1、一、名词解释1 非水相催化：2 反应计量学反应计量学是对反应物的组成和反应转化程度的数量化研究。通过计量学，可知道反应过程中有关组分的组成变化规律以及各反应之间的数量关系。知道了这些数量关系，就可以由一个物质的消耗或生成速率来推知其他物质的消耗或生成速率。3 得率系数得率系数表示消耗某物而得到某物之间的数量关系。4 本征反应动力学5 酶的固定化:通过物理或化学的方法使溶液酶转变为在一定空间内受约束的一种不溶于水但仍具有活性的酶，能够以固态作用于底物进行催化反应。6 细胞固定化通过各种方法将细胞和水不溶性载体结合，制备固定化细胞的过程称为细胞固定化7 反胶束体系：是表面活性剂分散于连续有机相中自
2、发形成的纳米尺度的一种聚集体8 细胞生长：9 代谢过程：通过某些特定生化反应的修饰来定向改善细胞的特性或运用重组DNA 技术来创造新的化合物。10 代谢网络：多个代谢途径的组合。11 代谢通量：物质或信息通过途径被加工的速率12 节点：网络分流处的代谢产物称为节点。13 细胞破碎：指利用外力（物理、化学、酶或机械的方法）破坏细胞膜和细胞壁，使细胞内容物包括目的产物成分释放出来的技术。14 表面活性剂：表面活性剂是由两种截然不同的粒子形成的分子，一种粒子具有极强的亲油性，另一种则具有极强的亲水性。溶解于水中以后，表面活性剂能降低水的表面张力，并提高有机化合物的可溶性。 15 宏观反应动力学是指考
3、虑化学反应步骤外，还须综合考虑传质、扩散、传热等物理过程，研究本身多相化学反应速率及其变化规律的科学16 酶固定时酶的活力表现率：17 代谢途径18 载流途径：代谢主流流经的代谢途径为主要载流途径，简称载流途径。19 通量控制系数20 超临界萃取该技术是利用流体（溶剂）在临界点附近的某一区域（超临界区）内，它与待分离混合物的溶质具有异常相平衡的行为和传递性能，且它对溶质的溶解能力随压力和温度改变而在相当宽的范围内变化这一特征达到分离的一项技术。2、简答题1 生物反应过程动力学依据实验和理论的研究结果，用数学模型的方法来描述生物反应过程动力学的变化规律2 多底物酶反应动力学顺序反应 随机反应 乒
4、乓反应3 影响酶反应动力学的因素4 固定化载体的特征5 固定化酶有哪些优缺点固定化酶优点：1 易于分离 2 可以重复使用3 机械强度和稳定性增加4 便于连续化、自动化生产5 易形成较高的催化剂浓度固定化酶缺点：活性下降成本增加对大分子底物不合适6 酶、细胞的固定化对其动力学特征的影响空间效应：构象效应，屏蔽效应7 固定化酶和游离酶的特征8 酶、细胞的固定化方法有哪些物理吸附法 共价结合法微囊法交联法：利用双功能试剂，在酶分子间发生交联，凝胶形成网状结构。包埋法：将酶包埋在凝胶的微细格子里，或被半透性的聚合膜所包埋，使酶分子只能从凝胶的网络中漏出，而小分子的底物和产物可自由通过。 9 影响酶、细
5、胞固定化的因素有哪些？10 超滤与过滤的区别超滤（Ultrafiltration）分离介质同微滤，但孔径更小，为 0.001-0.02 m，分离推动力仍为压力差，截断分子量可变化。适合于酶、蛋白质等生物大分子物质的分离、浓缩，超滤亲和纯化，血浆分离，脱盐，去热原，在生物工程中应用最广。 11 固相萃取与 HPLC 的异同点固相萃取（SPE）也是一个柱色谱分离过程，分离机理、固定相和溶剂的选择等方面与高效液相色谱（HPLC）有许多相似之处。SPE 柱的填料粒径（40m）要比 HPLC 填料（310m）大。由于短的柱床和大的粒径，SPE 柱效比 HPLC 色谱柱低得多。SPE 只能分开保留性质有很
