2025 年大学生物工程（生物反应工程）模拟测试卷

2025年大学生物工程（生物反应工程）模拟测试卷

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______一、选择题（总共10题，每题3分，每题只有一个正确答案，请将正确答案填在括号内）1.以下哪种生物反应工程中的操作方式属于稳态操作（）A.分批培养B.连续培养C.补料分批培养D.半连续培养2.米氏方程中，Km值的物理意义是（）A.反应速度达到最大反应速度一半时的底物浓度B.底物浓度与反应速度成正比时的底物浓度C.反应速度达到最大反应速度时的底物浓度D.底物浓度与反应速度成反比时的底物浓度3.在生物反应工程中，关于酶的固定化方法，下列说法错误的是（）A.载体结合法是将酶结合到水不溶性载体上B.交联法是通过双功能试剂使酶分子之间相互交联C.包埋法是将酶包埋在半透性的聚合物中D.共价结合法是利用酶分子上的非极性基团与载体共价结合4.对于微生物发酵过程，以下哪种因素对发酵液的溶氧影响最大（）A.搅拌速度B.通气量C.发酵罐的体积D.培养基的成分5.生物反应工程中，细胞的比生长速率μ的定义式为（）A.μ=dX/dtB.μ=(1/X)dX/dtC.μ=dS/dtD.μ=(1/S)dS/dt6.在生物反应体系中，下列哪种物质可作为电子受体参与氧化还原反应（）A.葡萄糖B.氧气C.二氧化碳D.乙醇7.关于生物反应器的放大，以下说法正确的是（）A.几何相似放大是最常用的放大方法B.动力学相似放大需要保证各参数在不同规模反应器中具有相同的变化规律C.物理相似放大主要考虑反应器内的流体力学特性相似D.生物反应器放大过程中，传热传质问题不重要8.以下哪种生物反应属于酶促反应（）A.葡萄糖发酵生成乙醇B.蛋白质水解生成氨基酸C.二氧化碳固定生成有机物D.细胞呼吸产生能量9.在生物反应工程中，关于发酵罐的搅拌装置，其主要作用不包括（）A.使发酵液充分混合B.增加溶氧C.促进细胞生长D.提高发酵罐温度均匀性10.对于生物反应体系中的传质过程，以下哪种传质方式在生物反应器中较为常见（）A.分子扩散B.对流扩散C.涡流扩散D.表面扩散二、多项选择题（总共5题，每题5分，每题有两个或两个以上正确答案，请将正确答案填在括号内，少选、多选均不得分）1.生物反应工程中，影响酶活性的因素有（）A.温度B.pH值C.底物浓度D.抑制剂E.激活剂2.在连续培养微生物时，可能出现的情况有（）A.恒化器培养，微生物比生长速率恒定B.恒浊器培养，微生物浓度恒定C.恒化器培养，底物浓度恒定D.恒浊器培养，比生长速率随底物浓度变化E.连续培养过程中，微生物代谢产物积累不受影响3.生物反应器的设计原则包括（）A.满足生物反应的要求B.便于操作和控制C.具有良好的经济性D.保证产物质量E.不需要考虑设备的材质4.以下哪些属于生物反应工程中的非均相反应体系（）A.细胞悬浮培养体系B.固定化酶催化反应体系C.气-液-固三相生物流化床反应体系D.微生物分批发酵体系E.酶膜反应器反应体系5.在生物反应工程中，关于生物热的说法正确的是（）A.生物热主要来源于微生物的代谢作用B.生物热的大小与微生物的生长速率有关C.生物热会影响发酵罐内的温度D.生物热在发酵前期较小，后期较大E.生物热的产生与培养基的成分无关三、判断题（总共10题，每题2分，请判断对错，在括号内打“√”或“×”）1.生物反应工程主要研究生物反应过程中物质转化和能量传递的规律。（）2.米氏方程只适用于单底物酶促反应。（）3.连续培养过程中，微生物的生长处于稳态，其细胞组成不会发生变化。（）4.酶的固定化可以提高酶的稳定性，但会降低酶的活性。（）5.生物反应器中，通气量越大，溶氧越高，对微生物生长越有利。（）6.生物反应工程中的传质过程只影响反应速率，不影响产物质量。（）7.微生物发酵过程中，发酵液的pH值不会发生变化。（）8.对于细胞培养，培养基的渗透压对细胞生长没有影响。（）9.生物反应器放大过程中，只要保证几何相似，就能实现良好的放大效果。（）10.酶促反应中，底物浓度过高会导致酶的失活。（）四、简答题（总共3题，每题10分）1.简述米氏方程的推导过程及主要假设。2.说明连续培养微生物的恒化器和恒浊器的工作原理及特点。3.阐述生物反应器中搅拌装置的作用及对搅拌功率的影响因素。五、论述题（总共1题，每题20分）请论述生物反应工程在生物制药领域的应用及发展趋势。答案：一、选择题1.B2.A3.D4.A5.B6.B7.B8.B9.D10.B二、多项选择题1.ABCDE2.AB3.ABCD4.BCE5.ABCD三、判断题1.√2.√3.×4.×5.×6.×7.×8.×9.×10.×四、简答题1.米氏方程推导基于酶促反应的中间产物学说。假设：酶（E）与底物（S）反应先生成中间复合物（ES），然后分解为产物（P）并释放酶。推导过程：设酶促反应为E+S⇌ES→E+P，根据质量作用定律和稳态假设，当反应达到稳态时，d[ES]/dt=0，经过一系列数学推导得出米氏方程v=Vmax[S]/(Km+[S])。主要假设包括：反应为单底物反应；中间复合物ES的形成和解离处于快速平衡；反应处于稳态，即ES的生成速率等于分解速率。2.恒化器工作原理：通过控制培养基流速，使培养基中某种营养物质浓度恒定，从而控制微生物比生长速率。特点：微生物比生长速率恒定，可用于研究微生物代谢规律；能连续培养出不同生长速率的微生物。恒浊器工作原理：通过调节培养基流速，使发酵罐内微生物浓度恒定。特点：微生物浓度恒定，可用于生产；但微生物比生长速率随底物浓度变化。3.搅拌装置作用：使发酵液充分混合，保证物料均匀分布，促进传质传热；增加溶氧，提高氧传递速率；防止细胞或固体颗粒沉降。影响搅拌功率因素：搅拌器类型、尺寸、转速；发酵液密度、粘度；发酵罐直径、高度等。搅拌器类型不同，功率消耗不同；转速越快，功率越大；发酵液粘度越大，功率消耗越大；发酵罐尺寸越大，所需搅拌功率越高。五、论述题生物反应工程在生物制药领域应用广泛。在药物生产方面，利用生物反应器大规模培养微生物或细胞来生产药物，如抗生素、疫苗、单克隆抗体等。通过优化反应条件，提高产物产量和质量。在药物研发中