生物化工试卷2答案

课程名称：《现代生物化学工程学基础》（编号：02）

（本卷满分100分，测验时间120分钟，开卷考）

一、选择题

1.评分要求

本大题共20小题，每小题2.5分，共50分；未选、错选或多选均不给分，少选、但答案正确，给2分。

2.参

评分要求

本大题共4小题，每小题 5 分，共 20分。

21.(略)

【答题要点及评分标准】

1.增大总传热系数K                                                       （3分）

⑴增大流体的流速可有效地增大流体的湍流程度，进而有效地增大给热系数α，达到增大总传热系数K的目的。

⑵减薄器壁厚度δ可以达到增大总传热系数的目的。

⑶选择导热系数λ较大的材料做换热器壁，可在一定程度上达到增大总传热系数的目的。

2.增大传热面积A                                                         （1分）

改进传热面的结构，增大换热器的传热面积，可有效地提高传热速率。

3.增大平均温度差Δtm                                                     （1分）

⑴通过选择换热器中流体的流动形式，采用逆流操作可达到增大平均温度差的目的。

⑵通过提高热流体的温度及降低冷流体的温度，可达到增大平均温度差的目的。

【备注】

①只答出“增大传热过程的推动力”、“减小传热过程的阻力”，扣3分。

②答出“增大总传热系数K”、“增大传热面积A”、“增大平均温度差Δtm”，没有具体措施或说明，扣2分。

22.(略)

【答题要点及评分标准】

1.酶的修饰是指对自然酶的分子结构进行修饰改造，改善其性能。             （2分）

2.工业上常用的修饰方法有：“化学修饰”和“选择性遗传修饰”两大类        （3分）

⑴化学修饰——采用化学方法对自然酶的分子结构进行修饰改造，改善其性能。

⑵选择性遗传修饰——采用基因突变技术把酶分子修饰后的信息储存在 DNA中，通过克隆和表达得到修饰后的酶；再通过生物合成方法，不断获取具有新特性和功能的酶。

【备注】

①意思答对即可。

②未对“化学修饰”或“选择性遗传修饰”加以说明，扣2分。

23.(略)

【答题要点及评分标准】

⑴与微生物相比较，植物细胞的个体较大。

⑵植物细胞很少单细胞的形式悬浮生长，常以非均相集合细胞团方式存在。

⑶纤维素细胞壁虽然使植物细胞具有很强的抗张强度，却使其抗剪切能力相当弱。

⑷与微生物相比较，植物细胞生长速度慢，操作周期长。

⑸植物细胞在生长过程中容易被细菌污染。

【备注】

①意思答对即可。

②每项1分，少答一项，扣1分。

24.(略)

【答题要点及评分标准】

基因工程技术中的主要工具酶有性内切酶、DNA连接酶、DNA聚合酶等三类酶。

⑴性内切酶——是具有特异生物功能的一种酶，是生物用作区别自己与非己的 DNA，进而降解非己 DNA 的一种防卫工具。性内切酶能识别 DNA序列之内或附近特异位点，并将 DNA双链的特异位点切割。

⑵DNA连接酶——DNA连接酶又称为“合成酶”，是一种封闭DNA链上的缺口酶，借助ATP或NAD水解提供的能量催化DNA链的5’-PO4与另一 DNA链的 3’-OH生成磷酸二酯键的酶。

⑶DNA聚合酶——是细胞复制DNA的重要作用酶，是以DNA为复制模板，将DNA由5’端点开始复制到3’端点的酶。

【备注】

①只回答“内切酶”、“DNA连接酶”、“DNA聚合酶”，扣4分。

②对三种酶的解释少答一项，扣1分。

三、计算题

评分要求

本大题共4小 题，每小题5分，满分20 分。

25(略)

