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

1、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-液萃取; 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

2、 /阻力; D. 過程速率 = 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. u1 A 1 = u2 A 2 = 常量; D. u1 A 1 1 = u2 A 2 2 = 常量。5. 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 (

3、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。A B9. 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 (t 2 t2 A. T12

4、; ;t11T 1 2 T12; 。t 21 t1210. 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(huì)在濾孔中產(chǎn)生“架橋”現(xiàn)象;B. 在餅層過濾中,大顆粒會(huì)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(huì)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

5、質(zhì)通過固體空隙以擴(kuò)散的形式到達(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

6、步變化。15. 根據(jù)“雙膜”理論,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;2B. 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/Wmin 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/Wmin 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

7、株的選育,最適發(fā)酵條件的確定,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(huì)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;

8、C. 植物細(xì)胞因有纖維素細(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 -PO 4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

9、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?3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

10、 C A * - CA 。降低吸收劑的入口溫度,增大氣相中吸收質(zhì)的分壓,增大吸收過程的氣相推動(dòng)力 p A - 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 p A - p A * 及液相推動(dòng)力 C A * - 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?

11、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 60×3 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:h 1 = 10m; h 2 = 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:u 1 0。則: u 12/2g = 0由于高位槽與出水管口均與大氣相通,即:P 1 = P2。

12、則:h 1 = u22/2gu 22 = 2(h1 - Hf g = 2×(10 - 5×9.81 = 98.1u 2 = 9.9(m/s (1分45 由于:V S = u2·A = u2·/4·d 2 = 9.9×/4×0.0542則:V S = 0.023(m3/s = 82m3/h (2分答:高位槽的送水量為 82m 3/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 T 1 = 120, T 2 = 60;冷流體的進(jìn)、出口溫度分別為 t1 = 20, t 2 = 40,求其平

13、均溫度差。解,平均溫度差計(jì)算公式:t m =(t 1 - t 2/ln(t 1/t 2 (1分逆流操作:t 1 = T1 - t2 = 120 40 = 80(K t 2 = T2 - t1 = 60 20 = 40(K則:t m =(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 H 2O 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

14、分 G(輸入 ×5% = G(水分 + G(產(chǎn)品 ×0.1%產(chǎn)品中巖白菜素(晶體的質(zhì)量G (晶體 = G(輸入 ×95% = 5000×95%= 4750(kg (1分產(chǎn)品質(zhì)量G (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)

15、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:p i = pi 0·x i (1分G (水分 則： AB = A / B = pA /pB = 101.3/50.56 = 2.00 （3 分） AB 0 0 答：體系在 100 時(shí)，A 組分的相對揮發(fā)度 = 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

16、，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。 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

17、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。 可采用籠式供氧方式(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