微生物反应动力学习题

第三章微生物反应动力学习题

1. 微生物反应的特点，其与化学反应的主要区别有那些？

2．简要回答微生物反应与酶促反应的最主要区别？

3. 进行微生物反应过程的物量衡算有何意义，请举例说明。

4．Monod 方程建立的几点假设是什么？Monod 方程与米氏方程主要区别是什么？

5．举例简要说明何为微生物反应的结构模型？

6. 以葡萄糖为单一碳源，进行某种微生物好氧或厌氧培养。已知此菌的比生长速率μ、葡萄糖的比消耗速率γ、细胞、葡萄糖、二氧化碳和各产物中的碳元素含量α1、α2、α3 和αi，利用这6 个常数给出此菌的与生长相关的物料衡算式。

7. 葡萄糖为碳源的复合培养基进行干酪乳杆菌的厌氧培养，1mol葡萄糖可生成乳酸或乙酸或乙醇或甲酸为0.05mol、1.05mol、0.94mol和1.76mol，试讨论各分解代谢的碳元素的恒算及生成ATP的摩尔数。

8. 荧光假单胞菌（Pseudomonas fluorescens）好氧培养中，已知：Y x/s=180g/mol,Y x/o=30.4g/mol,每消耗1mol葡萄糖可生成2molATP，氧化磷酸化的P：O比为1，求Y ATP？

9. 在啤酒酵母的生长试验中，消耗了0.2kg 葡萄糖和0.0672kgO2，生成0.0746kg 酵母菌和 0.121kgCO2，请写出该反应的质量平衡式，计算酵母得率Y X/S 和呼吸商RQ。

10. 微生物物繁殖过程中分裂一次生成两个子细胞，也有4 分裂或8 分裂的，试证明当n 分

裂时，有如下式子：，式中： 为倍增时间， 为世代时间。

11．分别采用含有蛋白胨和牛肉膏的复合培养基、含有20 余种氨基酸的合成培养基和基本培养基进行运动发酵单胞菌厌氧培养，碳源为葡萄糖，获得如下表所示结果。已知菌体的含碳量（以碳源/细胞计）为0.45g/g，求采用不同培养基时的Y KJ。

12. 葡萄糖为碳源进行酿酒酵母培养，呼吸商为1.04，氨为氮源。消耗100mol 葡萄糖和48mol氨，生成细胞48mol、二氧化碳312mol 和水432mol。求氧的消耗量和酵母细胞的化学组成。

13. 以葡萄糖为唯一碳源的最低培养基进行Candida utilis 培养，Y x/s=91.8g-细胞/mol 葡萄糖，求Y kJ。已知葡萄糖的燃烧热为2830KJ/mol。

15. 以葡萄糖为唯一碳源的基本培养基厌氧培养产气气杆菌, Yx/s= 26.1 g 细胞/mol 葡萄糖,试求分解代谢消耗葡萄糖的量占总消耗量的分率? 已知每克细胞含0.45g 碳,每mol 葡萄糖含72g 碳,且△S=△S 合成 +△S分解。

16.一个新发现的微生物在每一次细胞分裂时，可产生3个新细胞，由下列生长数据求：①此微生物的比生长速率μ(h-1)；②两个细胞分裂的平均间隔时间；③此微生物细胞的平均世代时间。

时间/h 0 0.5 1.0 1.5 2.0

细胞干重/(g/L) 0.10 0.15 0.23 0.34 0.51

17．在一连续稳定进出料的搅拌罐中，进行以葡萄糖为碳源生成乙醇的动力学研究，反应方程式可表示为：S（葡萄糖）→酵母

P（乙醇）+X（酵母），试验结果见下表。

[X]0=0 [P]=0

[X]0=0 [P]=20

τ/h 11.90 10.00 6.25 5.05 4.13

S/(g/L) 0.054 0.079 0.138 0.186 0.226

1/S(L/g) 18.52 12.66 7.25 5.38 4.42

τ/h 11.90 10.00 6.25 5.05 4.13

S/(g/L) 0.070 0.095 0.182 0.250 0.384

1/S(L/g) 14.29 10.53 5.49 4.00 2.60

已知P max =120g/L,求包括葡萄糖消耗及乙醇抑制酵母生长的速率方程式。

18.以甲醇为基质，进行某种微生物好氧分批培养，获得如下数据： 时间/h 0 2 4 8

10 12

14 16 18 X/(g/L) 0.2 0.211 0.305 0.98 1.77 3.2 5.6 6.15 6.2 S/(g/L) 9.23

9.21

9.07

8.03

6.8

4.6

0.92

0.077

求：μmax ；Y x/s ;倍增时间t d ;饱和常数K s 和t=10h 时微生物细胞的比生长速率。

19. 通过实验测定，已知反应底物十六烷烃和葡萄糖中有2/3 的碳转化为细胞中的碳。 （1）计算下述反应的计量系数， 十六烷烃：

葡萄糖：

（2）计算上述两反应的得率系数Y X/S (g 干细胞/g 底物)和Y X/O (g 干细胞/g 氧)。