2025年大学生物工程（生物反应工程）技能测试题

2025年大学生物工程（生物反应工程）技能测试题

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题共40分）答题要求：本卷共20小题，每小题2分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。请将正确答案填涂在答题卡相应位置。1.生物反应工程中，关于酶的米氏常数Km的说法正确的是A.Km值越大，酶与底物亲和力越强B.Km值越小，酶与底物亲和力越强C.Km值与酶和底物亲和力无关D.Km值是反应的最大速度2.以下哪种生物反应器不属于气-液-固三相反应器A.鼓泡塔反应器B.搅拌釜式反应器C.流化床反应器D.固定床反应器3.微生物发酵过程中，关于发酵热的说法错误的是A.发酵热包括生物热、搅拌热等B.发酵热会影响发酵罐内温度C.发酵热与发酵产物生成量无关D.发酵热需要通过冷却装置控制4.生物反应工程中，细胞的比生长速率μ的计算公式为A.μ=(lnX-lnX0)/tB.μ=(X-X0)/tC.μ=(lnX0-lnX)/tD.μ=(X0-X)/t5.对于连续培养的生物反应器，当稀释率D增大时，以下说法正确的是A.细胞浓度增大B.细胞浓度减小C.细胞浓度不变D.细胞浓度先增大后减小6.生物反应工程中，关于底物抑制的描述正确的是A.底物浓度越高反应速度越快B.底物浓度过高会抑制反应进行C.底物抑制只影响酶活性D.底物抑制与产物浓度无关7.以下哪种生物反应属于厌氧发酵A.乙醇发酵B.醋酸发酵C.乳酸发酵D.谷氨酸发酵8.生物反应工程中，关于传质系数的说法正确的是A.传质系数只与物质本身有关B.传质系数与温度无关C.传质系数与流体流速无关D.传质系数影响物质传递速率9.在生物反应工程中，关于细胞生长动力学模型的说法错误的是A.莫诺德模型描述了细胞生长与底物浓度的关系B.细胞生长动力学模型可预测反应过程C.所有细胞生长都符合同一动力学模型D.动力学模型参数可通过实验测定10.以下哪种生物反应器适合进行高密度细胞培养A.搅拌釜式反应器B.填充床反应器C.中空纤维反应器D.鼓泡塔反应器11.生物反应工程中，关于固定化酶的优点说法错误的是A.稳定性提高B.可重复使用C.催化活性增强D.利于产物分离12.在微生物发酵过程中，关于溶解氧的说法正确的是A.溶解氧越高对发酵越有利B.不同微生物对溶解氧需求不同C.溶解氧与发酵温度无关D.溶解氧只影响需氧微生物发酵13.生物反应工程中，关于反应级数的说法正确的是A.反应级数只能是整数B.反应级数由反应机理决定C.反应级数与反应速率无关D.反应级数只与反应物浓度有关14.以下哪种生物反应过程属于酶促反应A.淀粉水解为葡萄糖B.葡萄糖发酵为乙醇C.氨基酸合成蛋白质D.二氧化碳固定为有机物15.生物反应工程中，关于生物催化剂的说法错误的是A.生物催化剂具有高效性B.生物催化剂具有专一性C.生物催化剂稳定性好D.生物催化剂易受环境影响16.在生物反应工程中，关于发酵罐的通气效率的说法正确的是A.通气效率只与通气量有关B.通气效率与搅拌程度无关C.通气效率影响氧气传递D.通气效率与发酵罐体积无关17.生物反应工程中，关于细胞代谢途径的说法正确的是A.不同细胞代谢途径相同B.细胞代谢途径可人为改变C.代谢途径与细胞生长无关D.代谢途径不受环境影响18.以下哪种生物反应工程技术可用于生物制药大规模生产A.固定化细胞技术B.基因工程技术C.膜分离技术D.以上都是19.生物反应工程中，关于反应热的计算方法说法错误的是A.可通过热量衡算计算B.与反应物质的比热容有关C.与反应进行程度无关D.与反应体系温度变化有关20.