【解题要点及评分标准】

解：

由静力学原理得知，当 U 型压强计中指示剂平衡时 A、B 两点所受压强相等。即：

pA = pB

由于：

pA = p1 +（h + R）ρ流体g

pB = p2 + hρ流体g + Rρ水 g

则：

p2 = p1 +（h + R）ρ流体g - hρ流体g - Rρ水 g                      （1分）

= p1 + Rρ流体g - Rρ水 g

= p1 +(ρ流体 -ρ水) R g 

= 2.00×105 +(1.4 - 1000)×0.20×9.81

= 1.98×105(Pa)                                             （3分）

答：管道中p2 截面流体的压强为1.98×105Pa。                        （1分）

【备注】

①只能正确列出p2 计算式，给1分；

②计算无必要过程，只给出答案，不给分；计算过程正确，答案错误，扣1分。

26(略)

【解题要点及评分标准】

解：

假设，炉壁可近似地看成单层平壁。由Fourire 定律得知，单位面积炉壁的散热速率为：

Q/A =λ/a•(t1 - t2 )                                      （1分）

= 0.9/0.25×(900 - 140)

= 2.736×103(J•s-1•m-2)                                （3分）

答：单位面积炉壁的散热速率为2.736×103J•s-1•m-2 。               （1分）

【备注】

①只能正确列出单位面积炉壁散热速率的计算式，给1分；

②计算无必要过程，只给出答案，不给分；计算过程正确，答案错误，扣1分。

③计算结果只需保留2位有效数字。

27(略)

【解题要点及评分标准】

解，平均温度差计算公式：

Δtm =(Δt1 - Δt2)/ln(Δt1/Δt2)                            （1分）

逆流操作：

Δt1 = T1 - t2 = 400 - 180 = 220(K)

Δt2 = T2 - t1 = 200 - 40 = 160(K)

则：

Δtm =(220 - 160)/ln(220/160) = 60/ln1.37 = 188(K)           （3分）

答：逆流操作的平均温度差为188K（或℃）。                          （1分）

【备注】

①用算术平均公式计算，扣1分；

②计算过程正确，答案错误，扣1分。

28(略)

【解题要点及评分标准】

解，假定体系服从拉乌尔定律，即：pi = pi0·xi  

于是：

αAB =υA/υB = pA0/pB0                                          （1分）

= 101.3/70 = 1.45                                        （3分）

答：体系在100℃ 时，A 组分的相对挥发度αAB = 1.45。                 （1分）

【备注】

①小数点后保留2位数即可；

②计算过程正确，答案错误，扣1分。

四、讨论题

评分要求

本大题共3小题， 29、30小题，每题3分；31小题4分，共 10 分

29(略)——3分

【答题参考要点及评分标准】

解：

气相总吸收系数

KG =               =                                     =

即：

R气膜 = 1/kg = 2.6×105kPa·m2·s·kmol-1

R液膜 = 1/(klH) = 1.3×104kPa·m2·s·kmol-1

×100％ = 95.2％

由计算结果可知，气膜阻力远远大于液膜阻力（R气膜 >> R液膜 ）；气膜阻力占吸收过程总阻力的 95% 以上。所以，该吸收过程是一个气膜控制过程。

【备注】

①只有结论，没有计算过程，不给分。

②结论正确，有计算过程并正确，计算结果有误，扣1分。

30(略)——3分

【答题参考要点及评分标准】

答：

从岩白菜植物的根茎中提取岩白菜素，可先通过组培获得组培苗，再进行驯化移栽得到生产原料（岩白菜），最后利用岩白菜的根茎提取岩白菜素。其生产工艺流程可简述为：

【备注】

①工艺流程合理即可；根据工艺流程的合理性酌情给分。

②直接采用野生岩白菜为生产原料制备岩白菜素，不给分。

31(略)——4分

【答题参考要点及评分标准】

以淀粉为原材料生产谷氨酸的生产工艺流程可简述如下：

【备注】

①工艺流程合理即可；根据工艺流程的合理性酌情给分。

②不经水解、糖化直接以淀粉为生产原料制备谷氨酸，不给分。