Содержание текущего, промежуточного и итогового контроля:

Текущий и промежуточный контроль аудиторной нагрузки осуществляется в результате написания контрольных работ по разделам. Итоговый контроль проводится в форме зачета.

Вопросы к контрольным работам.

К разделам: Введение в биотехнологию, Технологические основы биотехнологических производств.

1 вариант:

1. Дайте определение понятия «биотехнология»

2. Какие продукты биотехнологии применяются в медицине.

3. Каковы сходство и различия в стадиях ферментации, биотрансформации, биокатализа.

4. В чем заключается классификация биотехнологических производств по типам технологических схем.

5. Опишите блок-схему производства лизина.

6. Виды продуктов по их месту в технологической схеме.

2 вариант:

1. Является ли биотехнологией производство молока, меда, колбасы? Ответ обоснуйте.

2. Основные стадии биотехнологического процесса.

3. Перечислите варианты процессов, реализующие основную биотехнологическую стадию производства.

4. Чем отличаются производства, где продуктом является среда ферментации?

5. Опишите блок-схему биологической очистки стоков.

6. Что такое блок-схема?

3 вариант.

1. Объясните понятие С-моля биомассы.

2. Как определить скорость разбавления при хемостатном культивировании? Когда происходит вымывание культуры?

3. Суть турбидостата. Преимущества и недостатки.

4. Преимущества непрерывного культивирования.

5. Что такое саморегулирование (в хемостате)?

4 вариант.

1. Какова молекулярная масса С-моля? Приведите формулу Стоутхамера для биомассы.

2. Как измениться хемостатная кривая в случае лимитирования роста культуры микроорганизмов кислородом?

3. Типы реакторов с различным внешним регулированием.

4. Недостатки непрерывного культивирования.

5. Удельная скорость роста биомассы в хемостате. Чему она равна. Докажите.

Задачи по биотехнологии

Задача 1. В процессе ферментации на 1,5 кг потребленной глюкозы (С₆Н₁₂О₆) получается 0,7 кг салициловой кислоты (НОС₆Н₄СООН) и 0,3 кг сухой биомассы. Рассчитайте стехиометрические коэффициенты уравнения.

Задача 2. В процессе ферментации на 1,2 кг потребленной сахарозы (С₁₂Н₂₂О₁₁) получается 0,65 кг аденина (С₅Н₃N₄NН₂) и 0,35 кг сухой биомассы. Рассчитайте стехиометрические коэффициенты уравнения.

Задача 3. В процессе ферментации на 1,6 кг потребленной мальтозы (С₁₂Н₂₂О₁₁) получается 0,55 кг аланина (СН₃СН(NH₂)СООН) и 0,35 кг сухой биомассы. Рассчитайте стехиометрические коэффициенты уравнения.

Задача 4. В процессе ферментации на 1,2 кг потребленной лактозы (С₁₂Н₂₂О₁₁) получается 0,5 кг аминомасляной кислоты (NН₂С₃Н₆СООН) и 0,4 кг сухой биомассы. Рассчитайте стехиометрические коэффициенты уравнения.

Задача 5. В процессе ферментации на 1,3 кг потребленной глюкозы (С₆Н₁₂О₆) получается 0,7 кг аскорбиновой кислоты (С₆Н₈О₆) и 0,4 кг сухой биомассы. Рассчитайте стехиометрические коэффициенты уравнения.

Задача 6. В процессе ферментации на 1,4 кг потребленной сахарозы (С₁₂Н₂₂О₁₁) получается 0,8 кг аспарагиновой кислоты (НОСОСН₂СН(NH₂)CООН) и 0,35 кг сухой биомассы. Рассчитайте стехиометрические коэффициенты уравнения.

Задача 7. В процессе ферментации на 1,1 кг потребленной мальтозы (С₁₂Н₂₂О₁₁) получается 0,6 кг аспирина (о-СН₃СООС₆Н₄СООН) и 0,4 кг сухой биомассы. Рассчитайте стехиометрические коэффициенты уравнения.

Задача 8. В процессе ферментации на 1,3 кг потребленной лактозы (С₁₂Н₂₂О₁₁) получается 0,56 кг барбитуровой кислоты (С₄Н₄N₂О₃) и 0,3 кг сухой биомассы. Рассчитайте стехиометрические коэффициенты уравнения.

