4 微生物反應(yīng)動力學(xué)

1、4微生物反應(yīng)動力學(xué)微生物反應(yīng)動力學(xué)教學(xué)基本內(nèi)容：教學(xué)基本內(nèi)容：微生物反應(yīng)的特點；微生物反應(yīng)的質(zhì)量衡算，包括碳素衡算、碳源衡算、氧衡算；微生物反應(yīng)的能量衡算。微生物反應(yīng)動力學(xué)，包括生長動力學(xué)、基質(zhì)消耗動力學(xué)和產(chǎn)物生成動力學(xué)4.1微生物反應(yīng)的特點4.2微生物反應(yīng)過程的質(zhì)量與能量衡算4.2.1碳素衡算4.2.2碳源衡算4.2.3氧衡算4.2.3能量衡算4.3微生物反應(yīng)動力學(xué)4.3.1生長動力學(xué)4.3.2基質(zhì)消耗動力學(xué)4.3.3產(chǎn)物生成動力學(xué)授

2、課重點：授課重點：1.微生物反應(yīng)與酶促反應(yīng)的比較。2.微生物反應(yīng)式及微生物反應(yīng)平衡式的概念。3.菌體實驗化學(xué)式的概念與測定方法。4.微生物反應(yīng)中的動力學(xué)變量。5.微生物反應(yīng)的得率系數(shù)的概念。6.微生物反應(yīng)的維持常數(shù)的概念。7.碳素衡算。8.碳源衡算。9.氧衡算。10.能量衡算。11.莫諾方程。12.產(chǎn)物的Gaden模型。難點：難點：1.微生物反應(yīng)涉及到的動力學(xué)變量和參數(shù)遠(yuǎn)多于酶促反應(yīng)。2微生物反應(yīng)過程中碳源衡算、氧衡算和能量衡算間的關(guān)系

3、。4微生物反應(yīng)動力學(xué)微生物反應(yīng)動力學(xué)19世紀(jì)生物學(xué)家巴斯德堅持由糖變?yōu)榫凭陌l(fā)酵過程是由細(xì)胞產(chǎn)生的，而畢希納卻發(fā)現(xiàn)磨碎了的酵母仍能使糖發(fā)酵產(chǎn)生酒精，認(rèn)為發(fā)酵是由活細(xì)胞產(chǎn)生的非生命物質(zhì)引起的，稱為酶?？梢娢⑸锓磻?yīng)與酶促反應(yīng)在催化作用的實質(zhì)看是一致的。區(qū)別在于微生物反應(yīng)過程是自催化過程，生物反應(yīng)過程中出現(xiàn)菌體增殖；酶促反應(yīng)過程中，酶只可能失活，不可能增多。4.1微生物反應(yīng)的質(zhì)量能量衡算微生物反應(yīng)的質(zhì)量能量衡算4.1.1微生物反應(yīng)式微生物反

4、應(yīng)式在微生物細(xì)胞中，包含的酶促反應(yīng)成百上千，產(chǎn)物是否也是這樣多呢？并非如此。這是由于一個反應(yīng)的產(chǎn)物，又是另一個反應(yīng)的基質(zhì)，這樣就形成了一條條代謝途徑，如糖類代謝、脂類代謝、蛋白質(zhì)代謝。由于存在精巧的代謝調(diào)控，如正反饋、副反饋，中間產(chǎn)物不會大量積累，最終大量積累的只是少數(shù)幾種終產(chǎn)物。可見，我們不僅沒有可能一個一個研究微生物細(xì)胞中的酶反應(yīng)，也沒這個必要。我們可采用黑箱的研究方法，只考慮其與外界環(huán)境的物質(zhì)交換。因此，微生物反應(yīng)過程可以用微生物

5、反應(yīng)式表示：碳源氮源O2菌體CO2H2O產(chǎn)物與普通化學(xué)反應(yīng)及酶促反應(yīng)不同的是，在微生物反應(yīng)式中，出現(xiàn)了菌體項。菌體可以用實驗化學(xué)式來表示。我們來看微生物細(xì)胞的化學(xué)成分（見教材P49表3－2）。在微生物細(xì)胞中，C、H、O、N四種元素含量占菌體干重的90%左右，因此可用實驗化學(xué)式表示：CαHβNγOδ，通常令?＝1。例1：細(xì)菌的化學(xué)元素測定結(jié)果是：碳元素含量(干重)53%，氫元素7.3%，氮元素12.0%，氧元素19.%，確定其化學(xué)式。解：