生物反应工程与设备(绪论,第一章)to st.pdf

生物反应工程与设备 王炳武 生命科学与技术学院 Office: 科技大厦西408 生物反应工程的定义  以生物反应动力学为基础，进行生物 反应过程的开发、设计、放大、优化 操作与控制的学科 生物反应工程的研究内容  反应过程动力学  生物反应器  微观动力学（本征  三传一反 动力学）  优化与控制  分子水平  设计与放大  细胞水平  宏观动力学  颗粒水平  反应器水平 生物反应工程的研究方法  结构模型（机理性模型）  “黑箱”模型（经验模型）  非结构模型（半经验模型） 本课程的学习内容(38+2学时)  酶催化反应动力学（6学时）  细胞反应动力学和设备（8学时）  固定化生物催化剂反应动力学（11学时）  生物反应器动力学和设备（13学时）  BSTR、CSTR、CPFR  间歇操作、连续操作、补料操作  机械搅拌式反应器、气升式反应器 学习本课程的目的  解释现象  实际应用 成绩评定  相对百分制  平时成绩30％（考勤、课堂提问、作业）  期末考试占70％ 第一章 均相)酶催化反应动力学 什么是均相酶催化反应？  酶分子和反应物系 底物分子、产物 分子等)处于同一相－－液相中的反 应 均相酶催化反应的主要特征  不存在相间的物质  分子水平上的反 传递，因此不用考 应，是本征动力学 虑传质因素的影响 酶催化动力学的研究历史  1897年，Buchner  1903年，Henri提出酶与底物作用的中间复合物 学说。  1913年，Michaelis和Menten提出了酶催化反应 动力学基本模型米氏方程。  1925年，Briggs和Haldane对米氏方程做了修 正，提出稳态学说。 第一章 酶催化反应动力学 本章内容 酶催化反应概论 ●简单的酶催化反应动力学（拟稳态方法） ●有抑制的酶催化反应动力学 复杂的酶催化反应动力学 反应条件对酶催化反应速率的影响 第一节 酶催化反应概论 酶的催化共性  降低反应的活化能，加速反应的进行。  能够改变化学反应的速度，但是不改变化学反 应平衡。  酶本身在反应前后不发生变化。 酶的催化特性  高效性  专一性  易变性失活：温度、pH  反应条件温和：一般在中性、常温、水溶 液中进行  催化活性可控 酶的催化反应机制  锁与钥匙学说  诱导契合学说 第二节 简单的酶催化反应动力学 活性中间复合物学说 反应速率的定义? 一、米氏方程的建立 1、平衡态假设  限速步骤  快速平衡  酶的总量保持不变 2、“拟稳态”假设★  活性中间复合物的浓度不随时间变化 米氏常数和最大反应速率 最适底物 第一章 酶催化反应动力学 练习题  某均相酶催化反应符合米氏方程，米氏常 数为0.05mol/L，最大反应速率为2mol/(L -5 min)，求当底物的浓度为10 mol/L时其反 应速率。 第一章 酶催化反应动力学 练习题 