- •Биофизическая химия Сборник примеров и задач
- •Оглавление
- •Введение
- •1. Термодинамическое описание биохимических реакций
- •1.1. Расчёт изменения свободной энергии химических реакций
- •1.2. Практические расчёты при описании биохимических реакций
- •Примеры решения задач
- •Теоретические вопросы для самоподготовки
- •2. Стехиометрические расчёты биотехнологических процессов
- •2.1. Стехиометрия и материальный баланс микробиологических процессов
- •2.2. Расчёт выхода биомассы на субстрат (источник углерода)
- •Значения γs и максимальные теоретические значения выхода биомассы для различных субстратов
- •Оценка теплового эффекта и свободной энергии некоторых процессов биосинтеза
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Данные для решения задачи 1
- •Данные для решения задачи 2
- •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
- •Кинетические схемы, основные формулы различных ферментативных процессов
- •Примеры решения задач
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Теоретические вопросы для самоподготовки
- •Заключение
- •Приложение 1
- •Приложение 2 Константы диссоциации аминокислот, органических кислот и оснований
- •Константы диссоциации различных соединений при 25 °с
- •Приложение 3 Элементарный состав сухой биомассы микроорганизмов
- •Элементарный состав сухой биомассы микроорганизмов
- •Элементарный состав и восстановленность сухой биомассы микроорганизмов, выращенных в условиях непрерывного культивирования
- •Элементный состав и восстановленность сухой биомассы микроорганизмов различных типов дрожжей, выращенных в условиях непрерывного культивирования при лимитировании роста субстратом
- •Список литературы
- •Суясов Николай Александрович
Задачи для самостоятельного решения
Задача 1. Составьте уравнение реакции анаболизма, катаболизма, брутто-реакции, а также определите ΔG0 и ΔН0 при аэробном культивировании микроорганизмов на питательной среде, содержащей в качестве источника азота NH4OH. Тип микроорганизма, источник углерода, состав получаемой биомассы, а также экономический коэффициент Y, достигаемый при культивировании данного штамма микроорганизмов на питательной среде, содержащей в качестве источника азота NH4OH, углерода – глюкозу, взять из табл. 3 в соответствии с вашим вариантом. Принять допущение, что энергия диссипации при культивировании микроорганизмов не зависит от источника углерода, а определяется только видом микроорганизма. Для решения задачи воспользуйтесь справочными данными термодинамических величин, приведёнными в Приложении 1.
Задача 2. Составьте уравнение реакции анаболизма, катаболизма, брутто-реакции, при анаэробном культивировании микроорганизмов на питательной среде, содержащей в качестве источника азота NH4OH, углерода – глюкозу. Данные по экономическому коэффициенту (Y), пути сбраживания глюкозы и составу получаемой биомассы взять из табл. 4 в соответствии с вашим вариантом.
Задача 3. Используя данные табл. 1 Приложения 3 составьте уравнение анаболизма, катаболизма (брутто-реакцию) культивирования микроорганизмов на субстрате в соответствии с вашим вариантом при условии, что экономический коэффициент составляет 30 % от .
Задача 4. Составьте уравнение брутто-реакции (2 случая) культивирования микроорганизмов при различных условиях (табл. 2 и табл. 3 Приложения 3) в соответствии с вашим вариантом при условии, что экономический коэффициент составляет 30 % от . Вид микроорганизма и источник углерода уточнить у преподавателя.
Таблица 3
Данные для решения задачи 1
№ варианта |
Микроорганизм |
Источник углерода |
Состав биомассы |
Y |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
1 |
Бактерии |
С1Н3ОН |
0,35 | |
2 |
Бактерии |
С2Н5ОН |
0,40 | |
3 |
Бактерии |
С3Н7ОН |
0,45 | |
4 |
Дрожжи |
н-С4Н9ОН |
0,50 | |
5 |
Бактерии |
н-С5Н11ОН |
0,55 |
Продолжение табл. 3 | ||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
Дрожжи |
н-С6Н13ОН |
0,35 | |
7 |
Бактерии |
н-С7Н15ОН |
0,40 | |
8 |
Дрожжи |
н-С8Н17ОН |
0,45 | |
9 |
Бактерии |
н-С9Н19ОН |
0,50 | |
10 |
Дрожжи |
н-С10Н21ОН |
0,55 | |
11 |
Бактерии |
н-С11Н23ОН |
0,35 | |
12 |
Бактерии |
н-С12Н25ОН |
0,40 | |
13 |
Бактерии |
н-С13Н27ОН |
0,45 | |
14 |
Дрожжи |
н-С14Н29ОН |
0,50 | |
15 |
Бактерии |
н-С15Н31ОН |
0,55 | |
16 |
Дрожжи |
н-С16Н33ОН |
0,35 | |
17 |
Бактерии |
н-С17Н35ОН |
0,40 | |
18 |
Дрожжи |
н-С18Н37ОН |
0,45 | |
19 |
Бактерии |
н-С19Н39ОН |
0,50 | |
20 |
Дрожжи |
н-С20Н41ОН |
0,55 | |
21 |
Бактерии |
н-НСООН |
0,35 | |
22 |
Бактерии |
н-СН3СООН |
0,40 | |
23 |
Бактерии |
н-С2Н5СООН |
0,45 | |
24 |
Дрожжи |
н-С3Н7СООН |
0,50 | |
25 |
Бактерии |
н-С4Н9СООН |
0,55 | |
26 |
Дрожжи |
н-С5Н11СООН |
0,35 | |
27 |
Бактерии |
н-С6Н13СООН |
0,40 | |
28 |
Дрожжи |
н-С7Н15СООН |
0,45 | |
29 |
Бактерии |
н-С8Н17СООН |
0,50 | |
30 |
Дрожжи |
н-С9Н19СООН |
0,55 | |
31 |
Бактерии |
н-С10Н21СООН |
0,35 | |
32 |
Бактерии |
н-С11Н23СООН |
0,40 | |
33 |
Бактерии |
н-С12Н25СООН |
0,45 | |
34 |
Дрожжи |
н-С13Н27СООН |
0,50 | |
35 |
Бактерии |
н-С14Н29СООН |
0,55 | |
36 |
Дрожжи |
н-С15Н31СООН |
0,35 |
Окончание табл. 3 | ||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
37 |
Бактерии |
н-С16Н33СООН |
0,40 | |
38 |
Дрожжи |
н-С17Н35СООН |
0,45 | |
39 |
Бактерии |
н-С18Н37СООН |
0,50 | |
40 |
Дрожжи |
н-С19Н39СООН |
0,55 |
Таблица 4