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1、生化工程总结一:符号解释KL a:体积溶氧系数，液膜体积传质系数。（是反应罐传氧速率大小 的标志，是衡量耗氧培养罐传氧速率好坏的指标）KGa:气膜体积传质系数。Kd：分解速率常数。Km:米氏常数Pt:连续生长菌体的生产强度。Ka:亚硫酸盐氧化值，溶氧系数。Np:搅拌功率准数。Rem:搅拌雷诺准数,8.314J/mol*k。Nv:体积溶氧速率。Dcrit :临界稀释速率。qo2:比好氧速率，呼吸速率，呼吸强度。Ko2:氧饱和常数。dw/dr :剪切速度，剪切速率。二、名词解释分批培养（间歇操作）：指在灭菌后的培养基中，接一种微生物，在一 定的条件下培养微生物，在培养过程中不再向培养基中加入或移去
2、主 辅物料的培养方式。恒化器：指具有恒定化学反应环境的反应器。 恒浊器：培养液中的细胞浓度保持恒定。D值：是活的微生物在受热过程中减少到原来数目的1/10所需要的 时间。灭菌：指用物理或化学方法杀灭物料或设备中的一切生命物质的过 程。对数残留定律（微生物的热死灭动力学）：对培养基进行湿热灭菌时， 培养基中的微生物受热死亡的速率与残存的微生物数量成正比。 分批灭菌：将配好的培养基打入发酵罐，通入蒸汽将培养基和所用的 设备一起进行灭菌，也称实罐灭菌。连续灭菌：将培养基在罐外连续进行加热，维持和冷却，然后进入发 酵罐的灭菌方法。连续培养（连续式操作）：操作时先进行一段时间的间歇培养，当反 应器中的细
3、胞浓度达到一定程度后（对数生长期），一边把新鲜营养 物加入，一边把含有菌体和产物的介质从罐内放出。 失活：由于酶蛋白分子变性而引起的酶活力丧失的现象。抑制：由于酶的必需基团化学性质的改变，但酶未变性，引起酶活力 的降低或丧失。效应物：凡能使酶分子发生别构作用的物质。 可逆抑制：抑制剂与酶以非共价键结合而引起酶活力降低或失活，能 用物理方法除去抑制剂而使酶复性，这种抑制是可逆的。构象效应：酶，三维空间结构；固定化，由于E载体的相互作用，引 起酶活性部位发生扭曲变形，改变活性部位三维结构，减弱了结合力。 屏蔽效应（位阻效应）：载体的存在使酶分子不易与酶活性部位接触， 对酶活性部位造成空间障碍，使酶
4、活下降。限制性底物：在培养微生物的营养物质中，对微生物的生长起到限制 作用的营养物。返混现象：反应器中停留时间不同的物料之间的混合。二简答题米氏常数Km的意义：1 Km值代表反应速率达到Vmax/2时的底物 浓度。2 Km的大小只与酶的性质有关，而与酶浓度无关。3 Km值 可以帮助推断某一代谢反应的方向和途径。4 Km值可以酶的专一性 和天然底物。5当K+2 C酶量守恒SEC =C +C产物生成速率E0d P_ dt EES k C+ 2 ES动力学方程d P匕 LSI dtK + S Sd PV S PmaxdtK + S mK与KmK =仔S k+1K k, + k 2Smk+1例：某翼催
5、化皮应，其m=0.01 mol/L测彳m进行到坨mmBt.底物浓度为3.4x10 ,已知51=3.4x10 iwl/L.假定 该度倉叮用秋献方程表示試求：(1)靈九反座速率是多少？(2jA20min后，底物液度为多少？解：已勲来氏方程覆题中条件知郭“心 则采氏方程町表示为匸芟V at10 rninK旬二3冲: 10迅武兀上丸可斜：lnlOyiD=D.a(23 ma U1 min1 t=2Q min, ln5=lnSo-=ln3.4Xl a-4)-D. 0023X20/0. CM 120=3.42X10- toI/L例：某酶固定于无微孔的球形载体上，在排除外扩散影响的条件下测得其动力学参数为厂=
6、4X10-5mol/(Ls), maxKm=2X10-5mol/L,现将固定化酶颗粒装入底物浓度为1 X10-5mol/L反应器中，并已知在这一操作条件下流体传 质系数为4X10-i(1/S),求：底物在固定化酶的外表面的 反应速率。解：Da :K 二a rmax4 X10 -5 10 k C4 X10-1 X 1x 10-5La S 0K2 x 10 -5 cL 1 X 10 -5S 0Da + K -1 10 + 2 -1 11a21120.179所以C C - C 0.179 X1X10-5Si SS 01.79 x 10 - 6 mol/L反应速率:r Cmax S iRSi K +
7、CmS i4灯一5 “79X 16 二 0.33X105mol/(L-s)2 X10-5 +1.79 x 10-6比较当未固定化的酶促反应速率:. r C4X10-5 xlxl0-51O l/(T )R max1.33 x10-5 mol/(L- s)S 0 K + C2 X10-5 + 1x10-5m S 0 maxRSiRS 0例：蔗糖酶固定在直径为1mm的球形离子交树脂上， 固定化酶量为0.05g/L，在一个柱形反应器中装有20ml 固定化颗粒，浓度为16mmol/L的75m l蔗糖溶液快速 流过固定化酶载体床层，对比试验为定量的游离酶与 同体积的蔗糖溶液相混合，已知Km=8.8mmol
8、/L, k+2=2.4mmol/gs,蔗糖在离交树脂中的扩散系数 De=2 X 10-6cm2/so试求（1）游离酶的反应速率（2）固定化酶的反应速率解：该酶反应为 蔗糖+H O葡萄糖+果糖2已知： Km=8.8mmol/L,k=2.4mmol/g s,De=2 X 10-6cm2/sR=0.5mm=5 X 10-3m 当溶液快速流过固定化酶载体床层时，认为 无外扩散的影响。C = C =16mmol/LS iSO总酶量为O.OOIg(1)游离酶的反应速率总酶浓度为:CE 0 =二 0.001 = 1.33 x 10-2g/L0.075该酶的最大的酶促反应速率为r = k C = 2.4 x
9、1.33 x 10-2max+ 2 E 0=3.19 x 10 - 2 mmol/L s该酶在游离状态下的酶促反应速率为r CmaxS0K + CmS 03.19 x 10 - 2mmol/L - S x 16mmol/L - S8.8mmol/L - S + 16mmol/L - S=2.06 x10-2mmol/L - S游离酶促反应的反应器内的(总)反应速率R = R V游离S 0 R=2.06 x 10 - 2mmol/L - S x 75 x10-3L=1.55 x10-3 mmol/s(2)固定化酶促反应速率固定化酶促反应速率应以固定化载体 的体积为准，已知固定化酶量为0.05g/L, 则 r = k - Cmax,固定化+ 2 E 0,固定化=2.4mmol/g - s x 0.05g/L=0.12mmol/s L载体求耳值mR _k R :r6 =0=max,固定化o 3 迈 DC 3*2 DCe S 0e S 00.725 x10-3 dm 0.12mmol/s L载体3.2 2 x 10-8 dm2/s x 16mmol/L0 = arccos136021 = 1.28丿1+ co
