《現(xiàn)代生物化學(xué)工程學(xué)基礎(chǔ)》期末考試試卷

1、現(xiàn)代生物化學(xué)工程學(xué)基礎(chǔ)期末考試試卷一一、選擇題（本大題共20小題，每小題2.5分，共50分；未選、錯(cuò)選或多選均不給分，少選、但答案正確，給2分。）1. 下列說法正確的是 （ ）A. 絕對壓強(qiáng) = 表壓 + 大氣壓； B. 絕對壓強(qiáng) = 表壓 - 大氣壓；C. 真空度 = 大氣壓 + 絕對壓強(qiáng)； D. 真空度 = 大氣壓 - 絕對壓強(qiáng)。2.下列操作屬于質(zhì)量傳遞的是 （ ）A. 氣體的壓縮； B. 氣體的吸收； C. 液液萃?。?D. 結(jié)晶。3.下列說法正確的是 （ ）A. 物料衡算的依據(jù)是質(zhì)量守恒定律； B. 熱量衡算的依據(jù)是能量守恒定律；C. 過程速率 = 推動(dòng)力/阻力； D. 過程速率 =

2、推動(dòng)力阻力。4. 在管道中作穩(wěn)定流動(dòng)的氣體一定有 （ ）A. WS1（質(zhì)量流量） = WS2（質(zhì)量流量） = 常量； B. VS1（體積流量） = VS2（體積流量） = 常量；C. u1A1 = u2A2 = 常量； D. u1A1 1 = u2A22 = 常量。ADBC5. 如圖所示，某理想流體從A 截面穩(wěn)定流入管道，從D截面穩(wěn)定流出。相互間可列出能量衡算式（柏努利方程）的截面是 （ ）A. A、B截面； B. B、C截面； C. C、D截面； D.A、D截面。6. 壓縮比 p出/p進(jìn) 3 的氣體輸送機(jī)械稱為 （ ）A. 壓縮機(jī)； B. 鼓風(fēng)機(jī)； C. 通風(fēng)機(jī)； D. 真空泵。7. 下列說

3、法正確的是 （ ）A. 攪拌槽內(nèi)設(shè)置擋板，可有效地抑制或削弱“打旋”現(xiàn)象；B. 提高葉輪轉(zhuǎn)速，可有效地抑制或削弱“打旋”現(xiàn)象；C. 增大葉輪直徑，可有效地抑制或削弱“打旋”現(xiàn)象；D. 攪拌槽內(nèi)設(shè)置導(dǎo)流筒，可有效地抑制或削弱“打旋”現(xiàn)象。8. 下列有關(guān)對流傳熱的說法，正確的是 （ ）A. 熱阻主要集中在層流區(qū)； B. 熱阻主要集中在湍流區(qū)；C. 推動(dòng)力是流體與器壁的溫度差； D. 推動(dòng)力是流體主體與層流區(qū)的溫度差。9. 冷、熱兩流體進(jìn)行熱交換，其相對流動(dòng)方式如圖所示，平均溫度差最大的操作是 （ ）t2 t2T1A. T1 T2 ； B. ；T2 t1 t1T1 T2 T1 T2C. ； D. 。

4、t2 t1 t1 t210.工業(yè)上用于描述非球形顆粒形狀的參數(shù)是 （ ）A. 球形度S； B. 當(dāng)量直徑； C. 比表面積； D. 體積比。11.下列說法正確的是 （ ）A. 在餅層過濾中，細(xì)小顆粒會在濾孔中產(chǎn)生“架橋”現(xiàn)象；B. 在餅層過濾中，大顆粒會在濾孔中產(chǎn)生“架橋”現(xiàn)象； C. 餅層過濾中的“架橋”現(xiàn)象會阻礙過濾過程的進(jìn)行；D. 餅層過濾中的“架橋”現(xiàn)象有利于促進(jìn)過濾過程的進(jìn)行。12.在液固浸提過程中，傳質(zhì)的控制步驟是 （ ）A. 到達(dá)固相表面的溶劑，通過擴(kuò)散進(jìn)入到固體顆粒內(nèi)部；B. 固體顆粒內(nèi)部的溶質(zhì)在與溶劑的相互作用下，進(jìn)入溶劑（溶解）形成溶液；C. 溶質(zhì)通過固體空隙以擴(kuò)散的形式到

