Вычисление энергетического выхода роста штамма LPM-4
Энергетический выход роста штамма LPM-4 вычисляли на основании теории материально-энергетического баланса роста микроорганизмов. Согласно этой теории доступными называются электроны, которые акцептируются свободным кислородом при окислении органического материала с образованием углекислого газа и воды. [29].
Содержание доступных электронов (ДЭ) в органических соединениях удобно выражать в расчёте на один атом углерода, то есть как степень восстановлености углерода (γ).
Для соединения СНрОnNq величина степени восстановленности углерода вычисляется по формуле:
g=4+p-2n-3q
Цифра 4 означает число ДЭ углеродного атома, к ней прибавляются ДЭ водорода, число которых равно числу p, приходящихся на один атом углерода. Из этой суммы вычитаются электроны энергетически обесцененные кислородом. Их число равно удвоенному числу атомов кислорода n , приходящихся на один атом углерода, так как у кислорода валентность равна - 2. Из полученной разницы вычитается утроенное число атомов азота q , так как валентность азота равна - 3, а энергетическое состояние электронов, связанных с азотом, не меняется в процессе роста.
Приведём уравнение количественной связи энергетического баланса с показателем материального баланса, как выход по субстрату Ys .
Энергетический выход (η) характеризует долю энергии субстрата, перешедшую в биомассу.
h = gв sв/ gs ss× Ys ,
где gв- восстановленность углерода в биомассе ;
gs- восстановленность углерода в субстрате ;
σs – доля (по массе) углерода в органическом субстрате;
σв – доля (по массе) углерода в биомассе;
gв sв/ gs ss - отношение энергосодержания равных по весу количеств биомассы и субстрата;
gв sв = 2, для бактерий не синтезирующих липиды;
Ys - выход клеток по массе, г/г;
Выход клеток по массе Y:
Yx/s = Х / S ,
где Х- концентрация биомассы, г/л;
S- количество потребленного субстрата, г/л.
Выход клеток по массе из ЭДТА (YЭДТА) рассчитывали как отношение биомассы, образованной из ЭДТА, к количеству потребленной ЭДТА. А выход клеток по массе из глюкозы рассчитывали как отношение биомассы, образованной из глюкозы, к количеству потребленной глюкозы.
Теоретический предел для энергетического выхода роста h=1, так как в биомассе не может быть больше энергии, чем в использованном субстрате.
Расчет величины η для ЭДТА:
С10Н16О8N2
γ= (4*10 +16- 2*8- 3*2) / 10= 3,4
М(ЭДТА)= 292
М(углерода) = 120
292 – 100%
120 – δ
δ = 0,410
γδ= 3,4* 0,410= 1,4
h = Us (γbδb / γ sδs) = Us (2/1,4)
Расчет η для глюкозы:
С6Н12О6 СН2О
γ= 4+2-2= 4
М(глюкоза) =180
М(углерода) = 72
180 – 100%
72 – δ
δ= 0,4
γδ= 4* 0,4= 1,6
η = Υs (2/1,6)
Концепции и законы химических процессов (реакций)
Третья концептуальная система в химии возникла на стыке химии, физики и открывает пути к пониманию биологических систем. Химический процесс в этой концепции — это мост от объектов физики к объектам биологии, так как возникает возможность последовательно проследить путь от простых микрообъектов, таких как электрон, протон, атом, молекула ...
Упаковка ДНК в клетках прокариот.
Сверхспиральный участок ДНК в комплексе с гистоноподобными белками, обладающими сродством к ДНК, и полиаминами образует «бусину» диаметром около 12 нм. Внутри бусины ось двойной спирали ДНК перекручена и образует примерно 6 витков. Бусины соединены между собой участками ДНК, в которых сверхспиральность отсутствует, и объединяются таким ...
Полимерия. Пример и схема. Особенности наследования количественных признаков
Полимерия – на один признак влияют несколько неаллельных, но сходно действующих генов. Такие гены наз полимерными (множественными). Они обладают аддитивным (суммирующим) действием, т.е. чем больше таких генов, тем ярче выражен признак, который они определяют. 15:1 или 1:4:6:4:1 – для качественных признаков; 1:4:6:4:1 – для колич (F2). О ...