微生物反应动力学.ppt
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第四章第二节细胞反应动力学
b. 仅适用于细胞浓度较低的条件
μ μm μm μ S KS
b) 对于快速生长密度较高的微生物培养过程:
Where S0 ─ 底物的初始浓度 KS0 ─ 无纲量系数 c) 其它方程:
μmS μ KS0S0 S
or
μmS μ KS1 KS0S0 S
Blackman equation
S
限制性底物 的浓度
12
Monod方程与Michaelis-Menten方程的比较
Michaelis-Menten方程
1. 酶催化反应 2. 一种酶参与 3. 单底物的反应 4. 反应速率
kca t E 0 S dP Vm S vP dt Km S Km S
kca t S vP dP E 0 E 0 dt Km S
dS dt dP dt
a) Monod 方程的提出
假设条件： 1.只有一种限制性底物 2. 均衡生长 3. 细胞得率系数为常数
典型的非结构非分离动力学模型是Monod 方程， 表达形式类似于酶的Michaelis-Menten 方程:
μm S μ KS S
半经验公式
Where μ ─ 比生长速率 ( h-1 )
rP
μ
dP dt
dX Xdt
qS
dS Xd t
底物比消耗速率 (h-1)
产物比合成速率 (h-1)
5
dP qP Xdt
4.2.2 细胞反应动力学
细胞生长动力学 (X) 细胞反应动力学 产物合成动力学 (P) 底物消耗动力学 (S)
6
细胞生长与限制
什么是限制性底物？ During the microorganisms growth the environment will change but if the conditions remain favorable growth will continue until one of the essential substrates is depleted. If all other nutrients are available in excess this substrate is called the growth-limiting substrate. 培养基中某一底物S的浓度增加会影响细胞生长速率， 而其它营养物浓度的变化对生长速率无明显影响，则 底物S即为限制性底物。
μ μm μm μ S KS
b) 对于快速生长密度较高的微生物培养过程:
Where S0 ─ 底物的初始浓度 KS0 ─ 无纲量系数 c) 其它方程:
μmS μ KS0S0 S
or
μmS μ KS1 KS0S0 S
Blackman equation
S
限制性底物 的浓度
12
Monod方程与Michaelis-Menten方程的比较
Michaelis-Menten方程
1. 酶催化反应 2. 一种酶参与 3. 单底物的反应 4. 反应速率
kca t E 0 S dP Vm S vP dt Km S Km S
kca t S vP dP E 0 E 0 dt Km S
dS dt dP dt
a) Monod 方程的提出
假设条件： 1.只有一种限制性底物 2. 均衡生长 3. 细胞得率系数为常数
典型的非结构非分离动力学模型是Monod 方程， 表达形式类似于酶的Michaelis-Menten 方程:
μm S μ KS S
半经验公式
Where μ ─ 比生长速率 ( h-1 )
rP
μ
dP dt
dX Xdt
qS
dS Xd t
底物比消耗速率 (h-1)
产物比合成速率 (h-1)
5
dP qP Xdt
4.2.2 细胞反应动力学
细胞生长动力学 (X) 细胞反应动力学 产物合成动力学 (P) 底物消耗动力学 (S)
6
细胞生长与限制
什么是限制性底物？ During the microorganisms growth the environment will change but if the conditions remain favorable growth will continue until one of the essential substrates is depleted. If all other nutrients are available in excess this substrate is called the growth-limiting substrate. 培养基中某一底物S的浓度增加会影响细胞生长速率， 而其它营养物浓度的变化对生长速率无明显影响，则 底物S即为限制性底物。
酶促反应动力学ppt课件
