生化工程考试知识点整理

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1、一•问答题（20分两道）1.生化工程的发展：1.第一代微生物发酵技术一纯培养技术建立人为控制发酵过程，简单的发酵罐（以厌氧发酵和表面固体发酵为主），牛产酵母、酒精、丙酮、丁醇、有机酸、酶制剂等2.第二代微生物发酵技术一深层培养技术建立>1928年英国弗莱明发现点青霉可以产生抑制葡萄球菌生长的青霉素>20世纪40年代:青霉素的大量需求一需氧发酵工业化生产建立了高效通气搅拌供氧（深层培养）技术、无菌空气的制备技术及大型生物反应器灭菌技术，促进了生物制品的大规模工业化一进入微生物发酵工业新阶段微生物学，生物化学与化学工程相结合，标志着生物化学工程（BiochemicalEngineering）的诞生

2、2.生化工程的概念：定义:运用化学工程学原理方法，将生物技术实验成果进行工程化、产业化开发的一门学科。实质：研究生物反应过程中的工程技术问题，是微生物学、生物化学与化学工程结合。3.奠定生化工程学科基础的两个关键技术①通气搅拌解决了液体深层培养时的供氧问题。②抗杂菌污染的纯种培养技术:无菌空气、培养基灭菌、无污染接种、大型发酵罐的密封与抗污染设计制造。4.高温瞬时灭菌机理：微生物受热死亡的活化能AE比营养成分受热分解的活化能AE'大。AE大，说明反应速率随温度变化也大；当温度升高，微牛物死亡速度比营养成分分解速度快。故采取高温瞬吋，有利于快速杀灭菌体，而且减少营养的破坏。养分虽因温度增高破坏也

3、增加，但因灭菌时间大为缩短，总破坏量因之减少。5.深层过滤除菌机理：深层过滤：一定厚度的介质，介质的孔径一般大于细菌，其主要由于滞留作用截获微粒，使空气净化。滞留作用机制主要构成为：1.惯性碰撞滞留作用:一定质量的颗粒随气流运动，若遇到纤维，由于惯性力作用直线前进，最终碰撞到纤维，摩擦、黏附作用被停滞于纤维表面。2.阻拦滞留作用:当V

4、酵液中100%的空气饱和浓度只有0.25mmol/L左右，比糖的溶解度小7000倍。■在对数生长期，即使发酵液中的溶氧能达到100%空气饱和度，若中止供氧，发酵液中溶氧可在几分钟之内便耗竭，使溶氧成为限制因素。7.Monod方程经验公式：u=umS/（Ks+S）（u性质？指出下图屮的Ks,nmax,s等代表什么，图中反映了什么关系？）U：菌体的生长比速（1/h）；S：限制性基质浓度（g/L）；Ks：饱和常数（相当于1/2S《Ks时，P-S直线关系；S》Ks时，si；Ks与Um反映了微生物的特征：基质；Ks反映微生物对基质的亲和力：Ks小，亲和力大。1.菌种浓度X、基质浓度S、细胞产率P及稀释率

5、D的变化关系如图：（指出De,Dm,DX,关系总结）1）菌种浓度X与稀释率D的关系：随D增加,&逐渐减少,起初不明显,肖D渐接近Dc=um,X急跌至0,微生物全部洗出。2）基质浓度S与稀释率D的关系：S变化与X相反:一般当D<0.8时,S很小;随D再增大,S急剧上升,当D渐接近Dc=um时，S=S0。3）细胞产率P二DX与稀释率D的关系：随D的增加P逐步增大,可达最大DX值（DmXm）,Dm为理论上的最适宜稀释速率。4）菌种浓度X、基质浓度S、细胞产率P及稀释率D的关系：De为临界稀释速率;Dm为理论上的最适宜稀释速芟45连续培养时细胞浓度、限制性基质农度、细胞生产率与稀释率的关系2.加热灭菌

6、的原理•培养基灭菌要求:达到需要的无菌程度;有效成分受热破坏程度尽可能低。•灭菌工作关键：控制加热温度（工）和受热时间①微生物的热阻：微生物对热的抵抗力称为热阻。（1）微生物对热的抵抗能力•营养细胞：在60°C加热10min全部死亡;•细菌芽砲：能耐较高的温度，在100°C需几分钟或几小时。•嗜热菌的芽范：120°C,39min或更长时间.（2）致死温度：杀死微生物的极限温度。（3）致死时间：在致死温度下，杀死全部微生物所需要的时间。二.证明题1・D=—ln（l/10No/No）/K=—2.303lgO.l/K=2.303/K2.td=0.693/u3.D=u是连续恒定发酵的前提。（课本p46

7、-48）4.证明：L90=2.303/K.穿透率：空气残留的颗粒数与空气中原有颗粒数之比P=Ns/N0NO—空气屮原有颗粒数Ns—空气屮残留的颗粒数过滤效率：介质捕获的颗粒数与空气中原有颗粒数之比n=(N0・Ns)/N0=1・P对数穿透定律：一dN/dL二KN积分后得：In(Ns/N(>)=—KL也可为:InP=—KLK—过滤常数(cm-1),与气流速度V,纤维直径df,颗粒直径dp和纤维填充密度