6、大差别的化合物。SPE 柱是一次性使用，HPLC 可多次重复使用。SPE 只能用作分析样品的预处理。12 非水相催化优点1 有利于疏水性底物的反应。 2 可提高酶的热稳定性.3 能催化在水中不能进行的反应 4 可改变反应平衡移动方向5 可控制底物专一性 6 可防止由水引起的副反应。7 可扩大反应 pH 值的适应性。8 酶易于实现固定化。9 酶和产物易于回收。10. 可避免微生物污染。13 非水相催化与含水量的关系不同酶需水量不同同一种酶在不同有机溶剂中需水量不同，溶剂疏水性越强，需水量越少14 简述化学破碎细胞的优缺点化学法优点：对产物的释出选择性好细胞外形较完整，碎片少，核酸等胞内杂质释放少
7、，便于后步分离。化学法缺点容易引起活性物质失活破坏。15 简述固相萃取法的优点(1) 简单、快速和简化了样品预处理操作步骤，缩短了预处理时间。(2) 处理过的样品易于贮藏、运输，便于实验室间进行质控。(3) 可选择不同类型的吸附剂和有机溶剂用以处理各种不同类的有机污染物。(4) 不出现乳化现象，提高了分离效率。(5) 仅用少量的有机溶剂，降低了成本。(6) 易于与其他仪器联用，实现自动化在线分析。16 酶解法破碎细胞的优点酶解法的优点：能选择性地释放产物抽提的速率和收效高发生酶解的条件温和不残留细胞碎片酶水解价格高，故小规模应用较广17 细胞破碎的方法可以分为哪几类？每类包括哪些方法？各自有什
8、么优点与不足？破碎方法可规纳为机械法和非机械法两类。机械法包括：高速搅拌珠研磨破碎法 高压匀浆破碎法 超声波破碎法 非机械法包括：酶溶法，化学法，物理法机械法的缺点：需要高的能量并且产生高温和高的剪切力，容易使不稳定产品变性失活。产物非专一，产生微粒尺寸范围大，分离困难。18 简述双水相萃取的优点1 操作条件温和，在常温常压下进行。2 两相的界面张力小，一般在 10-4 N/cm 量级，两相易分散。3 两相的相比随操作条件而变化。4 易于连续操作，处理量大，适合工业应用。19 消耗的底物主要用于细胞哪些方面？20 生化工程与发酵工程的联系与区别联系：目的都是为了提高产物的产量。区别：发酵工程优
9、化发酵条件来提高产物产量,揭示发酵过程的宏观的方面；生化工程从生化反应的分子机理入手阐述发酵过程的本质。21 生化反应器的分类P5022 细胞生长的模型有哪些？讲述各模型应用范围结构模型（考虑胞内结构随反应过程的变化情况）细胞水平非结构模型（生物量是唯一要考虑的变量）分离模型（群体中各个细胞间存在差别）群体水平非分离模型（不考虑各个细胞间的差别）23 细胞反应的基本特征（1）细胞是反应过程的主体；（2）本质是其胞内存在着复杂的酶反应体系；（3）细胞反应过程是个动态的过程；（4）是复杂群体的生命活动；（5）是一个多相、多组分、非线性的体系24 底物消耗动力学25 分离与纯化的区别分离：通过恰当的
10、方法，将混合物中各组成物质分开，得到比较纯净的物质(每一组分都要保留下来，且与原状态相同)的过程。提纯：将混合物中的主要成分（或某种指定物质）净化，而把其它杂质除去。26 代谢控制分析代谢控制分析是一种以系统观点对细胞内代谢调控进行定量分析的理论和实验方法。27 代谢通量分析代谢通量分析对于已知途径而言是了解环境因素变化时生物体内的代谢流分布，确定流向最终产物的比例。代谢通量分析的应用范围：确定胞内代谢途径中各支路的通量分布，确定节点的柔性；识别胞内是否存在某条代谢途径；预测未测量的胞外通量；计算最大理论得率。28 正相色谱与反相色谱的区别及应用范围正相色谱 固定相极性大于流动相极性，主要分离
11、极性样品。极性弱的组分先被洗脱，极性强的组分后被洗脱反相色谱 固定相极性小于流动相极性，主要分离非极性样品和中等极性样品。极性强的组分先出柱，极性弱的组分后出柱29 色谱方法分类按两相所处的状态分类（1）气相色谱：包括气固色谱和气液色谱（2）液相色谱：包括液固色谱和液液色谱按固定相的几何形式分类 A 柱色谱法 B 纸色谱法 C 薄层色谱法按分离原理分类 1.吸附色谱法 2.分配色谱法 3.离子交换色谱法 4.尺寸排阻色谱法 5.亲和色谱法30 常用的色谱分离方法有哪些？1、色谱方法根据分离机制的不同可分为吸附色谱、分配色谱、离子交换色谱、凝胶过滤（分子筛）色谱和亲和色谱等。2、 （1）吸附色谱
