第四章细胞反应的质量平衡和能量平衡 本章主要内容: 4.1细胞反应的计量学 4,2细胞反应的碳平衡 4.3细胞反应的氧平衡和ATP平衡 44细胞反应的能量平衡
第四章 细胞反应的质量平衡和能量平衡 本章主要内容： 4.1 细胞反应的计量学 4.2 细胞反应的碳平衡 4.3 细胞反应的氧平衡和ATP平衡 4.4 细胞反应的能量平衡
41细胞生长及产物生成的反应计量学 反应计量学是对反应物系的组成或反应的程 度的量化的研究。通过反应计量学可以得到反应 组成分的数量关系及变化规律 反应计量学 反应工程学的理论基础反应热力学 反应动力学 细胞反应的特点 >符合化学反应和生化反应的一般规律; 参与反应的组分多;
4.1 细胞生长及产物生成的反应计量学 反应计量学是对反应物系的组成或反应的程 度的量化的研究。通过反应计量学可以得到反应 组成分的数量关系及变化规律。 反应计量学 反应工程学的理论基础 反应热力学 反应动力学 细胞反应的特点 ➢符合化学反应和生化反应的一般规律； ➢参与反应的组分多；
反应途径错综复杂; >在细胞生长的同时伴随着包括CO2等产物的生 成的。 微生物细胞化学组成的主要物质为C、H、O N,及P、S、K、Na等。 可将细胞以一般的化学物质的表达形式写作 CaBo 典型的微生物细胞的组成为CH1O05N2 例如
➢反应途径错综复杂； ➢在细胞生长的同时伴随着包括CO2等产物的生 成的。 微生物细胞化学组成的主要物质为C、H、O、 N，及P、S、K、Na等。 可将细胞以一般的化学物质的表达形式写作 CHON。 典型的微生物细胞的组成为CH1.8O0.5N0.2。 例如
大肠杆菌细胞的化学组成(以干基计%) 成分 含量 成分 含量 50 Na CHoNP 20 Ca 0.5 0.5 14 Fe 0.2 其他 0.3 K
大肠杆菌细胞的化学组成（以干基计% ） 成分 含量 成分 含量 C H O N P S K 50 20 8 14 3 1 1 Na Ca Mg Cl Fe 其他 1 0.5 0.5 0.5 0.2 0.3
41.1忽略产物生成的细胞生长过程的计量关系 对忽略产物生成的细胞生长过程的计量关系 可表示为 CHO+aO+bNh CCaHBogn+dCO2+eHLO 底物碳源氮源 细胞 对C元素: m=c·C+d (1) 对H元素: n+3.b=B·C+2e(2) 对O元素: +2a=δ·C+2d+e(3) 对N元素 b (4)
4.1.1 忽略产物生成的细胞生长过程的计量关系 对忽略产物生成的细胞生长过程的计量关系 可表示为 CmHnOl+aO2+bNH3 cCHON +dCO2+eH2O 底物碳源 氮源 细胞 对C元素： （1） 对H元素： （2） 对O元素： （3） 对N元素： （4） m = c + d n + 3 b = c + 2e l + 2a = c + 2d + e b = c