L-B 法: E-H法：H-W rp1rp1 K m r maxr max1C sC s CsrK mK r max r sC s绪论1.生物技术产品的生产过程主要由哪四个部分组成？（1）原材料的预处理；（2）生物催化剂的制备；（3）生化反应器及其反应条件的选择和监控；（4）产物的分离纯化。
2.什么是生化反应工程 , 生化反应工程的研究的主要内容是什么 ? 定义：以生化反应动力学为基础，运用传递过程原理及工程学原理与方法，进行生化反应过程的工程技术分析、开发以及生化反应器的设计、放大、操作控制等综合边缘学科。
主要内容：生物反应动力学和生物反应器的设计，优化和放大3.生物反应过程的主要特点是什么？1.采用生物催化剂，反应过程在常温常压下进行，可用DNA重组及原生质体融合技术制备和改造2.采用可再生资源3.设备简单，能耗低4.专一性强，转化率高，制备酶成本高，发酵过程成本低，应用广，但反应机理复杂，较难控制，反应液杂质较多，给提取纯化带来困难。
4.研究方法经验模型法、半经验模型法、数学模型法；多尺度关联分析模型法（因次分析法）和计算流体力学研究法。
第1章1.酶作为生物催化剂具有那些催化剂的共性和其独特的催化特性？谈谈酶反应专一性的机制。
催化共性: 降低反应的活化能，加快生化反应的速率；反应前后状态不变.催化特性:高效的催化活性; 高度的专一性;酶反应需要辅因子的参与; 酶的催化活性可被调控; 酶易变性与失活。
机制：锁钥学说；诱导契合学说2.什么叫抑制剂？某些物质，它们并不引起酶蛋白变性，但能与酶分子上的某些必需基团（主要是指活性中心上的一些基团）发生化学反应，因而引起酶活力下降，甚至丧失，致使酶反应速率降低，能引起这种抑制作用的物质称为抑制剂。
3.简单酶催化反应动力学（重点之重点）4．酶动力学参数的求取方法（L-B 法、 E-H法、 H-W法和积分法）积分法：1r max t C s0X s +K m ln 1,间歇式的反应器中1-X s抑制百分数：r S r SIrSIi1rSrS竞争性抑制：i 1rSI1r max C s/r max CsC I(CS ic )rSK mIC sK mC s KI (1 C s) CIK m非竞争性抑制：C Ii K I C I反竞争性抑制：C Ii (C S , i u )K mK I (1) C Ikd 的倒数称为时间常数 td 。
t1/2 称为半衰期1 ln 2k d=tdt1 / 2第2章得率系数对底物的细胞得率系数： 消耗 1g 基质生成细胞的克数称为细胞得率或称生长得率 Yx/s可忽略，在此基础上建立的模型。
结构模型：考虑细胞内部结构组成变化的基础上建立的模型。
3. 细胞反应过程主要特征： 细胞是反应过程的主体； 本质是酶反应； 细胞反应与酶催化有着 明显的不同：复杂反应，多种途径，难以描述。
kd 可称为衰变常数 YX/SmX cXt cX0m ScS0 cSt非结构模型和结构模型非结构模型：把细胞视为单组分，不考虑细胞内部结构，则环境变化对细胞组成的影响临界溶氧浓度 c OL,c:能满足微生物呼吸的最低氧浓度 . 它表示氧的 比消耗速率最大时所对应的溶解浓度 .氧的比消耗速率 （细胞的呼吸强度 ）q O 2 rO21O2C X Y X /O耗氧速率 （OUR ）OUR r O 2q O 2c X1c XYX /O 2第3章影响固定化酶动力学的因素有： 空间效应 （包括构象效应和位阻效应） 、 分配效应 （包 括亲水效应、疏水效应和静电效应）和 扩散效应 （包括外扩散效应和内扩散效应） 。
构象效应： 在固定化过程中，由于存在着酶和载体的相互作用从而引起酶的活性部位发生 某种扭曲变形，改变了酶活性部位的三维结构，减弱了酶与底物的结合能力。
分配效应（微环境效应）：当固定化酶处在反应体系的主体溶液中时，反应体系成为固液非均相体系。
由于固定化酶的亲水性、 疏水性及静电作用等引起固定化酶载体内部底物或产 物浓度与溶液主体浓度不同。
呼吸商在一定时间内放出的二氧化碳量和消耗的氧气量（量为物质的量）之比。
1 dc X绝对速率和比速率 rdcX ,rdcsr Xdt,r sdt绝对速率 : 指单位时间，单位反应体积某一组分的变化量。
比速率 : 指以单位浓度细胞（或单位质量）为基准而表示的各个组分的速率。
Gaden 根据产物生成速率与细胞生长速率之间的关系，将产物形成动力学分为那三种类型？并简述之。
（1）相关模型 （2）部分相关模型 （3）非相关模型限制性底物： 某种底物浓度的增加会影响生长速率 , 而其它营养组分浓度的变化对生长速率 没有影响作用，这种底物称限制性底物。
无抑制的细胞生长动力学（减速期 ,指数期 ）monod方程：c X dt,q scXdt1R rSdn S dttrc scs0dc有外扩散影响时的实际 反应速率 R si E 无外扩散影响时的反应 速率r s 0影响内扩散有效因子的主要因素有： 颗粒粒度，颗粒活性，孔隙率、孔径以及反应温度颗粒内的实际有效反应速率 ＝ R S 颗粒内部与外表面浓度相同时的反应速率 ＝R si丹克莱尔数（ Da ）、梯勒模数（ φ）、Biot 数：表面浓度下的反应速率内扩散速率表观梯勒模数：（VP ）2 RSS P D e c Si第4章操作模型得到的主要结果1. 什么叫 BSTR ，CSTR ，CPFR ，请根据物料衡算写出其操作模型方程，即反应时 间与反应速率的关系方程。