12、法是指混合物随流动相通过吸附剂时，由于该吸附剂对不同物质有不同的吸附力而使混合物分离的方法。（2）分配色谱系法是利用固定相与流动相之间对待分离组分溶解度的差异来实现分离。（3）离子交换色谱法是利用离子交换原理和液相色谱技术的结合来测定溶液中阳离子和阴离子的一种分离分析方法。凡在溶液中能够电离的物质通常都可以用离子交换色谱法进行分离。（4）凝胶色谱法又叫凝胶色谱技术，是六十年代初发展起来的一种快速而又简单的分离分析技术，由于设备简单、操作方便，不需要有机溶剂，对高分子物质有很高的分离效果。（5）亲和色谱法是将相互间具有高度特异亲和性的二种物质之一作为固定相，利用与固定相不同程度的亲和性，使成分与
13、杂质分离的色谱法。31 生物反应过程动力学可以细分为哪几个层次（1）分子水平的酶催化反应动力学（2）细胞水平的酶催化反应动力学（3）颗粒水平的酶催化反应动力学（4）反应器水平的酶催化反应动力学32 代谢工程要解决的问题有哪些？目前代谢工程要解决的主要问题是改变某些途径中的碳架物质流量或改变碳架物质在不同途径中的流量分布。典型目标是修饰初级次级代谢，碳架物质流导入目的产物的理想载流途径以获得产物的最大转化率33 应用代谢工程优化产物的合成时，通常应遵循哪些步骤？各步骤应做什么工作？34 细胞生长的计量学的相关问题反应计量学是对反应物的组成和反应转化程度的数量化研究。通过计量学，可知道反应过程中有
14、关组分的组成变化规律以及各反应之间的数量关系。知道了这些数量关系，就可以由一个物质的消耗或生成速率来推知其他物质的消耗或生成速率。由于细胞反应过程由众多组分参与，且代谢途径错综复杂，在细胞生长和繁殖的同时还伴随着代谢产物的生成，因此其过程很难象化学反应一样用正确的系数加以表达。这就要求用另外一些方法来加以简化处理。细胞反应的元素衡算方程举例来说明：考虑一无胞外产物的简单细胞反应过程如下。对 C、 H、O 和 N 做元素平衡，得到：联立求解，可以解出 a、 b、c 、d、e 5 个未知数。方程中的细胞分子式和碳源分子式中的参数可通过元素分析测定。35 固相萃取的一般过程要经历哪些步骤？(1) 柱
15、预处理。目的是除去填料中可能存在的杂质；使填料溶剂化，提高固相萃取的重现性起溶质过早穿透，影响回收率(2)上样或吸附 样品倒入活化后的固相萃取小柱，然后利用抽真空，加压或抽真空的方法使样品进入吸附剂。在该步骤，分析物被保留在吸附剂上。防止分析物的流失，务必遵循以下几条：（a）要用合适强度、pH 的溶剂稀释试样，即将样品溶液的溶剂强度、pH 调节到合适的范围。（b）要适当减少试样体积或适当增加固相萃取柱中的填料。加到萃取柱上的试样量取决于萃取柱中填料的量和类型。（c）加样萃取流速应该适当。（d）整个加样萃取过程中，应尽量避免柱子流干进入气泡。(3)清洗-除去干扰杂质 目的:去除吸附在柱子上的少量
16、基体干扰组分。一般的洗涤液是合适的中等强度的溶剂。(4)洗脱 - 分析物的洗脱和收集 目的：是将分析物完全洗脱并收集在最小体积的洗脱剂中，同时使比分析物更强的保留的杂质尽可能多地保留在 SPE 柱上(5)浓缩。为了提高分析物的浓度或为以后的分析调整溶剂性质36 产物生成的动力学分为哪几类？每类有什么特征及特征产物？产物生成动力学 a.偶联模型：产物的生成直接与细胞偶联的过程 产物类型：初级产物b.部分偶联模型 ：产物的生成直接与细胞的生长有部分关系，并直接与能量代谢相联系。 产物类型：是中间代谢产物，而不是反应的未端产物，最佳生成条件与细胞生长条件不一致。c.非偶联模型：产物的合成与细胞的生长间没有直接联系。 产物类型：次级产物。
