《生物反应过程优化与控制》练习整理答案

葡萄糖的产率系数(YX/s)为常数；E、菌体生长遵循Monod方程。 10、细胞生长环境的优化策略有 ACE 。

A、培养基组成的优化利用；B、抑制性底物合成目的产物的潜力；C、特殊营养物的添加；D、细胞循环发酵；E、限制代谢副产物的积累。

11、生物反应过程的数量化处理包括 ACDE 。

A、生物反应过程的速度；B、生物反应参数的检测；C、化学计量学；D、热力学；E、生产率、转化率和产率。

12、Monod方程应满足 BCE 。

A、菌体生长为均衡型结构生长；B、菌体生长为均衡型非结构生长；C、培养基中只有一种底物是生长限制性底物；D、培养基中只有一种底物是生长非限制性底物；E、菌体产率系数恒定。 13、生物反应系统优化方法的原则主要有 ABCDE 。

A、系统整体性与有序相关原则；B、系统创造思维原则；C、系统目标优化原则；D、系统动态性原则；E、系统分解综合原则。

14、固定化微生物细胞的方法具有 ABE 的优势。

A、细胞可以重复使用，不需要提取和纯化酶的过程；B、可以获得高纯度产品；C、有利于实现管道化、连续操作；D、需要酶再生过程；E、反应器占地小，反应控制容易。 15、生物反应与产物分离的组合系统的特征有 ACDE 。

A、耦合过程是一种集成式单元操作； B、耦合系统的成本大大降低；C、耦合过程可适用于各种生物反应过程；D、生物反应器具有特殊的结构；E、实现产物及时分离的方法必须考虑产物的特性及具体的生物反应体系。

16、可用于生物反应与产物分离组合系统的分离技术有 ABDE 。

A、随程溶剂萃取；B、渗透萃取；C、渗透液化；D、受控底物分配技术；E、气体抽提。 17、根据微生物的不同代谢特性，代谢工程常采用的三种方法是 ACD 。

A、改变代谢流；B、代谢通量分析；C、扩展代谢途径；D、构建新的代谢途径；E、代谢网络诊断。 18、代谢工程的研究手段有 ABCE 。

A、酶学；B、化学计量学；C、分子反应动力学；D、分子生物学；E、现代数学的理论及技术。 19、代谢工程设计的主要内容包括 ABCDE 。

A、生物合成相关代谢调控和代谢网络理论；B、代谢流定量分析；C、代谢网络的重新设计；D、中心代谢作用机理及相关代谢分析；E、基因操作。 20、下列表述正确的有 BCDE 。

A、代谢工程关注最多的是单一代谢途径的改造；B、代谢工程的精髓在于其更强调了代谢网络的概念；C、代谢工程最为突出的特征就是强调生化反应途径与代谢流及其体内条件下的控制相关联；D、将代谢流的定量分析方法与代谢流控制的分子生物学技术结合在一起，系统、合理地修饰生物细胞的遗传性状是代谢工程的基础；E、代谢工程的一个基本目标就是阐明代谢流控制的因素和机制。 21、系统研究代谢流及其控制机制的基本步骤是 ACE 。

A、建立一种能尽可能多的观察代谢网络并测定其流量的方法；B、构建新的代谢途径；C、在代谢网络中

施加一个已知的扰动，以确定在系统松散之后达到新的稳态时的代谢流；D、系统分析代谢通量的变化；E、系统分析代谢流扰动的结果。

22、代谢流平衡分析的作用可概括为 ABCDE 。

A、胞内代谢流分布的定量测定；B、代谢网络节点性质的鉴定；C、确定胞内代谢路径，计算产物的最大理论得率；D、非测量性胞内物流的计算；E、分析替代路径对通量分布的影响。 23、解决MFA局限性的方法有 BDE 。

A、准稳态假设；B、合并反应，减少变量个数；C、引入新的平衡方程；D、通过共同代谢物的测定来确定循环反应的流量；E、利用线性规划的方法来求得最优化解。 24、下列说法正确的是 ABDE 。

