2025年大学一年级（生物工程）生物反应工程试题及答案

2025年大学一年级（生物工程）生物反应工程试题及答案

（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：本大题共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。1.生物反应工程中，关于酶的固定化，以下说法正确的是A.固定化酶的活性一定比游离酶高B.物理吸附法固定化酶不会改变酶的活性中心C.包埋法固定化酶适用于所有酶D.共价偶联法固定化酶最常用2.微生物代谢产物的合成与细胞生长的关系，正确的是A.生长偶联型产物在细胞生长旺盛时合成B.非生长偶联型产物在细胞生长停止后开始合成C.部分生长偶联型产物在细胞生长后期合成量最大D.以上说法都不对3.以下哪种生物反应器属于连续式操作A.间歇搅拌釜式反应器B.连续搅拌釜式反应器C.填充床反应器D.鼓泡塔反应器4.关于米氏方程，下列叙述错误的是A.Km值是酶的特征常数之一B.Km值与酶的浓度有关C.Km值越大，酶与底物的亲和力越小D.Vmax是酶完全被底物饱和时的反应速度5.发酵过程中，影响微生物生长和代谢的环境因素不包括A.温度B.压力C.pH值D.溶解氧6.生物反应工程中，关于传质过程，说法错误的是A.传质阻力主要存在于气液界面和液固界面B.气液传质系数与气体流速无关C.液固传质系数与液体流速有关D.传质过程会影响反应速率7.以下哪种酶不属于氧化还原酶类A.脱氢酶B.氧化酶C.过氧化物酶D.淀粉酶8.关于发酵罐的设计，下列说法正确的是A.发酵罐的高径比越大越好B.搅拌器的作用是使发酵液充分混合C.发酵罐不需要安装通气装置D.发酵罐的材质对发酵过程没有影响9.微生物代谢调节的方式不包括A.酶活性调节B.酶合成调节C.细胞膜通透性调节D.细胞分裂调节10.生物反应工程中，关于细胞培养，下列说法错误的是A.动物细胞培养需要添加血清B.植物细胞培养可以在无激素培养基中进行C.微生物细胞培养不需要无菌条件D.细胞培养过程中需要监测细胞密度11.以下哪种反应器适用于气液固三相反应A.搅拌釜式反应器B.鼓泡塔反应器C.固定床反应器D.流化床反应器12.关于酶促反应动力学，下列说法正确的是A.反应速度与底物浓度成正比B.反应速度与酶浓度成正比C.反应速度与温度无关D.反应速度与pH值无关13.发酵工业中，常用的微生物不包括A.细菌B.放线菌C.病毒D.酵母菌14.生物反应工程中，关于生物传感器，下列说法错误的是A.生物传感器由生物识别元件和换能器组成B.生物传感器可以实时监测生物物质的浓度C.酶电极型生物传感器是最常用的一种D.生物传感器的检测范围不受限制15.以下哪种方法可以提高发酵产物的产量A.增加底物浓度B.降低发酵温度C.减少通气量D.缩短发酵时间16.关于生物反应工程中的数学模型，下列说法正确的是A.数学模型可以准确预测生物反应过程B.数学模型不需要考虑实际情况C.数学模型只适用于简单的生物反应D.数学模型的建立与实验数据无关17.发酵过程中，泡沫的产生会带来的问题不包括A.降低发酵罐的装料系数B.增加染菌机会C.提高传质效率D.影响发酵过程的稳定性18.生物反应工程中，关于固定化细胞，下列说法正确的是A.固定化细胞的活性一定比游离细胞高B.固定化细胞可以重复使用C.固定化细胞的制备方法与固定化酶相同D.固定化细胞只适用于厌氧发酵19.以下哪种物质不属于微生物的初级代谢产物A.氨基酸B.抗生素C.核苷酸D.多糖20.关于生物反应工程中的放大效应，下列说法正确的是A.放大效应只在反应器体积增大时出现B.放大效应与反应体系的性质无关C.放大效应会导致反应结果与小试不同D.放大效应可以通过简单的比例放大来解决第II卷（非选择题共60分）21.（10分）简述米氏方程的推导过程及意义。22.（10分）比较间歇搅拌釜式反应器、连续搅拌釜式反应器和管式反应器的特点。23.（材料题15分）材料：在某微生物发酵生产抗生素的过程中，发现发酵液中溶解氧浓度较低，影响了抗生素的产量。已知该微生物为好氧菌，发酵罐的通气量为5m³/h，发酵液体积为10m³，发酵温度为30℃，发酵液的密度为1000kg/m³，粘度为0.001Pa·s。问题：（1）分析溶解氧浓度低的可能原因。（2）提出提高溶解氧浓度的措施。答题区域：24.（材料题15分）材料：某生物工程公司利用基因工程技术构建了一种能高效生产某种酶的工程菌。在发酵过程中，发现工程菌的生长速度较慢，酶的产量也不高。经过分析，发现培养基中碳源和氮源的比例不合适。已知该工程菌生长所需的最适碳氮比为10:1，而目前培养基中的碳氮比为20:1。问题：（1）解释碳氮比对工程菌生长和酶产量的影响。（2）如何调整培养基中碳氮比以提高工程菌的生长速度和酶产量？答题区域：25.（10分）论述生物反应工程在生物制药领域的应用及发展前景。答题区域：答案：1.B2.C3.B4.B5.B6.B7.D8.B9.D10.C11.D12.B13.C14.D15.A16.A17.C18.B19.B20.C21.推导过程：基于酶促反应的中间复合物学说，假设酶（E）与底物（S）可逆结合形成中间复合物（ES），ES分解生成产物（P）并释放出酶。通过对反应过程中各物质浓度变化的分析，利用稳态假设，即ES的生成速率等于分解速率，最终导出米氏方程：v=Vmax[S]/(Km+[S])。意义：米氏方程定量描述了酶促反应速度与底物浓度之间的关系，其中Km值反映了酶与底物的亲和力大小，Vmax是酶完全被底物饱和时的反应速度，为研究酶促反应动力学提供了重要的理论依据。22.间歇搅拌釜式反应器：操作灵活，适用于多种反应，但生产效率低，产物质量不稳定。连续搅拌釜式反应器：能连续进料和出料，反应条件稳定，易实现自动化控制，但存在返混，对反应有一定影响。管式反应器：物料在管内呈活塞流，返混小，反应效率高，适合大规模连续生产，但对反应条件要求苛刻。23.（1）可能原因：通气量不足，搅拌效果不佳，发酵罐结构不合理导致气液传质效率低等。（2）措施：增加通气量，优化搅拌器的转速和形式，改进发酵罐的内部结构，如增加挡板等，以提高气液传质效率。24.（1）碳氮比不合适会影响工程菌的生长和代谢。碳源过多时，工程菌可能优先利用碳源进行生长，而对氮源的利用不足，导致生长速度受限且酶合成受影响；氮源过多则可能造成代谢负担，同样不利于生长和酶产量提高。（2）可适当减少碳源的添加量，同时增加氮源的添加量，使碳氮比调整至10:1左右，观察工程菌的生长和酶产量变化，适时进行微调。25.应用：生物反应工程为生物制药提供了关键的技术支持，如通