注：反应分子数和反应级数对简单反应时一致的，但比如水解反应，应为二级，通常可 以当做一级处理。
各级反应的速率特征 一级反应：半衰期与速率常数成反比，与反应物的初浓度无关。 二级反应：半衰期与速率常数和反应物的初浓度成反比。 零级反应：半衰期与速率常数成正比，与反应物的初始浓度成正比。
底物浓度对酶促反应速率的影响
关，而与其浓度无关。一种酶有几种底物就有几个Km值 ，其中Km值最小的底物一般称为该酶的
最适底物或天然底物。
在K2 K-1 时， Km = Ks，此时Km 代表ES的真实解离常，即 Km值表示酶与底物之间的亲 和程度：Km值大表示亲和程度小，酶的催化活性低； Km值小表示亲和程度大，酶的催化活性高。
中间络合物学说
（ Henri的蔗糖酶水解蔗糖试验）
酶促反应： ①当底物浓度低时, 大部分酶没有与底物 结合，即酶未被饱和，这时反应速度取决
于底物浓度，即与底物浓度成正比，表现
为一级反应特征；
②随着底物浓度的增高，ES生成逐渐增
多，这时反应速度取决于【ES】，反应
速度也随之增高，但反应不再成正比例
酶浓度固定，反应速率与底物 浓度的关系
活酶原）。
激活剂对酶的作用具有选择性，有时离子之间可以相互替代，但有些离子之间就具有拮抗作用，
另外，激活剂的浓度也对其效应有影响，一定浓度时起激活作用，超过这个浓度又起抑制作用。
在机体内有许多调节酶活力的方式，其中抑制剂和激活剂的调节属于最快速的方式。
影响机制：1）酸、碱可使酶变性或改变构象失活；2）影响酶活性基团的解离；3）影响底物的
解离，4）影响ES的解离。
注：虽然大部分酶的pH—酶活曲线是钟形，但也有半钟形甚至直线形。
激活剂对酶反应的影响
各级反应的速率特征 一级反应：半衰期与速率常数成反比，与反应物的初浓度无关。 二级反应：半衰期与速率常数和反应物的初浓度成反比。 零级反应：半衰期与速率常数成正比，与反应物的初始浓度成正比。
底物浓度对酶促反应速率的影响
关，而与其浓度无关。一种酶有几种底物就有几个Km值 ，其中Km值最小的底物一般称为该酶的
最适底物或天然底物。
在K2 K-1 时， Km = Ks，此时Km 代表ES的真实解离常，即 Km值表示酶与底物之间的亲 和程度：Km值大表示亲和程度小，酶的催化活性低； Km值小表示亲和程度大，酶的催化活性高。
中间络合物学说
（ Henri的蔗糖酶水解蔗糖试验）
酶促反应： ①当底物浓度低时, 大部分酶没有与底物 结合，即酶未被饱和，这时反应速度取决
于底物浓度，即与底物浓度成正比，表现
为一级反应特征；
②随着底物浓度的增高，ES生成逐渐增
多，这时反应速度取决于【ES】，反应
速度也随之增高，但反应不再成正比例
酶浓度固定，反应速率与底物 浓度的关系
活酶原）。
激活剂对酶的作用具有选择性，有时离子之间可以相互替代，但有些离子之间就具有拮抗作用，
另外，激活剂的浓度也对其效应有影响，一定浓度时起激活作用，超过这个浓度又起抑制作用。
在机体内有许多调节酶活力的方式，其中抑制剂和激活剂的调节属于最快速的方式。
影响机制：1）酸、碱可使酶变性或改变构象失活；2）影响酶活性基团的解离；3）影响底物的
解离，4）影响ES的解离。
注：虽然大部分酶的pH—酶活曲线是钟形，但也有半钟形甚至直线形。
激活剂对酶反应的影响
第10章 酶促反应动力学(共86张PPT)
2、底物浓度较高时，反响速率随底物浓度升高而增加，但不成正比，为混合级反响。 〔三〕激活剂对酶反响的影响 零级反响：半衰期与反响物的初浓度成正比
—— Km较小者为主要底物
〔2〕Vmax和k3〔kcat)的意义
一定酶浓度下，酶对特定底物的 Vmax也是一个常数。
[S]很大时， Vmax＝ k3[E] 。 k3表示当酶被底物饱和时，每秒钟每 个酶分子转换底物的分子数，
[St]。E +S E S E +P
〔一〕底物浓度对酶反响速率的影响〔文字描述〕
1、底物浓度低时，反响速率与底物成正比，为 一级反响。
2、底物浓度较高时，反响速率随底物浓度升高 而增加，但不成正比，为混合级反响。
3、底物浓度到达某一恒定值时，反响速率到达最大 ，不在增加。为零级反响。
〔二〕反响速度与底物浓度关系的数学方程式—— 米氏方程〔方程描述)
k1
米氏常数
V= V0[S] Km + [S]
〔三〕米氏曲线〔图形描述〕
最V
大
反V
应 速 率
V/2
b.当[S]很大时
V=V[S]/[S]=V 0 级反响
混合级
a.当[S]很小时
V=V[S]/Km 一级反响
0 Km （米氏常数）
[S]
米氏曲线
〔四〕动力学参数的意义
1、米氏常数Km的意义
V Vmax
③根据Km：
判断某[s]时v与Vmax的关系
判断抑制剂的类型 当t=t½时，c=1/2c0,那么t½＝0.
