微生物動(dòng)力學(xué)計(jì)算例題

3-1-3微生物反應(yīng)過(guò)程的計(jì)量學(xué)【例題1】葡萄糖為基質(zhì)進(jìn)行面包酵母（S.cerevisiae）培養(yǎng)，培養(yǎng)的反應(yīng)式可用下式表達(dá)，求計(jì)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(yīng)過(guò)程的計(jì)量學(xué)

所以上述反應(yīng)的計(jì)量關(guān)系式為

以上方程聯(lián)立求解，得3-1-3微生物反應(yīng)過(guò)程的計(jì)量學(xué)配平微生物反應(yīng)方程式時(shí)，一部分系數(shù)是通過(guò)實(shí)驗(yàn)獲得，另一部分系數(shù)需計(jì)算獲得。一般基質(zhì)和產(chǎn)物的分子式是已知的。微生物細(xì)胞的元素組成可通過(guò)元素分析方法測(cè)定。需要指出的是，處在不同生長(zhǎng)階段的同一種細(xì)胞，其組成是有差別的，我們所獲得微生物細(xì)胞元素的組成，一般是細(xì)胞元素的平均組成。下表給出了幾種微生物細(xì)胞的元素組成和經(jīng)驗(yàn)分子式。3-1-3微生物反應(yīng)過(guò)程的計(jì)量學(xué)【例題2】乙醇為基質(zhì)，好氧培養(yǎng)酵母，反應(yīng)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(yīng)過(guò)程的計(jì)量學(xué)已知RQ=0.6，即d=0.6a，5個(gè)式聯(lián)立求解

所以，反應(yīng)式為3-1-3微生物反應(yīng)過(guò)程的計(jì)量學(xué)

各元素平衡式為

由以上結(jié)果可知，酵母細(xì)胞的化學(xué)組成CH1.84N0.21O0.52。【例1】乙醇為基質(zhì)，好氧培養(yǎng)酵母，反應(yīng)方程為：求酵母細(xì)胞(CH1.75N0.15O0.5)培養(yǎng)過(guò)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(jìn)行某種細(xì)菌好氧培養(yǎng)，消耗的葡萄糖中有2/3的碳源轉(zhuǎn)化為細(xì)胞中的碳。反應(yīng)式為C6H12O6+aO2+bNH3→c(C4.4H7.3N0.86O1.2)+dH2O+eCO2計(jì)算上述反應(yīng)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(xì)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(xì)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(xì)胞/葡萄糖計(jì)）YX/O=83.1/(1.47×32)=1.77（g/g）（以細(xì)胞/氧計(jì)）例題例題【例題3】已知某細(xì)菌以葡萄糖為單一碳源生長(zhǎng)時(shí)，細(xì)胞得率YX/S=85g·mol-1，通過(guò)元素分析得知該細(xì)菌的分子式為CH1.7O0.46N0.18。求這個(gè)反應(yīng)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