5、達(dá)固相表面；D. 通過固擴(kuò)散到達(dá)固相表面的溶液，再以擴(kuò)散的形式穿過液膜進(jìn)入液相主體。13. 以壓強(qiáng)差為推動(dòng)力的膜分離操作的是 （ ）A. 超濾(ultrafiltration，UF)； B. 反滲透(reverse osmosis，RO)；C. 滲析(dialysis，D)； D. 電滲析(eletrodialysis，ED)。14. 在簡單蒸餾操作過程中，下列說法正確的是 （ ）A. 氣相（餾出液）的組成中，易揮發(fā)度組分的含量由高低逐步變化；B. 氣相（餾出液）的組成中，易揮發(fā)度組分的含量由低高逐步變化；C. 操作的溫度由高低逐步變化；D. 蒸氣的溫度由低高逐步變化。15. 根據(jù)“雙膜”理論

6、，下列說法正確的是 （ ）A. 吸收過程的阻力應(yīng)“全部”集中在兩個(gè)滯流膜層（雙膜）上；B. 吸收過程的阻力主要在氣膜上；C. 吸收過程的阻力主要在液膜上；D. 吸收過程的阻力應(yīng)“全部”集中在兩個(gè)流體主體上。16. 在蒸發(fā)操作中，下列說法正確的是 （ ）A. 單位加熱蒸汽的消耗量（D/W），可用來表示加熱蒸汽的利用程度；B. 單效蒸發(fā)的(D/W)min 1，說明單效蒸發(fā)加熱蒸汽的利用程度較好；C. 雙效蒸發(fā)的(D/W)min 0.5，說明雙效蒸發(fā)加熱蒸汽的利用程度較差；D. 蒸發(fā)操作是一個(gè)耗能較大的單元操作。17.下列說法正確的是 （ ）A. 發(fā)酵的上游工程主要包括優(yōu)良種株的選育，最適發(fā)酵條件的

7、確定，營養(yǎng)物的準(zhǔn)備等；B. 利用菌種的自然突變而進(jìn)行菌種篩選的過程叫做自然選育；C. 利用物理、化學(xué)因素，通過人工誘發(fā)的基因突變而進(jìn)行菌種篩選的過程叫做誘變選育；D. 酵母菌在有氧條件下進(jìn)行發(fā)酵，并產(chǎn)生大量乙醇。18.下列說法正確的是 （ ）A. 乙醇脫氫酶屬于氧化還原酶類；B. 葡萄糖異構(gòu)酶屬于水解酶類；C. 用物理吸附法制成的固定化酶，酶的活性損失較小，載體與酶的結(jié)合牢固；D. 用共價(jià)結(jié)合法制成的固定化酶，常會使酶的活性受到損害。19.下列說法正確的是 （ ）A. 動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成的蛋白質(zhì)多為糖蛋白，需要糖基化；B. 動(dòng)物細(xì)胞的培養(yǎng)須避光，在光照下可產(chǎn)生有毒光產(chǎn)物；C. 植物細(xì)胞因有纖

8、維素細(xì)胞壁，故其抗剪切能力較強(qiáng)；D. 植物細(xì)胞在懸浮培養(yǎng)中常以單細(xì)胞的形式生長。20.下列說法正確是 （ ）A. 內(nèi)切酶（incision enzyme）是具有特異生物功能的一種酶，能識別DNA序列之內(nèi)或附近特異位點(diǎn)，并將DNA雙鏈的特異位點(diǎn)切割；B. DNA連接酶是一種封閉 DNA鏈上的缺口酶，借助ATP或NAD水解提供的能量催化DNA鏈的5-PO4與另一DNA鏈的 3-OH生成磷酸二酯鍵；C. 質(zhì)粒是真核細(xì)胞細(xì)胞核外或原核生物擬核區(qū)外，能夠進(jìn)行自主復(fù)制的遺傳單位，在基因工程中質(zhì)粒常被用做基因的載體；D. 重組之后的外源 DNA必須回到細(xì)胞（生物體內(nèi)）中，構(gòu)建出基因細(xì)菌才能進(jìn)行復(fù)制、表達(dá)，并