对于简单的二步反响，Km的意义是真实解离常数； 〔一〕基元反响和化学计量方程 酶的最适温度不是一个固定不变的常数。 氰化物、青霉素、毒鼠强等。 反响分子数：反响中真正相互作用的分子的数目。 k3表示当酶被底物饱和时，每秒钟每个酶分子转换底物的分子数，
—— Km较小者为主要底物
〔2〕Vmax和k3〔kcat)的意义
一定酶浓度下，酶对特定底物的 Vmax也是一个常数。
[S]很大时， Vmax＝ k3[E] 。 k3表示当酶被底物饱和时，每秒钟每 个酶分子转换底物的分子数，
[St]。E +S E S E +P
〔一〕底物浓度对酶反响速率的影响〔文字描述〕
1、底物浓度低时，反响速率与底物成正比，为 一级反响。
2、底物浓度较高时，反响速率随底物浓度升高 而增加，但不成正比，为混合级反响。
3、底物浓度到达某一恒定值时，反响速率到达最大 ，不在增加。为零级反响。
〔二〕反响速度与底物浓度关系的数学方程式—— 米氏方程〔方程描述)
k1
米氏常数
V= V0[S] Km + [S]
〔三〕米氏曲线〔图形描述〕
最V
大
反V
应 速 率
V/2
b.当[S]很大时
V=V[S]/[S]=V 0 级反响
混合级
a.当[S]很小时
V=V[S]/Km 一级反响
0 Km （米氏常数）
[S]
米氏曲线
〔四〕动力学参数的意义
1、米氏常数Km的意义
V Vmax
③根据Km：
判断某[s]时v与Vmax的关系
判断抑制剂的类型 当t=t½时，c=1/2c0,那么t½＝0.
对于简单的二步反响，Km的意义是真实解离常数； 〔一〕基元反响和化学计量方程 酶的最适温度不是一个固定不变的常数。 氰化物、青霉素、毒鼠强等。 反响分子数：反响中真正相互作用的分子的数目。 k3表示当酶被底物饱和时，每秒钟每个酶分子转换底物的分子数，
生物反应器ppt课件
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37
技术参数：
标准配置：
1、罐体系统：
罐体全容积：5L；工作容积：2~4L
罐体材质：硼硅玻璃+316L不锈钢；罐盖材质： 316L不锈钢
罐体设计压力：0.1Mpa；夹套设计压力： 0.25Mpa
罐盖结构：标准温度、PH、 DO 传感器插口各1 个；标准泡沫电极插口1个；通用补料接口2个； 接种口1个；排气口1个；取样管口1个
35
发酵罐 发酵罐若
根据其使用对象区分， 可有：嫌气发酵罐、好 气发酵罐、污水生物处 理装置等。
其中嫌气发酵罐最为
简单，生产中不必导入 空气，仅为立式或卧式 的筒形容器，可借发酵 中产生的二氧化碳搅拌 液体。（见彩图）
精选编辑ppt
36
产品名称：5L离位灭菌自动台式发酵罐 型 号： SY-3005QB
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8
3、植物细胞培养的特殊条件
(1)光照：离体培养的植物细胞对光照条件不严格， 因为细胞生长所需要的物质主要是靠培养基供给， 但光照不但与光合作用有关，而且与细胞分化有关。
(2)激素：植物细胞的分裂和生长特别需要植物激 素的调节，促进生长的生长素和促进细胞分裂的分 裂素是最基本的激素。
10
（二）描述方法
动力学的研究目的是定量地描述过程 的速率以及影响过程速率的诸多因素。
生物过程动力学研究的主要问题是生物 反应的速率，特别是细胞生长的速率、各 种基质组分的消耗速率、代谢产物的生成 速率。
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11
常用的有：
⑴反应速率：单位时间物质浓度的变化量。如：细胞
的生长速率、代谢产物的生成速率等。
产生的（开始时需接入菌种），为防止杂菌污染和活 性衰退，一般采用分批釜式反应器；
第六章 典型发酵过程动力学及模型ppt课件
20
基质消耗动力学
S1 菌体
S
S2 产物
S3 维持
X S（底物） ─→ X（菌体） ＋ P（产物）+维持
21
