第六章习题答案.doc

一、填空题1、分批培养，细胞的生长过程包括 延滞期 、指数生长期、减速期、 静止期和 衰亡期 五个阶段。2、根据发酵过程中物料的加入和排除的方式不同，发酵可以分为 分批发酵 、补料分批发酵 和 连续发酵 。3、根据发酵产物的生成速率与菌体生长速率之间的关联，可分为 相关模型 、部分相关模型和非相关模型 三种类型4、细胞反应动力学模型根据模型的背景而论，可分为 数字拟合型 、 机制型 和 常规模型 模型。二、名词解释1、确定论模型：P107不考虑细胞之间的差别，而是取其性质上的平均值，在此基础上建立的数学模型。2、非结构模型：P107把细胞视为单组分，则环境的变化对细胞组成的影响可被忽略，在此基础上建立的数学模型。3、二次生长现象：P109当培养基中含有多余一种碳源时，还会观察到多个延滞期的存在。 4、补料分批培养：P129它又称半分批培养，或半连续培养，俗称“流加”，是一种介于分批培养和连续发酵的特殊培养模式，它是微生物的分批培养过程中，向生物反应器中间歇或连续的补加供给一种或一种以上特定的限制性底物，但直到反应结束后才排除培养液的一种操作方式。5、连续发酵培养：P139连续培养又叫开放培养，是相对分批培养或密闭培养而言的。连续培养是采用有效的措施让微生物在某特定的环境中保持旺盛生长状态的培养方法.以一定的速度向反应器内添加新鲜培养基，同时以相同的速度排出培养液，因而反应器的液量维持恒定。三、简答题1、研究发酵动力学的目的：ppt1）.以发酵的动力学模型为依据，合理设计的发酵过程，确定最佳发酵工艺条件。2）.利用电子计算机，模拟最优化的工艺流程和发酵工艺参数，确定发酵过程中的菌体浓度，基质浓度，温度，PH，溶氧等工艺参数的控制方案，从而使生产控制达到最优化。3）.在此研究基础上进行优选，为试验工厂数据的放大，为分批发酵过渡到连续发酵提供理论依据。2、补料分批培养的类型p131就补料方式而言，有连续补料，不连续补料和多周期补料；每次补料又可以分快速补料，恒速补料，指数补料和变速补料；按反应器的发酵体积分类可以分变体积和恒体积；按反应器的数目分类，有单级和多级补料；按补加的培养基成分分可分为单一组分和多组分补料。3、微生物代谢产物的动力学模型一般分为几种类型？列出动力学方程。P1201.）相关模型：产物的生成与细胞的生长相关。 (qp:产物比生成速率h-1。Yp/x:对细胞的产物得率g/g u:细胞比生长速率h-1) 。2.）部分相关模型：产物的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。 (：产物比生成速率 ： ：细胞比生成速率 ：细胞浓缩系数) 3.）非相关模型：产物的生成与细胞的生长无直接联系，它是二级代谢产物，其特点是细胞处于生长阶段时，并无产物积累，而当细胞生长停止之后，产物却大量生成。rp=*x (rp:产物生成速率 g/g(l.h) x:培养结束时底物浓度 g/l)4、请解释 Yx/oYx/s=生成的细胞的质量mx/消耗的底物的质量-ms，即对底物的细胞得率。Yp/s=生成的产物的质量mp/消耗的底物的质量-ms,即对底物的产物得率。Yp/x=生成的产物的质量mp/消耗的细胞的质量-mx,即对细胞的产物得率。Yx/o =生成的细胞的质量mx/消耗的氧的质量-mo，即对氧的细胞得率。5、 各代表什么意义？请写出它们的数学表达式。6什么是比生长速率，用数学形式分别表述细胞比生长速率、底物消耗比速率以及产物生成速率。 ： 细胞生长比速率 h-1 ：基质消耗比速率 h-1 ：产物生成比速率 h-1 7、稀释率的定义是什么？p132指加料流量与反应器有效体积之比。D=F/VR 单位是h-18、补料分批发酵有什么优越性？1 操作灵活2 染菌、退化几率小3 可获得高的转化率4 对发酵过程可实现优化控制5 因经常灭菌会降低仪器使用寿命.。四、论述题1、论述分批培养细胞生长过程的五个阶段，并用动力学形式描述各个阶段的特征。延滞期减速期 当细胞大量生长后，培养基中基质浓度已下降，加上有害代谢物的累积，使细胞生长速率开始减慢。细胞生长速率与细胞浓度符合一级动力学关系：静止期 营养物质已耗尽或有害物质大量累积使细胞浓度不再增加，细胞生长速率=细胞死亡速率，此时细胞的纯生长速率为零。死亡期 细胞生长环境严重恶化，活细胞死亡速率增加，其浓度快速下降，细胞死亡速率符合一级反应动力学关系:2、试推导补料分批发酵过程中细胞生长、基质消耗以及产物生成动力学。整个发酵罐中细胞、限制性基质和产物总量的变化速率可用下式表示：