在生物反应工程中，关于动力学方程的应用说法正确的是A.动力学方程可直接用于设计反应器B.动力学方程只适用于理想反应条件C.动力学方程可预测反应结果D.动力学方程与实验数据无关第II卷（非选择题共60分）（一）填空题（共10分）答题要求：请在每题的横线上填上正确答案。1.生物反应工程是一门研究生物反应过程中物质转化规律及其________的学科。2.酶催化反应的特点包括高效性、专一性、________和易受环境影响。3.微生物发酵过程中常用的培养基成分包括碳源、氮源、________、无机盐和生长因子。4.生物反应器按操作方式可分为间歇式、连续式和________。5.细胞生长的三个阶段分别为延迟期、对数期和________。（二）简答题（共20分）答题要求：简要回答问题，要点清晰，语言简洁。1.简述米氏方程的意义及其在生物反应工程中的应用。2.说明生物反应器设计时需要考虑的主要因素。3.简述微生物发酵过程中染菌的危害及预防措施。（三）计算题（共20分）答题要求：写出详细的计算过程和答案。1.已知某酶促反应的米氏常数Km=0.05mol/L，当底物浓度[S]=0.1mol/L时，反应速度v=0.02mol/(L·min)，求该酶促反应的最大速度Vm。2.某连续培养的生物反应器中，细胞的比生长速率μ=0.2h⁻¹，稀释率D=0.1h⁻¹，求反应器内细胞浓度的变化情况（设初始细胞浓度X0=1g/L）。（四）分析论述题（共10分）答题要求：根据给定材料，分析问题并进行论述，观点明确，论述合理。材料：在生物制药生产中，利用基因工程技术构建了能高效表达某种药物蛋白的工程菌。将该工程菌接种到发酵罐中进行发酵培养，在发酵过程中，对发酵温度、pH值、溶解氧等参数进行了严格控制。但在发酵后期，发现药物蛋白的表达量并未达到预期水平。问题：请分析可能导致药物蛋白表达量未达预期的原因，并提出相应的解决措施。（五）综合应用题（共10分）答题要求：结合所学知识，综合分析问题并进行解答，步骤完整，答案合理。材料：某生物公司计划利用微生物发酵生产一种新型生物活性物质。该物质具有广阔的市场前景，但目前发酵生产效率较低。公司决定对发酵工艺进行优化，提高产品产量。已知该微生物生长的适宜温度为30℃-35℃，pH值为6.5-7.5，对溶解氧要求较高。问题：请设计一套优化该微生物发酵工艺的方案，包括生物反应器的选择、发酵条件的控制以及可能采取的其他措施。答案：1.B2.B3.C4.A5.B6.B7.A8.D9.C10.C11.C12.B13.B14.A15.C16.C17.B18.D19.C20.C填空题答案：1.工程技术问题2.温和性3.水4.半连续式5.稳定期简答题答案：1.米氏方程反映了酶促反应速度与底物浓度之间的定量关系。在生物反应工程中，可用于分析底物浓度对反应速度的影响，确定酶的动力学参数，优化反应条件，设计生物反应器等。2.主要因素包括反应动力学特性、传质传热特性、流体力学特性、操作条件、产物分离要求、经济性等。3.危害：导致发酵失败，产量降低，产品质量下降，污染环境等。预防措施：加强设备灭菌，严格控制无菌操作，定期检查维护设备，使用优质培养基，加强人员培训等。计算题答案：1.根据米氏方程v=Vm[S]/(Km+[S])，代入数据可得0.02=Vm×0.1/(0.05+0.1)，解得Vm=0.03mol/(L·min)。2.对于连续培养，细胞浓度X=X0/(1-D/μ)，代入数据可得X=1/(1-0.1/0.2)=2g/L，细胞浓度增大。分析论述题答案：原因可能有：基因工程菌构建不完善，影响蛋白表达；发酵条件控制不当，如温度、pH值、溶解氧等偏离最佳范围；培养基成分不合适；存在代谢抑制或反馈抑制等。解决措施