1、基质的消耗速率与比消耗速率 如果基质仅用于细胞的生长：
rsY r X X /SY X 1 /S
s
m ax K ss
X
如果以氧的消耗来计算：
rO2
rX YX /O2
22
2、包括维持代谢的基质消耗动力学 要消耗额外的基质产生能量供维持代谢待续
进行。
rs Y*1X/s rX mX
m：维持系数 g/（g·g） Y*X/S：生成细胞的干重与完全消耗于细 胞生长的基质的质量之比，表示维持细胞 代谢的细胞得率，可称为最大细胞得率
23
3、包括产物生成的基质消耗动力学 (1)产物的生成以产能途径进行；
如生产ATP、酒精、乳酸等 (2)产物的生成不与或仅部分与能量代谢相关联。 基质消耗速度取决于: (1)细胞生长速率；(2)产物生物 速率；(3)基质消耗用于维持能速率。
dx dt
f (s)
细胞生长速率与单一限制性底物浓度的关系
max
s Ks s
Monod方程
Ks：微生物对底物的半饱和常数，与亲和力成反比，10g/L
Monod方程假设基础： 1、细胞的生长为均衡生长； 2、培养基中只有一种限制基质； 3、细胞生长视为简单的单一反应，细胞得
率为常数。
11
(1) 当限制性基质的浓度很低时s，即Ks
第六章 发酵过程动力学及 模型
1
一、概述
1、发酵的实质：生物化学反应。 2、发酵过程动力学主要研究各种环境因素与微
生物代谢活动间的相互作用随时间而变化的规 律。 3、研究方法
基质消耗动力学
S1 菌体
S
S2 产物
S3 维持
X S（底物） ─→ X（菌体） ＋ P（产物）+维持
21
1、基质的消耗速率与比消耗速率 如果基质仅用于细胞的生长：
rsY r X X /SY X 1 /S
s
m ax K ss
X
如果以氧的消耗来计算：
rO2
rX YX /O2
22
2、包括维持代谢的基质消耗动力学 要消耗额外的基质产生能量供维持代谢待续
进行。
rs Y*1X/s rX mX
m：维持系数 g/（g·g） Y*X/S：生成细胞的干重与完全消耗于细 胞生长的基质的质量之比，表示维持细胞 代谢的细胞得率，可称为最大细胞得率
23
3、包括产物生成的基质消耗动力学 (1)产物的生成以产能途径进行；
如生产ATP、酒精、乳酸等 (2)产物的生成不与或仅部分与能量代谢相关联。 基质消耗速度取决于: (1)细胞生长速率；(2)产物生物 速率；(3)基质消耗用于维持能速率。
dx dt
f (s)
细胞生长速率与单一限制性底物浓度的关系
max
s Ks s
Monod方程
Ks：微生物对底物的半饱和常数，与亲和力成反比，10g/L
Monod方程假设基础： 1、细胞的生长为均衡生长； 2、培养基中只有一种限制基质； 3、细胞生长视为简单的单一反应，细胞得
率为常数。
11
(1) 当限制性基质的浓度很低时s，即Ks
第六章 发酵过程动力学及 模型
1
一、概述
1、发酵的实质：生物化学反应。 2、发酵过程动力学主要研究各种环境因素与微
生物代谢活动间的相互作用随时间而变化的规 律。 3、研究方法
生化反应器 第三章 细胞反应动力学1
1.2c + d + 2e − 6 b= 2 1.2 × 0.909 + 3.855 + 2 × 2 − 6 = 2 = 1.473
所以： a= 0.782，b=1.473，c=0.909，d=3.855，e=2
即： C6H12O6+0.782NH3+1.473O2=0.909C4.4H7.3O1.2N0.86 +3.855H2O+2CO2 （2）底物对细胞的得率YX / S的计算
YX / S
max
= 1 / 0.0167 = 59.8802(g/mol)
m = 0.0012(mol/g ⋅ h )
由而可看出两种作法的计算结果时接近的
0.04 0.035 0.03 YX/S （g/mol） 0.025 0.02 0.015 0.01 0.005 0 0 5 10 1/ µ （h ） 15 20
0.008 0.007 q S （mol/g·h） 0.006 0.005 0.004 0.003 0.002 0.001 0 0 0.1 0.2 0.3 0.4