BSTR:间歇操作反应器（分批操作的搅拌槽式反应器）(Damkohler ) D ar max 最大反应速率 k L ac so 最大传质速率(3.6)rmax3 K m D e1)2对零级反应动力学 c s =c s0+6k D 0e (r 2 R 2)trt b t rt V R F(t r t b )k 1 V pD eCsdC sCSTR ：连续操作的搅拌槽式反应器CPFR ：连续操作管式反应器dcsl对dV R 作底物衡算 , dV R slFc sl r S dV RF (c sl dc sl )R R dt slS R sl slCSdC S P = C SC Sfr SFBC ：恒速流加与指数流加的定义及主要特征 恒速流加 ：以恒定的速率流加限制性底物的一种最简单的流加操作方式。
指数流加 ：使加料速率按指数规律增加 ,以使限制性底物浓度维持不变 , 故称为指数流加。
指 数流加可使生长比速率恒定。
变速流加 : 以反馈流加为主。
理想流动的反应器的模型方程全混流反应器：CS 0C SCS 0X Smr Sr S平推流反应器 :XSdX SCSdC SP=C S 0 0S= CSS0 0r SCSr S定义稀释率 （ 空速） DF对单级 CSTR ，稳态条件下，应存在dC Xdt可得这是单级 CSTR 进行细胞反应的的主要操作特性对于符合 Monod 模型的简单细胞反应，若以单位时间单位体积的细胞产量 （ 细胞 产率 ）PX 为优化目标函数， P X r XC X DC XS rsF inC S0F outC Sr sd(VRcS) VR CS0XdtmCS 0 CSY X/S C Xdd C t S（表示了恒化器 的主要操作特性 ）K S D) max D当 PX 为最大时，相应的稀释率称为最佳稀释率 DOPt得 P XDY X/ S (C S精品文档N1maxN精品文档反应器中细胞浓度为当稀释度达到极限值 DC时，CSTR出口物料中细胞浓度为 0，此时反应器处于“洗出”操作状态（ CS=CS0 ）。
因此操作要控制 D 小于 DC2c第5章1. 溶氧法的优点是只需测定溶氧浓度C L 随时间变化曲线，非常方便地求出k L a.2.简述影响（体积传质系数）k L a 的因素：物系的性质（粘度，扩散系数，表面张力）；操作条件（温度，压力，通气量，搅拌转数）；反应器的结构（反应器的结构型式，搅拌器结构，搅拌方式）。
3.写出三种测定体积传质系数的原理，并分析这三种方法的优缺点。
亚硫酸氧化法，动态法，物料平衡法c* OL 与气相分压平衡的液相氧浓度， mol/L c OL －培养液中的溶氧浓度，mol/L动态法测体积传质系数dcOL *k L a(c OL c OL )-q O 2 c Xdt2即 c OL-1 ( dc OL q O 2 c X ) c *OL精品文档OLk L a dt O 2 X OLC X ,Opt稀释度的极限值：当 CS=CS0时D CK S C S0 在一带循环的 CSTR中进行下述细胞培养过程OTR：氧的传液速率 (OTR) (Oxygen Transfer Rate)OTR k L a(c OL c OL)dcOL dt OTR OUR k L a( c*OL c OL ) q O2c X在稳态下OUR ＝OTR ，即dc OL＝0， dt Y X / S C S0 K Smax C S0精品文档某时刻停止通气 :-q O2c X 积分得 c OL c OL q O2c X （t t）dt 2 2q O2c X可求OUR：氧气的消耗速率，OUR=Qo2C。
x。
qo2 为氧气的比消耗速率，cx 为细胞浓度临界溶氧浓度：第6章1、停留时间分布的定量描述有两种方法，分别是什么？并简述其概念和特点。
（1）停留时间分布密度E（t）定义：在同时进入系统的N个流体离子中，其中停留时间介于t 和t+d t 之间的流体粒子所占有的分率d N/ N定义为E（t）d t, 则E（t）称为停留时间分布密度。
（2）停留时间分布函数F（t）定义：流过系统的物料粒子中停留时间小于t（介于0到t ）的物料粒子所占的分数2、停留时间分布的实验测定方法是什么？它又可以分为几种方法？并简述之。
方法：示踪应答法（脉冲法，阶跃法和周期输入法）脉冲法：在设备内流体流动达到稳定后，在一极短的时间内，在系统入口处向流进系统的流体加入一定量的示踪剂，同时在出口处检测流出物料中示踪剂浓度随时间的变化。
阶跃法：将系统中做稳态流动的流体切换为流量相同的含有示踪剂的流体（升阶法），或相反（降阶法）。
3、宏观流体与微观流体宏观流体：微团尺度上完全不混微观流体：物料系统反应过程和微团尺度上完全混合4、停留时间分布的统计特征值有那两个？并简述其特点。
统计特征值：数学期望和方差5.常用的非理想流动模型有那些？如何求得模型参数？槽列模型（多级CSTR串联模型）；轴向扩散模型；组合模型6.多级串联模型参数 N对于实际反应器，求取N 的方法如下。
1）实验测定实际反应器的F（t）～t 或E（t）～t ；２）计算：３）计算计算:tE(t)E(t) 22t 2E(t) 22t22t0tt m20E(t)求出 N 后，即可按 N 级串联全混流模型对实际反应器进行有关计算。