微生物動力學計算例題

3-1-3微生物反應過程的計量學【例題1】葡萄糖為基質(zhì)進行面包酵母（S.cerevisiae）培養(yǎng)，培養(yǎng)的反應式可用下式表達，求計量關(guān)系中的系數(shù)a、b、c和b。

【解】根據(jù)元素平衡式（2）有：3-1-3微生物反應過程的計量學

所以上述反應的計量關(guān)系式為

以上方程聯(lián)立求解，得3-1-3微生物反應過程的計量學配平微生物反應方程式時，一部分系數(shù)是通過實驗獲得，另一部分系數(shù)需計算獲得。一般基質(zhì)和產(chǎn)物的分子式是已知的。微生物細胞的元素組成可通過元素分析方法測定。需要指出的是，處在不同生長階段的同一種細胞，其組成是有差別的，我們所獲得微生物細胞元素的組成，一般是細胞元素的平均組成。下表給出了幾種微生物細胞的元素組成和經(jīng)驗分子式。3-1-3微生物反應過程的計量學【例題2】乙醇為基質(zhì)，好氧培養(yǎng)酵母，反應方程為：呼吸商RQ=0.6。求各系數(shù)a、b、c、d、e。

【解】根據(jù)元素平衡式（2）有

(1)(2)(3)(4)3-1-3微生物反應過程的計量學已知RQ=0.6，即d=0.6a，5個式聯(lián)立求解

所以，反應式為3-1-3微生物反應過程的計量學

各元素平衡式為

由以上結(jié)果可知，酵母細胞的化學組成CH1.84N0.21O0.52?！纠?】乙醇為基質(zhì)，好氧培養(yǎng)酵母，反應方程為：求酵母細胞(CH1.75N0.15O0.5)培養(yǎng)過程中的Yx/s和Yx/o?！窘狻坑桑?）式例題得：例題例題【例題2】葡萄糖為碳源，NH3為氮源，進行某種細菌好氧培養(yǎng)，消耗的葡萄糖中有2/3的碳源轉(zhuǎn)化為細胞中的碳。反應式為C6H12O6+aO2+bNH3→c(C4.4H7.3N0.86O1.2)+dH2O+eCO2計算上述反應中的得率系數(shù)Yx/s和Yx/o?！窘狻?mol葡萄糖中含有碳為72g，轉(zhuǎn)化為細胞內(nèi)的碳為72×2/3=48（g)所以c=48/（4.4×12）=0.91轉(zhuǎn)化為CO2的碳量為72–48=24g所以e=24/12=2N平衡14b=0.86c×14得b=0.78H平衡12+3b=7.3c+2d得d=3.85O平衡6×16+2×16a=1.2×16c+2×16e+16d得a=1.47消耗1mol葡萄糖生成的細胞量：0.91×(4.4×12+7.3×1+0.86×14+1.2×16)=83.1（g）所以YX/S=83.1/180=0.46（g/g）（以細胞/葡萄糖計）YX/O=83.1/(1.47×32)=1.77（g/g）（以細胞/氧計）例題例題【例題3】已知某細菌以葡萄糖為單一碳源生長時，細胞得率YX/S=85g·mol-1，通過元素分析得知該細菌的分子式為CH1.7O0.46N0.18。求這個反應的得率系數(shù)YC?！窘狻科咸烟欠肿恿繛?80，根據(jù)YC定義，得例題【例題4】熒光假單胞菌（Psenudomonasfluorescens）好氧培養(yǎng)，已知：YX/S=180g/mol，YX/O=30.4g/mol，每消耗1mol葡萄糖可生成2molATP，氧化磷酸化的P：O比為1，求YATP？【解】根據(jù)YX/S、YX/O定義，每消耗1mol葡萄糖，可得到：菌體