A、代谢控制分析的基本研究对象是由代谢反应系列和代谢途径组成的代谢系统；B、限速步骤直接受制于该步骤酶活性和酶蛋白合成的调节；C、限速步骤是热力学可行的反应，具有较高的平衡常数，需要由与其相偶联的、热力学上容易进行的反应驱动；D、大幅度提高代谢途径中限速酶的酶活水平并不能导致代谢流的显著增加；E、如果要提高代谢途径的代谢流，就必须增加限速酶的浓度或（和）酶活水平。 25、根据对不同代谢要求的可调控程度，可将节点分为 BCE 。 A、惯性节点；B、柔性节点；C、刚性节点；D、保守节点；E、柔刚性节点。 26、关于传统生物反应过程优化的说法正确的有 ACDE 。

A、缺乏微观实时的代谢调控；B、具有全局性的生理调控机制；C、局限于寻求培养基配方和最佳的温度、pH、DO等；D、发酵过程酶研究存在困难；E、过程数据采集和处理存在困难。 27、有关生物反应过程不同尺度网络状态关系描述正确的有 CE 。

A、具有变化着的结构，但因变量与自变量往往呈线性关系；B、具有变化着的结构，但因变量与自变量呈非线性关系；C、导致过程变化的原因除了线性或动力学因素外，往往还发生在系统结构性的突变；D、必须进行跨尺度测量与控制；E、网络结构表现在不同尺度的网络状态的互动关系呈多输入多输出的关系。 28、检测泡沫的装置主要有 ACD 。

A、电容探头；B、微波探头；C、电阻探头；D、电热探头；E、红外探头。 29、可用于生物反应过程尾气分析的仪器有 ACE 。

A、质量流量计；B、CO2电极；C、非色散红外二氧化碳分析仪；D、核磁共振仪；D、顺磁氧分析仪。 30、影响氧体积传质系数的因素有 ABCDE 。

A、通风与搅拌；B、反应器的结构；C、反应液的流动状态；D、反应类型；E、反应温度与压力。 31、影响固定化酶动力学的因素有 ABE 。

A、构象效应；B、分配效应；C、体积效应；D、位阻效应；E、扩散效应。 32、生物反应过程中的热量主要由 ACDE 几部分组成:

A、培养基中的能源除了用于维持细胞的生命活动并进行生物合成反应外，其余部分则以热的形式放出而使培养基温度上升；B、生物反应发酵热；C、需氧微生物培养时的通气操作在带走部分显热的同时会使水分蒸发而带走蒸发热；D、生物反应器与周围环境之间的热量交换；E、机械搅拌所消耗的能量最终转化为热而使培养基温度上升。

33、对一生物反应过程，如果保持反应器内的反应温度不变，则可以写出：QE=QB+QA-QS-QV-QR，此式中各项

的意义正确的有 BCDE 。

A、QE-单位体积培养基中生成热量速率；B、QB-单位体积培养基中因生物反应的放热速率；C、 QA-单位体积培养基中因搅拌造成的放热速率；D、QS，QV-分别为单位体积培养液因通气带走的显热和蒸发热速率；E、QR-单位体积培养液向周围环境的散失热量速率。 34、好氧发酵的类型有 ACD 。

A、液体表面发酵；B、深层发酵；C、固体表面发酵；D、深层通风发酵；E、固体深层发酵。 35、深层通风发酵技术包含 ACDE 。

A、反复分批式操作；B、流加式操作；C、分批式操作；D、反复半分批式操作；E、连续式操作。 36、根据产物的作用分类，属于次级代谢产物的有 ACE 。 A、抗生素；B、尿素；C、生物碱；D、氨基酸；E、色素。 37、根据产物的合成途径分类，次级代谢产物包括 BDE 。

A、与芳香族化合物代谢有关的类型；B、与脂肪代谢有关的类型；C、与聚丁二烯类化合物有关的类型；D、与TCA循环有关的类型；E、与氨基酸代谢有关的类型。 38、次级代谢产物的生物合成包括 ADE 三个步骤。