Задача 9. В процессе ферментации на 1,3 кг потребленной сахарозы (С₁₂Н₂₂О₁₁) получается 0,5 кг ванилина (СН₃О(НО)С₆Н₃СНО) и 0,35 кг сухой биомассы. Рассчитайте стехиометрические коэффициенты уравнения.

Задача 10. В процессе ферментации на 1 кг потребленной мальтозы (С₁₂Н₂₂О₁₁) получается 0,6 кг вератрола (С₆Н₄(ОСН₃)₂) и 0,3 кг сухой биомассы. Рассчитайте стехиометрические коэффициенты уравнения.

Задача 11. В процессе ферментации на 1,2 кг потребленной сахарозы (С₁₂Н₂₂О₁₁) получается 0,7 кг глицерина (СН₂ОНСНОНСН₂ОН) и 0,4 кг сухой биомассы. Рассчитайте стехиометрические коэффициенты уравнения.

Задача 12. В процессе ферментации на 1,1 кг потребленной лактозы (С₁₂Н₂₂О₁₁) получается 0,6 кг глутаминовой кислоты (НООС(СН₂)₂СН(NH₂)СООН) и 0,3 кг сухой биомассы. Рассчитайте стехиометрические коэффициенты уравнения.

Задача 13. В процессе ферментации на 1,5 кг потребленной глюкозы (С₆Н₁₂О₆) получается 0,7 кг глюкуроновой кислоты (НООС(СНОН)₄СНО) и 0,35 кг сухой биомассы. Рассчитайте стехиометрические коэффициенты уравнения.

Задача 14. В процессе ферментации на 1,2 кг потребленной сахарозы (С₁₂Н₂₂О₁₁) получается 0,5 кг дифениламина ((С₆Н₅)₂NН) и 0,3 кг сухой биомассы. Рассчитайте стехиометрические коэффициенты уравнения.

Задача 15. В процессе ферментации на 1,3 кг потребленной мальтозы (С₁₂Н₂₂О₁₁) получается 0,6 кг изолейцина (С₂Н₅СН(СН₃)СН(NH₂)СООН) и 0,4 кг сухой биомассы. Рассчитайте стехиометрические коэффициенты уравнения.

Задача 16. В процессе ферментации на 1,3 кг потребленной лактозы (С₁₂Н₂₂О₁₁) получается 0,7 кг коричного альдегида (С₆Н₅СН=СНСНО) и 0,3 кг сухой биомассы. Рассчитайте стехиометрические коэффициенты уравнения.

Задача 17. В процессе ферментации на 1 кг потребленной глюкозы (С₆Н₁₂О₆) получается 0,4 кг кофеина (С₈Н₁₀О₂N₄) и 0,2 кг сухой биомассы. Рассчитайте стехиометрические коэффициенты уравнения.

Задача 18. В процессе ферментации на 1,3 кг потребленной сахарозы (С₁₂Н₂₂О₁₁) получается 0,6 кг L-лизина (NH₂СН₂(CH₂)₃CH(NH₂)СООН) и 0,3 кг сухой биомассы. Рассчитайте стехиометрические коэффициенты уравнения.

Задача 19. В процессе ферментации на 1,2 кг потребленной лактозы (С₁₂Н₂₂О₁₁) получается 0,5 кг L-лейцина ((СН₃)₂СНСН₂СН(NH₂)СООН) и 0,4 кг сухой биомассы. Рассчитайте стехиометрические коэффициенты уравнения.

Задача 20. В процессе ферментации на 1,4 кг потребленной мальтозы (С₁₂Н₂₂О₁₁) получается 0,6 кг малоновой кислоты (НООССН₂СООН) и 0,35 кг сухой биомассы. Рассчитайте стехиометрические коэффициенты уравнения.

Задача 21. В процессе ферментации на 1,1 кг потребленной глюкозы (С₆Н₁₂О₆) получается 0,4 кг масляной кислоты (С₃Н₇СООН) и 0,3 кг сухой биомассы. Рассчитайте стехиометрические коэффициенты уравнения.

Задача 22. В процессе ферментации на 1,4 кг потребленной сахарозы (С₁₂Н₂₂О₁₁) получается 0,5 кг никотиновой кислоты (С₅Н₄NСООН) и 0,35 кг сухой биомассы. Рассчитайте стехиометрические коэффициенты уравнения.

