微细网格或半透性的聚合膜中，使酶分子不能从凝胶的网格中漏出，而小分子的底物和产物可自由通过凝胶网格。包埋法使用的载作主要有聚丙烯酰胺、卡拉胶、琼脂糖和海藻酸钠等。11.单克莱尔准数物理意义？（2-2，-46）Da(Damkohler准数)是C*的函数，其物理意义是最大反应速率与最大传质速率之比。Da>>1，CS→0,ηout→0过程为外扩散控制Da<<1CS→C,ηout→1过程为反应控制12.提高固定化酶外扩散效率,应设法减小Da准数。减小Da准数的措施？1、降低固定化酶颗粒的粒径，增大比表面积，但由于粒径减小会伴随压降

5、增加，因此应用中综合考虑，确定合适的粒径。2、使固定化酶表面流体处于湍流状态以增大13.西勒准数f的物理意义：是表面反应速率与内扩散速率之比。对各类反应动力学与固定化酶的形状，普遍化的f的定义式为:14.提高固定化酶内扩散效率的措施？应设法减小f。减小f的措施主要是适当降低固定化酶颗粒粒径。15.什么是酶的半衰期？具有活性的酶浓度降至酶的总浓度一半的时间16.呼吸商：CO2生成速率/O2消耗速率17.细胞得率：消耗1g基质生成细胞的克数（指干细胞重），Yx/s=生成细胞的质量/消耗基质的质量18.理想的微生物生长模型应具备条件：（1)要明确建立模型的目的。使用模型的目的

6、，与其说是对微生物生长增殖的复杂现象有统一、深刻的理解，不如说是为了进行微生物反应器的设计，找到最佳操作条件和确定出反应过程的合理管理方法。(2)明确地给出建立模型的假定条件，这样才能明确模型的适用范围(3)希望所含有的参数，能够通过实验逐个确定(4)模型应尽可能地简单。19.代谢产物的生成动力学的类型根据产物生成速率与细胞生长速率之间的关系，Gaden将其分为三种类型：(a)相关模型；(b)部分相关模型；(c)非相关模型相关模型：是指产物生成与细胞生长呈相关的过程。产物是细胞能量代谢的结果。此时产物通常是基质的分解代谢产物。例如：乙醇、葡萄糖酸等。部分相关模型：反应产

7、物生成与基质消耗仅有间接的关系。产物是能量代谢的间接结果。在细胞生长期内，基本无产物生成。属于这类的有柠檬酸和氨基酸的生产等。非相关模型：产物的生成与细胞的生长无直接关系。在微生物生长阶段，无产物积累，当细胞停止生长，产物却大量生成。属于这类的有青霉素等二级代谢产物的生产。20.分批式操作的特点及其优缺点特点：①微生物所处的环境不断变化；②适合于少量多品种的发酵生产；③发生杂菌污染时终止操作容易；④可比较容易通过改变处理对策来改变运转条件变化或转产新产品；⑤对原料组成要求较粗放等。优点：①设备制作费用低；②同一设备可进行多种产品生产；③发