生物反应工程习题

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1、第一章绪论1.名词解释：生物工程；生化工程生物技术（Biotechnology）又称生物工程，是指人们以现代生命科学为基础，结合先进的工程技术手段，对生命有机体在分子水平、细胞水平、组织水平、个体水平进行不同层次的创造性设计和改造，使之能定向组建具有特定性状的新物种或新品系，从而造福人类的现代应用技术。（百度定义：应用生命科学及工程学的原理，借助生物体作为反应器或用生物的成分作工具以提供产品来为社会服务的生物技术。包括基因工程、细胞工程、发酵工程、酶工程等。）：（①生物技术是一门多学科、综合性的科学技术；②过程中需要生物催化剂的参与；③其最终目

2、的是建立工业生产过程或进行社会服务。）生物化学工程（biochemicalengineering）简称生化工程，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，所以可以把生化工程看成是化学工程的一个分支，也可以是生物工程的一个重要组成部分。（生化工程是生物技术和化学工程的交叉学科。一方面它将生物技术引入以化工为代表的传统产业，解决日益紧张的资源和环境问题，另一方面它将化工理论和经验应用于生物工程，解决生物产品从实验室走向产业化的过程工程科学瓶颈问题。由于其研究对象是生化

3、过程，因此近年来又被称之为生物过程工程（BioprocessEngineering））2.简述生物反应过程及特点。典型的生物反应过程包括四个部分：（1）原材料的预处理；（2）生物催化剂的制备；（3）生化反应器及反应条件的选择与监控；（4）产物的分离纯化。①采用高活性生物催化剂，反应条件温和，生产设备简单，能量消耗较少；②多以光合产物—生物质（biomass）为原料，为可再生资源，减少了对矿物资源的依赖；③废弃物危害程度小，生物反应过程本身是环境污染治理的一种重要手段，而且在废物处理时还能获得有价值产品，如燃料、化工原料等。3.论述生物技术与各产

4、业部门的关系。现代生物技术与电子信息技术和新材料技术一样，为当今极重要的三大高新技术领域之一。其主要特点是人工定向改造生物遗传特性，创造新物种，通过工程化为人类提供有益产品和服务。4.简述现代生物技术的主要内容包括哪些？生物技术是对有机体的操作技术，也就是应用生物体及其某些组成部分的生理特性，生产对人类有价值的产物或进行对人类有益的过程的技术。现代生物技术以现代生物学和生命科学为基础，将生物学的认识和现代工程技术相结合，并侧重于设计、操作和应用，故又称为生物工程。它涵盖的内容非常广泛，按照所研究的层次不同，又可以分为酶工程、发酵工程、细胞工程、

5、基因工程、蛋白质工程等五大类，核心是基因工程。近些年来，生物工程发展迅速，正日益深入和改变人们的生活，并将对世界经济的变革和人类的前途产生深远的影响。一、发酵工程微生物是生物的一大组成部分，利用微生物及其内含酶系的生理特性，再应用现代工程技术手段生产或加工人类所需要的产品的技术体系，就叫发酵工程，又称为微生物工程。发酵过程以传统发酵为核心，目前在整个生物生产中仍然是最重要的组成部分。酒精、调味品、工业酒精、氨基酸类核酸和核苷酸、抗菌素及激素等都可以利用发酵得到生产，利用微生物的生理机能进行细菌冶金、生物净化等同样属于发酵工程。筛选和培育能够产生

6、特定生物活性物质的优良菌种，弄清微生物的生理代谢机能，提供微生物生产的最佳条件，则成为发酵工程的关键环节。二、酶工程酶是一种具有特定生物催化功能的蛋白质。酶工程简单地说就是酶制剂在工业上大规模生产及应用。它包括酶制剂的开发和生产、多酶反应器的研究和设计以及酶的分离提纯和应用的扩大。酶工程一般分为两大类：化学酶工程和生物酶工程。化学酶工程也成为初级酶工程，通过对酶进行花心处理、甚至化学合成等手段来改善酶的性质以提高催化效率及降低成本。这种酶制剂已经广泛应用于食品、制药、制革、酿造、纺织等工业领域。生物酶工程基于化学酶工程，是酶科学和以基因工程为主

7、的现代分子生物技术相结合的产物，也称为高级酶工程，它通过对酶基因的修饰改造或设计，产生出自然界不曾有过的、性能稳定、催化效率更高的新酶。现代酶工程的关键技术是固定化酶技术。70年代以来，又迅速发展起固定细胞技术。采用这种技术，不必将酶从细胞中提炼出来，而是直接把整个细胞固定化，使之处于细胞内的自然状态，参与催化反应，省却了酶的提取和强化工艺，制备和使用也比较方便，并且还能够催化一系列的反应。三、细胞工程细胞是除了病毒外的所有生物体的基本结构和功能单位。现代细胞工程就是应用细胞生物学和分子生物学的理论、方法和技术，以细胞为基本单位进行离体培养、繁

8、殖，或人为地使细胞的某些生物学特性按照人们的意愿发生改变，从而改良生物品种和创造新品种，或加速动植物个体的繁殖，或获得有用的物质。它主要包括细胞融合、