µ （1/h ）
qS及µ的实验数据计算YX/S ，以1/YX/S对1/µ进 行回归得到 则
1 / Y X / S = 0.0167 + 0.0012 / µ
对N元素平衡，有：
a = 0.86c = 0.782
对H元素平衡，有：
12 + 3a = 7.3c + 2d ， 12 + 3a − 7.3c d= 2 12 + 3 × 0.782 − 7.3 × 0.909 = 2 = 3.855
对O元素平衡，有：
6 + 2 × b = 1 .2 c + d + 2 e ，
所以： a= 0.782，b=1.473，c=0.909，d=3.855，e=2
即： C6H12O6+0.782NH3+1.473O2=0.909C4.4H7.3O1.2N0.86 +3.855H2O+2CO2 （2）底物对细胞的得率YX / S的计算
YX / S
max
= 1 / 0.0167 = 59.8802(g/mol)
m = 0.0012(mol/g ⋅ h )
由而可看出两种作法的计算结果时接近的
0.04 0.035 0.03 YX/S （g/mol） 0.025 0.02 0.015 0.01 0.005 0 0 5 10 1/ µ （h ） 15 20
0.008 0.007 q S （mol/g·h） 0.006 0.005 0.004 0.003 0.002 0.001 0 0 0.1 0.2 0.3 0.4
µ （1/h ）
qS及µ的实验数据计算YX/S ，以1/YX/S对1/µ进 行回归得到 则
1 / Y X / S = 0.0167 + 0.0012 / µ
对N元素平衡，有：
a = 0.86c = 0.782
对H元素平衡，有：
12 + 3a = 7.3c + 2d ， 12 + 3a − 7.3c d= 2 12 + 3 × 0.782 − 7.3 × 0.909 = 2 = 3.855
对O元素平衡，有：
6 + 2 × b = 1 .2 c + d + 2 e ，
一级反应动力学、二级反应动力学基本原理ppt课件
Further Reading (Chapter 3 in Hobbs)
• Rate of reaction is typically measured as the change in concentration (moles/L) with time 反应速率通常通过浓度(mol/L)随时间的变化来测量 This change may be a decrease or an increase •改变可能是增加的也可能是减小的 • Likewise the concentration change may be of reactants or products 同样，改变浓度的物质可能是反应物也可能是生成物
Rate of reaction
=-
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1 a
[A] t
=-
1 b
[B] t
=
1 c
[C] t
=
1 d
[D] t
• Note the use of the negative sign •注意负号的使用
- rate is defined as a positive quantity 反应速率被定义为正量
R a t e=c o n t c ie m n e t r c a h t a io n n g e c h a n g e
反应速率=△浓度/△时间
R ate=___ in __ [p _ r_ od _u _ c _ ts_ ]___=____ in __ [r_ e_ ac _ ta _n _ t_ s]__ changeintim e changeintim e
2NO2 (g) 2NO(g) + O2(g) CO2 + H2O H2CO3
