生物反应工程习题

1 1 6 试根据下列实验数据确定 rmax Km和 KI值 并说明该酶 反应是属于竞争性抑制还是属于非竞争性抑制 rS0 mol L min cS 104 mol L 无抑制剂 有抑制剂 cI 2 2 10 4 mol L 1 02817 1 53623 2 04329 5 06550 7 57461 1 7 某一酶反应 Km 4 7 10 5 mol L rmax 22 mol L min cS 2 10 4 mol L cI 5 10 4 mol L KI 5 10 5 mol L 试分别 计算在竞争性抑制 非竞争性抑制和反竞争性抑制三种情况 下的反应速率和抑制程度 2 1 8 Eadie 测量了存在和不存在某种抑制剂情况下乙酰胆碱 在某酶作用下进行水解反应的初始速率 数据如下 初始反应速率 mol L min 底物浓 度 mol L 无抑制剂有抑制剂 0 00320 1110 059 0 00490 1480 071 0 00620 1530 091 0 00800 1660 111 0 00950 2000 125 1 判断该抑制作用是竞争性还是非竞争性 2 用 L B 法求在有抑制剂存在时的动力学参数 1 10 在某种水解酶的作用下葡萄糖 6 硫酸可以分解为葡萄 糖和硫酸 在一定的酶浓度下 测得 M M 方程中的的参数 Km 6 7 10 4 mol L rmax 3 10 7 mol L min 对该反应 半乳 糖 6 硫酸是一竞争性抑制剂 当 cS0 2 10 5 mol L cI0 1 10 5 mol L 时 测得反应速率 rSI 1 5 10 9 mol L min 试求 K m 和 KI的值 3 第二章第二章 习题习题 2 1 以葡萄糖为底物进行面包酵母的培养 其反应方程式可 用下式表达 612623610322 C H O 3O NH C H NO H O COabcd 母母 试求其计量关系式中的系数 a b c 和 d 2 2 在需氧条件下 以乙醇为底物进行酵母生长的反应式可 表示为 25231 7040 1490 40822 C H OH O NH CHNO CO H O abcde 试求 1 当 RQ 0 66 时 a b c d 和 e 的值 2 确定 YX S 和 YX O值 4 2 3 通过微生物混合需氧培养以进行苯甲酸的降解反应表示 为 652357222 C H COOH O NH C H NO H O CO abcde 试求 1 当 RQ 0 9 时 a b c d 和 e 的值 2 确定 YX S 和 YX O值 3 求底物和细胞的还原度 2 4 下面是 Monod 在其发表论文时候提供的另一组有关在乳 糖溶液中进行菌种分批培养时得到的实验数据 序 号 t h cS g L cX g L 10 5215815 8 22 8 20 3812422 8 29 2 30 3211429 2 37 8 40 379437 8 48 5 50 362548 5 59 6 60 371959 6 66 5 70 38266 5 67 8 试根据上述数据 按 Monod 方程确定其动力学参数 5 2 5 在有氧条件下 杆菌以甲醇为底物进行生长 在进行分 批培养时得到数据如下所示 时间 h cX g L cS g L 00 29 23 20 2119 21 40 3059 07 80 988 03 101 776 8 123 24 6 145 60 92 166 150 077 186 20 试求 1 max和 KS值 2 YX S值 3 细胞质量倍增 时间 td 6 2 6 在一连续操作的机械搅拌实验反应器中用乳糖培养大肠 杆菌 该反应器体积为 1 L 加入乳糖的初始浓度为 cS0 160 mg L 当采用不同加料速率时 得到下述结果 F L h cS mg L cX mg L 0 2415 6 0 41015 0 84012 1 01006 试求大肠杆菌生长的动力学参数 2 7 在一连续操作的机械搅拌反应器 体积为 1 m3 加入底 物的初始浓度为 500 mol m3 不同进料量时均维持反应器出 口中生成的酵母的量相同 为 100 g h 当进料量为 0 5 m3 h 时 得到 cS 100 mol m3 当进料量为 1 m3 h 时 得到 cS 300 mol m3 酵母的生长可表示为 Monod 方程 试确定其动 力学参数值 并求 YX S值 7 2 8 Andrew 提出用下列模型描述某底物抑制剂的细胞生长 动力学 max SS SSI 1 1 Kc cK 假设在一连续操作的机械搅拌槽式反应器中进行研究 已知 VR 1 L 不同加料速率和进口底物浓度以及测得稳态下出口 底物浓度数据如表中所示 加料 速率 F L h 进口底物 浓度 cS0 mg L 出口底物 浓度 cS mg L 0 20300 5 0 25300 7 0 35301 1 0 50301 6 0 70303 3 0 803010 0 506030 0 606022 0 706015 试确定 该反应动力学参数 max KS和 KSI值 8 2 9 在需氧条件下进行 E coli 的连续培养 以葡萄糖为限制 性底物 在一连续操作的机械搅拌槽式反应器中进行 若已 知 cS0 5 g L YX S 0 4 加料速率为 F 0 2 L h 反应器有 效体积 VR 1 L 试用下述方程确定流出物中细胞和葡萄糖的浓度分别为多少 并对其结果进行评论 1 Monod 方程 max 0 25 h 1 KS 100