A、前体聚合；B、前体合成；C、结构重排；D结构修饰；E、不同组分的组装。 39、次级代谢的生源有 ABCDE 。

A、聚酮体；B、糖类与氨基酸；C、甲羟戊酸；D、氨基多环醇；E、莽草酸。 40、青霉素合成的前体有 ACE 。

A、缬氨酸；B、胱氨酸；C、半胱氨酸；D、赖氨酸；E、α-氨基己二酸。 41、青霉素的生物合成过程包括 ABCE 。

A前体及二肽的合成；B、β-内酰胺环的形成；C、噻唑环的形成；D、青霉素G、7-CAC的形成；E、青霉素G、6-APA的形成。

42、四环素族抗生素的生物合成过程关键步骤有 ABCDE 。

A、前体物质合成；B、β-多酮次甲基链的合成；C、闭环；D、4-酮基脱二甲胺基脱水四环素的合成；E、四环素的氧化。

43、次级代谢生理作用有 ABDE 。

A、可维持初级代谢的平衡；B、次级代谢产物是贮藏物质的一种形式；C、与细胞生长有关；D、与细胞分化有关；E、使菌体在生存中占优。

44、在次级代谢产物合成的调节方式中，有关磷酸盐调节说法正确的有 CDE 。

A、促进次级代谢，抑制初级代谢；B、促进次级代谢前体的形成；C、阻遏次级代谢产物合成中某些关键酶的合成； D、增加菌体能荷状态，促进初级代谢；E、抑制次级代谢产物合成中某些关键酶的活性。 45、代谢调节的方式有 ACDE 。

A、代谢流向的调控；B、代谢网络区域化；C、代谢途径区域化；D、代谢速度的调控；E、膜透性的调节。 46、次级代谢产物合成的特点有 BCD 。

A、次级代谢产物合成的营养条件简单；B、次级代谢产物合成需要复杂的营养条件；C、在分批培养条件下，次级代谢产物一般都是在菌体生长的峰值出现后才大量合成；D、次级代谢产物合成过程远较初级代

谢产物合成过程复杂；E、初级代谢产物合成过程远较次级代谢产物合成过程复杂。 47、高细胞浓度培养中存在的问题有 ABC 。

A、培养基流加的反馈控制；B、菌体分离装置的效能；C、菌种退化；D、培养基流加的无反馈控制；E、对基因工程菌重组质粒不稳定。 48、发酵的特点有 ABDE 。

A、微生物部分氧化有机物获得发酵产物，释放少量能量；B、氢供体与氢受体均为有机物；C、氢供体为有机物，氢受体为无机物；D、还原力[H]不经过呼吸链传递；E、产能方式：底物水平磷酸化反应。 四、简答题

1、大肠杆菌生长过程中常见的现象有哪些？

(1)在大肠杆菌快速生长期间，生物合成的中间体很少渗漏到胞外培养基中，结构单元(氨基酸、核酸等)的合成速率和聚合形成大分子的速率一致

(2)大肠杆菌胞内的大分子物质随比生长速率而变化

(3)一旦生长培养基中的结构单元足够，细胞就不再合成这些物质

(4)特定的代谢途径代谢特定的底物，只有底物存在时，细胞才合成相应的酶

(5)若两个不同的底物同时存在于培养基中，细胞先合成能在一种底物上以较高比生长速率生长的酶系，当这种底物消耗完毕，再合成利用另一底物的酶。 2、采用流加发酵应该解决哪些关键问题？ (1) 流加什么物质？

①补充微生物能源和碳源，如在发酵液中添加葡萄糖、 饴糖、液化淀粉。作为消泡剂的天然油脂，有时也能同时起到补充碳源的作用

②补充菌体所需要的氮源，有机氮或氨水

③加入某些微生物生长或合成需要的微量元素或无机盐 ④加入酶合成诱导物或前体物质 (2) 如何流加？ a.底物流加速率

b.流加开始时间及总流加时间 c.需控制的底物浓度

3、生物反应过程优化的一般步骤如何？ (1) 反应过程的简化

是指把工艺过程的复杂结构压缩为少数系统，这些系统可以用关键变量来表示 (2) 定量化

系统、准确地检测发酵过程的各种参数 (3) 分离

是指在生物过程和物理过程的各种速度相互不影响的情况下，精心设计实验以获得关于生物和物理现象的数据

4、在生物反应过程优化时建立数学模型的主要目标是什么？