Задача 23. В процессе ферментации на 1,2 кг потребленной мальтозы (С₁₂Н₂₂О₁₁) получается 0,5 кг триптофана (С₁₁Н₁₂N₂О₂) и 0,3 кг сухой биомассы. Рассчитайте стехиометрические коэффициенты уравнения.

Задача 24. В процессе ферментации на 1,4 кг потребленной лактозы (С₁₂Н₂₂О₁₁) получается 0,6 кг серина (СН₂(ОН)СН(NН₂)СООН) и 0,35 кг сухой биомассы. Рассчитайте стехиометрические коэффициенты уравнения.

Задачи по оптимизации питательных сред

Вариант 1

Пример оптимизации 4-х компонентной среды по методу Бокса-Уилсона

наименование этапов работы				наименование факторов (концентраций компонентов среды)				конечная концентрация антибиотика, ед/мл
				S1 крахмал, %	S2, (NH4)SO4,%	S3, кукурузный экстракт	S4, соевая мука	Р1	Р2	Рср	Рj - Р ср		(Рj – Рср)2		Р^
Основной уровень (Sj)o				6.0	0.6	0.75	2.0	-	-	-	-		-		-
максимальный уровень (Sj)max				10.0	2.0	2.0	5.0	-	-	-	-		-		-
минимальный уровень (Sj) min				0.0	0.0	0.0	0.0	-	-	-	-		-		-
интервал варьирования λi				0.7	0.1	0.15	0.3	-	-	-	-		-		-
матрица планирования эксперимента	№ варианта
	1			(-)	(-)	(-)	(-)	5600	5800
	2			(+)	(-)	(-)	(+)	7200	7000
	3			(-)	(+)	(-)	(+)	6750	6450
	4			(+)	(+)	(-)	(-)	6030	6210
	5			(-)	(-)	(+)	(+)	6930	7030
	6			(+)	(-)	(+)	(-)	6740	6400
	7			(-)	(+)	(+)	(-)	6080	5940
	8			(+)	(+)	(+)	(+)	8000	7600
∑(Рj – Рср)2		-	-		-	-	-	-	-	-		-				-
Коэффициенты регрессии bi								bo =				-		-		-
Произведение biλi								∑∑(Рj – Рср)2 =
Запас ∆i								∑(Рср – Р^)2 =
Критичность │∆i/biλi│
Шаг ∆Si								Расчетное значение Р^		Экспериментальное значение Р
Опыты крутого восхождения		9
		10
		11
		12
		13

Вариант 2

Пример оптимизации 4-х компонентной среды по методу Бокса-Уилсона

наименование этапов работы				наименование факторов (концентраций компонентов среды)				конечная концентрация лимонной кислоты, ед/мл
				S1 глюкоза, %	S2, (NH4)SO4,%	S3, кукурузный экстракт	S4, соевая мука	Р1	Р2	Рср	Рj - Р ср		(Рj – Рср)2		Р^
Основной уровень (Sj)o				25.0	2.5	0.75	2.0	-	-	-	-		-		-
максимальный уровень (Sj)max				50.0	5.0	2.0	5.0	-	-	-	-		-		-
минимальный уровень (Sj) min				0.0	0.0	0.0	0.0	-	-	-	-		-		-
интервал варьирования λi				5.0	0.5	0.15	0.3	-	-	-	-		-		-
матрица планирования эксперимента	№ варианта
	1			(-)	(-)	(-)	(-)	6500	6900
	2			(+)	(-)	(-)	(+)	8100	7900
	3			(-)	(+)	(-)	(+)	7650	7450
	4			(+)	(+)	(-)	(-)	7080	7210
	5			(-)	(-)	(+)	(+)	7950	7630
	6			(+)	(-)	(+)	(-)	8140	8400
	7			(-)	(+)	(+)	(-)	9080	9050
	8			(+)	(+)	(+)	(+)	8250	8550
∑(Рj – Рср)2		-	-		-	-	-	-	-	-		-				-
Коэффициенты регрессии bi								bo =				-		-		-
Произведение biλi								∑∑(Рj – Рср)2 =
Запас ∆i								∑(Рср – Р^)2 =
Критичность │∆i/biλi│
Шаг ∆Si								Расчетное значение Р^		Экспериментальное значение Р
Опыты крутого восхождения		9
		10
		11
		12
		13

Тестовые задания по разделу: Биологические агенты в биотехнологии