9、顯示其生物活性。二、簡答題（本大題共 4小題，每小題 5 分，共 20 分）21.離心泵的主要性能參數(shù)有哪些？揚(yáng)程 He單位質(zhì)量的液體經(jīng)過離心泵后所獲得的有效能量。 （1分）流量 Vs離心泵在單位時(shí)間內(nèi)所能排送液體的量。 （1分）功率 Ne帶動(dòng)該離心泵正常運(yùn)轉(zhuǎn)所需要的動(dòng)力。 （1分）效率泵的有效功率與軸功率之比。 （1分）轉(zhuǎn)速n離心泵葉輪的轉(zhuǎn)速。 （1分）22.強(qiáng)化吸收過程的主要途徑有那些？提高吸收過程的推動(dòng)力。 （3分）提高吸收過程的推動(dòng)力可采取：提高吸收劑的流量，降低吸收劑入口吸收質(zhì)的濃度，增大吸收過程的液相推動(dòng)力CA* - CA。降低吸收劑的入口溫度，增大氣相中吸收質(zhì)的分壓，增大吸收過程

10、的氣相推動(dòng)力pA - pA* 。采用逆流操作，促使吸收劑與吸收質(zhì)充分接觸，促進(jìn)體系的溶解平衡，增大吸收過程的氣相推動(dòng)力pA - pA* 及液相推動(dòng)力CA* - CA 。減小吸收過程的阻力。 （2分）減小吸收過程的阻力可采取：明確吸收過程的控制因素，適當(dāng)提高流體的湍流程度，減薄相界面滯流層厚度。改善填料性能，提高填料的相際傳質(zhì)面積，降低吸收總阻力。23. 酶催化作用的主要特點(diǎn)是什么？極高的催化效率；高度的專一性；要求反應(yīng)條件溫和；活性調(diào)節(jié)機(jī)制復(fù)雜 24. DNA重組技術(shù)的基本操作步驟有那些？獲取目的基因 ；基因載體的選取 ；DNA 的體外重組；三、計(jì)算題（本大題共 4小 題，每小題5分，共 20

11、分）25.如圖所示，某高位槽水面距出水管口垂直距離為10m，出水管采用603 水管，水在流動(dòng)過程中的壓頭損失 Hf = 5m（水柱）。求高位槽每小時(shí)的送水量。解：以出水管口中心線為基準(zhǔn)面，即：h1 = 10m；h2 = 0。則，能量衡算式為： h1 + u12/2g + P1/g = u22/2g + P2/g + Hf （1分）由于高位槽的液面遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于管道截面積，即：u10。則： 10mu12/2g = 0由于高位槽與出水管口均與大氣相通，即：P1 = P2。則：h1 = u22/2g u22 = 2(h1 - Hf)g = 2(10 - 5)9.81 = 98.1u2 = 9.9(m/s)

12、 （1分）由于：VS = u2A = u2/4d2 = 9.9/40.0542則：VS = 0.023(m3/s) = 82m3/h （2分）答：高位槽的送水量為82m3/h。 （1分）26.某換熱器內(nèi)冷、熱兩流體采取逆流操作。已知，熱流體的進(jìn)、出口溫度分別為T1 = 120，T2 = 60；冷流體的進(jìn)、出口溫度分別為 t1 = 20，t2 = 40，求其平均溫度差。 解，平均溫度差計(jì)算公式：tm =(t1 - t2)/ln(t1/t2) （1分）T1T2t2t1逆流操作：t1 = T1 - t2 = 120 40 = 80(K)t2 = T2 - t1 = 60 20 = 40(K)則：tm

13、 =(80 - 40)/ln(80/40) = 40/ln2 = 58(K) （3分）答：逆流操作的平均溫度差為 58 K（或）。 （1分）干燥器G(輸入)= 5000kgG(產(chǎn)品)G(水分)27.某廠欲將 5000kg、含水分為5的巖白菜素干燥，要求得到的巖白菜素產(chǎn)品含H2O不得高于 0.1。對該干燥過程進(jìn)行物料衡算。解：假設(shè)在干燥過程中無損耗，則體系的物料衡算：總物料 G(輸入) = G(水分) + G(產(chǎn)品)水分 G(輸入)5 = G(水分) + G(產(chǎn)品)0.1 （1分）產(chǎn)品中巖白菜素（晶體）的質(zhì)量G(晶體) = G(輸入)95 = 500095= 4750(kg) （1分）產(chǎn)品質(zhì)量G