• Rate of reaction is typically measured as the change in concentration (moles/L) with time 反应速率通常通过浓度(mol/L)随时间的变化来测量 This change may be a decrease or an increase •改变可能是增加的也可能是减小的 • Likewise the concentration change may be of reactants or products 同样，改变浓度的物质可能是反应物也可能是生成物
Rate of reaction
=-
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1 a
[A] t
=-
1 b
[B] t
=
1 c
[C] t
=
1 d
[D] t
• Note the use of the negative sign •注意负号的使用
- rate is defined as a positive quantity 反应速率被定义为正量
R a t e=c o n t c ie m n e t r c a h t a io n n g e c h a n g e
反应速率=△浓度/△时间
R ate=___ in __ [p _ r_ od _u _ c _ ts_ ]___=____ in __ [r_ e_ ac _ ta _n _ t_ s]__ changeintim e changeintim e
2NO2 (g) 2NO(g) + O2(g) CO2 + H2O H2CO3
第二章 反应动力学基础
❖ 微生物比增长速度与有毒基质浓度的
关系
＝
1
max
Ks
s
s Ki
Ki是抑制系数
❖基质比去除速度与有毒基质浓度的关系：
v＝ 1
v m ax Ks
s
s
Ki
❖微生物的生长受到抑制原因：
①处理系统中生化反应所产生的某些中间代 谢产物浓度高时，则会抑制微生物的生长。
②某些工业废水中存在。如在好氧处理中， 低浓度的酚可被利用作细菌的食料，但浓度 高了，则将起抑制作用。
d A k
dt
A A0 kt
一级反应：v=-kρA
d A
dt
k A
lg A
lg
Ao
k 2.3
t
二级反应：v=-kρA2
d A
dt
k
2 A
11 kt
A A0
米氏方程式
•底物浓度对酶反应速度的影响
中间产物学说
S ＋E
ES P+E
•米氏方程式
1913年 米歇里斯和门坦 纯酶 中间产物学说 提出了表示整个反应过程中，底物浓度与酶 促反应之间的关系式
✓ 不同底物对应不同的Km，并且Km值不受 pH及温度的影响。因此，Km值作为常数， 只是对一定的底物、pH及温度而言。测定酶 的 Km 值 ， 可 以 作 为 鉴 别 酶 的 一 种 手 段 ， 但 必须在指定的实验条件下进行。
✓表11-3中数据指出，同一种酶有几种底物就 有几个Km值。其Km值最小的底物，一般称为 该酶的最适底物或天然底物。
废水处理反应动力学基础
• 反应速度和反应级数 • 米氏方程式 • 莫诺特方程式 • 废水生物处理的基本模式
反应速度和反应级数
第二章-酶促反应动力学
• 一个标准酶活单位定义为：每分钟使果胶裂解产生1μmol的不饱 和聚半乳糖醛酸所需的酶量。不饱和聚半乳糖醛酸在235nm处的 摩尔吸光系数为4600Lmol-1cm-1[6]。
• U =（A/4600）×106×10-3×3×10×（1/10）×n
• = A×n×(30/46)
• 式中：U-----------酶液的酶活力， U/mL
KS CS
稳态法推导动力学方程：
几点假设：
（1）CS>>CE，中间复合物ES的形成不会降 低CS。
（2）不考虑这个可逆反应。
（3）CS>>CE中间复合物ES一经分解，产生 的游离酶立即与底物结合，使中间复合物 ES浓度保持衡定，即 。 dC ES 0
dt
根据以上假设，可建立如下方程组
rk2CES
（3）E S E为S 快速平衡，E S E P 为整个反应的限速阶段，因此ES分解 成产物不足以破坏这个平衡。
