2025 年大学生物工程（生物反应工程）上学期期中测试卷

2025年大学生物工程（生物反应工程）上学期期中测试卷

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______一、单项选择题（总共10题，每题3分，每题只有一个正确答案，请将正确答案填写在括号内）1.生物反应工程中，关于反应速率的描述，以下正确的是（）A.反应速率只与反应物浓度有关B.反应速率与反应温度无关C.反应速率是单位时间内反应物或产物浓度的变化量D.反应速率与催化剂无关2.酶催化反应的特点不包括（）A.高效性B.专一性C.反应条件温和D.对温度和pH不敏感3.微生物发酵过程中，底物消耗速率与细胞生长速率的关系是（）A.底物消耗速率始终大于细胞生长速率B.底物消耗速率始终小于细胞生长速率C.底物消耗速率与细胞生长速率无关D.底物消耗速率随着细胞生长速率的变化而变化4.连续搅拌釜式反应器（CSTR）的特点是（）A.物料在反应器内的停留时间相同B.反应器内浓度和温度不均匀C.适用于快速反应D.生产能力高5.对于一级反应，其反应速率常数k与反应物浓度的关系是（）A.k与反应物浓度成正比B.k与反应物浓度成反比C.k与反应物浓度无关D.k与反应物浓度的平方成正比6.生物反应工程中，关于传质过程的描述，错误的是（）A.传质过程包括物质的扩散和对流B.传质速率与浓度梯度有关C.传质过程只影响反应速率，不影响反应选择性D.传质过程会影响生物催化剂的活性7.发酵罐的通气效率主要取决于（）A.搅拌速度B.通气量C.罐的体积D.发酵液的粘度8.固定化酶的优点不包括（）A.酶的稳定性提高B.可重复使用C.反应速率加快D.便于分离和连续化生产9.生物反应工程中，关于反应热的计算，以下正确的是（）A.反应热只与反应物的种类有关B.反应热与反应温度无关C.反应热等于反应前后体系焓的变化D.反应热与反应速率无关10.微生物细胞的生长曲线不包括以下哪个阶段（）A.延迟期B.对数期C.稳定期D.凋亡期二、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，请将正确答案填写在括号内，多选、少选、错选均不得分）1.生物反应工程的研究内容包括（）A.生物反应动力学B.生物反应器设计与分析C.生物分离工程D.生物过程优化与控制E.生物催化剂的制备与应用2.影响酶催化反应速率的因素有（）A.底物浓度B.酶浓度C.温度D.pHE.抑制剂和激活剂3.连续培养的方式有（）A.恒化器连续培养B.恒浊器连续培养C.分批培养D.补料分批培养E.半连续培养4.生物反应器的类型有（）A.搅拌罐式反应器B.鼓泡塔反应器C.固定床反应器D.流化床反应器E.膜生物反应器5.生物反应工程中，关于物料衡算的基本原理，正确的是（）A.进入系统的物料量=离开系统的物料量+系统内积累的物料量B.物料衡算的依据是质量守恒定律C.物料衡算只适用于连续稳定的过程D.物料衡算可以用于计算反应过程中的各种参数E.物料衡算可以忽略反应过程中的热量变化三、判断题（总共10题，每题2分，判断下列说法的正误，正确的打“√”，错误的打“×”）1.生物反应工程是一门交叉学科，涉及生物学、化学工程学等多个领域。（）2.酶催化反应的活化能比非酶催化反应的活化能高。（）3.微生物发酵过程中，细胞生长的同时必然伴随着产物的合成。（）4.间歇反应器中，物料的组成和温度随时间变化。（）5.反应级数越大，反应速率对反应物浓度的变化越敏感。（）6.传质过程对生物反应的影响主要体现在反应体系的温度分布上。（）7.发酵罐的搅拌功率越大，通气效率越高。（）8.固定化酶的活性一定比游离酶的活性高。（）9.生物反应过程中，反应热的移除对反应的进行没有影响。（）10.微生物细胞的生长速率在稳定期达到最大值。（）四、简答题（总共3题，每题10分，请简要回答下列问题）1.简述生物反应工程的研究意义。2.说明连续搅拌釜式反应器（CSTR）和间歇反应器（BR）在操作上的主要区别。3.分析影响酶催化反应的因素及其作用机制。五、综合分析题（总共1题，20分，请结合所学知识，对以下问题进行综合分析和解答）某生物制药公司利用微生物发酵生产一种药物，发酵过程采用连续搅拌釜式反应器（CSTR）。已知该反应为一级反应，反应速率常数k=0.5h-1，底物初始浓度为100g/L，要求最终底物浓度降至10g/L。反应器的体积为100L，进料流量为10L/h。请计算：（1）该反应器的平均停留时间；（2）底物的转化率；（3）若要提高底物转化率，可采取哪些措施？答案：一、单项选择题1.C2.D3.D4.A5.C6.C7.A8.C9.C10.D二、多项选择题1.ABCDE2.ABCDE3.AB4.ABCDE5.ABD三、判断题1.√2.×3.×4.√5.√6.×7.×8.×9.×10.×四、简答题1.生物反应工程的研究意义在于：为生物产品的工业化生产提供理论基础和技术支持，优化生物反应过程，提高产品质量和生产效率，降低生产成本；推动生物技术的发展，促进生物产业的升级；解决生物反应过程中的工程问题，如传质、传热、反应动力学等，实现生物过程的高效、稳定运行。2.CSTR是连续操作，物料连续流入和流出，反应器内浓度和温度均匀，反应条件稳定；BR是间歇操作，物料一次性加入和取出，反应过程中浓度和温度随时间变化，适合小规模、多品种生产。3.影响酶催化反应的因素及作用机制：底物浓度，在低浓度时，反应速率随底物浓度增加而增加，符合米氏方程；高浓度时，反应速率趋于稳定。酶浓度，与反应速率成正比。温度，有最适温度，过高或过低影响酶活性。pH，影响酶的活性中心构象。抑制剂，与酶结合降低活性；激活剂，提高酶活性。五、综合分析题（1）根据CSTR的物料衡算，平均停留时间t=V/Q=100/10=10h。（2）底物转化率X=(