14、(產(chǎn)品) G(晶體)（1 + 0.1）= 4750（1 + 0.1）= 4754.75(kg) （1分）需蒸發(fā)水分質(zhì)量G(水分) G(輸入) - G(產(chǎn)品) = 5000 - 4750 = 250(kg) （1分）答：若不考慮生產(chǎn)損耗，可得產(chǎn)品4754.75kg，至少需蒸發(fā)水分250kg。 （1分）28.某廠欲對某A、B二組分體系進(jìn)行簡單蒸餾分離。已知：A 組分的正常沸點(diǎn)為 100；B 組分在 100時(shí)的飽和蒸氣壓為 50.56kPa。求體系在100 時(shí)，A 組分的相對揮發(fā)度。解，假定體系服從拉烏爾定律，即：pi = pi0xi （1分）則：AB =A/B = pA0/pB0 = 101.3/

15、50.56= 2.00 （3分）答：體系在100 時(shí)，A 組分的相對揮發(fā)度AB = 2.00。 （1分）四、討論題（本大題共3小題， 29、30小題，每題3分；31小題4分，共 10 分）29.晶體從溶液中形成并析出的機(jī)理較為復(fù)雜。問：晶體從溶液中形成可分為哪幾個(gè)基本步驟？答：在結(jié)晶操作中，晶體從溶液中形成并析出其機(jī)理較復(fù)雜。一般可簡單地認(rèn)為，晶體的形成大體分為三個(gè)階段。1.介質(zhì)達(dá)到過飽和狀態(tài)晶體從溶液中形成，不論是通過減少溶劑量還是降低溫度，首先須使其介質(zhì)達(dá)到過飽和狀態(tài)。2.晶核的形成當(dāng)介質(zhì)達(dá)到過飽和狀態(tài)后，溶液中便產(chǎn)生細(xì)小晶粒（晶核）。3.晶體的生長在過飽和溶液中，溶質(zhì)質(zhì)點(diǎn)在過飽和度推動(dòng)力

16、的作用下，向晶核或加入晶種運(yùn)動(dòng)，并在其表面有序堆積，使晶核或晶種不斷長大形成晶體。在晶體生長階段，根據(jù)液相擴(kuò)散理論可知，該階段應(yīng)當(dāng)由擴(kuò)散過程、表面反應(yīng)過程及傳熱過程三個(gè)步驟組成。 裝 訂 線請考生注意：答題時(shí)不要超過“裝訂線”，否則后果自負(fù)。30.若采用攪拌式反應(yīng)器進(jìn)行細(xì)胞的懸浮培養(yǎng)，如何對傳統(tǒng)的攪拌式微生物反應(yīng)器進(jìn)行改進(jìn)？對于動(dòng)物細(xì)胞，因沒有細(xì)胞壁的保護(hù)，對攪拌剪切作用十分敏感，直接的機(jī)械攪拌很容易對其造成損害。同樣，植物細(xì)胞的纖維素細(xì)胞壁雖然使細(xì)胞具有很強(qiáng)的抗張強(qiáng)度，但其抗剪切的能力相當(dāng)弱。因此，傳統(tǒng)用于微生物的攪拌反應(yīng)器用作細(xì)胞的培養(yǎng)，須對攪拌方式加以改進(jìn)。其改進(jìn)方法可從如下兩個(gè)方面進(jìn)行：1.供氧方式的改進(jìn)一般情況下攪拌式反應(yīng)器常伴有鼓泡。鼓泡能為細(xì)胞生長提供所需氧分，但細(xì)胞對鼓泡的剪切也很敏感?？刹捎没\式供氧方式(即：氣泡用絲網(wǎng)隔開，不與細(xì)胞直接接觸）。這樣，反應(yīng)器既能保證混合效果又有盡可能小的剪切力，以滿足細(xì)胞生長的要求。2.攪拌槳的改進(jìn)攪拌槳的形式對細(xì)胞生長的影響非常大。改進(jìn)時(shí)主要考慮如何減小細(xì)胞所受的剪切力。采用雙螺旋帶狀攪拌槳