根据假设建立动力学方程
rk2CES
dCES dt
k1CECSk1CES0
C E0C EC ES
CECS CES
KS
k1 k1
解之，得
r k2CE0CS KS CS
令 rmaxk2CE0 则 r rmaxCS
• A —————OD值
• n ———— 酶液稀释倍数
2.1 酶促反应动力学的特点
2.1.1 酶的基本概念 2.1.2 酶的稳定性及应用特点
酶是以活力、而不是以质量购销的。 酶有不同的质量等级：工业用酶、食品用酶、医药 用酶。酶的实际应用中应注意，没有必要使用比工艺 条件所需纯度更高的酶。
经典酶学研究中，酶反应速率的测定是在反应的 初始短时间内进行的，并且酶浓度、底物浓度较低， 且为水溶液，酶学研究的目的是探讨酶促反应的机 制。
• U =（A/4600）×106×10-3×3×10×（1/10）×n
• = A×n×(30/46)
• 式中：U-----------酶液的酶活力， U/mL
KS CS
稳态法推导动力学方程：
几点假设：
（1）CS>>CE，中间复合物ES的形成不会降 低CS。
（2）不考虑这个可逆反应。
（3）CS>>CE中间复合物ES一经分解，产生 的游离酶立即与底物结合，使中间复合物 ES浓度保持衡定，即 。 dC ES 0
dt
根据以上假设，可建立如下方程组
rk2CES
（3）E S E为S 快速平衡，E S E P 为整个反应的限速阶段，因此ES分解 成产物不足以破坏这个平衡。
根据假设建立动力学方程
rk2CES
dCES dt
k1CECSk1CES0
C E0C EC ES
CECS CES
KS
k1 k1
解之，得
r k2CE0CS KS CS
令 rmaxk2CE0 则 r rmaxCS
• A —————OD值
• n ———— 酶液稀释倍数
2.1 酶促反应动力学的特点
2.1.1 酶的基本概念 2.1.2 酶的稳定性及应用特点
酶是以活力、而不是以质量购销的。 酶有不同的质量等级：工业用酶、食品用酶、医药 用酶。酶的实际应用中应注意，没有必要使用比工艺 条件所需纯度更高的酶。
经典酶学研究中，酶反应速率的测定是在反应的 初始短时间内进行的，并且酶浓度、底物浓度较低， 且为水溶液，酶学研究的目的是探讨酶促反应的机 制。
微生物生长动力学
Y——产率系数； Kd——内源呼吸（或衰减）系数； ρX ——反应器中微生物浓度。
在实际工程中, 产率系数（微生物增长系数）Y常以实际测 得的观测产率系数（微生物净增长系数）Yobs代替。故式
( d S d X )g Y ( )u Kd X dt dt
可改写为：(
Y
dS d X ) g Yobs ( )u dt dt
该式可用图表示，图中直 线的斜率即为反应级数n。
lgv
lg[S]
对反应物A而言，零级反应：
d v k， A k dt
A A0 kt
式中：v——反应速度； t——反应时间； k——反应速度常数, 受温度影响。
在反应过程中，反应物A的量增加时，k为正值；在废水 生物处理中，有机污染物逐渐减少，反应常数为负值。
反应速度与一种反应物A的浓度ρA成正比时，称这 种反应对这种反应物是一级反应。 反应速度与二种反应物A、B的浓度ρA、ρB成正比 时，或与一种反应物A的浓度ρA的平方ρA2成正比时， 称这种反应为二级反应。 反应速度与ρA· ρB2成正比时，称这种反应为三级反 应；也可称这种反应是A的一级反应或B的二级反应。
对反应物A而言，一级反应：
d v k A， A k A dt
lg A lg A0
k t 2.3
式中：v ——反应速度； t——反应时间； k——反应速度常数, 受温度影响。
在反应过程中，反应物A的量增加时，k为正值；在废水生 物处理中，有机污染物逐渐减少，反应常数为负值。
设生化反应方程式为：
S yX zP
现底物浓度ρS以[S]表示，则生化反应速度： d[S] d[S] n n v k [ S ] v [S] 或 dt dt 式中：k——反应速度常数，随温度而异； n——反应级数。 上式亦可改写为：