- •Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное агентство по образованию
- •Оглавление
- •Введение
- •1. Термодинамическое описание биохимических реакций
- •1.1. Расчёт изменения свободной энергии химических реакций
- •1.2. Практические расчеты при описании биохимических реакций
- •1.3. Примеры решения задач
- •1.4. Задачи для самостоятельного решения
- •1.5. Теоретические вопросы для самоподготовки
- •2. Стехиометрические расчеты биотехнологических процессов
- •2.1. Стехиометрия и материальный баланс микробиологических процессов
- •2.2. Расчёт выхода биомассы на углеродный субстрат
- •2.3. Энергетическая эффективность процессов микробиологического синтеза
- •2.4. Примеры решения задач
- •2. Уравнение катаболизма:
- •3. Брутто-реакция:
- •2.5. Задачи для самостоятельного решения
- •2.6. Теоретические вопросы для самоподготовки
- •3. Ферментативная кинетика и катализ
- •3.1. Общая характеристика ферментов
- •3.2. Кинетическое описание ферментативных процессов
- •3.3. Различные типы координат, используемые для графического решения уравнения Михаэлиса-Ментен
- •3.4. Интегральная форма уравнения Михаэлиса-Ментен
- •3.5. Ингибирование ферментативных реакций
- •3.6. Примеры решения задач
- •3.7. Задачи для самостоятельного решения
- •3.8. Теоретические вопросы для самоподготовки
- •Заключение
- •Приложение 1. Свободная энергия образования, теплоты образования различных соединений при стандартных условиях
- •Приложение 2. Константы диссоциации аминокислот, органических кислот и оснований
- •Приложение 3. Элементарный состав сухой биомассы микроорганизмов
- •Список литературы
- •Суясов Николай Александрович
2. Уравнение катаболизма:
3. Брутто-реакция:
2.5. Задачи для самостоятельного решения
Задача 1
Используя данные, соответствующие вашему варианту и приведенные в таблице, составьте уравнение реакции катаболизма, анаболизма, брутто-реакции, а также определите ΔG0 и ΔН0 при аэробном культивировании биомассы «А» на питательной среде, содержащей в качестве источника азота NH4OH, углерода – «Б», а состав получаемой биомассы – «В», если известно, что при культивировании данного штамма микроорганизма на питательной среде, содержащей в качестве источника азота NH4OH, углерода – глюкозу экономический коэффициент составляет «Г». При решении задачи в качестве допущения примите, что энергия диссипации при культивировании микроорганизмов не зависит от источника углерода, а определяется только видом микроорганизма. Для решения задачи воспользуйтесь справочными данными термодинамических величин.
№ варианта |
«А» |
«Б» |
«В» |
«Г» |
1 |
Бактерий |
С1Н3ОН |
0,35 | |
2 |
Бактерий |
С2Н5ОН |
0,40 | |
3 |
Бактерий |
С3Н7ОН |
0,45 | |
4 |
Дрожжей |
н-С4Н9ОН |
0,50 | |
5 |
Бактерий |
н-С5Н11ОН |
0,55 | |
6 |
Дрожжей |
н-С6Н13ОН |
0,35 | |
7 |
Бактерий |
н-С7Н15ОН |
0,40 | |
8 |
Дрожжей |
н-С8Н17ОН |
0,45 | |
9 |
Бактерий |
н-С9Н19ОН |
0,50 | |
10 |
Дрожжей |
н-С10Н21ОН |
0,55 | |
11 |
Бактерий |
н-С11Н23ОН |
0,35 | |
12 |
Бактерий |
н-С12Н25ОН |
0,40 | |
13 |
Бактерий |
н-С13Н27ОН |
0,45 | |
14 |
Дрожжей |
н-С14Н29ОН |
0,50 | |
15 |
Бактерий |
н-С15Н31ОН |
0,55 | |
16 |
Дрожжей |
н-С16Н33ОН |
0,35 | |
17 |
Бактерий |
н-С17Н35ОН |
0,40 | |
18 |
Дрожжей |
н-С18Н37ОН |
0,45 | |
19 |
Бактерий |
н-С19Н39ОН |
0,50 | |
20 |
Дрожжей |
н-С20Н41ОН |
0,55 | |
21 |
Бактерий |
н-НСООН |
0,35 | |
22 |
Бактерий |
н-СН3СООН |
0,40 | |
23 |
Бактерий |
н-С2Н5СООН |
0,45 | |
24 |
Дрожжей |
н-С3Н7СООН |
0,50 | |
25 |
Бактерий |
н-С4Н9СООН |
0,55 | |
26 |
Дрожжей |
н-С5Н11СООН |
0,35 | |
27 |
Бактерий |
н-С6Н13СООН |
0,40 | |
28 |
Дрожжей |
н-С7Н15СООН |
0,45 | |
29 |
Бактерий |
н-С8Н17СООН |
0,50 | |
30 |
Дрожжей |
н-С9Н19СООН |
0,55 | |
31 |
Бактерий |
н-С10Н21СООН |
0,35 | |
32 |
Бактерий |
н-С11Н23СООН |
0,40 | |
33 |
Бактерий |
н-С12Н25СООН |
0,45 | |
34 |
Дрожжей |
н-С13Н27СООН |
0,50 | |
35 |
Бактерий |
н-С14Н29СООН |
0,55 | |
36 |
Дрожжей |
н-С15Н31СООН |
0,35 | |
37 |
Бактерий |
н-С16Н33СООН |
0,40 | |
38 |
Дрожжей |
н-С17Н35СООН |
0,45 | |
39 |
Бактерий |
н-С18Н37СООН |
0,50 | |
40 |
Дрожжей |
н-С19Н39СООН |
0,55 |
Задача 2
Используя данные, соответствующие вашему варианту и приведенные в таблице, составьте уравнение реакции катаболизма, анаболизма, брутто-реакции, при анаэробном культивировании биомассы «А» на питательной среде, содержащей в качестве источника азота NH4OH, углерода – глюкозу, если известно, что Y = «Б», а брожение осуществляется по «В» пути, состав получаемой биомассы – «Г».
№ варианта |
«А» |
«Б» |
«В» |
«Г» |
1 |
Бактерий |
0,05 |
Гомоферментативному кисломолочному | |
2 |
Дрожжей |
0,05 |
Спиртовому | |
3 |
Бактерий |
0,05 |
Гетероферментативному кисломолочному | |
4 |
Дрожжей |
0,05 |
Спиртовому | |
5 |
Бактерий |
0,10 |
Гомоферментативному кисломолочному | |
6 |
Дрожжей |
0,10 |
Спиртовому | |
7 |
Бактерий |
0,05 |
Гетероферментативному кисломолочному | |
8 |
Дрожжей |
0,10 |
Спиртовому | |
9 |
Бактерий |
0,15 |
Гетероферментативному кисломолочному |
48 |
10 |
Бактерий |
0,15 |
Гомоферментативному кисломолочному |
Задача 3
Используя данные табл. 1 (приложение 3) составьте уравнение анаболизма, катаболизма (брутто-реакцию) культивирования микроорганизмов на субстрате в соответствии с вашим вариантом при условии, что экономический коэффициент составляет 0,3 от .
Задача 4
Составьте уравнение брутто-реакции (2 случая) культивирования микроорганизмов при различных условиях табл. 2 (1; 2; 3; 4) (приложение 3), в соответствии с вашим вариантом. При условии, что экономический коэффициент составляет 0,3 от .